空间相机次镜热调焦设计

摘要

空间相机次镜热调焦是利用材料的热胀冷缩原理,通过控制调焦机构的温度,间接调整次镜的位置,最终达到调节焦面的目的,是一种重量轻、成本低、可靠性高的调焦技术.本文提出了一种次镜热调焦的设计方案,并对其调焦性能进行了评价.结果表明:次镜热调焦具有精度高、响应时间长的特点,可以满足部分空间遥感相机对调焦的需求.rn 次镜热调焦机构主要由散热面、调焦环、热罩、次镜、次镜支撑以及隔热垫构成。其中调焦环与散热面一体化设计，并分别通过隔热垫与热罩、次镜支撑座连接。调焦环上端(散热面)与次镜支撑座刚性连接，即次镜及其支撑部件“悬吊”于调焦环上端。调焦环下端法兰与热罩固定连接，为热变形的基准位置。rn 通过控制、调整调焦环的温度，使其沿长度方向产生的热变形驱动次镜沿±Z方向移动，达到调节次镜位置的目的。调焦环选择金属材料铝是因为其具有线性热膨胀系数大，密度小，均温性好的优点。rn 当调焦环温度上升，其长度沿+Z方向仲长，次镜随之移动，反之次镜沿-Z方向移动。其位移量程主要由调焦环长度以及控温范围决定。另外，次镜支撑组件深入调焦环空腔内，使得整体结构更加紧凑。