天基核爆炸光辐射探测仿真研究

对天基核爆炸光辐射探测器的部分工作流程做了仿真计算,应用了大气辐射的有关理论,得出了核爆信号与背景信号的能量比。证明利用有效的温度计算辐射照度模型是合理的。提供了光学方法进行星上核爆探测的理论基础。     

X射线脉冲星的波形及其对光子接收的影响

建立了X射线脉冲星的X射线传播模型,在狭义相对论框架下研究了X射线脉冲星的波形及其对光子接收的影响。计算表明:脉冲星发出的X射线位于螺旋形的波带内,波带各处的厚度不同;波带上各同相点与脉冲星的距离不相等,不同倾角处的探测器接收到的脉冲的时长不相同。     

基于X射线脉冲星的导航半实物仿真系统

为验证X射线脉冲星导航的关键技术,本文描述了基于X射线脉冲星导航的半实物仿真系统组成和工作原理,并搭建了基于X射线脉冲星导航的半实物仿真系统。系统由信号模拟单元、信号接收单元和导航估计单元组成,此系统可有效模拟X射线脉冲星导航的星源强度、周期及脉冲轮廓,记录X射线脉冲星单光子到达时间,恢复X射线脉冲星脉冲轮廓,计算X射线脉冲到达时间及导航估计解算。所设计的半实物仿真系统为X射线脉冲星导航算法测试提供了有效手段,对X射线脉冲星自主导航研究的可行性验证、动态性能测试以及工程应用具有一定的参考价值。     

应用卫星技术发展核爆监测装备

论述了星载核爆监测系统的作用：国土防御核爆监测,我军核反击效果评估和全球大气层及空间禁核试检查。文章阐述了核爆炸电磁脉冲、光辐射、X射线和中子、γ辐射产生的原理和信号特征。阐述了星载核爆监测系统探测上述核爆信号、排除主要干扰信号的基本方法。     

X射线脉冲星Si-PIN探测器阵列研究北大核心

X射线脉冲星导航是一种全自主的导航方式,在深空导航领域有着重要的应用前景。针对短时高精度导航的需求,分析了影响导航精度的主要因素,论证了通过增大探测器面积实现较高导航精度前提下缩短探测时间的可行性。在此基础上,提出了采用硅-PIN探测器阵列的探测方式,并设计了硅-PIN探测器阵列前端模块及相应的后端处理电路。最后,通过试验验证了硅-PIN探测器阵列的探测方案在扩大探测面积的同时,仍可以保留硅-PIN探测器的优良性能,能够有效缩短探测时间,将来有望应用于X射线脉冲星导航系统。     

核爆炸瞬发γ射线的测量

讨论了测量核爆炸瞬发γ射线所用的探测器种类、性能及某些探测器性能的调试与测量方法。     

FJ411A型热释光退火炉

用途与特点: FJ411A型热释光退火炉是第二代改进型产品。它与热释光剂量仪、热释光照射器和热释光探测器(俗称:剂量片)配套组成热释光测量系统。它用于对β、γ或X射线测量的热释光探测器进行老化、退火处理,消除新探测器不稳定、测量后探测器的残留本底和低温峰,减少衰退的影响,     

重构X射线脉冲星信号的纯数值模拟新算法

基于X射线脉冲星的导航技术,无论技术研究还是实验验证,都是以X射线脉冲星信号为基础。但是实际的观测数据无法确定其精确值,不便于进行导航算法的分析验证。因此,通过模拟算法重构X射线脉冲星信号十分必要。基于泊松分布建立X射线脉冲星信号模型,介绍脉冲轮廓的构建方法;介绍了两种纯数值的脉冲星信号模拟算法。针对这两种算法因近似导致信号模拟不精确的问题,提出一种基于精确光子流量函数的纯数值X射线脉冲星信号的模拟算法,该算法采用分段线性函数拟合的脉冲轮廓函数,基于分布函数及其反函数导出。模拟算法重构PSR B0531+21脉冲星的信号,并利用χ2拟合优度检验验证模拟算法生成的光子到达时间服从泊松分布。将提出的算法与两种已有的算法进行比较,仿真结果表明从光子数目和脉冲轮廓误差来看,提出的算法都优于其他两种算法,更接近实际信号。由新算法重构的脉冲星信号进行历元折叠得到观测脉冲轮廓,并将其与标准脉冲轮廓比较,发现随着观测时间的增长,观测脉冲轮廓趋近于标准脉冲轮廓,验证了模拟算法是有效可行的。     

