Ретрорефлекторные сферические системы стеклянных спутников "Блиц"

Аннотация

Проанализированы пространственные и энергетические характеристики стеклянных геодезических пассивных спутников "Блиц" с радиальной симметрией для высокоточной лазерной дальнометрии в интересах ГЛОНАСС. Рассмотрены принципы расчета ретрорефлекторной сферической системы спутников, представляющей собой совокупность концентрических слоев с различными показателями преломления и толщиной. В соответствии со спецификой космического применения ретрорефлекторной сферической системы спутников необходимо обеспечить максимум отраженной мощности в направлении на приемник с учетом явления скоростной аберрации света. Показано, что на основе моделирования в программе Zemax можно выбрать оптимальные параметры оптических элементов, например радиусов кривизны и показателей преломления, с учетом технологических возможностей производства, которые формируют требуемые искривления волновой поверхности отраженного света. На основе аберрационного расчета выполнен анализ дифракционных картин отраженного когерентного лазерного излучения в дальней зоне и отобраны варианты конструкций ретрорефлекторной сферической системы спутников с увеличенными максимумами первого или второго порядков. Приведена формула для оценки пространственной энергетической характеристики спутников "Блиц" --- эквивалентной поверхности рассеяния. Введено понятие эффективного диаметра выходного пучка, в пределах которого отраженный свет формирует дифракционную картину в дальней зоне

Просьба ссылаться на эту статью следующим образом:

Соколов А.Л., Меренкова Ю.И., Медведева Г.И. и др. Ретрорефлекторные сферические системы стеклянных спутников "Блиц". Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Приборостроение, 2022, № 4 (141), с. 108--122. DOI: https://doi.org/10.18698/0236-3933-2022-4-108-122

Литература

[1] Васильев В.П., Шаргородский В.Д. Прецизионная спутниковая лазерная дальнометрия на основе лазеров с высокой частотой повторения импульсов. Электромагнитные волны и электронные системы, 2007, № 7, с. 6--10.

[2] Degnan J.J. Millimeter accuracy satellite laser ranging: a review. In: Contributions of space geodesy to geodynamics: technology. Vol. 25. Washington, AGU, 1993, pp. 133--162.

[3] Otsubo T., Appleby G.M., Gibbs P. GLONASS laser ranging accuracy with satellite signature effect. Surv. Geophys., 2001, vol. 22, no. 5-6, pp. 509--516. DOI: https://doi.org/10.1023/A:1015676419548

[4] Соколов А.Л., Акентьев А.С., Ненадович В.Д. Космические ретрорефлекторные системы. Светотехника, 2017, № 4, с. 19--23.

[5] Акентьев А.С., Васильев В.П., Садовников М.А. и др. Ретрорефлекторный сферический спутник. Оптика и спектроскопия, 2015, т. 119, № 4, с. 588--593. DOI: https://doi.org/10.7868/S0030403415100049

[6] Коротаев В.В., Панков Э.Д. Поляризационные свойства уголковых отражателей. Оптико-механическая промышленность, 1981, № 1, с. 9--12.

[7] Мурашкин В.В., Садовников М.А., Соколов А.Л. и др. Исследование диаграммы направленности уголковых отражателей с различным покрытием граней. Электромагнитные волны и электронные системы, 2011, т. 16, № 3, с. 47--50.

[8] Садовников М.А., Соколов А.Л. Пространственная поляризационная структура излучения, формируемая уголковыми отражателями с неметаллизированными гранями. Оптика и спектроскопия, 2009, т. 107, № 2, с. 213--218.

[9] Crabtree K., Chipman R. Polarization conversion cube-corner retroreflector. Appl. Opt., 2010, vol. 49, no. 30, pp. 5882--5890. DOI: https://doi.org/10.1364/ao.49.005882

[10] Ищенко Е.Ф., Соколов А.Л. Поляризационная оптика. М., ФИЗМАТЛИТ, 2019.

[11] Белов М.С., Васильев В.П., Гашкин И.С. и др. Сферическая линза как спутник-цель для прецизионной лазерной дальнометрии. Электромагнитные волны и электронные системы, 2007, № 7, с. 11--14.

[12] Васильев В.П., Ненадович В.Д., Мурашкин В.В. и др. Термодеформации стеклянного сферического спутника. Оптика и спектроскопия, 2016, т. 121, № 3, с. 497--503. DOI: https://doi.org/10.7868/S0030403416090233

[13] Зелкин Е.Г., Петрова Р.А. Линзовые антенны. М., Советское радио, 1974.

[14] Барышников Н.В., Бокшанский В.Б., Животовский И.В. Автоматизация измерений световозвращательных характеристик. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия Приборостроение, 2004, № 2 (55), с. 27--35.

[15] Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М., Наука, 1973.