基于自适应光学的共形光学系统设计
发布时间：2021-11-25 06:51
现有红外制导导弹的整流罩均被设计为球形结构,这种结构虽然由于其球对称的特点,在不同扫描视场中产生相同的像差,易于获得后方光学系统的校正,但是对于导弹空气动力学性能的提高并没有帮助,而共形光学设计通过提高导引头的长径比,可以使导弹的飞行速度,射程,机动性能和隐身等方面获得较大幅度的提高,从而大大提高导弹的战斗性能,但是共形整流罩不具有球对称性,在导引头对共形整流罩各视场扫描时,将产生动态变化的像差,为后像差校正系统设计带来了难度,所以本文将对此进性研究,并设计基于自适应光学的像差校正系统对其进行像差校正。本文通过对整流罩设计材料和外形参数的分析,做出了合理的选择,并建立了长径比为1的ZnS整流罩,通过对现有共形光学校正方案的比较,建立了两级优化系统,第一级优化系统包括将整流罩内表面设计为Zernike边缘矢高,含有二元衍射面的固定校正器和轴向移动柱面镜系统,通过三种校正方案的联合使用对所设计的共形整流罩做初步的像差校正,然后通过建立卡塞格林系统代替理想镜片作为成像系统,将卡塞格林系统的次镜设计为可变形反射镜,利用MATLAB编写随机并行梯度下降算法,并与CodeV完成通信,建立了自适应光...
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２共形整流罩长径比示意图??虽然共形光学为导弹作战性能带来的大幅提高，但是随着长径比的提高，共形整流??
研究单位对共形光学的应用前景和可行性做出了分析，并在１９９８年由领先科研项目处??和美国导弹研究与发展中心共同启动了?“精密共形光学技术”（ＰＣ０Ｔ）研究项目［＜１，１９９９??年该项目组宣布成功研制了长径比１．５共形导引头，其结构如图１．３所示，图１．４为共??形光学探测器首次对Ｆ－１６轰炸机起飞时探测到的红外图像。实验结果表明，导弹所受??的空气阻力可减小了?２５％，射程能够增加了一倍。Ｒａｙｔｈｅｏｎ公司一直致力于共形光学技??术在导弹领域应用，并计划将该导引头替代传统导引头，安装于“响尾蛇”导弹上以提??高其作战性能。从研究成果和相关报道可以看出，国外在整流罩扫描视场像差校正，整??流罩的加工与检测，以及导引头内部机械制造等理论研究已经相当成熟，并且在相关技??术难题上获得了突破，在整流罩视场像差校正方面提出了一系列可行的设计方案，并为??整流罩的加工与检测设计研发了专用数字化机床，以满足共形整流罩高精度加工的要??求。??ａ?Ｃｏ
研究单位对共形光学的应用前景和可行性做出了分析，并在１９９８年由领先科研项目处??和美国导弹研究与发展中心共同启动了?“精密共形光学技术”（ＰＣ０Ｔ）研究项目［＜１，１９９９??年该项目组宣布成功研制了长径比１．５共形导引头，其结构如图１．３所示，图１．４为共??形光学探测器首次对Ｆ－１６轰炸机起飞时探测到的红外图像。实验结果表明，导弹所受??的空气阻力可减小了?２５％，射程能够增加了一倍。Ｒａｙｔｈｅｏｎ公司一直致力于共形光学技??术在导弹领域应用，并计划将该导引头替代传统导引头，安装于“响尾蛇”导弹上以提??高其作战性能。从研究成果和相关报道可以看出，国外在整流罩扫描视场像差校正，整??流罩的加工与检测，以及导引头内部机械制造等理论研究已经相当成熟，并且在相关技??术难题上获得了突破，在整流罩视场像差校正方面提出了一系列可行的设计方案，并为??整流罩的加工与检测设计研发了专用数字化机床，以满足共形整流罩高精度加工的要??求。??ａ?Ｃｏ
【参考文献】：
期刊论文
[1]利于像差校正的共形整流罩内表面面形设计[J]. 张旺,左宝君,陈守谦,胡海力,范志刚. 光学学报. 2012(11)
[2]共形整流罩新型检测系统设计[J]. 张续严,姜瑞凯,陶淑苹. 红外与激光工程. 2012(09)
[3]尖晶石整流罩气动效应的试验研究[J]. 赵洪卫,侯天晋,朱斌. 红外与激光工程. 2012(02)
[4]共形光学整流罩的加工与检测技术综述[J]. 孙赤全,王朋,回长顺,丁向东. 导航与控制. 2011(04)
[5]Conformal optical system design with a single fixed conic corrector[J]. 宋大林,常军,王庆丰,何伍斌,曹娇. Chinese Physics B. 2011(07)
[6]基于非球面固定校正镜的共形光学系统设计[J]. 付薇,陈宝国. 红外技术. 2010(07)
[7]保形光学在导引头中的应用[J]. 张学成,徐榕,刘莉. 兵工自动化. 2010(04)
[8]折/衍混合消热差共形光学系统的设计[J]. 孙金霞,刘建卓,孙强,方伟. 光学精密工程. 2010(04)
[9]共形光学系统瞬时视场外杂散光的分析及处理[J]. 孙金霞,孙强. 应用光学. 2010(02)
[10]消像差条件在共形光学系统中的应用[J]. 孙金霞,刘建卓,孙强,方伟. 光子学报. 2010(02)
博士论文
[1]椭球整流罩导引头光学系统像差校正设计[D]. 孙金霞.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
硕士论文
[1]共形光学系统固定校正器设计方法研究[D]. 张旺.哈尔滨工业大学 2012
[2]随机并行梯度下降波前控制算法研究[D]. 彭浩.国防科学技术大学 2008
本文编号：3517622
【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２共形整流罩长径比示意图??虽然共形光学为导弹作战性能带来的大幅提高，但是随着长径比的提高，共形整流??
