面向低慢小飞行器的共孔径六波段成像成谱测距光学系统

1.本发明属于光电探测领域，更具体地，涉及一种面向低慢小飞行器的共孔径六波段成像成谱测距光学系统。


背景技术：

2.可见光光学系统能够接收到自身发光的物体或者被其他光线照射后向外反射光线的物体，其在夜间和微光条件下使用性能大打折扣甚至无法使用，另外易受环境干扰，在有雾或有遮挡时难以进行观测。红外光学系统接收的是目标自身的热辐射，不论白天还是黑夜或者环境可视条件恶劣的情况下，红外光学系统均能实现观测，相较于可见光光学系统，红外光学系统能够更加准确的识别目标。
3.传统单一波段设备所能探测到的飞机、空飘气球、鸟群等远距离目标的信息有限，已不能满足目标探测的需求。当距离目标较远时，可见光和红外光学系统中目标成像像素少，无几何特征等，导致仅用成像设备无法识别目标，但利用红外宽广光谱的成谱信息可以对目标进行探测识别。对于飞机场空域安全来说，“低慢小”航空器都是我们需要探测的目标物体，这些待探测目标类型复杂，运动速度变化范围大，当目标速度较低时，雷达探测装置难以发现；当目标速度较快时，雷达探测不具有充分的时效性。为了更全面、更精确的探测目标，迫切需要一种可见光、红外成像、宽光谱成谱特性互补，且能利用激光进行测距的多波段光学系统。
4.随着光学技术和电子技术的发展，对空间光学载荷的技术指标要求也越来越高。为了实现多波段探测，通常是设计多个独立的适用于特定波段得到光学相机，进行多波段光学信息捕获，由于是一个波段配备一个设备，所以处理起来很困难，在进行实际使用的时候，需要的操作人员和电源数量也会大大增加。同时，由于各个设备的成像坐标不同，所以其采用不同的坐标系统，不利于后续的数据处理。这样的单波段单设备并不能满足体积小、重量轻、尽量减少部件的要求，现在全世界尚未有此类六波段共孔径的光学探测系统。
5.当前的设备上配备的任何一种传感器都不可能具有响应可见光波段到长波波段的能力，所以我们设计的光学系统需要多个传感器，这时我们必须设计一个共孔径的系统，利用多组不同波段的分光镜将光线分别引入各自的光学系统，然后由相应的传感器接收探测目标信号。
6.通常来说，一个光学部件的通光口径越大，那么该部件就能收集越多的光线，其能看到更远且更暗的目标，因此我们设计的系统必须具有一个很重要的特点：大口径。
7.现有的激光测距系统的激光接收和发射都是一个孔径，且该孔径比较小。我们所需要的是利用小孔径发射激光，这样可以减少激光的损失率，同时利用大孔径接收激光。我们用来接收激光的口径不小于500mm比通常的激光接收光学系统的口径60mm-80mm大7.5-10倍，这意味着扣除约50%的光学透过率差别，单纯从有效光学通光口径角度考虑，如果将共孔径不小于500mm作为激光测距仪的接收光学系统，那么实际的目标能量接收能力将提高约28-100倍。
8.我们曾申请的发明专利cn108415097a：一种多波段红外成像的图谱协同探测系统和方法，该系统具有强大的探测识别动目标能力和红外图谱协同探测识别功能。但此系统涉及的波段为短波红外，中波红外和长波红外三个波段，未进行详细的结合装备的设计，并未涉及可见光波段和激光测距模块，不能对于目标的位置和速度信息有很好的检测效果，且其不具备大口径。
9.经上所述，我们要结合之前的发明专利设计一个能作用于多种大气条件，距离检测和速度探测范围广的大口径集成光学系统，该系统能将可见光、红外成像、宽光谱成谱特性互补，且能利用激光进行测距。该系统是我们设计的地空探测装备的核心模块。


技术实现要素：

10.针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种面向低慢小飞行器的共孔径六波段成像成谱测距光学系统，旨在解决现有技术未能提供一个能作用于多种大气条件，距离检测和速度探测范围广的大口径集成光学系统的问题。
11.为实现上述目的，本发明提供了一种面向低慢小飞行器的共孔径六波段成像成谱测距光学系统，包括：共孔径卡式光学系统、第1分光镜、第2分光镜、第3分光镜、第4分光镜、第5分光镜、长波红外成像系统、中波红外成像系统、短波红外成像系统、可见光成像系统、红外宽光谱成谱系统以及激光测距系统；所述共孔径卡式光学系统用于接收从目标物上反射的光线，并将所述光线汇聚后出射；所述目标物为低慢小飞行器；所述光线包括：可见光、红外宽光谱以及激光；所述红外宽光谱包括短波红外、中波红外以及长波红外光线；所述第1分光镜用于接收从所述共孔径卡式光学系统出射的光线，其反射的光线入射到第4分光镜，透射的光线入射到第2分光镜；从第2分光镜反射的光线入射到第3分光镜，从所述第2分光镜的中心小孔通过的光线入射到红外宽光谱成谱系统；从第3分光镜反射的光线入射到中波红外成像系统，透射的光线入射到长波红外成像系统；从第4分光镜反射的光线入射到可见光成像系统，透射的光线入射到第5分光镜；从第5分光镜透射的光线入射到短波红外成像系统，反射的光线入射到激光测距系统；所述可见光成像系统用于将接收光线中的可见光波段的光学信号传递到相机上成像；所述短波红外成像系统用于将接收光线中的短波红外波段的光学信号传递到红外相机上成像；所述中波红外成像系统用于将接收光线中的中波红外波段的光学信号传递到中波制冷探测器上成像；所述长波红外成像系统用于将接收光线中的长波红外波段的光学信号传递到长波制冷探测器上成像；所述激光测距系统用于将接收光线中的激光信号汇聚接收，并基于接收的激光信号测量目标物距离光线系统的距离；所述红外宽光谱成谱系统用于将接收光线中的红外宽光谱绘制成谱。
12.在一个可能的实施例中，所述共孔径卡式光学系统包括：卡式主镜、次镜、次镜支架、次镜镜框以及遮光罩；
