空间带电粒子对X射线通信信噪比的影响

发布时间：2018-08-09 10:47

【摘要】：针对空间粒子环境对X射线通信系统的影响,分析了空间带电粒子,尤其是高能电子与X射线通信的收发天线——多层嵌套式X射线聚焦光学相互作用产生荧光X射线的过程;使用蒙特卡洛软件MCNP仿真了电子与聚焦光学相互作用,产生荧光X射线光子的量子效率;建立了电子枪与多层嵌套式X射线聚焦光学相互作用的数学模型并搭建相关实验平台,使用具有高能量分辨率的硅漂移探测器实测了荧光X射线的数量和能量分布,计算了荧光X射线光子对X射线通信系统信噪比的影响.实验与计算结果表明:在入射电子流量为1×108 cps/cm2/s量级,能量1~20keV时,X射线通信系统的信噪比优于15.1dB.多层嵌套式X聚焦光学可以有效地滤除空间电子对X射线通信的干扰,提高信号增益.
[Abstract]:Aiming at the effect of space particle environment on X-ray communication system, the process of fluorescence X-ray generation by the interaction of space charged particles, especially the transceiver antenna of high-energy electron and X-ray communication, is analyzed. The interaction between electron and focusing optics is simulated by Monte Carlo software MCNP, and the quantum efficiency of fluorescence X-ray photons is generated, and the mathematical model of electron gun interaction with multi-layer nested X-ray focusing optics is established and the related experimental platform is built. The amount and energy distribution of fluorescence X-ray are measured by silicon drift detector with high energy resolution. The influence of fluorescence X-ray photons on the signal-to-noise ratio of X-ray communication system is calculated. The experimental and computational results show that the signal-to-noise ratio of X-ray communication system is better than 15.1 dB when the incident electron flow is 1 脳 10 ~ 8 cps/cm2/s and the energy 1~20keV. Multi-layer nested X-focusing optics can effectively filter out the interference of space electrons to X-ray communication and improve the signal gain.
【作者单位】： 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室;中国科学院大学;西安交通大学电子与信息工程学院;西安交通大学理学院;
【基金】：国家自然科学基金(No.61471357) 中国科学院“西部之光”基金资助~~
【分类号】：TN929.1

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本文编号：2173834