太阳模拟器是一种在地面上模拟太阳辐照特性的试验与测试仪器，它的主要作用是提供具有真实太阳光谱分布的稳定均匀的太阳辐射源，且辐照强度可设置与控制。太阳模拟器在气象观测计量检验、卫星姿态部件的测试标定、遥感技术及材料测量等方面有着重要的用途。　　本论文对国内外太阳模拟器的研究现状和发展趋势作了概述，提出了用于气象辐射标定的小型准直式太阳模拟器的总体设计方案、光学系统结构布局和工作原理，着重解决了太阳辐照均匀性问题。在光学结构方面，本研究采用的是同轴透射式设计方案，针对太阳模拟器光学系统进行了优化设计，聚光系统采用椭球聚光镜;本文对辐照不均匀度的要求较高，为满足指标要求，采用了光学积分器并增加了光通道数目。文中还介绍了辐照面内辐照度的计算方法，详细分析了光学积分器对太阳模拟器辐照均匀性的影响。最后，通过理论分析和对太阳模拟器辐照面上的辐照度、辐照均匀性和辐照稳定度等技术指标的测试，验证了本设计的合理性。