贾庆莲，邓文渊

（中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所，长春 130033）

在现代望远镜系统中，卡塞格林系统由于在主镜和次镜之间没有中间像，具有结构紧凑、尺寸小、筒长短以及轴上分辨率高等特点得到广泛的应用［1，2］。对次镜支撑结构而言，一般要求结构简单、易于装配、有良好的刚性及稳定性，而且要求遮拦比小。在实际使用过程中，既有口径在几百毫米的小口径系统，也有口径多达几米的大型望远镜系统［3］，这就对次镜的支撑结构提出了很多要求，选择合适的支撑结构成为影响望远系统性能的一个关键因素。

在常用的次镜支撑结构中，典型的有三翼对称结构、三翼偏置结构、四翼十字型对称结构以及四翼十字型偏置结构等［4-7］。这些结构的共同点是在次镜与次镜支架之间采用薄片梁连接，这种筋板式的薄片梁如果设计合理即可以保证整体结构的稳定性，又可以尽量减小遮拦比。

图1 次镜支撑结构Fig.1 Supporting structure of second mirror

图2 次镜支撑结构的一阶振型Fig.2 First order resonant model for the structure of second mirror

在影响结构稳定性的因素中，梁片的厚度和宽度越大，则稳定性越好，主、次镜的口径差越大，遮拦比越小，有利于光学系统优质成像，但也同时加长了梁片长度，降低了支撑结构的刚度及谐振频率。

因此分析梁片的厚度变化及系统的口径变化对支撑结构的谐振频率及轴向变形的影响，并由此针对一定的口径选取合适的梁片及结构是望远镜优化设计的前提，也正是本文的研究重点。

1 次镜支撑结构的动力学模型

目前典型的光机结构中，次镜支撑结构如图1所示。……