2024年3月24日发(作者：甘奇志)
第２６卷第２期
中国惯性技术学报
Ｖｏ１．２６ ＮＯ．２
２０１８年０４月
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ａｐｒ．２０１８
文章编号：１００５－６７３４（２０１８）０２．０２４１．０６ ｄｏｉ：１０．１３６９５￣．ｃｎｋｉ．１２－１２２２／０３
．
２０１８．０２．０１６
百叶遮光罩对卡塞格林系统能量集中度的影响
丁小昆，胡晓东，王维科，魏青
（航空工业西安飞行自动控制研究所，西安７１００６５）
摘要：以机载星敏感器为代表的高精度卡塞格林光学系统对能量集中度具有很高的要求。百叶遮光罩
以其低遮拦比、高杂散光抑制能力、结构稳固等优势应用于卡塞格林光学系统中，然而仅以遮拦效应
来评估百叶遮光罩对系统能量集中度的影响存在较大误差。从圆孔的夫琅和费衍射出发，推导具有百
叶遮光罩的卡塞格林光学系统的衍射强度分布，证明了百叶遮光罩的衍射效应会对卡塞格林光学系统
能量集中度产生较大影响。通过在Ｚｅｍａｘ中建立的光学系统模型分析表明，百叶遮光罩的衍射效应引
起卡塞格林光学系统能量集中度的降低值是遮拦效应的３倍以上，并且叶片数量或厚度的增减都会引
起能量集中度的显著下降。为百叶遮光罩的设计提供了理论依据和精确模型。
关键词：星敏感器；卡塞格林系统；百叶遮光罩；能量集中度；衍射效应
中图分类号：Ｖ２４１．６ 文献标志码：Ａ
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｈｕｔｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ ｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
ｏｆ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ
Ｄ１ＮＧ Ｘｉａｏｋｕｎ，ＨＵ Ｘｉａｏｄｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｗｅｉｋｅ，ＷＥＩ Ｑｉｎｇ
（Ｆｌｉｇｈｔ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂｙ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｓｔａｒ ｓｅｎｓｏｒｓ，ｈａｓ ｈｉｇｈ ｄｅｍａｎｄ
ｆｏｒ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ—ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｉｔｓ
ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｌｏｗ ｍａｓｋｉｎｇ ｒａｔｉｏ，ｈｉｇｈ ｓｔｒａｙ ｌｉｇｈｔ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ，ｓｔａｂｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｅｔｃ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅ ｉｓ
ａ ｌａｒｇｅ ｅｒｒｏｒ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｍａｓｋｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｓｈｕｔｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ ｏｎ ｅｎｅｒｇｙ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｕｎｄ ｈｏｌｅ，ｔｈｅ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ
ｉｎｔｅｎｓｉｙｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｓｈｕｔｔｅｒ—ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅｓ ｉｓ ｄｅｄｕｃｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ
ｔｈｅ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅｓ ｗｉｌｌ ｈａｖｅ ｇｒｅａｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅｌ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｉｎ Ｚｅｍａｘ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ
ｓｈｕｔｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ ｉｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ３ ｔｉｍｅｓ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｓｋｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｒ
ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｎｅｓ ｗｉｌｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ
ｂａｓｉｓ ａｎｄ ａｎ ａｃｃｕｒａｔｅ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ－ｙｔｐｅ ｂａｆｌｆｅｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔａｒ ｓｅｎｓｏｒ；Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ；ｂａｆｌｆｅ；ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ；ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ
星敏感器是天文导航系统的核心传感器，通过对 利用惯性导航连续可靠的导航信息可在任意时刻为
恒星精确成像来获取载体位置和姿态信息是一种高 天文导航提供基本指向信息。因此，通过天文导航和
精度的光电传感器 Ｊ。当应用于航空领域时，星敏
惯性导航的优势互补，可以形成高精度、高可靠、长
感器极易受到云雾和背景光的干扰，使其不能保证连
航时导航定位测姿系统，是航空领域中最重要的导航
续输出导航信息。为了克服星敏感器在航空领域的应
方式之一。
用缺陷，天文导航常常与惯性导航组合，利用天文导
相比于航天领域，星敏感器在航空领域应用时具
航的高精度来修正惯性导航发散的导航精度，同时， 有更大的技术难度。航天领域的星敏感器工作背景光
收稿日期：２０１７．１０．３０：修回日期：２０１８－０３．０２
基金项目：装备预研中航工业联合基金项目（６１４１Ｂ０５０６０７０１）
作者简介：丁小昆（１９８７一），男，工程师，从事星敏感器技术研究 Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｉｎｇｘｉａｏｋｕｎ＠ａｌｉｙｕｎ．ｃｏｍ
一
２４２． 中国惯性技术学报 第２６卷
