[发明专利]一种四象限差动式模拟双孔太阳敏感器

权利要求书

1.一种四象限差动式模拟双孔太阳敏感器，其特征在于：包括采用四象限硅光电二极管加遮光罩结构的差动模拟式双孔太阳敏感器、进光孔模块、电源模块和光电转换模块，还包括流压转换模块、电压信号滤波模块以及信号放大处理模块，所述进光孔模块与光电转换模块光电连接；所述电源模块与光电转换模块以及信号放大处理模块电性连接；所述光电转换模块与流压转换模块、电压信号滤波模块及信号放大处理模块电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种四象限差动式模拟双孔太阳敏感器，其特征在于：所述进光孔模块、电源模块、光电转换模块、电信号滤波模块以及信号放大处理模块均采用双冗余设计。

3.根据权利要求1所述的一种四象限差动式模拟双孔太阳敏感器，其特征在于：所述光电转换模块优选用日本滨松的四象限硅光电二极管。

4.根据权利要求1所述的一种四象限差动式模拟双孔太阳敏感器，其特征在于，包括如下步骤：

敏感器底部为四象限硅光电二极管，构成一个(X,Y)坐标系，顶部为两边各开有一个正方形小孔的遮光罩，距离感光二极管的感光面高度为H用以控制投射到光电二极管感光面的太阳光斑的形状和大小；

当太阳光线沿某一角度入射至光电二极管的感光面时，每个象限分别产生不同的电流值I1、I2、I3和I4，由光电二极管的光伏特性可知，光生电流符合余弦特性，即：

I(θ)＝I₀cosθ·S

式中，I₀为太阳垂直入射时产生的单位面积电流，θ为太阳入射角，s为受照面积，因此，四象限光电二极管的光生电流可分别表示为：

I₁＝I₀cosθ·(L+d_x)(L+d_y)

I₂＝I₀cosθ·(L-d_x)(L+d_y)

I₃＝I₀cosθ·(L-d_x)(L-d_y)

I₄＝I₀cosθ·(L+d_x)(L-d_y)

其中，L为遮光罩开孔边长的一半，(d_x，d_y)为太阳光斑的中心坐标，由以上公式可以得到中心坐标的计算公式为：

由太阳光斑的偏移量便可得到太阳入射角θ和方位角β的角度信息，太阳的角度信息如下所示：