液晶光學相控陣具備非機械光束偏轉(zhuǎn)能力,將其應用到空間激光通信捕跟系統(tǒng)中,能夠?qū)崿F(xiàn)快速、靈活、多用戶的接入。提出了一種基于液晶光學相控陣的快速跟蹤方法,該方法采用電荷耦合器件(CCD)作為信標光探測器,比例積分微分(PID)閉環(huán)控制算法生成光束指向角控制點數(shù)據(jù),實現(xiàn)對入射光束的捷變偏轉(zhuǎn),指向捕跟探測器中心,達到跟蹤的目的。通過理論仿真可知PID閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠抑制高斯白噪聲,跟蹤精度小于6.5μrad。實驗驗證,經(jīng)過10ms左右的調(diào)整,系統(tǒng)進入穩(wěn)定跟蹤狀態(tài),跟蹤精度小于12.6μrad。

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

圖１基于液晶光學相控陣的跟蹤系統(tǒng)框圖Ｆｉｇ．１ＢｌｏｃｋｄｉａｇｒａｍｏｆｔｒａｃｋｉｎｇｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＬＣＯＰＡ

型，程序設計簡單，實現(xiàn)容易，參數(shù)調(diào)整方便。本文基于自主研制的液晶光學相控陣器件，結(jié)合圖像處理技術(shù)和ＰＩＤ控制算法，建立閉環(huán)控制模型，將通過光斑與電荷耦合器件（ＣＣＤ）中心的像素差值作為到達角的評價指標，通過理論仿真，ＰＩＤ閉環(huán)控制系統(tǒng)能夠抑制空氣擾動和ＣＣＤ采樣引入的高斯白噪聲，....

圖４液晶光學相控陣波束偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)Ｆｉｇ．４ＢｅａｍｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｏｆＬＣＯＰＡ

５４，０２１２０２（２０１７）激光與光電子學進展ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ圖３相位延遲量隨電壓的變化曲線Ｆｉｇ．３Ｃｕｒｖｅｏｆｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｐｈａｓｅｄｅｌａｙａｍｏｕｎｔａｎｄｖｏｌｔａｇｅ假定終端Ｂ的光學系統(tǒng)中各元器件已經(jīng)經(jīng)過系統(tǒng)矯正，所有光....

圖７ＰＩＤ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Ｆｉｇ．７ＳｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒｔｏｆＰＩＤｓｙｓｔｅｍ

５４，０２１２０２（２０１７）激光與光電子學進展ｗｗｗ．ｏｐｔｉｃｓｊｏｕｒｎａｌ．ｎｅｔ３．３ＰＩＤ跟蹤算法ＰＩＤ算法［１４］是控制理論的重要算法之一，控制液晶相控陣的偏轉(zhuǎn)角度，能夠?qū)崿F(xiàn)對Ａ終端發(fā)射的光束進行動態(tài)穩(wěn)定地跟蹤。圖７為ＰＩＤ的基本結(jié)構(gòu)圖。圖７ＰＩＤ系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Ｆｉｇ．....

圖８閉環(huán)系統(tǒng)階躍響應Ｆｉｇ．８Ｓｔｅｐｒｅｓｐｏｎｓｅｏｆｃｌｏｓｅｄｌｏｏｐｓｙｓｔｅｍ

流程為：１）在液晶光學相控陣未加波控數(shù)據(jù)時，對ｅ光無偏轉(zhuǎn)；２）此時光線經(jīng)過透鏡，經(jīng)透鏡聚焦后，入射到ＣＣＤ上；３）對ＣＣＤ上采集的圖像進行處理，通過計算光斑的質(zhì)心與ＣＣＤ中心的像素差值ｅ（ｔ），經(jīng)過ＰＩＤ算法計算得到Ｃｏｕｔ（ｔ），將Ｃｏｕｔ（ｔ）的值發(fā)送給液晶光學相控陣控制系統(tǒng)....

本文編號：3986445