题名 太阳模拟器热平衡试验设备及技术综述
1
作者
吴东亮 高庆哲 张鹏嵩 廖韬
机构
北京卫星环境工程研究所
出处
《航天器环境工程》
2025年第1期7-15,共9页
文摘
太阳模拟器能够较精确地模拟太阳辐照的准直性、均匀性和光谱特性。深空探测器等航天器的构形日益复杂,其表面热光学性能的差异化愈发显著,使太阳模拟器在热平衡试验中的重要作用愈发凸显。文章介绍了太阳模拟器的基本构成、工作原理及性能参数,综述了国内外太阳模拟器设备和性能指标。并结合我国航天器的发展提出利用太阳模拟器开展试验的具体需求,分析了国内外典型太阳模拟器热平衡试验案例,对我国用于热平衡试验的太阳模拟器的技术发展提出意见和建议。
关键词
太阳模拟器 深空探测器 热平衡试验 试验需求 综述
Keywords
solar simulator deep space probe thermal balance test testing requirements review
分类号
V416.8
[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 太阳模拟器光谱匹配技术研究进展
被引量：1
2
作者
李婷婷 庞亚军 刘剑阳
机构
河北工业大学先进激光技术研究中心 河北省先进激光技术与装备重点实验室
出处
《应用光学》
北大核心
2025年第1期17-31,共15页
基金
国家自然科学基金(61905063) 河北工业大学创新研究院(石家庄)石家庄市科技合作专项基金(SJZZXC23011)。
文摘
太阳模拟器是一种能够在室内环境中提供近似真实太阳辐射的重要实验装置,通过模拟真实太阳光的照射条件,太阳模拟器可以用于光伏组件、光电器件等产品的测试和校准。确保太阳模拟器光谱与真实太阳光谱的高度匹配是准确评估产品性能的重要前提,本文首先介绍了太阳模拟器的应用领域和常用的等级划分标准,之后重点综述了不同光源太阳模拟器的光谱匹配技术。根据光谱匹配技术的不同,文章重点介绍了典型的太阳模拟器结构并对其光谱匹配性能进行了比较。最后结合目前需求对太阳模拟器光谱匹配技术的发展趋势进行了总结分析。
关键词
太阳模拟器 光谱匹配 太阳光谱 光学滤光片 LED
Keywords
solar simulator spectrum matching solar spectrum optical filters LED
分类号
TN203
[电子电信—物理电子学]
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 太阳模拟器用光学积分器设计
被引量：17
3
作者
刘石 张国玉 孙高飞 苏拾 王凌云 高玉军
机构
长春理工大学 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第4期467-470,共4页
基金
国家公益性行业科技专项项目(Nos.GYHY200706003 GYHY201006043) 吉林省科技发展计划项目(No.20118012)资助
文摘
针对传统太阳模拟器普遍存在辐照均匀度较低的缺陷,改进设计了一种可以有效提高太阳模拟器辐照均匀度的光学积分器.介绍了该光学积分器的组成和工作原理;阐述了光学系统的优化设计技术;对其光机结构进行合理化设计,并使用ansys软件对光机结构进行热分析.最后,利用lightTools软件对太阳模拟器系统进行模拟仿真.结果表明:使用所设计的光学积分器后,太阳模拟器辐照不均匀度明显降低,在Φ60mm范围内小于±1%,在Φ(60～200)mm范围内小于±2%.该结果与实际检测结果一致,能够满足高准确度的使用要求.
关键词
光学积分器 太阳模拟器 光学设计 光机结构 热分析
Keywords
Optical integrator Solar simulator Optical design Optical and mechanicalstructure Thermal analysis
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 具有一个太阳常量的高准直太阳模拟器光学系统设计
被引量：7
4
作者
刘石 张国玉 孙高飞 王国名 王凌云 高玉军
机构
长春理工大学 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2014年第11期67-72,共6页
基金
国家公益性行业科技专项(Nos.GYHY200706003 GYHY201006043) 吉林省科技发展计划(No.20118012)资助
文摘
为解决现有太阳模拟器无法同时模拟真实太阳张角和真实辐照度（一个太阳常量）的难题,设计了一种新型太阳模拟器光学系统,阐述了光学系统中聚光镜的设计、光学积分器的优化技术及投影镜组的离焦对辐照不均匀度的影响.利用Zemax软件,以序列与非序列功能相结合的方式对积分器的光学参量进行优化,并设计了视场光阑和准直物镜系统.利用LightTools软件对光学系统进行仿真,结果表明：设计的太阳模拟器可以实现32′的真实太阳张角模拟,且辐照度达到一个太阳常量.同时,辐照面小于Φ100mm时,不均匀度优于±1.6%;辐照面在Φ（100～300）mm时,不均匀度优于±3.8%.