所述卡式主镜承接次镜、遮光罩、长波红外成像系统、中波红外成像系统、短波红外成像系统、可见光成像系统、红外宽光谱成谱系统以及激光测距系统；所述次镜支架连接在卡式主镜前端安装面上；次镜安装在次镜支架上，其与卡式主镜中心通光孔对准；所述遮光罩连接在次镜支架上，用于保护卡式主镜和遮挡杂散光；所述卡式主镜中心的通光孔为共孔径卡式光学系统的通光孔，从目标物上反射的光线经过卡式主镜和次镜的反射收集后，通过所述通光孔传递到所述第1分光镜。
13.在一个可能的实施例中，所述长波红外成像系统、中波红外成像系统、短波红外成像系统以及可见光成像系统位于共孔径卡式光学系统的后方；可见光成像系统位于竖直方向上，长波红外成像系统、中波红外成像系统以及短波红外成像系统分布于水平方向上，通过五个分光镜的光路分配实现光学共孔径。
14.在一个可能的实施例中，所述可见光成像系统包括：可见光光学结构、变焦镜组、可见光相机、可见光相机转接架、微变焦系统以及第一集成安装架；所述可见光光学结构安装在第一集成安装架上；所述可见光相机通过可见光相机转接架安装在的第一集成安装架上；所述微变焦系统驱动变焦镜组移动进行变焦，所述变焦系统位于可见光光学结构尾部；所述微变焦系统为电动线性执行机构，设计成模块化，直接安装在可见光成像系统上，保证变焦光学组变焦动作精度，整个模组可实现互换性，同时满足微变焦的行程和速度要求。整个可见光成像系统由集成安装架连接到卡式主镜的主体支撑结构上。
15.在一个可能的实施例中，所述长波红外成像系统包括：长波红外光学结构、长波红外制冷探测器、调焦机构、微变焦系统、多波段镜座以及第二集成安装架；所述长波红外光学结构通过多波段镜座连接到卡式主镜安装面上，以方便对准共孔径系统光路；所述长波红外制冷探测器带有调焦机构，使其可以适应不同目标距离和不同温度下的成像要求，长波红外制冷探测器和调焦机构一同安装在第二集成安装架上；变焦镜组位于长波红外光学结构内部，微变焦系统驱动变焦镜组移动进行变焦，微变焦系统为电动线性执行机构，设计成模块化，直接安装在长波红外成像光学结构上，保证变焦镜组变焦动作精度，整个模组可实现互换性，同时满足微变焦的行程和速度要求；所述长波红外成像系统由第二集成安装架连接到卡式主镜的主体支撑结构上。
16.在一个可能的实施例中，所述中波红外成像系统包括：中波红外光学结构、中波红外制冷探测器、调焦机构、微变焦系统、多波段镜座和第三集成安装架；所述中波红外光学结构通过多波段镜座连接到卡式主镜安装面上，以方便对准共孔径系统光路；所述中波红外制冷探测器带有调焦机构，使其可以适应不同目标距离和不同温度下的成像要求，中波红外制冷探测器和调焦机构一同安装在第三集成安装架上；变焦镜组位于中波红外光学结构内部，微变焦系统驱动变焦镜组移动进行变焦，微变焦系统为电动线性执行机构，设计成模块化，直接安装在中波红外成像光学结构上，保证变焦镜组变焦动作精度，整个模组可实现互换性，同时满足微变焦的行程和速度要求；
所述中波红外成像系统由第三集成安装架连接到卡式主镜主体支撑结构上。
17.在一个可能的实施例中，所述短波红外成像系统包括：短波红外光学结构、短波红外相机、调焦机构、微变焦系统、短波镜座、多波段镜座以及第四集成安装架；所述短波红外光学结构安装在短波镜座上，短波镜座与多波段镜座相连，再通过多波段镜座连接到卡式主镜安装面上，以方便对准共孔径系统光路；所述短波红外相机带有调焦机构，使其可以适应不同目标距离和不同温度下的成像要求，短波红外相机和调焦机构一同安装在第四集成安装架上；变焦镜组位于短波红外成像系统的尾部，微变焦系统驱动变焦镜组移动进行变焦，微变焦系统为电动线性执行机构，设计成模块化，直接安装在短波红外光学结构上，保证变焦镜组变焦动作精度，整个模组可实现互换性，同时满足微变焦的行程和速度要求；所述短波红外成像系统由第四集成安装架连接到卡式主镜主体支撑结构上。
18.在一个可能的实施例中，所述红外宽光谱成谱系统包括：红外宽光谱制冷光谱仪、多波段镜座和第五集成安装架；所述红外宽光谱制冷光谱仪的耦合光路包括成谱光学系统和匹配光学系统；成谱光学系统直接通过多波段镜座连接到卡式主镜安装面上，以方便对准共孔径系统光路，方便装调；匹配光学系统在光谱仪窗口前设置，包括汇聚镜组和转向镜组，汇聚镜组将红外宽光谱信号收集至制冷光谱仪内；所述红外宽光谱制冷光谱仪采用下陷的方式安装在第五集成安装架上，使系统在竖直方向上更紧凑，第五集成安装架连接在卡式主镜主体支撑结构上。
19.在一个可能的实施例中，所述激光测距系统包括：激光光学结构、测距接收模块、调焦机构、短波镜座以及多波段镜座；所述激光光学结构安装在短波镜座上，短波镜座与多波段镜座相连，再通过多波段镜座连接到卡式主镜安装面上，以方便对准共孔径系统光路，方便装调；所述测距接收模块带有调焦机构，方便调节激光信号的汇聚接收，测距接收模块和调焦机构一同安装在卡式主镜安装面上。
20.在一个可能的实施例中，所述光学系统中的光学结构均采用颗粒增强型铝基复合材料设计。
21.总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：本发明提供了一种面向低慢小飞行器的共孔径六波段成像成谱测距光学系统，分别可以获取目标在长波、中波、短波和可见光波段的图像信息、红外宽光谱信息和距离信息。为六种传感器收集对应波段的能量，为高质量的成像、成谱和高质量激光测距服务。
22.本发明中红外成谱光学系统和红外宽光谱光谱仪组合增加了红外光谱图谱探测功能。在此系统重创新性地运用了红外区域分光技术，在中心小区域获取关键信息，提供给红外光谱仪，探测目标红外图谱信息，在中心小区域外图像范围供中波红外和长波红外分别搜索、探测目标图像信息。激光测距接收系统获取目标的距离以及位置信息。
附图说明
