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风云三号E星空间环境载荷综合探测技术
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作者 沈国红 黄聪 +14 位作者 张鹏飞 张效信 王金华 李佳薇 宗位国 张珅毅 张贤国 孙越强 杨勇 张焕新 邹鸿 王劲东 孙莹 白超平 田峥 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期145-156,共12页
针对中国风云三号卫星运行的低地球太阳同步轨道,开展空间环境及粒子辐射效应监测,提出基于空间环境监测器Ⅱ型载荷的综合探测技术。在各载荷技术指标的地面研制过程中,通过标准放射源、等效信号源、粒子加速器和标准磁场等不同方式进... 针对中国风云三号卫星运行的低地球太阳同步轨道,开展空间环境及粒子辐射效应监测,提出基于空间环境监测器Ⅱ型载荷的综合探测技术。在各载荷技术指标的地面研制过程中,通过标准放射源、等效信号源、粒子加速器和标准磁场等不同方式进行标定和实验验证。结果表明,多方向全能谱粒子探测的能量范围为30 keV~300 MeV,精度优于10%;磁场强度测量范围为-65023~+65023 nT,精度优于0.73 nT;电位探测范围为-32.4~+23.7 kV,灵敏度优于10 V;辐射剂量探测范围为0~3×10^(4) rad(Si),灵敏度优于8.3 rad(Si)。通过空间环境监测器Ⅱ型载荷对卫星运行轨道上的粒子辐射环境、原位磁场矢量变化、辐射剂量累积以及卫星表面电位变化等进行观测,可以为航天活动、卫星设计、空间科学研究及空间天气预警预报业务提供必要的数据支撑。 展开更多
关键词 空间环境 粒子探测 电位探测 辐射剂量 磁场探测
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基于ASIC芯片的多探测单元设计与验证
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作者 张鑫 徐婉秋 +7 位作者 白超平 孙越强 王文静 张帅 韩建伟 陈睿 朱翔 李悦 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期178-184,共7页
以空间辐射环境中的粒子为研究目标,研制了用硅微条传感器作为探头、用集成芯片IDE3160进行信号处理的空间粒子探测系统.该系统采用两片硅微条传感器组成的硅微条探测阵列作为前端探头,并应用数字化的信号处理方法,获取空间粒子入射的... 以空间辐射环境中的粒子为研究目标,研制了用硅微条传感器作为探头、用集成芯片IDE3160进行信号处理的空间粒子探测系统.该系统采用两片硅微条传感器组成的硅微条探测阵列作为前端探头,并应用数字化的信号处理方法,获取空间粒子入射的位置及在硅微条内单位长度沉积的能量(线性能量传递,LET).从诱发单粒子效应的物理机制角度,对比重离子和脉冲激光在硅半导体中所产生物理效应的不同.采用1.064μm脉冲激光开展系统测试,获得良好的LET线性结果:该系统数据采集所需时间为2.47 ms,可探测到的LET阈值约为0.1MeV·cm^(2)·mg^(–1),皮尔逊相关系数(PCC)达0.998,表明系统测量结果与理论设计符合性良好.该系统动态范围宽、线性度好,具有较高的集成度、可拓展性及可移植性,可以搭载在各种空间探测卫星上. 展开更多
关键词 空间环境 带电粒子 探测系统 硅微调传感器 线性能量传递
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风云三号E星中能质子探测器标定
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作者 郝梦坛 张珅毅 +7 位作者 侯东辉 沈国红 张焕新 苏波 白超平 孙莹 周平 冀文涛 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期558-566,共9页
风云三号E星搭载的中能质子探测器实现了风云三号系列卫星首次对辐射带中能质子进行多方向的测量。中能质子探测器实现了对九个方向的测量能量范围为0.03~5 MeV的中能质子能谱的测量。为确定中能质子探测器的实际性能,在仪器交付前,利... 风云三号E星搭载的中能质子探测器实现了风云三号系列卫星首次对辐射带中能质子进行多方向的测量。中能质子探测器实现了对九个方向的测量能量范围为0.03~5 MeV的中能质子能谱的测量。为确定中能质子探测器的实际性能,在仪器交付前,利用中国科学院国家空间科学中心的中高能电子加速器,对中能质子探测器的能量分辨率,相对响应效率曲线、不同方向探头测量一致性以及抗电子污染能力进行了标定。文中介绍了仪器的标定场所、标定内容,并对标定的结果做了分析。其结果显示,仪器的能量分辨率为6.50%@310 keV,各测量一致性偏差优于1.51%,电子在仪器内产生污染计数的概率低于1%。该结果为中能质子探测器在轨运行时数据的分析处理提供了重要的参考依据。 展开更多
关键词 太阳同步轨道 风云三号E星 中能质子探测器 定标 能量分辨率
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基于三维场路协同方法的静电损伤仿真测试平台 被引量:3
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作者 张鑫 白超平 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1739-1746,共8页
