[发明专利]一种带挠性支撑结构的星载多普勒差分干涉仪

说明书

本发明涉及一种多普勒差分干涉仪，具体涉及一种带挠性支撑结构的星载多普勒差分干涉仪，包括多普勒差分干涉仪、底座和盖板、两组凸台柔节单元和连接单元，底座和盖板上均设置安装槽，两组凸台柔节单元分別位于安装槽内；每组凸台柔节单元包括多个凸台柔节模块；凸台柔节模块包括复合柔节、环状固定框架以及柔节；复合柔节内端设置第一切口型柔性铰链和第二切口型柔性铰链，每个柔节上设置有外切缝和内切缝。本发明解决了现有差分干涉仪采用刚性固定会增加热传导，导致组件热稳定性降低以及影响光学面形等技术问题，具有不会发生塑性变形、不会发生光机间的碰撞、重量轻、热稳定性高、可靠性强的优点。

技术领域

本发明涉及一种多普勒差分干涉仪，具体涉及一种带挠性支撑结构的星载多普勒差分干涉仪。

背景技术

中高层大气(30-300km高度范围)包括低热层、中间层和平流层，是研究大气科学的重要内容之一，也是表征大气动力学特性的重要参数之一，同时也是影响大气热学结构、动力学特性、物质与能量分布的重要因素之一。多普勒空间差分干涉技术作为一种被动风场探测技术体制，利用大气成分随大气运动时，其特征光谱会出现多普勒频移效应，谱线频移量与大气运动速度有关，通过测量干涉图位置或相位等信息可以反演大气风场。

针对不同的探测高度需选择不同的探测源，而不同的探测源要求不同的多普勒差分干涉仪的光谱分辨率。调整光谱分辨率δσ，可通过调整光栅的有效宽度W和Littorow角θ_L达成干涉仪的不同分辨率要求。其中θ_L是由光栅的刻线密度和Littorow波长决定的，不能随意改变，因此，若需要提高光谱分辨率，可通过增加光栅的有效宽度W，但此会导致多普勒差分干涉仪尺寸和质量变大，δσ为：

多普勒差分干涉仪刚性固定采用胶粘方式，通过刚性连接提高干涉仪组件固有频率的方法，保证干涉仪高力学稳定性。如图1至图4所示，差分干涉仪组件由光学件和结构件组成，光学件包括分光棱镜、视场棱镜、光栅、间隔元件、间隔元件等，结构件包括底座、盖板、四根斜筋。分光棱镜与底座凸台采用环氧胶粘接，底座和盖板与斜筋之间分别采用螺钉连接。底座和盖板采用与光学件材料的热膨胀系数匹配的结构材料。

由于差分干涉仪的光谱分辨率提高，导致光学件尺寸增大。若采用刚性固定方式，由可知，为保证干涉仪的高力学稳定性固定，需要提高组件的刚度，即增加胶粘面积。这会增加热传导，导致组件热稳定性降低、及影响光学面形保证等问题，二者相互矛盾，难以解决。

发明内容

本发明目的是解决现有差分干涉仪采用刚性固定会增加热传导，导致组件热稳定性降低以及影响光学面形等技术问题，而提供一种带挠性支撑结构的星载多普勒差分干涉仪。

本发明的技术解决方案：

一种带挠性支撑结构的星载多普勒差分干涉仪，包括多普勒差分干涉仪、分别设置在差分干涉仪两端的底座和盖板、两组凸台柔节单元和用于连接底座和盖板的连接单元，其特殊之处在于：

所述底座和盖板上均设置有与分光棱镜接触面相适配的安装槽，两组凸台柔节单元分別位于安装槽内，且安装槽的安装面为水平面；

每组凸台柔节单元包括多个设置在安装槽内的凸台柔节模块；

所述凸台柔节模块包括圆柱状的复合柔节、环状固定框架以及连接在复合柔节和环状固定框架之间的四个均布的柔节；

所述复合柔节内端设置有第一切口型柔性铰链和第二切口型柔性铰链，用于分别提供多普勒差分干涉仪绕Y轴和X轴的转动自由度；每个柔节上设置有平行于Z轴的两个分别开口于两侧的外切缝和一个全封闭的内切缝，所述内切缝和两个外切缝呈品字形分布且相互间凹凸配合，用于提供多多普勒差分干涉仪绕Z轴的转动自由度；

任一轴线的两个柔节与X轴的夹角均为45°；