23.图1是本发明实施例提供的面向低慢小飞行器的共孔径六波段成像成谱测距光学系统的布局图；图2是本发明实施例提供的面向低慢小飞行器的共孔径六波段成像成谱测距光学系统的总装图；图3是本发明实施例提供的可见光光学系统微变焦镜组局部图；图4是本发明实施例提供的短波红外成像光学系统微变焦镜组局部图；图5是本发明实施例提供的中波红外成像光学系统微变焦镜组局部图；图6是本发明实施例提供的长波红外成像光学系统微变焦镜组局部图；在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为次镜，2为主镜，3为第1分光镜，4为长波红外制冷探测器成像组件，5为长波红外转像镜，6为第3分光镜，7为中波长波红外中继镜，8为中波红外转像镜，9为中波制冷探测器成像组件，10为第4分光镜，11为第5分光镜，12为激光测距接收系统，13为激光聚能镜，14为短波红外转像镜，15为短波红外探测器成像组件，16为可见光中继镜，17为可见光变焦镜组，18为可见光补偿镜组，19为可见光探测器成像组件，20为红外宽光谱光谱仪，21为红外宽光谱耦合镜，22为红外宽光谱折叠转向镜，23为红外宽光谱中继镜，24为第2分光镜，25为激光测距反射系统。
具体实施方式
24.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
25.为了解决现有单一波段设备所能探测到的信息有限，不能满足更全面、更精确目标探测需求的技术问题，本发明提供了一种包括可见光、短波红外、中波红外、长波红外成像，红外宽光谱成谱，以及激光测距，共六个光学波段的光学系统。
26.参见图1，本发明提供的共孔径六波段光学系统的六波段指的是：长波红外成像系统、中波红外成像系统、短波红外成像系统、可见光成像系统、红外宽光谱成谱以及激光测距。分别可以获取目标在长波、中波、短波和可见光波段的图像信息、红外宽光谱信息和距离信息。为六种传感器收集对应波段的能量，为高质量的成像、成谱和高质量激光测距服务。
27.红外成谱光学系统和红外宽光谱光谱仪组合增加了红外光谱图谱探测功能。在此系统重创新性地运用了红外区域分光技术，在中心小区域获取关键信息，提供给红外光谱仪，探测目标红外图谱信息，在中心小区域外图像范围供中波红外和长波红外分别搜索、探测目标图像信息。激光测距接收系统获取目标的距离以及位置信息。由以上六个系统获取的信息获得目标像方宽波段的特性，从而为目标识别进行服务。
28.参见图2，可见光成像光学系统将可见光波段的光学信号传递到相机上成像。光线经过共孔径卡式光学系统后，由第1分光镜分光，反射的部分到达第4分光镜，再次分光后，反射的部分最终进入可见光成像光学系统。第1分光镜安装在多波段镜座上，第4分光镜和可见光成像光学系统安装在短波镜座上，再转接到多波段镜座。光路由水平方向折转90度到竖直方向上，此种转接方式便于折转光路的对准，也使共孔径系统结构更紧凑。
29.短波红外成像光学系统将短波红外波段的光学信号传递到红外相机上成像，共经历三次分光。光线经过共孔径卡式光学系统后，由第1分光镜分光，反射的部分到达第4分光镜，分光后，透射的部分到达第5分光镜，再次分光后，透射的部分最终进入短波红外成像光学系统。第1分光镜安装在多波段镜座上，第4分光镜、第5分光镜安装在同一分光镜座上，可以使分光镜的安装精度更高和方便装调，分光镜座与短波红外成像光学系统一同连接在短波镜座上，再转接到多波段镜座。
30.中波红外成像光学系统将中波红外波段的光学信号传递到中波制冷探测器上成像，共经历三次分光。光线经过共孔径卡式光学系统后，由第1分光镜分光，透射的部分到达第2分光镜，分光后，反射的部分到达第3分光镜，再次分光后，反射的部分最终进入中波红外成像光学系统。第1分光镜、第2分光镜和第3分光镜安装在同一分光镜座上，可以使分光镜的安装精度更高和方便装调，分光镜座与中波红外成像光学系统一同连接在多波段镜座上，第1分光镜中心、第2分光镜中间小像素（小孔）区域和第3分光镜同时对准共孔径光路中心。
31.将长波红外波段的光学信号传递到长波制冷探测器上成像，共经历三次分光。光线经过共孔径卡式光学系统后，由第1分光镜分光，透射的部分到达第2分光镜，分光后，反射的部分到达第3分光镜，再次分光后，透射的部分最终进入长波红外成像光学系统。第1分光镜、第2分光镜和第3分光镜安装在同一分光镜座上，可以使分光镜的安装精度更高和方便装调，分光镜座与中波红外成像光学系统一同连接在多波段镜座上，第1分光镜中心、第2分光镜中间小像素（小孔）区域和第3分光镜同时对准共孔径光路中心。
32.激光测距发射系统安装在卡式主镜侧面的独立安装面上，瞄准方向与共孔径系统保持一致。
33.激光测距接收系统位于共孔径光学系统的末端，光路较长，所以光学结构安装在短波镜座上，短波镜座与多波段镜座相连，再通过多波段镜座连接到卡式主镜安装面上，以方便对准共孔径系统光路，方便装调；测距接收模块带有调焦机构，方便调节激光信号的汇聚接收，测距接收模块和调焦机构一同安装在卡式主镜安装面上。
34.激光测距仪的基本工作原理是，高功率固体（半导体或晶体）激光器发出被调制的单色激光，经发射光学系统准直后照向被测物体，被测物体反射激光由接收光学系统收集，会聚到接收探测器（雪崩二极管或光电倍增管），经信号放大、处理后得到被测物体的距离信息。为了让激光接收系统得到发射激光的起始同步波门信号，在发射光学系统中需分出一路能量很小的激光，直接传输到激光接收系统。由于这个设置要求，一般激光测距仪的发射光学系统和接收光学系统多为并行紧凑排列。
35.但是，为了充分利用我们的口径不小于500mm的共孔径光学系统，我们的激光测距接收光学系统采用和其他五波段共孔径光学系统的方案。它比通常的激光接收光学系统的口径60mm-80mm大7.5-10倍，这意味着扣除约50%的光学透过率差别，单纯从有效光学通光口径角度考虑，如果将共孔径不小于500mm作为激光测距仪的接收光学系统，那么实际的目标能量接收能力将提高约28-100倍。对于相同的激光功率和探测距离，被探测物体的激光反射截面则可以大大减小，非常有利于任务要求的1m空飘气球等小物体的激光测距。
