GEO卫星相机外遮光罩的设计方法

针对太阳规避模式下相机最小太阳规避角及相机视场大导致遮光罩尺寸超出火箭整流罩可用包络的问题,研究了基于非成像时长和偏航姿态调整方案的相机遮光罩最小太阳规避角算法,提出了三块挡光板构型和圆形外遮光罩构型的方程建模及上沿优化方法,并针对典型工况仿真设计出了具有同等太阳规避效果的多种斜切外遮光罩构型。经Pro/E软件建模及阴影分析表明,在各工况下,外遮光罩与内遮光罩对内遮光罩底部的遮挡比例达到100%,也即太阳无法直射内遮光罩底部,验证了外遮光罩方程建模及上沿优化方法的正确性,并实现了以传统圆筒外遮光罩1/3的面积规避太阳直射相机内部的效果。

基于卓越绩效模式测量分析改进方法对光罩静电损伤的改善研究

卓越绩效模式是企业经营管理成熟度模型,也是国家省市县区各级质量奖评审依据,其测量分析改进的方法可应用于企业的组织管理和质量改善方向。光罩(mask)又称掩膜版,由于光罩在无尘室环境中极化作用、摩擦、静电传导等原因,静电电荷会在光罩电路(pattern)铬膜上积聚,光罩不同电路所积聚电荷量不同从而形成电压差,电路之间电压差超过电路铬膜的击穿电压时,光罩电路会被静电击穿从而发生静电损伤。本文基于卓越绩效模式测量分析改进的方法,通过对光罩静电损伤分析研究,使用帕申定律、汤森放电理论和“5M1E”的理论,从产品设计开发和生产两方面提出改善光罩静电损伤对策,确定改进的绩效测量指标,提高产品质量,提高顾客满意度和忠诚度,降低返工成本。

航天器可展开薄膜遮光罩的构型设计与优化

针对当前航天器遮光罩轻量化的需求,在保证薄膜遮光罩有效面积不变的前提下,根据质量和有效面积占比设计了一款柔性平面薄膜遮光罩。以提高薄膜边缘应力的同时尽量避免有效圆面积占比减少为优化目标,对薄膜遮光罩的边缘做弧边优化设计。结果表明,当薄膜遮光罩为正六边形时,既能保证结构对称性,又能获得较低的单位有效面积占比对应质量。通过应力叠加法建立了薄膜遮光罩的应力分布模型,求出薄膜边缘应力的理论计算值。探究了弧边拱高的增加对薄膜边缘应力和有效圆面积占比的影响规律,当二者的函数曲线相交于一点时,可取为薄膜弧边的最优拱高。根据设计的薄膜遮光罩参数,搭建薄膜遮光罩的试验样机并进行展开试验。薄膜遮光罩可完全展开,薄膜边缘张紧度高,证明了薄膜遮光罩系统方案设计的可靠性,弧边设计可有效提高薄膜边缘的应力水平。

一种基于3D打印的遥感相机次镜遮光罩的制造技术

针对遥感相机多光阑次镜遮光罩结构采用传统复合材料成型工艺制造时存在的工艺难、周期长、成本高的问题,文章提出了一种基于3D打印的非金属次镜遮光罩制造技术。首先分析了该型次镜遮光罩的结构特点,然后介绍了其制造工艺方案并与传统方案进行了对比,最后对研制结果进行了讨论,并从产品力学试验及在轨应用效果方面进行了分析,结果显示该遮光罩制造技术将传统复杂的制造工艺程序化,不需要模具,成本低,制造周期短,在轨各项性能指标满足设计要求。

星敏感器遮光罩检测技术研究(特邀)

星敏感器在轨工作期间周期性地受到以太阳光为主要来源的杂散光干扰,导致恒星或感知目标捕获失效,轻者姿态数据无效,重者面临被非合作目标定向攻击。在杂散光抑制过程中,遮光罩可将太阳光消减至10-5~10-6量级,从而有效减少太阳光对像面的污染。然而,在遮光罩研制过程中,因散射模型精度不高、挡光环刃口厚度无法有效测量,导致实际遮光罩消光性能达不到预期设计要求。文中在粗糙度为1.0μm铝合金基材上测量Magic black消光涂层,并拟合出偏差小于10%的散射模型;针对挡光环刃口的特殊构造,提出利用同轴远心光路检测刃口厚度,检测精度优于1.2μm;最后以遮光罩消光比定量测试以及外场杂散光观星测试考核遮光罩杂散光抑制性能。结果表明,用拟合后的BRDF散射模型,比朗伯散射体精度提升40%;刃口检测可保障遮光罩消光性能,使得遮光罩消光比理论仿真与实际测试偏差小于12%;暗室杂散光测试使得在24°太阳光入射时像面平均灰度为55.80;外场观星杂散光测试时精度变化量不超过0.5″。该星敏感器遮光罩检测方法可为其他光电类敏感器提供理论基础与技术支持。

