在线观看www成人影院-在线观看www日本免费网站-在线观看www视频-在线观看操-欧美18在线-欧美1级

0
  • 聊天消息
  • 系統(tǒng)消息
  • 評論與回復(fù)
登錄后你可以
  • 下載海量資料
  • 學(xué)習(xí)在線課程
  • 觀看技術(shù)視頻
  • 寫文章/發(fā)帖/加入社區(qū)
會員中心
創(chuàng)作中心

完善資料讓更多小伙伴認(rèn)識你,還能領(lǐng)取20積分哦,立即完善>

3天內(nèi)不再提示

衛(wèi)星抗輻射加固設(shè)計方案

空間抗輻射 ? 來源:上海衛(wèi)星 ? 2023-06-07 11:01 ? 次閱讀

來源:上海衛(wèi)星

帶電粒子輻射作為主要的空間輻射環(huán)境,是引起航天器故障的重要原因之一。因此,分析空間輻射環(huán)境對航天器的具體影響,并針對性開展抗輻射加固設(shè)計,是航天器設(shè)計的重要內(nèi)容,也是提高航天器在軌環(huán)境適應(yīng)性、確保航天器在軌穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。

空間輻射環(huán)境對航天器的影響

高能帶電粒子通過與物質(zhì)發(fā)生電離、原子移位、軔致輻射、核反應(yīng)等作用,導(dǎo)致航天器的器件、材料等發(fā)生異常、故障或失效,這一現(xiàn)象稱為輻射效應(yīng)。常見的輻射效應(yīng)有總劑量效應(yīng)、單粒子效應(yīng)和充放電效應(yīng)。

01 總劑量效應(yīng)

分為電離總劑量效應(yīng)和位移損傷效應(yīng)。引起電離總劑量效應(yīng)的主要來源是地球輻射帶的電子和質(zhì)子以及太陽宇宙射線的質(zhì)子,引起位移損傷效應(yīng)的主要來源是地球輻射帶的質(zhì)子以及太陽宇宙射線的質(zhì)子。

02 單粒子效應(yīng)

引起單粒子效應(yīng)的主要來源是地球輻射帶的質(zhì)子、銀河宇宙射線的重離子和質(zhì)子以及太陽宇宙射線的質(zhì)子和重離子。

03 充放電效應(yīng)

分為表面充放電效應(yīng)和內(nèi)帶電效應(yīng)。引起表面充放電效應(yīng)的主要來源是磁層亞暴和極區(qū)沉降的低能電子、等離子體,內(nèi)帶電效應(yīng)的主要來源是高能電子。

c66aa7e6-0483-11ee-90ce-dac502259ad0.png

▲各種粒子對航天器的影響

總劑量效應(yīng)

入射粒子使星上材料和元器件的原子發(fā)生電離或位移,當(dāng)達(dá)到一定的劑量時會使材料性能退化,元器件參數(shù)變化甚至功能失效,嚴(yán)重時會導(dǎo)致航天器的部分功能甚至全部功能喪失。總劑量效應(yīng)引起的是永久性失效。總劑量效應(yīng)主要有電離總劑量效應(yīng)和位移損傷效應(yīng)兩種。

電離總劑量效應(yīng)

以MOS器件為例,高能粒子與器件中的氧化物發(fā)生作用,產(chǎn)生大量電子空穴對,使得MOS管的閾值電壓等參數(shù)退化。此外,由于電場強(qiáng)度越大,電子遷移率越高,因此在輻照條件下,加電工作將加速器件的電離總劑量損傷。

c68a0eba-0483-11ee-90ce-dac502259ad0.png

▲總劑量隨軌道高度的變化情況

位移損傷效應(yīng)

當(dāng)高能粒子入射到材料時,可與原子核產(chǎn)生庫侖彈性碰撞,導(dǎo)致器件性能參數(shù)(晶體管放大倍數(shù)、太陽電池和CCD轉(zhuǎn)換效率等)退化。位移損傷敏感對象主要有雙極性器件、太陽電池和CCD等光電器件和材料。