36.激光测距发射光学系统置于不小于500mm共孔径光学系统之外，接收光学系统位于之内。用于同步波门信号传输的激光，从发射系统到接收系统的光路距离大约300mm，采
用光纤耦合的方式传输。
37.激光发射系统置于共孔径系统之外，因为发射系统共孔径没有带来提高激光发射能量的好处，反而因此衰减的激光发射能量。而接收系统作为六波段共孔径光学系统的分系统，却将接收光学口径提高约n倍（一般激光接收光学口径为60mm左右），接收激光回波信号的能量却提高了约x倍，远远大于因共孔径光学系统透过率下降（约60%）造成的损失。
38.根据激光测距仪得到目标的距离，计算出目标距离地面的高度，为后续的成像的目标光谱反演技术的大气校正算法提供高度参数，且装备拥有小型气象站，其可以提供气象信息，共同保障大气参数校正的正确性。
39.共孔径六波段中，变焦能力是指可见光、短波红外、中波红外和长波红外成像光学系统所需要的，辐射能量收集型的红外宽光谱成谱和激光测距接收光学系统一般不需要。针对我们这种共孔径六波段光学系统，变焦倍率（变焦能力）一般不超过x
x
为好。此时，极限状态下，有效通光口径只有原有口径的61%。若变焦倍率为n
x
，有效通光口径将下降为原有口径的76%。由于四波段成像分系统有各自的光学特性、分辨率和像差要求，实际变焦能力也不相同。
40.可见光成像分系统的补偿镜组设置在变焦镜组之后，参见图3所示，利用电控驱动，沿光轴移动变焦镜组，轴向移动范围：-2.5mm～+1.9mm（
“‑”
表示靠近补偿镜组，“+”表示相反），可以使焦距在5档：1000、1100、1200、1300、1450mm变化，变焦倍率为
±ax
可见光成像分系统面视场相对较大（探测器像元为4096*4096/4.5μm），也相对限制了变焦能力。
41.短波红外成像分系统的微变焦能力，因为在这个波段光学色散较大，为保证探测器像元的分辨率，变焦范围也有限，参见图4所示。实际设计结果为：沿光轴移动微变焦镜组，可以使焦距在1200～1100mm变化，变焦倍率为b
x
。
42.中波红外成像分系统的微变焦能力，由于红外单晶材料的特性，色散较小，光学系统的视场像差（象散和场曲）较小，轴向色差和垂轴色散均较小，将能提高微变焦能力，参见图5所示。但中波制冷探测器面阵（面视场）较大，提高有限。沿光轴移动微变焦镜组，可以使焦距在1200～1000mm变化。变焦倍率为c
x
。
43.长波红外成像分系统同样是红外单晶材料的特性，光学系统的视场像差（象散和场曲）较大改善，参见图6所示。由于波长更长，色散只有中波的五分之一，轴向色差和垂轴色散进一步显著降低，微变焦能力进一步增强。且长波制冷探测器相比中波探测器，面阵（面视场）较较小，拓展了微变焦能力。沿光轴移动微变焦镜组，可以使焦距在1520～1270mm变化。变焦倍率为d
x
。
44.共孔径系统中各波段的能量是先通过卡式光学系统收集的，该卡式系统光学通光孔径不小于500mm的大口径，体积和重量都会比较大，是系统中最大的组件，加工的可行性和系统的轻量化都是实现大孔径的难点所在。对于激光测距系统来说，其激光接收系统口径提高约10倍（一般激光接收光学口径为60mm左右），接收激光回波信号的能量却提高了约100倍，远远大于因共孔径光学系统透过率下降（约60%）造成的损失。此外受玻璃材料光学特性的限制，大口径系统难以找到合适的玻璃材料，光学设计和加工也难以实现。
45.因此我们的主体支撑结构与卡式主镜为一体化设计，卡式主镜主体即是支撑结构。以卡式主镜后端面作为后续各光学系统的安装面，各光学系统的结构都直接连接到主镜上，避免转接主镜支撑结构使主镜口径额外加大，使得整体布局更紧凑。与伺服机构对接
的安装面设计在卡式主镜的侧面，也避免转接结构占用径向空间，额外增加共孔径系统的体积。
46.主镜和次镜是整个共孔径系统的主要重量的来源，对其使用特殊材料减重的效果也最为明显，使其达到轻量化的要求，主镜、次镜、次镜支架、次镜镜座采用颗粒增强型铝基复合材料加工，此种材料的密度明显小于常规铝材，且强度、膨胀系数、加工等物理性能更优越，可以满足主镜和次镜对稳定性的要求，提高面形精度。
47.主体支撑结构与卡式主镜为一体，卡式主镜承担所有后续光学系统的重量，为避免对主镜镜面面型产生应力形变，需对主体支撑结构安装面进行合理减重设计，采取以下几点原则设计：a. 在满足强度要求下对卡式主镜和次镜做充分减重处理。具体在卡式主镜后安装面进行减重，挖槽深度在径向方向上随主镜反射面的面形而变化，保持厚度在沿面型形状分布均匀，可以最大限度的减重和同时保证不影响面形的加工精度；b. 在减重的安装面保留环形加强筋，具体分布原则是沿中心通光开孔处向外扩展，另沿安装面径向方向发射至主镜侧面保留加强筋，与环形加强筋交错连接，可以充分分散支撑结构所受应力，避免局部应力过大。主镜侧面也做减重处理，具体原则是在发射状加强筋之间进行减重，不影响整体强度；c. 在有安装孔和零件配合的位置上增设加强筋，加大局部承载强度，加强筋之间均互相连接，保证应力充分传递和分散。
48.次镜也在其后端面进行减重处理，具体减重原则和方法也与主镜类似。
49.共孔径分系统中光学结构均采用颗粒增强型铝基复合材料设计。铝基复合材料具有高强度、热膨胀系数小、密度低、导热性能好、长寿命等特点，更适合加工光学结构件，能保证系统的光学性能；大型结构件均采用轻质航空镁铝合金加工。
50.通过新型材料和多种材料的搭配使用，可以提高系统的稳定性，也有助于系统重心位置的优化，使系统的结构设计更合理。再使用多种办法，充分做减重处理，通过计算机仿真技术模拟后，得到的结果使集成后的共孔径系统的整体重量和体积大幅减小。
