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子午工程二期宽频地磁波监测仪研制 被引量:1
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作者 于向前 和冬华 +6 位作者 肖池阶 宗秋刚 施伟红 刘斯 陈鸿飞 王永福 邹鸿 《地球与行星物理论评(中英文)》 2024年第1期6-14,共9页
地球的磁层中存在各种波现象,其频率从mHz延伸到数千Hz.这些波的研究一直是空间物理学研究的核心问题.针对目前世界上地磁台站的波监测设备均为各自测量相对变化、缺乏统一标定、无法进行从高纬到低纬联合观测、无法进行多台设备观测数... 地球的磁层中存在各种波现象,其频率从mHz延伸到数千Hz.这些波的研究一直是空间物理学研究的核心问题.针对目前世界上地磁台站的波监测设备均为各自测量相对变化、缺乏统一标定、无法进行从高纬到低纬联合观测、无法进行多台设备观测数据的统一对比研究的现状,本文综合使用磁阻传感器(探测ULF频段:1 mHz~2 Hz)、巨磁感抗传感器(探测ELF频段:0.2 Hz~2 kHz)和线圈传感器(探测VLF频段:0.2 kHz~10 kHz)研制新一代的宽频地磁波监测仪,将这些监测仪放置在120°E子午链附近的黑龙江漠河站(高纬)、北京十三陵站(中纬)、海南乐东站(低纬)等典型区域的地磁台站上,并对各个台站的设备进行统一的时间、振幅和频率标定,结合FY-3E、SMILE等近地空间卫星数据,全面提升对地球磁层的各种波现象的探测能力.研制的宽频地磁波监测仪的性能测试实验表明,其具有对一定频率(1 mHz~10 kHz)的波的探测能力;其幅度探测范围为:±65000 nT(ULF频段)、±1000 nT(ELF频段)、±100 pT(VLF频段);在量程范围内又具有较低的非线性误差:ULF频段≤0.0446%、ELF频段≤0.51%、VLF频段≤1.18%;噪声水平也较低:RMS(方均根)噪声≤0.5554 nT(ULF频段)、NPS(功率谱)噪声≤0.028 nT/√Hz(ELF频段)、NPS(功率谱)噪声≤0.24 pT/√Hz(VLF频段).所有这些特点使得所提出的宽频地磁波监测仪能够满足子午工程二期的波探测需求. 展开更多
关键词 子午工程二期 宽频地磁波监测仪 磁阻传感器 巨磁感抗传感器 线圈传感器
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行星际超低噪声三维能量粒子谱仪设计
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作者 于向前 王玲华 +7 位作者 王永福 施伟红 宗秋刚 杨芯 王游龙 叶雨光 陈鸿飞 邹鸿 《地球与行星物理论评(中英文)》 2024年第3期308-316,共9页
太阳系能量粒子的起源和加速一直是空间物理学的重要前沿课题之一.在行星际空间中观测到的太阳系能量粒子主要分为两类:一类是持续存在的“太阳风能量粒子”,另一类是间歇性的“太阳能量粒子事件”.受限于以往行星际粒子探测器的灵敏度... 太阳系能量粒子的起源和加速一直是空间物理学的重要前沿课题之一.在行星际空间中观测到的太阳系能量粒子主要分为两类:一类是持续存在的“太阳风能量粒子”,另一类是间歇性的“太阳能量粒子事件”.受限于以往行星际粒子探测器的灵敏度还不足够高,人类迄今仍未洞悉这些能量粒子起源和加速的物理过程与本质.本文设计了技术指标均为国际领先水平的行星际超低噪声三维能量粒子谱仪,采用双端望远镜结构(一端利用薄膜阻挡质子技术实现高灵敏电子探测,另一端利用磁场偏转电子技术实现高灵敏质子探测),结合多层、多像素半导体探测器阵列和覆盖近4π立体角的大视场设计,实现对行星际空间中20~1000 keV电子和25~12000 keV质子的三维分布进行高时间分辨率、高角度分辨率和高能量分辨率探测,用以揭示太阳系能量粒子起源和加速的机理,满足我国行星际探测和即将开展的深空探测的迫切需求. 展开更多
关键词 太阳系能量粒子 行星际能量粒子仪器 双端望远镜结构 大面积半导体探测器
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粒子辐射探测器专用电荷灵敏前置放大器扩量程技术研究
