低溫紅外目標(biāo)模擬光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計及反射鏡制冷技術(shù)研究.pdf

1、低溫紅外目標(biāo)模擬系統(tǒng)主要通過模擬靜態(tài)和動態(tài)目標(biāo)以及真空冷背景來測試紅外制導(dǎo)系統(tǒng)靈敏度等關(guān)鍵指標(biāo)。低溫紅外目標(biāo)模擬光學(xué)系統(tǒng)作為其核心，是系統(tǒng)研制的關(guān)鍵，由于系統(tǒng)工作在低溫下，需要考慮光學(xué)系統(tǒng)中反射鏡的制冷，反射鏡表面的溫度均勻性直接影響到光學(xué)系統(tǒng)性能的優(yōu)劣。
　　本文主要對低溫紅外目標(biāo)模擬光學(xué)系統(tǒng)以及反射鏡的制冷技術(shù)進(jìn)行了設(shè)計與研究。
　　首先，針對低溫紅外目標(biāo)模擬系統(tǒng)的應(yīng)用背景進(jìn)行了光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計。在設(shè)計過程中，對低溫紅外目

2、標(biāo)模擬系統(tǒng)的總體布局進(jìn)行了設(shè)計；通過對比反射式與透射式光學(xué)系統(tǒng)的優(yōu)缺點，確定了低溫紅外目標(biāo)模擬光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，采用離軸三反射式光學(xué)系統(tǒng)；在光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計過程中，求取了共軸三反系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)參數(shù)以及光闌的離軸量，再利用光學(xué)設(shè)計軟件對求取的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，完成了低溫紅外目標(biāo)模擬光學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計。
　　其次，對反射鏡制冷技術(shù)進(jìn)行了研究。結(jié)合影響反射鏡材料選擇的幾種因素，完成了對反射鏡材料的選擇，確定為Al6061-T6材料；利用光學(xué)

3、系統(tǒng)設(shè)計出的主鏡結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行了反射鏡結(jié)構(gòu)設(shè)計，在設(shè)計過程中，確定了反射鏡的結(jié)構(gòu)形式為平凹形結(jié)構(gòu)，反射鏡的徑厚比以及反射鏡的輕量化結(jié)構(gòu)參數(shù)，再利用機(jī)械設(shè)計軟件完成了反射鏡結(jié)構(gòu)的建模；對反射鏡的制冷技術(shù)進(jìn)行了研究，采用冷束制冷，既提高了制冷效率，也使反射鏡鏡面制冷更加均勻；結(jié)合反射鏡實際工作狀態(tài)，對反射鏡的制冷技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，提出了反射鏡制冷保持技術(shù)的方法；采用光機(jī)熱集成分析的方法，對反射鏡制冷后的溫度均勻性引起的鏡面形變進(jìn)行了分析驗證，能