星敏感器遮光罩的力学分析及优化设计

遮光罩是星敏感器抵御杂光的重要部件,一般为轻量化的薄壁结构。除了保证光学指标的实现外,还需要关注其力学性能。某星敏感器遮光罩壳体在鉴定级随机振动试验期间发生断裂。针对该问题现象,开展分析排查。通过有限元仿真分析,在试验载荷激励下,遮光罩最大应力超出材料的许用应力,且位置与实际断裂位置吻合,通过试验可再次复现问题现象,充分说明设计安全裕度不足为问题的直接原因。在此基础上,对遮光罩结构优化设计并仿真复核,有效提高了安全裕度,最终通过试验考核。

集成电路设计企业光罩的会计核算及审计关注点

实务中,Fabless集成电路设计企业采购的光罩大概有三种会计核算方法:计入固定资产、计入长期待摊费用、一次性计入研发费用。不同的会计核算方法导致在对比分析各集成电路设计企业的财务数据时会存在一些偏差。本文旨在分析Fabless集成电路设计企业光罩的会计核算及审计关注点,以期为对比分析、理解Fabless集成电路设计企业的财务数据提供帮助,并为集成电路设计企业的审计提供、思路。

星敏感器中遮光罩设计及结果模拟

采用星敏感器测量卫星姿态是现行方法中精度最高的 ,而星敏感器的遮光罩设计是其中关键技术之一。星敏感器的精度取决于星点的位置计算精度 ,而星点位置计算需要有效的提取星点 ,这则取决于遮光罩对杂光的消除量级。针对这一情况 ,本文着重阐述遮光罩的设计 ,并采用一套 Opti CAD的光学软件和 MONTE- CARLO算法对进入遮光罩的光线进行模拟。最后对其结果分析。

一种新颖的光罩可制造性规则检查方法与系统

介绍了一种较为先进的光罩可制造性规则检查的方法及其系统构成。实验结果表明,通过整合各种EDA工具,在光罩检验前就可发现这些可能给光罩检验造成困难的图形,为后续光罩检验步骤提供参考,显著提高了光罩检验的效率。

空间相机外遮光罩结构设计与优化

选择以碳纤维复合材料和钛合金为主要材料设计了某空间相机外遮光罩,介绍了遮光罩的结构特点,探讨了基于有限元法的结构优化设计理论和方法并对该外遮光罩进行了优化。以外遮光罩质量最轻为优化目标,选择遮光罩的径向厚度和光阑厚度为设计变量,以基频和自重变形为约束条件,进行最优化分析。优化结果表明,在保证外遮光罩基频基本不变的情况下,相机外遮光罩的质量由7.2 kg减少到4.4 kg,较优化前减少了38.9%。最后用有限元法对优化结果进行了静力学和动力学校核,结果比较理想,可满足设计要求。

空间相机遮光罩的低功耗热设计

空间相机遮光罩的温度波动直接影响附近光学元件的温度波动，而光学元件的热变形将导致光学成像质量的下降。针对一种高分辨率空间相机的遮光罩，提出了几种不同的热控方案并进行了比对分析。首先，介绍了空间相机遮光罩的一般热控措施及效果并分析了影响空间相机遮光罩温度波动的外热流及传导热阻；然后通过仿真分析得到了三种不同热控方案下的温度数据及主动加热功耗数据，经过比对分析后选用了主动加热功耗少、温度波动范围小的热设计方案。最后，通过热平衡试验及在轨数据验证了选用方案的有效性。空间相机遮光罩的在轨温度范围为4.8～9.2℃，次镜温度范围为17.8～17.9℃，与仿真分析结果一致性良好，热设计合理有效，满足任务需求。

R-C系统的遮光罩设计与仿真

针对R-C系统的特点,考虑轴外渐晕的影响,推导出主、次镜内遮光罩尺寸设计的约束公式.讨论了次镜内遮光罩上挡光环的设计方法和位置计算公式,并给出外遮光罩的设计方法.对某R-C望远镜系统进行了遮光罩设计,并用光学软件进行杂散光分析,计算得到方位角分别为0°、45°、90°时的PST曲线.结果表明,当离轴角度大于太阳临界入射角时,PST值小于10-10量级,满足系统要求.

星敏感器反射式遮光罩设计

星敏感器主要用于探测深黑空间中的恒星,属于微弱信号的检测,视场外的太阳光和地气光是主要的杂散光源。反射式遮光罩表面以镜面反射为主,遵循反射定律,光线易于控制,因此能够通过合理的结构设计使大部分以抑制角入射的杂光返回入射空间,而且与传统遮光罩相比,加工较为容易。详细讨论了反射式遮光罩设计的基本方法,推导了一种改进型反射式遮光罩的设计公式,最后结合某星敏感器进行了仿真验证。结果表明:该遮光罩具有较佳的杂散光抑制能力/体积比,工程可实施性强,能实现观测五等星的目标。

