航天器外表面导电面积对朗缪尔探针科学探测的影响

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【国家自然科学基金】_朗缪尔探针_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801

【国家自然科学基金】_朗缪尔探针_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140801

2012年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28
科研热词 推荐指数 等离子体 3 超高速碰撞 2 探针诊断 2 超高速撞击 1 诊断技术 1 等离子测量 1 离子推力器 1 电离层综合探测器 1 电子温度 1 电子密度 1 电子回旋共振 1 特征参量 1 爆炸力学 1 朗缪尔探针 1 朗缪尔三探针 1 时间分辨率 1 数据采集 1 扫描朗缪尔探针 1 双朗缪尔探针 1 usb2.0 1 triple langmuirprobe (tlp) 1 sweep langmuir probe (slp) 1 plasma 1 langmuir探针 1 hypervelocity impact 1 fpga 1 electron temperature 1 electron density 1
2008年 序号 1 2 3 4
科研热词 推荐指数 电子加热模式 2 朗缪尔探针诊断 2 甚高频容性耦合等离子体 1 双频激发容性耦合等离子体 1
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
科研热词 朗缪尔双探针 霍尔推力器 长脉冲放电 耙子型探针 等离子体 空间分布 离子源 磁场强度 电弧离子镀 梳状型探针 朗缪尔探针 放电特性 径向传播 密度反馈控制 发射光谱 三维空间结构 ecr等离子体
2013年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
2013年 科研热词 郎缪尔探针诊断 逻辑芯片 超高速碰撞 脉冲等离子体推力器 羽流 粒子-流体混合模拟 等离子体 磁流体力学 电负性等离子体 电负度 电磁干扰 电推进 电子温度 电子密度 电子回旋共振 朗缪尔探针 尘埃等离子体 射频放电 发射光谱 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

热敏电阻在航天器上的应用分析_张加迅

热敏电阻在航天器上的应用分析_张加迅

中国空间科学技术CHINESE SPACE SCIENCE AND TECHNOLOGY 2004年12月第6期热敏电阻在航天器上的应用分析张加迅*王虹**孙家林*(*中国空间技术研究院,北京100086)(**山东航天电子技术研究所,烟台264000)摘要文章首先阐述了航天器对于测温传感器的需求,并对目前航天器在地面试验和飞行试验中,所采用的主要测温传感器的特点进行了概述。

然后,以目前航天器在轨运行中应用最为广泛的热敏电阻为研究对象,介绍了它在航天器中的应用方案,以及为保证其测温精度、工艺可实施性和可靠性所应注意的问题。

主题词热敏电阻器温度测量热控制航天器1引言由于航天器在空间运行时要向深冷空间辐射热量,并且受到各种复杂外热流的影响(例如对于环地航天器,存在太阳辐射、地球红外、地球反照等外热流)。

因此,航天器在设计时,必须要进行合理的热控制设计,使航天器中的各种仪器设备在合适的温度水平下工作。

航天器在轨运行的温度情况通过温度传感器进行反映,航天器相关分系统采集温度传感器的信号,然后传输到地面测控网站或星上热控制处理单元,由地面测试人员或相关功能系统对其进行状态判断,最终通过地面指令或星上自主控制实施对星上仪器设备的热控。

因此,温度传感器所反映的温度水平的准确程度,将对仪器设备的热控制起着至关重要的作用[1,2]。

另外,随着航天器的发展,各种精密仪器设备对热控的要求更为严格,由于这些仪器设备功能复杂,在保证其主要功能的前提下,通过其本身的热控设计来达到其内部精密器件的温度要求有很大难度,因此,它们常常会对航天器热环境提出较为严格的要求,而这些要求有的甚至会对整个航天器的总体方案具有决定性的影响。

