星敏感器作为一种高精度、自主性好和适应能力强的姿态测量设备,广泛应用于航空航天领域。随着微小型卫星的发展,要求星敏感器质量体积更小,功耗更低,个性定制化程度更高。星敏感器光学镜头作为星敏感器中最关键的部分,对其的研究成为星敏感器轻量优化设计中的热点和难点。本文针对适配于某型号微小型卫星的星敏感器研制了一款光学镜头。本文具体的研究工作如下:根据星敏感器设计指标要求,完成光学镜头结构的初始设计。首先,通过对星光能量与探测器能量的分析比对,确定了探测器的型号;然后根据设计指标要求,确定了光学系统基本参数、光学材料与光学系统,设计出一套光学系统并对其进行了像质分析评价;最后,进行光学镜头的详细机械结构设计。在初始设计结构的基础上对光学镜头进行轻量优化设计,并对优化后的光学镜头进行力学仿真分析。选取镜筒与镜组为优化对象,建立参数优化模型,对光学镜头进行轻量优化,优化后的光学镜头质量从125g减小到65g,减重率为48%;对轻量优化后的光学镜头进行了静力学与动力学仿真分析,理论上验证了光学镜头轻量优化的合理性与光学镜头结构的稳定性。根据优化设计的方案研制了星敏感器光学镜头并对其进行了性能检测。对光学镜头进行了设计与加工,利用定心车削装配法进行光学镜头的装配,并对装配成型的镜头进行检测,光学镜头最终实物总重为64.6g,各项检测指标均符合设计要求,完成了轻量优化的目标。综上所述,本文成功研制出一款适用于某型号微小型卫星的星敏感器光学镜头,重点对光学镜头进行了轻量优化设计,从理论仿真和实际加工检测两层面论证了轻量优化方案的可行性,为面向商业制造的微小型卫星星敏感器光学镜头的研制提供了一定的参考和借鉴价值。