一種衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電的在軌測(cè)試裝置的制造方法
【專利摘要】一種衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電的在軌測(cè)試裝置，包括：機(jī)殼、非接地導(dǎo)體試驗(yàn)件、平板介質(zhì)試驗(yàn)件、帶屏蔽同軸試驗(yàn)件、非屏蔽同軸試驗(yàn)件、測(cè)試裝置屏蔽板、負(fù)載電阻及電子學(xué)部分，其中所述非接地導(dǎo)體試驗(yàn)件、平板介質(zhì)試驗(yàn)件、帶屏蔽同軸試驗(yàn)件及非屏蔽同軸試驗(yàn)件分別用于模擬衛(wèi)星的電子系統(tǒng)所包含的非接地導(dǎo)體、印刷電路板及各種導(dǎo)線套，所述非接地導(dǎo)體試驗(yàn)件通過(guò)在平板絕緣介質(zhì)的雙面鍍金屬而形成，且其一面通過(guò)負(fù)載電阻與機(jī)殼相連，并通過(guò)導(dǎo)線與電子學(xué)部分相連。
【專利說(shuō)明】
一種衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電的在軌測(cè)試裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及衛(wèi)星防護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于中高軌道衛(wèi)星的衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電的在軌測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]衛(wèi)星的內(nèi)部(深層)介質(zhì)或不接地導(dǎo)體由于受到空間高能粒子的作用，會(huì)形成類似于地面的靜電帶電的衛(wèi)星深層介質(zhì)充電，也即空間帶電粒子在衛(wèi)星內(nèi)部介質(zhì)中累積，會(huì)造成介質(zhì)內(nèi)部的電荷積累從而在介質(zhì)內(nèi)部形成不均勻電場(chǎng)或者介質(zhì)與周圍環(huán)境之間的大電位差。當(dāng)介質(zhì)內(nèi)部的電場(chǎng)強(qiáng)度超過(guò)材料閾值或者介質(zhì)與周圍環(huán)境之間的電位差超過(guò)閾值，便會(huì)造成衛(wèi)星內(nèi)部介質(zhì)不同部分之間出現(xiàn)放電現(xiàn)象，即如地面的靜電放電。靜電放電會(huì)釋放出來(lái)電流脈沖、電磁脈沖及熱脈沖，電流脈沖和電磁脈沖都會(huì)直接或間接耦合進(jìn)衛(wèi)星電子學(xué)系統(tǒng)，干擾甚至傷害衛(wèi)星安全。因此，需要開(kāi)展衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電的測(cè)試，用來(lái)獲取衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電的危險(xiǎn)程度，以便為衛(wèi)星在軌管理和故障診斷提供依據(jù)。
[0003]衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電可以采用幾種方法來(lái)進(jìn)行測(cè)試，諸如:測(cè)量空間粒子能譜法、測(cè)量空間粒子流量法、測(cè)量介質(zhì)充電電位法及測(cè)量靜電放電法等，都可以相應(yīng)地獲得衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電的特征，但是目前的方法都缺少針對(duì)衛(wèi)星內(nèi)部的不同介質(zhì)的充放電特征的測(cè)量，因此需要開(kāi)發(fā)一種相應(yīng)的測(cè)試裝置用來(lái)開(kāi)展在軌衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電的測(cè)試。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于，為解決當(dāng)前衛(wèi)星深層介質(zhì)的充放電的在軌測(cè)試中存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電的在軌測(cè)試裝置，針對(duì)衛(wèi)星由于受空間高能粒子作用充電以后會(huì)使衛(wèi)星內(nèi)部介質(zhì)靜電帶電，特別是中高軌道的衛(wèi)星，由于空間環(huán)境變化激烈而使內(nèi)部介質(zhì)靜電帶電、放電現(xiàn)象頻繁發(fā)生。本發(fā)明利用四類試驗(yàn)件來(lái)模擬衛(wèi)星其他電子學(xué)系統(tǒng)內(nèi)的導(dǎo)線和印刷電路板的受輻照情況，通過(guò)測(cè)量衛(wèi)星深層介質(zhì)的放電電流脈沖，從而給出衛(wèi)星內(nèi)由于深層介質(zhì)充電而導(dǎo)致的介質(zhì)放電特征，本方法特別適合用于中高軌道的衛(wèi)星。