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椭球整流罩导引头光学系统像差校正设计

孙金霞  
【摘要】:一般将首先考虑空气动力学性能,其次考虑光学成像性能的整流罩结构称为共形光学系统。基于共形光学系统的椭球形整流罩是目前导弹导引头整流罩结构的重点发展方向,此类系统中的光学大像差、不同观察视场内的动态像差校正是实际应用中必需解决的设计难点。 本论文以椭球形整流罩导引头光学系统的设计理论研究为突破点,重点处理大像差和动态像差两问题。在对椭球形整流罩的一阶和三阶特性深入分析的基础上,利用矢量像差理论和特征函数法分析了采用椭球形整流罩的导引头光学系统中像差产生的原因及其特点并推导证明了该系统中消像差万向节点位置的存在性,并通过此位置的合理选择使系统达到了“消像差”的目的。研究了衍射元件在椭球整流罩导引头光学系统中的波前整形作用,证明了折/衍混合结构能够有效地控制该系统中的大像差,并且具有体积小、重量轻等优点。在此基础上提出了利用倾斜偏心元件进行动态像差补偿以及利用后置式固定校正板进行像差校正的设计方案,并用软件对上述设计方案进行了分析;论文最后对所设计的椭球整流罩导引头光学系统视场内外影响成像质量的杂散辐射进行了理论分析,设计了屏蔽视场外部杂散辐射的三级挡光环结构,该结构能够很好地屏蔽视场外的杂散辐射。


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