收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

共形整流罩动态像差特性及校正方法研究

党凡阳  
【摘要】:半球形整流罩空气阻力系数大,不利于导弹速度、射程和机动性能的提高,已成为制约导弹向高速化方向发展的主要因素。为了适应导弹的高速化,科研人员提出了采用流线型设计整流罩的共形光学技术。装备共形整流罩的导引头具有更小的空气阻力系数,在结构上可实现更大的目标视场。但共形整流罩会引入随视角变化的动态像差,严重影响探测系统的成像质量。因此,校正共形整流罩引入的动态像差是共形光学的核心任务。本文研究了共形整流罩的几何特性和像差特性,提出了通过设计整流罩内表面减小动态像差的方法和拱形校正器初始结构的求解方法。相关的技术成果可为共形光学技术的应用提供理论和技术支持,对提升导弹的性能起到积极作用。本文的主要研究内容如下。共形整流罩的几何及像差特性研究。本文基于微分几何原理对共形整流罩的几何特性进行了研究,获得了统一的二次曲面曲率计算公式和视轴与法线夹角计算公式,总结了长径比、边缘斜率以及回转中心位置对曲率半径差值和视轴与法线夹角的影响规律。基于Zernike像差理论,研究了整流罩的材料、厚度、长径比、边缘斜率以及成像系统的口径、回转中心位置对等厚度的二次曲面整流罩引入动态像差的影响。研究表明随着材料的折射率、厚度、长径比、边缘斜率和成像系统口径的增大以及回转中心位置远离整流罩顶点,二次曲面整流罩引入的像差均出现不同程度的恶化。其中,口径比对像差的影响最大,其次是边缘斜率、长径比和折射率,厚度和回转中心位置对像差的影响相对较小。基于消视轴误差的整流罩内表面设计方法研究。本文分析了视轴误差的产生机理及危害,提出了消视轴误差的共形整流罩内表面设计方法。根据折射定律和几何关系,建立了消视轴误差方法的整流罩内表面方程,并给出了一种内表面的数值求解方法。以二次曲面整流罩为例,研究了基于消视轴误差方法设计整流罩内表面时的像差特性。分析表明,相比传统的等厚度二次曲面整流罩,采用消视轴误差方法设计内表面时整流罩引入的动态像差相对较小,且对视角变化不敏感,有利于降低后续校正器的设计难度。基于改进的Wassermann-Wolf方程的拱形校正器设计方法研究。本文阐述了轴对称系统的Wassermann-Wolf方程的原理及设计方法。通过将成像系统的入瞳简化为条带状,建立了任意视角时弧矢面内相互平行的光线经过整流罩和拱形校正器后仍然平行的物方光线与像方光线对应关系,基于此提出了一种拱形校正器初始结构的求解方法。通过改进Wassermann-Wolf方程,推导了拱形校正器前表面和后表面满足的微分方程组以及数值计算所需边界条件满足的方程。分别以等厚度的二次曲面整流罩和基于消视轴误差方法设计的二次曲面整流罩为例,应用改进的Wassermann-Wolf方程以及边界条件,采用数值方法计算了拱形校正器的前表面和后表面面形。像差分析结果表明,以计算得到的前表面和后表面面形作为初始结构,优化后的拱形校正器可以有效校正共形整流罩引入的动态像差,残余像差的量级可以采用可变形镜校正。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 陈伟;;一个正规化方案及弦理论中的共形反常[J];高能物理与核物理;1988年05期
2 张文波;路志勇;;共形透镜天线的设计方法[J];河北省科学院学报;2013年04期
3 张光义;;共形相控阵天线的应用与关键技术[J];中国电子科学研究院学报;2010年04期
4 孙同晶;李桂娟;王科俊;;修正共形FDTD技术在声散射中的应用[J];计算机仿真;2007年09期
5 常军;张正慧;何伍斌;赵楠;徐况;;共形窗口像差特性与检验方法的研究[J];航空科学技术;2009年05期
6 李红兵;;共形与共生形态的创造[J];中国包装;1990年02期
7 毛可洪;;子自共形集的Lipschitz等价性[J];韶关学院学报;2007年09期
8 魏献祝;共形平坦Finsler空间[J];泉州师范学院学报;2000年06期
9 张鹏;赵春竹;崔庆丰;;航空共形光学窗口的设计方法[J];光学学报;2013年06期
10 朱永忠;许家栋;;共形全向天线的研究进展[J];苏州大学学报(自然科学版);2011年04期
11 黎芳,王佳;共形且射影相关的Finsler空间[J];西南师范大学学报(自然科学版);2005年03期
12 陈纪修;平面区域的拟共形形变[J];复旦学报(自然科学版);1994年01期
13 裘松良;有关拟共形理论之特殊函数的几个问题[J];杭州电子工业学院学报;1995年02期
14 梁友栋;;容有某种共形运动的空间[J];浙江大学学报;1965年01期
15 陈时,李根道,郭汉英;一种共形引力理论[J];科学通报;1979年13期
16 曾晓雄;胡馨匀;高雁军;刘显明;;共形反常修正背景下的全息热化[J];中国科学:物理学 力学 天文学;2015年04期