單粒子效應(yīng)

單粒子效應(yīng)中單粒子翻轉(zhuǎn)和單粒子閂鎖是最常見的兩種效應(yīng)。

單粒子翻轉(zhuǎn)

當(dāng)電離產(chǎn)生的電荷超過敏感單元翻轉(zhuǎn)所需的臨界電荷時,將引起相關(guān)單位邏輯狀態(tài)改變,出現(xiàn)單粒子翻轉(zhuǎn)。單粒子翻轉(zhuǎn)敏感器對象主要有SRAMDRAMSDRAM、FPGACPUDSPMCU等。單粒子翻轉(zhuǎn)不是永久性的,但故障不會自動恢復(fù),通過重寫可以恢復(fù)原來狀態(tài),因而單粒子翻轉(zhuǎn)為軟錯誤。器件發(fā)生單粒子翻轉(zhuǎn)時,當(dāng)錯誤信息送至另一控制或執(zhí)行電路,則可能引起誤動作。

單粒子閂鎖

高能粒子可能觸發(fā)體硅CMOS電路的寄生可控硅結(jié)構(gòu)而導(dǎo)通造成閂鎖。一旦發(fā)生閂鎖,器件就會從電源到地形成一個低阻通路,處于過流的狀態(tài);如不及時解除閂鎖,器件可能發(fā)生燒毀,造成設(shè)備的硬錯誤。

c6a4a324-0483-11ee-90ce-dac502259ad0.png

▲VirtexⅡFPGA近地空間SEU頻次示意圖

充放電效應(yīng)

c6ca2518-0483-11ee-90ce-dac502259ad0.png

▲充放電效應(yīng)

充放電效應(yīng)主要分為表面充放電效應(yīng)和內(nèi)帶電效應(yīng)。

表面充放電效應(yīng)

在磁暴和亞磁暴期間,在空間等離子體作用下,航天器表面材料形成不等量帶電。當(dāng)相鄰表面間的電位差超過了材料的電介強(qiáng)度時便發(fā)生放電,包括電暈、電弧、輝光,并發(fā)射電磁脈沖,經(jīng)星上隙縫或線纜傳入航天器內(nèi)部電子設(shè)備中,造成工作異常或故障。

內(nèi)帶電效應(yīng)

空間高能帶電粒子穿過航天器表面,在航天器構(gòu)件的電介質(zhì)材料內(nèi)部傳輸并沉積從而建立電場,當(dāng)較高能量的電子嵌入線纜、線路板內(nèi)形成電荷積累時產(chǎn)生放電,并產(chǎn)生干擾電磁脈沖,造成電子設(shè)備工作異常或故障。

c6e1be76-0483-11ee-90ce-dac502259ad0.png

NASA4002手冊關(guān)于內(nèi)帶電效應(yīng)易發(fā)軌道

衛(wèi)星抗輻射加固設(shè)計

在航天器總體設(shè)計中,抗輻射加固作為其中一個重要的工作項目,主要包括空間輻射環(huán)境預(yù)示及其效應(yīng)分析、抗輻射加固設(shè)計、輻射試驗與評價等項目。在方案階段,重點開展空間輻射環(huán)境預(yù)示及其效應(yīng)分析,提出抗輻加固指標(biāo)要求;在初樣階段,重點根據(jù)抗輻加固指標(biāo)要求開展抗輻射加固設(shè)計,開展必要的輻射試驗,并根據(jù)試驗結(jié)果對抗輻射加固措施進(jìn)行評價;在正樣階段,重點關(guān)注抗輻射加固措施的落實。

總劑量效應(yīng)防護(hù)設(shè)計

總劑量效應(yīng)防護(hù)設(shè)計的措施主要有:

