2.4m太阳模拟器设计

针对目标特性研究需求,设计了有效辐照面直径2.4 m的太阳模拟器。要求辐照面内的照度不小于0.3个太阳常数,出射光束准直角不大于1且被照面的不均匀度不大于3%,光谱失配误差达到Ｃ级。太阳模拟器主要由四个短弧氙灯、四个椭球面反射镜、两个平面反射镜、一组积分器和一个准直反射镜组成。对设计结果进行了软件仿真分析和实验测试。测试结果表明:太阳模拟器的有效光斑直径为2.43 m,被照面平均照度为3 382 lx,光束准直角0.97,不均匀度为2.8%,光谱失配误差达到Ｃ级,满足设计要求。     

大光斑高均匀度发散式太阳模拟器设计

为了实现大光斑直径高均匀度太阳辐照模拟,设计了大光斑发散式太阳模拟器。根据太阳光谱分布特性选取短弧氙灯作为光源,建立光源功率计算模型;基于成像倍率和氙弧峰值点离焦量之间的关系,优化设计聚光系统和光学积分器,提高太阳模拟器的辐照均匀度;同时,结合短弧氙灯的光谱特性,建立光谱匹配模型,设计光学滤光片在不同波长的透过率。实验结果表明:设计的发散式太阳模拟器辐照面积为2 m,当工作距离为6、8、10 m时,辐照不均匀度分别优于3.33%、3.51%和4.3%,且光谱与AM1.5太阳光谱A级标准相匹配。     

卫星仿真测试用太阳模拟器和地球模拟器设计

讨论了卫星姿态仿真用太阳模拟器的设计要求,详细叙述了太阳模拟器光学系统的结构及主要设计部分的设计内容、方法、过程和关键技术.针对高轨道和低轨道两种情况,介绍了地球模拟器的研制方案.     

气象辐射标定系统中太阳模拟器的设计

为了解决对太阳辐射测量仪器的检测问题,提出一种高精度的气象辐射标定系统。重点阐述了系统中太阳模拟器聚光系统、光学积分器的优化技术;详细论述了影响太阳模拟器均匀度的积分器像差以及积分器投影镜组的离焦效果,并提出最佳离焦量的经验公式,设计了准直光学系统,并用LightTools软件对系统进行仿真;最后,对系统中的太阳模拟器进行测试。测试数据表明:该太阳模拟器可模拟一个太阳常数,辐照面范围为200 mm,辐照不均匀度在60 mm范围内小于1%,在（60-200）mm范围内小于2%,不稳定度优于1%/h,满足气象辐射标定系统的要求。     

高准直太阳模拟器的设计与仿真

给出了研制高准直太阳模拟器的设计技术指标,介绍了基本原理及组成,总结了模拟器光学系统外形尺寸计算方法,给出了计算通用公式.对光学系统进行了优化设计,提出了能量传输系统优化原则,指出了这种复杂的强光照明系统与其他成像系统的不同之处,然后对太阳模拟器的光机结构设计进行了阐述.最后,采用蒙特卡洛光线追迹技术对太阳模拟器进行仿...     

大面积宽光谱太阳模拟器光谱匹配均匀度技术研究

针对IEC60904.9标准规定的光谱辐照度分布波长范围不能满足铜铟镓硒薄膜等宽光谱太阳电池伏安特性测试需求,提出了一种适用于工业生产用的大面积宽光谱太阳模拟器光机结构设计思路.依据IEC60904.3标准拓宽光谱波长范围为400～1 200 nm,并给出各光谱波段评判依据.详细介绍了宽光谱AM1.5G滤光片设计方法,并通过组合滤光片与单组滤光片进行比对试验,采用组合滤光片可使整体匹配偏差由9.4％缩小至5.4％.试验表明:采用组合滤光片可有效降低光源因角度效应造成大面积测试面光谱匹配不均匀的难题.     

LED太阳模拟器的研究

设计了一种新型太阳模拟器.该太阳模拟器是采用不同波长的LED复合成太阳光源来实现太阳光模拟的.使用软件对其进行了原理上的仿真并进行了验证性实验.实验表明该设计方案可行的.该LED太阳模拟器具有全光谱模拟太阳的功能,将打破现在普遍用的气体光源来模拟太阳的局部光谱的功能障碍,与同类系统相比,其优点是成本低、易于实现.     

基于轨道参数算法的全天候室内太阳模拟器的研究

针对太阳能利用技术中,动态和准确模拟太阳光照的问题,研制了一种基于轨道参数的全天候室内太阳模拟装置。根据静态的太阳轨迹数据,实时进行装置灯光的模拟运行,并在运行中,实时检测灯照与太阳光的近似度。实验结果表明,此模拟装置的氙灯光源光谱分布在经过失配误差处理后波长能够满足GBPT12637-90中A级要求,模拟器的辐照度范围为0~1 600W/m2,平均辐照度为1 000W/m2,照度范围为0~65 000lux,有效辐照面积为400cm2,动态模拟偏差为4.3%。此装置基本实现了太阳光照的全天候模拟,对太阳模拟技术的发展有一定的借鉴意义。     

高精度准直式太阳模拟器光机结构设计

为了实现对卫星控制系统中太阳敏感器的高精度地面标定和测试,提出一种真实模拟太阳光辐射特性的高精度准直式太阳模拟器设计方案,根据模拟器热功率高的特点,对氙灯与组合聚光镜、转向平面反射镜、光学积分器等主要组成部分进行了详细的光机结构与热控结构的设计.运用Ansys软件进行热学仿真分析,保证热控结构设计的合理性与最优性.通过实际检测,设计的太阳模拟器可以真实地模拟太阳光辐射特性,准直角小于32',辐照面小于100 mm时,不均匀度优于1.6 %;辐照面在(100~300) mm时,不均匀度优于4.2 %,满足对高精度太阳敏感器的地面标定和精度测试.     