X射线脉冲星Si-PIN探测器阵列研究

X射线脉冲星导航是一种全自主的导航方式,在深空导航领域有着重要的应用前景。针对短时高精度导航的需求,分析了影响导航精度的主要因素,论证了通过增大探测器面积实现较高导航精度前提下缩短探测时间的可行性。在此基础上,提出了采用硅-PIN探测器阵列的探测方式,并设计了硅-PIN探测器阵列前端模块及相应的后端处理电路。最后,通过试验验证了硅-PIN探测器阵列的探测方案在扩大探测面积的同时,仍可以保留硅-PIN探测器的优良性能,能够有效缩短探测时间,将来有望应用于X射线脉冲星导航系统。     

X射线脉冲星导航研究的若干问题

X射线脉冲星导航(X-ray pulsar-based NAVigation,XNAV)是继惯性导航、天文导航、卫星导航之后的一种新型导航技术,由于它可以为大气层外的任意航天器提供自主导航能力且具有诸多优势,近年来受到国内外研究者的极大重视和深入研究.XNAV的研究内容包括相对论框架下的大尺度时空基准和导航模型、X射线脉冲星辐射机制和观测特性、X射线探测器的探测能力和X光子谱的信号处理、动态航天器导航方法和数据处理程序等多个领域,目前已经取得一些阶段性成果.在概述XNAV主要研究内容的基础上,对国内外相关文献中一些存在争议或者没有形成共识的问题提出了看法,对下一步需要解决的问题提出了建议,希望对我国XNAV的工程研究有所裨益.     

磁通门探测器的数值分析与仿真

给出了磁通门探测器的数学模型及其数值分析和计算机仿真的方法,并通过实例计算和模拟探测器内部各种物理量的波形、量值和相互关系,解决了电压源激励和非正弦波激励在传统分析计算中存在的难题,最后针对第Ⅱ类磁芯进行了分析.     

X射线脉冲星导航的时延和频偏参量估计

X射线脉冲星导航(X-ray pulsar-based NAVigation,XNAV)的原始导航信息是航天器接收的X光子时间序列,在折叠过程中估计出观测脉冲轮廓与相应标准轮廓的时延、频偏和频偏变率等参量,是XNAV的关键问题.首先给出光子数序列等相位点的时间关系,利用Larsson周期折叠法和相干函数法求初步近似;然后采用最小二乘法求高级近似,并利用循环迭代得到较为精确的频偏和时延估计值.初步仿真试验结果表明:即使不进行消噪和平滑处理,该方法也可以获得高精度的估计参数.虽然这一算法较为复杂,但它证明了XNAV的导航方法是完全可行的.     

离子注入技术在核辐射探测器中的应用

主要介绍了离子注入新技术的工作原理,以及在核辐射探测器中的应用;离子注入技术条件(包括加速电压、注入剂量、注入时间与退火温度等)选取;用离子注入技术制备的核辐射探测器的特性比较。     

