[发明专利]一种模拟太阳光源的装置

说明书

本发明实施例公开一种模拟太阳光源的装置。本发明实施例中所提供的模拟太阳光源的装置采用长焦路非球面的摄远物镜，将光源准直为高平行度准直光；并结合导杆旋转机构的运动，实现以太阳光敏感器的光轴为中心，在圆锥角正负35度区间内以任意角度入射至太阳敏感器的接收面，从而实现模拟太阳光源具有高准直度且具有大锥角区间的优点，进而满足太阳敏感器的太阳搜索测试、太阳模拟跟踪测试和跟踪精度测试等多种测试需求。

技术领域

本发明涉及太阳光辐照度测量的技术领域，具体涉及一种用于测试太阳敏感器的高准直大锥角区间的模拟太阳光源的装置。

背景技术

太阳总辐照度(Total Solar Irradiance，TSI)是地球外部能源的主要来源。太阳辐射监测仪是用于监测大气层外太阳总辐照度变化的科学仪器，可以长期获取高精度的太阳总辐照度数据，为研究全球气候变化提供科学依据。

太阳敏感器是太阳辐射监测仪中重要的光电姿态传感器，太阳敏感器可提供太阳矢量与太阳辐射监测仪上观测通道主光轴之间的角度反馈。太阳监测仪根据太阳敏感器所提供的姿态反馈信息，从而完成太阳辐射监测仪的冷空间测量以及各个阶段的姿态控制任务。因此，在太阳辐射监测仪的研制过程中，需要对太阳敏感器进行充分地测试，以保证其姿态反馈信息的数据精度，进而能够有效地提高太阳辐射监测仪整体的可靠性和保证所获得的太阳总辐照度数据的精确性。

目前，太阳敏感器的测试手段通常采用大口径平行光管作为高准直度光源，利用平面反射镜将准直光按指定角度反射到太阳敏感器的接收面上。这种测试手段的模拟太阳光源存在如下缺点：测试仪器的体积和重量较大，装调使用不方便，且每次仅能进行高度角或偏航角的单维度测试。

因此，针对现有太阳敏感器的测试手段的模拟太阳光源所存在的问题，急需一种高准直度、具有大锥角区间且装调方便的模拟太阳光源装置。

发明内容

针对现有太阳敏感器的测试手段的模拟太阳光源所存在的问题，本发明实施例提出一种高准直且具有大锥角区间的模拟太阳光源装置。本发明实施例所提供的模拟太阳光源采用长焦路非球面的摄远物镜，将光源准直为高平行度准直光，并结合导杆旋转机构的运动，实现大锥角区间地入射至太阳敏感器的接收面，从而实现模拟太阳光源具有高准直度且具有大锥角区间的优点。

该模拟太阳光源的装置的具体方案如下：一种模拟太阳光源的装置，其特征在于，所述装置包括摄远物镜，用于获取准直光；所述摄远物镜包括光源；位于所述光源前方的凹透镜，用于缩短光路的长度；位于所述凹透镜前方的非球面凸透镜，用于准直光线；滑块，与所述摄远物镜相连接；导轨，用于安装所述滑块，所述滑块可沿所述导轨移动；悬臂，用于安装所述导轨；旋转轴承，与所述悬臂连接；第一电机，用于驱动所述旋转轴承旋转，所述旋转轴承带动所述悬臂作旋转运动。

优选地，所述光源采用卤钨灯。

优选地，所述摄远物镜还包括镜筒，所述光源、凹透镜和非球面凸透镜依次安装于所述镜筒内。

优选地，所述镜筒固定安装于所述滑块上，且所述镜筒与所述导轨相互垂直。

优选地，所述旋转轴承的轴线与所述摄远物镜的光轴相交。

优选地，所述凹透镜和所述非球面凸透镜相隔159毫米，组成焦距为600毫米的摄远物镜。

优选地，所述光源与所述凹透镜相隔64毫米，且所述光源位于所述摄远物镜的焦点处。

优选地，所述滑块沿所述导轨移动的最大距离为500毫米。

优选地，所述装置包括第二电机，所述第二电机驱动所述滑块沿所述导轨移动。

优选地，所述旋转轴承带动所述悬臂绕所述旋转轴承的轴线的旋转范围为0到360度。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：