[发明专利]折叠式阵列型星载X射线探测器

说明书

技术领域

本发明属于航天器自主导航技术领域，具体涉及一种星载X射线探测器。

背景技术

X射线脉冲星的辐射能量主要集中于0.1～10keV的软X射线能段，其辐射强度非常微弱，一般在100～10-5ph/cm2/s的量级，为了探测这样微弱的X射线光子信号，就要求探测器制成大面积阵列，从而在有限的观测时间内增强X射线光子收集的效率和提高脉冲星辐射信号的信噪比。同时，由于卫星平台对探测器载荷质量和包络的严格约束，从而要求星载探测器具有重量轻、包络面积小和可靠性强的特性。因此研制大面积、轻量化、小包络和高可靠性的星载X射线探测器是X射线脉冲星导航的核心关键技术。但是，目前尚未检索到有关星载X射线探测器的完整设计方案或专门论述。

发明内容

本发明的目的是：提供一种星载X射线探测器，以实现大面积、轻量化、小包络和高可靠性等技术指标要求，从而满足利用X射线脉冲星的航天器自主导航应用需求。

本发明的技术方案是：一种折叠式阵列型星载X射线探测器，它包括：光子探测头本体、真空门阵列机构、真空阀门、高压电连接器、探测单元和信号电连接器；

光子探测头本体为正八边形柱体结构，其左右两侧对称的设有连接口，光子探测头本体非相邻的侧壁上设有水平限位装置，水平限位装置具有可向外弹出的凸起，水平限位装置共有4个；

真空门阵列机构为去掉一个角的正方形结构，其斜边长度与光子探测头本体正八边形的边长相等，直角边长度为光子探测头本体正八边形长度的二分之一，真空门阵列机构上设有密封圈；真空门阵列机构的数量为4个；

探测单元为长方形结构，其数量为多个，均布的嵌入光子探测头本体以及真空门阵列机构的上表面；

真空门阵列机构通过安装于其斜边中部的电控铰链与光子探测头本体连接，4个真空门阵列机构安装于水平限位装置的上方，由电控铰链控制其打开与闭合，当真空门阵列机构打开时，由水平限位装置对其限位，与光子探测头本体的上表面平齐；当真空门阵列机构闭合时，4个真空门阵列机构扣合在光子探测头本体的上表面，与光子探测头本体的上表面之间形成4个密闭腔室，4个密闭腔室之间相互连通；真空阀门安装于光子探测头本体的侧壁，高压电连接器与信号电连接器安装于光子探测头本体的连接口处。

本发明的有益效果是：1.本发明由于采用了阵列型设计，同时在探测器本体和真空门阵列上布置探测单元，使得探测器的探测面积增加一倍，具有提高接受信号的信噪比，减少积分时间的优势。

2.本发明由于采用了折叠式设计，是探测器在收拢状态呈圆柱状八边形设计，与矩形设计相比使得探测器在有效探测面积相同时，在发射状态探测器收拢包络面较小；同时在展开状态为花瓣形设计，使得工作状态探测器回转包络面较小，质量分布均匀，转台承受力矩小易于精确操作。

3.本发明由于采用了真空门阵列设计，跟单体式真空门相比具有易于实现探测器的真空密封，提高真空门的抗冲击振动能力，减小展开后探测器的回转包络面，提高探测器可靠性的等优点。

附图说明

图1为本发明的工作状态结构示意图；

图2为实施例中本发明启动状态结构示意图；

图3为实施例中本发明的发射状态时结构示意图；

其中，1-光子探测头本体、2-真空门阵列机构、3-真空阀门、4-高压电连接器、5-探测单元、6-信号电连接器、7-水平限位装置、8-二维转台、9-综合控制器。

具体实施方式

参见附图1，一种折叠式阵列型星载X射线探测器，它包括：光子探测头本体1、真空门阵列机构2、真空阀门3、高压电连接器4、探测单元5、信号电连接器6、二维转台8和综合控制器9；

光子探测头本体1为正八边形柱体结构，其左右两侧对称的设有连接口，光子探测头本体1非相邻的侧壁上设有水平限位装置7，水平限位装置7具有可向外弹出的凸起，水平限位装置7共有4个；

真空门阵列机构2为去掉一个角的正方形结构，其斜边长度与光子探测头本体1正八边形的边长相等，直角边长度为光子探测头本体1正八边形长度的二分之一，真空门阵列机构2上设有密封圈；真空门阵列机构2的数量为4个；

探测单元5为长方形结构，其数量为多个，均布的嵌入在光子探测头本体1以及真空门阵列机构2的上表面，探测单元5的表面上覆盖有滤光膜；

二维转台8包括：底板、支架与限位块；支架垂直的安装于底板上，沿支架同一水平线方向设有转轴；限位块为三角形结构，在其斜面上设有横向的凹槽；限位块安装于支架内侧的底板上；