强极低，近似于黑夜工作环境，而航空领域的星敏感
器工作背景光远远大于黑夜背景光强度，与白天工作
１ 卡塞格林系统中百叶遮光罩的衍射模型
航空星敏感器所使用的卡塞格林系统通过工作在
环境类似。因此，航空星敏感器是一种“全天时星敏感
器”。为了在强天空背景强度下提取星信号，航空星敏
近衍射极限状态来提高星像的能量集中度，此时光学
系统的几何像差都已被校正到可忽略的值，而影响能
量集中度的主要因素是光学系统本身的衍射效应。
仅考虑孔径光阑时，光学系统的衍射为圆孔的夫
琅和费衍射，其复振幅可以表示为：
）＝ （ ）Ｊｏ（ｋｐｗ ｄ （１）
感器普遍采用具有小视场、大口径、长焦距特点的卡塞
格林系统作为其光学系统。为了提高星敏感器成像的信
噪比，并提高定位精度，需要提高星敏感器像面上星点
的能量集中度ｌｊ叫，因此航空星敏感器常常工作在近衍
射极限状态。即便如此，星敏感器仍无法避免太阳光等
其他光源的入射，需要使用遮光罩来隔离杂散光。
式中， 尸）为观察点尸位置的复振幅，Ｃ为常量，ｋ
遮光罩是星敏感器以及其他天文望远镜的关键技
术之一 Ｊ。在国外，美国麻省理工学院林肯实验室的
Ｃｈｒｉｓｐ Ｍ为凌日系外行星勘测卫星设计了一种铲形轮
廓、矩形孔径的相机遮光罩，点源透射比达到１０ 。。；
美国Ｃｏｌｕｍｂｉａ大学的Ｃｈａｐｍａｎ Ｄ以碳纤维、玻璃纤
维和铝为材料，为ＥＢＥＸ气球载望远镜设计了轻小型
遮光罩，能够在大于１００ｇ的冲击下保持小于０．０２５ ｍｍ
的变形 ；加拿大Ｒｕｅｒｓｏｎ大学的Ｍａｒｃｉｎｉａｋ Ｍ提出了
混合杂散光分析技术，利用误警率概率分析法定义了
光学系统和遮光罩的衰减率指标，用以为遮光罩设计
和评估提供仿真分析方法 ；伊朗纳米光电子研究中
心的Ｎｅｊａｄ Ｓ Ｍ计算仿真了表面粗糙度和捎光环放置
角度对星敏感器遮光罩遮光效果的影响程度，提出了
挡光环的最优长度 Ｊ。在国内，北京理工大学的Ｚｈａｏ
Ｓ Ｆ为弹载星敏感器建立了一种实时的空间发光环境
模型，用来评估星敏感器遮光系统的遮光效果¨叫；中
科院长春光机所的Ｚｈａｎｇ Ｌ利用有限元工具分析了卡
塞格林等两镜系统遮光罩厚度与基频之间的关系，并
设计了重量１４２ｇ的甚轻小型遮光罩 ｕ；中科院成都
光电所的ＷａｎｇＬ为４００ｍｍ焦距的卡塞格林系统设计
了由内遮光罩、外遮光罩和挡光环组成的遮光罩，并
对比分析了各组件的有无对点源透射比的影响¨ 。
随着对遮光罩研究的深入，其形状也由简单的圆
筒形向复杂结构发展，典型的有内置光阑式、蜂窝式、
百叶式¨ Ｊ。其中，百叶遮光罩能够降低卡塞格林系
统遮拦比，提高系统杂散光抑制能力，易于形成稳固
结构，因此越来越多地应用于卡塞格林系统中ｌＪ ¨Ｊ。
但是，目前设计卡塞格林系统的遮光罩时，主要关注
在其产生的额外遮拦对光学系统的影响上，而未考虑
遮光罩产生的衍射效应＿Ｊ Ｊ。
本文从圆孑Ｌ的夫琅和费衍射出发，推导卡塞格林
系统百叶遮光罩的衍射强度分布，证明百叶遮光罩的
衍射效应会对星敏感器等高精度卡塞格林光学系统
能量集中度产生较大影响，为卡塞格林光学系统的百
叶遮光罩提供更准确的评估模型。
为波数，ａ为圆孔半径，Ｐ为圆孔上某点到圆心的距
离，ＣＯ为衍射图样上某点到点源几何像的距离。
对于卡塞格林系统，由于存在次镜引起的中心遮
拦，其衍射孔径可看作是圆环的夫琅和费衍射。设卡
塞格林系统次镜遮拦比为ｓ，则其复振幅仍可由式（１）
表示，但其积分范围由［０， ］变为ｌｅａ， ］，即：
Ｐ）＝ （ Ｊｏ（ｋｐｃｏ）ｄ（ｋｐｗ）（２）
根据贝塞尔函数的递推公式：
Ｉ ｘ ） ＝ｘＪ１（ ） （３）
可以将式（２）化为：
Ｕｒｉｎｇ（Ｐ）＝Ｃ１ｔａ２ｌ ２Ｊ，（ｇ ｋａｗ）Ｉ（４）
于是，带中心遮拦的卡塞格林系统夫琅和费衍射
强度分布为：
／ｒｉｎ
ｇ
ｃＰ ＝Ｃ２ｇ２ａ４ ｌＩ ㈣
令ｃｏ＝０，可以得到其衍射图样中心强度为：
（Ｄ）＝Ｃ。兀。 （１～占 ） （６）
卡塞格林系统加入百叶遮光罩后，其衍射孔径由
圆环变形为多个不同直径同心圆环的叠加，圆环的数
量取决于百叶遮光罩的叶片数。对于具有，ｚ环叶片，
叶片内外径与人瞳直径之比分别为ｅ１１、ｅｌ２．ｅ２ｌ、ｅ２２、…
ｅ小ｅ ２的百叶遮光罩，与卡塞格林系统共同作用形成
的夫琅和费衍射复振幅也可以由式ｆ１）表示，只是需要
将其中的积分范围由［０，口］变为［ｃａ，ｅｌｌａ］ｕ［ｅｌ２ａ，ｅ２１口］ｕ
［ｅ２２ａ，ｅ３１ａ］Ｕ…Ｕ［ｅｎ２ａ，ａ］，即：
）＝ ［ ）Ｊ０（啪）ｄ（枷）＋
。（ｋｐｗ）Ｊ０（ｋｐｗ）ｄ（ｋｐｗ）＋
Ｉ“（ｋｐｃｏ）Ｊ０（ｋｐｗ）ｄ（ｋｐｗ）＋…＋
第２期 丁小昆等：百叶遮光罩对卡塞格林系统能量集中度的影响 ．．２４３．．
ｆＩ （）（ｅｎ２ａ （ｋ ）ｐｃｏ Ｊｏ（ｋｐｃｏ）ｄ（ｋｐｃｏ）］ｌＪ （７）
将式（３）代人式（７），可得：
ｍ。
（Ｐ）＝
口
ｌ ＿２Ｊ１（ｋ０ａ９ ‘ｏｇ）一 ２
２
２Ｊ１（ｅｎ
ｋａ（－ｔ））＋
——
２
…
＋
ｅ３１
２
２ （ １ｋａｏ￣）
一
ｅ３１ｋａｃｏ
２
２
２ （ｅ２１ｋａｗ）
ｅ２］
——
ｅｌ２ ２
２ （
ｅｌ
２ｋａｃ
２ｋａｃｏ
ｏ）
ｅ２１ｋａｃｏ
＋
一
２
２ （ｅ２１ｋａｃｏ）
ｅｌ１
ｅ２ｌｋａｃｏ
于是，百叶遮光罩卡塞格林系统夫琅和费衍射强
度分布为：
ｃ ＝Ｃ２￣２ａ４［
ｅｎ２ｋａｗ
２
２ （ｅ３１ｋａｃｏ）
ｚ
——
ｅ２２
２ Ｊ．
ｅ３ｌｋａｃｏ
ｅ２２ｋａｃｏ
２
２ （ｅ２１ｋａｃｏ）
——
ｅ１２
ｅ２１ｋａｃｏ
ｅＩ２ｋａｃｏ
“
，
ｚ ！
，
ｋａｃ
ｏ ｌｅａ缈
］
ｌ
（９）
令０９＝０，得到其衍射图样中心强度为：
用
（Ｄ）＝Ｃ 兀 Ｉ １一 ：＋…＋ 。
一 ２ ＋
。一
＋Ｌ 一 ｚ］０
２衍射和遮拦对强度分布的不同影响
为了研究百叶遮光罩的衍射效应和遮拦对强度
分布的不同影响，将百叶遮光罩卡塞格林系统的模型
具体化。以一种星敏感器光学系统为例，其百叶遮光
罩共有３环叶片和１环外罩，模型剖视图及横截面如
图１所示。
（ａ）模型剖视图
（ａ）Ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ
（ｂ）横截面
（ｂ）Ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ
图１ 百叶遮光罩卡塞格林系统模型
Ｆｉｇ．１ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｈ ｓｈｕ￣ｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ
该卡塞格林系统参数如表１所示。
表１卡塞格林系统参数
Ｔａｂ．１ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ
Ｐｕｐｉｌ ｄｉａｍｅｔｅｒ ２ａ
Ｏｂｓｃｕｒａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｉｒｒｏｒ￡
Ｆｏｃａｌ ｌｅｎｇｔｈ ｆ
Ｆｉｅｌｄ ｏｆｖｉｅｗ
Ｐｉｘｅｌ ｓｉｚｅ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｄ
Ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ＠２ｘ２ ｐｉｘｅｌｓ
百叶遮光罩叶片内外径与入瞳直径之比ｅｌｌ、ｅ１２’
ｅ２ｌ、ｅ２２、ｅ３ｌ、ｅ３２如表２所示。
表２百叶遮光罩模型参数
Ｔａｂ．２ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ
～１Ⅱｍ ｎ ｍ ～ ５ ｎ 邮
遮光罩产生的遮拦面积为：
Ｓｂａｍ。＝７【 （ ２ 一 ２。十 一 ＋ 一 ） （１１）
卡塞格林系统中产生的额外遮拦一般可以通过
增大次镜遮拦比或减小入瞳来等效。若将百叶遮光罩
