CN113495376A - 一种基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法，包括获取液晶阵列天线阵元接收的原始回波信号，将原始回波信号通过预设的光调制层处理；获取液晶阵列天线各阵元的加权值；波束合成焦聚得出射频波束；得出成像后的图像数据。通过参考光调制的方法能够通过在电极之间施加不同的电压而明确地改变各个光调制层的液晶取向，从而通过光调制层的液晶取向的组合；且由于波束合成聚焦是根据每个超声阵元接收的原始回波信号和对应的加权系数值进行的，在进行波束合成聚焦时可以去除部分存在误差的阵元，从而提高波束合成的信噪比，同时可控可调制。
Description
技术领域
本发明涉及一种合成与控制方法，具体是一种基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法。
背景技术
波束成形，源于自适应天线的一个概念。接收端的信号处理，可以通过对多天线阵元接收到的各路信号进行加权合成，形成所需的理想信号。
波束成形是天线技术与数字信号处理技术的结合，目的用于定向信号传输或接收。 波束成形，并非新名词，其实它是一项经典的传统天线技术。
目前现有的波束在合成时由于人为控制因素有限导致误差阵元会影响整体效果，波束合成的信噪比较低。
发明内容
基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法。
本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：
一种基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法，包括如下步骤：
步骤一，获取液晶阵列天线阵元接收的原始回波信号，将原始回波信号通过预设的光调制层处理；
步骤二，获取液晶阵列天线各阵元的加权值，各阵元的所述加权值同该阵元接收的下一原始回波信号的屏蔽系数呈正相关关系，并将经光调制层处理后的原始回波信号从平面状态转为焦点圆锥曲线状的阈值电场；
步骤三，对转为焦点圆锥曲线状的阈值电场的原始回波信号数据同获取的液晶阵列天线各阵元的加权值作波束合成焦聚，并得出射频波束；
步骤四，依次向得出的射频数列施加多个电压以变更聚焦合成的液晶阵列天线波束，将改变后的液晶阵列天线波束做成像处理，得出成像后的图像数据；
步骤五，将各成像后的图像数据组合对应的色调得出图像的位移量，并与回波信号的加权值合成，调制至其与圆锥曲线状的阈值电场数据相匹配。
作为本发明进一步的方案：所述步骤一中，光调制层包括胆甾型液晶，用于响应预设电场改变液晶取向。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤一中，光调制层的第一光调制层的液晶取向从平面状态转变为焦点圆锥曲线状态的阙值电场与第二光调制层的比值为1-7。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤二中，通过预设的分段规则对阵元的原始回波信号提取特征分别获阵元的原始回波信号的加权值。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤三中，射频波束通过将每一阵元接收的回波信号同与之匹配的加权值作乘法后再进行波束合成聚集。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤四中，选择特定波长范围内的回波信号射入胆甾型液晶中形成多层结构调制与控制液晶阵列天线波束。
作为本发明再进一步的方案：所述步骤五中，根据所述基板电极施加的多个电压函数关系预设成像比例，显示不同的光电特性组合与成像后的色调组合对应。
采用以上方法后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：通过参考光调制的方法能够通过在电极之间施加不同的电压而明确地改变各个光调制层的液晶取向，从而通过光调制层的液晶取向的组合；且由于波束合成聚焦是根据每个超声阵元接收的原始回波信号和对应的加权系数值进行的，在进行波束合成聚焦时可以去除部分存在误差的阵元，从而提高波束合成的信噪比，同时可控可调制。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。实施例中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
另外，本发明中的元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
实施例一
本发明实施例中，一种基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法，包括如下步骤：
步骤一，获取液晶阵列天线阵元接收的原始回波信号，将原始回波信号通过预设的光调制层处理；需要说明的是，所述光调制层包括胆甾型液晶，用于响应预设电场改变液晶取向；
光调制层的第一光调制层的液晶取向从平面状态转变为焦点圆锥曲线状态的阙值电场与第二光调制层的比值为1-7,第一光调制层的液晶取向处于平面状态时的介电常数与第二光调制层的比值为5.5-8；
步骤二，获取液晶阵列天线各阵元的加权值，各阵元的所述加权值同该阵元接收的下一原始回波信号的屏蔽系数呈正相关关系，并将经光调制层处理后的原始回波信号从平面状态转为焦点圆锥曲线状的阈值电场；