例如,有的光学成像仪器要求热控的温度控制水平优于011e,局部测量精度达到0105e的水平,因此,需要测温传感器的精度必须优于这些仪器设备的要求。

目前国际上在航天器研制中所用的温度传感器主要有热电偶和热敏电阻两种。

等离子体技术以应用-2-2-静电探针法(朗谬尔探针)讲解

等离子体技术以应用-2-2-静电探针法(朗谬尔探针)讲解

(3.3) (3.4)
其中Ie0 和Ii0 的单位是mA,电子浓度ne0 和离子浓度ni0 相等,单 位为cm-3鞘层表面积等于探针表面积挂AP, 单位是cm2,电子温 度和离子温度单位为eV, A 是离子的原子量,探针鞘层电压
VP U P VSP
(3.5)
带电粒子经过鞘层的电流 I e I e0 exp[eVP (kTe )] I e0 I i I i 0 exp[ eVP (kTi )] I i 0
(一)静电单探针的使用条件及其伏安特性 使用单探针的条件如下: (1 )被测空间是电中性的等离子体空间,电子浓 度ne和正离子浓度 ni相等,电子与正离子的速度满足麦 克斯韦速度分布,它们的温度分别为Te和Ti; (2 )探针周围形成的空间电荷鞘层厚度比探针面 积的线度小,这样可忽略边缘效应,近似认为鞘层和探 针的面积相等; (3 )电子和正离子的平均自由程比鞘层厚度 λD 大, 这样就可忽略鞘层中粒子碰撞引起的弹性散射、粒子激 发和电离; (4)探针材料与气体不发生化学反应; (5)探针表面没有热电子和次级电子的发射。
ne0 ni 0 3.7 108 I e0 ( AP kTe )
(3.16)
其中neo、nio 、单位是cm-3, Ieo单位是mA, Ap单位是cm2, KTe单位是eV。
这样利用(3.15)、(3.16)式就可以计算出等离子体 的电子温度Ti 和等离子体密度ne 、 ni (电子密度和离子密 度)。
(3)离子饱和区 当鞘层电压降
(3.18) 时,电子被完全拒斥,探针电流由纯离子流组成,即
VP U P VSP 0
I P I i I i 0 exp[ eVP
(kTi )] I i 0

航天器高压太阳电池阵列ESD_检测用柔性天线传感器

航天器高压太阳电池阵列ESD_检测用柔性天线传感器

Vol. 40, No. 5航 天 器 环 境 工 程第 40 卷第 5 期492SPACECRAFT ENVIRONMENT ENGINEERING2023 年 10 月https:// E-mail: ***************Tel: (010)68116407, 68116408, 68116544航天器高压太阳电池阵列ESD检测用柔性天线传感器张国治1,汪令仪1,张翰霆1,冯 娜2,王 海2,张晓星1*(1. 湖北工业大学 新能源及电网装备安全检测湖北省工程研究中心,武汉 430068;2. 北京东方计量测试研究所,北京 100094)摘要:为完善地球同步轨道(GEO)航天器静电放电(ESD)风险评估手段,文章根据空间ESD辐射电磁波频带特性,利用三维电磁场仿真软件ANSYSS HFSS,采用矩形贴片天线等效技术、梯形地平面技术和CPW馈线指数渐近线化技术开展航天器高压太阳电池阵列ESD检测用柔性天线传感器研究。

采用聚酰亚胺(PI)作为柔性天线基底,其厚度为0.28 mm;柔性天线在弯曲半径分别为100、300、500 mm 以及不弯曲条件下,300 MHz~2 GHz频带范围电压驻波比(VSWR)小于3,其中在650 MHz~2 GHz 频段范围VSWR小于2。

通过搭建的ESD模拟试验平台对传感器的电磁脉冲(EMP)信号检测性能进行实测分析,结果表明传感器能够有效地检测到高压太阳电池阵列表面的ESD EMP信号,具有用于航天器ESD故障预警的潜力。