产生的遮拦等效为次镜遮拦比的增大，则等效后的次
镜遮拦比为：
Ｃｅ。 ＝
√ ＋ 一 ２ ＋ 一ｅ； ＋ 一 （１２）
根据式（５），等效后的系统衍射强度分布为：
ｌ（Ｐ）－ｃ ａ
４ ｌ）
若将百叶遮光罩产生的遮拦等效为人瞳的减小，
则等效后的入瞳半径为：
日。。 ＝ａｘ
／１－ｅ３２２＋ 一 ＋ 一 ＋ （１４）
根据式（５），等效后的系统衍射强度分布为：
中国惯性技术学报 第２６卷
。
ｃＰ ＝ｃ 尢２ｎ
［ 一占２ ２Ｊ１（ｅｋａ。ｑ ｃｏ）
（１５）
分别根据式（９）（１３）（１５）绘制出百叶遮光罩卡塞格
林系统和遮拦等效系统的衍射强度归一化曲线，如
图２所示。从图２中的强度分布情况可以看到，卡塞
格林系统中百叶遮光罩与增大次镜遮拦比或减小人瞳
的遮拦等效系统相比，其衍射强度具有不同的分布情
况。虽然三者的衍射图像均为明暗相问的圆环形条纹，
但是各环条纹的位置和所包含的归一化强度都不同。
也就是说，仅考虑百叶遮光罩所产生的遮拦效应而对
遮光罩进行遮拦等效处理的方法对卡塞格林系统的成
像分析存在误差，因此在星敏感器等高精度卡塞格林
●● 一
光学系统中，不能仅考虑百叶遮光罩产生的额外遮拦，
而是应该建立百叶遮光罩的原始模型，分析衍射效应
产生的影响。
盘ｂ口∞ ０一ｕｇ ｑ鲁
＂ ¨ ｌ， ¨ ∽ ０
图２百叶遮光罩卡塞格林系统和遮拦等效系统的
衍射强度归一化曲线
Ｆｉｇ，２ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｈｅ
Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｓｈｕｔｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ
ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｍａｓｋｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ
３百叶遮光罩对能量集中度的影响分析
在以能量探测为主的高精度光学系统中，常常用
能量集中度指标来衡量光学系统的整体性能Ｌ２…。为了
进一步分析百叶遮光罩对卡塞格林系统的影响，在
Ｚｅｍａｘ中建立光学系统模型，用能量集中度来对比百
叶遮光罩和遮拦效应的区别。仍然采用表１中的星敏
感器卡塞格林系统参数，建立无遮光罩的卡塞格林系
统模型、百叶遮光罩卡塞格林系统模型、通过增大次
镜遮拦比进行遮拦等效的卡塞格林系统模型和通过减
小入瞳进行遮拦等效的卡塞格林系统模型，仿真得到
卡塞格林系统各模型的能量集中度如图３所示。
工程中一般采用包含８０％能量圆的直径大小来
评判能量集中度。而对于星敏感器系统来说，为了进
（０一，／
０ Ｏ Ｏ Ｏ ０ ０ ０ ０ ０
９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ ● ０
（ａ）无遮光罩的卡塞格林系统
（ａ）Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈｏｕｔ ｂａｆｌｆｅ
。９
０ ８
呈。
§ｏ ｓ
ｏ ４
香
｛。
。２
。ｌ
Ｏ
０ ２ ４ ６ ８ １０ Ｉ２ １４ Ｉ６ １８ ２０
Ｒａｄｉｕｓ ｆｒｏｍ ｃｅｎｌａ－ｏｉｄ／ｒｔｒｎ
（ｂ）百叶遮光罩卡塞格林系统
∞ ∞∞ｏ＿Ｉｕａ０ ０口０ 菖
㈣ ¨ ¨ ０
（ｂ）Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｓｈｕ￣ｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ
（Ｃ）增大次镜遮拦比的遮拦等效系统
（Ｃ）Ｍａｓｋｉｎｇ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｂｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
ｍａｓｋｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｉｒｒｏｒ
ｕ ２ ４ Ｏ １ｕ ｌ２ Ｉ４ １６ ｌ８ ２０
Ｒａｄｉｕｓ ｆｒｏｍ ｃｅｎｔｒｏｉｄ／ｉｘｍ
（ｄ１减小入瞳的遮拦等效系统
（ｄ）Ｍａｓｋｉｎｇ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｂｙ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ
ｅｎｔｒａｎｃｅ ｐｕｐｉｌ ｄｉａｍｅｔｅｒ
图３卡塞格林系统各模型的能量集中度
Ｆｉｇ．３ Ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｃｈ ｍｏｄｅｌ
ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ
第２期 丁小昆等：百叶遮光罩对卡塞格林系统能量集中度的影响 ．．２４５．．
行质心提取，一般将星像成像至２ｘ２～５ｘ５像元内。本
系统的需求为２￣２像元内能量集中度大于８０％，因此
这里将２ｘ２像元——半径２０Ｉ．ｔｍ的圆内能量集中度作
为评判基准。这样就能够将理论计算值与从探测器成
像所计算值进行直接对比，便于实际应用。而实质上，
对于本研究而言，这种评判基准与包含８０％能量圆的
直径大小这一评判基准所得到的结论是一致的。
从图３中可以看到，在像面上半径为２０ ｇｍ的圆
内，无遮光罩的卡塞格林系统的能量集中度为０．９５４，
百叶遮光罩卡塞格林系统的能量集中度为０．８７５，通过
增大次镜遮拦比进行遮拦等效的卡塞格林系统能量集
中为０．９４３，通过减小入瞳进行遮拦等效的卡塞格林系
统能量集中度为０．９５２。对比可见，遮拦等效系统比无
遮光罩的卡塞格林系统的能量集中度低，但差距很小，
仅０．Ｏ１～０．０２，而百叶遮光罩卡塞格林系统比遮拦等效
系统的能量集中度低，并且差距较大，超过０．０６。百
叶遮光罩的衍射效应引起卡塞格林光学系统能量集中
度的降低值是遮拦效应的３倍以上。虽然所有仿真结
眦醯矗 ∞ｏＩｕｇ 目０ 釜皿
¨ ¨ ０
果所得到的２０ｇｍ圆内能量集中度均大于８０％这一指
标要求，但是考虑到公差和装调误差后能量集中度必
然会降低，在设计中任何能量集中度的降低都是需要
避免的。对于机载星敏感器来说，在白天有背景光的
情况下，星光已经非常微弱，信噪比极大程度上取决
于能量集中度。能量集中度减小０．０１对信噪比已经能
够产生影响，而减小０．０６则对信噪比会产生较大影响。
也就是说，百叶遮光罩会明显降低卡塞格林系统的像
面能量集中度，从而显著影响机载星敏感器的信噪比，
并且在该能量集中度的降低中，百叶遮光罩的衍射效
应大于遮拦效应。
在百叶遮光罩的设计中，如果仅考虑遮拦效应，
遮拦效应本身由于引起的能量集中度降低值很小，使
得设计时对叶片没有刻意限制。而通过以上分析可知，
百叶遮光罩对能量集中度的影响主要来源于衍射效应，
而每增减一片叶片或改变叶片的厚度，百叶遮光罩的
衍射效应就会发生明显变化，进而必然会对系统的能
量集中度造成影响。
以表１和表２所代表的星敏感器系统为例，增减
其百叶遮光罩的叶片数，得到能量集中度的变化如图
４所示。其中，３叶片遮光罩即为原系统，４叶片遮光
罩是在３叶片遮光罩中加入内径４５ｎｌｌ＂ｎ、外径４６ｉｎｉｎ
的第４叶片，２叶片遮光罩是将３叶片遮光罩的最外
环叶片去除后所得。
图４中，在像面上半径为２０ ｍ的圆内，具有２
叶片、３叶片、４叶片的百叶遮光罩所在系统能量集中
度分别为０．９１５、０．８７５、０．８４２。该仿真计算表明，百
０ ２ ４ ６ ８ １０ １２ ｌ４ ｌ６ １８ ２０
ＲａｄｉＵＳ ｆｒｏｍ ｃｅｎｔｒｏｉｄ／ｍ
图４不同叶片数量的百叶遮光罩的能量集中度