关键词
太阳模拟器 太阳张角 辐照度 光学积分器 不均匀度 视场光阑 准直物镜
Keywords
Solar simulator Solar angle Irradiance Optical integrator Non uniformity Field stop Collimating lens
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 气象探空仪试验用太阳模拟器光学系统设计
被引量：12
5
作者
安桂芳 张国玉 苏拾 宋可平 贺晓雷 吕文华
机构
长春理工大学光电工程学院 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室 清华大学精密仪器与机械学系 中国气象局气象探测中心
出处
《太阳能学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第9期1408-1412,共5页
基金
国家公益性行业科研专项资助项目(GYHY200706003)
文摘
提出一种气象探空仪试验用太阳模拟器光学系统的设计方法:以往的太阳模拟器主要用于航天器空间环境模拟试验,对光谱分布和辐照均匀性要求相对较低。该文研制的用于太阳辐射测量仪器性能检测的太阳模拟器,要求其光谱分布在0.4～1.1μm波段范围内与A级AM1.5太阳光谱相匹配;辐照均匀性为±1%;辐照稳定性为±1%/h;属高精度小型太阳模拟器。采用一种同轴透射式准直光学系统的设计方案,并对整个光学系统进行优化设计,经理论计算与实际测量,光谱基本在AM1.5附近,辐照均匀性也小于±1%,结果满足设计要求。
关键词
太阳模拟器 光学系统 聚光镜 光学积分器 准直物镜
Keywords
solar simulator optical system condenser lens optical integrator collimating lens
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 高精度准直式太阳模拟器光机结构设计
被引量：10
6
作者
刘石 张国玉 孙高飞 高玉军 王凌云 王浩君
机构
长春理工大学光电工程学院 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2015年第4期1229-1235,共7页
基金
国家公益性行业科技专项(GYHY200706003 GYHY201006043) 吉林省科技发展计划(20150520093JH)
文摘
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Φ100 mm时,不均匀度优于±1.6%;辐照面在Φ（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。
关键词
太阳模拟器 一个太阳常数 光机结构 太阳准直角
Keywords
solar simulator one solar constant opto-mechanical structure solar collimation angle
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 具有均匀天空背景的高精度静态星模拟器设计（英文）
被引量：4
7
作者
刘石 张国玉 孙高飞 王凌云 高玉军
机构
长春理工大学光电工程学院 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2016年第12期100-104,共5页
基金
The National Science and Technology Special Public Industry(Nos.GYHY200706003,GYHY201006043) the Project Development Plan of Science and Technology in Jilin Province(Nos.20150520093JH,20160204008GX)
文摘
为解决现有星模拟器只关注星图模拟精度而忽略天空背景模拟的问题,设计了具有均匀天空背景的高精度静态星模拟器.重点阐述星模拟器的组成和工作原理,详细论述光学系统优化设计方法.根据模拟器光学系统透镜大、精度高的特点,采用筒套筒的镜筒设计形式;为了保证星图模拟精度,采用激光直写技术制作星点板,刻划精度优于±1μm.测试结果表明:设计的具有均匀天空背景的高精度静态星模拟器的星图模拟精度优于3″,天空背景均匀性优于95%,满足导航敏感器的高精度地面标定与功能测试需求.