关键词:航天器;高压太阳电池阵列;静电放电;柔性天线传感器;电磁脉冲检测;单极子天线中图分类号:V520.6; O441.5文献标志码:A文章编号:1673-1379(2023)05-0492-09 DOI: 10.12126/see.2022120Flexible antenna sensor for ESD detection ofspacecraft high voltage solar cell arrayZHANG Guozhi1, WANG Lingyi1, ZHANG Hanting1, FENG Na2, WANG Hai2, ZHANG Xiaoxing1*(1. Hubei Engineering Research Center for Safety Monitoring of New Energy and Power Grid Equipment, Hubei University ofTechnology, Wuhan 430068, China; 2. Beijing Orient Institute of Measurement and Test Organization, Beijing 100094, China) Abstract: In order to improve the electrostatic discharge (ESD) risk assessment method for geosynchronous orbit (GEO) spacecraft, research on flexible antenna sensors for spacecraft ESD radiation detection were carried out in this article. Based on the frequency band characteristics of space ESD radiation electromagnetic wave, the means applied included the three-dimensional electromagnetic field simulation software ANSYSS HFSS, the equivalent technology of rectangular patch antenna, the trapezoidal ground plane technology and the CPW feeder exponential asymptotic technology. Polyimide (PI) was used as the base of the flexible antenna, and its thickness was 0.28 mm. The voltage standing wave ratio (VSWR) was less than 3 in the 300 MHz to 2 GHz frequency band range when the bending radius was 100, 300, 500 mm and no bending, of which the VSWR was less than 2 in the 650 MHz to 2 GHz frequency band range. The electromagnetic pulse (EMP) signal detection performance was measured and analyzed by the ESD simulation test platform. The results show that the designed antenna can detect ESD EMP signal effectively, with the potential to be used for spacecraft ESD fault warning.Keywords: spacecraft; high voltage solar cell array; ESD; flexible antenna sensor; EMP detection; monopole antenna收稿日期:2022-11-07;修回日期:2023-09-17基金项目:国家自然科学基金项目(编号:52107144);湖北省教育厅科技项目(编号:Q20211401)引用格式:张国治, 汪令仪, 张翰霆, 等. 航天器高压太阳电池阵列ESD检测用柔性天线传感器[J]. 航天器环境工程, 2023, 40(5): 492-500ZHANG G Z, WANG L Y, ZHANG H T, et al. Flexible antenna sensor for ESD detection of spacecraft high voltage solar cell array[J]. Spacecraft Environment Engineering, 2023, 40(5): 492-5000 引言随着航天技术的快速发展,高压太阳电池阵列作为航天器的主电源,其对运行安全性的要求越来越高[1-2],100 V及以上的高压电池阵列已经普遍应用于地球同步轨道(GEO)航天器。

探空火箭的发展现状及趋势

探空火箭的发展现状及趋势

万方数据 万方数据场地遍及全球,包括本土的佛吉尼亚、新墨西哥、阿拉斯加、加利福尼亚、佛罗里达、夏威夷发射基地.以及瑞典、挪威、澳大利亚、格陵兰岛、巴西、秘鲁、波多黎各等围的发射基地。

NSROC共有lO种不同类型的探空火箭【悯(图1),涵盖了不同的探测高度和科学应用范围。

图1NSROC计划中的10种探空火箭Fig.110kindsofsoundingrocketsintheNSROCprojectNASA探空火箭计划项目办公室(SRPO)在2006年共发射探空火箭21次,成功率达loo%。

SRP0于2007年1月又发起了一个火箭探空计划.其主题是利用火箭探测电离层的扰动现象。

将发射10枚探空火箭。

这项研究包含4个独立的科学任务。

而每项任务均包含一系列观测活动,先是地面设备观测,确定现象出现后再利用探空火箭进行实地探测。

2007年1月19日.NASA的Joule一2项目【1日发射4枚探空火箭:1枚BlackBmnf、l枚Terrie卜BlackBrant和2枚Te而er0don火箭.其科学探测目标是研究1月阿拉斯加地区上空极光的焦耳热效应,其中2枚火箭的载荷舱如图2所示。

