[发明专利]一种地面与在轨环境相结合的器件抗总剂量能力确定方法

说明书

一种地面与在轨环境相结合的器件抗总剂量能力确定方法，该方法包括：对器件在轨电离辐射总剂量环境参数的确定，根据在轨电离辐射总剂量参数确定器件地面辐照试验的性能测试剂量点和辐照试验的剂量率，通过地面辐照试验确定器件电离辐射总剂量敏感参数，对器件进行在轨试验并实时检测器件的敏感参数的变化及器件所承受的电离辐射总剂量值，进而确定器件的抗辐射电离总剂量能力。本发明将地面辐照试验与轨道环境结合来确定器件的抗电离辐射总剂量能力，具有更准确的特点。

技术领域

本发明涉及一种地面与在轨环境参数相结合的器件抗总剂量能力确定方法。

背景技术

航天器在轨运行会受到来自地球辐射带、银河宇宙射线、太阳宇宙射线等产生的电子、质子及少量重离子的辐射，对这些辐射敏感的器件会产生电离总剂量效应，使其性能参数发生改变而影响其正常工作。而不同航天器轨道、不同在轨时间因太阳活动、宇宙天体活动的不同而对航天器辐射影响较大，器件在空间环境所受到辐射剂量具有很大的不确定性，而地面条件完全模拟复杂的空间辐射环境是不可能的；同时，器件电离总剂量辐射损伤具有一定的退火效应，若器件在地面进行到耐总剂量能力值，但经过航天器单机的地面试验等过程，退火后器件还能承受的耐总剂量能力会发生变化，这样不确定性较多。因此，仅仅在地面用特定的辐射源对器件开展总剂量辐射效应模拟试验评估存在着剂量率大、等效模型不准确、不确定因素较多等问题。

然而，完全通过在轨来评估器件抗辐射能力需要占用大量的航天器资源，付出较大的代价，也具有较大的局限性。因此，开发一种地面与在轨相结合的器件抗总剂量能力评估方法，通过实施该方法修订地面模拟试验评估方法，使其更准确评价器件抗总剂量效应能力具有较强的现实意义。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有方法的不足，提供了一种地面与在轨环境相结合的器件抗总剂量能力确定方法，弥补仅仅通过地面试验确定器件的抗总剂量辐射能力不准确的问题。

本发明的技术解决方案是：

一种地面与在轨环境相结合的器件抗总剂量能力确定方法，步骤如下：

(1)确定器件在轨寿命期内所承受的电离辐射总剂量D；

(2)根据所述电离辐射总剂量D，确定器件性能测试的剂量点以及剂量率；

(3)将器件在轨应用的偏置状态作为地面辐照试验的偏置状态，根据步骤 (2)所确定剂量率对器件进行辐照试验，在所述剂量点处对器件进行测试，得到每个剂量点处的器件电性能参数值a_ij，i＝1，2，3,...,n，n为电性能参数个数， j＝1，2，3,...,8，分别对应8个剂量点；

(4)根据步骤(3)确定的每个剂量点处的器件电性能参数值a_ij，确定器件辐照敏感参数；

(5)选取一只或两只非地面辐照试验的同批器件装机进行在轨试验；

(6)在轨实时检测器件辐照敏感参数的值以及器件所承受的电离辐射总剂量D₁；

(7)根据步骤(6)测试得到的器件辐照敏感参数的值以及所述电离辐射总剂量D₁，确定器件的抗电离辐射总剂量能力P_k。

所述步骤(1)中电离辐射总剂量D通过公式

D＝2(D_e+D_b+D_p+D_s-p)

计算得到，其中，D_e为捕获电子剂量、D_b为韧致辐射剂量、D_p为捕获质子剂量、 D_s-p为太阳耀斑质子剂量。