静止轨道对地观测成像系统外遮光罩设计-论文.pdf

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1、第4l卷第9期中国激光Vo1．41，No．92O14年9月CHINESEJOURNALOFLASERSSeptember，2014静止轨道对地观测成像系统外遮光罩设计王威陈凡胜，中国科学院上海技术物理研究所，上海200083、＼中国科学院大学，北京100049／摘要静止轨道(GEO)成像系统外遮光罩设计是空间载荷设计的重要组成部分。根据成像系统所处的空间杂散环境特点，通过分析不同太阳遮蔽角对外遮光罩几何结构的影响，确定了合适的遮光罩高度一直径比；研究了不同离轴角下刀口式和蜂窝式结构对杂光抑制能力的差别，

2、Tracepro软件仿真结果表明，在相同的遮蔽角下前者比后者抑制能力高5～28。在此基础上，利用黑体腔工作原理，设计实现了一种新型二级遮光罩。最后结合某静止轨道成像系统进行仿真验证。结果表明，在太阳遮蔽角处，外遮光罩点源透射率(PST)曲线值小于1O，杂光抑制效果好，同时很好地解决了单级遮光罩内边缘效应问题，满足工程应用要求。关键词光学设计；静止轨道；太阳遮蔽角；遮光罩设计；边缘效应；点源透过率中图分类号V447．1文献标识码Adoi：10．3788／CJL2O1441．0916001DesignofB

3、affleofImagingSystemforEarthObservationonGeostati0naryEarthOrbitWangWei，。ChenFansheng／ShanghaiInstituteofTechnicalPhysics，ChineseAcademyofSciences，Shanghai200083，China、＼。UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，ChinaAbstractBaffledesignisanimpo

4、rtantpartofgeostationaryearthorbit(GEO)imagingsystemdesignengineering．Accordingtocharacteristicofspacestrayradiationenvironment，theinfluenceofthevariedsunshadingangletothebaffleSstructureisanalyzed，andheight-diameterratioisdiscussed．Then，thedifferenceofs

5、traylightsuppressionbetweenbladedandhoneycombedstructureisstudiedindifferentoffaxisangles，andtheTraceprosimulationresultsshowthatthebladedonehasabetterperformanceofsuppressionthanhoneycombedonewithimprovementfrom5％to28％．Moreover,referredtotheworksofblack

6、body，animprovedtwo-stagebaffleisobtained，andanexampleofbaffledesignofGEOimagingsystemiscited．Itisindicatedthatthepointsourcetransmittance(PST)curveislessthan10atsunshadingangle，andtheproblemofdiffractioneffectsininneredgeofsingle—stagestructureisremoved．

7、Thenewstructureisbetterinstraylightsuppressionandsatisfiestheengineeringapplicationrequirements．Keywordsopticaldesign；geostationaryearthorbit；sunshadingangle；baffledesign；edgeeffect；pointsourcetransmittance0CIScodes22O．4830；220．3620；220．27401引言量变差，严重时甚至无

8、法正常工作Ⅲ，因此消杂光抑制是静止轨道光学系统设计的重要研究内容。对于静止轨道(GEO)对地观测卫星在轨运行时会常年受到空间杂散辐射的干扰，干扰情况随季节和一个成型的光学系统，有效的杂光抑制方法是在光线入瞳处安装外遮光罩，对其进行设计和分析已成时间差别很大，会导致光学系统信噪比下降，成像质收稿日期：2014—03—29；收到修改稿日期：2014—04—29基金项目：中国科学院知识创新工程基金(09KBDo13GO)作者简介：王威(1987一