위성탑재용 카메라 광학부 예비설계

Some kinds of precision optical systems for spaceborne high resolution cameras were designed at preliminary design level and an optical design for a hyperspectral imager was performed for its development model. A Cassegrain-based catadioptric system and an unobscured reflective triplet system are illustrated in detail for spaceborne high resolution electro optical cameras which have performance of 5m resolution at an altitude of 685km and the design are evaluated in its spot-diagram and MTF to prove they have good performance enough to implement the requirements for realistic satellite payload taking the fabrication conditions and the on-orbit operation into consideration. For the development of hyperspectral imager as a next-generation payload, an optical system has been designed and elaborated. It can be divided into two parts, a catoptric telescope forming an off-axis 2 mirror type and a dispersive spectrometer which comprises collimator, grating and reimaging lens cell. From its optical design to the system characteristics are shown with the MTF performance reaching 25% approximately.

본 논문에서는 위성탑재용 고해상도 카메라 광학부의 예비설계 내용을 소개하고 차기 위성탑재체 개발에 필요한 기술적 제안사항을 수록하였다. 위성탑재용 고해상도 전자광학카메라 개발을 위한 광학 설계로서, 685㎞ 고도에서 지상 해상도 5m 성능을 가진 카세그레인 응용 Catadioptric 설계와 Unobscured Reflective Triplet 설계를 각각 수행, 그 spot diagram 및 MTF 등을 분석하였으며 이를 제작하는데 필요한 재질과 궤도상 운용조건까지 고려하여 실제 개발에 충분한 성능을 가진 광학설계 임을 입증하였다. 또한 차세대 위성탑재용 분광영상카메라(Hyperspectral Imager) 개발을 위하여 HSI Development Model을 설계하고 제작하였는데 그 설계 내용을 본 논문에 수록하였다. Off-axis 2-mirror 체계인 Telescope 부분과 Collimator-Grating-Reimaging lens cell로 이루어진 항우연 HSI DM의 광학 설계를 소개하고, 약 25%에 이르는 MTF성능을 포함한 설계부터 성능특성까지 주요기술사항을 기록하였다.