一种空间粒子探测设备、空间粒子探测方法和卫星与流程

    技术2026-10-06  2


    本申请涉及空间粒子探测,具体而言,涉及一种空间粒子探测设备、空间粒子探测方法和卫星。


    背景技术:

    1、目前,空间粒子探测器的功能是获取空间中分布着各种高能粒子的能量,并鉴别粒子的种类。但空间粒子探测器的体积较大,无法放置到尺寸较小且空间比较紧凑的卫星(如:重量为10至100公斤(kg)的微型卫星)中使用。


    技术实现思路

    1、为解决上述问题,本申请实施例的目的在于提供一种空间粒子探测设备、空间粒子探测方法和卫星。

    2、第一方面,本申请实施例提供了一种空间粒子探测设备,包括:设备外壳以及容纳在所述设备外壳内的空间粒子探测器;

    3、所述空间粒子探测器,包括:第一前置放大电路、第二前置放大电路、第三前置放大电路、第一隔离围挡、第二隔离围挡、第一硅探测器、第二硅探测器、第三硅探测器、控制电路板、以及电源电路板;

    4、所述第一前置放大电路位于所述设备外壳的底部;

    5、所述第一前置放大电路、所述第一隔离围挡、所述第二前置放大电路、所述第二隔离围挡、所述第三前置放大电路沿着所述空间粒子探测器的高度方向依次叠放在所述设备壳体内;

    6、所述第一硅探测器设置在所述第一前置放大电路内,并与所述第一前置放大电路连接;所述第二硅探测器设置在所述第二前置放大电路内,并与所述第二前置放大电路连接;所述第三硅探测器设置在所述第三前置放大电路内,并与所述第三前置放大电路连接;

    7、所述控制电路板,分别与所述电源电路板、所述第一前置放大电路、所述第二前置放大电路、所述第三前置放大电路连接;

    8、所述设备外壳的底部开设有粒子入射窗口,所述粒子入射窗口的中心、所述第一硅探测器的中心、所述第二硅探测器的中心以及所述第三硅探测器的中心位于同一直线上;

    9、空间内的高能粒子进入所述粒子入射窗口后,先后入射到所述第一硅探测器、所述第二硅探测器和所述第三硅探测器;

    10、当所述高能粒子入射到所述第一硅探测器时,所述控制电路板,用于对入射到所述第一硅探测器的高能粒子的能谱进行划分;

    11、当所述高能粒子入射到所述第二硅探测器时,所述控制电路板,用于对入射到所述第二硅探测器的高能粒子是否为高能质子进行判断;

    12、当所述高能粒子入射到所述第三硅探测器时,所述控制电路板,用于对入射到所述第三硅探测器的高能粒子进行定位。

    13、第二方面,本申请实施例还提供了一种卫星,包括上述第一方面所述的空间粒子探测设备。

    14、第三方面,本申请实施例还提供了一种空间粒子探测方法,用于执行上述第一方面所述的空间粒子探测设备中控制电路板的功能,所述方法,包括:

    15、当接收第三前置放大电路发送的第三触发信号时,确定入射到所述第一硅探测器的高能粒子的入射角度在设计的角度范围内;

    16、将对入射到所述第一硅探测器的高能粒子的能谱进行划分后得到的能谱划分结果以及对入射到所述第二硅探测器的高能粒子是否为高能质子进行判断后得到的判断结果作为高能粒子探测的有效结果进行存储;

    17、当距离得到对入射到所述第二硅探测器的高能粒子是否为高能质子的判断结果的时间大于预设时间阈值时,将对入射到所述第一硅探测器的高能粒子的能谱进行划分后得到的能谱划分结果以及对入射到所述第二硅探测器的高能粒子是否为高能质子进行判断后得到的判断结果作为高能粒子探测的无效结果并进行舍弃。