通过这4枚火箭的发射,获得了更多关于96.6~193km稀薄大气电加热的信息。

成功地在亚暴事件期间对高纬度地区焦耳加热进行了多尺度研究。

(a)Te州er_Bl孔kB陋m(b)BlackB陀nt图2JouI争.2项目发射的探空火箭载荷舱Fjg.2PayIOadcabin百DrtherOcketsjntheJouIe一2Project2007年2月14日,NASA在阿拉斯加发射了HEX一2探空火箭【131。

在HEX一2任务中,BlackBrantX火箭采用了突破性“定制飞行轨道技术”.使火箭可以在期望的高度上飞行较长一段距离,突破了以往的弹道限制。

如图3所示,在右下方框中,白色实线为BlackBrantX的飞行轨迹,可以看出它在130—150km高度上飞行了超过300km水平距离.大大超过了绿色实线所表示的传统弹道飞行轨迹。

利用朗缪尔双探针诊断电弧离子镀等离子体参数的开题报告

利用朗缪尔双探针诊断电弧离子镀等离子体参数的开题报告

利用朗缪尔双探针诊断电弧离子镀等离子体参数的开题报告一、研究背景电弧离子镀是一种重要的表面处理技术,可用于制备具有高质量、高性能的薄膜和涂层材料。

电弧离子镀技术中,等离子体参数的控制对薄膜质量和性能具有重要影响。

因此,对等离子体参数进行准确的诊断和控制,对于优化薄膜制备过程和提高膜层质量具有重要作用。

近年来,利用Langmuir探针等方法对等离子体参数进行诊断成为研究热点之一。

然而,传统的Langmuir探针只能对等离子体进行局部的诊断,而整个反应室内等离子体参数的分布往往是非常复杂的,这限制了等离子体参数的准确诊断和控制。

为了克服这一限制,利用多探针方法进行诊断,如利用Langmuir-电子能量分布、Langmuir-电荷分布、Langmuir-振动分布等多种探针进行综合诊断,取得了一定的进展。

然而,这种方法需要使用多套探针,成本较高,且操作复杂。

二、研究目的为了提高等离子体参数的诊断和控制的效率和精度,本课题将采用Langmuir-电磁铁探针(Langmuir-Magnetron Probe,LMP)和Langmuir-磁感应力探针(Langmuir-Magnetic Force Probe,LMFP)构成一套“双探针系统”,以同时诊断等离子体离子参数和电子参数,实现整个等离子体参数的多点、综合的诊断。

