大型发散式太阳模拟器是应用在探月三期工程中的,其主要作用是为了试验太阳光对交会对接敏感器的干扰和用于模拟太阳光照在标志灯上后对交会对接敏感器工作的影响,同时模拟飞行器表面物体如金属蒙皮、对接机构等在太阳光下的反光是否使交会对接敏感器得到错误信号,是否干扰了它的正常工作。本论文首先对太阳模拟器进行深入研究,在此基础上对其国内外现状的研究和未来的发展作了调查与分析,根据课题主要研究内容和技术指标确定其总体设计方案,进而描述其组成、工作原理以及总体结构与布局。主要进行了光学系统的设计,采用了同轴透射发散式系统,并对系统中各零部件分别进行了详尽设计。为确保其聚光效果和辐照度,采用了组合聚光镜作为聚光系统；为了提高辐照均匀性,采用多通道光学积分器作为匀光元件；为了满足发散角和辐照面口径的要求,采用了准直聚光镜对发散光束中的发散角和辐照面处的光斑口径进行控制。最后,通过照明软件Lighttools对系统进行了建模与仿真分析,并对主要技术指标的核算与测试方法进行了简单介绍,验证了所设计的系统的正确性。