关键词
光学设计 静态星模拟器 高精度 星图模拟 天空背景模拟
Keywords
Optical design Static star simulator High-precision Star map simulation Sky background simulation
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 利用光学积分器提高太阳模拟器辐照均匀性的分析
被引量：10
8
作者
安桂芳 张国玉 苏拾 贺晓雷 吕文华
机构
长春理工大学光电工程学院 光电测控与光信息传输技术教育部重点实验室 中国气象局气象探测中心
出处
《长春理工大学学报（自然科学版）》
2010年第1期1-3,共3页
基金
国家公益性行业科研专项资助项目(GYHY200706003)
文摘
介绍了光学积分器的光学结构及其工作原理,阐述了利用光学积分器提高太阳模拟器辐照面均匀性的几种方法,并讨论分析了光学积分器像差、光通道数目的选取、边缘补偿、适当扩大积分器口径及投影镜离焦对系统辐照面均匀性的影响。这些将对光学积分器的优化设计具有一定的指导作用。
关键词
太阳模拟器 光学积分器 辐照均匀性 光通道 边缘补偿
Keywords
sun simulator optical integrator irradiation uniformity optical channel edge compensation
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 多功能太阳模拟器光学系统设计（英文）
被引量：2
9
作者
孙高飞 张国玉 刘石 王凌云 高玉军
机构
长春理工大学光电工程学院 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第10期115-119,共5页
基金
The National Science and Technology Special Public Industry(Nos.GYHY200706003,GYHY201006043) The Project Development Plan of Science and Technology in Jilin Province(No.20150520093JH)
文摘
设计了一种可同时实现准直式和发散式太阳光模拟的多功能太阳模拟器光学系统.阐述了光学系统中聚光镜的设计与光学积分器的优化技术.采用Zemax软件中序列与非序列功能结合的方式对光学积分器的参数进行优化,并设计了准直物镜.利用LightTools软件对光学系统进行模拟仿真,结果表明:设计的光学系统实现准直式太阳光模拟功能时,辐照面可达Φ300 mm,且辐照不均匀度优于±6.1%;通过改变准直物镜的位置,发散式太阳光模拟功能时,辐照面可达Φ1 500mm,且辐照不均匀度优于±6.7%.
关键词
太阳模拟器 光学系统设计 辐照面 辐照不均匀度
Keywords
Solar simulator Optical system design Irradiated surface Irradiation nonuniformity
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 LED光质对紫背天葵挥发油和酚类成分积累的影响
被引量：5
10
作者
任锦 郭双生 沈韫赜
机构
西北工业大学生命学院 中国航天员科研训练中心
出处
《载人航天》
CSCD
2014年第4期386-392,共7页
基金
人因工程重点实验室自主研究基金(HF11ZZB06)
文摘
为了探索促进紫背天葵在受控环境中更好地积累生物活性成分的有效光质条件,采用3种LED光源(R60B30G10/60%红光+30%蓝光+10%绿光,R70B20G10/70%红光+20%蓝光+10%绿光,R60B20G20/60%红光+20%蓝光+20%绿光)研究了光质条件对紫背天葵次级代谢物(挥发油和酚类)的影响。结果表明:与R70B20G10光质相比,R60B20G20光质显著增加了萜烯类物质(α,β-石竹烯)的积累,降低了醛类成分(绿叶挥发物)在香气物质中的比例,而R60B30G10与此结果相反;与其它光质相比,R60B30G10光质增加了总花色苷和总黄酮的含量,而在R70B20G10和R60B2OG20光质条件下这些物质的含量没有显著差异;与其它光质相比,R70B20G10光质增加了β-胡萝卜素积累和植物叶片提取物的抗氧化活性(DPPH),而R60B20G20光质则显著降低了β-胡萝卜素的含量。因此,R70B20G10为适合于紫背天葵积累更多有用次级代谢产物及提高其营养和药用价值的光质条件。
关键词
LED光质 紫背天葵 萜烯类 酚类
Keywords
LED light quality Gynura Bicolor DC. terpenes phenols
