[发明专利]一种夜光卫星相机异形遮光罩

说明书

一种夜光卫星相机异形遮光罩属于空间光学技术领域，目的在于提出一种夜光卫星相机异形遮光罩，解决现有技术存在的消杂光能力与长度和重量相互制约的问题。本发明的一种夜光卫星相机异形遮光罩包括锥筒状罩体以及同轴设置在罩体内壁的多个挡光环；所述罩体和挡光环整体由罩体大尺寸端向侧壁设置有切割面，所述切割面和罩体轴线方向夹角小于太阳矢量和罩体轴线方向的夹角。本发明用一级遮光罩就实现了对太阳杂光的规避，相比于传统遮光罩，本发明的异形遮光罩具有长度短、体积小和重量轻的优点。本发明的异形遮光罩采用倾斜切割的设计方法，具有更好的太阳杂光规避效果。从而在源头上抑制太阳光对夜光相机成像的影响。

技术领域

本发明属于空间光学技术领域，涉及的一种可规避太阳光、用于高纬度地区成像的夜光卫星相机的异形遮光罩。

背景技术

夜光遥感是遥感领域发展活跃的一个分支，它可以获取夜间、无云条件下地表发射的可见光信息，而这些信息大部分由地表人类活动产生。比如，城市灯光、舰船灯光和油井燃烧发光均和人类活动有关；同时自然界的海洋生物、森林野火以及火山爆发等也是夜光光源的一部分。

目前，大多数可见光遥感卫星的传感器成像时间是白天，只有少部分卫星具有捕捉地表夜间可见光的能力。美国、阿根廷、以色列等国的卫星及国际空间站都可以获取夜光遥感影像，而中国在2018年发射的珞珈1号则是全球首颗专业夜光遥感卫星。相比于普通遥感卫星拍摄的白天影像，夜光遥感更能直接反映人类活动的信息，同时具有高时空分辨率的特点，因此它在社会科学领域得到了广泛的应用。可以说，普通遥感主要是用来观测地球和自然界的变化，而夜光遥感是以人类为中心开展的观测。

空间可见光相机在轨工作时，相机接收的辐射能量包括来自目标反射/发射能量、大气的反射/散射能量以及太阳的辐射能量，对于夜光下的暗弱目标，如果相机的消杂光能力不足，则当太阳辐射能够部分进入光学成像系统时，相机接收到的是地物反射辐射和太阳直射辐射两部分，尽管太阳辐射不会经光学系统成像到探测器上，在传输过程中会经过较大损失，但是由于太阳辐射较强，仍旧会有一部分能量经过光学和机械元件反射、散射等作用到达探测器表面，长时间积分时会引起探测器较大的响应，因此很容易导致目标信号被背景信号淹没，甚至完全饱和。

当卫星对高纬度地区的非阳照暗弱目标成像时，由于相机光轴和太阳光的夹角在某些时刻是锐角，太阳光经遮光罩的散射进入光学系统，传统的遮光罩采用圆筒状结构设计，当太阳光和相机光轴夹角为锐角时，太阳光从遮光罩下部进入，并经遮光罩内壁多次反射至探测器，为尽量避免这一问题，传统的遮光罩采用加长长度的方式来降低太阳光进入造成的影响，加长遮光罩使长度和重量变大，很难将相机系统的PST降低到1E-10量级，此时夜光影像将受到太阳散射杂光的影响；传统的遮光罩设计方法存在消杂光能力与遮光罩的长度和重量相互制约的问题，不能更好的阻挡太阳光进入光学系统。

发明内容

本发明的目的在于提出一种夜光卫星相机异形遮光罩，解决现有技术存在的消杂光能力与长度和重量相互制约的问题，实现高纬度地区成像时太阳杂光的规避，阻挡太阳光进入光学系统，更好的解决夜光相机消杂光问题。

本发明的一种夜光卫星相机异形遮光罩包括锥筒状罩体以及同轴设置在罩体内壁的多个挡光环；所述罩体和挡光环整体由罩体大尺寸端向侧壁设置有切割面，所述切割面和罩体轴线方向夹角小于太阳矢量和罩体轴线方向的夹角。

所述切割面最短边与罩体轴线所在的平面和卫星飞行方向的夹角为22度。

所述切割面和罩体轴线方向夹角小于等于38度。

所述罩体内壁和外壁以及挡光环上喷涂有消光漆。

所述消光漆的吸收率大于等于97％。