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作者 王游龙 于向前 +7 位作者 王玲华 陈鸿飞 施伟红 陈傲 王永福 杨芯 宗秋刚 邹鸿 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期973-978,共6页
专用集成前置放大器RENA3因噪声低而广泛用做粒子辐射探测器的前置放大器,但RENA3的最大输入电荷量限制了其量程。针对这一问题,提出一种通过在RENA3的输入端并联电容的方法来扩展量程,并对该扩量程技术方案进行理论分析、PSpice仿真分... 专用集成前置放大器RENA3因噪声低而广泛用做粒子辐射探测器的前置放大器,但RENA3的最大输入电荷量限制了其量程。针对这一问题,提出一种通过在RENA3的输入端并联电容的方法来扩展量程,并对该扩量程技术方案进行理论分析、PSpice仿真分析和实验验证。实验结果与理论分析和数值模拟结果相吻合,由此验证了所提出方法的可行性。该方法可适用于其他专用集成前置放大器的量程扩展。 展开更多
关键词 专用集成前置放大器 量程扩展 RENA3
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日球层边际能量中性原子遥感探测技术与发展趋势
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作者 于航 张嵬 +6 位作者 陆希 张伟 何建森 邹鸿 叶雨光 王永福 施伟红 《空间科学与试验学报》 CSCD 2024年第2期61-67,共7页
来自太阳系边际及以外的星际空间的能量中性原子,是认识邻近星际介质及其与太阳风相互作用的重要载体。受限于太阳系边际就位探测的任务时长与探测难度,在近地空间对日球层边际能量中性原子实施遥感探测更为切实可行。研究日球层边际能... 来自太阳系边际及以外的星际空间的能量中性原子,是认识邻近星际介质及其与太阳风相互作用的重要载体。受限于太阳系边际就位探测的任务时长与探测难度,在近地空间对日球层边际能量中性原子实施遥感探测更为切实可行。研究日球层边际能量中性原子可以增进对局地/邻近星际介质的组成及性质了解,深入验证太阳系演化与系内行星演变过程等空间科学问题,对推动我国空间任务和前沿科学发展有着重大意义。本文对近年来国际上开展或计划开展的日球层边际能量中性原子遥感探测的案例进行了总结,分析其探测任务的关键技术与科学目标,梳理了未来该领域的发展趋势及方向,针对我国今后的太阳系边际探测任务规划与技术发展提出了建议。 展开更多
关键词 日球层 能量中性原子 太阳系边际 遥感探测 星际介质
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PIN型辐射探测器的并联使用 被引量:3
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作者 施伟红 陈鸿飞 +4 位作者 邹鸿 邹积清 田大宇 宁宝俊 张录 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期908-910,共3页
由于高能电子的穿透能力较强,需要采用较厚的探测器进行探测。在中巴合作资源卫星上的星内粒子探测器,以往采用的是锂漂移型探测器。由于锂漂移型探测器有噪声大、不稳定等弱点,我们在新一代仪器上采用了离子注入型PIN探测器。但是,PIN... 由于高能电子的穿透能力较强,需要采用较厚的探测器进行探测。在中巴合作资源卫星上的星内粒子探测器,以往采用的是锂漂移型探测器。由于锂漂移型探测器有噪声大、不稳定等弱点,我们在新一代仪器上采用了离子注入型PIN探测器。但是,PIN探测器厚度有限,因而采用并联方法。本文就PIN探测器的并联应用进行实验和分析,证明其可行性。 展开更多
关键词 空间高能电子探测 半导体探测器锂漂移探测器 PIN探测器
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空间粒子探测器偏压电源取样降纹波设计 被引量:1