51.四波段成像光学系统位于共孔径卡塞格林反射系统后方，四波段成像光学系统包括可见光红外成像光学系统、短波红外成像光学系统、中波红外成像光学系统和长波红外成像光学系统。其中可见光红外成像光学系统位于竖直方向上，短波红外成像光学系统、中波红外成像光学系统和长波红外成像光学系统分布水平方向上，通过五组分光镜的光路分配实现光学共孔径，各系统接收器件均安装在集成安装架上。
52.共孔径卡塞格林反射系统包括卡式主镜和次镜、次镜支架、次镜镜框、遮光罩等结构，其中卡式主镜是反射系统的主要部件，承接次镜、遮光罩和后续光学系统。次镜支架连接在主镜前端安装面上，位置可以进行调整至中心与主镜中心通光孔对准；次镜安装在次镜支架上，次镜的位置也可通过装调与主镜中心通光孔对准；遮光罩连接在次镜支架上，长度略长于次镜支架长度，以达到保护主镜和遮挡杂散光的要求。
53.以下介绍各分系统光学系统设计。
54.（1）可见光成像光学系统设计技术指标如下：波段：0.45μm～0.75μm；通光口径：φ≧500mm；焦距：1200mm；视场：0.88
°×
0.88
°
（对角线1.24
°
）；成像质量（mtf@70 l/mm）：≧0.55；变焦倍率：
±
1.2x；5档变
焦：f=1000，1100，1200，1300，1450mm；角分辨率（瞬时视场）：3.75μrad；透过率：≧0.55；探测器：4096
×
4096，4.5μm，彩色。
55.光学系统布局如下：参见图2，可见光系统的光路经第1分光镜（序号3）后折转90
°
向下，再经第4分光镜（序号10）向纸面内折转90
°
。
56.像质评价如下：光学系统像质评价方法通常有传递函数（mtf）、点列图、场曲和畸变，及能量集中度这五种。
57.传递函数（mtf）是评价成像光学系统的综合指标。通过光学系统不同视场在空间频率的不同mtf值，反映光学系统的成像质量。mtf值越接近衍射极限（diff limit），成像质量越好。点列图反映的是光学系统几何光线通过各个光学元件不同空间位置后会聚在成像面的分布情况。场曲反映成像面在光学系统视场范围内垂直光轴平面的弯曲程度。由此可以考察随着视场的增大，成像面偏离垂直光轴平面的程度。同时也能评价色球差随视场大小的变化。畸变反映的是光学系统随着视场增大，各个视场的成像点偏离光学系统名义放大倍率的程度，即图像的变形程度。有时其图像变形是随着视场增大而加剧，有的其图像变形是随着视场增大而有起伏变化。一般畸变随视场增大的变化都是非线性的。能量集中度反映光学系统对目标探测能量的会聚能力，反映在接收探测器像元上的能量百分比。
58.可见光成像系统的mtf各视场数值见表1。
59.表1 可见光成像光学系统各视场的mtf值（70 l/mm） 理论值轴上俯仰方位全视场视场 0
°
0.88
°
0.88
°
1.24
°
mtf0.900.620.680.680.60可见光成像光学系统的最大场曲为0.09mm，最大色球差为0.03mm，最大畸变为+3.0%。
60.可见光成像系统的能量集中度各视场数值见表2。
61.表2 可见光成像光学系统各视场能量集中度（4.5μm区域） 理论值轴上俯仰视场方位视场全视场视场 0
°
0.88
°
0.88
°
1.24
°
能量集中度95.2%83.8%91.0%91.0%84.6%（2）短波红外成像光学系统设计技术指标如下：波段：1.3μm～2.2μm；通光口径：φ≧500mm；焦距：1800mm；视场：0.31
°×
0.24
°
（对角线0.39
°
）；成像质量（mtf@33 l/mm）：≧0.60；变焦倍率：1.1x；即f=1800mm～1640mm；角分辨率（瞬时视场）：8.3μrad；透过率：≧0.45；探测器：640
×
512，15μm。
62.光学系统布局如下：参见图2，短波红外成像光学系统的光路经第1分光镜（序号3）后折转90
°
向下，再经第4分光镜（序号10）、第5分光镜（序号11）透过，光路均不改变方向。
63.短波红外的传递函数（mtf）各视场数值见表3。
64.表3 短波红外成像光学系统各视场的mtf值（33 l/mm） 理论值轴上方位俯仰全视场视场 0
°
0.31
°
0.24
°
0.39
°
mtf0.770.730.700.720.68短波红外成像光学系统的最大场曲为0.16mm，最大色球差为0.08mm，最大畸变为+
0.99%。
65.短波红外成像系统能量集中度（7.5μm区域）各视场数值见表4。
66.表4 短波红外成像光学系统各视场能量集中度（7.5μm区域） 理论值轴上方位俯仰全视场视场 0
°
0.31
°
0.24
°
0.39
°
能量集中度86.3%82.1%81.5%81.0%81.1%（3）中波红外成像光学系统设计技术指标如下所示：波段：3μm～5μm；通光口径：φ≧500mm；焦距：1200mm；视场：0.61
°×
0.49
°
（对角线0.78
°
）；成像质量（mtf@33 l/mm）：≧0.45；变焦倍率：1.2x；即f=1200mm～1000mm；角分辨率（瞬时视场）：8.3μrad；透过率：≧0.50；探测器：1280
×
1024，10μm。
67.光学系统布局如下：参见图2，中波红外成像光学系统的光路经第1分光镜（序号3）透过后（光路方向不变），再经第2分光镜（序号24，区域分光镜）、第3分光镜（序号6）分别光路折转90
°
反射，第2分光镜（区域分光镜）非中心区域15像素外全视场反射，第3分光镜中波波段全反射。
68.中波红外成像光学系统mtf（33 l/mm）各视场数值见表5。
69.表5 中波红外成像光学系统各视场的mtf值（33 l/mm） 理论值轴上方位俯仰全视场视场 0
°
0.61
°
0.49
°
0.78
°
