[发明专利]数字式太阳敏感器光线引入器及其框架结构件和安装方法

权利要求书

1.一种用于数字式太阳敏感器光线引入器的框架结构件，其特征在于，该结构件包括：

框架结构件的正面：是用于安装光学保护窗口的正面台阶，该正面为光学保护窗口承载台阶，由扇面型导流槽、轮辐型分布的承载端面及导流孔组成，其中使用三厢扇面型承载端面作为光学保护窗口的接触承载面，该台阶的反面采用三厢辐射对称分布的导流孔用于注入光学结构胶，扇面型导流槽用于储存光学结构胶，光学结构胶固化后在光学保护窗口和框架结构件之间形成分布均匀的粘结力，以保证光学保护窗口的位置精度和安装强度；

框架结构件的反面：是安装APS探测器的承载面，在光学保护窗口下表面和APS探测器光敏面之间，以及处于光敏面光敏区域立体视场内的所有反射面均设有致密的消光纹，喷涂了APS探测器敏感波段内平均消光率>96%的消光涂层。

2.根据权利要求1所述的用于数字式太阳敏感器光线引入器的框架结构件，其特征在于，所述光学结构胶，采用符合航天使用要求的D04硅橡胶粘合剂，该型胶在常态下为液体状态，将该框架结构件倒置在水平光学平台上，再从导流孔处注入D04硅橡胶粘合剂，让其流动并充满导流槽，实现粘合剂在导流槽中的均匀分布，最后烘干、退火。

3.一种采用权利要求1或2所述框架结构件的数字式太阳敏感器光线引入器，其特征在于，所述光线引入器包括：光学保护窗口、杂散光视场光阑、微孔阵列滤光片、APS探测器以及用于安装微孔阵列滤光片和APS探测器的框架结构件，其中，微孔阵列滤光片安装在APS探测器的封装管座中，所述杂散光视场光阑位于整个光线引入器的最上面，所述光学保护窗口和APS探测器位于整个光线引入器中间层，所述框架结构件位于整个光线引入器最下层，所述杂散光视场光阑下方为所述光学保护窗口，所述光学保护窗口下方为所述APS探测器，所述光学保护窗口与所述APS探测器之间为所述框架结构件的光学结构胶；太阳光线矢量先后通过所述杂散光视场光阑和所述微孔阵列滤光片，杂散光被一次滤除，目标信号光投影到所述APS探测器的光敏面上形成目标光斑，通过光电转换生成电压信号，通过对每个太阳光斑进行高精度的质心定位计算、数据融合，从而高精度地计算出太阳光线矢量相对于数字式太阳敏感器单机光轴的方位角和高低角。

4.根据权利要求3所述的数字式太阳敏感器光线引入器，其特征在于，所述杂散光单孔视场光阑为曲面锥形螺孔形式的单孔视场光阑，保证视场内的任意目标光束能完全覆盖光学滤光片的微孔区域，同时在所有能够产生反射的表面处喷涂消光材料，通过光阑的物理遮挡以及各个反射面的消光处理，将视场外的非目标杂散光滤除。

5.根据权利要求3所述的数字式太阳敏感器光线引入器，其特征在于，所述微孔阵列滤光片，是于台阶式的宝石基底上用多层金属光学薄膜镀制成6×6的微型滤光孔阵列，用于将视场孔阑中的大光斑整形为36个适合于APS探测器精确曝光和后端电路进行处理的小光斑阵列。

6.根据权利要求3所述的数字式太阳敏感器光线引入器，其特征在于，优选地，所述光学保护窗口，使用径向变折射率的石英玻璃材料，将目标太阳光的强度衰减到APS探测器所需的光强量级。

7.根据权利要求6所述的数字式太阳敏感器光线引入器，其特征在于，所述APS探测器边缘设有封装管座用于安装微孔阵列滤光片，该封装管座使用军用陶瓷材料，采用轮辐型导流槽和三厢辐射式端面相结合的结构形式，封装管座的三厢辐射式端面具有优于2μm的平面度，用以稳定的承载滤光片，轮辐型导流槽用于放置流动性好的粘合胶。

8.根据权利要求7所述的数字式太阳敏感器光线引入器，其特征在于，所述APS探测器采用CMOS APS探测器，该探测器CMOS管芯环绕边缘处，利用半导体制造的后道工艺，结合军用陶瓷材料的热聚成型技术，将CMOS管芯、封装管座、微孔阵列滤光片组合起来封装成APS探测器。

9.根据权利要求3-8任一项所述的数字式太阳敏感器光线引入器，其特征在于，所述杂散光视场光阑和所述光学保护窗口之间设置有滤光片压圈，所述滤光片压圈采用弹性合金钢材料锥形压圈，该压圈在光线引入器的内部以微小公差在光学保护窗口和框架结构件之间自由活动。

10.一种权利要求3所述数字式太阳敏感器光线引入器安装方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

第一步，先将APS探测器稳定的安装在框架结构件内部，再通过经纬仪、轮廓仪，在数字式太阳敏感器的安装基准面上，以角秒级的精度，检测出APS探测器光敏面与滤光片承载面之间在水平面中2个正交方向上的平行度，按照倾斜方向和倾斜量，进行相应的反向修整，直到平行度优于测量精度指标的10%；

第二步，修整完毕后，将滤光片的光学工作面放置在接触承载面上，保持面接触，然后将框架结构件倒置，从导流孔中注入光学结构胶，在框架结构件和光学保护窗口之间进行粘连胶合，完成光线引入器的安装。