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的一種衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電的在軌測(cè)試裝置，包括:機(jī)殼、非接地導(dǎo)體試驗(yàn)件、平板介質(zhì)試驗(yàn)件、帶屏蔽同軸試驗(yàn)件、非屏蔽同軸試驗(yàn)件、測(cè)試裝置屏蔽板、負(fù)載電阻及電子學(xué)部分，其中所述非接地導(dǎo)體試驗(yàn)件、平板介質(zhì)試驗(yàn)件、帶屏蔽同軸試驗(yàn)件及非屏蔽同軸試驗(yàn)件分別用于模擬衛(wèi)星的電子系統(tǒng)所包含的非接地導(dǎo)體、印刷電路板及各種導(dǎo)線套，所述非接地導(dǎo)體試驗(yàn)件通過(guò)在平板絕緣介質(zhì)的雙面鍍金屬而形成，且其一面通過(guò)負(fù)載電阻與機(jī)殼相連，并通過(guò)導(dǎo)線與電子學(xué)部分相連；所述平板介質(zhì)試驗(yàn)件通過(guò)在平板絕緣介質(zhì)的一面鍍金屬而形成，該鍍金屬面通過(guò)負(fù)載電阻與機(jī)殼相連，并通過(guò)導(dǎo)線與電子學(xué)部分相連；所述帶屏蔽同軸試驗(yàn)件是表面帶有金屬屏蔽的同軸導(dǎo)線構(gòu)件，其芯線通過(guò)負(fù)載電阻與機(jī)殼相連，并通過(guò)導(dǎo)線與電子學(xué)部分相連；所述非屏蔽同軸試驗(yàn)件是表面不帶金屬屏蔽的同軸導(dǎo)線構(gòu)件，其芯線通過(guò)負(fù)載電阻與機(jī)殼相連，并通過(guò)導(dǎo)線與電子學(xué)部分相連；所述測(cè)試裝置屏蔽板安裝在機(jī)殼上，用于模擬衛(wèi)星電子系統(tǒng)受到屏蔽，通過(guò)調(diào)節(jié)其厚度可以模擬衛(wèi)星內(nèi)不同位置處的衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電威脅程度。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，測(cè)試裝置中的平板介質(zhì)試驗(yàn)件的材料可以是衛(wèi)星內(nèi)各類印刷電路板基材或?qū)Ь€套的材料。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，負(fù)載電阻的阻值大于或等于I Ω且小于16Ω，以避免測(cè)量電流過(guò)大，同時(shí)避免電流信號(hào)過(guò)小。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，測(cè)試裝置屏蔽板的厚度不大于5_，以避免由于遮擋太厚而無(wú)法實(shí)現(xiàn)測(cè)試，且為金屬板，以避免測(cè)試裝置屏蔽板帶電而造成對(duì)測(cè)試的干擾。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，測(cè)試裝置安裝在衛(wèi)星蒙皮以內(nèi)，測(cè)試裝置屏蔽板與蒙皮之間不含遮擋物，測(cè)試裝置對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星蒙皮之外沒(méi)有遮擋物，以避免由于遮擋而降低測(cè)試效果。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，測(cè)試裝置還包含衛(wèi)星接口電路，用于與衛(wèi)星總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0011]本發(fā)明的衛(wèi)星深層介質(zhì)放電在軌測(cè)試裝置的優(yōu)點(diǎn)在于:可以實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電的測(cè)試，同時(shí)避免對(duì)于衛(wèi)星平臺(tái)部分提出過(guò)多要求從而降低應(yīng)用范圍。
[0012]本發(fā)明的衛(wèi)星深層介質(zhì)放電在軌測(cè)試裝置具有相對(duì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、原理清晰、安裝要求低的特點(diǎn)。其可以安裝在中高軌道的各類衛(wèi)星上，用于測(cè)試衛(wèi)星深層介質(zhì)放電。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本發(fā)明的衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電在軌測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為圖1的沿A-A向的剖面圖。
[0015]圖3為圖1的沿B-B向的剖面圖。
[0016]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的測(cè)試裝置的電子學(xué)部分的原理框圖。