mtf0.640.610.520.540.49中波红外成像光学系统的最大场曲为0.06mm，最大色球差为0.03mm，最大畸变为+0.6%。
70.中波红外成像光学系统能量集中度各视场数值见表6。
71.表6 中波红外成像光学系统各视场能量集中度（10μm区域） 理论值轴上方位俯仰全视场视场 0
°
0.61
°
0.49
°
0.78
°
能量集中度83.8%81.0%80.3%80.4%80.2%（4）长波红外成像光学系统设计技术指标如下所示：波段：8μm～14μm；通光口径：φ≧500mm；焦距：1520mm；视场：0.36
°×
0.29
°
（对角线0.46
°
）；成像质量（mtf@17 l/mm）：≧0.45；变焦倍率：1.2x；即f=1520mm～1270mm；角分辨率（瞬时视场）：9.9μrad；透过率：≧0.50；探测器：640
×
512，15μm。
72.光学系统布局如下：参见图2，长波红外成像光学系统的光路经第1分光镜（序号3）透过后（光路方向不变），再经第2分光镜（序号24，区域分光镜）光路折转90
°
反射，第3分光镜（序号6）透过（光路方向不变）。第2分光镜（区域分光镜）非中心区域15像素外全视场反射。
73.长波红外成像光学系统mtf（17 l/mm）各视场数值见表7。
74.表7 长波红外成像光学系统各视场的mtf值（17 l/mm） 理论值轴上方位俯仰全视场视场 0
°
0.36
°
0.29
°
0.46
°
mtf0.540.500.470.470.48长波红外成像光学系统的最大场曲为2.75mm，最大色球差为0.12mm，最大畸变为+4.5%。
75.长波红外成像光学系统能量集中度（15μm区域）各视场数值见表8。
76.表8 长波红外成像光学系统各视场能量集中度（15μm区域） 理论值轴上方位俯仰全视场视场 0
°
0.36
°
0.29
°
0.46
°
能量集中度71.2%66.9%64.9%65.1%64.9%（5）红外宽光谱成谱光学系统设计技术指标如下所示：波段：2μm～12μm；通光口径：φ≧500mm；焦距：1200mm；视场：≦0.2mrad（相当于长波红外15像素）；透过率：≧0.55；单元探测器：液氮制冷，单元尺寸φ2mm。
77.光学系统布局如下：参见图2，红外宽光谱成谱光学系统的光路经第1分光镜（序号3）透过后（光路方向不变），由第2分光镜（序号24，区域分光镜）中心区域15像素大小的小孔视场将红外宽光谱光线无损耗直接通过。后面为了匹配光谱仪接口光路，经红外宽光谱转向镜（序号23）将光路折转90
°
。
78.光学系统中光路只两次透射，没有光路折转。
79.红外宽光谱成谱光学系统属于能量收集系统，探测器也是单元型，单元尺寸有φ2mm。像质评价采用能量集中度指标即可。
80.为了保证总体工作需要15像素（1像素=15μm）范围的瞄准点精度，即225μm弥散圆要求，光学能量需要会聚在225μm弥散圆范围内。
81.光学系统成像质量以能量集中度评价参见表9。
82.表9 红外宽光谱成谱光学系统能量集中度（100μm区域） 理论值15像素能量集中度96.9%87.6%（6）激光测距接收光学系统设计技术指标如下所示：波段：1.54μm；通光口径：φ≧500mm；焦距：800mm；视场：1.0mrad；透过率：≧0.50；单元探测器：雪崩二极管，单元尺寸φ0.8mm。
83.光学系统布局如下：参见图2，激光测距接收光学系统的光路经第1分光镜（序号3）后折转90
°
将可见光、激光、短波红外波段反射向下，再经第4分光镜（序号10）反射分离出可见光波段，和短波红外波段一起继续不改变光路方向向下透射，再由第5分光镜（序号11）90
°
折转光路反射激光波段，不改变光路方向透射短波红外波段。
84.需要说明的是，激光测距仪为市场采购产品。一般由激光发射系统和接收系统组成。由于总体要求探测距离和空飘气球要求，为了充分大口径、共孔径光学系统收集空飘气球反射（散射）回波信号，我们技术上，分离了发射系统和接收系统。参见图2中，发射系统（序号25）置于共孔径系统之外，因为发射系统共孔径没有带来提高激光发射能量的好处，反而因此衰减的激光发射能量。而接收系统作为六波段共孔径光学系统的分系统，却将接收光学口径提高约10倍（一般激光接收光学口径为60mm左右），接收激光回波信号的能量却提高了约100倍，远远大于因共孔径光学系统透过率下降（约60%）造成的损失。
85.激光测距接收光学系统属于能量收集系统，探测器也是单元型，单元尺寸有φ0.8mm。共孔径光学系统焦距为800mm，则根据探测器单元尺寸和焦距关系，激光接收系统最大视场为1.0mrad（即0.06
°
）。
86.光学系统成像质量以能量集中度评价。激光测距接收光学系统能量集中度（7.5μm区域）参见表10。
87.表10 红外宽光谱成谱光学系统能量集中度（7.5μm区域） 理论值视场（1.0mrad）能量集中度96.4%96.3%光学结构设计具体描述如下：共孔径卡塞格林反射系统包括卡式主镜和次镜、次镜支架、次镜镜框、遮光罩等结构，其中卡式主镜是反射系统的主要部件，承接次镜、遮光罩和后续光学系统。次镜支架连接在主镜前端安装面上，位置可以进行调整至中心与主镜中心通光孔对准；次镜安装在次镜支架上，次镜的位置也可通过装调与主镜中心通光孔对准；遮光罩连接在次镜支架上，长度略长于次镜支架长度，以达到保护主镜和遮挡杂散光的要求。