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作者 施伟红 于向前 +3 位作者 陈鸿飞 邹鸿 邹积清 仲维英 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期171-173,共3页
在粒子辐射探测器偏压电源中,发现输出电压有低频纹波存在。在实验中,发现利用纹波相位变换技术能有效消除输出电压的低频纹波。以理论分析和PSpice仿真分析为基础对取样电路进行设计。按照该设计实现的某型号卫星高能粒子探测器的高压... 在粒子辐射探测器偏压电源中,发现输出电压有低频纹波存在。在实验中,发现利用纹波相位变换技术能有效消除输出电压的低频纹波。以理论分析和PSpice仿真分析为基础对取样电路进行设计。按照该设计实现的某型号卫星高能粒子探测器的高压电源,输出电压稳定、纹波系数小,达到设计目的。试验证明这种电路设计,简单、高效,可为相关电路设计提供参考。 展开更多
关键词 辐射探测器 负高压电源 取样电路
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二氨基联苯胺分光光度法测定水中硒的探讨与改进 被引量:3
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作者 施伟红 顾建华 应丽丽 《中国卫生检验杂志》 CAS 2007年第8期1530-1530,共1页
关键词 二氨基联苯胺 改进
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改良二乙酰一肟-安替比林法测定游泳水中尿素 被引量:15
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作者 施伟红 《中国卫生检验杂志》 CAS 2008年第7期1319-1320,共2页
目的:建立实用、快捷的游泳水中尿素的测定方法。方法:在国标法的基础上提高酸用量,增大显色剂浓度。结果:本方法在0.20~10mg/L范围呈线性关系,精密度、加标回收率均符合要求,加热时间缩短一半,样品反应后2h内基本不褪色。结... 目的:建立实用、快捷的游泳水中尿素的测定方法。方法:在国标法的基础上提高酸用量,增大显色剂浓度。结果:本方法在0.20~10mg/L范围呈线性关系,精密度、加标回收率均符合要求,加热时间缩短一半,样品反应后2h内基本不褪色。结论:此方法测定结果与国标法比较无显著差异,在实际应用中更准确、操作更方便。 展开更多
关键词 改良 二乙酰一肟-安替比林法 尿素
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银盐法测定无机砷中盐酸纯度和用量的探讨 被引量:2
9
作者 施伟红 顾建华 《中国卫生检验杂志》 CAS 2007年第9期1712-1713,共2页
关键词 银盐法 无机砷 盐酸
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空间辐射探测器滤波电路的设计
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作者 施伟红 于向前 +5 位作者 陈鸿飞 邹鸿 邹积清 刘建文 崔战国 邵思霈 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期59-62,共4页
为满足粒子辐射探测器高压电源高稳定、低纹波的要求,设计一种LC和RC混合滤波电路来降低电源纹波,并进行理论分析、PSpice仿真和试验对结果进行验证。按照这种设计实现的某型号卫星高能粒子探测器的高压电源,输出电压稳定、纹波系数小,... 为满足粒子辐射探测器高压电源高稳定、低纹波的要求,设计一种LC和RC混合滤波电路来降低电源纹波,并进行理论分析、PSpice仿真和试验对结果进行验证。按照这种设计实现的某型号卫星高能粒子探测器的高压电源,输出电压稳定、纹波系数小,达到设计目的。试验证明这种电路设计简单、高效,可为相关电路设计提供参考。 展开更多
关键词 粒子辐射探测器 高压电源 滤波电路
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空间粒子辐射监测器用模拟信号源的实现
11
作者 施伟红 何正文 +3 位作者 陈鸿飞 于向前 邹鸿 邹积清 《航天器环境工程》 2012年第1期75-78,共4页
