脉冲星导航地面试验系统X射线模拟源测试分析

X射线模拟源是脉冲星导航地面试验系统的关键器件,用于模拟脉冲星辐射离散X射线光子信号,其性能直接影响X射线探测器和脉冲星导航的性能评估。脉冲星导航地面试验系统的X射线模拟源由脉冲X射线模拟源和单色X射线模拟源组成。通过对两类模拟源的辐射性能进行测试及分析,发现脉冲X射线模拟源覆盖了脉冲星导航使用的1-15keV软X射线能段,最大光子流量为21ph/s/cm2,流量稳定度为98.3%,恢复出脉冲轮廓的相似度达99.85%。单色X射线模拟源在软X射线频段能提供6种特征能谱,其能量分辨率分别为87.6eV@1.487keV、155.1eV@4.51keV、172.0eV@1.487keV、178.3eV@1.487keV、194.1eV@1.487keV、192.3eV@1.487keV。单色X射线模拟源在5.4keV处辐射最强,光子流量为48.48ph/s/cm2。测试结果表明,X射线模拟源辐射流量稳定,能量分辨率优于200eV,能满足X射线探测器性能测试的需求。

X射线脉冲星导航动态模拟实验系统研制与性能测试

本文设计了一种半实物实验系统,能模拟出航天器在地球轨道及深空飞行时接收脉冲星周期X射线信号的情形.该系统主要由动态信号数据库、X射线模拟源、真空系统和探测系统组成.模拟源可以模拟出任意波形的脉冲轮廓,探测系统的时间分辨率优于2μs,通过分析时间转化模型给出了动态信号生成方法.实验模拟了航天器在近地轨道飞行一周接收Crab脉冲信号,将采集的光子到达时间转换到太阳系质心时后累积脉冲轮廓与标准轮廓相关度为0.9882.

微通道板型X射线探测器的脉冲信号探测能力实验分析

为了掌握微通道板探测器的X射线脉冲信号观测能力,利用X射线脉冲星地面实验装置,开展了长时间的不同流强和不同背景噪声强度下的微通道板探测器脉冲信号探测实验,并建立了一套X射线探测器脉冲观测能力评估方法,推导出基于光子计时模式下X射线探测器的脉冲信号信噪比、脉冲轮廓相似度、脉冲到达时间精度和最小可探测功率的关系表达式.实验中,利用面积20cm^2的微通道板探测器开展了8组10 000s的实验,采集到有效观测数据,然后搜索最佳脉冲周期,重构观测脉冲轮廓,估计脉冲轮廓特征参数.实验表明,微通道板探测器具备良好的X射线脉冲信号观测与恢复能力,在较弱脉冲信号强度(光子流量密度为0.05ph/cm^2/s)和较强背景噪声(背景噪声强度是脉冲信号的16倍)下获取观测脉冲轮廓的信噪比、相似度、脉冲到达时间观测精度分别为35.73、88.38%、51.53μs和64.89、89.72%、29.24μs,验证了微通道板探测器具备一定的暗弱X射线脉冲星观测能力,且微通道板探测器的脉冲探测能力随着脉冲信号强度增加、背景噪声强度减弱、累积观测时间增加而提升.