88.卡式主镜中心部分开孔为共孔径系统的通光孔，光线经过主镜和次镜的反射收集后，通过此通光孔把光线传递到后续光学系统，该孔大小以不遮挡入射光线为准。由于卡式主镜口径较大，如果按常规设计转接卡式主镜座来安装主镜，再由主镜座端面作为主体支撑结构，结果会继续增加共孔径系统的外径大小，使体积和重量都增大许多，另外较大的主镜转接结构加工难度也较大，转接也会增加系统不稳定性和复杂性。所以主体支撑结构与卡式主镜为一体化设计，卡式主镜主体即是支撑结构。以卡式主镜后端面作为后续各光学系统的安装面，各光学系统的结构都直接连接到主镜上，避免转接主镜支撑结构使主镜口径额外加大，使得整体布局更紧凑。与伺服机构对接的安装面设计在卡式主镜的侧面，也避免转接结构占用径向空间，额外增加共孔径系统的体积。
89.遮光罩可以抑制杂散光线进入光学系统，包括非成像光线、环境散射光、环境黑体辐射等，也可以一定程度上抑制雾霭水汽等干扰成像的影响，提高成像质量和能量收集程度。另外，遮光罩在一定程度上也可以起到保护主镜和次镜反射面，使其减少磕碰划伤、盐雾、水汽等损坏的可能性。
90.遮光罩内壁本身也有可能会产生杂散光，需对其进行消光处理，具体办法是在遮光罩内壁加工消光螺纹，并进行表面处理，减小材料的黑体辐射放置传递到光学系统内部。
91.遮光罩选用的轻质航空镁铝合金材料加工，可以显著减小遮光罩的重量。另外轻质镁铝合金有很好的加工性能和强度，可以将遮光罩设计的比较轻薄。
92.四波段成像光学系统位于共孔径卡塞格林反射系统后方，四波段成像光学系统包括可见光红外成像光学系统、短波红外成像光学系统、中波红外成像光学系统和长波红外成像光学系统。布局除根据合理的分光方式，还需考虑各成像光学系统的接收器件的布局及安装方式，其中可见光红外成像光学系统位于竖直方向上，短波红外成像光学系统、中波红外成像光学系统和长波红外成像光学系统分布水平方向上，通过五组分光镜的光路分配实现光学共孔径，各系统接收器件均安装在集成安装架上。一体异型结构体加工精度高，可简化共孔径系统装调过程，提高装调精度，也有助于系统重心位置的优化。
93.可见光成像系统包括光学系统、可见光相机、可见光相机转接架、微变焦系统和集
成安装架。
94.由于可见光光学系统结构距离短波镜座距离较远，所以将其安装在集成安装架上，以方便对准共孔径系统光路，更方便装调；可见光相机通过转接架安装在的集成安装架上，也可以方便耦合对准光路；变焦镜组位于在可见光成像光学系统的尾部，微变焦系统驱动变焦镜组移动进行变焦，微变焦系统为电动线性执行机构，设计成模块化，直接安装在可见光成像光学结构上，保证变焦光学组变焦动作精度，整个模组可实现互换性，同时满足微变焦的行程和速度要求。整个可见光成像系统由集成安装架连接到卡式主镜主体支撑结构上。
95.可见光成像光学系统结构选用铝基复合材料加工，可以保证更好的加工精度和重量控制，以提高成像质量；集成安装架、可见光相机转接架和微变焦系统结构选用轻质航空镁铝合金，在达到承载强度要求的同时减轻重量；其中集成安装架是体积和重量较大的部件，要进行充分减重，根据不同位置的承载要求进行处理，保留加强筋，并在有安装孔和零件配合面的位置上增设加强筋，加大局部承载强度，加强筋之间均互相连接，保证应力充分传递和分散。
96.短波红外成像系统包括光学系统、短波红外相机、调焦机构、微变焦系统、短波镜座、多波段镜座和集成安装架。
97.短波红外成像系统位于共孔径光学系统的末端，光路较长，所以短波红外光学结构安装在短波镜座上，短波镜座与多波段镜座相连，再通过多波段镜座连接到卡式主镜安装面上，以方便对准共孔径系统光路，方便装调；短波红外相机带有调焦机构，使其可以适应不同目标距离和不同温度下的成像要求，短波红外相机和调焦机构一同安装在集成安装架上；变焦镜组位于短波红外成像光学系统的尾部，微变焦系统驱动变焦镜组移动进行变焦，微变焦系统为电动线性执行机构，设计成模块化，直接安装在短波红外成像光学结构上，保证变焦镜组变焦动作精度，整个模组可实现互换性，同时满足微变焦的行程和速度要求。整个短波红外成像系统由集成安装架连接到卡式主镜主体支撑结构上。
98.短波红外成像光学系统结构、短波镜座和多波段镜座选用铝基复合材料加工，可以保证更好的加工精度和重量控制，以提高成像质量；集成安装架、调焦机构、和微变焦系统结构选用轻质航空镁铝合金，在达到承载强度要求的同时减轻重量；其中集成安装架是体积和重量较大的部件，要进行充分减重，根据不同位置的承载要求进行处理，保留加强筋，并在有安装孔和零件配合面的位置上增设加强筋，加大局部承载强度，加强筋之间均互相连接，保证应力充分传递和分散。
99.中波红外成像系统包括光学系统、中波红外制冷探测器、调焦机构、微变焦系统、多波段镜座和集成安装架。
100.中波红外成像系统口径较大，重量较大，所以中波红外光学结构直接通过多波段镜座连接到卡式主镜安装面上，以方便对准共孔径系统光路，方便装调；中波红外制冷探测器带有调焦机构，使其可以适应不同目标距离和不同温度下的成像要求，中波红外制冷探测器和调焦机构一同安装在集成安装架上；变焦镜组位于中波红外成像光学系统内部，微变焦系统驱动变焦镜组移动进行变焦，微变焦系统为电动线性执行机构，设计成模块化，直接安装在中波红外成像光学结构上，保证变焦镜组变焦动作精度，整个模组可实现互换性，同时满足微变焦的行程和速度要求。整个中波红外成像系统由集成安装架连接到卡式主镜
主体支撑结构上。
101.中波红外成像光学系统结构和多波段镜座选用铝基复合材料加工，可以保证更好的加工精度和重量控制，以提高成像质量；集成安装架、调焦机构、微变焦系统结构和中波红外制冷探测器结构选用轻质航空镁铝合金，在达到承载强度要求的同时减轻重量；其中集成安装架是体积和重量较大的部件，要进行充分减重，根据不同位置的承载要求进行处理，保留加强筋，并在有安装孔和零件配合面的位置上增设加强筋，加大局部承载强度，加强筋之间均互相连接，保证应力充分传递和分散。
102.长波红外成像系统包括光学系统、长波红外制冷探测器、调焦机构、微变焦系统、多波段镜座和集成安装架。
