[发明专利]高精度、大视场不同孔径太阳敏感器光线引入器设计方法

摘要

本发明提出一种高精度、大视场不同孔径太阳敏感器光线引入器设计方法，包括S1设置太阳敏感器的视场角及光线引入器到图像传感器的间距；S2计算入射孔最小间距；S3确定不同入射角光线引入器入射孔径尺寸；S4确定最大入射角小孔衍射光斑直径及入射孔组边缘间距；S5设置入射孔组的安全间隙值，计算其中心间距；S6计算入射孔组可测量分视场范围及所需入射孔组数；S7判断入射孔间距是否满足S2中需求，若是，执行S8，否则执行S3；S8根据入射孔径尺寸与入射孔组可测量分视场范围得到不同入射孔组的孔径尺寸；S9对小孔间距进行唯一编码，完成光线引入器设计。本发明可同时提高太阳敏感器视场角范围、分辨率及太阳入射角提取精度。

主权项

一种高精度、大视场不同孔径太阳敏感器光线引入器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：设置太阳敏感器的视场角FOV以及所述光线引入器到图像传感器的间距；S2：根据所述太阳敏感器视场角FOV得到所述光线引入器单轴边缘入射孔最小间距；S3：设计原则：根据“惠更斯‑菲涅尔”衍射积分公式对不同入射角不同尺寸小孔衍射特性进行仿真分析，以确定不同入射角光线引入器入射孔径尺寸，同时，为保证小孔衍射图像质心的提取，单孔衍射图像应仅有一个汇聚亮斑，即成像在远场衍射区域，并且相邻小孔光强分布不应交叠，同时，光能量分布集中度越高，质心提取精度越高，依据衍射光强分布图及上述设计原则，对不同入射角小孔尺寸进行选取；S4：根据衍射光仿真图像，确定最大仿真入射角小孔衍射光斑直径及光线引入器入射孔组边缘间距，其中，所述最大仿真入射角根据所述太阳敏感器的视场角FOV得到，其中，光线引入器全部入射孔组边缘间距相同，且所述边缘间距为所述最大仿真入射角小孔衍射光斑直径的三倍；S5：分别设置光线引入器入射孔组在X轴、Y轴方向的安全间隙值，并据此计算入射孔组的中心间距；S6：计算每组入射孔组可测量分视场范围以及为实现所述视场角FOV的测量的两轴向所需入射孔组数；S7：判断光线引入器两轴向边缘入射孔间距是否满足步骤S2中的设计需求，如果是，则执行步骤S8，否则执行步骤S3；S8：根据所述不同入射角光线引入器的入射孔径尺寸与所述每组入射孔组可测量分视场范围，得到不同入射孔组的孔径尺寸；S9：对各入射孔组中小孔间距进行唯一编码，并根据编码及孔径尺寸设计结果通过微纳加工工艺加工制造得到光线引入器。