[0017]附圖標(biāo)記
[0018]1、機(jī)殼2、非接地導(dǎo)體試驗(yàn)件3、平板介質(zhì)試驗(yàn)件
[0019]4、帶屏蔽同軸試驗(yàn)件 5、非屏蔽同軸試驗(yàn)件6、測(cè)試裝置屏蔽板
[0020]7、負(fù)載電阻8、電子學(xué)部分
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電在軌測(cè)試裝置進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0022]圖1為本發(fā)明的衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電在軌測(cè)試裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的沿A-A向的剖面圖。圖3為圖1的沿B-B向的剖面圖。為解決已有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電在軌測(cè)試裝置，包括:機(jī)殼1、非接地導(dǎo)體試驗(yàn)件2、平板介質(zhì)試驗(yàn)件3、帶屏蔽同軸試驗(yàn)件4、非屏蔽同軸試驗(yàn)件5、測(cè)試裝置屏蔽板6、負(fù)載電阻7及電子學(xué)部分8。非接地導(dǎo)體試驗(yàn)件2為在平板絕緣介質(zhì)雙面鍍金屬構(gòu)件，單面通過(guò)負(fù)載電阻7與機(jī)殼I相連，并通過(guò)導(dǎo)線與電子學(xué)部分8相連；所述平板介質(zhì)試驗(yàn)件3為在平板絕緣介質(zhì)單面鍍金屬構(gòu)建，鍍金屬面通過(guò)負(fù)載電阻7與機(jī)殼I相連，并通過(guò)導(dǎo)線與電子學(xué)部分8相連；帶屏蔽同軸試驗(yàn)件4為在帶有金屬屏蔽同軸導(dǎo)線構(gòu)件，線芯通過(guò)負(fù)載電阻7與機(jī)殼I相連，并通過(guò)導(dǎo)線與電子學(xué)部分8相連；非屏蔽同軸試驗(yàn)件5為表面不帶金屬屏蔽的同軸導(dǎo)線構(gòu)件，線芯通過(guò)負(fù)載電阻7與機(jī)殼I相連，并通過(guò)導(dǎo)線與電子學(xué)部分8相連。
[0023]優(yōu)選地，本發(fā)明的測(cè)試裝置的平板介質(zhì)試驗(yàn)件的材料是衛(wèi)星內(nèi)各類印刷電路板基材或?qū)Ь€套的材料，優(yōu)選地，可以是FR-4、TEFLON等。
[0024]優(yōu)選地，本發(fā)明的測(cè)試裝置安裝在衛(wèi)星蒙皮以內(nèi)，測(cè)試裝置屏蔽板與蒙皮之間不含遮擋物，測(cè)試裝置對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星蒙皮之外沒(méi)有遮擋物，以避免由于遮擋而降低測(cè)試效果。
[0025]優(yōu)選地，本發(fā)明的測(cè)試裝置的測(cè)試裝置屏蔽板的厚度不大于5_，以避免由于遮擋太厚而實(shí)現(xiàn)測(cè)試，且為金屬板，以避免測(cè)試裝置屏蔽板帶電而造成對(duì)測(cè)試的干擾。在圖1的實(shí)施例中，測(cè)試裝置屏蔽板6的厚度為0.5mm，采用鋁合金材料，用于吸收能量小于350keV電子和能量小于8.7MeV的質(zhì)子；并且厚度誤差范圍小于0.1mm,以避免由于厚度誤差大而造成分析結(jié)果誤差過(guò)大。
[0026]優(yōu)選地，本發(fā)明的測(cè)試裝置中的負(fù)載電阻阻值大于或等于I Ω且小于IGQ，以避免測(cè)量電流過(guò)大，同時(shí)避免電流信號(hào)過(guò)小。在圖2和3顯示的實(shí)施例中，負(fù)載電阻7的阻值為 50Ω。
[0027]可選地，本測(cè)試裝置還包含衛(wèi)星接口電路，用于與衛(wèi)星總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
[0028]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的測(cè)試裝置的電子學(xué)部分的原理框圖。如圖4所示，測(cè)試裝置的非接地導(dǎo)體試驗(yàn)件2、平板介質(zhì)試驗(yàn)件3、帶屏蔽同軸試驗(yàn)件4、不帶屏蔽同軸試驗(yàn)件5共四類試驗(yàn)件分別與分壓電路相連，首先將衛(wèi)星深層介質(zhì)內(nèi)靜電放電的電流在負(fù)載電阻兩端激起的電壓脈沖進(jìn)行分壓，以便于將電壓處理成電子器件可以進(jìn)行處理的電信號(hào)的范圍以內(nèi)，而后進(jìn)行放大并與峰保電路相連進(jìn)行信號(hào)峰值保持。經(jīng)過(guò)峰保處理后的信號(hào)與選通電路相連，選通電路用于依次對(duì)不同傳感器信號(hào)進(jìn)行選通采集，選通以后的信號(hào)提供至AD電路，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后的信號(hào)再提供至數(shù)據(jù)處理電路，數(shù)據(jù)處理電路處理后的信號(hào)經(jīng)衛(wèi)星接口電路傳送給衛(wèi)星的電子系統(tǒng)，這里數(shù)據(jù)處理電路還用于控制選通電路和AD電路并給出選通時(shí)間等信息。