Ｆｉｇ．４ Ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ—ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ ｗｉｔｈ
ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｖａｎｅｓ
叶遮光罩由于衍射效应的存在，每增加一片叶片都会
对系统的能量集中度造成明显的下降。
同样，对表１和表２所代表的星敏感器系统增减
其百叶遮光罩的叶片厚度，得到能量集中度的变化如
图５所示，其中，对原百叶遮光罩的叶片分别进行了
增减０．２ｍｍ厚度的计算。
ｇ ０Ｉ。８ ０口０口整
¨
０ ２ ４ ６ ８ 】０ ｌ２ １４ ｌ６ １８ ２０
Ｒａｄｉｕｓ ｆｒｏｍ ｃｅｎｔｒｏｉｄ／ｐ．ｒｎ
图５不同叶片厚度的百叶遮光罩的能量集中度
Ｆｉｇ．５ Ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ ｗｉｔｈ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｖａｎｅｓ
图５中，在像面上半径为２０ １的圆内，具有０．８
ｎｌｌｎ厚度、１．０１ＴＩ１ＴＩ厚度、１．２ ｒｎｎｑ厚度的百叶遮光罩所
在系统能量集中度分别为０．８９７、０．８７５、０．８５６。该仿真
计算表明，百叶遮光罩由于衍射效应的存在，叶片厚度
略微增减也都会对系统的能量集中度造成明显的下降。
综上所述，尽管百叶遮光罩形成的额外遮拦相对
于卡塞格林系统中其他遮拦为小量，仅从遮拦影响的
角度看甚至可以忽略，但是从衍射效应来看，叶片产
生的衍射影响较大，因此在百叶遮光罩的设计中，要
重点以衍射模型来设计叶片形式，控制叶片数量和厚
度，降低衍射对系统能量集中度的不良影响。
４结论
１）通过对百叶遮光罩卡塞格林光学系统的夫琅
和费衍射强度的推导，表明其衍射图样与原卡塞格林
光学系统相似，均为明暗相间的圆环形条纹。
．．
２４６．． 中国惯性技术学报 第２６卷
２）与增大次镜遮拦比和减小人瞳的遮拦等效系
统相比，百叶遮光罩卡塞格林光学系统衍射图样中各
环条纹的位置和所包含的归一化强度都存在差别。
３）在Ｚｅｍａｘ中建立无遮光罩的卡塞格林系统模
型、百叶遮光罩卡塞格林系统模型、通过增大次镜遮
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拦比进行遮拦等效的卡塞格林系统模型和通过减小入
瞳进行遮拦等效的卡塞格林系统模型发现，百叶遮光
罩产生的遮拦降低了系统的能量集中度且降低值较小，
而百叶遮光罩产生的衍射同样降低了系统的能量集中
度且降低值较大，百叶遮光罩的衍射效应大于遮拦效
应对系统能量集中度的影响。此外，对百叶遮光罩叶
片分别进行数量和厚度增减的计算仿真结果表明，每
增加一片叶片或以压毫米量级增减叶片厚度都会对系
统能量集中度造成显著下降。
因此，在设计星敏感器等高精度卡塞格林系统的
遮光罩时，需要着重分析遮光罩的衍射模型，计算衍
射效应引起系统能量集中度的降低值，指导百叶遮光
罩叶片数量和厚度的选择。
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Ｔｅｌｅｓｃｏｐｅｓ．ＳＰＩＥ．２０１２：８４１５１Ｆ．
2024年3月24日发(作者：甘奇志)
第２６卷第２期
中国惯性技术学报
Ｖｏ１．２６ ＮＯ．２
２０１８年０４月
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｉｎｅｒｔｉａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ａｐｒ．２０１８
文章编号：１００５－６７３４（２０１８）０２．０２４１．０６ ｄｏｉ：１０．１３６９５￣．ｃｎｋｉ．１２－１２２２／０３
．
２０１８．０２．０１６
百叶遮光罩对卡塞格林系统能量集中度的影响
丁小昆，胡晓东，王维科，魏青
（航空工业西安飞行自动控制研究所，西安７１００６５）
摘要：以机载星敏感器为代表的高精度卡塞格林光学系统对能量集中度具有很高的要求。百叶遮光罩
以其低遮拦比、高杂散光抑制能力、结构稳固等优势应用于卡塞格林光学系统中，然而仅以遮拦效应
来评估百叶遮光罩对系统能量集中度的影响存在较大误差。从圆孔的夫琅和费衍射出发，推导具有百
叶遮光罩的卡塞格林光学系统的衍射强度分布，证明了百叶遮光罩的衍射效应会对卡塞格林光学系统
能量集中度产生较大影响。通过在Ｚｅｍａｘ中建立的光学系统模型分析表明，百叶遮光罩的衍射效应引
起卡塞格林光学系统能量集中度的降低值是遮拦效应的３倍以上，并且叶片数量或厚度的增减都会引
起能量集中度的显著下降。为百叶遮光罩的设计提供了理论依据和精确模型。
关键词：星敏感器；卡塞格林系统；百叶遮光罩；能量集中度；衍射效应
中图分类号：Ｖ２４１．６ 文献标志码：Ａ
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｈｕｔｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ ｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ
ｏｆ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ
Ｄ１ＮＧ Ｘｉａｏｋｕｎ，ＨＵ Ｘｉａｏｄｏｎｇ，ＷＡＮＧ Ｗｅｉｋｅ，ＷＥＩ Ｑｉｎｇ
（Ｆｌｉｇｈｔ Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｘｉ’ａｎ ７１００６５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｈｉｇｈ－ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ，ｒｅｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ｂｙ ａｉｒｂｏｒｎｅ ｓｔａｒ ｓｅｎｓｏｒｓ，ｈａｓ ｈｉｇｈ ｄｅｍａｎｄ
ｆｏｒ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ—ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｉｎ ｔｈｅ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｉｔｓ
ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｌｏｗ ｍａｓｋｉｎｇ ｒａｔｉｏ，ｈｉｇｈ ｓｔｒａｙ ｌｉｇｈｔ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ａｂｉｌｉｔｙ，ｓｔａｂｌｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｅｔｃ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｒｅ ｉｓ
ａ ｌａｒｇｅ ｅｒｒｏｒ ｉｎ ｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｕｓｉｎｇ ｍａｓｋｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ ｔｏ ａｓｓｅｓｓ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｓｈｕｔｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ ｏｎ ｅｎｅｒｇｙ
ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ Ｆｒａｕｎｈｏｆｅｒ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｆｏｒｍｕｌａ ｏｆ ｔｈｅ ｒｏｕｎｄ ｈｏｌｅ，ｔｈｅ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ
ｉｎｔｅｎｓｉｙｔ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｓｈｕｔｔｅｒ—ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅｓ ｉｓ ｄｅｄｕｃｅｄ．Ｉｔ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ
ｔｈｅ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅｓ ｗｉｌｌ ｈａｖｅ ｇｒｅａｔ ｅｆｆｅｃｔ ｏｎ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ
Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅｌ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ｉｎ Ｚｅｍａｘ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ
ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｕｓｅｄ ｂｙ ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ
ｓｈｕｔｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ ｉｓ ｍｏｒｅ ｔｈａｎ ３ ｔｉｍｅｓ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｓｋｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ．Ａｎｄ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｉｎ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｒ
ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｖａｎｅｓ ｗｉｌｌ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ
ｂａｓｉｓ ａｎｄ ａｎ ａｃｃｕｒａｔｅ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ－ｙｔｐｅ ｂａｆｌｆｅｓ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｔａｒ ｓｅｎｓｏｒ；Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ；ｂａｆｌｆｅ；ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ；ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔ
星敏感器是天文导航系统的核心传感器，通过对 利用惯性导航连续可靠的导航信息可在任意时刻为
恒星精确成像来获取载体位置和姿态信息是一种高 天文导航提供基本指向信息。因此，通过天文导航和
精度的光电传感器 Ｊ。当应用于航空领域时，星敏
惯性导航的优势互补，可以形成高精度、高可靠、长
感器极易受到云雾和背景光的干扰，使其不能保证连
航时导航定位测姿系统，是航空领域中最重要的导航
续输出导航信息。为了克服星敏感器在航空领域的应
方式之一。
用缺陷，天文导航常常与惯性导航组合，利用天文导
相比于航天领域，星敏感器在航空领域应用时具
航的高精度来修正惯性导航发散的导航精度，同时， 有更大的技术难度。航天领域的星敏感器工作背景光
收稿日期：２０１７．１０．３０：修回日期：２０１８－０３．０２
基金项目：装备预研中航工业联合基金项目（６１４１Ｂ０５０６０７０１）
作者简介：丁小昆（１９８７一），男，工程师，从事星敏感器技术研究 Ｅ－ｍａｉｌ：ｄｉｎｇｘｉａｏｋｕｎ＠ａｌｉｙｕｎ．ｃｏｍ
一
２４２． 中国惯性技术学报 第２６卷
强极低，近似于黑夜工作环境，而航空领域的星敏感
器工作背景光远远大于黑夜背景光强度，与白天工作
１ 卡塞格林系统中百叶遮光罩的衍射模型
航空星敏感器所使用的卡塞格林系统通过工作在
环境类似。因此，航空星敏感器是一种“全天时星敏感
器”。为了在强天空背景强度下提取星信号，航空星敏
近衍射极限状态来提高星像的能量集中度，此时光学
系统的几何像差都已被校正到可忽略的值，而影响能
量集中度的主要因素是光学系统本身的衍射效应。
仅考虑孔径光阑时，光学系统的衍射为圆孔的夫
琅和费衍射，其复振幅可以表示为：
）＝ （ ）Ｊｏ（ｋｐｗ ｄ （１）
感器普遍采用具有小视场、大口径、长焦距特点的卡塞
格林系统作为其光学系统。为了提高星敏感器成像的信
噪比，并提高定位精度，需要提高星敏感器像面上星点
的能量集中度ｌｊ叫，因此航空星敏感器常常工作在近衍
射极限状态。即便如此，星敏感器仍无法避免太阳光等
其他光源的入射，需要使用遮光罩来隔离杂散光。
式中， 尸）为观察点尸位置的复振幅，Ｃ为常量，ｋ
遮光罩是星敏感器以及其他天文望远镜的关键技
术之一 Ｊ。在国外，美国麻省理工学院林肯实验室的
Ｃｈｒｉｓｐ Ｍ为凌日系外行星勘测卫星设计了一种铲形轮
廓、矩形孔径的相机遮光罩，点源透射比达到１０ 。。；
美国Ｃｏｌｕｍｂｉａ大学的Ｃｈａｐｍａｎ Ｄ以碳纤维、玻璃纤
维和铝为材料，为ＥＢＥＸ气球载望远镜设计了轻小型
遮光罩，能够在大于１００ｇ的冲击下保持小于０．０２５ ｍｍ
的变形 ；加拿大Ｒｕｅｒｓｏｎ大学的Ｍａｒｃｉｎｉａｋ Ｍ提出了
混合杂散光分析技术，利用误警率概率分析法定义了
光学系统和遮光罩的衰减率指标，用以为遮光罩设计
和评估提供仿真分析方法 ；伊朗纳米光电子研究中
心的Ｎｅｊａｄ Ｓ Ｍ计算仿真了表面粗糙度和捎光环放置
角度对星敏感器遮光罩遮光效果的影响程度，提出了
挡光环的最优长度 Ｊ。在国内，北京理工大学的Ｚｈａｏ
Ｓ Ｆ为弹载星敏感器建立了一种实时的空间发光环境
模型，用来评估星敏感器遮光系统的遮光效果¨叫；中
科院长春光机所的Ｚｈａｎｇ Ｌ利用有限元工具分析了卡
塞格林等两镜系统遮光罩厚度与基频之间的关系，并
设计了重量１４２ｇ的甚轻小型遮光罩 ｕ；中科院成都
光电所的ＷａｎｇＬ为４００ｍｍ焦距的卡塞格林系统设计
了由内遮光罩、外遮光罩和挡光环组成的遮光罩，并
对比分析了各组件的有无对点源透射比的影响¨ 。
随着对遮光罩研究的深入，其形状也由简单的圆
筒形向复杂结构发展，典型的有内置光阑式、蜂窝式、
百叶式¨ Ｊ。其中，百叶遮光罩能够降低卡塞格林系
统遮拦比，提高系统杂散光抑制能力，易于形成稳固
结构，因此越来越多地应用于卡塞格林系统中ｌＪ ¨Ｊ。
但是，目前设计卡塞格林系统的遮光罩时，主要关注
在其产生的额外遮拦对光学系统的影响上，而未考虑
遮光罩产生的衍射效应＿Ｊ Ｊ。
本文从圆孑Ｌ的夫琅和费衍射出发，推导卡塞格林
系统百叶遮光罩的衍射强度分布，证明百叶遮光罩的
衍射效应会对星敏感器等高精度卡塞格林光学系统
能量集中度产生较大影响，为卡塞格林光学系统的百
叶遮光罩提供更准确的评估模型。
为波数，ａ为圆孔半径，Ｐ为圆孔上某点到圆心的距