研究单位对共形光学的应用前景和可行性做出了分析，并在１９９８年由领先科研项目处??和美国导弹研究与发展中心共同启动了?“精密共形光学技术”（ＰＣ０Ｔ）研究项目［＜１，１９９９??年该项目组宣布成功研制了长径比１．５共形导引头，其结构如图１．３所示，图１．４为共??形光学探测器首次对Ｆ－１６轰炸机起飞时探测到的红外图像。实验结果表明，导弹所受??的空气阻力可减小了?２５％，射程能够增加了一倍。Ｒａｙｔｈｅｏｎ公司一直致力于共形光学技??术在导弹领域应用，并计划将该导引头替代传统导引头，安装于“响尾蛇”导弹上以提??高其作战性能。从研究成果和相关报道可以看出，国外在整流罩扫描视场像差校正，整??流罩的加工与检测，以及导引头内部机械制造等理论研究已经相当成熟，并且在相关技??术难题上获得了突破，在整流罩视场像差校正方面提出了一系列可行的设计方案，并为??整流罩的加工与检测设计研发了专用数字化机床，以满足共形整流罩高精度加工的要??求。??ａ?Ｃｏ
研究单位对共形光学的应用前景和可行性做出了分析，并在１９９８年由领先科研项目处??和美国导弹研究与发展中心共同启动了?“精密共形光学技术”（ＰＣ０Ｔ）研究项目［＜１，１９９９??年该项目组宣布成功研制了长径比１．５共形导引头，其结构如图１．３所示，图１．４为共??形光学探测器首次对Ｆ－１６轰炸机起飞时探测到的红外图像。实验结果表明，导弹所受??的空气阻力可减小了?２５％，射程能够增加了一倍。Ｒａｙｔｈｅｏｎ公司一直致力于共形光学技??术在导弹领域应用，并计划将该导引头替代传统导引头，安装于“响尾蛇”导弹上以提??高其作战性能。从研究成果和相关报道可以看出，国外在整流罩扫描视场像差校正，整??流罩的加工与检测，以及导引头内部机械制造等理论研究已经相当成熟，并且在相关技??术难题上获得了突破，在整流罩视场像差校正方面提出了一系列可行的设计方案，并为??整流罩的加工与检测设计研发了专用数字化机床，以满足共形整流罩高精度加工的要??求。??ａ?Ｃｏ
【参考文献】：
期刊论文
[1]利于像差校正的共形整流罩内表面面形设计[J]. 张旺,左宝君,陈守谦,胡海力,范志刚. 光学学报. 2012(11)
[2]共形整流罩新型检测系统设计[J]. 张续严,姜瑞凯,陶淑苹. 红外与激光工程. 2012(09)
[3]尖晶石整流罩气动效应的试验研究[J]. 赵洪卫,侯天晋,朱斌. 红外与激光工程. 2012(02)
[4]共形光学整流罩的加工与检测技术综述[J]. 孙赤全,王朋,回长顺,丁向东. 导航与控制. 2011(04)
[5]Conformal optical system design with a single fixed conic corrector[J]. 宋大林,常军,王庆丰,何伍斌,曹娇. Chinese Physics B. 2011(07)
[6]基于非球面固定校正镜的共形光学系统设计[J]. 付薇,陈宝国. 红外技术. 2010(07)
[7]保形光学在导引头中的应用[J]. 张学成,徐榕,刘莉. 兵工自动化. 2010(04)
[8]折/衍混合消热差共形光学系统的设计[J]. 孙金霞,刘建卓,孙强,方伟. 光学精密工程. 2010(04)
[9]共形光学系统瞬时视场外杂散光的分析及处理[J]. 孙金霞,孙强. 应用光学. 2010(02)
[10]消像差条件在共形光学系统中的应用[J]. 孙金霞,刘建卓,孙强,方伟. 光子学报. 2010(02)
博士论文
[1]椭球整流罩导引头光学系统像差校正设计[D]. 孙金霞.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2011
硕士论文
[1]共形光学系统固定校正器设计方法研究[D]. 张旺.哈尔滨工业大学 2012
[2]随机并行梯度下降波前控制算法研究[D]. 彭浩.国防科学技术大学 2008
本文编号：3517622
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jingguansheji/3517622.html
