空间目标天基红外探测光学系统研究

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天基红外光学系统在空间目标探测中有着重要的应用价值,特别是对于处在地球阴影区的目标,其探测优势更是彰显无疑。本文以近地轨道卫星作为目标,利用目标的长波红外辐射特性,设计了探测距离达到1000km的天基红外光学系统。文中的主要工作涵盖了以下几个方面:(1)研究了绕地球运行目标的红外辐射特性,包括自身辐射和反射的外界辐射,计算得到了近地轨道卫星自身红外辐射和反射的外界红外辐射,给出了辐射曲线图;(2)推导了基于噪声等效温差的红外探测系统口径估算公式。根据所选用的制冷型探测器参数,结合探测目标红外辐射量,计算满足探测距离要求的红外光学系统设计参数。(3)设计了一套制冷型天基红外光学系统,采用R-C系统后接转像透镜组实现冷光阑的匹配,达到100%冷光栏效率。系统在80K~100K实现了无热化,各项系统评价指标满足探测光学系统的要求。(4)设计了光学系统的遮光罩,对系统进行了杂散光分析。结果表明,系统的轴外杂散光和自身热辐射的杂散光都得到了有效抑制。
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