17 魏献祝;共形而且射影平坦的Finsler空间[J];厦门大学学报(自然科学版);2002年02期
18 玲;美国(DARPA)出资1230万美元发展共形光学[J];红外;1998年03期
19 严永鑫;二维系统中的共形群[J];北京工业大学学报;1993年03期
20 孙宗扬;共形不变Weyl方程及应用[J];数学物理学报;1993年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 程喆;张福顺;薛欣;宁舒曼;;小型化锥面共形微带天线阵[A];2009年全国天线年会论文集(下)[C];2009年
2 柴舜连;刘荧;姚德淼;毛钧杰;;毫米波介质共形顶相控阵的分析与设计[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];1999年
3 蓝朝晖;江中和;胡希伟;;FDTD建模中介质共形研究[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
4 柴舜连;刘荧;姚德淼;毛钧杰;;毫米波介质共形顶相控阵的性能分析[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];1999年
5 宋健;张玉;梁昌洪;;共形FDTD分析圆形光子带隙微带结构[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年
6 帅翔;肖绍球;王秉中;;一种基于共形平台的多波束天线综合方法[A];2013年全国微波毫米波会议论文集[C];2013年
7 殷兆伟;曹祥玉;张小宽;;L型探针耦合圆柱共形贴片天线辐射特性分析[A];2009年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2009年
8 柏艳英;肖绍球;唐明春;王秉中;;基于方向图可重构天线的共形圆弧阵列研究[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
9 谢修进;柳灿雄;曹轲;琚俊延;;一种超宽带共形阵列天线设计[A];2017年全国天线年会论文集(下册)[C];2017年
10 吴琛;张敏;吴睿;张欢;;弹载共形导引头天线的仿真优化[A];2009年全国天线年会论文集(下)[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 党凡阳;共形整流罩动态像差特性及校正方法研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
2 刘慧敏;柔性多层结构共形剥离工艺机理研究[D];华中科技大学;2016年
3 夏雨龙;弹载共形可全空域扫描无源相控阵研究[D];中国科学技术大学;2017年
4 胡雪;共形紧流形上若干几何问题研究[D];北京大学;2012年
5 欧昱伟;N-体问题中椭圆共形解与紧凸超曲面上闭特征的稳定性研究[D];山东大学;2015年
6 姜洋;共形光学系统像差校正研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2013年
7 王艳宁;时标上的共形分数阶Sobolev空间及其在变分方法中的应用[D];云南大学;2016年
8 韩旺旺;微带共形阵列天线研究与应用[D];电子科技大学;2016年
9 袁翔;高效混合时域有限差分方法及其在复杂电磁作用过程中的应用研究[D];浙江大学;2015年
10 王钊;局部/全局曲面参数化方法的研究与应用[D];大连理工大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘贵来;Hom-Leibniz共形代数[D];东北师范大学;2019年
2 孙鑫宇;Virasoro共形超代数的结构[D];哈尔滨工业大学;2018年
3 罗超;共形承载天线的耐高温技术研究[D];西安电子科技大学;2018年
4 熊钟秀;机载自由曲面共形光学系统设计[D];天津大学;2017年
5 戴婧怡;共形时域有限差分算法及其相关问题的研究[D];南京航空航天大学;2012年
6 何页;共形时域有限差分方法的理论研究及其相关应用[D];南京航空航天大学;2010年
7 田亚朋;复杂目标电磁散射的FDTD共形算法研究[D];西安电子科技大学;2012年
8 毕环宇;最大共形原理两种实现方案等价性的研究[D];重庆大学;2016年
9 陈文涛;共形承载天线力学性能的动态演化机理[D];西安电子科技大学;2015年
10 赵呈昊;共形时域有限差分方法在电磁分析中的应用研究[D];南京理工大学;2016年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978