穩(wěn)態(tài)太陽模擬器是用于衛(wèi)星控制系統(tǒng)中姿態(tài)測量關(guān)鍵部件——太陽敏感器研制中的一種重要的地面模擬試驗與標定設備，其功能是在實驗室內(nèi)模擬真實的太陽輻照度、太陽準直角、太陽光譜特性、輻照穩(wěn)定性和均勻性等，供星上部件——太陽敏感器在地面進行性能測試和精度標定使用。
 

　　穩(wěn)態(tài)太陽模擬器采用同軸透射式準直光學系統(tǒng)，主要由組合聚光鏡、短弧氙燈、光學積分器(場鏡與投影鏡)、光闌、準直物鏡組成。選取短弧氙燈作為模擬器的光源，將氙燈置于組合聚光鏡的焦點一處，這樣由氙燈發(fā)出的輻射通量會聚到聚光鏡的焦點二處，形成一個呈高斯形式的照度分布，這個分布經(jīng)過光學積分器的勻光作用后，再經(jīng)視場光闌和準直物鏡以平行光出射，在輻照面上形成一個輻照度均勻的光斑，從而模擬了太陽光輻照。
 

　　穩(wěn)態(tài)太陽模擬器組合聚光鏡：
 

　　組合聚光鏡由橢球聚光鏡和球面反光鏡組合而成。要保證聚光鏡光軸與光學系統(tǒng)光軸一致，就要求聚光鏡能進行水平位置和傾斜角度的調(diào)節(jié)。利用調(diào)整環(huán)上的三個徑向螺釘推動聚光鏡沿x、y方向?qū)崿F(xiàn)±5mm的移動；利用三頂三拉機構(gòu)完成傾斜角度調(diào)整，調(diào)整好位置后由調(diào)整環(huán)的鎖緊螺釘鎖緊。
 

　　組合聚光鏡是一個熱量集中的位置，容易產(chǎn)生熱應力變形，為了很好地解決其熱變形的問題，在聚光鏡外壁增加環(huán)狀散熱片，可以同時實現(xiàn)聚光鏡的散熱和增強其強度的功能；并在固定組合聚光鏡的圓盤上開數(shù)個通風孔，對其進行熱控制。
 

　　利用Ansys軟件對組合聚光鏡溫度場進行分析，可以看到在聚光鏡焦點一附近，聚光鏡溫度較高，聚光鏡出瞳口徑由于熱應力產(chǎn)生了微小收縮，而其底端開口部位幾乎沒有發(fā)生形變，微小形變不會對其光學性能產(chǎn)生影響。