适用于遥感器遮光罩的复合材料及工艺研究

针对空间遥感器系统的发展演变,分析了遮光罩所用材料体系的变化情况,重点总结了高性能纤维增强树脂基复合材料在空间遥感器遮光罩中的应用情况。从工程化应用水平来看,目前尚处于在替代传统材料满足型号产品需求的较低阶段,本文简要归纳了其中存在的主要问题。针对蜂窝夹层结构、光阑结构、薄壁壳体结构等不同类型的空间遥感器遮光罩,本文介绍了其所适用的复合材料及其成型工艺。同时,结合材料选择、设计工艺性、工艺设计等工程化应用中的关键环节,作了尝试性地探讨,并对高性能纤维增强树脂基复合材料的实际应用效果进行了评价。最后,就未来空间遥感器系统的发展对材料工艺的需求作了展望。

曲面型遮光罩的研制

介绍了一种曲面型蜂窝夹层结构遮光罩的研制技术,基于遮光罩的结构特点和技术要求,重点对材料选择、工艺方法、模具设计、技术难点及解决措施进行了讨论。结果表明:按照由内到外的胶接顺序采用两步固化工艺,能够解决曲面型遮光罩的成型问题,并满足各项设计要求。

一种新型空间相机遮光罩的设计与仿真

本文所分析的空间相机视场角比较大,引进的杂散光较难消除,故对遮光罩的设计提出了挑战。本文以点源透射比作为评价方法,以空间相机探测到的目标亮度为标准,计算出相机需要达到的杂散光抑制指标。以此指标为基础,根据空间相机自身的特性及遮光罩设计原则,设计出一个三段式二级遮光罩。在光学软件TracePro中对加上遮光罩的相机系统进行建模和仿真,由得出的点源透射比曲线证明设计的遮光罩能成功地抑制杂散光,可以满足空间相机的使用要求。

星载激光通信系统遮光罩的优化设计

为了提高某GEO对地激光通信系统的可通率,改善光学天线主镜、次镜的温度水平和温度不均匀性,对其遮光罩进行了优化设计。结合地球同步轨道外热流特点,在不降低通信信号性能的前提下,提出了内壁等间距排布栅板的遮光罩结构。首先,以能量遮挡率不高于5%为约束条件,讨论栅板、遮光罩内壁对主镜阳光辐射角系数的影响,得出遮光罩优化设计方案;其次,采用IDEAS软件开展系统热设计仿真分析,考核栅板布局对主镜和次镜温度指标的影响;最后,计算采用优化后的遮光罩时的激光通信可通率。从温控的角度分析,遮光罩内壁平行和垂直于赤道面方向都等间距布置4块栅板时,与采用传统空心圆柱形遮光罩相比,可通率从81.51%提高到91.21%。

R-C系统外遮光罩挡光环的程序化设计及锥状内遮光罩的改进

基于几何作图法推导出R-C系统外遮光罩内挡光环顶点的坐标公式,利用C语言编程实现程序化设计挡光环。在中心遮光比确定的情况下,推导出内遮光罩的顶点坐标公式,并将通常使用的主镜一级锥状遮光罩改进为二级锥状遮光罩,以高速摄影系统的R-C型折反式主物镜为例,对其主镜和次镜内遮光罩进行设计,并给出设计结果。当轴角为70°,遮光罩为二级和一级时,到达像面的杂散光照度分别为1.0823×10-12W/m2和1.6614×10-10W/m2,相差二个数量级,证明改进的二级遮光罩优于一级遮光罩,能有效抑制杂散光。最后,设计了主、次镜间镜筒内壁上等高挡光环,进一步抑制了R-C系统的杂散光。

静止轨道对地观测光学系统外遮光罩设计

研究了午夜前后阳光照射对静止轨道三轴稳定对地观测光学系统的系统成像和系统热稳定性的影响。根据光学系统在静止轨道运行时的受照特点,分析了直射入光学系统的太阳光能量,推导出由外遮光罩高度,形状及不同太阳倾斜角确定的无量纲数阳光抑制比K,用以描述外遮光罩对视场外直射阳光的抑制能力并指导各种形状外遮光罩的高度设计。用Monte-Carlo方法编制通用程序计算了各种轮廓形状在不同太阳倾斜角下的抑制比K。在实例设计中取春秋分K=0.5作为设计依据,外遮光罩的高度为底部轮廓东西轴长的1.8倍,此时阳光由遮光罩底部轮廓进入光学系统的时间为3h,设计结果满足卫星载荷尺寸要求。

离轴三反射望远镜遮光罩设计与杂光分析

分析了离轴三反射望远镜的杂散光特性,给出了遮光罩设计的基本原则并进行了初步的设计.根据系统所要探测到的极限星等,通过计算得到了望远镜光学系统的点源透射比所必需满足的条件;在Tracepro杂光分析软件中建模,在方位角为0°、45°、90°、135°和180°时分别对0.1°～80°之间共15个离轴角度进行了光线追迹,通过计算得到了系统的PST曲线.结果表明,系统PST整体上是下降的且在离轴角30°以后接近指标要求,但在方位角0°和180°时,PST曲线在个别角度有突增的现象,通过光线追迹数据,得到了主要的杂光传输路径,提出了对遮光罩的修改方案并对其进行了修改.最后对改进后的系统重新进行了仿真分析.仿真结果表明,系统的杂光抑制能力达到了指标要求.