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《中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所)》 2010年
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可见/红外双波段航空光电侦察平台光学系统设计

晏蕾  
【摘要】:目前,国外竞相研制高分辨、全天候航空侦察平台。据文献报道,在20000m高空分辨力已经优于0.1m。我国航空侦察平台研制技术与国外相比还有较大差距,尤其在质量和体积方面,其主要原因在于框架结构,材料,光学小型化设计和加工制造水平。已有的可见/红外双波段航空侦察平台由于采用折射式双镜头分别成像,造成平台体积和质量的增加,限制了其他载荷的应用,因此从光学结构方面取得突破具有一定的实际意义。 本文在查阅国内外文献,广泛调研当前航空平台的发展现状和动态基础上,分析总结了纯折射式、纯反射式以及折反射式三种实现双波段的光学结构形式,提出了一种适用于当前航空侦察平台φ480mm的球柱,实现可见、红外双波段光学系统的新方案。该方案采用前端卡塞格林共光路结构设计,利用二向色分光镜将可见光和红外光分别引入各自的光路结构中。可见光通道设计成两档变倍结构,焦距为0.5m/1m,相对孔径为1:4/1:8,像面CCD采用1’’/3靶面, 1024×766象元,象元尺寸为4.7μm,在20000m高空,地面分辨距离GRD(Ground resolvable distance)达到0.188m/0.094m,采用了切档变倍方案设计。红外光通道设计为定焦结构,焦距为0.5m,相对孔径为1:4,采用640×480制冷型红外焦平面阵列,象元尺寸为15μm,地面分辨距离为0.6m。最后对系统几个关键问题进行了分析,结果表明,光学系统总体体积(d×h)在350mm×280mm以内,系统实现了小体积、高分辨、全天候侦察的目标,满足当前航空平台对体积和成像质量的高要求。
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