例如，具有p个阵元，分别获取p-1个阵元的原始回波信号的加权值，具体是通过预设的分段规则对阵元的原始回波信号提取特征；
步骤三，对转为焦点圆锥曲线状的阈值电场的原始回波信号数据同获取的液晶阵列天线各阵元的加权值作波束合成焦聚，并得出射频波束；
其中，所述射频波束通过将每一阵元接收的回波信号同与之匹配的加权值作乘法后再进行波束合成聚集；
步骤四，依次向得出的射频数列施加多个电压以变更聚焦合成的液晶阵列天线波束，将改变后的液晶阵列天线波束做成像处理，得出成像后的图像数据；
步骤五，将各成像后的图像数据组合对应的色调得出图像的位移量，并与回波信号的加权值合成，调制至其与圆锥曲线状的阈值电场数据相匹配。
实施例二
本发明实施例中，一种基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法，包括如下步骤：
步骤一，获取液晶阵列天线阵元接收的原始回波信号，将原始回波信号通过预设的光调制层处理；需要说明的是，所述光调制层包括胆甾型液晶，用于响应预设电场改变液晶取向；
光调制层的第一光调制层的液晶取向从平面状态转变为焦点圆锥曲线状态的阙值电场与第二光调制层的比值为1-7,第一光调制层的液晶取向处于平面状态时的介电常数与第二光调制层的比值为5.5-8；
步骤二，获取液晶阵列天线各阵元的加权值，各阵元的所述加权值同该阵元接收的下一原始回波信号的屏蔽系数呈正相关关系，并将经光调制层处理后的原始回波信号从平面状态转为焦点圆锥曲线状的阈值电场；
例如，具有p个阵元，分别获取p-1个阵元的原始回波信号的加权值，具体是通过预设的分段规则对阵元的原始回波信号提取特征；
步骤三，对转为焦点圆锥曲线状的阈值电场的原始回波信号数据同获取的液晶阵列天线各阵元的加权值作波束合成焦聚，并得出射频波束；
其中，所述射频波束通过将每一阵元接收的回波信号同与之匹配的加权值作乘法后再进行波束合成聚集；
步骤四，依次向得出的射频数列施加多个电压以变更聚焦合成的液晶阵列天线波束，将改变后的液晶阵列天线波束做成像处理，得出成像后的图像数据；
其中，选择特定波长范围内的回波信号射入胆甾型液晶中形成多层结构调制与控制液晶阵列天线波束；
步骤五，将各成像后的图像数据组合对应的色调得出图像的位移量，并与回波信号的加权值合成，调制至其与圆锥曲线状的阈值电场数据相匹配；
注意的是，根据所述基板电极施加的多个电压函数关系预设成像比例，显示不同的光电特性组合与成像后的色调组合对应。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体工艺允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
Claims (7)
1.一种基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，获取液晶阵列天线阵元接收的原始回波信号，将原始回波信号通过预设的光调制层处理；
步骤二，获取液晶阵列天线各阵元的加权值，各阵元的所述加权值同该阵元接收的下一原始回波信号的屏蔽系数呈正相关关系，并将经光调制层处理后的原始回波信号从平面状态转为焦点圆锥曲线状的阈值电场；
步骤三，对转为焦点圆锥曲线状的阈值电场的原始回波信号数据同获取的液晶阵列天线各阵元的加权值作波束合成焦聚，并得出射频波束；
步骤四，依次向得出的射频数列施加多个电压以变更聚焦合成的液晶阵列天线波束，将改变后的液晶阵列天线波束做成像处理，得出成像后的图像数据；
步骤五，将各成像后的图像数据组合对应的色调得出图像的位移量，并与回波信号的加权值合成，调制至其与圆锥曲线状的阈值电场数据相匹配。
2.根据权利要求1所述的一种基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法，其特征在于，所述步骤一中，光调制层包括胆甾型液晶，用于响应预设电场改变液晶取向。
3.根据权利要求1所述的一种基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法，其特征在于，所述步骤一中，光调制层的第一光调制层的液晶取向从平面状态转变为焦点圆锥曲线状态的阙值电场与第二光调制层的比值为1-7。
4.根据权利要求1所述的一种基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法，其特征在于，所述步骤二中，通过预设的分段规则对阵元的原始回波信号提取特征分别获阵元的原始回波信号的加权值。
5.根据权利要求1所述的一种基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法，其特征在于，所述步骤三中，射频波束通过将每一阵元接收的回波信号同与之匹配的加权值作乘法后再进行波束合成聚集。
6.根据权利要求1所述的一种基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法，其特征在于，所述步骤四中，选择特定波长范围内的回波信号射入胆甾型液晶中形成多层结构调制与控制液晶阵列天线波束。
7.根据权利要求1所述的一种基于参考光调制的液晶阵列天线波束合成与控制方法，其特征在于，所述步骤五中，根据所述基板电极施加的多个电压函数关系预设成像比例，显示不同的光电特性组合与成像后的色调组合对应。
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