地基大口径望远镜主镜主动支撑系统综述

主动支撑技术作为地基大口径望远镜建造的核心技术,直接影响望远镜的观测能力,一直以来备受关注。文章系统性地总结了地基大口径望远镜主镜的定位系统和支撑系统。定位系统包括三点硬点定位、六杆硬点定位;支撑系统包括采用不同促动器结构的轴向支撑系统及采用“竖直推-拉”、“斜向推-拉”和“推-拉-剪”形式的径向支撑系统。文章还结合了国外采用主动支撑结构的大口径望远镜,对其主动支撑技术进行了详细介绍和总结分析,希望为大口径望远镜主镜主动支撑设计提供一定的经验参考。     

天基大口径反射镜支撑技术的发展

为了满足人类对地观测和宇宙探索的更高性能要求,空间望远镜反射镜口径已经从米级向十米量级迈进,呈现不断增大的趋势。大口径反射镜支撑与反射镜面形精度和稳定性直接相关,是决定空间望远镜实际观测能力乃至任务成败的关键技术之一。首先对大口径反射镜的三种主要支撑形式进行了介绍并做出适用性比较。在此基础上,从影响反射镜支撑设计的各个因素出发,讨论了反射镜支撑的设计原则。然后结合设计原则的讨论和国内外研究进展对支撑点数量和位置优化、无热化设计、无应力装配设计等大口径反射镜支撑关键技术及发展方向进行了探讨,期望对我国大型空间望远镜的研制提供借鉴,在新一轮空间探索热潮中实现跨越发展。     

超大口径平面反射镜的光学检测（特邀）

在简要总结了各种检测大口径反射镜难点的基础上,为了实现30 m望远镜（TMT）超大口径第三反射镜的高精度检测,提出了一种融合五棱镜扫描技术和子孔径拼接测试技术的新方法。大口径反射镜分阶段依次进行了五棱镜扫描测试和子孔径拼接检测,对该技术的基本原理和基础理论进行了分析和研究,制定了检测30 m望远镜第三反射镜（口径为3.5 m×2.5 m）的方案,对其测试流程、五棱镜设计、五棱镜扫描像差拟合、拼接最优化算法等进行了详细分析,并对30 m望远镜第三反射镜的原理镜进行了实验验证,其最终拼接检测面形的均方根值（RMS）和斜率均方根值（slopeRMS）分别为28.676 nm和0.97 μrad。     

大口径反射镜轴向硬点定位

为了开展大口径主镜轴向支撑系统的研究,引入了硬点定位的概念。从三点运动学定位原理出发,详细地比较了不同支撑系统中硬点的特点和功能。进一步阐述了硬点在前期设计中所考虑的因素,分析了在特殊工况下,硬点与主镜轴向支撑系统刚度的关系,并选择了一块大口径薄弯月主镜作为对象,从静力学和动力学两个方面详细介绍了主镜硬点的设计过程,确定了其支撑圆半径和轴向刚度。讨论了当部分支撑点失效时,硬点与其他支撑点之间的相互影响。结果表明:新型轴向硬点定位较传统主镜定位方式优势明显,能够满足大口径主镜支撑系统的各项要求。     

大口径望远镜主镜支撑结构研究

主镜是望远镜系统的重要组成部分之一.随着其口径的不断增大,望远镜的重量也随之加大,自重、热变形等问题将对主镜镜面的面形精度产生一定的影响.因此,在保证系统精度的同时,要尽可能的减少结构重量,所以在设计阶段就要根据光学系统的技术要求及影响因素对主反射镜的支撑方案进行综合考虑和全面分析,使其结构设计更为合理.根据大口径望远镜系统主镜结构设计的要求,利用结构分析软件,建立结构分析模型,来确定主镜支撑方案.详细分析了大口径望远镜主镜支撑的各方面技术.     

400 mm跟踪望远镜结构设计和分析

针对主镜口径为400 mm口径的跟踪望远镜的设计要求,提出了一种有效的结构形式。首先确定了望远镜的光学结构形式和系统参数,并将整个系统分成了几个主要组成部分。接着着重确定了主镜室的结构形式,通过优化最佳支撑位置确定了主镜的支撑结构;同时确定了次镜室以及三翼梁的结构。然后运用有限元建模、分析的方法,重点分析了反射镜的面形精度受重力变形和温度变化的影响,进行了整个望远镜系统的刚度分析和温度变化对主次镜间隔的影响。保证了主镜在极限情况下面形RMS 30/,整个系统具有较好的刚度和环境适应性。分析结果表明,反射镜支撑结构以及整个系统的设计均达到了设计要求,可以为类似结构提供一定的指导。     