    18、本申请实施例上述第一方面至第二方面提供的方案中,通过容纳在设备外壳内的空间粒子探测器中设置沿着空间粒子探测器的高度方向依次叠放在设备壳体内的第一前置放大电路、第一隔离围挡、第二前置放大电路、第二隔离围挡和第三前置放大电路,与相关技术中空间粒子探测器的体积较大,无法放置到尺寸较小且空间比较紧凑的卫星中使用的方式相比,对空间粒子探测器中的第一前置放大电路、第一隔离围挡、第二前置放大电路、第二隔离围挡和第三前置放大电路进行堆叠组装,减小了空间粒子探测器的结构尺寸,使得结构尺寸减小的空间粒子探测器可以放置在尺寸较小且空间比较紧凑的卫星中使用;而且,采用第一硅探测器、第二硅探测器、第三硅探测器三个硅探测器叠放的形式得到空间粒子探测器的高能粒子探测端,可以增加空间粒子探测设备的探测范围;再者,在第一前置放大电路与第二前置放大电路之间设置第一隔离围挡且在第二前置放大电路与第三前置放大电路之间设置第二隔离围挡,对外部信号进行电磁屏蔽,提高了空间粒子探测设备的工作稳定性。

    19、本申请实施例上述第三方面提供的方案中,通过空间粒子探测设备中安装的第三硅探测器和第三前置放大电路,对入射到空间粒子探测设备的高能粒子的探测结果进行筛选,将只有在设计的角度范围内入射到第一硅探测器的高能粒子的探测结果作为高能粒子探测的有效结果,进一步提高了高能粒子探测结果的准确性并降低了探测误差。

    20、为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。



    技术特征:

    1.一种空间粒子探测设备,其特征在于,包括:设备外壳以及容纳在所述设备外壳内的空间粒子探测器;

    2.根据权利要求1所述的空间粒子探测设备,其特征在于,所述设备外壳,包括:外壳底板、外壳中框以及外壳盖板;

    3.根据权利要求1所述的空间粒子探测设备,其特征在于,还包括:通信接口;

    4.根据权利要求1所述的空间粒子探测设备,其特征在于,当所述高能粒子入射到所述第一硅探测器时,所述第一硅探测器上会形成入射的高能粒子的自由带电离子;

    5.根据权利要求1所述的空间粒子探测设备,其特征在于,当所述高能粒子入射到所述第二硅探测器时,所述第二硅探测器上会形成入射的高能粒子的自由带电离子;

    6.根据权利要求1所述的空间粒子探测设备,其特征在于,当所述高能粒子入射到所述第三硅探测器时,所述第一硅探测器上会形成入射的高能粒子的自由带电离子;

    7.一种卫星,其特征在于,包括上述权利要求1-6任一项所述的空间粒子探测设备。

    8.一种空间粒子探测方法,用于执行上述权利要求1-6任一项所述的空间粒子探测设备中控制电路板的功能,其特征在于,所述方法,包括:

    9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括:

    10.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,还包括:


    技术总结
    本申请提供了一种空间粒子探测设备、空间粒子探测方法和卫星,通过容纳在设备外壳内的空间粒子探测器中设置沿着空间粒子探测器的高度方向依次叠放在设备壳体内的第一前置放大电路、第一隔离围挡、第二前置放大电路、第二隔离围挡和第三前置放大电路,与相关技术中空间粒子探测器的体积较大,无法放置到尺寸较小且空间比较紧凑的卫星中使用的方式相比,对空间粒子探测器中的第一前置放大电路、第一隔离围挡、第二前置放大电路、第二隔离围挡和第三前置放大电路进行堆叠组装,减小了空间粒子探测器的结构尺寸,使得结构尺寸减小的空间粒子探测器可以放置在尺寸较小且空间比较紧凑的卫星中使用。

    技术研发人员:钟时,魏延清,高雄伟,刘泽环,牛雨萌,史旺林,李波
    受保护的技术使用者:北京紫微宇通科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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