离，ＣＯ为衍射图样上某点到点源几何像的距离。
对于卡塞格林系统，由于存在次镜引起的中心遮
拦，其衍射孔径可看作是圆环的夫琅和费衍射。设卡
塞格林系统次镜遮拦比为ｓ，则其复振幅仍可由式（１）
表示，但其积分范围由［０， ］变为ｌｅａ， ］，即：
Ｐ）＝ （ Ｊｏ（ｋｐｃｏ）ｄ（ｋｐｗ）（２）
根据贝塞尔函数的递推公式：
Ｉ ｘ ） ＝ｘＪ１（ ） （３）
可以将式（２）化为：
Ｕｒｉｎｇ（Ｐ）＝Ｃ１ｔａ２ｌ ２Ｊ，（ｇ ｋａｗ）Ｉ（４）
于是，带中心遮拦的卡塞格林系统夫琅和费衍射
强度分布为：
／ｒｉｎ
ｇ
ｃＰ ＝Ｃ２ｇ２ａ４ ｌＩ ㈣
令ｃｏ＝０，可以得到其衍射图样中心强度为：
（Ｄ）＝Ｃ。兀。 （１～占 ） （６）
卡塞格林系统加入百叶遮光罩后，其衍射孔径由
圆环变形为多个不同直径同心圆环的叠加，圆环的数
量取决于百叶遮光罩的叶片数。对于具有，ｚ环叶片，
叶片内外径与人瞳直径之比分别为ｅ１１、ｅｌ２．ｅ２ｌ、ｅ２２、…
ｅ小ｅ ２的百叶遮光罩，与卡塞格林系统共同作用形成
的夫琅和费衍射复振幅也可以由式ｆ１）表示，只是需要
将其中的积分范围由［０，口］变为［ｃａ，ｅｌｌａ］ｕ［ｅｌ２ａ，ｅ２１口］ｕ
［ｅ２２ａ，ｅ３１ａ］Ｕ…Ｕ［ｅｎ２ａ，ａ］，即：
）＝ ［ ）Ｊ０（啪）ｄ（枷）＋
。（ｋｐｗ）Ｊ０（ｋｐｗ）ｄ（ｋｐｗ）＋
Ｉ“（ｋｐｃｏ）Ｊ０（ｋｐｗ）ｄ（ｋｐｗ）＋…＋
第２期 丁小昆等：百叶遮光罩对卡塞格林系统能量集中度的影响 ．．２４３．．
ｆＩ （）（ｅｎ２ａ （ｋ ）ｐｃｏ Ｊｏ（ｋｐｃｏ）ｄ（ｋｐｃｏ）］ｌＪ （７）
将式（３）代人式（７），可得：
ｍ。
（Ｐ）＝
口
ｌ ＿２Ｊ１（ｋ０ａ９ ‘ｏｇ）一 ２
２
２Ｊ１（ｅｎ
ｋａ（－ｔ））＋
——
２
…
＋
ｅ３１
２
２ （ １ｋａｏ￣）
一
ｅ３１ｋａｃｏ
２
２
２ （ｅ２１ｋａｗ）
ｅ２］
——
ｅｌ２ ２
２ （
ｅｌ
２ｋａｃ
２ｋａｃｏ
ｏ）
ｅ２１ｋａｃｏ
＋
一
２
２ （ｅ２１ｋａｃｏ）
ｅｌ１
ｅ２ｌｋａｃｏ
于是，百叶遮光罩卡塞格林系统夫琅和费衍射强
度分布为：
ｃ ＝Ｃ２￣２ａ４［
ｅｎ２ｋａｗ
２
２ （ｅ３１ｋａｃｏ）
ｚ
——
ｅ２２
２ Ｊ．
ｅ３ｌｋａｃｏ
ｅ２２ｋａｃｏ
２
２ （ｅ２１ｋａｃｏ）
——
ｅ１２
ｅ２１ｋａｃｏ
ｅＩ２ｋａｃｏ
“
，
ｚ ！
，
ｋａｃ
ｏ ｌｅａ缈
］
ｌ
（９）
令０９＝０，得到其衍射图样中心强度为：
用
（Ｄ）＝Ｃ 兀 Ｉ １一 ：＋…＋ 。
一 ２ ＋
。一
＋Ｌ 一 ｚ］０
２衍射和遮拦对强度分布的不同影响
为了研究百叶遮光罩的衍射效应和遮拦对强度
分布的不同影响，将百叶遮光罩卡塞格林系统的模型
具体化。以一种星敏感器光学系统为例，其百叶遮光
罩共有３环叶片和１环外罩，模型剖视图及横截面如
图１所示。
（ａ）模型剖视图
（ａ）Ｓｅｃｔｉｏｎａｌ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｄｅｌ
（ｂ）横截面
（ｂ）Ｃｒｏｓｓ ｓｅｃｔｉｏｎ
图１ 百叶遮光罩卡塞格林系统模型
Ｆｉｇ．１ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｍｏｄｅｌ ｗｉｔｈ ｓｈｕ￣ｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ
该卡塞格林系统参数如表１所示。
表１卡塞格林系统参数
Ｔａｂ．１ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｏｐｔｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ
Ｐｕｐｉｌ ｄｉａｍｅｔｅｒ ２ａ
Ｏｂｓｃｕｒａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｉｒｒｏｒ￡
Ｆｏｃａｌ ｌｅｎｇｔｈ ｆ
Ｆｉｅｌｄ ｏｆｖｉｅｗ
Ｐｉｘｅｌ ｓｉｚｅ ｏｆ ｄｅｔｅｃｔｏｒ ｄ
Ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ＠２ｘ２ ｐｉｘｅｌｓ
百叶遮光罩叶片内外径与入瞳直径之比ｅｌｌ、ｅ１２’
ｅ２ｌ、ｅ２２、ｅ３ｌ、ｅ３２如表２所示。
表２百叶遮光罩模型参数
Ｔａｂ．２ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ
～１Ⅱｍ ｎ ｍ ～ ５ ｎ 邮
遮光罩产生的遮拦面积为：
Ｓｂａｍ。＝７【 （ ２ 一 ２。十 一 ＋ 一 ） （１１）
卡塞格林系统中产生的额外遮拦一般可以通过
增大次镜遮拦比或减小入瞳来等效。若将百叶遮光罩
产生的遮拦等效为次镜遮拦比的增大，则等效后的次
镜遮拦比为：
Ｃｅ。 ＝
√ ＋ 一 ２ ＋ 一ｅ； ＋ 一 （１２）
根据式（５），等效后的系统衍射强度分布为：
ｌ（Ｐ）－ｃ ａ
４ ｌ）
若将百叶遮光罩产生的遮拦等效为人瞳的减小，
则等效后的入瞳半径为：
日。。 ＝ａｘ
／１－ｅ３２２＋ 一 ＋ 一 ＋ （１４）
根据式（５），等效后的系统衍射强度分布为：
中国惯性技术学报 第２６卷
。
ｃＰ ＝ｃ 尢２ｎ
［ 一占２ ２Ｊ１（ｅｋａ。ｑ ｃｏ）
（１５）
分别根据式（９）（１３）（１５）绘制出百叶遮光罩卡塞格
林系统和遮拦等效系统的衍射强度归一化曲线，如
图２所示。从图２中的强度分布情况可以看到，卡塞
格林系统中百叶遮光罩与增大次镜遮拦比或减小人瞳
的遮拦等效系统相比，其衍射强度具有不同的分布情
况。虽然三者的衍射图像均为明暗相问的圆环形条纹，
但是各环条纹的位置和所包含的归一化强度都不同。
也就是说，仅考虑百叶遮光罩所产生的遮拦效应而对
遮光罩进行遮拦等效处理的方法对卡塞格林系统的成
像分析存在误差，因此在星敏感器等高精度卡塞格林
●● 一
光学系统中，不能仅考虑百叶遮光罩产生的额外遮拦，
而是应该建立百叶遮光罩的原始模型，分析衍射效应
产生的影响。
盘ｂ口∞ ０一ｕｇ ｑ鲁
＂ ¨ ｌ， ¨ ∽ ０
图２百叶遮光罩卡塞格林系统和遮拦等效系统的
衍射强度归一化曲线
Ｆｉｇ，２ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ ｎｏｒｍａｌｉｚａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｔｈｅ
Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｓｈｕｔｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ
ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｍａｓｋｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔ
３百叶遮光罩对能量集中度的影响分析
在以能量探测为主的高精度光学系统中，常常用
能量集中度指标来衡量光学系统的整体性能Ｌ２…。为了
进一步分析百叶遮光罩对卡塞格林系统的影响，在
Ｚｅｍａｘ中建立光学系统模型，用能量集中度来对比百
叶遮光罩和遮拦效应的区别。仍然采用表１中的星敏
感器卡塞格林系统参数，建立无遮光罩的卡塞格林系
统模型、百叶遮光罩卡塞格林系统模型、通过增大次
镜遮拦比进行遮拦等效的卡塞格林系统模型和通过减
小入瞳进行遮拦等效的卡塞格林系统模型，仿真得到
卡塞格林系统各模型的能量集中度如图３所示。
工程中一般采用包含８０％能量圆的直径大小来
评判能量集中度。而对于星敏感器系统来说，为了进
（０一，／
０ Ｏ Ｏ Ｏ ０ ０ ０ ０ ０
９ ８ ７ ６ ５ ４ ３ ２ ● ０
（ａ）无遮光罩的卡塞格林系统
（ａ）Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈｏｕｔ ｂａｆｌｆｅ
