星载双探针式电场探测仪数据采集系统设计

作     者：崔阳 

作者单位：兰州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周庆国;马勉军

授予年度：2016年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 080401[工学-精密仪器及机械] 0804[工学-仪器科学与技术] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0835[工学-软件工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 081002[工学-信号与信息处理] 

主      题：电场探测仪 数据采集系统 模数转换器 滤波器 分辨率 

摘      要：随着我国航天事业的不断发展,新型有效载荷得到越来越广泛的应用,这点在空间环境探测类卫星、载荷方面越来越明显。星载电场探测仪是用于测量空间等离子体环境下电场的仪器,目前国外经过空间飞行验证的空间电场探测仪主要分为双探针式和电子漂移式,其中双探针式电场探测仪具有测量带宽宽、测量精度高的优点,因此是目前空间电场探测的主要技术手段。双探针式电场探测仪又分为主动式和被动式两种,其中主动式电场探测仪可向传感器主动施加一定范围的偏置电流,可提高空间电场探测的精度。我国首颗电磁监测试验卫星将搭载双探针式电场探测仪,也是我国利用卫星平台进行空间电场探测的首次实验。本论文在对国外星载电场探测仪充分调研的基础上,阐述了国外已实现应用的星载电场探测仪的主要技术指标、测量原理以及系统主要构成,并对我国目前空间电场探测的现状进行了说明。总结了星载空间电场探测仪的技术发展趋势。基于我国星载空间电场探测仪的现状,首先提出了双探针式电场探测仪数据采集系统的基本原理、系统构成和主要功能;然后对数据采集系统总体方案、基本构成、基本功能要求和技术指标(技术指标的内涵及意义),以及硬件、软件等方面的进行了较为详细的设计。最后对主要技术指标的测试方法进行了详细的说明。测试、验证结果表明,电场探测仪数据采集系统设计正确,主要技术指标均满足电场探测仪需求,实现了预期的功能和性能要求,对未来星载空间电场探测仪的技术更新和其它各类新型有效载荷的研发具有积极的促进作用和参考价值。