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 国外大型太阳模拟器研制技术概述
被引量：37
11
作者
杨林华 李竑松
机构
北京卫星环境工程研究所
出处
《航天器环境工程》
2009年第2期162-167,99,共6页
文摘
国外航天大国均建有大型太阳模拟器,并在空间探测技术研究中发挥着重要作用。文章介绍了国外典型大型太阳模拟器,给出了其达到的技术指标,较系统地总结了国外大型太阳模拟器研制技术和经验,如准直镜、灯室和光学装校等关键技术的设计思路和解决途径,为我国研制大型太阳模拟器提供了技术借鉴和参考。
关键词
太阳模拟器 准直镜 光学系统 氙灯 积分器
Keywords
solar simulator collimation mirror optical system xenon lamp integrator
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 气象辐射计量检测用太阳模拟器性能分析
被引量：3
12
作者
苏拾 张国玉 王凌云 付芸
机构
长春理工大学光电工程学院 吉林省光电测控仪器工程技术研究中心
出处
《长春理工大学学报（自然科学版）》
2013年第5期11-15,19,共6页
基金
国家公益性行业科研专项资助项目(GYHY200706003 GYHY201006043) 吉林省科技发展计划资助项目(20118012)
文摘
气象辐射计量检测用太阳模拟器是对气象辐射观测仪表-太阳总辐射表进行质量考核的一个重要检测设备,其性能直接影响总辐射表的考核质量。在对太阳模拟器的结构组成和工作原理的论述基础上,重点了研究了太阳模拟器的光谱匹配度、辐照强度及调节范围、辐照不稳定度、辐照不均匀度和光束准直性等性能指标的测试方法,并根据大量的试验数据对其性能进行了分析。采用滤光片对氙灯光谱进行修正,采用光学衰减片来提高低辐照度的稳定性,通过氙灯和光学积分器投影镜离焦的方式提高辐照不均匀度。结果表明研制的气象检测用太阳模拟器的光谱相匹配度达到AM1.5中A级标准,辐照强度在100～1250W∕m2连续可调,辐照不稳定度达到±1%,辐照不均匀度在Φ100mm和Φ200mm范围内分别达到±1%和±2%,满足气象辐射计量仪表检测的需要。
关键词
气象辐射计量检测 太阳总辐射表 太阳模拟器 性能分析
Keywords
meteorological radiation measuring the total solar radiation meter the solar simulator performance analysis
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 太阳模拟器大功率短弧氙灯水平点燃的稳弧研究
被引量：3
13
作者
张容 蒋山平 向艳红 李竑松
机构
北京卫星环境工程研究所
出处
《航天器环境工程》
2010年第3期357-360,266,共4页
基金
航天科技基金项目资助
文摘
大功率短弧氙灯的稳弧是氙灯水平点燃太阳模拟器研制中的关键技术之一。文章介绍了太阳模拟器大功率短弧氙灯水平点燃的稳弧研究方法、研究试验过程和试验数据,分析并给出了相关的试验结论。
关键词
太阳模拟器 氙灯 稳弧 均匀性
Keywords
solar simulator xenon lamp arc stability uniformity
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 氙灯水平点燃太阳模拟器灯单元设计
被引量：3
14
作者
向艳红 张容 于江
机构
北京卫星环境工程研究所
出处
《航天器环境工程》
2009年第1期60-62,7,共3页
文摘
在进行KFTA太阳模拟器的设计中,文章首次采用了氙灯水平点燃的灯单元设计方案。氙灯水平点燃既可以提高太阳模拟器的能量利用率,又降低了成本,节省了人力、物力,但同时又面临着许多新的问题,例如灯的稳弧、灯的水平调节机构以及灯在使用过程中需注意的问题等。文章正是从以上各个方面阐述了KFTA太阳模拟器灯单元的设计思想及方法。
关键词
太阳模拟器 灯单元 氙灯
Keywords
solar simulator lamp module short arc xenon lamp
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 太阳模拟器准直镜热设计方法
被引量：2
15
作者
贾阳 万强 张容 韩建军
机构
北京空间飞行器总体设计部 北京卫星环境工程研究所
出处
《航天器环境工程》
2004年第2期29-38,共10页
文摘
文章建立了某太阳模拟器准直镜的数学模型,利用 MATRIX 软件建立了仿真模型,对准直镜的温度分布进行了分析,对辐射冷却、电加热调温方案的温控效果进行了研究,并给出了设计建议。
关键词
热设计 准直镜 仿真
Keywords
thermal design collimator simulating model
