摘要:本文分析了星载通信电子侦察设备的空间辐射环境及总剂量辐射效应,阐述了杭总剂量辐射效应的设计流程及设计思路,并提出了一些结构防护与设计方法 关键词:总剂量辐射效应;抗辐射加固;星载侦察设备 程国辉:星载通信电子侦察设备总剂量辐射效应及结构加固技术 空间辐射环境主要包括地球辐射带、太阳宇宙线、银河宇宙线、等离子体等,并与太阳活动密切相关 地球辐射带指近地空间被地磁场捕获的高强度带电粒子区域,常称为地磁捕获辐射带,也称Van Allen辐射带(范·艾伦辐射带)
分为内辐射带和外辐射带内辐射带是最靠近地球的捕获粒子区域,主要由能量0.1 400MeV的捕获质子和能量0.04一7MeV (fl捕获电子组成,还有少量重离子存在。内辐射带位于600一 I OO0Ukm 高度之间,并向地球赤道两侧伸展约400的位置,一般低能粒子中心位置离地球远,高能粒子离地球近外辐射带主要由0.04一4 MeV的电子组成,位于10000 6000Ukn,之间,质子能量很低,而且其强度随能星的增加迅速减小由于实际地磁场偏离偶极子磁场。在南大四洋t几空,地磁场强度低于偶极子磁场,形成负磁异常区,其范围从东经200至西经1000,从北纬100至南纬600,中心位置约在西经400,称为南大西洋负磁异常区。在南大西洋负磁异常区,由于磁力线向下弯曲,内辐射带下边界高度降到最低点,在距地面200krn高度 }几即可遇到高通量高能粒子
只要航天器轨道倾角超过 400,就会在围绕地球的轨道运动中不断穿越南大西洋负磁异常区 太阳宇宙线是指发生太阳耀斑时,从日面喷射出的高能高通量带电粒子流,山于其带电粒子绝大部分由质子组成,又称太阳质子事件,其能量范围一般从lUMeV 到几! GeV‘太阳宇宙线事件持续时间大约为几小时到几十小时,其发生具有偶发性特点。 银河呀:宙线是来自银河系各个方向的高能带电粒子,绝大多数是质子和。粒子及少量高能粒子、银河宇宙线的能量大,但通量小.具有极大的贯穿能力 从上面空间辐射环境的简述可见,星载通信电子侦察设备的运行轨道和倾角不同,遭遇的空间辐射环境成分也有一定差别,因此进行抗辐射设计时应根据运行轨道情况具体地分析,体管的增益下降,漏电流增加,造成器件性能下降,使单元电路不能完成原定的功能。
另一种是原子位移作)Il . 使被.商能粒子LI:中的原子的位置移动而脱离原来所处的晶格中的位置,造成晶格缺陷、位移作川的后果是平 "`Y体材料硅中少数载流子的寿命不断缩短,造成八{。体管的电流增益下降和漏电流增加 对辐射M-tJ贡献较大的主要是辐射带捕获电1.和质子、太阳耀斑质子等,辐射带捕获电子对总#41] ;Ii:效)、袱只有不容忽视的贡献,并在屏蔽厚度较大I14成为电离ail Gl的主要贡献者之一、 3总剂量辐射效应的加固设计 Y-载通信电子侦察设备对总lfLx1 ,1,-辐g寸效]、认的加固设计,必须根据设备所处的具体空问辐g寸环境,遵循自卜而下的原则:首先对整个系统进行通盘考虑,提出系统的总体抗辐射加d.I要求,合理分配至单机、部件(器件),找出薄弱环节,进行系统级加固设计;然后进行单机抗辐射设计,并根据抗辐射设计要求设计具有抗辐射性能的电路;最后按照需要选择元器件,确定其辐身、r容限,提出加固要求
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