空间反射镜结构轻量化设计

随着空间光学遥感器分辨率的提高，反射式光学遥感器主镜口径不断增大，反射镜受微重力和温度的影响更加突出，对反射镜的结构进行轻量化设计已经成为空间大口径反射镜工程的关键技术。从反射镜结构轻量化的角度出发，对国内外空间光学遥感器反射镜的镜体结构和轻量化孔技术进行了系统的总结和评述，分析了轻型空间反射镜技术的现状和发展趋势，为反射镜的镜体轻量化设计提供了一定的参考依据和新思路。     

C/SiC在大口径空间望远镜次镜承力筒的应用

设计并研制了基于C/SiC复合材料的大口径空间望远镜次镜承力筒。首先对C/SiC复合材料的特性以及在空间遥感器领域的应用进行了介绍。其次以某大口径空间望远镜次镜承力筒为例,对不同材料下次镜承力筒的质量、力热性能进行了对比。仿真分析表明:设计的C/SiC复合材料次镜承力筒低至32 kg,相比钛合金筒减轻45.5%;基频为204 Hz,满足设计要求;更易于控制热变形对反射镜面形的影响。最终完成了C/SiC复合材料次镜承力筒的研制和主要物理性能的检测,并进行了力学振动试验考核,对振动前后结构的三坐标测量数据进行了比对。结果表明:次镜承力筒组件的基频良好,振动试验前后频漂低于1%,结构的微位移变化量级在微米级。为应用C/SiC开展空间遥感器大尺寸整体成型支撑结构的设计提供有效的参考价值。     

大口径大视场校正镜组支撑与装配方法综述

校正镜组是大口径大视场望远镜的核心组件。为了满足透镜面形和成像质量等光学设计要求,透镜支撑结构的设计与安装对准方式的选择尤为重要。本文详细介绍三种透镜支撑结构,压圈隔圈支撑、RTV弹性体支撑和柔性结构支撑,并对三种支撑方式优缺点进行比较。结合实例总结了校正镜组的安装对准方式,对大口径大视场望远镜校正镜组的支撑结构设计及安装方式确定具有非常好的借鉴意义。     

天文望远镜消旋K镜光学结构设计及分析

大型光学天文望远镜中存在由于不同坐标系转换造成的物方视场旋转和望远镜内部光路中折轴平面反射镜之间的相对转动造成的像方视场旋转。为了提高空间分辨率和获得稳定的图像,需要对视场旋转进行补偿(消旋)。采用K镜作为消旋器件,并通过矩阵方法分析其消旋原理及消旋条件,由此把K镜分为两种结构:对称式和非对称式。与棱镜类似,K镜对系统光轴和成像有影响。在设计时,K镜的口径、体积和角度需要考虑加工装调和望远镜整体光路的要求,在满足要求后,可进行一定的优化。用Zemax可实现对K镜的光学设计,最后用空间几何关系来计算装调误差,并利用MATLAB和Zemax得到误差分析结果。     

4m SiC主镜硬点定位机构指标性能分析

为了保证4 m SiC主镜的位姿精度和支撑系统的刚度,根据主镜支撑系统的光学指标对六杆硬点定位机构的相关参数指标进行了分析。应用有限元方法并借助于有限元软件,对六杆硬点定位机构进行了优化设计,确定了硬点分布半径、定位夹角、轴向刚度和轴向拉压力极限。分析计算出在主镜背部半径为1 345 mm的圆周上,均匀分布六个硬点机构连接点时,单个硬点轴向刚度达到15 000 N/mm。此时,主镜支撑系统的固有频率大于等于15 Hz,满足设计要求,为后续结构的优化设计提供了依据。     

认知无线网络中小型移动主用户的感知与定位研究

主要对认知无线网络中小型移动主用户的感知与定位技术进行了研究。首先简要介绍认知无线电的概念和研究现状,并对大型主用户和小型主用户的特征进行了对比、归纳及总结;然后描述了小型移动主用户难以感知的特点,并对小型主用户感知与定位的技术进行分类,重点分析和探讨了有关运用不同频谱感知技术来实现定位方法的优缺点;最后给出了认知无线网络中感知小型移动主用户的重点研究方向的建议。     

一种递进时差测量算法研究

时差测量是无源定位领域中的一项关键技术,直接影响目标定位的精度.本文根据伪随机序列产生的基本原理,具体阐述了最常用的一种伪随机序列-m序列,从而提出了一种递进时差测量算法.该算法通过接收序列与本地序列的互相关处理,求取相关谱的峰值和相应的运算,即可精确地得到时差.MATLAB仿真结果表明,在5dB噪声条件下,能够准确完...     