1、選用抗輻射能力強(qiáng)的材料、元器件。 2、對元器件進(jìn)行局部屏蔽。 3、加厚單機(jī)機(jī)殼進(jìn)行屏蔽。 4、通過多機(jī)冗余,輪換工作,提高系統(tǒng)抗總劑量能力。 5、進(jìn)行合理的星內(nèi)布局、結(jié)構(gòu)設(shè)計,以充分借用儀器自身的結(jié)構(gòu)件和附近單機(jī)的遮擋,降低到達(dá)敏感器件的輻射劑量。

c71aeb6a-0483-11ee-90ce-dac502259ad0.png

▲航天器三維屏蔽分析結(jié)果:屏蔽厚度在立體角上的分布

單粒子效應(yīng)防護(hù)設(shè)計

單粒子翻轉(zhuǎn)防護(hù)設(shè)計的措施主要有:

1、硬件措施:選擇LET閾值高的元器件,對FPGA的資源使用率進(jìn)行降額,設(shè)置EDAC電路,進(jìn)行三模冗余設(shè)計,設(shè)置硬件計數(shù)器對敏感器件進(jìn)行監(jiān)控等。

2、軟件設(shè)計:抗單粒子翻轉(zhuǎn)容錯設(shè)計是提高星載計算機(jī)可靠性的關(guān)鍵。常用的措施有指令重啟、數(shù)據(jù)回讀、三取二表決法、段存貯器置初值、反彈墻設(shè)計、軟件看門狗設(shè)置等。

單粒子閂鎖防護(hù)設(shè)計的措施主要有:

1、電源輸入口接入限流電阻

2、CMOS電路輸入端不允許懸空,對于多余的輸入端要根據(jù)電路的功能分別處置。

3、盡量避免使用體硅CMOS工藝器件,關(guān)鍵部位可選用SOS、SOI工藝的器件。

4、設(shè)計電流監(jiān)測和電源管理電路,一旦電流超過了設(shè)定閾值,則采取相應(yīng)的措施。

充放電效應(yīng)防護(hù)設(shè)計

充放電效應(yīng)防護(hù)設(shè)計的措施主要有:

1、開展充放電仿真分析,識別風(fēng)險薄弱環(huán)節(jié),并采取針對性措施,以降低空間靜電放電的發(fā)生概率。

2、采取等電位設(shè)計,使航天器外表面材料形成防靜電連續(xù)體,避免形成壓差。

3、增加星上設(shè)備抗空間靜電放電干擾能力。即使出現(xiàn)放電,也不影響星上設(shè)備正常工作。

c768897e-0483-11ee-90ce-dac502259ad0.jpg

▲航天器表面充放電分析結(jié)果:表面充電電位分布圖

隨著航天器設(shè)計水平的不斷提升,抗輻射加固作為航天器總體設(shè)計中的重要環(huán)節(jié),應(yīng)當(dāng)以在軌大數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),通過精細(xì)化仿真智能化預(yù)測、協(xié)同化設(shè)計,促進(jìn)了抗輻射加固設(shè)計從保守的定性設(shè)計到精細(xì)化的定量設(shè)計的轉(zhuǎn)變,助力航天器研制水平邁向更高的臺階。

審核編輯:湯梓紅

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請聯(lián)系本站處理。 舉報投訴
  • 衛(wèi)星
    +關(guān)注

