GEM-TEPC调研分析及原理研究

为对现有组织等效正比计数器进行改进,使其满足高注量率辐射场测量要求,本实验室拟研制一套基于气体电子倍增技术的宽量程TEPC。对GEM-TEPC工作原理进行研究,并对其国际发展现状进行调研,在传统的TEPC灵敏体积内引入GEM膜取代阳极丝是切实可行的,可降低微型TEPC探测器的加工难度,提高其性能。通过调研总结GEM-TEPC设计关键技术,为本实验室GEM-TEPC的研制奠定了一定基础。     

GEM-TEPC调研分析及原理研究

为对现有组织等效正比计数器进行改进,使其满足高注量率辐射场测量要求,本实验室拟研制一套基于气体电子倍增技术的宽量程TEPC。对GEM-TEPC工作原理进行研究,并对其国际发展现状进行调研,在传统的TEPC灵敏体积内引入GEM膜取代阳极丝是切实可行的,可降低微型TEPC探测器的加工难度,提高其性能。通过调研总结GEM-TEPC设计关键技术,为本实验室GEM-TEPC的研制奠定了一定基础。     

GPD⁃GEM有效增益研究及其优化

偏振测量X射线聚焦望远镜阵列(PFA)属于增强型X射线时变与偏振空间天文台(eXTP)有效载荷之一,其位于焦平面的气体像素探测器(GPD)用于测量处于极端条件下天体辐射的软X射线偏振度等物理参数。GPD采用单层气体电子倍增器(GEM)作为气体放大级,有效面积为(15.5×15.5)mm^(2),孔型为双锥形结构,相邻孔间间距为50μm,孔外直径为30μm,锥角约为10°;该GEM孔采用非聚焦激光辐照技术制作成型,生产时由于激光非均匀性以及辐照区域重叠,将引起不同孔的锥角出现差异,造成孔间增益不均匀。基于GPD基线设计参数,通过构建GPD⁃GEM模拟框架,验证了模拟的有效增益和文献测试结果的一致性;在相同工作电压下,0°~10°范围内不同锥角对应的GPD⁃GEM有效增益基本呈线性关系。该结果表明GPD⁃GEM孔型最优为圆柱形结构,为其生产工艺提供了优化方向。     

空间辐射剂量测量技术发展CSCD

简要介绍了用于空间辐射剂量测量的被动式和主动式仪器,并进行了对比。被动式仪器有荧光探测器、径迹蚀刻探测器、核乳胶探测器、金属箔探测器、气泡探测器和MOSFET剂量计;主动式仪器有硅半导体探测器(Liulin-4)、硅望远镜(DOSTEL、RRMD、Liulin-5、CPDS)、气体探测器(TEPC、R-16电离室)和中子谱仪(Bonner球中子谱仪、层叠闪烁谱仪)。利用多种测量方法互相补充和验证,为空间辐射剂量提供了更可靠的数据。     

基于光学天线的多光谱窄带热探测器及其应用

在回顾热探测器的工作原理、材料体系和典型应用的基础上,着重介绍了利用光学天线调控热探测器像元的光谱响应、实现多光谱窄带探测的技术路线。首次提出了将基于光学天线的多光谱窄带探测器用于非色散红外光谱法(NDIR)进行多种气体传感的应用场景,以摆脱对窄带滤光片的依赖;针对八种典型的危害性气体(H2S、CH4、CO2、CO、NO、CH2O、NO2、SO2)的特征吸收波长构建了多光谱窄带探测器阵列,并采用NDIR进行了单一气体检测,由实验测得的气体检测下限与商用NDIR气体传感器的检测下限相当;发展了从多个窄带探测器的输出信号组合反推混合气体中各组分浓度的数学模型,并进行了NDIR多组分混合气体实验验证。结合商业案例,分析了超构材料多光谱窄带探测技术在固体、液体、气体等形态的物质成分分析中的实用价值,展望了其在国防军事、工业化工、食品安全及污染检测等领域中的应用前景。     

基于CO2浓度监测的飞机火警探测方法

目前飞机普遍采用感温、感烟火警探测方法,其存在误报率高的缺陷.分析了发生火灾时气态燃烧产物的生成规律,提出了以CO_2气体为火警探测参量,通过准确监测环境中CO_2气体浓度的变化,进行飞机火警探测的方法;根据飞机飞行所处环境条件的特殊性,研究了基于非色散红外(NDIR)吸收原理的CO_2气体浓度监测的飞机火警探测方法应用于飞机上所面临的温度补偿难题;根据飞机火警探测器测量电压与环境温度、参比电压之间的关系,采用偏最小二乘(PLS)法建立飞机火警探测器温度补偿模型;根据飞机火警探测器测量电压与CO_2气体浓度之间的关系,采用PLS法建立CO_2气体浓度计算模型;研究了基于CO_2气体浓度监测的报警算法,为飞机火警探测提供了一种新的方法.     

