共形光學系統(tǒng)固定校正器設計方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)導引頭的整流罩通常設計成半球形或半球形的一部分,采用半球形整流罩設計的導引頭在目標視場變化的情況下,整流罩各部分區(qū)域引入的像差大小相同且數(shù)值較小,滿足了光學設計的要求。但是半球形整流罩產(chǎn)生了巨大的空氣阻力,不利于提高導彈的作戰(zhàn)性能。由于共形整流罩采用具有高空氣動力學性能的流線型外形設計,作戰(zhàn)性能有了極大的提高,有效地減小了導彈承受的阻力,降低了由氣動效應產(chǎn)生的高溫和輻射效應,增加了導彈的射程,延長了導彈的壽命并且增加了導彈的彈載量。

2、但是共形整流罩在目標視場變化的同時,引入了動態(tài)變化的像差,降低了系統(tǒng)的成像質(zhì)量,因此需要予以校正。
　　本文從光線追跡角度出發(fā),首先研究入射光線經(jīng)過等厚橢球形整流罩的傳播機理,從而重新設計整流罩內(nèi)表面面形,使經(jīng)過共形整流罩后原本發(fā)散的光束,在一定程度上變?yōu)闀酃馐?進而在一定程度上校正像差,并作為共形光學系統(tǒng)的第一級校正器件。其次應用Wassermann-Wolf原理,依據(jù)光線追跡方法求解Wassermann-Wolf方程,建立連

3、續(xù)的非球面校正透鏡,消除共形整流罩引入的主要像差球差、彗差和像散,并且作為系統(tǒng)第二級校正元件。然后應用衍射光學元件,依據(jù)衍射光學元件特殊的單色像差和色散性質(zhì),校正共形整流罩的剩余色差和高級像差,作為第三級校正元件。最后針對系統(tǒng)剩余的固定像差,采用反射式卡塞格林系統(tǒng)作為成像系統(tǒng)予以補償。
　　設計結(jié)果表明,該方法有效地減小了共形整流罩引入的像差,各目標視場的MTF均接近衍射極限。該設計方法在校正像差的同時,減輕了系統(tǒng)的重量,簡化了系