103.长波红外成像系统口径较大，重量较大，所以长波红外光学结构直接通过多波段镜座连接到卡式主镜安装面上，以方便对准共孔径系统光路，方便装调；长波红外制冷探测器带有调焦机构，使其可以适应不同目标距离和不同温度下的成像要求，长波红外制冷探测器和调焦机构一同安装在集成安装架上；变焦镜组位于长波红外成像光学系统内部，微变焦系统驱动变焦镜组移动进行变焦，微变焦系统为电动线性执行机构，设计成模块化，直接安装在长波红外成像光学结构上，保证变焦镜组变焦动作精度，整个模组可实现互换性，同时满足微变焦的行程和速度要求。整个长波红外成像系统由集成安装架连接到卡式主镜主体支撑结构上。
104.长波红外成像光学系统结构和多波段镜座选用铝基复合材料加工，可以保证更好的加工精度和重量控制，以提高成像质量；集成安装架、调焦机构、微变焦系统结构和长波红外制冷探测器结构选用轻质航空镁铝合金，在达到承载强度要求的同时减轻重量；其中集成安装架是体积和重量较大的部件，要进行充分减重，根据不同位置的承载要求进行处理，保留加强筋，并在有安装孔和零件配合面的位置上增设加强筋，加大局部承载强度，加强筋之间均互相连接，保证应力充分传递和分散。
105.红外宽光谱成谱系统包括成谱光学系统、匹配光学系统、红外宽光谱制冷光谱仪、多波段镜座和集成安装架。
106.光谱仪的耦合光路包括成谱光学系统和匹配光学系统，成谱光学系统直接通过多波段镜座连接到卡式主镜安装面上，以方便对准共孔径系统光路，方便装调；匹配光学系统在光谱仪窗口前设置，包括汇聚镜组和转向镜组，汇聚镜组将红外宽光谱信号收集至制冷光谱仪内；另外，由于红外宽光谱制冷光谱仪体积较大，为使系统体积更为紧凑，需在耦合光路中设置转向镜组，使光路折转90度，这样可以将制冷光谱仪放置在共孔径系统的侧面空间，不额外增大共孔径系统的外径尺寸，缩短了共孔径系统整体的长度，减小了主体支撑结构需要承载的由制冷光谱仪自重产生的力矩，制冷光谱仪采用下陷的方式安装在集成安装架上，可以使系统在竖直方向上更紧凑，集成安装架连接在卡式主镜主体支撑结构上。
107.红外宽光谱成谱光学结构、匹配系统光学结构和多波段镜座选用铝基复合材料加工，可以保证更好的加工精度和重量控制，以提高能量收集效率；集成安装架、红外宽光谱制冷光谱仪结构选用轻质航空镁铝合金，在达到承载强度要求的同时减轻重量；其中集成安装架是体积和重量较大的部件，要进行充分减重，根据不同位置的承载要求进行处理，保留加强筋，并在有安装孔和零件配合面的位置上增设加强筋，加大局部承载强度，加强筋之间均互相连接，保证应力充分传递和分散。
108.激光测距发射系统安装在卡式主镜侧面的独立安装面上，瞄准方向与共孔径系统保持一致。
109.激光测距接收系统包括光学系统、接收模块、调焦机构、短波镜座、多波段镜座。激光测距接收系统位于共孔径光学系统的末端，光路较长，所以光学结构安装在短波镜座上，短波镜座与多波段镜座相连，再通过多波段镜座连接到卡式主镜安装面上，以方便对准共孔径系统光路，方便装调；测距接收模块带有调焦机构，方便调节激光信号的汇聚接收，测距接收模块和调焦机构一同安装在卡式主镜安装面上。
110.激光接收系统光学结构、短波镜座和多波段镜座选用铝基复合材料加工，可以保证更好的加工精度和重量控制，以提高激光收集效率；调焦机构、测距接收模块结构选用轻质航空镁铝合金，在达到承载强度要求的同时减轻重量。
111.相比于一体式激光测距仪的结构，测距发射与接收系统拆分设计，接收系统融合到共孔径系统中，不额外增加共孔径系统结构的体积，也可以显著减小其重量，优势比较明显。
112.发射与接收信号同步传输通过光纤连接实现，光纤的传输速度可以达到同步性的要求。
113.此系统将激光测距系统拆分成发射系统和接收光学系统两个部分放置，其中接收光学系统集成到共孔径系统中，大幅度减小了共孔径系统的体积和重量。
114.共孔径分系统中光学结构均采用颗粒增强型铝基复合材料设计。铝基复合材料具有高强度、热膨胀系数小、密度低、导热性能好、长寿命等特点，更适合加工光学结构件，能保证系统的光学性能；大型结构件均采用轻质航空镁铝合金加工。
115.通过新型材料和多种材料的搭配使用，可以提高系统的稳定性，也有助于系统重心位置的优化，使系统的结构设计更合理。再使用多种办法，充分做减重处理，通过计算机仿真技术模拟后，得到的结果使集成后的共孔径系统的整体重量和体积大幅减小。使用铝基复合材料相比使用常规材料可减重27%，使用轻质航空镁铝合金相比使用常规材料可减重35%，两种材料减重量共计19.72kg。
116.由于整个系统口径较大，导致体积和重量都比较大，整体移动搬运和运输都比较困难，也容易造成仪器的损坏，同时又会需要很大的空间来放置，必须考虑系统搬运安装的便携性，需将系统模块化安装设计。具体将系统分为遮光罩、光学系统模块、信号接收器件模块和壳体四个模块，每个模块在搬运移动的过程中都可以拆卸、封装保存，每个模块可分别独立搬运，两人可以轻松完成，集成时每个模块可以通过螺钉和定位销安装，迅速组装成系统使用，实现便携式使用。
117.总体结构与伺服机构的外部接口设置在卡式主镜左右两侧的安装面，通过伺服转接座与伺服机构的旋转轴连接。所以两侧伺服转接座的中心连线即是伺服机构的回转轴，此回转轴通过卡式主镜的圆心，同时也经过共孔径系统光轴，此种设计可以使共孔径系统外接到伺服后的惯性力矩更小，系统在空间运转时更稳定，动作的响应速度和到位的准确性得到保证，同时也可以提高伺服机构控制系统的可靠性，延长伺服机构的运行寿命。
118.伺服回转轴还应该尽量接近共孔径系统的重心，此种设计可以使共孔径系统外接到伺服机构后的配重更少更合理，更容易实现在任意动作的位置上达到平衡状态。所以要在设计共孔径系统重心优化设计的同时，匹配的更改回转轴的位置来不断逼近重心位置，
最终取得理想的结果。
119.本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。