一种基于TOF×E方法的空间中能离子探测器设计与仿真

对空间中几十keV到几MeV的中能离子进行成分、能谱和角分布进行测量,具有重要的科学价值和应用意义。中国在载人登月等深空探测计划中明确提出了对中能离子的探测需求,但当前尚未掌握中能离子测量技术。本文提出了一种基于SEE TOF×E方法的中能离子探测器方案,方案包括复合材料二次电子薄膜、电极、位置灵敏MCP探测器和SSD等核心部件的设计,可同时实现对5个方向的中能离子和4个方向的中能电子的测量。结合目前空间粒子探测载荷可实现的硬件时间分辨率、能量分辨率和仿真计算结果,可以发现,该设计可以在40 keV~5 MeV能量范围实现中能离子能谱测量;并能够对40 keV~5 MeV的H离子,45 keV~5MeV的He离子,130 keV~5 MeV的O离子和240 keV~5 MeV的Fe离子进行离子成分分辨;同时可实现对20~500 keV的电子进行能谱测量。

远区电磁脉冲时差测向及定位算法研究

对远区电磁脉冲(EMP)利用短基线时差测向,然后再利用长基线球面方向交会定位的算法进行了研究。通过分析,时差测向提高了测向精度;通过实例计算,验证了球面方向交会定位算法的正确性。

闪电VHF辐射相位干涉测向系统的数字化实现

VHF相位干涉仪在辐射信号探测方面有着广泛地应用,介绍了基于FPGA的VHF相位干涉测向系统,用于高速闪电波形数据的采集与测向,本系统采用数字复解调技术取代传统的模拟方式实现的VHF相位干涉仪,极大提高了系统的运算精度和抗噪声性能,并且可以实时改变接收频点。详细讨论了数字复解调技术的原理以及在FPGA上的实现,最后给出了测试结果,验证了系统的性能。

用于空间中高能离子探测的飞行时间(TOF)质谱仪——发展现状与展望

对空间中能量介于几十keV到几MeV的离子进行成分、能谱、通量和角分布等信息的测量,具有十分重要的科研和应用价值.20世纪80年代,一种基于二次电子发射(Secondary Electron Emission, SEE)的TOF×E空间中高能离子探测器(下简称中高能TOF质谱仪)问世,直到今天,仍然被广泛应用于各类空间任务.本文将重点介绍中高能TOF质谱仪的技术原理,发展历史,当前发展现状和未来趋势.另外还对中高能TOF质谱仪的质量分辨率和抗干扰能力两项关键参数的影响因素进行分析,并探讨通过引进石墨烯薄膜和金刚石探测器改善两项性能的可能性.该项技术目前我国仍未掌握,但随着我国多项深空探测项目即将开展,已对该技术提出了科研和应用需求.针对未来不同的空间任务需求,我国对中高能TOF质谱仪的研发应涵盖单方向高精度和多方向多要素两种类型,并研究通过引进石墨烯薄膜和金刚石探测器等新技术,进一步提升其探测性能和空间任务适应性.

微孔通道深宽比与曲率半径对龙虾眼光学系统成像的影响

在同一单色平行光源照射下研究微孔通道深度与宽度比值、球面曲率半径对观测视场、空间分辨率和光学灵敏度等成像指标的影响.结果表明:随着微孔通道深度与宽度比值的增加,空间角分辨能力逐渐变强,像面总光强逐渐变弱,在比值达到25∶1时,聚焦光线有效面积达到最大值;在同一微孔尺寸下,元件曲率半径的变化对空间角分辨率影响较小,更大的曲率半径有更大的有效面积,但同时要求更大的元件体积.

CZ-7遥2运载火箭发射次声信号分析研究

对CZ-7遥2火箭发射产生的次声信号进行了分析研究,确定了火箭发动机类型和飞行过程中在地面上投影点的运行轨迹;分析结果符合火箭发射的实际情况,验证了利用次声监测火箭发射是有效的监测手段。