[发明专利]一种毫米波/长波红外共口径复合成像镜头

说明书

本发明属于光学系统设计技术领域，涉及一种毫米波/长波红外共口径复合成像镜头。本发明提出的毫米波/长波红外共口径复合成像镜头，将长波红外(8.0μm～12.0μm)光学系统和毫米波(8.5mm)天线设计成共口径的统一体。两路通道的共用部分由光学头罩、主反射镜、次反射镜组成，毫米波天线通道由共用部分实现电磁能量的发射和接收，长波红外通道由共用部分和校正镜组成。该复合成像镜头发射电磁能量，同时兼接收红外和毫米波能量，并将长波红外和毫米波能量分离，然后再分别传输至红外探测器和毫米波探测器，实现了对目标同时或分时探测的需求。

技术领域

本发明属于光学系统设计技术领域，涉及一种毫米波/长波红外共口径复合成像镜头，特别是一种毫米波主动/长波红外被动共口径复合成像镜头。

背景技术

红外/激光/微波/毫米波任意两种及以上模式组合而成的双模/多模复合制导技术是当前最有发展前景的精确制导技术之一。它使得红外制导、激光制导、微波制导与毫米波制导体制优势互补，同时可以弥补各方的缺点。在进行红外/激光/微波/毫米波复合制导的设计、验证、测试和评估时，波束合成装置是实现红外/激光/微波/毫米波复合制导半实物仿真系统中模拟复合制导的主要手段。波束合成装置的作用就是将红外目标图像信号、激光回波信号、微波信号、毫米波信号两两或多种信号在空间组合投射到同一探测视场而互不干扰。红外/激光/微波/毫米波波束合成技术是共口径双模/多模复合制导半实物仿真系统的关键技术之一。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提出一种毫米波/长波红外共口径复合成像镜头，以解决如何对红外和毫米波信号进行同时/分时探测的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提出一种毫米波/长波红外共口径复合成像镜头，该复合成像镜头包括光学头罩、主反射镜、次反射镜和校正镜；光学头罩、主反射镜、次反射镜和校正镜为同轴设置；其中，

光学头罩，用于对主反射镜、次反射镜和校正镜进行保护，毫米波和长波红外穿过光学头罩后入射至主反射镜；

主反射镜，用于将入射的毫米波和长波红外反射至次反射镜；

次反射镜，用于将入射的毫米波和长波红外进行分离，毫米波穿过次反射镜后传输至毫米波探测器；长波红外被次反射镜反射至校正镜；

校正镜，用于对入射的长波红外进行校正，并将校正后的长波红外传输至红外检测器。

进一步地，光学头罩的材料为热压硫化锌，前后两表面的半径分别为95.76mm～95.86mm和91.36mm～91.46mm，通光口径分别为φ176.5mm～φ177mm和φ170.5mm～φ171mm，光学厚度为4.3mm～4.4mm。

进一步地，主反射镜的材料为铝合金，前表面为非球面基底衍射面，非球面系数为K＝-1，A＝-1.642163×10^-8，B＝-3.370698×10^-12，C＝3.631516×10^-16，D＝2.012497×10^-21，衍射级次为+1，位相系数为C₁＝7.314462×10^-6，C₂＝6.041183×10^-9，C₃＝-4.318743×10^-12，C₄＝9.052210×10^-16，特征波长为λ₀＝9600nm，通光口径为φ126.5mm～φ127mm，中心开孔口径为φ36mm～φ36.5mm，后表面为非工作面，总高度为23mm～24mm。