遙感衛(wèi)星分辨率日趨精細(xì),相機(jī)口徑不斷增大,受限于運(yùn)載器直徑對(duì)剛性遮光罩系統(tǒng)尺寸約束,柔性展開(kāi)遮光系統(tǒng)在遙感器上逐漸應(yīng)用,空間柔性展開(kāi)結(jié)構(gòu)在軌工作狀態(tài)對(duì)于主任務(wù)判定有重要作用。報(bào)道了一種展開(kāi)狀態(tài)紅外感知系統(tǒng),應(yīng)用于我國(guó)高分七號(hào)相機(jī)遮光罩系統(tǒng)在軌展開(kāi)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。首先介紹了高分七號(hào)雙線陣相機(jī)及其遮光罩系統(tǒng)設(shè)計(jì),分析了展開(kāi)狀態(tài)紅外感知功能的特殊要求和約束。提出了一種利用"豆莢桿"作為傳輸通道的基于紅外光線傳輸阻隔特性的新型展開(kāi)狀態(tài)感知方法,系統(tǒng)包含了紅外光線產(chǎn)生系統(tǒng)與接收系統(tǒng),采用紅外光線產(chǎn)生系統(tǒng)發(fā)射的890 nm波段光線作為信息載體,經(jīng)空間柔性展開(kāi)結(jié)構(gòu)"豆莢桿"通道后由紅外光線接收系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),通過(guò)對(duì)電信號(hào)處理得到柔性結(jié)構(gòu)展開(kāi)狀態(tài)信息。系統(tǒng)具有無(wú)動(dòng)作機(jī)構(gòu)部件、無(wú)較大能量消耗及數(shù)據(jù)帶寬要求小等優(yōu)點(diǎn),對(duì)原有展開(kāi)過(guò)程基本不產(chǎn)生影響。通過(guò)理論分析證明了該方法的可行性,試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法中紅外光線產(chǎn)生系統(tǒng)光功率、紅外光線接收系統(tǒng)光電晶體管陣列上拉電阻以及工作溫度等參數(shù)對(duì)展開(kāi)判定準(zhǔn)確性的影響。通過(guò)試驗(yàn)得到,現(xiàn)有展開(kāi)狀態(tài)紅外感知系統(tǒng)的紅外光線產(chǎn)生系統(tǒng)光功率參數(shù)大于25 mA、紅外光線接收系統(tǒng)上拉電阻特征參... 

【文章來(lái)源】：光譜學(xué)與光譜分析. 2020,40(09)北大核心EISCICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

展開(kāi)狀態(tài)紅外感知系統(tǒng)

其中, V1為基準(zhǔn)偏置電壓值, I0為紅外光線產(chǎn)生系統(tǒng)輸出光功率, ρ是“豆莢桿”用鈹青銅材料的表面反照率, H為光線產(chǎn)生系統(tǒng)與接收系統(tǒng)之間的距離, θ1與θ2分別為光線產(chǎn)生系統(tǒng)與接收系統(tǒng)的視場(chǎng)角, S0為“豆莢桿”截平面的物理參數(shù), λ為豆莢桿展開(kāi)后的直線度, η為接收系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換效率, R0為接收系統(tǒng)上拉電阻對(duì)電流的放大參數(shù)。 dΩ1為微元對(duì)紅外光線產(chǎn)生系統(tǒng)的接收度, dΩ2為接收系統(tǒng)對(duì)微元發(fā)射光的接收度, 積分針對(duì)紅外光線產(chǎn)生系統(tǒng)與接收系統(tǒng)的視場(chǎng)交集進(jìn)行。 由式(1)可以得出, 當(dāng)展開(kāi)狀態(tài)紅外感知系統(tǒng)所安裝的截面積、 距離等參數(shù)固定時(shí), 接收系統(tǒng)的輸出電壓與紅外光線產(chǎn)生系統(tǒng)的光功率、 接收系統(tǒng)的上拉電阻有關(guān)。對(duì)于接收系統(tǒng)的光電三極管電路, 如圖2所示, 可以將光電三極管等效為受控電阻Rx, 則有

根據(jù)電路參數(shù)設(shè)計(jì)原理, 接收系統(tǒng)的放大特性與接收電路的上拉電阻阻值成正比, 接收系統(tǒng)的放大特性可以用上拉電阻阻值表示。 分別測(cè)試了在零發(fā)射功率狀態(tài)下, 接收系統(tǒng)的上拉電阻由1 kΩ, 2～20 kΩ(步進(jìn)值2 kΩ)、 30～100 kΩ(步進(jìn)值10 kΩ)狀態(tài)下的電壓輸出值。 如圖3所示。由上述數(shù)據(jù)可知, 在定輸入加載電壓以及零功率加載環(huán)境下, 隨著接收系統(tǒng)上拉電阻的增大, 靜態(tài)輸出電壓呈近似線性變化, 線性變化率大約為0.5 mV·kΩ-1, 但是總體上輸出電壓值能夠保持在5 V以上。 根據(jù)光電晶體管物理特性, 該電流是由晶體管暗電流引起, 通過(guò)計(jì)算, 光電晶體管系統(tǒng)的暗電流值約為500 nA。 接收陣列二極管在零功率輸入條件下的等效電阻約為10 MΩ。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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