三、研究内容1. 构建“双探针系统”:参考已有的LMP和LMFP的设计方案,自行设计并优化一套双探针系统。

2. 等离子体参数诊断:采用双探针系统对电弧离子镀等离子体进行诊断,将得到的LMP和LMFP的实验数据分别处理,得到等离子体离子参数和电子参数的分布。

3. 系统分析:通过分析等离子体参数分布的数据,得出整个等离子体的参数分布特征,发现存在的问题及原因,为进一步的研究和改进提供思路。

四、研究意义本课题的研究将为电弧离子镀等离子体参数的诊断和控制提供一种高效、精确、成本低廉的方法,从而为优化膜层制备过程和提高膜层质量提供重要的技术手段。

朗缪尔探针诊断系统的研制及其应用

朗缪尔探针诊断系统的研制及其应用

Keywords: plasma diagnostic, Langmuir probe, data acquisition card, antijamming
III
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知,除文中已经标明引用的内容外,本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。 对本文的研究做 出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到,本 声明的法律结果由本人承担。
湿法刻蚀通常总是各向同性的有严重的钻蚀效应刻蚀后的图形边缘比较粗糙当结构尺寸小于10?m时就难以保证精度和重复性而要刻蚀线宽在3?m以下的图形则十分困难至于要刻蚀亚微米以下的图形几乎是不可能的21但等离子体刻蚀技术却能弥补上述不足为微电子技术的迅猛发展做出了巨大贡献
华中科技大学 硕士学位论文 朗缪尔探针诊断系统的研制及其应用 姓名:陈伟 申请学位级别:硕士 专业:脉冲功率与等离子体 指导教师:刘明海 20090531
[1,2,3]
。 现实生活中等离子体随处可见,如自然界中的太阳、电离层、极光、雷电等;而
日光灯、霓虹灯、电弧焊等则是由人工方法产生的等离子体。图 1.1 中所示为主要类 型的等离子体密度和温度的数值。从密度为 106 个/m3 的稀薄星际等离子体到密度为 1025 个/m3 的电弧放电等离子体,数值跨越近 20 个数量级。其温度分布范围从 100K 的低温到超高温核聚变等离子体的 108~109K[2]。 一般情况下,等离子体中存在电子、正离子和中性粒子三种粒子。设它们的密度 分别为 ne,ni,nn,由于 ne≈ni(呈准电中性) ,故电离前气体分子密度为(ne+nn)。于是, 可以定义电离度 β=ne/(ne+nn),由此来描述等离子体的电离程度[2]。日冕和核聚变中的 高温等离子体的电离度都是 100%,这种 β=1 的等离子体称为完全电离等离子体。电 离度大于 1%的称为强电离等离子体。像火焰中的等离子体大部分是中性粒子,其电

天琴对宇宙膨胀的探测能力研究

天琴对宇宙膨胀的探测能力研究

第60卷第1-2期2021年1月Vol.60No.1-2Jan.2021中山大学学报(自然科学版)ACTA SCIENTIARUM NATURALIUM UNIVERSITATIS SUNYATSENI天琴对宇宙膨胀的探测能力研究*李霄栋1,肖小圆1,王凌风2,赵泽伟2,张鑫21.中山大学物理与天文学院,广东珠海5190822.东北大学理学院,辽宁沈阳110004摘要:经过近几十年的发展,宇宙学的研究已经进入精确宇宙学时代。

根据Planck测量结果和ΛCDM模型,只需要6个参数就可以在统计意义上重现出与观测数据基本符合的宇宙演化历史。

但是实际上,当前宇宙学领域中还存在许多未解决的重要科学问题,而且不同的观测数据在基于基本ΛCDM模型进行宇宙学参数推断时会出现一些不一致性。

这些问题的回答都需要对基本ΛCDM模型进行扩展,并对额外引入的参数进行精确的测量。

目前主流的宇宙学探针主要是针对宇宙的膨胀历史和宇宙的结构增长进行观测的光学(以及近红外)项目,因此它们可能存在着相似的系统误差。

发展全新的非光学观测手段的宇宙学探针对于宇宙学未来的研究至关重要。

因为引力波振幅携带了绝对光度距离的信息,所以能够帮助建立真正的距离——红移关系,用以研究宇宙的膨胀历史。

这种引力波观测被称为“标准汽笛”。

宇宙学研究是天琴、LISA等空间引力波探测器的重要研究目标之一。

这些探测器预计都可以在未来观测到大量的引力波事件,为宇宙学研究(特别是高红移宇宙)提供珍贵的观测数据。

本文参考相关的文献,介绍了天琴标准汽笛数据限制宇宙学参数能力的情况。

考虑了popⅢ、Q3nod和Q3d三种大质量黑洞双星模型,结果表明,对于不同的大质量黑洞双星模型,天琴项目对宇宙学参数的限制能力各有不同,其中Q3nod模型下的限制能力最强。