    關(guān)注

    18

    文章

    1755

    瀏覽量

    68152
  • 航天器
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    200

    瀏覽量

    21167
  • 充放電
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    179

    瀏覽量

    22123
  • MOS
    MOS
    +關(guān)注

    關(guān)注

    32

    文章

    1345

    瀏覽量

    96269
  • 抗輻射
    +關(guān)注

    關(guān)注

    0

    文章

    13

    瀏覽量

    6419

原文標(biāo)題:質(zhì)量與可靠性|衛(wèi)星抗輻射加固設(shè)計

文章出處:【微信號:空間抗輻射,微信公眾號:空間抗輻射】歡迎添加關(guān)注!文章轉(zhuǎn)載請注明出處。

收藏 人收藏

    評論

    相關(guān)推薦
    熱點推薦

    芯片封裝輻照技術(shù)研究

    ,使用航天器件前,對其進(jìn)行專門的輻射加固處理非常必要。設(shè)計加固、工藝加固和封裝加固是三種典型的
    的頭像 發(fā)表于 05-29 10:21 ?335次閱讀
    芯片封裝<b class='flag-5'>抗</b>輻照技術(shù)研究

    輻射加固封裝國產(chǎn)存儲器的電子輻照試驗

    輻射封裝加固存儲器LS28C256R。設(shè)計專用試驗測試電路板和測試軟件,以進(jìn)行存儲器器件加電工作條件下電子加速器輻照試驗的動態(tài)測試。輻照對比試驗結(jié)果表明,加固存儲器LS28C256R的
    發(fā)表于 04-22 11:44

    國防威脅減除局尋求輻射高頻模擬和射頻半導(dǎo)體

    美國國防威脅減除局(DTRA)11月28日發(fā)布了一份信息征詢書(NTS139926578),尋求先進(jìn)輻射高頻模擬和射頻半導(dǎo)體技術(shù),以支持“先進(jìn)高頻模擬和射頻半導(dǎo)體技術(shù)研發(fā)與加固”項目。DTRA將向
    發(fā)表于 12-04 19:52

    使用輻射加固圖像傳感器捕獲太陽圖像

    設(shè)計意味著圖像傳感器基本上是直接對準(zhǔn)太陽,要求它能承受這種高輻射環(huán)境。因此SWAP儀采用HAS2圖像傳感器,它采用特殊的設(shè)計架構(gòu),加固傳感器輻射損害。這種
    發(fā)表于 10-23 09:08

    航天元器件的輻射能力

    的影響,甚至使其失效。針對各種輻射效應(yīng),在器件的材料、電路設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝制造及封裝等各個環(huán)節(jié)采取加固措施,使其具有一定的輻射性能。選擇
    發(fā)表于 07-02 07:10

    分享一篇關(guān)于衛(wèi)星通信中星地鏈路特性的模擬系統(tǒng)設(shè)計方案

    本文提出了一種能夠很好地反映衛(wèi)星通信中星地鏈路特性的模擬系統(tǒng)設(shè)計方案。在確定硬件設(shè)計方案之前,搭建了合理的信道仿真模型,并對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。
    發(fā)表于 04-08 06:09

    電子元器件的輻射應(yīng)用

    電子元器件的輻射應(yīng)用9.4.1 輻射加固電子系統(tǒng)的器件選擇    在
    發(fā)表于 08-27 18:55 ?67次下載

    集成電路應(yīng)用與輻射加固(上)

    集成電路應(yīng)用與輻射加固(上)中國航天工業(yè)總公司771所王平(710054)摘    要本文從特定應(yīng)用出發(fā)介紹集成電路
    發(fā)表于 08-27 22:56 ?37次下載

    基于TDICE單元的SRAMSEU加固設(shè)計

    基于TDICE單元的SRAMSEU加固設(shè)計_孫敬
    發(fā)表于 01-07 18:39 ?1次下載

    低成本衛(wèi)星和商業(yè)衛(wèi)星用電子器件輻射加固保證流程思考

    ,研制成本與空間輻射環(huán)境適應(yīng)性之間的矛盾是低等級器件和COTS器件在空間應(yīng)用時需解決的主要問題。在分析低成本衛(wèi)星和商業(yè)衛(wèi)星空間輻射環(huán)境的基礎(chǔ)上,結(jié)合NASA、ESA對低等級器件提出的評
    的頭像 發(fā)表于 03-18 11:30 ?2842次閱讀

