[发明专利]适用于高分辨空间相机的次镜支撑结构

说明书

适用于高分辨空间相机的次镜支撑结构，涉及空间光学遥感技术领域，解决现有支撑结构通过多种转接件进行逐个装配，装配工艺复杂且周期较长以及精度低等问题，包括一体式支撑架由上至下依次包括顶部连接架、刚架杆、三角支撑结构和承力筒结构；所述顶部连接架用于固定遮光罩安装座和次镜安装座；刚架杆由三向一字型梁呈120°分布，刚架杆与承力筒结构通过三角支撑结构连接；承力筒结构由上至下依次由顶环、中环、光阑和底部法兰组成；承力筒结构内部设置主加强筋、副加强筋和侧加强筋；光阑位于主镜前方，底部法兰用于安装底部安装座。本发明相对于日字型梁、口字型梁和工字型梁而言可降低对光线的遮拦，有利于高分辨成像。

技术领域

本发明涉及空间光学遥感技术领域，具体涉及一种适用于高分辨率空间相机的次镜支撑结构。

背景技术

同轴式光学系统被广泛的应用于高分辨率空间相机，对于这种光学系统的相机，需要次镜支撑结构用于固定次镜并保持其空间位置。相对一般用途空间相机而言，高分辨率空间相机具有较长的焦距，这一般会造成次镜与主镜的间距较长，并且高分辨率空间相机具有极为严苛的主次镜相对位置精度要求。同时，次镜支撑结构作为空间相机中跨度最大的组件，其往往决定着整机的基频。因此，次镜支撑结构成为了研制高分辨率空间相机的关键技术之一。

一方面，在地面装调及测试状态下次镜支撑结构受到重力载荷作用，当空间相机进入微重力环境后，重力作用下的次镜支撑结构的变形会发生回弹，从而造成主次镜间相对位置关系发生变化。另一方面，空间相机的在轨工作温度难以绝对精确的控制在一个数值上，这个温度往往是随时间变化而小范围波动的，主次支撑结构沿光轴方向的尺寸会随着温度的波动而发生膨胀和收缩，进而使得空间相机焦距发生变化。另外，次镜支撑结构位于空间相机孔径光阑前方，这样势必会遮挡部分光线的进入，过大的遮挡会造成空间相机光学传递函数的下降。因此，高分辨率空间相机为了达到目标成像质量要求，应采用高刚度、高稳定性、低遮拦且轻质的次镜支撑结构。

与本发明最为接近的已有技术是发明专利《一种空间光学遥感相机的次镜支撑结构》(申请号：201810318029.2)。该结构法兰的一面均匀设置多个法兰凸台，在同一面的边缘均匀设置多个法兰嵌入接头,析架杆的横截面形状为日字型，析架杆的一端通过析架杆嵌入接头与析架筒座的顶部连接，另一端通过法兰嵌入接头与法兰连接,多个预埋件固定在桁架筒座的底部桁架筒座内部的环形加强筋。

该柔性支撑结构的缺点在于：

a)主体结构为分体式，需要通过多种转接件进行逐个装配，装配工艺复杂且周期较长。在装配过程中，各零件的位置精度难以保证，次镜调整量小，可能出现拆卸重新装配的情况。另外，装配结构更容易形成内部装配应力，造成整体结构的不稳定，难以应用于高分辨空间相机中。

b)没有解决次镜支撑结构在温度波动下沿光轴尺寸变化问题，会使空间相机的焦距工作过程中产生变化，影响成像质量。

c)所采用的日字型截面的桁架杆会在孔径光阑上形成较大的遮拦，不利于高分辨率成像。

d)该结构主次镜间倾角差仅优于20秒，证明其刚度不满足高分辨率空间相机光学系统的指标要求。

发明内容

本发明为解决现有支撑结构通过多种转接件进行逐个装配，装配工艺复杂且周期较长以及精度低，同时，导致结构内部形成装配应力造成整体结构的不稳定，导致难以应用于高分辨空间相机等问题，提供一种适用于高分辨率空间相机的次镜支撑结构。

适用于高分辨率空间相机的次镜支撑结构，包括一体式支撑架、遮光罩安装座、次镜安装座和底部安装座；

所述一体式支撑架由上至下依次包括顶部连接架、刚架杆、三角支撑结构和承力筒结构；所述顶部连接架用于固定遮光罩安装座和次镜安装座；

所述刚架杆由三向一字型梁呈120°分布，刚架杆与承力筒结构通过三角支撑结构连接；