天琴的标准汽笛探测有助于打破其他观测手段所导致的宇宙学参数简并,从而有效地提升宇宙学参数的测量精度。

我们有理由相信,未来的引力波观测与光学和射电观测相结合将把宇宙膨胀历史的探索推进至一个全新的层面,为探测哈勃常数大小、揭示暗能量的本质属性提供帮助。

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Ab t a t The i v s i a i n o h n sr c : n e tg to f t e La gmu r p ob s lmie he r to of t pa e r f on c i e i r e i i t d by t a i he s c c a t c du tv s r a e a e o t e pr b fe tvea e .I hes a e r f o u f c r a t h o e e f c i r a ft p c c a tc ndu tv ura ea e s n tl r no h,t e c i e s f c r a i o a gee ug h s c c a t gr un ot nta wilbe d s ur e e ng u r pr be pa e r f o d p e i l l it b d wh n La m i o wo k n s e ng v la e mod r s i we pi o t g e, f t m o e,t n ur h r he La gmui r b e u t l vit r m h o r c ne r p o e r s ls wilde a e f o t e c r e to .Th ysc lprn i e oft s e ph ia i cpl hi e f c sa l e f e ti nayz d,a d t e c r s on ng c l u a i n i i e n h or e p di a c l to s g v n.TheLa gmu rpr b nb r hes un i n i o e o oa d t o d ng
第 4 卷第 3 4 期
21 0 2年 6月




V o .4 o. I 4N 3
J u n lo ni gUnv r i fAe o a tc o r a fNa j ie st o r n u is& Asr n u is n y to a tc
导致 朗缪 尔探 针 测 量 结 果 的 偏 差 。 析 了此 问题 的物 理 原 理 , 分 并进 行 了相 应 的理 论 计 算 。 午 工 程探 空 火 箭 有 效 子 载荷 朗缪 尔探 针 在 进 行 科 学探 测 的 同时 , 量 了 火箭 外表 面 导 电面 积 与 朗 缪 尔探 针 传 感 器有 效 面积 之 比 不 足 造 测
s o t e d s u b n e s a r s l o h ma lc n u t e a e a i h w h it r a c s a e u t ft e s l o d c i r a r to,a p o i t l s t e p o e ss o v p r x ma e y a h r l p i f
成 的扰 动 , 量 结 果 与理 论 分析 基 本一 致 。 测
关 键 词 : 球 与 空 间探 测技 术 ; 地 朗缪 尔探 针 ; 天 器 ; 空 火箭 ; 午 工程 航 探 子
中 图分 类 号 : 3 4 2 P 5.
文献标识码 : A
文 章 编 号 :0 52 1 (0 2 0—3 60 1 0 —6 52 1 )30 6—7
I l e e o pa e r f nd c i e S f c e n nf u nc f S c c a tCo u tv ur a e Ar a o
La m u r Pr b e s r m e t ng i o e M a u e n
Gu n Yiig ,W a g s in ,Li h o’ a bn n hj uC a
( .Ce trf rS a eS in ea dAp l d Ree rh,Chn s a e fS in e ej g,1 0 9 ,Chn ; 1 n e o p c ce c n pi sa c e ieeAc d myo ce c ,B in i 010 ia 2 .Grd a eUnv r i a u t ie st y,Chn s a e fS in e,B in ie eAcd my o ce c ej g,1 0 4 i 0 0 9,C ia hn )
摘要 : 朗缪 尔探 针 的科 学探 测 会 受到 航 天器 外 表 面 导 电面 积 与 朗 缪 尔探 针传 感 器 有效 面积 之 比 大 小 的 影 响 。 如
果航 天 器的 外表 面导 电面 积 不 足 够 大 , 朗缪 尔探 针 以扫描 电压 模 式 工 作 时 , 会 造 成 航 天 器地 电位 的扰 动 , 而 就 进
r c e fMe iin P oe tiv siae h n l e c ft es l a e ai ft er c e o d cies r o k to rda r jc n e tg tst ei f n eo h mal rar too h o k tc n u t u — u v fc o t ep o e e ie h ce tf b e t ft e p y o d a et h r b ,b sd st es in i co jc so h a la .Th l h aa o h n mur p o e i efi td t ft e La g i r b g
J n 02 u .2 1
航天 器 外 表 面 导 电面 积对 朗缪 尔 探 针 科 学探 测 的 影 响
关 焱 炳 。 王 世金 刘 超
(. 国科 学 院空 间科 学 与 应 用 研 究 中心 , 京 ,0 1 0 2 中 国 科学 院研 究 生 院 , 京 ,0 0 9 1中 北 109;. 北 104)
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