太阳模拟器的新发展

太阳模拟器作为一种重要的试验与测试设备正广泛应用于航天领域和太阳能利用领域。介绍了使用最多的传统型太阳模拟器的结构组成和工作原理,论述了其优缺点及存在价值。着重叙述了当今涌现的具有代表性的新型太阳模拟器的系统组成和实现形式,如LED太阳模拟器、多光源太阳模拟器、均光棒太阳模拟器、积分球太阳模拟器、光纤传输太阳模拟器和运动式太阳模拟器等。并对它们进行了比较分析,总结了其发展趋势。     

光伏阵列模拟器的研究与设计

文中提出了一种基于可编程电源的光伏阵列模拟器实现方法,通过Matlab对其各种环境下的模型进行仿真,得到U-I特性曲线,对其进行分段拟合,并通过开发上位机软件,实现对可编程电源的控制,使其输出电压和电流跟踪该伏安特性曲线,从而实现模拟光伏阵列的功能。最终通过实验,验证了模拟系统的可行性与有效性。     

高速便携式RS 232/422信号模拟器设计

为了飞行试验中机载测试设备或仪器外场排故的需要,利用FPGA和USB接口技术成功设计了可模拟当前各种飞机RS 232/422总线信号的高速便携式模拟器。该信号模拟器能产生24种标准或者非标准波特率的RS 232/422信号,拥有USB接口、键盘和LED显示屏等功能,具有设置简便,使用灵活,可靠性高以及耗电量低等特点。     

Towards realization of a large‐area light‐emitting diode‐based solar simulator

Solar simulators based on light‐emitting diodes (LEDs) have shown great promise as alternative light sources for indoor testing of photovoltaic cells with certain characteristics that make them superior to the traditional solar simulators. However, large‐area uniform illumination more suitable for larger cells and module measurements still remain a challenge today. In this paper, we discuss the development and fabrication of a scalable large‐area LED‐based solar simulator that consists of multiple tapered light guides. We demonstrate fine intermixing of many LED light rays and power delivery in the form of a synthesized AM 1.5 spectrum over an area of 25 cm × 50 cm with better than 10% spatial nonuniformity. We present the spectral output, the spatial uniformity, and the temporal stability of the simulator in both the constant current mode and the pulsed‐mode LED operation, and compare our data with the International Electrotechnical Commission standards on solar simulators for class rating. Although the light intensity with our current design and settings falls short of the standard solar AM 1.5 intensity, this design and further improvements open up the possibility of achieving large‐area, high‐power indoor solar simulation with various desired spectra. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

智能式LED太阳能路灯控制器的设计

太阳能LED路灯照明系统采用市电互补方式,对推广太阳能LED路灯的应用有着现实和经济意义。为了实现太阳能LED路灯的市电互补控制,设计了一种市电互补LED太阳能路灯控制器。该控制器以ARM处理器为核心,通过对蓄电池电压、太阳能电池电压、环境温度等参数进行采样,进入ARM运算决策,可实现温度补偿修正的高准确控制,且具备蓄电池选择功能及市电供电自动切换功能。该控制器应用于路灯改造,既可以减少一次性投资,又可以取得显著的节能减排效果。     

一种同闪太阳能道钉灯的设计

设计了一种基于单片机的同步闪烁太阳能道钉。利用单片机控制闪烁周期,利用环境光控制闪烁条件,从而实现了同步闪烁。在控制电路中采用了集成电路SL431ASF和BL8505,使得整个电路变的简单可靠,效率高。从而使整个道钉具有安装方便、不用布线、免维护、环保无污染等特点。     

氙灯抛物面反射器的优化设计

抛物面反射器是一种较为理想的氙灯反射器.根据抛物面反射器的特点,分析了反射器焦距、口径、轴向离焦等与反射器包容角的关系,同时还分析了轴向离焦对反射器包容角、全发光距离的影响.     

基于数字微镜的可见光目标模拟器系统设计

可见光目标模拟器是可见光成像系统半实物仿真的重要组成,而基于数字微镜DMD的可见光目标模拟器系统更是具有高分辨率、高可靠性和数字控制和响应时间短的特点.本文在分析了可见光目标模拟系统的结构与原理的基础上,设计了一种可变通光量的可见光目标模拟器系统,最终解决了DMD的驱动控制、光学投影和通光量控制等技术问题,并通过实验成功验证了目标模拟器系统的各项功能.