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小卫星空间跟踪遥感相机二维摆镜组件优化设计
被引量：
2
1
作者
张成成
何斌
+2 位作者
吕阳
聂婷
贺玉坤
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期54-62,共9页
根据某空间跟踪遥感相机光学系统特性和工作指标要求,为了达到节约空间、保证相机成像质量的目的,设计了一种适用于小卫星平台的二维摆镜,并对口径为300 mm的空间相机用摆镜进行了轻量化设计。以镜体厚度、切角大小、边缘厚度、镜面厚...
根据某空间跟踪遥感相机光学系统特性和工作指标要求,为了达到节约空间、保证相机成像质量的目的,设计了一种适用于小卫星平台的二维摆镜,并对口径为300 mm的空间相机用摆镜进行了轻量化设计。以镜体厚度、切角大小、边缘厚度、镜面厚度及轻量化筋的厚度为设计变量,以面形峰值PV不大于63 nm和均值方根RMS不大于12 nm为边界条件进行了优化,针对单点支撑孔径的参数设计提出了一种将质量、面形峰值PV和均值方根RMS在一定平衡下尽可能小的多目标优化方法。最终优化的反射镜质量仅为0.84 kg,轻量化率达到76%。单点柔性支撑结构采用3个相隔120°布置的回形梁作为柔性铰链,与镜座采用一体化设计,结构简单,减少了摆镜组件的转动惯量,提高跟踪相机的响应度。对优化后的摆镜组件进行空间环境校核,摆镜在空间XY微重力工况下的面形RMS值小于6 nm,Z向重力、-50℃载荷及3.5 rad/s旋转惯性载荷条件下的面形RMS均小于12 nm,组件基频为326 Hz,最后对面形精度和摆镜定位精度进行了实验验证,证明了该方案的可行性。
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关键词
空间跟踪相机
二维摆镜
轻量化
优化设计
有限元分析
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职称材料
带摆镜的二维扫描制冷红外光学系统设计
被引量：
2
2
作者
许敏达
田雪
+2 位作者
姚睿
肖昊苏
陈澄
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期281-286,共6页
带摆镜的像方扫描光学系统通常只在一维方向扫描成像,当摆镜在二维方向摆扫成像时,摆镜方位俯仰耦合运动带来的对光轴指向、光斑尺寸、成像性能等影响不能忽略。分析了不同的摆镜扫描光学系统的基本形式,并对像方摆镜扫描光学系统二维...
带摆镜的像方扫描光学系统通常只在一维方向扫描成像,当摆镜在二维方向摆扫成像时,摆镜方位俯仰耦合运动带来的对光轴指向、光斑尺寸、成像性能等影响不能忽略。分析了不同的摆镜扫描光学系统的基本形式,并对像方摆镜扫描光学系统二维摆扫带来的影响进行了分析。对内轴为方位、外轴为俯仰的像方摆镜在不同的二维摆扫角度下的入射光轴指向和窗口处光斑尺寸进行了理论计算,提出了二维像方摆镜扫描光学系统设计与分析方法。利用Zemax建立了二维像方摆镜扫描光学系统模型,仿真分析了不同方位俯仰摆扫角度下的成像性能、光轴指向以及窗口挡光情况。在不同方位俯仰角度下,光学系统在17 lp/mm处MTF均大于0.4,窗口极限挡光小于21.4%。
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关键词
红外
像方扫描
二维摆镜
光学系统
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职称材料
多节点激光通信天线“一体式”SiC/Al轻量化摆镜
被引量：
2
3
作者
李响
李小明
+3 位作者
张家齐
柳鸣
孟立新
张立中
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2019年第A01期204-210,共7页
为了降低多节点激光通信天线的工作包络尺寸、提高二维摆镜的运动控制精度,避免镜体材料与支撑材料性能差异引起的面形改变,提出了一种包含支撑结构的"一体式"轻量化摆镜。采用高体分SiC/Al作为材料,进行了摆镜以及支撑结构...
