高分七号相机遮光罩展开状态红外感知系统

发布时间：2021-03-22 22:22

　　遥感卫星分辨率日趋精细,相机口径不断增大,受限于运载器直径对刚性遮光罩系统尺寸约束,柔性展开遮光系统在遥感器上逐渐应用,空间柔性展开结构在轨工作状态对于主任务判定有重要作用。报道了一种展开状态红外感知系统,应用于我国高分七号相机遮光罩系统在轨展开状态监测。首先介绍了高分七号双线阵相机及其遮光罩系统设计,分析了展开状态红外感知功能的特殊要求和约束。提出了一种利用"豆荚杆"作为传输通道的基于红外光线传输阻隔特性的新型展开状态感知方法,系统包含了红外光线产生系统与接收系统,采用红外光线产生系统发射的890 nm波段光线作为信息载体,经空间柔性展开结构"豆荚杆"通道后由红外光线接收系统转换为电信号,通过对电信号处理得到柔性结构展开状态信息。系统具有无动作机构部件、无较大能量消耗及数据带宽要求小等优点,对原有展开过程基本不产生影响。通过理论分析证明了该方法的可行性,试验验证了该方法中红外光线产生系统光功率、红外光线接收系统光电晶体管阵列上拉电阻以及工作温度等参数对展开判定准确性的影响。通过试验得到,现有展开状态红外感知系统的红外光线产生系统光功率参数大于25 mA、红外光线接收系统上拉电阻特征参... 

【文章来源】：光谱学与光谱分析. 2020,40(09)北大核心EISCICSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

展开状态红外感知系统

其中, V1为基准偏置电压值, I0为红外光线产生系统输出光功率, ρ是“豆荚杆”用铍青铜材料的表面反照率, H为光线产生系统与接收系统之间的距离, θ1与θ2分别为光线产生系统与接收系统的视场角, S0为“豆荚杆”截平面的物理参数, λ为豆荚杆展开后的直线度, η为接收系统的光电转换效率, R0为接收系统上拉电阻对电流的放大参数。 dΩ1为微元对红外光线产生系统的接收度, dΩ2为接收系统对微元发射光的接收度, 积分针对红外光线产生系统与接收系统的视场交集进行。 由式(1)可以得出, 当展开状态红外感知系统所安装的截面积、 距离等参数固定时, 接收系统的输出电压与红外光线产生系统的光功率、 接收系统的上拉电阻有关。对于接收系统的光电三极管电路, 如图2所示, 可以将光电三极管等效为受控电阻Rx, 则有

根据电路参数设计原理, 接收系统的放大特性与接收电路的上拉电阻阻值成正比, 接收系统的放大特性可以用上拉电阻阻值表示。 分别测试了在零发射功率状态下, 接收系统的上拉电阻由1 kΩ, 2～20 kΩ(步进值2 kΩ)、 30～100 kΩ(步进值10 kΩ)状态下的电压输出值。 如图3所示。由上述数据可知, 在定输入加载电压以及零功率加载环境下, 随着接收系统上拉电阻的增大, 静态输出电压呈近似线性变化, 线性变化率大约为0.5 mV·kΩ-1, 但是总体上输出电压值能够保持在5 V以上。 根据光电晶体管物理特性, 该电流是由晶体管暗电流引起, 通过计算, 光电晶体管系统的暗电流值约为500 nA。 接收阵列二极管在零功率输入条件下的等效电阻约为10 MΩ。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3094584