空间粒子辐射监测器需要有模拟信号源在其生产和测试、试验阶段对其进行电性能检测,并随其辗转于各测试场地。使用进口模拟信号源存在操作复杂、设备笨重及只有单路输出等问题,因此需要设计一种专用模拟信号源。根据空间粒子辐射监测器... 空间粒子辐射监测器需要有模拟信号源在其生产和测试、试验阶段对其进行电性能检测,并随其辗转于各测试场地。使用进口模拟信号源存在操作复杂、设备笨重及只有单路输出等问题,因此需要设计一种专用模拟信号源。根据空间粒子辐射监测器的要求自行研制的模拟信号源有多路模拟信号输出,且各路信号幅度可独立调节,并采用内部电源供电。经过测试验证,该模拟信号源可作为空间粒子辐射监测器的配套设备使用,性能优于原进口模拟信号源,其电路设计亦可为相关设备提供参考。 展开更多
关键词 粒子辐射监测器 模拟信号源 电路设计
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星内粒子探测器观测结果与辐射带模型的比较 被引量:7
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作者 邹鸿 陈鸿飞 +6 位作者 邹积清 施伟红 肖佐 郝永强 吴中祥 向宏文 朱文明 《地球物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期678-683,共6页
我们将资源一号卫星星内粒子探测器的观测数据与辐射带模式AE8/AP8的预测结果进行了对比,发现在南大西洋异常区的高能电子和质子的通量与辐射带模型的预测结果基本相同,而在两极极光带的电子通量比AE8模型预测的低得多.根据NOAA卫星的... 我们将资源一号卫星星内粒子探测器的观测数据与辐射带模式AE8/AP8的预测结果进行了对比,发现在南大西洋异常区的高能电子和质子的通量与辐射带模型的预测结果基本相同,而在两极极光带的电子通量比AE8模型预测的低得多.根据NOAA卫星的观测结果,可以认为这一差异主要是因为在南大西洋异常区(内辐射带)和两极极光带(外辐射带)的粒子投掷角分布的差异造成的.在南大西洋异常区粒子倾向于各向同性分布,而在极光带粒子各向异性明显,投掷角接近90°的粒子通量比0°投掷角附近的粒子通量大得多. 展开更多
关键词 星内粒子探测器 辐射带模型 投掷角分布 南大西洋异常区 极光带
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极弱电流信号检测电路中前置放大器模拟研究 被引量:10
13
作者 于向前 陈鸿飞 +3 位作者 邹鸿 施伟红 邹积清 仲维英 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第12期1514-1517,共4页
极弱准直流电流信号测量技术在精密仪器仪表研制过程中有着广泛地应用,其中前置放大器是核心,决定了系统的噪声水平和响应时间常数。在前置放大器的模拟研究中,通过建立电阻直接反馈法和"T"型电阻网络反馈法构成前置放大器的... 极弱准直流电流信号测量技术在精密仪器仪表研制过程中有着广泛地应用,其中前置放大器是核心,决定了系统的噪声水平和响应时间常数。在前置放大器的模拟研究中,通过建立电阻直接反馈法和"T"型电阻网络反馈法构成前置放大器的电噪声模型,获取了前置放大器在各种情况下的性能参数。模拟结果表明:系统的信噪比与传感器等效电容值成反比,与反馈电容值成正比,且不能笼统地认为电阻直接反馈法和"T"型电阻网络反馈法哪种方法更优,应根据具体的情况选用合适的反馈形式。该模拟结果可为极弱电流信号检测器中前置放大器设计提供参考。 展开更多
关键词 极弱电流信号检测 前置放大器 电阻直接反馈法 “T”型电阻网络反馈法
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极微弱准直流电流信号测量电路的设计 被引量:5
14
作者 于向前 陈鸿飞 +3 位作者 邹鸿 施伟红 邹积清 仲维英 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2015年第8期62-64,共3页