。９
０ ８
呈。
§ｏ ｓ
ｏ ４
香
｛。
。２
。ｌ
Ｏ
０ ２ ４ ６ ８ １０ Ｉ２ １４ Ｉ６ １８ ２０
Ｒａｄｉｕｓ ｆｒｏｍ ｃｅｎｌａ－ｏｉｄ／ｒｔｒｎ
（ｂ）百叶遮光罩卡塞格林系统
∞ ∞∞ｏ＿Ｉｕａ０ ０口０ 菖
㈣ ¨ ¨ ０
（ｂ）Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈ ｓｈｕ￣ｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ
（Ｃ）增大次镜遮拦比的遮拦等效系统
（Ｃ）Ｍａｓｋｉｎｇ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｂｙ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ
ｍａｓｋｉｎｇ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｍｉｒｒｏｒ
ｕ ２ ４ Ｏ １ｕ ｌ２ Ｉ４ １６ ｌ８ ２０
Ｒａｄｉｕｓ ｆｒｏｍ ｃｅｎｔｒｏｉｄ／ｉｘｍ
（ｄ１减小入瞳的遮拦等效系统
（ｄ）Ｍａｓｋｉｎｇ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｙｓｔｅｍ ｂｙ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ
ｅｎｔｒａｎｃｅ ｐｕｐｉｌ ｄｉａｍｅｔｅｒ
图３卡塞格林系统各模型的能量集中度
Ｆｉｇ．３ Ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｅａｃｈ ｍｏｄｅｌ
ｏｆ ｔｈｅ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ ｓｙｓｔｅｍ
第２期 丁小昆等：百叶遮光罩对卡塞格林系统能量集中度的影响 ．．２４５．．
行质心提取，一般将星像成像至２ｘ２～５ｘ５像元内。本
系统的需求为２￣２像元内能量集中度大于８０％，因此
这里将２ｘ２像元——半径２０Ｉ．ｔｍ的圆内能量集中度作
为评判基准。这样就能够将理论计算值与从探测器成
像所计算值进行直接对比，便于实际应用。而实质上，
对于本研究而言，这种评判基准与包含８０％能量圆的
直径大小这一评判基准所得到的结论是一致的。
从图３中可以看到，在像面上半径为２０ ｇｍ的圆
内，无遮光罩的卡塞格林系统的能量集中度为０．９５４，
百叶遮光罩卡塞格林系统的能量集中度为０．８７５，通过
增大次镜遮拦比进行遮拦等效的卡塞格林系统能量集
中为０．９４３，通过减小入瞳进行遮拦等效的卡塞格林系
统能量集中度为０．９５２。对比可见，遮拦等效系统比无
遮光罩的卡塞格林系统的能量集中度低，但差距很小，
仅０．Ｏ１～０．０２，而百叶遮光罩卡塞格林系统比遮拦等效
系统的能量集中度低，并且差距较大，超过０．０６。百
叶遮光罩的衍射效应引起卡塞格林光学系统能量集中
度的降低值是遮拦效应的３倍以上。虽然所有仿真结
眦醯矗 ∞ｏＩｕｇ 目０ 釜皿
¨ ¨ ０
果所得到的２０ｇｍ圆内能量集中度均大于８０％这一指
标要求，但是考虑到公差和装调误差后能量集中度必
然会降低，在设计中任何能量集中度的降低都是需要
避免的。对于机载星敏感器来说，在白天有背景光的
情况下，星光已经非常微弱，信噪比极大程度上取决
于能量集中度。能量集中度减小０．０１对信噪比已经能
够产生影响，而减小０．０６则对信噪比会产生较大影响。
也就是说，百叶遮光罩会明显降低卡塞格林系统的像
面能量集中度，从而显著影响机载星敏感器的信噪比，
并且在该能量集中度的降低中，百叶遮光罩的衍射效
应大于遮拦效应。
在百叶遮光罩的设计中，如果仅考虑遮拦效应，
遮拦效应本身由于引起的能量集中度降低值很小，使
得设计时对叶片没有刻意限制。而通过以上分析可知，
百叶遮光罩对能量集中度的影响主要来源于衍射效应，
而每增减一片叶片或改变叶片的厚度，百叶遮光罩的
衍射效应就会发生明显变化，进而必然会对系统的能
量集中度造成影响。
以表１和表２所代表的星敏感器系统为例，增减
其百叶遮光罩的叶片数，得到能量集中度的变化如图
４所示。其中，３叶片遮光罩即为原系统，４叶片遮光
罩是在３叶片遮光罩中加入内径４５ｎｌｌ＂ｎ、外径４６ｉｎｉｎ
的第４叶片，２叶片遮光罩是将３叶片遮光罩的最外
环叶片去除后所得。
图４中，在像面上半径为２０ ｍ的圆内，具有２
叶片、３叶片、４叶片的百叶遮光罩所在系统能量集中
度分别为０．９１５、０．８７５、０．８４２。该仿真计算表明，百
０ ２ ４ ６ ８ １０ １２ ｌ４ ｌ６ １８ ２０
ＲａｄｉＵＳ ｆｒｏｍ ｃｅｎｔｒｏｉｄ／ｍ
图４不同叶片数量的百叶遮光罩的能量集中度
Ｆｉｇ．４ Ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ—ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ ｗｉｔｈ
ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｖａｎｅｓ
叶遮光罩由于衍射效应的存在，每增加一片叶片都会
对系统的能量集中度造成明显的下降。
同样，对表１和表２所代表的星敏感器系统增减
其百叶遮光罩的叶片厚度，得到能量集中度的变化如
图５所示，其中，对原百叶遮光罩的叶片分别进行了
增减０．２ｍｍ厚度的计算。
ｇ ０Ｉ。８ ０口０口整
¨
０ ２ ４ ６ ８ 】０ ｌ２ １４ ｌ６ １８ ２０
Ｒａｄｉｕｓ ｆｒｏｍ ｃｅｎｔｒｏｉｄ／ｐ．ｒｎ
图５不同叶片厚度的百叶遮光罩的能量集中度
Ｆｉｇ．５ Ｅｎｅｒｇｙ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｈｕｔｔｅｒ－ｔｙｐｅ ｂａｆｌｆｅ ｗｉｔｈ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ｖａｎｅｓ
图５中，在像面上半径为２０ １的圆内，具有０．８
ｎｌｌｎ厚度、１．０１ＴＩ１ＴＩ厚度、１．２ ｒｎｎｑ厚度的百叶遮光罩所
在系统能量集中度分别为０．８９７、０．８７５、０．８５６。该仿真
计算表明，百叶遮光罩由于衍射效应的存在，叶片厚度
略微增减也都会对系统的能量集中度造成明显的下降。
综上所述，尽管百叶遮光罩形成的额外遮拦相对
于卡塞格林系统中其他遮拦为小量，仅从遮拦影响的
角度看甚至可以忽略，但是从衍射效应来看，叶片产
生的衍射影响较大，因此在百叶遮光罩的设计中，要
重点以衍射模型来设计叶片形式，控制叶片数量和厚
度，降低衍射对系统能量集中度的不良影响。
４结论
１）通过对百叶遮光罩卡塞格林光学系统的夫琅
和费衍射强度的推导，表明其衍射图样与原卡塞格林
光学系统相似，均为明暗相间的圆环形条纹。
．．
２４６．． 中国惯性技术学报 第２６卷
２）与增大次镜遮拦比和减小人瞳的遮拦等效系
统相比，百叶遮光罩卡塞格林光学系统衍射图样中各
环条纹的位置和所包含的归一化强度都存在差别。
３）在Ｚｅｍａｘ中建立无遮光罩的卡塞格林系统模
型、百叶遮光罩卡塞格林系统模型、通过增大次镜遮
［９］Ｎｅｊａｄ Ｓ Ｍ，Ｍａｄｉｎｅｈ Ａ Ｂ，Ｎａｓｉｒｉ Ｍ．Ｂａｆｌｅ ｄｅｓｆｉｇｎ ａｎｄ
ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ ｉｔｓ ｐｅｒ—
ｆｏｒｍａｎｃｅ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｋ—Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｆｏｒ Ｌｉｇｈｔ ａｎｄ
Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｏｐｔｉｃｓ，２０１３，１２４（２３）：６４８０－６４８４．
［１ ０］Ｚｈａｏ Ｓ Ｆ，Ｗａｎｇ Ｈ Ｔ，Ｗａｎｇ Ｙ．Ｓｐａｃｅ ｌｕｍｉｎｏｕｓ ｅｎｖｉｒｏｎ·
ｍｅｎｔ ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｍｉｓｓｉｌｅ—ｂｏｒｎｅ ｓｔａｒ ｓｅｎｓｏｒ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ
ｏｆＣｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２０１２，１９（１２）：３４３５－３４４３，
［１ １］Ｚｈａｎｇ Ｌ，Ｊｉａ Ｘ Ｚ，Ｘｉｎｇ Ｌ Ｎ．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｕｌｔｒａ—ｌｉｇｈｔ ｓｅｃｏｎ－
ｄａｒｙ ｂａｆｌｅ ｆｆｏｒ ｃｏａｘｉａｌ ｔｗｏ ｍｉｒｒｏｒ ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ［Ｃ］／／Ｉｎｔｅｒｎａ－
拦比进行遮拦等效的卡塞格林系统模型和通过减小入
瞳进行遮拦等效的卡塞格林系统模型发现，百叶遮光
罩产生的遮拦降低了系统的能量集中度且降低值较小，
而百叶遮光罩产生的衍射同样降低了系统的能量集中
度且降低值较大，百叶遮光罩的衍射效应大于遮拦效
应对系统能量集中度的影响。此外，对百叶遮光罩叶
片分别进行数量和厚度增减的计算仿真结果表明，每
增加一片叶片或以压毫米量级增减叶片厚度都会对系
统能量集中度造成显著下降。
因此，在设计星敏感器等高精度卡塞格林系统的
遮光罩时，需要着重分析遮光罩的衍射模型，计算衍
射效应引起系统能量集中度的降低值，指导百叶遮光
罩叶片数量和厚度的选择。
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Ｘｕｅ Ｑ ｓ．Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｓｔｒａｙ ｌｉｇｈｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｌａｒｇｅ
ａｐｅｒｔｕｒｅ ｃａｔａｄｉｏｐｔｒｉｃｓｔａｒ ｓｅｎｓｏｒ［Ｊ］．Ａｃｔａ Ｏｐｔｉｃａ Ｓｉｎｉｃａ，
２０１６，３６（２）：０２２２００１．
［４］ Ｊｉａｎｇ Ｊ，Ｘｉｏｎｇ Ｋ，Ｙｕ Ｗ Ｂ，ｅｔ ａ１．Ｓｔａｒ ｃｅｎｔｒｏｉｄｉｎｇ ｅｒｒｏｒ
ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｏｆｒ ｉｎｔｅｎｓｉｉｆｅｄ ｓｔａｒ ｓｅｎｓｏｒｓ［Ｊ］．Ｏｐｔｉｃｓ Ｅｘｐｒｅｓｓ，
２０１６，２４（２６）：２９８３０—２９８４２．
［５】 Ｓｅｎｔｈｉｌ Ｋ Ｍ，Ｎａｒａｙａｎａｍｕｒｔｈｙ Ｃ Ｓ，Ｋｉｒａｎ Ｋｕｍａｒ Ａ Ｓ．
Ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｏｐｔｉｍｕｍ ｂａｆｌｆｅ ｆｏｒ ａ Ｃａｓｓｅｇｒａｉｎ
ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＯｐｔｉｃｓ，２０１６，４５（２）：１８０—１８５．
［６］ Ｃｈｒｉｓｐ Ｍ，Ｃｌａｒｋ Ｋ，Ｐｒｉｍｅａｕ Ｂ，ｅｔ ａ１．Ｏｐｔｉｃａｌ ｄｅｓｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ
ｃａｍｅｒａ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｉｔｉｎｇ ｅｘｏｐｌａｎｅｔ ｓｕｒｖｅｙ ｓａｔｅｌｌｉｔｅ（ＴＥＳＳ）
［Ｃ］／／Ｐｒｏｃ．ＳＰＩＥ ９６０２，ＵＶ／Ｏｐｔｉｃａｌ／ＩＲ Ｓｐａｃｅ Ｔｅｌｅｓｃｏｐｅｓ
ａｎｄ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ：Ｉｎｎｏｖａｔｉｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ Ｃｏｎｃｅｐｔｓ
ＶＩＩ．２０１５：９６０２０Ｃ．
【７］Ｃｈａｐｍａｎ Ｄ，Ａｂｏｏｂａｋｅｒ Ａ Ｍ，Ａｒａｕｊｏ Ｄ，ｅｔ ａ１．Ｓｔａｒ
ｃａｍｅｒａ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｎｅｗ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｆｏｒ ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓ ａｎｄ
ｒｏｂｕｓｔ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｌｏｎｇ ｄｕｒａｔｉｏｎ ｎｉ曲ｔｓ［ｃ］／／２０１５ Ａｅｒｏ—
ｓｐａｃｅ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ．ＩＥＥＥ，２０１５：１－１ １．
［８】 Ｍａｒｃｉｎｉａｋ Ｍ，Ｅｎｒｉｇｈｔ Ｊ．Ｖａｌｉｄａｔｉｎｇ ｍｉｃｒｏｓａｔｅｌｌｉｔｅ ｓｔａｒ ｔｒａ—
ｃｋｅｒ ｂａｆｌｆｅ ｔｅｓｔｓ［Ｃ］／／ＡＩＡＡ／ＡＡＳ Ａｓｔｒｏｄｙｎａｍｉｃｓ Ｓｐｅｃｉａ—
ｌｊｓｔ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ２０１ ４·４４２２ Ｔ
ｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｍｅｃｈａｔｒｏｎｉｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ．
ＩＥＥＥ，２０１２：９０９—９１３．
［１２］Ｗａｎｇ Ｌ，Ｍａ Ｗ Ｌ．Ｓｔｒａｙ ｌｉｇｈｔ ｓｕｐｐｒｅｓｓｉｏｎ ｏｆ ｏｐｔｉｃａｌ ａｎｄ
ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆｒ ｔｅｌｅｓｅｏｐｅ［Ｃ］／／Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙｍｐｏ—
ｓｉｕｍ ｏｎ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ ２０ １ ３：
Ｉｎｆｒａｒｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ ａｎｄ Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．ＳＰＩＥ，２０１３：８９０７０Ｈ．
［１３］章令晖，陈萍，王琦洁，等．适用于遥感器遮光罩的复
合材料及工艺研究［Ｊ］．宇航学报，２０１４，３５（６）：７２６－７３４．
Ｚｈａｎｇ Ｌ Ｈ，Ｃｈｅｎ Ｐ，Ｗａｎｇ Ｑ Ｊ，ｅｔ ａ１．Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｍａｔｅｉｒａｌｓ
ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｂａｆｌｆｅ ｆｏｒ ｓｐａｃｅ ｒｅｍｏｔｅ ｓｅｎｓｏｒ［Ｊ］．
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｃｓ，２０１４，３５（６）：７２６—７３４．
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