[發(fā)明專利]一種帶撓性支撐結構的星載多普勒差分干涉儀

在審

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• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114675048A
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 孫劍;王煒;馮玉濤;黨佳楠;暢晨光;郝雄波;李勇;李娟;趙珩翔
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01P1/00
• 分類號: G01P1/00;G01P5/26
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司 61211
• 代理人: 王少文

本發(fā)明涉及一種多普勒差分干涉儀，具體涉及一種帶撓性支撐結構的星載多普勒差分干涉儀，包括多普勒差分干涉儀、底座和蓋板、兩組凸臺柔節(jié)單元和連接單元，底座和蓋板上均設置安裝槽，兩組凸臺柔節(jié)單元分別位于安裝槽內；每組凸臺柔節(jié)單元包括多個凸臺柔節(jié)模塊；凸臺柔節(jié)模塊包括復合柔節(jié)、環(huán)狀固定框架以及柔節(jié)；復合柔節(jié)內端設置第一切口型柔性鉸鏈和第二切口型柔性鉸鏈，每個柔節(jié)上設置有外切縫和內切縫。本發(fā)明解決了現(xiàn)有差分干涉儀采用剛性固定會增加熱傳導，導致組件熱穩(wěn)定性降低以及影響光學面形等技術問題，具有不會發(fā)生塑性變形、不會發(fā)生光機間的碰撞、重量輕、熱穩(wěn)定性高、可靠性強的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明涉及一種多普勒差分干涉儀，具體涉及一種帶撓性支撐結構的星載多普勒差分干涉儀。

背景技術

中高層大氣(30-300km高度范圍)包括低熱層、中間層和平流層，是研究大氣科學的重要內容之一，也是表征大氣動力學特性的重要參數(shù)之一，同時也是影響大氣熱學結構、動力學特性、物質與能量分布的重要因素之一。多普勒空間差分干涉技術作為一種被動風場探測技術體制，利用大氣成分隨大氣運動時，其特征光譜會出現(xiàn)多普勒頻移效應，譜線頻移量與大氣運動速度有關，通過測量干涉圖位置或相位等信息可以反演大氣風場。

針對不同的探測高度需選擇不同的探測源，而不同的探測源要求不同的多普勒差分干涉儀的光譜分辨率。調整光譜分辨率δσ，可通過調整光柵的有效寬度W和Littorow角θ_L達成干涉儀的不同分辨率要求。其中θ_L是由光柵的刻線密度和Littorow波長決定的，不能隨意改變，因此，若需要提高光譜分辨率，可通過增加光柵的有效寬度W，但此會導致多普勒差分干涉儀尺寸和質量變大，δσ為：

多普勒差分干涉儀剛性固定采用膠粘方式，通過剛性連接提高干涉儀組件固有頻率的方法，保證干涉儀高力學穩(wěn)定性。如圖1至圖4所示，差分干涉儀組件由光學件和結構件組成，光學件包括分光棱鏡、視場棱鏡、光柵、間隔元件、間隔元件等，結構件包括底座、蓋板、四根斜筋。分光棱鏡與底座凸臺采用環(huán)氧膠粘接，底座和蓋板與斜筋之間分別采用螺釘連接。底座和蓋板采用與光學件材料的熱膨脹系數(shù)匹配的結構材料。

由于差分干涉儀的光譜分辨率提高，導致光學件尺寸增大。若采用剛性固定方式，由可知，為保證干涉儀的高力學穩(wěn)定性固定，需要提高組件的剛度，即增加膠粘面積。這會增加熱傳導，導致組件熱穩(wěn)定性降低、及影響光學面形保證等問題，二者相互矛盾，難以解決。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的是解決現(xiàn)有差分干涉儀采用剛性固定會增加熱傳導，導致組件熱穩(wěn)定性降低以及影響光學面形等技術問題，而提供一種帶撓性支撐結構的星載多普勒差分干涉儀。

本發(fā)明的技術解決方案：

一種帶撓性支撐結構的星載多普勒差分干涉儀，包括多普勒差分干涉儀、分別設置在差分干涉儀兩端的底座和蓋板、兩組凸臺柔節(jié)單元和用于連接底座和蓋板的連接單元，其特殊之處在于：

所述底座和蓋板上均設置有與分光棱鏡接觸面相適配的安裝槽，兩組凸臺柔節(jié)單元分別位于安裝槽內，且安裝槽的安裝面為水平面；

每組凸臺柔節(jié)單元包括多個設置在安裝槽內的凸臺柔節(jié)模塊；

所述凸臺柔節(jié)模塊包括圓柱狀的復合柔節(jié)、環(huán)狀固定框架以及連接在復合柔節(jié)和環(huán)狀固定框架之間的四個均布的柔節(jié)；

所述復合柔節(jié)內端設置有第一切口型柔性鉸鏈和第二切口型柔性鉸鏈，用于分別提供多普勒差分干涉儀繞Y軸和X軸的轉動自由度；每個柔節(jié)上設置有平行于Z軸的兩個分別開口于兩側的外切縫和一個全封閉的內切縫，所述內切縫和兩個外切縫呈品字形分布且相互間凹凸配合，用于提供多多普勒差分干涉儀繞Z軸的轉動自由度；

任一軸線的兩個柔節(jié)與X軸的夾角均為45°；