[发明专利]一种星载液晶光学相控阵天线波束指向动态切换方法

说明书

本发明公开了一种星载液晶光学相控阵天线波束指向动态切换方法，其具体步骤包括：获取当前卫星系统波束指向角度θ₁和期望的天线指向角度θ₂；计算θ₁与θ₂的差值绝对值，并与切换阈值比较，若小于阈值，则等待一个时间间隔，重新获取当前波束指向角度θ₁；若大于阈值，则计算当前天线中每个电极的初始相移量和目标相移量；将电极i的相移量由初始相移量调整至目标相移量并将i加1；判断i是否大于电极总数N，如果是，则完成波束指向切换；否则将电极i的相移量由初始相移量调整至目标相移量并重复前一步骤，直至i大于电极总数N，完成卫星波束指向切换。本发明在波位切换过程保持功率稳定，能够有效便捷的实现波束控制；波束指向角度平滑过渡，能够避免远场光斑闪耀。

技术领域

本发明属于卫星移动通信领域，尤其涉及一种星载液晶光学相控阵天线波束指向动态切换方法。

背景技术

液晶光学相控阵(LCOPA)技术是一种先进的波束扫描技术，具有驱动电压低、低SWaP、响应速度快等优点，广泛应用于自适应光学、激光雷达和空间光通信等领域。LCOPA通过对波束相位的精准调制，实现高精度的波束偏转和波束指向。由于受到液晶加工工艺水平的限制，液晶光学相控阵的实际偏转效率远低于理论水平，而消除加工工艺所造成的缺陷只能依赖于生产技术水平的提高。因此，从指向动态切换的角度来提高波束偏转效率具有实际的应用价值。

论文“激光雷达液晶相控阵波控数据优化算法研究”(电子科技大学硕士毕业论文，2011)采用了模式搜索法自适应地对液晶相控阵的控制电压进行校正，提高了波束的偏转效率，但该方法优化速度较慢，无法满足实际应用需求。中国专利CN104834148B中提出一种双向四波束液晶光学相控阵天线及其多用户通信方法，该发明天线采用透射式液晶偏振光栅和透射式液晶光学相控阵联合进行大角度偏转控制,实现波束扫描,并通过液晶光楔控制波束进行高精度波束偏转控制,实现高精度波束跟踪，但该方法无法满足星载条件下动态连接的激光链路切换需求。

发明内容

针对现有的液晶光学相控阵的实际偏转效率较低的问题，本发明公开了一种星载液晶光学相控阵天线波束指向动态切换方法，其具体步骤包括：

S1，通过分析星载液晶光学相控阵天线的波束切换的捷变特性，获取卫星通信系统的当前波束指向角度θ₁；