针对极微弱准直流电流信号检测中的噪声和零点漂移问题,采用理论分析和数值计算的方法设计了一款检测电路,包括前置放大器、主放大器和滤波电路。试验表明,该电路具有较低的噪声、较高的灵敏度、较宽的量程和较低的零点漂移量,能够满足... 针对极微弱准直流电流信号检测中的噪声和零点漂移问题,采用理论分析和数值计算的方法设计了一款检测电路,包括前置放大器、主放大器和滤波电路。试验表明,该电路具有较低的噪声、较高的灵敏度、较宽的量程和较低的零点漂移量,能够满足实际测量要求。实验结果与理论分析和数值模拟相吻合,可以为极微弱直流电流信号测量技术领域的研究工作提供参考。 展开更多
关键词 极微弱准直流电流信号测量 前置放大器 噪声分析 AD549 LTC1150
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空间粒子辐射探测器高压电源设计 被引量:9
15
作者 于向前 陈鸿飞 +1 位作者 邹积清 施伟红 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期529-532,537,共5页
利用SG1525芯片来实现空间粒子辐射探测器上高压电源。我们在试验的基础上通过建模计算来寻找电路的最佳工作点,包括:最佳占空比、最佳工作频率和变压器初级线圈的最佳电感量等。我们设计的高压电源输出电压-90V,占空比6.2%,0~18... 利用SG1525芯片来实现空间粒子辐射探测器上高压电源。我们在试验的基础上通过建模计算来寻找电路的最佳工作点,包括:最佳占空比、最佳工作频率和变压器初级线圈的最佳电感量等。我们设计的高压电源输出电压-90V,占空比6.2%,0~18μA负载调整率5.5‰,供电电压调整率1.3‰,纹波系数小于5‰,功耗426mW。理论分析结果与实验结果和经验值相吻合,可以为设计这方面的电路提供参考。 展开更多
关键词 高压电源 DC/DC变换 SG1525 粒子辐射探测器
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基于椭球拟合的三轴磁强计两步校准法 被引量:7
16
作者 于向前 刘斯 +10 位作者 肖池阶 曲亚楠 宗秋刚 陈鸿飞 邹鸿 施伟红 王永福 陈傲 宋思宇 高爽 邵思霈 《仪表技术与传感器》 CSCD 北大核心 2021年第4期52-56,共5页
在传统的基于椭球拟合校准法的基础上,提出了两步校准法。第一步引入中间变量,采用最小二乘法通过求解准线性方程来获得最优解,完成对总磁场和零位偏差的校准。第二步通过求解非线性方程组,完成灵敏度误差和三轴不正交性误差的校准。数... 在传统的基于椭球拟合校准法的基础上,提出了两步校准法。第一步引入中间变量,采用最小二乘法通过求解准线性方程来获得最优解,完成对总磁场和零位偏差的校准。第二步通过求解非线性方程组,完成灵敏度误差和三轴不正交性误差的校准。数值模拟和实际校准实验均表明,该方法能有效校准三轴磁强计由于制造工艺带来的误差,且引入中间变量可以有效避免计算误差的积累,从而有效降低总磁场的校准误差。 展开更多
关键词 正交性校准 三轴磁强计 两步校准法
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惠斯通电桥式磁阻传感器的零位温度漂移研究 被引量:5
17
作者 于向前 刘斯 +10 位作者 肖池阶 曲亚楠 宗秋刚 陈鸿飞 邹鸿 施伟红 王永福 陈傲 宋思宇 高爽 邵思霈 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期401-406,共6页
基于惠斯通电桥式磁阻传感器4个电阻元件存在温度差异的事实,提出一个惠斯通电桥式磁阻传感器零位温度漂移的简明准线性模型。在MATLAB环境下,准线性模型的仿真结果与实验结果吻合,验证了准线性模型的有效性,为解释惠斯通电桥型磁阻传... 基于惠斯通电桥式磁阻传感器4个电阻元件存在温度差异的事实,提出一个惠斯通电桥式磁阻传感器零位温度漂移的简明准线性模型。在MATLAB环境下,准线性模型的仿真结果与实验结果吻合,验证了准线性模型的有效性,为解释惠斯通电桥型磁阻传感器零位温度漂移的原因提供了清晰的思路,此模型也可应用于其他具有惠斯通电桥结构的传感器。 展开更多
关键词 惠斯通电桥结构 磁阻传感器 零位温度漂移简明模型
