遙感衛(wèi)星分辨率日趨精細,相機口徑不斷增大,受限于運載器直徑對剛性遮光罩系統(tǒng)尺寸約束,柔性展開遮光系統(tǒng)在遙感器上逐漸應用,空間柔性展開結(jié)構(gòu)在軌工作狀態(tài)對于主任務判定有重要作用。報道了一種展開狀態(tài)紅外感知系統(tǒng),應用于我國高分七號相機遮光罩系統(tǒng)在軌展開狀態(tài)監(jiān)測。首先介紹了高分七號雙線陣相機及其遮光罩系統(tǒng)設計,分析了展開狀態(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,通過對電信號處理得到柔性結(jié)構(gòu)展開狀態(tài)信息。系統(tǒng)具有無動作機構(gòu)部件、無較大能量消耗及數(shù)據(jù)帶寬要求小等優(yōu)點,對原有展開過程基本不產(chǎn)生影響。通過理論分析證明了該方法的可行性,試驗驗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)對展開判定準確性的影響。通過試驗得到,現(xiàn)有展開狀態(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... 

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

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

展開狀態(tài)紅外感知系統(tǒng)

其中, V1為基準偏置電壓值, 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)的視場角, S0為“豆莢桿”截平面的物理參數(shù), λ為豆莢桿展開后的直線度, η為接收系統(tǒng)的光電轉(zhuǎn)換效率, R0為接收系統(tǒng)上拉電阻對電流的放大參數(shù)。 dΩ1為微元對紅外光線產(chǎn)生系統(tǒng)的接收度, dΩ2為接收系統(tǒng)對微元發(fā)射光的接收度, 積分針對紅外光線產(chǎn)生系統(tǒng)與接收系統(tǒng)的視場交集進行。 由式(1)可以得出, 當展開狀態(tài)紅外感知系統(tǒng)所安裝的截面積、 距離等參數(shù)固定時, 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。對于接收系統(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)設計原理, 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(步進值2 kΩ)、 30～100 kΩ(步進值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, 通過計算, 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】：
期刊論文
[1]基于GF-7衛(wèi)星的1:10000制圖要素信息提取技術(shù)框架建設[J]. 劉建軍,張俊,李曌,張剛,杜維,趙文豪,劉劍煒.  地理信息世界. 2018(06)
[2]扎實推進高分專項實施 助力“一帶一路”建設[J]. 童旭東.  航天返回與遙感. 2018(04)
[3]基于脈沖占空比調(diào)節(jié)靈敏度的光電開關傳感器[J]. 陳可,季超,蔡占秀,劉洪英,邱召運.  傳感技術(shù)學報. 2017(01)
[4]空間相機遮光罩的低功耗熱設計[J]. 江帆,吳清文,王忠素,劉金國,鮑赫.  紅外與激光工程. 2016(09)
[5]空間太陽望遠鏡主光學望遠鏡內(nèi)遮光罩熱效應[J]. 李蓉,王森,施滸立.  紅外與激光工程. 2013(11)



本文編號：3094584