波带片衍射成像技术在对地观测卫星中的应用.pdf

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1、Vo1．21No．3航天器工程第21卷第3期88SPACECRAFTENGINEERING2012年6月波带片衍射成像技术在对地观测卫星中的应用刘韬周一鸣王景泉梁巍(北京空间科技信息研究所，北京100086)摘要介绍了国外波带片衍射成像技术在对地观测领域中的发展，论述了光子筛技术的演化历程，并总结了衍射成像技术在国外高轨和低轨卫星成像中的应用，提出了波带片衍射成像技术可使“低轨成像卫星小型化”和“高轨成像卫星高分(辨率)化”的优势，及目前国外在研究波带片衍射成像技术中存在的带宽较窄、薄膜折叠展开方法、衍

2、射透镜面形保持等问题，并对中国开展用于对地观测的波带片衍射成像技术的研发提出了建议。关键词对地观测；高分辨率；地球静止轨道；大口径；衍射成像；光子筛中图分类号：V19文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2012．03．014ApplicationofZonePlateDiffractiveImagingTechnologyinEarth0bservationSatellitesLIUTaoZHOUYimingWANGJingquanLIANGWei(BeijingIn

3、stituteofSpaceScienceandTechnologyInformation，Beijing100086，China)Abstract：Thispaperintroducestheforeigndevelopmentofzoneplatediffractiveimagingteehnol—ogy(ZPDIT)inearthobservationaspect．Itdescribesevolutionofphotonsievetechnologyandsummarizesapplication

4、ofZPDITinsatelliteswhichoperateonbothhighorbitandloworbit．AdvantagesofZPDITarediscussed，whichincludemakingimagingsatellitesinloworbitmini—mizedandenablingimagingsatellitesinhighorbittohavehighspatialresolution．TechnologychallengesofZPDITwhichforeigncount

5、ryconfrontedarealsointroduced，suchasnarrowband—width，methodofdiffractivemembrane’Sfoldinganddeployment，andfigurecontrolofdiffrac—tivelens．Finally，somesuggestionsareputforwardforChinesefuturedevelopmentofZPDITusedinearthobservation．Keywords：earthobservati

6、on；highresolution；GEO；largeaperture；diffractiveimaging；photonS1V空间可展开、公差要求低、易复制等特点，不但可以1引言节约发射成本，还能够显著降低制造成本。波带片衍射成像技术在卫星应用中具有重大潜力。_1J波带片(ZonePlate)衍射成像技术是一种重要为了满足高轨道卫星高分辨率对地观测的要的对地观测技术，是目前国外的研究热点。波带片求，国外从20世纪末开始研发新型光学成像技术，衍射成像系统具有大口径、高分辨率、结构轻量化、包括空间分块可展

7、开技术、光学干涉合成孔径成像收稿日期：20120105；修回日期：2012—04—16基金项目：国家高分辨率对地观测重大专项资助项目(F03—02／1213)作者简介：刘韬(1982一)，男，博士，助理研究员，主要从事空间科技信息研究工作。Email：lttaotao@yeah．net。第3期刘韬等：波带片衍射成像技术在对地观测卫星中的应用89技术、稀疏孔径成像技术和波带片衍射成像技术。一步提高分辨率，因此成为近年衍射成像技术的研空间分块可展开技术需要主镜轻量化、严格的镜片究热点。面形控制、精确的展开结

8、构和波前传感与控制，这些2．1菲涅尔波带片技术技术难题致使其成本高昂。光学干涉合成孔径成像菲涅尔波带片一般是由一系列透明和不透明的技术正是由于各子孔径的同相位要求，使得空间机同心圆环组成，它能使点光源成实像，因此可以认为械结构调整、系统稳定性和大气扰动等因素引起的它的作用和一块会聚透镜相当，可以作为成像器件使波动总效应，需控制在光波长的数量级内。具体地用。如果作为成像器件，分辨率是一个重要的指标。说，该技术一般是利用若干个卫星编队飞行，以实