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火星电离层探测 被引量:4
18
作者 邹鸿 陈鸿飞 +3 位作者 施伟红 邹积清 仲维英 于向前 《空间科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第3期323-329,共7页
火星已经成为深空探测的重要目标之一,登陆火星并在火星生存是人类探测火星的终极目标,因此电离层是必须了解的火星电磁环境.火星电离层探测包括直接探测和间接探测.直接探测精度高,有较高的空间分辨率,但是观测时间短,无法提供长期稳... 火星已经成为深空探测的重要目标之一,登陆火星并在火星生存是人类探测火星的终极目标,因此电离层是必须了解的火星电磁环境.火星电离层探测包括直接探测和间接探测.直接探测精度高,有较高的空间分辨率,但是观测时间短,无法提供长期稳定的探测结果.对火星电离层的间接探测结果主要来自无线电掩星探测和顶部雷达探测.无线电掩星探测可实现对火星电离层整个电子密度剖面的长期稳定探测,但其空间水平分辨率较低,且可探测的电离层太阳天顶角范围受到地球与火星轨道的限制.顶部雷达探测对火星电离层的探测具有很高的时间分辨率和空间分辨率,且同样可进行长期稳定探测,为火星电离层研究提供了最新的支持.通过对火星电离层探测的基本方法及典型观测结果的分析,提出通过几种探测方法适当结合的方式,同时对火星电离层进行观测,能够大大推进对火星电离层的研究. 展开更多
关键词 火星 深空探测 电离层探测 无线电掩星观测 顶部电离层探测雷达
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Si-PIN硅条带探测器的电子学测试 被引量:4
19
作者 邹鸿 陈鸿飞 +4 位作者 邹积清 宁宝俊 施伟红 田大宇 张录 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期170-173,共4页
采用电子学等效方法对所研制的Si-PIN条带探测器的基本性能进行测试。Si-PIN条带探测器是在一个硅基片上刻蚀多个条带探测器,常用于空间探测中的粒子方向测量。介绍了对Si-PIN条带探测器电子学等效测试方法和结果,重点探讨了条带之间的... 采用电子学等效方法对所研制的Si-PIN条带探测器的基本性能进行测试。Si-PIN条带探测器是在一个硅基片上刻蚀多个条带探测器,常用于空间探测中的粒子方向测量。介绍了对Si-PIN条带探测器电子学等效测试方法和结果,重点探讨了条带之间的串扰问题。 展开更多
关键词 硅条带探测器 空间粒子探测 耗尽电容 条间串扰
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屏蔽材料对木星轨道卫星内部介质充电效应的影响研究 被引量:2
20
作者 于向前 施伟红 +5 位作者 宋思宇 陈鸿飞 宗秋刚 邹鸿 陈傲 王永福 《中国空间科学技术》 CSCD 北大核心 2021年第5期21-27,共7页
在木星轨道的空间辐射环境中,占主导地位的粒子是能量大于1 MeV(甚至高于100 MeV)的高能电子,这可能会产生卫星内部介质充电效应。在卫星的防辐射设计中,通常需要一定厚度的材料来屏蔽这些电子,使得进入卫星内部的电子通量达到安全的水... 在木星轨道的空间辐射环境中,占主导地位的粒子是能量大于1 MeV(甚至高于100 MeV)的高能电子,这可能会产生卫星内部介质充电效应。在卫星的防辐射设计中,通常需要一定厚度的材料来屏蔽这些电子,使得进入卫星内部的电子通量达到安全的水平。利用所建立的GEANT4-RIC(radiation induced conductivity)方法,研究了运行于木星轨道的卫星对高能电子的最佳屏蔽材料设计。研究了铝、钛、铁、铜、钽和铅作为卫星屏蔽材料的可能性。研究结果表明,在木星探测任务中,为了减轻卫星内部介质充电效应,高原子序数材料比低原子序数材料在相同质量下提供的屏蔽效果更好。因此,用钛、铁、铜、钽或铅代替地球轨道卫星上常用的屏蔽材料铝,可以节省屏蔽质量。 展开更多
关键词 木星轨道 卫星内部介质充电效应 屏蔽材料 充电电场 充电电势 空间辐射
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