结合面阵成像的摆镜扫描系统设计研究.pdf

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1、72上海AEROSPACE航天SHANGHAI第33卷2016年第6期文章编号：1006—1630(2016)06—0072一06结合面阵成像的摆镜扫描系统设计研究袁野，裘俊，王智磊，周世宏(上海卫星工程研究所，上海201109)摘要：为实现低轨卫星对地面热点区域快速、大范围的成像侦查，对面阵成像摆镜扫描系统的设计进行了研究。基于反射镜摆动扫描展宽相机视场的原理，根据卫星轨道高度、地面分辨率，确定扫描系统采用阶梯式的步进扫描，要求摆镜快速摆动快速稳定。给出了摆镜扫描系统的组成、技术指标和构型，采用TRUM一60旋转行波超声电

2、机作为驱动电机。对设计的摆镜系统建立虚拟样机模型进行仿真，设计的摆镜模态满足系统使用要求。用AD—AMS软件对摆镜系统进行动力学仿真分析，摆镜单步运动满足50ms快速摆动、50ms快速停止稳定成像的要求；1个运动周期内摆镜的运动状况与设计要求一致，前1ooOms内完成lO次快摆快稳的步进扫描，回程用时少于200ms，完成1行扫描的时间充裕。设计的摆镜扫描系统能完成面阵扫描，实现宽幅成像。关键词：摆镜；面阵成像；快摆；快稳；阶梯式步进扫描；超声电机；单步运动；运动周期中图分类号：V447．1文献标志码：ADOI：10．1932

3、8／j．cnki．1006—1630．2016．06．010StudyonDesignofScanningMirrorSystemforAreaArrayImagingYUANYe，QIUJun，WANGZhi_lei，ZHOUShi—hong(ShanghaiInstituteofSatelliteEngineering，Shanghai201109，China)Abstract：Torealizefastandwiderangeimagingdetectionofhotspotsonthegroundwith10wear

4、thorbit(LE0)satellite，thedesignofscanningmirrorsystemforareaarrayimagingwasstudied．Basedontheprincipleofscanningmirrorforexpandingthecamerafield，steppedscanwasusedinthescanningsystemaccordingtotheorbitaltitudeandgroundresolution，inwhichthescanningmirrorwouldbefasts

5、wingingandfaststeady．Thecomposition，specificationandstructureofthescanningmirrorsystemdesignedweregiven．TheTRUIⅥ一60travelingwave_typerotaryultrasonicmotorwasusedasdrivingmotor．Virtualprototypeofthedesignedmirrorsystemwasmodeledandsimulationwascarried．ThemodaIofthed

6、esignedmirrormeetsthesystemrequirement．ThedynamicsofthescanningmirrorsystemwasanalyzedbysimulationwithADAMSsoftware．Theonestepmotionofthernjrrormeetstherequirementswhicharefasts、】l，ingingin50msandfaststeadyandimagingin50ms．Thernjrrormotioninonecycleisconsistentwith

7、thedesignrequirement．Itcanimplement10timesstepscannjng谢thfastswingingandfaststeadyinthefirst1000msandretumtime、]l阻slessthan200ms．Thereisplentytimetofinishonelinescanning．Thescanningmirrorsystemdesignedcanrealizeareaarrayimagingandwideswathimaging．Keywords：Swingingm

8、irror；Areaarrayimaging；Fastswinging；Faststeady；Steppedscanning；Ultrasonicmotor；Stepmotion；Motioncycle0引言目前航天侦察主要通过低轨卫星实现。虽然卫星有广阔的视野，但由于种种技术原因，对地较