用于对地观测小卫星的同轴四反光学系统设计

【摘要】：为了满足航天光学遥感系统长焦距、宽视场、轻量化、小型化的发展需求,本文研究了用于对地观测小卫星的同轴四反射镜光学系统的设计问题。给出了四反射镜光学系统结构参数表达式及其初始结构求解步骤。针对二次成像的同轴四反射系统,分析了中间像面在不同位置时系统设计参数的取值。给出了通光口径D=400mm,焦距f=6000mm,相对孔径为1/15,视场角2ω=1.6°中间像面在主镜-次镜之间及中间像面在次镜-三镜之间的同轴四反射光学系统。设计结果表明,两种结构形式的光学系统调制传递函数均接近衍射极限,乃奎斯特频率处的调制传递函数值高于0.4,系统畸变均小于0.05%,相机整体外包络尺寸小于1000mm×800mm,公差分析结果表明,两种结构形式的设计结果在乃奎斯特频率处的MTF达到0.2的公差累积概率均高于90%,具备较高的可行性。本文的研究可为对地观测小卫星光学系统的设计提供参考。