为了降低多节点激光通信天线的工作包络尺寸、提高二维摆镜的运动控制精度,避免镜体材料与支撑材料性能差异引起的面形改变,提出了一种包含支撑结构的"一体式"轻量化摆镜。采用高体分SiC/Al作为材料,进行了摆镜以及支撑结构的一体化设计,提高了摆镜面形的力、热稳定性,可直接连接转台俯仰轴座,使摆镜回转中心距镜面的距离缩短至20 mm。有限元分析表明,"一体式"摆镜基频为1 337 Hz,在(20±5)℃工作温度范围内,面形误差峰谷值(PV)优于0.121λ,面形误差均方根值(RMS)优于0.031λ。使用ZYGO干涉仪对摆镜的面形进行检测,结果表明在(20±5)℃温度范围内摆镜面形PV值优于0.163λ,RMS值优于0.029λ,满足激光通信天线对于摆镜面形λ/25(RMS)的指标要求。
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关键词
激光通信
光学天线
二维摆镜
一体化设计
有限元分析
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职称材料
题名
小卫星空间跟踪遥感相机二维摆镜组件优化设计
被引量：
2
1
作者
张成成
何斌
吕阳
聂婷
贺玉坤
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
中国科学院大学
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期54-62,共9页
基金
国家自然科学基金(62105328)项目资助。
文摘
根据某空间跟踪遥感相机光学系统特性和工作指标要求,为了达到节约空间、保证相机成像质量的目的,设计了一种适用于小卫星平台的二维摆镜,并对口径为300 mm的空间相机用摆镜进行了轻量化设计。以镜体厚度、切角大小、边缘厚度、镜面厚度及轻量化筋的厚度为设计变量,以面形峰值PV不大于63 nm和均值方根RMS不大于12 nm为边界条件进行了优化,针对单点支撑孔径的参数设计提出了一种将质量、面形峰值PV和均值方根RMS在一定平衡下尽可能小的多目标优化方法。最终优化的反射镜质量仅为0.84 kg,轻量化率达到76%。单点柔性支撑结构采用3个相隔120°布置的回形梁作为柔性铰链,与镜座采用一体化设计,结构简单,减少了摆镜组件的转动惯量,提高跟踪相机的响应度。对优化后的摆镜组件进行空间环境校核,摆镜在空间XY微重力工况下的面形RMS值小于6 nm,Z向重力、-50℃载荷及3.5 rad/s旋转惯性载荷条件下的面形RMS均小于12 nm,组件基频为326 Hz,最后对面形精度和摆镜定位精度进行了实验验证,证明了该方案的可行性。
关键词
空间跟踪相机
二维摆镜
轻量化
优化设计
有限元分析
Keywords
space tracking camera
two-dimensional scanning mirror
lightweight
design optimization
finite element analysis
分类号
TH122 [机械工程—机械设计及理论]
V443.5 [航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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职称材料
题名
带摆镜的二维扫描制冷红外光学系统设计
被引量：
2
2
作者
许敏达
田雪
姚睿
肖昊苏
陈澄
机构
北京电子工程总体研究所
北京遥感设备研究所
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第3期281-286,共6页
文摘
带摆镜的像方扫描光学系统通常只在一维方向扫描成像,当摆镜在二维方向摆扫成像时,摆镜方位俯仰耦合运动带来的对光轴指向、光斑尺寸、成像性能等影响不能忽略。分析了不同的摆镜扫描光学系统的基本形式,并对像方摆镜扫描光学系统二维摆扫带来的影响进行了分析。对内轴为方位、外轴为俯仰的像方摆镜在不同的二维摆扫角度下的入射光轴指向和窗口处光斑尺寸进行了理论计算,提出了二维像方摆镜扫描光学系统设计与分析方法。利用Zemax建立了二维像方摆镜扫描光学系统模型,仿真分析了不同方位俯仰摆扫角度下的成像性能、光轴指向以及窗口挡光情况。在不同方位俯仰角度下,光学系统在17 lp/mm处MTF均大于0.4,窗口极限挡光小于21.4%。
关键词
红外
像方扫描
二维摆镜
光学系统
Keywords
infrared
image space scanning
two-dimension tilt mirror
optical system
分类号
TN216 [电子电信—物理电子学]
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职称材料
题名
多节点激光通信天线“一体式”SiC/Al轻量化摆镜
被引量：
2
3
作者
李响
李小明
张家齐
柳鸣
孟立新
张立中
机构
长春理工大学空间光电技术国家地方联合工程研究中心
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2019年第A01期204-210,共7页
基金
国家自然科学基金(91338116)
文摘
为了降低多节点激光通信天线的工作包络尺寸、提高二维摆镜的运动控制精度,避免镜体材料与支撑材料性能差异引起的面形改变,提出了一种包含支撑结构的"一体式"轻量化摆镜。采用高体分SiC/Al作为材料,进行了摆镜以及支撑结构的一体化设计,提高了摆镜面形的力、热稳定性,可直接连接转台俯仰轴座,使摆镜回转中心距镜面的距离缩短至20 mm。有限元分析表明,"一体式"摆镜基频为1 337 Hz,在(20±5)℃工作温度范围内,面形误差峰谷值(PV)优于0.121λ,面形误差均方根值(RMS)优于0.031λ。使用ZYGO干涉仪对摆镜的面形进行检测,结果表明在(20±5)℃温度范围内摆镜面形PV值优于0.163λ,RMS值优于0.029λ,满足激光通信天线对于摆镜面形λ/25(RMS)的指标要求。
关键词
激光通信
光学天线
二维摆镜
一体化设计
有限元分析
Keywords
laser communication
optical antenna
two dimensional tip-tilt mirror
integrated design
finite element analysis
分类号
TN929.1 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
小卫星空间跟踪遥感相机二维摆镜组件优化设计
张成成
何斌
吕阳
聂婷
贺玉坤
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
带摆镜的二维扫描制冷红外光学系统设计
许敏达
田雪
姚睿
肖昊苏
陈澄
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
多节点激光通信天线“一体式”SiC/Al轻量化摆镜
李响
李小明
张家齐
柳鸣
孟立新
张立中
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2019
2
在线阅读
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职称材料
已选择
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