發(fā)布時(shí)間：2020-12-30 08:39

　　隨著科技的進(jìn)步,作為現(xiàn)代高科技的結(jié)晶和化身,導(dǎo)彈技術(shù)獲得空前發(fā)展,成為維持世界戰(zhàn)略平衡的支柱和信息化戰(zhàn)爭的主戰(zhàn)裝備。而紅外制導(dǎo)技術(shù)因其制導(dǎo)精度高、抗干擾能力強(qiáng)、隱蔽性好、效費(fèi)比高等優(yōu)點(diǎn),在現(xiàn)代精確制導(dǎo)體系中占據(jù)著重要的地位。現(xiàn)役紅外制導(dǎo)系統(tǒng)的整流罩均采用球形頭罩,其空氣動(dòng)力學(xué)特性較差。而共形光學(xué)系統(tǒng)的空氣動(dòng)力學(xué)性能明顯優(yōu)于球形頭罩,成為球形整流罩的潛在替代者。雖然共形整流罩能大幅改善其空氣動(dòng)力學(xué)性能,減小飛行阻力,但是由于其自身的非對(duì)稱性又引入了高階像差,使光學(xué)成像質(zhì)量大幅度下降。因此研究共形整流罩帶來的像差,完善共形光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)十分重要。本文在上述背景下,開展了以下的研究工作:建立了在氣動(dòng)研究中阻力較小的四種流線形整流罩:橢球形整流罩、拋物面形整流罩、雙曲面形整流罩以及馮卡門曲面形整流罩;在不同的目標(biāo)視場(chǎng)下,分別分析了四種面形整流罩的像差特性;在0°目標(biāo)視場(chǎng)時(shí),通過改變長徑比分析了長徑比的變化對(duì)四種面形整流罩的像差帶來的影響;改變整流罩內(nèi)表面面形,得到了整流罩內(nèi)表面非球面次數(shù)在像差校正中的作用。針對(duì)四種面形整流罩的不同像差特性,分別選取了合適的校正器,并對(duì)本文所選用的兩種像差校正器... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同目標(biāo)視場(chǎng)像質(zhì)圖[7]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4-變得十分困難[17]。圖1-2固定型校正器示意圖[17](2)軸向移動(dòng)的柱面鏡像散是由于水平面光線和垂直面光線聚焦在了不同的焦點(diǎn)上所引起的一種幾何像差，兩個(gè)焦點(diǎn)形成兩條彼此垂直的線段（焦線），產(chǎn)生稱為切向像（或稱子午像）和徑向像（或稱弧矢像）的模糊像面。眾所周知，可以使用透鏡等光學(xué)器件對(duì)聚焦能力較弱的一方進(jìn)行補(bǔ)償，以此來實(shí)現(xiàn)兩個(gè)方向光焦度的相對(duì)平衡。然而，在共形光學(xué)系統(tǒng)中，光學(xué)萬向架的位置會(huì)由于掃描視場(chǎng)的不同而不斷地移動(dòng)，這就需要所引入的補(bǔ)償元件的光焦度也隨之不斷發(fā)生變化，而這顯然是無法實(shí)現(xiàn)的，因此需要找到一個(gè)合適的方法，使靜態(tài)的光學(xué)器件來滿足光焦度的動(dòng)態(tài)變化。這可以通過軸向移動(dòng)兩個(gè)相交的柱形光學(xué)元件來實(shí)現(xiàn)，因此1998年Whalen提出了使用一對(duì)軸向移動(dòng)的柱面鏡來校正像散的方法[18]。如圖1-3所示，第一個(gè)柱面鏡會(huì)在一個(gè)方向上進(jìn)行像散校正，通過更改兩個(gè)柱面鏡之間的軸向間距，便可以調(diào)整入射在第二個(gè)柱面鏡上的光線的高度，從而完成垂直該方向的像散校正。以這種方式，通過適當(dāng)?shù)剡x擇校正元件的幾何形狀，可以在任何萬向架位置調(diào)節(jié)由共形整流罩中的固有像散產(chǎn)生的兩個(gè)像散線焦點(diǎn)。該方法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于像散可以進(jìn)行大幅度地消除；缺點(diǎn)是，當(dāng)實(shí)際使用共形光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，校正量還必須隨著目標(biāo)視場(chǎng)的變化而變化，這對(duì)于實(shí)際的操作是非常不便且困難的。另外，使用該方法僅僅對(duì)像散有較好的校正效果，而對(duì)于其他類形的像差并不能達(dá)到讓人十分滿意的校正效果[19]。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-5-圖1-3軸向移動(dòng)柱面鏡示意圖[18]（3）橫向移動(dòng)位相板在一項(xiàng)專利中，阿爾瓦雷斯（Alvarez）和漢弗萊（Humphrey）提出并設(shè)計(jì)了一種由兩個(gè)三次非球面板組成的系統(tǒng)，并且這兩個(gè)三次非球面板的內(nèi)表面是互補(bǔ)的[20]。當(dāng)它們以內(nèi)表面互補(bǔ)的狀態(tài)擺放并軸向移動(dòng)時(shí)，光焦度會(huì)因此而發(fā)生改變，橫向的移動(dòng)距離越大光焦度的數(shù)值也就越大，這兩者是正相關(guān)的關(guān)系。此類相位板的厚度由最小化組件的厚度和確保厚度為正的變量組成。圖1-4說明了橫向移動(dòng)位相板的面形以及它們?cè)跈M向移動(dòng)時(shí)的工作原理。如圖所示，左側(cè)的是一組完全互補(bǔ)放置的相位板，可以將其看作是一塊沒有光焦度的平面平行板；中間的一組板塊已沿相反的方向移動(dòng)了相等的距離，此時(shí)可以發(fā)現(xiàn)該系統(tǒng)的中央部分比邊緣部分更厚，可以看成是和正透鏡一樣；當(dāng)移動(dòng)的方向與上述是反向時(shí)，如圖1-4右側(cè)的一組板所示，便可看成是和負(fù)透鏡一樣。阿爾瓦雷斯·漢弗萊（AlvarezHumphrey）透鏡可以通過橫向的移動(dòng)距離來實(shí)現(xiàn)模擬不同的正透鏡和負(fù)透鏡。基于上述AlvarezHumphrey裝置，Palusinski于1998年對(duì)傾斜、球差、離焦、慧差以及像散等波前畸變進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)根據(jù)對(duì)表面的描述，可以生成給定的像差，因此使用該裝置也可以大幅度地抑制共形整流罩引入的動(dòng)態(tài)像差[21]。圖1-4橫向移動(dòng)位相板示意圖[20]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[2]基于計(jì)算成像的二次曲面共形光學(xué)系統(tǒng)像差校正技術(shù)研究[D]. 于佳倩.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]滾擺式導(dǎo)引頭伺服穩(wěn)定平臺(tái)設(shè)計(jì)與研究[D]. 曾龍.北京理工大學(xué) 2016
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