在地面測(cè)試中,模擬恒星目標(biāo)對(duì)星敏感器進(jìn)行標(biāo)定的裝置為目標(biāo)模擬器,隨著星敏感器的快速發(fā)展,目標(biāo)模擬器需要大視場(chǎng)、高精度、小型化來(lái)應(yīng)對(duì)發(fā)展需求。本文致力于小型目標(biāo)模擬器設(shè)計(jì)方法的研究,通過(guò)LCOS的光學(xué)拼接和光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)提高視場(chǎng)和圖像分辨率并減少整機(jī)結(jié)構(gòu)體積,使用光機(jī)熱一體化分析為目標(biāo)模擬器提供優(yōu)化和修正辦法。本文的工作內(nèi)容主要集中于以下兩個(gè)方面:(1)小型目標(biāo)模擬器的光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。按照目標(biāo)模擬器的技術(shù)指標(biāo)和對(duì)LCOS的光學(xué)拼接,設(shè)計(jì)了一款視場(chǎng)大于22^o,分辨率為2048×2048的準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng),并大幅度縮小了光學(xué)系統(tǒng)的焦距。該系統(tǒng)MTF曲線為0.4516,點(diǎn)列圖質(zhì)量良好,畸變小于0.2%,公差分析滿足技術(shù)要求。通過(guò)對(duì)固定件安裝方式和光機(jī)界面的選擇,將各個(gè)透鏡進(jìn)行了裝調(diào),并設(shè)計(jì)了整體的機(jī)械結(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)LCOS的固定組件的優(yōu)化,提高了LCOS的安裝精度。(2)小型目標(biāo)模擬器的光機(jī)熱一體化分析。將設(shè)計(jì)完成的幾何模型導(dǎo)入到Ansys Workbench中進(jìn)行靜力分析和模態(tài)分析,其中靜力分析偏移量為1.8657e^-5mm,模態(tài)分析的最小固有頻率為263...

【文章頁(yè)數(shù)】：71 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題來(lái)源及目的意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容和技術(shù)指標(biāo)
        1.3.1 主要設(shè)計(jì)指標(biāo)
        1.3.2 系統(tǒng)主要研究?jī)?nèi)容
第2章 小型目標(biāo)模擬器的總體設(shè)計(jì)和基本原理
    2.1 目標(biāo)模擬器的總體設(shè)計(jì)
    2.2 目標(biāo)模擬器工作原理
    2.3 顯示器件的選取和參數(shù)確定
    2.4 準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)
        2.4.1 光學(xué)系統(tǒng)焦距的確定
        2.4.2 單目標(biāo)張角
        2.4.3 出瞳距離與出瞳口徑
    2.5 光機(jī)熱一體化技術(shù)
    2.6 有限元分析法
        2.6.1 靜力學(xué)分析
        2.6.2 動(dòng)力學(xué)分析
    2.7 Zernike多項(xiàng)式概述
    2.8 本章小結(jié)
第3章 小型目標(biāo)模擬器光機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.1 LCOS拼接原理
        3.1.1 光學(xué)拼接方案
        3.1.2 拼接步驟
    3.2 準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
        3.2.1 光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)
        3.2.2 設(shè)計(jì)優(yōu)化結(jié)果
    3.3 光學(xué)系統(tǒng)像質(zhì)評(píng)價(jià)
        3.3.1 點(diǎn)列圖
        3.3.2 場(chǎng)曲和畸變
        3.3.3 波像差
        3.3.4 MTF調(diào)制傳遞函數(shù)
    3.4 光學(xué)系統(tǒng)公差分析
    3.5 光機(jī)系統(tǒng)的透鏡安裝和界面選擇
        3.5.1 透鏡安裝固定的方式
        3.5.2 光機(jī)界面選擇
    3.6 目標(biāo)模擬器機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    3.7 本章小結(jié)
第4章 光機(jī)熱一體化分析
    4.1 目標(biāo)模擬器的有限元分析
        4.1.1 靜力分析
        4.1.2 模態(tài)分析
    4.2 目標(biāo)模擬器熱學(xué)分析
    4.3 基于Zernike多項(xiàng)式的熱光學(xué)分析
        4.3.1 Zernike多項(xiàng)式系數(shù)方程導(dǎo)出
        4.3.2 Gram-Schmidt正交化方法擬合面形
        4.3.3 最小二乘法擬合面形
    4.4 目標(biāo)模擬器光學(xué)性能分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
在讀碩士學(xué)位研究生期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號(hào)：3809459