重复脉冲激光辐照InSb(PV)型探测器的热损伤

在建立高斯型重复脉冲激光辐照InSb(PV)型探测器物理模型的基础上,采用近似解析解的形式计算了圆柱形InSb靶板的二维温度场。通过数值分析得出了在激光辐照时,InSb(PV)型探测器的温升与时间的关系,并计算出相应的损伤阈值。研究表明:在高斯型重复脉冲激光辐照下,损伤阈值受到脉冲数目、宽度、重复频率以及脉冲激光光斑半径的影响,InSb(PV)型探测器会发生熔融损伤,发生于迎光面的光斑中心。对于一定厚度胶层的InSb(PV)型探测器,只有强度大于一定阈值时重复脉冲激光的辐照才可能发生熔融损伤,越薄的胶层对应的损伤阈值越大。为了增加InSb(PV)型探测器的激光对抗能力,应该减小胶层厚度。     

透明栅控SOI薄膜横向PIN光电探测器的光电特性

透明栅控SOI薄膜横向PIN光电探测器,是一种以SOI技术和互补金属氯化物半导体工艺为基础,综合SOI器件和传统双极、场效应光敏器件的新型光电探测器。利用半导体器件物理和基本方程,介绍和分析了器件结构及其工作原理,建立电压、电流物理模型。应用SILVACO器件仿真软件,完成器件的数值模拟与验证。在中短波长工作段,器件光电流随栅极电压的增大而增大,表现出明显的栅压控制特性。全耗尽状态下,器件的内部量子效率在中短波长(400nm,450nm,530nm,600nm)的光辐射下,可达到96%以上,甚至接近100%。短波长下(280nm,350nm),量子效率最大值近80%。此外,器件的暗电流很低,光暗电流之比超过106,具有高灵敏度。     

半导体辐射探测器的研究进展

简要介绍了半导体辐射探测器的发展,并介绍了部分新型探测器的结构原理和特点。     

核爆感生闪电现象及其对光电途径探测核爆的影响

简介了大当量海面核爆（热核爆炸）感生闪电现象及其主要特征，阐释了该闪电之成因：系由NEMP激励而生，除由普通陆地表面核爆瞬发γ射线之康普顿电流所生NEMP的作用外，热核爆炸中子之感生放射性所生的次级γ射线（主要是热中子俘获辐射γ－先是地面俘获辐射γ，后是空气俘获辐射以及海面弹性反冲中子之空气俘获辐射γ）的康普顿电流和海洋环境都起着不可或缺的作用（后者主要通过造成有利于闪电形成之微妙的空气电化学特性，其大量^1H核做为良好的中子慢化剂，也通过加速中子慢化成热中子过程增大了中子与环境介质发生俘获辐射反应之概率，从而更凸显了热核爆炸中子的作用）。还简要讨论了该闪电对光电途径探测核爆（包括地基探测和卫星探测近地核爆）的不利影响及其消除措施。     

EKV红外探测器的温度分辨能力初步分析

从双波段红外测温的原理入手,分析了导弹防御系统EKV红外探测器对中段飞行目标的温度分辨能力,指出目标在探测器2个工作波段的发射率之比是影响探测器温度测量精度的最大因素.在假定条件下的蒙特卡罗计算表明,EKV的温度测量误差约10.8 K;当目标间的温度差别小于11.8 K时,EKV就无法分辨出哪一个目标的温度更高(均为95%的置信概率).     

γ射线暴对卫星探测空间核爆的影响

简介γ-射线暴现象。指出了γ-暴可能是卫星探测空间核爆的重要背景辐射干扰源;通过适当选择对各种辐射强度的探测阈值,有可能基本消除γ-暴的影响。     

大椭圆停泊轨道月球探测器发射窗口运动学约束特性分析及转移轨道快速设计方法

通过分析大椭圆停泊轨道月球探测器发射窗口的运动学约束特性,给出了转移轨道运动学约束对发射窗口的影响规律,进一步明确了在该种情况下月球探测器的发射机会和增加窗口的可能性.并结合发射窗口运动学约束特性,提出了一种基于大椭圆停泊轨道的地月转移轨道快速设计方法.仿真结果验证了大椭圆停泊轨道下探测器发射窗口运动学约束特性分析的正确性,以及转移轨道设计方法的有效性.