Zur Erfüllung der Anforderungen an mehrspektrale Beobachtungen bei Großfilter-Teleskopen mit Hauptfokus wurde eine vergleichende Untersuchung der Strukturen von Filterwechselsystemen durchgeführt. Unter Berücksichtigung der Nachteile herkömmlicher Filterrad-Mechanismen wurde ein neuartiger Filterrad-Mechanismus entwickelt, der entlang der optischen Achse gleichmäßig im Kreis verteilt ist und ermöglicht, Filter mit unterschiedlichen Durchlassspektren nacheinander in den optischen Strahlengang einzuführen und auszuschalten. Dieser Filterrad-Mechanismus besteht aus einem Antriebskomponenten- und einem Filterkomponentensatz und benötigt im Vergleich zu herkömmlichen Filterrädern keine Achsverschiebung bei der Montage, nutzt den Kreisraum um die optische Achse vollständig aus und verringert die Abschattung des Hauptspiegels. Zunächst wurden die Zusammensetzung und der Arbeitsmechanismus des Filterrads dargestellt sowie die Auswahl der Schlüsselkomponenten berechnet. Anschließend wurde eine Modalanalyse des Mechanismus durchgeführt, deren erste Eigenfrequenz 108 Hz beträgt. Abschließend erfolgten Messungen der Umschaltgenauigkeit, Prüfungen der Filterflächen-Genauigkeit und Hoch- und Niedertemperaturtests. Die Prüf- und Testergebnisse zeigen, dass die maximale Exzentrizitätsabweichung nach dem Einfahren des Filters 0,1 mm beträgt, der RMS-Wert der Filterflächen-Genauigkeit besser als λ/30 ist, und der Umschaltvorgang im Arbeitstemperaturbereich des Systems reibungslos und ohne Blockierung verläuft. Der Mechanismus erfüllt die Anforderungen an mehrspektrale Beobachtungen bei Großfilter-Teleskopen mit Hauptfokus und bietet einen neuen Ansatz für das Design von Filterrädern.

Filterrad-Mechanismus;Hauptfokus;kreisförmige Verteilung;Filter;Hoch- und Niedertemperaturtests