[实用新型]一种小型化空间辐射效应风险监测装置

说明书

本实用新型提供一种小型化空间辐射效应风险监测装置，包括探测器壳体，设置在探测器壳体上表面的带电探头模块、总剂量效应探头模块、位移探头模块和设置在探测器壳体内部的单粒子翻转敏感探头模块；带电探头模块为叠状望远镜式结构，带电探头模块包括绝缘支架和从上到下依次叠放在绝缘支架中的表面电流探头、表面电位探头、内带电电流探头；总剂量效应探头模块与位移探头模块设置在同一块电路板上。本实用新型体积小、质量轻、功耗低，对卫星平台资源占用量低，近似点测精度高，安装使用简单，非常有利于在现有条件下搭载应用于各种大、中、小型卫星平台，开展多点位的空间环境测量。

技术领域

本实用新型涉及测量测试技术领域，具体涉及一种小型化空间辐射效应风险监测装置。

背景技术

空间辐射效应是指航天元器件和材料在空间辐射粒子的作用下，出现的性能衰退、功能受阻或丧失的现象。主要的空间辐射效应有表面带电效应、内带电效应、总剂量效应、位移损伤效应和单粒子翻转效应等。

表面带电效应是由于航天器在轨运行期间受到空间高能带电粒子的冲击、碰撞，与表面材料相互作用，会在航天器表面积累电荷，导致表面带电现象。高能带电粒子在材料中产生充电电位及充电电流。

内带电效应是由于航天器长时间沉浸在高能电子环境中，高能电子穿透航天器舱壁，沉积到内部电子器件等材料上，发生充电现象。

总剂量效应是大量的辐射粒子进入半导体器件材料内部，与材料的原子核外电子发生电离作用产生额外的电荷，这些电荷在器件内的氧化层堆积等，导致器件性能退化、乃至最终丧失的现象。

位移损伤效应是大量的辐射粒子进入半导体器件材料内部，与材料的原子核发生弹性碰撞作用，导致材料晶格原子出现移位，使器件材料内部产生缺陷，影响少数载流子寿命，从而导致器件相关性能逐步下降、乃至最终丧失的现象。

单粒子翻转效应是空间单个的高能重粒子或者质子，在器件材料中通过直接的电离作用或者核反应产生的次级粒子的间接电离作用形成的额外电荷，导致的器件逻辑状态、功能、性能的变化或损伤现象。

其中内带电效应、总剂量效应、位移损伤效应都是辐射穿过航天器舱壁进入航天器内部产生的不同效应，因此判断因空间辐射导致的风险时应该监测不同屏蔽厚度下的辐射效应。

目前，国内关于航天器空间辐射效应风险监测装置极少，技术条件也不成熟，无法通过简单的结构设计和电路设计实时监测多个不同的空间辐射效应，同时监测装置体积较大，无法高效利用宝贵的卫星平台资源。

发明内容

本实用新型是为了空间辐射效应风险监测的问题，提供一款体积小、质量轻、功耗低的小型化空间辐射效应风险监测装置，对卫星平台资源占用量低，近似点测精度高，安装使用简单，非常有利于在现有条件下搭载应用于各种大、中、小型卫星平台，开展多点位的空间环境测量；本实用新型通过多种探头组合布放，在不同的屏蔽厚度下，可以实现空间辐射效应多参数如表面带电效应、内带电效应、总剂量效应、位移损伤效应、单粒子翻转效应等风险的判别。

带电探头模块为叠状望远镜式结构，带电探头模块包括绝缘支架和从上到下依次叠放在绝缘支架中的表面电流探头、表面电位探头、内带电电流探头，内带电电流探头包括两个或两个以上不同屏蔽深度的内带电电流探头；

总剂量效应探头模块与位移探头模块设置在同一块电路板上。

本实用新型提供一种小型化空间辐射效应风险监测装置，作为优选方式，内带电电流探头包括从上到下依次叠放在绝缘支架内的第一内带电电流探头、第二内带电电流探头和第三内带电电流探头。

本实用新型提供一种小型化空间辐射效应风险监测装置，作为优选方式，总剂量效应探头模块和位移探头模块设置在同一块电路板上。