    設(shè)計輻射立方體衛(wèi)星機(jī)載計算機(jī)

    使用旨在減輕空間輻射影響的輻射集成電路的趨勢日益明顯。目標(biāo)是通過確保電子設(shè)備在充滿輻射的環(huán)境中運行,同時保持適度的預(yù)算來提高系統(tǒng)可靠性;立方體衛(wèi)星
    的頭像 發(fā)表于 11-15 17:29 ?1155次閱讀
    設(shè)計<b class='flag-5'>抗</b><b class='flag-5'>輻射</b>立方體<b class='flag-5'>衛(wèi)星</b>機(jī)載計算機(jī)

    北斗衛(wèi)星導(dǎo)航儀電池設(shè)計方案

    北斗衛(wèi)星導(dǎo)航儀電池設(shè)計方案
    的頭像 發(fā)表于 05-07 12:33 ?1490次閱讀
    北斗<b class='flag-5'>衛(wèi)星</b>導(dǎo)航儀電池<b class='flag-5'>設(shè)計方案</b>

    輻射加固型四路 2 輸入與非門SN54AC00-SP數(shù)據(jù)表

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《輻射加固型四路 2 輸入與非門SN54AC00-SP數(shù)據(jù)表.pdf》資料免費下載
    發(fā)表于 05-06 10:59 ?0次下載
    <b class='flag-5'>抗</b><b class='flag-5'>輻射</b><b class='flag-5'>加固</b>型四路 2 輸入與非門SN54AC00-SP數(shù)據(jù)表

    ADS1282-SP輻射加固保障高分辨率Δ-ΣADC數(shù)據(jù)表

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《ADS1282-SP輻射加固保障高分辨率Δ-ΣADC數(shù)據(jù)表.pdf》資料免費下載
    發(fā)表于 07-16 09:20 ?0次下載
    ADS1282-SP<b class='flag-5'>抗</b><b class='flag-5'>輻射</b><b class='flag-5'>加固</b>保障高分辨率Δ-ΣADC數(shù)據(jù)表

    MSP430FR5969-SP輻射加固混合信號微控制器數(shù)據(jù)表

    電子發(fā)燒友網(wǎng)站提供《MSP430FR5969-SP輻射加固混合信號微控制器數(shù)據(jù)表.pdf》資料免費下載
    發(fā)表于 08-06 10:34 ?0次下載
    MSP430FR5969-SP<b class='flag-5'>抗</b><b class='flag-5'>輻射</b><b class='flag-5'>加固</b>混合信號微控制器數(shù)據(jù)表
    主站蜘蛛池模板: 亚洲视频www | 奇米色影院 | 97午夜| 同性同男小说肉黄 | 免费一日本一级裸片在线观看 | 久久青 | 色天使美国| 天天靠天天擦天天摸 | 午夜三级在线 | 亚洲理论在线 | 国产精品免费看久久久香蕉 | 91久久青草精品38国产 | 国产成人高清精品免费5388密 | 午夜.dj高清在线观看免费8 | 午夜免费福利片观看 | 日本特黄a级高清免费酷网 日本特黄色大片 | 欧美日韩一区不卡 | 欧美日韩色图 | 国内露脸夫妇交换精品 | 激情婷婷六月天 | 国产欧美亚洲精品第二区首页 | 国产三级播放 | 97久久天天综合色天天综合色hd | 男女在线观看视频 | v视界影院最新地址 | 视色4se在线视频播放 | 老司机亚洲精品影院在线观看 | 国产一区二区在线视频播放 | 国产亚洲欧美一区 | 777色淫网站女女免费 | 中文一区在线观看 | 人人精品 | 美国bj69video18视频 | 免费在线播放视频 | 天天影视欧美综合在线观看 | 在线黄视频 | 人人爽天天爽夜夜爽曰 | 亚洲一区二区中文字5566 | 开心激情五月网 | 亚洲成人资源 | 色婷婷国产 |