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 太阳模拟技术
被引量：24
16
作者
高雁 刘洪波 王丽
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
出处
《中国光学与应用光学》
2010年第2期104-111,共8页
文摘
概述了国内外太阳模拟技术的发展现状。提出了太阳模拟器设计的技术指标,讨论了太阳模拟器的光学系统设计思想。介绍了聚光系统、光学积分器、准直系统、滤光片光谱透过率的优化设计方案,通过复合高次非球面聚光系统和非共轴深椭球面反射镜的使用,提高了聚光镜对光源辐射通量的聚光效率,改善了第二焦面上的辐照分布。通过对光学积分器原理及像差分析,给出了有效的优化设计经验公式。最后,对研制过程中遇到的问题进行了归纳总结,并提出了改进思路。
关键词
太阳模拟技术 太阳模拟器 光学设计
Keywords
solar simulation technology solar simulator optical design
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 一种中小型太阳模拟器用椭球面聚光镜的设计方法
被引量：4
17
作者
刘浩 朱宪忠
机构
南京信息职业技术学院
出处
《光学与光电技术》
2016年第6期67-72,共6页
基金
江苏省自然科学基金(BK2012869)资助项目
文摘
在太阳模拟器中,聚光系统是提高氙灯光源光能利用率的关键部件。根据氙灯光源的发光特性,通常采用椭球面反射式聚光镜作为模拟器的聚光系统。以用于中小型太阳模拟器的椭球镜为研究对象,基于椭球镜与光学积分器相对孔径匹配一致的设计思路,提出了椭球镜外形尺寸选型和光学参数计算的分析思路和具体方法,给出了有效的经验公式。结合具体实例通过ASAP软件对氙灯光源和椭球镜进行仿真建模,利用蒙特卡洛光路追迹方法模拟出实际光照效果,对椭球镜第二焦面上辐照度分布情况进行了仿真分析,仿真结果表明,基于该设计方法的椭球面聚光镜的有效取光比达到50%以上。验证了这种设计思路和计算方法的合理性,为太阳模拟器高效聚光椭球镜的设计提供了借鉴。
关键词
太阳模拟器 椭球面 聚光镜 设计 仿真
Keywords
solar simulator ellipsoid condenser design simulation
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 高准直太阳模拟器的设计与仿真
被引量：10
18
作者
陈家奇 陈兰峰 王丽 高雁
机构
中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
出处
《光机电信息》
2011年第11期68-74,共7页
文摘
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真设计,仿真结果以图表形式定量给出。
关键词
太阳模拟器 光学系统 仿真设计
Keywords
solar simulator optical system simulation design
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 20kW氙灯单元试验开关电源研究
被引量：1
19
作者
钱北行 韩吉祥 吴大军
机构
北京卫星环境工程研究所
出处
《航天器环境工程》
2004年第3期33-37,共5页
文摘
文章介绍了 KM6太阳模拟器氙灯单元试验的全部过程,对短弧氙灯的伏安特性进行了研究。通过触发器性能的测试,对开关电源指标和稳定性进行了阐述。
关键词
单元试验 短弧氙灯 触发器 开关电源 数据处理
Keywords
unit test xenon short arc lamp trigger switching DC power supply data process
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
题名 太阳模拟器窗口的设计
被引量：1
20
作者
张容 韩建军
机构
北京卫星环境工程研究所
出处
《航天器环境工程》
2004年第2期39-48,共10页
文摘
光学窗口是空间环境模拟器以及太阳模拟器设计中的关键部件之一。丈章以研制中的某太阳模拟器为例,从应力计算、断裂强度校核、寿命估算以及结构和冷却计算等方面,阐述了光学窗口的设计思想,提出了一种适用于大型空间环境模拟器的光学窗口的设计方法。
关键词
窗口 真空容器 应力计算 断裂力学 光学结构
Keywords
glass window vacuum chamber stress calculation fracture mechanics optical structure
分类号
V524.2
[航空宇航科学与技术—人机与环境工程]