超流氦制冷系统在空间红外天文观测中的应用

阐述了空间红外天文观测的发展,针对其中较先进的两颗卫星(SIRTF和ASTRO-F),研究了其低温系统的构成,总结出了制冷的工作原理,指出了氦制冷在空间应用所存在的关键技术问题,并对其研究进行了展望。     

GNSS导航信号质量监测技术发展现状

不同的应用场合及需求，信号质量监测设备也有多种实现方式。本文总结了近年来国外几种信号质量监测设备的实现结构，并对信号质量监测关键技术的发展现状进行了综述，最后对信号质量监测系统的发展趋势进行了展望。     

GaN HEMT电力电子器件技术研究进展

GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)器件由于其击穿场强高、导通电阻低等优越的性能,在高达650 V额定电压等级的高效、高频转换器中有着广泛的应用前景。GaN HEMT器件的特性优势与其工艺结构、材料特性密切相关。介绍了耗尽型、增强型GaN HEMT的典型器件结构,并将国内外对结构设计以及材料优化等关键技术问题的研究现状进行了综述,并概括总结了GaN HEMT的技术发展趋势和最新参数指标。     

Thermally-induced cracking in the fabrication of semiconductor devices

The literature bearing on the cracking of semiconductor devices due to thermally induced strains is reviewed. A model is developed to describe in qualitative terms, the stress distribution and mechanics of cracking; and the significant variables of the cracking process are summarized. The remedial measures which have been proposed as solutions to the cracking problem are discussed. An analytical model is given which describes the stress distribution in the chip of a semiconductor device, and predicts a location of maximum stress which is in agreement with experimental results. A formula is derived for the calculation of the maximum semiconductor tensile stress in an elastic model. The modifications required of the model in cases of inelastic behavior are discussed. Three appendices are given to present: l) experimental methods of crack detection, 2) analytical design methods for tabbed device structures, and 3) references for some structural properties of germanium and silicon.     

SACs on Non-Carbon Substrates: Can They Outperform for Water Splitting?

Non-carbon-supported single-atom electrocatalysts (SACs) have attracted tremendous research interest for water splitting, owning to their remarkable differences in bond and coordination, and better and tunable catalytic performance, compared with those carbon-supported SACs and commercial catalysts. The electrocatalytic performance of these non-carbon-supported SACs is intimately related to the structure, surficial chemical groups, and vacancy defects of non-carbon host materials, as well as the physico-chemical properties and population of single atoms. The much widened range of host materials and types of single atoms create virtually limitless opportunities in the design of SACs with tunable structures and electrocatalysis behaviors. In this review, the recent progress of non-carbon-supported SACs for both oxygen evolution reaction (OER) and hydrogen evolution reaction (HER) is visited, where the unique local structures, electrocatalytic performance, catalytic centers and key preparation processes are presented. The characterizations down to atomic scales that can reveal the key local structures and catalytic mechanism are also investigated. New insights into the correlations between the structural evolution of these SACs during electrocatalytic reactions and their catalytic performance are examined. Finally, the major challenges faced by these new SACs are summarized, together with future perspectives on the rational design of superior non-carbon-supported SACs.     

国内外通信用可调谐激光器研究进展

通信用可调谐激光器是密集波分复用系统及未来的全光网络的关键器件,将给网络带来前所未有的灵活性和动态性能。全面、详细地阐述了各种可调谐激光器的结构、特点以及调谐机制,概括了国内外通信用可调谐激光器的研究进展和发展趋势。     

MWT和EWT背接触太阳电池结构及其技术发展

主要介绍了两种高效前结背接触太阳电池即金属电极绕通(metal wrap through,MWT)太阳电池和发射极电极绕通(emitter wrap through,EWT)太阳电池的基本结构以及其关键技术构成。这两种太阳电池是目前较为高端的两种电池类型,单个电池效率能达到20%左右,组件效率能达到17%,其主要优点在于实现了共面拼装和减小了正面遮光损耗,可以应用于大规模生产。针对MWT和EWT两种电池的一些关键技术,总结了两种电池的技术共性,如激光打孔、制绒、扩散、钝化和表面电极制备等工艺,提出了其各项关键技术存在的问题并进行了发展展望。