全天时星敏感器视场选通成像系统的微开关阵列设计

针对全天时星敏感器视场选通成像系统的应用需求，设计了一种基于静电驱动的单元尺寸为4 mm、开口面积占空比为90%、响应时间为25 ms、单元数为7×7的微开关阵列。考虑到微开关阵列体硅加工工艺中材料的特性，首先确定电极宽度、支撑梁宽度和支撑梁厚度等参数，再根据微开关单元结构的数学模型对支撑梁数目及长度进行理论分析，优化设计了微开关阵列主要结构参数。利用电磁场仿真软件和有限元仿真软件对微开关单元的驱动特性进行仿真分析，结果表明，仿真计算的微开关单元驱动电压为106.4 V时可以开启微开关单元，与理论计算结果 114 V基本吻合，验证了微开关阵列设计参数的可行性。此外，利用杂光分析软件对微开关阵列引入系统内的杂散光进行仿真分析，结果表明，微开关阵列的表面反射率对系统杂散光的影响较小，即使80%的表面反射率也不会明显增加视场选通成像系统的杂散光。该研究为视场选通成像系统的微开关阵列提供了一种有效的设计方案，推动了视场选通成像系统的实际应用。