红外与激光工程
2021, 50(5): 20200492
1 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所， 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学， 北京 100049
针对某型高分辨率空间遥感相机的性能特点，设计了一种调焦机构以补偿相机的离焦量。从传动机构、光电编码器和调焦控制系统等部分对调焦机构的精度进行了分析，论述了误差大小及产生的原因，计算了调焦机构总误差的理论值。采用闭环控制方式对机构的调焦精度进行测试，运用比对方法——分别处理调焦镜的直线位置变化数据和与之对应的光电编码器角度位置变化数据——得到调焦机构的精度为±3.1127 μm，与理论分析一致，验证了调焦机构设计的有效性。最后对测试方法及结果进行了分析，论述了两者产生差异的原因。实验数据表明，调焦机构的精度满足相机对调焦机构±10 μm的精度要求。
遥感 空间遥感相机 调焦机构 误差分析 传动机构 光电编码器 闭环
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，吉林 长春 130033
针对离轴三反相机光学系统对机身结构的要求，采用碳纤维复合材料制备关键部件，设计了合适的相机机身结构。设计的离轴三反相机采用的复合材料占整机重量的32%。机身结构为非对称形，光学系统中主、次镜间距为850 mm，反射镜接口定位精度要求间隔为0.005 mm、偏心为0.005 mm、倾斜为5″。通过有限元软件对设计结果进行分析、优化和检验，完成了机身结构的优化设计。计算结果表明，该机身结构具有较好的刚度、较轻的重量，能够满足光学设计对间隔，偏心和倾斜的要求。对**完成的相机进行了力学环境试验和热真空试验，结果证明了该相机机身结构在力、热等环境条件下稳定性良好，其一阶谐振频率在120 Hz以上，相机调制传递函数在0.2以上，满足离轴三反空间相机各反射镜对空间位置精度和稳定性的要求。
空间遥感相机 碳纤维复合材料 机身结构 有限元分析 space remote sensing camera Carbon Fiber Composite (CFC) optical-mechanical structure Finite Element Analysis (FEA)
苏州大学 现代光学技术研究所,江苏 苏州 215006
介绍一种可望用于空间相机的环型孔径长焦距光学成像系统,也是稀疏孔径的一种。光线通过最外面的环形孔径进入光学系统,经过一系列的同轴环形反射镜多次折转,最后通过补偿镜成像在光学系统的像面上。此类系统具有较大的遮拦比,可以在有效减少空间望远系统的厚度和体积的同时保持较好的成像质量,可望用于微小卫星高分辨率光学有效载荷。给出了光线经过6次反射的一种长焦距光学系统设计结果,并对其进行了像质评价和公差分析。
光学设计 环形孔径 长焦距 空间相机 非球面
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所,吉林 长春 130031
为降低外界载荷对空间遥感相机主反射镜面形精度的影响,提出了采用不同的柔性环节独立约束主反射镜自由度的设计思想。运用CAD工程分析软件进行主反射镜系统动、静态特性及热特性的仿真分析,并在此基础上对主反射镜系统中柔性环节的结构参数进行修正,在保证支撑刚度的前提下降低了重力、装配应力及温度应力对面形精度的影响。经检测,主反射镜面形精度PV值为λ/4,RMS值为λ/50,能够满足空间遥感相机对主反射镜的特殊要求。
空间遥感相机 主反射镜 柔性支撑 轻量化 space remote sensing camera primary mirror flexible support lightweight
