近年來我國的空間粒子探測技術(shù)發(fā)展迅速,在很多衛(wèi)星上搭載了粒子輻射探測器,用于空間科學(xué)研究和衛(wèi)星安全保障。然而由于空間環(huán)境的復(fù)雜性以及探測原理的局限性,儀器測量過程中不可避免的會(huì)有干擾粒子對(duì)測量結(jié)果造成污染,影響測量的精度,因此國內(nèi)外的載荷均采用了一些技術(shù)手段來排除粒子的污染,其中反符合探測杯技術(shù)是一種非常有效的手段。國內(nèi)的空間探測載荷中很少使用反符合杯技術(shù),本課題基于空間科學(xué)先導(dǎo)性專項(xiàng)背景型號(hào)“SPORT”計(jì)劃重離子成分探測器關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),立足于軌道空間環(huán)境及粒子測量實(shí)際需求,通過對(duì)國外反符合探測杯技術(shù)現(xiàn)狀的調(diào)研,研究空間反符合探測杯技術(shù),旨在實(shí)現(xiàn)相應(yīng)關(guān)鍵技術(shù)的突破。文章基于對(duì)國外反符合探測杯技術(shù)的調(diào)研,詳細(xì)介紹了反符合探測杯系統(tǒng)的組成,在此基礎(chǔ)上重點(diǎn)介紹了反符合探測杯的設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)材料的選擇、外形加工,本文在對(duì)比不同光探測器件性能差異的基礎(chǔ)上,具有創(chuàng)新性的采用了新型光電探測器件——硅光電倍增管作為反符合杯測量系統(tǒng)后端光探測器件,并設(shè)計(jì)探測系統(tǒng),分別對(duì)前端電子學(xué)電路及脈沖采集電路進(jìn)行設(shè)計(jì),在Quartus II環(huán)境下使用VHDL編寫FPGA程序用于采集脈沖個(gè)數(shù),通過數(shù)據(jù)采集卡采集FP... 

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
        1.1.1 日地空間環(huán)境探測的重要性
        1.1.2“SPORT”計(jì)劃
    1.2 課題研究內(nèi)容
第二章 反符合探測杯技術(shù)
    2.1 干擾粒子來源
    2.2 去干擾技術(shù)
        2.2.1 被動(dòng)屏蔽
        2.2.2 主動(dòng)屏蔽
    2.3 反符合探測杯技術(shù)原理
        2.3.1 反符合原理
        2.3.2 反符合探測杯工作原理
    2.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        2.4.1 國外發(fā)展動(dòng)態(tài)
        2.4.2 國內(nèi)發(fā)展動(dòng)態(tài)
    2.5 本章小結(jié)
第三章 反符合探測杯系統(tǒng)基本組成
    3.1 探測器類型
        3.1.1 氣體探測器
        3.1.2 半導(dǎo)體探測器
        3.1.3 閃爍體探測器
    3.2 光學(xué)收集系統(tǒng)
        3.2.1 反射層
        3.2.2 光耦合劑
        3.2.3 光導(dǎo)
    3.3 常用的光探測器
        3.3.1 光電倍增管PMT
        3.3.2 硅PIN光電二極管
        3.3.3 雪崩二極管APD
        3.3.4 硅光電倍增管SIPM
    3.4 本章小結(jié)
第四章 反符合探測杯探頭設(shè)計(jì)
    4.1 反符合材料選定
    4.2 外形設(shè)計(jì)
        4.2.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
        4.2.2 軟件制圖
        4.2.3 加工成型
    4.3 反射層材料選定
    4.4 光耦合材料選定
    4.5 光探測器件選定
    4.6 本章小結(jié)
第五章 前端電子學(xué)電路設(shè)計(jì)
    5.1 總體設(shè)計(jì)
        5.1.1 系統(tǒng)需求分析
        5.1.2 系統(tǒng)研究內(nèi)容
        5.1.3 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)
    5.2 電子設(shè)計(jì)所需的開發(fā)環(huán)境
        5.2.1 Altium Designer Summer 09
        5.2.2 Quartus II 12.0
        5.2.3 LabVIEW 2012
    5.3 高壓電源模塊設(shè)計(jì)
        5.3.1 需求分析
        5.3.2 設(shè)計(jì)原理
        5.3.3 硬件設(shè)計(jì)
        5.3.4 電路測試
    5.4 信號(hào)讀出電路設(shè)計(jì)
        5.4.1 前置放大器
        5.4.2 硬件設(shè)計(jì)
        5.4.3 電路測試
    5.5 幅度調(diào)節(jié)電路設(shè)計(jì)
        5.5.1 主放大電路
        5.5.2 硬件設(shè)計(jì)
        5.5.3 電路測試
    5.6 本章小結(jié)
第六章 脈沖采集電路設(shè)計(jì)
    6.1 總體設(shè)計(jì)
    6.2 硬件功能模塊設(shè)計(jì)
        6.2.1 FPGA芯片
        6.2.2 電源模塊設(shè)計(jì)
        6.2.3 配置電路設(shè)計(jì)
        6.2.4 I/O .分配電路
        6.2.5 時(shí)鐘和復(fù)位電路
        6.2.6 PCB板設(shè)計(jì)
    6.3 FPGA軟件設(shè)計(jì)
        6.3.1 軟件設(shè)計(jì)
    6.4 上位機(jī)顯示設(shè)計(jì)
        6.4.1 LabVIEW
        6.4.2 上位機(jī)顯示程序設(shè)計(jì)
    6.5 本章小結(jié)
第七章 系統(tǒng)測試及結(jié)果分析
    7.1 SIPM部件測試
        7.1.1 系統(tǒng)構(gòu)成
        7.1.2 電源模塊測試及結(jié)果
        7.1.3 高壓電池測試及結(jié)果
        7.1.4 結(jié)果分析
    7.2 信號(hào)發(fā)生器仿真測試
        7.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成
        7.2.2 測試結(jié)果
        7.2.3 結(jié)果分析
    7.3 放射源系統(tǒng)測試
        7.3.1 系統(tǒng)構(gòu)成
        7.3.2 測試結(jié)果
        7.3.3 結(jié)果分析
    7.4 本章小結(jié)
第八章 總結(jié)與展望
    8.1 總結(jié)
    8.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表、錄用及提交的文章目錄
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3657722