同心锥形TEM室结构设计及性能研究

针对目前场强探头在实际使用中无法进行宽带场强校准的问题,研制了同心锥形TEM室宽带场强校准系统,该系统可实现200MHz～40GHz频段内(1～200)V/m场强范围的场强探头频率响应、线性响应、场强幅度范围等参数的校准能力,为满足宽频带、大动态的场强校准需求打下良好基础。本文主要介绍同心锥形TEM室的阻抗匹配段和屏蔽门自顶向下的结构设计,并对其电性能进行了实验验证。     

欧洲和俄罗斯携手寻找火星生命

正北京时间3月14日17点31分,欧洲空间局和俄罗斯航天国家集团联合研制的"火星生命"(ExoMars)2016火星探测器,搭乘俄"质子"-M号运载火箭从哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场升空,预计于2016年10月抵达火星,拟在着陆火星后对其大气环境进行探测。此次发射的火星探测器由"痕量气体轨道探测器"(TGO)和名为"斯基亚帕雷利"的着陆器组成。其中TGO可检测火星大气中的甲     

组合式延伸喷管设计及性能增益估算

述及带有气体展开裙的双节套筒式延伸喷管的设计方法,并对其性能增益进行估算,结果表明该喷管具有很大的实用价值。     

欧空局成功排除太阳探测器进动故障

欧空局(ESA)最近成功地结束了尤利塞斯太阳探测器的进动,采用姿态控制窍门消除了故障。今后若再出现类似的故障,ESA可根据这一经验使其恢复正常。预计今后的观测活动不会再发生此类现象。进动是在1990年11月4日尤利塞斯探测器伸展轴向天线波瓣2小时后发生的。该探测器是一颗5.19转/分的自旋卫星,它在伸展状态时,X波段高增益天线指向地球,其包括一对向半径方向延伸的偶极天线波瓣(长72.5米)和一根轴向天线波瓣(长7.5米),以及搭载了多台观测仪器向半径方向     

X射线数字成像系统传递函数模型

基于非晶硅面阵探测器的工业X射线数字成像系统是目前最先进的射线检测技术,其系统传递函数PSF(Point Spread-Function)由非点源形成的系统几何弥散、闪烁体膜层弥散、探测器像元孔径采样3部分组成.通过分析各环节射线透照场强的分布特性,以高斯函数近似各环节相应PSF的数学表达式,建立了整个数字成像系统的PSF及其MTF(Modulation Transfer Function)理论模型,并由系统PSF的半波宽得到系统的近似有效带宽.以PaxScan2520面阵探测器组成的X射线数字成像系统为例,通过实验验证了该模型的合理性,利用此模型可快速估计数字成像系统可分辨被检试件的最小细节,为工业射线检测提供理论基础.     

菱形缝隙天线

本文主要是根据A·A毕斯多里哥尔斯的二重性原理推导了菱形缝隙天线的场强与方向图的计算公式,同时还介绍了菱形缝隙天线的阻抗与增益的计算方法。利用上述的公式进行具体计算,其结果与实验值比较符合。     

基于电光调制技术的脉冲场强校准方法

研究脉冲场强的校准方法，分析S频段脉冲场强产生原理和校准装置组成。通过基于电光调制技术的铌酸锂光波导传感器法对脉冲功率产生的峰值场强进行测量，峰值场强(1～3)kV/m,脉宽(10～100)μs,占空比1%～10%,上升/下降时间小于100 ns,场强幅值测量偏差小于1 dB。通过分析不确定度来源对测量不确定度进行了评定，扩展不确定度1.7 dB。最后采用接收天线法对光波导传感器法的脉冲场强校准结果进行了验证。     

