背照CCD驱动电路技术研究

为了满足微光遥感的低噪声探测要求,采用了英国E2V公司的背照式帧转移面阵CCD,设计了一套用于微光成像的视频电子学系统,给出了系统中电路的组成部分。为了获得良好的信号质量,围绕噪声主要组成成分,设计了用于微光成像系统的背照面阵CCD驱动电路及相关电路,有效地抑制了CCD的暗电流噪声和视频电路噪声。成像系统采用了Xilinx公司的Virtex-II型现场可编程门阵列（FPGA）作为核心控制器件,为CCD提供多路驱动信号。CCD模拟信号经过滤波、放大、采样和AD变换,转换为数字信号输出给数传系统。通过对视频电子学系统进行仿真和实测,在-20℃下,暗电流噪声±0.003mV,信噪比45dB,驱动电路符合设计预期要求。

典型星载遥感器光学系统总剂量效应防护方法与设计

针对空间不连续工作的典型星载光学遥感器的结构和光学系统,进行抗辐射薄弱环节与总剂量效应的仿真分析计算,提出在遥感器入光口遮光罩处增加防护盖以降低光学系统中辐射吸收剂量预示最大位置处的吸收剂量,并对防护盖的具体参数进行仿真优化设计。研究表明:光学系统各光学部件所在位置辐射吸收剂量处于不均匀状态,接收地物信息的第一镜体处的预示值最大;安装防护盖后,可大幅降低该处的辐射吸收剂量,使之与其他部位的吸收剂量处于同一量级水平;防护盖的实施参数以厚度1~3 mm、距离入光口遮光罩端部小于20 mm为最佳。文章最后描述了防护盖设计方法的通用性,给出了防护盖的适用技术条件。

深空探测中小行星探测的电子学技术

我国已经提出了雄伟的深空探测计划,太阳系中小行星及彗星探测必然成为未来探测计划的主要方向。回顾了国际上已发射成功的几种典型的太阳系小行星及彗星探测器载荷的电子学设计方案,这对我国未来深空探测计划有重要的参考价值。深空探测仪器的电子学设计始终是探测器最为关键的组成部分之一,其对深空探测领域的技术发展影响至关重要。以深空探测中电子学新技术的发展为研究目标,先简述了其发展历程和重要意义;根据我国目前探月工程成果及未来的规划,对比国外小行星探测的多个载荷电子学部分,总结归纳了未来电子学技术发展的新需求、特点及其趋势;最后由此提出了深空探测电子学发展中值得思考一些技术和发展建议。

气体轴承斯特林制冷机双级被动减振系统研究

气体轴承斯特林制冷机具有质量小、效率高、寿命长的特点,在空间低温冰箱、锗探测器冷却方面有广泛应用。为了减弱制冷机微振动对空间载荷工作的影响,设计了8个斜弹簧支撑下的气体轴承斯特林制冷机的双级被动减振结构,并基于该结构建立了三自由度非线性动力学模型,进行了数值仿真分析,测试结果验证了仿真方法的正确性。基于该模型讨论了不同减振器阻尼、不同弹簧刚度、不同重力加速度及不同外在激励作用对系统减振的影响,研究结果表明:振幅响应随着减振器阻尼(或斜弹簧刚度)增大而减小;重力影响主要体现在施加方向,对其他方向影响不大;制冷机电磁激励增大时,振动幅值也相应增大,且峰值有向高频方向移动的趋势。文中研究结果可为气体轴承制冷系统的设计与优化提供有效的参考。

斯特林制冷机自适应主动振动抑制算法研究

空间机械制冷机产生的振动会影响空间探测仪器对探测目标的分辨率和定位精度,是制约制冷机空间应用的一个关键因素。为了降低斯特林制冷机在应用中产生的振动,将自适应主动振动抑制算法引入到系统中。分析了目前采用的主动振动抑制算法的原理和优缺点,表明该方法依赖于减振制动器传递函数,因而稳定性、收敛性受传递函数误差的制约。基于延迟补偿修正filter-X结构和仿射投影算法提出了自适应主动振动抑制系统,该系统由控制器、振动传感器组成。仿真结果显示,相比于常用的控制方法,摆脱了减振器传递函数误差影响的制约,稳定性、收敛性和鲁棒性更好。

光电信号处理系统单粒子锁定的解锁控制电路设计及试验验证

针对CCD视频信号处理器件单粒子锁定引起的系统功能中断,开发了光学遥感器光电信号处理系统单粒子锁定解锁控制电路。利用器件单粒子锁定时电流突增的特征,通过系统自动判别锁定—断电解锁—上电恢复的工作模式,进行了解锁控制电路与系统电路融合嵌入式设计与试验,在工程上实现了器件发生单粒子锁定时光电信号处理系统的自动解锁控制。利用重离子辐照进行的系统成像验证试验表明,解锁控制电路能够有效可靠判别单粒子锁定是否发生,并自动快速有效解除锁定,恢复器件及光电信号处理系统功能,系统功能恢复时间<5 s。

视频处理电路电热耦合的仿真分析

随着遥感相机电路的功耗和集成度的提高,导致相机的电学设计和热学设计相互影响,相互制约,准确的热分析技术对PCB设计意义重大。传统的电路设计存在将电路和热路分开设计的缺点,电热耦合分析技术在兼顾电性能和热效应两方面提出了一种新型的分析方法,将焦耳热因素引入热分析中,为设计出准确的、符合实际情况的电学设计方案提供了有效参考。