[0029]最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，都不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電的在軌測(cè)試裝置，包括:機(jī)殼、非接地導(dǎo)體試驗(yàn)件、平板介質(zhì)試驗(yàn)件、帶屏蔽同軸試驗(yàn)件、非屏蔽同軸試驗(yàn)件、測(cè)試裝置屏蔽板、負(fù)載電阻及電子學(xué)部分，其中所述非接地導(dǎo)體試驗(yàn)件、平板介質(zhì)試驗(yàn)件、帶屏蔽同軸試驗(yàn)件及非屏蔽同軸試驗(yàn)件分別用于模擬衛(wèi)星的電子系統(tǒng)所包含的非接地導(dǎo)體、印刷電路板及各種導(dǎo)線套，所述非接地導(dǎo)體試驗(yàn)件通過(guò)在平板絕緣介質(zhì)的雙面鍍金屬而形成，且其一面通過(guò)負(fù)載電阻與機(jī)殼相連，并通過(guò)導(dǎo)線與電子學(xué)部分相連；所述平板介質(zhì)試驗(yàn)件通過(guò)在平板絕緣介質(zhì)的一面鍍金屬而形成，該鍍金屬面通過(guò)負(fù)載電阻與機(jī)殼相連，并通過(guò)導(dǎo)線與電子學(xué)部分相連；所述帶屏蔽同軸試驗(yàn)件是表面帶有金屬屏蔽的同軸導(dǎo)線構(gòu)件，其芯線通過(guò)負(fù)載電阻與機(jī)殼相連，并通過(guò)導(dǎo)線與電子學(xué)部分相連；所述非屏蔽同軸試驗(yàn)件是表面不帶金屬屏蔽的同軸導(dǎo)線構(gòu)件，其芯線通過(guò)負(fù)載電阻與機(jī)殼相連，并通過(guò)導(dǎo)線與電子學(xué)部分相連；所述測(cè)試裝置屏蔽板安裝在機(jī)殼上，用于模擬衛(wèi)星電子系統(tǒng)受到屏蔽，通過(guò)調(diào)節(jié)其厚度可以模擬衛(wèi)星內(nèi)不同位置處的衛(wèi)星深層介質(zhì)充放電威脅程度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試裝置，其特征在于，其中的平板介質(zhì)試驗(yàn)件的材料是衛(wèi)星內(nèi)各類印刷電路板基材或?qū)Ь€套的材料。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試裝置，其特征在于，其中的平板介質(zhì)試驗(yàn)件的材料是FR-4、TEFLON。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試裝置，其特征在于，其中的負(fù)載電阻的阻值大于或等于I Ω且小于IGQ。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星深層介質(zhì)放電在軌試驗(yàn)測(cè)試裝置，其特征在于，其中的測(cè)試裝置屏蔽板的厚度不大于5mm，且為金屬板。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的衛(wèi)星深層介質(zhì)放電在軌試驗(yàn)測(cè)試裝置，其特征在于，測(cè)試裝置屏蔽板的厚度為0.5mm，且其材料為鋁合金。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的衛(wèi)星深層介質(zhì)放電在軌試驗(yàn)測(cè)試裝置，其特征在于，測(cè)試裝置屏蔽板的厚度誤差范圍小于0.1_。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星深層介質(zhì)放電在軌試驗(yàn)測(cè)試裝置，其特征在于，測(cè)試裝置安裝在衛(wèi)星蒙皮以內(nèi)，測(cè)試裝置屏蔽板與蒙皮之間不含遮擋物，測(cè)試裝置對(duì)應(yīng)的衛(wèi)星蒙皮之外沒(méi)有遮擋物。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的衛(wèi)星深層介質(zhì)放電在軌試驗(yàn)測(cè)試裝置，其特征在于，所述測(cè)試裝置還包含輸出接口電路，用于與衛(wèi)星總線進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
【文檔編號(hào)】G01R31/12GK105988065SQ201510044167
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年1月28日
【發(fā)明人】楊垂柏, 張珅毅, 曹光偉, 張斌全, 荊濤, 孔令高, 關(guān)燚炳, 梁金寶
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院空間科學(xué)與應(yīng)用研究中心