日本隼鸟号小行星探测器起死回生

2003年5月9日,日本隼鸟号(Hayabusa)小行星探测器[原名为缪斯-C(MUSES-C)]由M-5火箭发射升空,目的是探测一颗名为丝川(Itokawa)的小行星(小行星25143),对其进行采样并带回样品。该探测器的设计、研制工作历时7年,在轨完成了地球引力辅助飞行、与小行星丝川交会、在丝川上着陆、进行采样和飞离小行星等飞行任务。2005年9月中旬,隼鸟号探测器到达丝川,对其形状、地形、颜色、组成、密度等进行研究;2005年11月,探测器在丝川上着陆和采样;2010年6月13日探测器返回地球并成功回收。2010年11月16日,日本宣布在隼鸟号的回收舱内发现了1500个物质微粒,这些微粒大部分来自于丝川小行星的岩石。     

“新视野”大揭秘

<正>"新视野"探测器的外形像一把短锹,其中锹把是它的核电站,锹身是探测器本体,锹身上顶着的大锅则是它的天线。探测器本体为三角形,长2.1米,最宽处约2.7米,高0.7米,大小相当于一架钢琴,发射时的质量为453千克。"新视野"探测器的通信采用X频段,包括一副直径达2.1米的高增益碟型天线、一副中增益碟型天线和两副低增益宽波束天线。"新视野"的天线比大多数深空探测器要大得多,这是由于距离遥远,信号微弱,所以需要一个很大的天线来接收和发送数据和信号。     

从日地系统L2出发借力月球飞越近地小行星

对于停留在日地系统L2的“嫦娥2号”探测器,其后续飞行方案有多个选项,例如主动撞月或重返月球轨道、返回地球轨道或再入大气、飞往地月系统L1/L2或日地系统L1、进入深空飞越近地小行星(最终,“嫦娥2号”于2012年12月13日成功地实现了对Toutatis小行星的近距离飞越)。探讨上述的飞行方案需要对飞行轨道进行初步设计,总的速度脉冲限制在100 m/s以内并且需要考虑探测器同时受到太阳、地球、月球的引力作用。本研究设计了探测器从日地系统L2出发借力月球实现Toutatis小行星飞越的飞行方案,与直接飞越方案相比,借力月球可以进一步节省探测器的燃料消耗,其等效速度脉冲设计值为58.47 m/s。     

中国1987—1990年科学实验卫星中空间辐射剂量信息的热释光分析方法

本文介绍了实验卫星中空间辐射剂量信息的热释光分析方法。应用LiF(Mg,Cu,P)探测器及程序加热方法,分析测定了几次实验卫星中空间辐射日平均剂量,均在20mrad/d以下。应用LiF(Mg,Ti)和Caso_4(Tm)探测器及发光曲线反卷积分析方法,研究了探测器本底荧光与低温峰影响的减除技术和高LET粒子造成的微观剂量分布不均匀情况。     

电离层综合探测器数据采集处理单元设计研究

电离层综合探测器(CDI)是一种面向快速响应航天器平台、用于原位综合探测电离层等离子体及未完全电离中性气体的新概念空间环境探测仪器, 实现了对常规平板朗缪尔探针、阻滞势分析器和离子阱质量分析器的小型化、一体化设计与集成. 本文基于USB2.0接口和FPGA (Field-Programmable Gate Array)技术, 选用高集成度的COTS (Commercial-Off-The-Shelf)器件, 对CDI多通道数据采集处理单元的系统方案和硬件设计进行研究, 并对FPGA的逻辑资源利用情况和Fusion器件内部ADC采样以及FIFO (First Input First Output)读写时序进行了仿真和分析.      

1030元TDICCD成象器件

本文叙述了一种适用于广角摄象机和其它弱光(L~3)应用的1030×128元时间延迟积分(TDI)CCD图像探测器。这种弱光,全景、时间延迟积分、电荷耦合(LOPAT CH)图像探测器可具有128条积分线:已设计出一种20微米见方的敏感单元,有效成象面积边长为20.6毫米。为了在弱光时(星光环境)获得高质量的图像,这种器件具有特别的多品硅光栅结构、埋沟寄存器结构以及高增益、浮动选通放大器(FGA)等特性。在强光成象时,这个器件有一个输入动态范围较宽的可重调浮动选通放大器(RFGA)、它还可以和FGA一起并联工作。     

“帕克太阳探测器”将首次飞入日冕观测太阳

正2018年8月12日,美国国家航空航天局(NASA)用德尔他-4H(Delta-4H)运载火箭从卡纳维拉尔角空军基地成功发射了"帕克太阳探测器"(Parker Solar Probe)。该探测器是首个飞进太阳日冕进行探测的航天器,其科学目的是研究日冕和太阳风,并对可能影响人类日常生活的空间天气进行预警。