静电放电已经逐渐成为导致各类电子设备故障的主要原因之一,在电子产品研制过程中通常采用实物测试方式检验产品抗静电能力,但该方式耗费资金过大、可重复性差同时易损伤受试设备。在这种情况下,建立基于三维场路协同方法的静电损伤仿... 静电放电已经逐渐成为导致各类电子设备故障的主要原因之一,在电子产品研制过程中通常采用实物测试方式检验产品抗静电能力,但该方式耗费资金过大、可重复性差同时易损伤受试设备。在这种情况下,建立基于三维场路协同方法的静电损伤仿真测试平台有效地解决了上述问题。该平台以电脑仿真技术(CST)软件为基础,通过构建静电放电枪模块,结合受试设备模块和仿真参数设置模块,以时域有限积分法求解器进行仿真,并利用数据输出和处理模块得出结果。利用建立好的仿真测试平台对一台数据传输设备进行8 k V接触放电,观察其表面电流和磁场分布,并对其造成的传导干扰和辐射干扰进行分析。通过建立静电损伤仿真测试平台,实现了静电放电测试的可重复以及无损伤的目的,具有较强的工程指导意义。 展开更多
关键词 仿真建模 静电放电 电脑仿真技术(CST)软件 表面电流 干扰途径
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旋转盘片式空间相机快门的设计与研制
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作者 张鑫 周惠坤 +2 位作者 李保权 白超平 史春艳 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2015年第6期37-41,共5页
以空间成像观测中应用的快门装置为研究目标,介绍了目前在空间相机中应用的几种快门型式,并分析其优缺点.选取旋转盘片式快门作为研究对象,从曝光方式出发,研究快门控制策略,分析电机选型及控制规则,构建基于DSP控制器的方案,并基于该... 以空间成像观测中应用的快门装置为研究目标,介绍了目前在空间相机中应用的几种快门型式,并分析其优缺点.选取旋转盘片式快门作为研究对象,从曝光方式出发,研究快门控制策略,分析电机选型及控制规则,构建基于DSP控制器的方案,并基于该方案进行了快门曝光时间的测试,最大误差3.0%,最小误差0.1%,测试结果满足任务需求.目前该装置在国内同类快门中具有动态范围宽、曝光误差小、工程化程度高的特点. 展开更多
关键词 空间相机 快门 旋转盘片式快门
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风云四号A星和GOES-13相对论电子观测数据在轨交叉定标及数据融合研究 被引量:3
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作者 刘震 杨晓超 +10 位作者 张效信 张珅毅 余庆龙 张鑫 薛炳森 郭建广 宗卫国 沈国红 白超平 周平 冀文涛 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第15期350-356,共7页
地球磁层空间的相对论电子通过内部充放电效应,能够导致在轨航天器彻底失效.由于对这种空间粒子的特性和物理机制仍不清楚,磁层空间相对论电子一直是空间环境探测和空间科学研究的重要对象.开展相关磁层空间环境特性的研究和粒子辐射环... 地球磁层空间的相对论电子通过内部充放电效应,能够导致在轨航天器彻底失效.由于对这种空间粒子的特性和物理机制仍不清楚,磁层空间相对论电子一直是空间环境探测和空间科学研究的重要对象.开展相关磁层空间环境特性的研究和粒子辐射环境建模等,需要同时使用来自不同卫星、不同探测器的观测数据.消除不同探测器之间的系统偏差,实现不同来源数据的融合,是开展相关研究的必要前提.本文对我国最新的地球同步轨道卫星—风云四号A星(FY-4A)和同类轨道的美国GOES-13卫星相对论电子(>2 MeV)观测数据,开展在轨交叉定标及数据融合研究.本文严格筛选出地磁宁静期(Kp<2)的观测数据,以保证研究对象是被地磁场稳定捕获的辐射带粒子.根据辐射带粒子的物理特性,即3个绝热不变量的基础之上,以Liouville定理为依据,在漂移壳Lm坐标下比较两颗卫星观测到的电子通量,得到两颗卫星相对论电子观测之间的系统偏差.依据该结果,进行数据融合处理,结果表明系统偏差得以很好地消除.通过本项研究工作,得到了国际上重要的两个地球同步轨道相对论电子观测系统之间的偏差,并根据该研究成果,成功实现两个探测系统观测数据之间的融合,为后续的理论和应用研究工作打下了坚实的基础,也为地球同步轨道其他能道高能电子观测数据的在轨交叉定标和数据融合提供了参考方法. 展开更多
关键词 相对论电子 地球同步轨道 在轨交叉定标 数据融合 风云四号A星
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2013年高考“航母舰载机拦阻着舰”问题探究
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作者 张丽伟 白超平 《物理通报》 2014年第2期106-109,共4页
1背景分析和探究内容 2013年高考全国新课标I卷第21题是一道以航母舰载机拦阻着舰为背景的力学问题,该题考查了受力分析、牛顿第二定律、功率、v—t图像的物理意义等多方面知识,是一道比较新颖的运用高中物理知识解决实际问题的试题... 1背景分析和探究内容 2013年高考全国新课标I卷第21题是一道以航母舰载机拦阻着舰为背景的力学问题,该题考查了受力分析、牛顿第二定律、功率、v—t图像的物理意义等多方面知识,是一道比较新颖的运用高中物理知识解决实际问题的试题.该题的出现引起众多高中物理教师和学生的热议与思考.议论主要集中于以下几点: 展开更多
关键词 航母舰载机 着舰 高考 牛顿第二定律 物理知识 背景分析 受力分析 物理意义
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