[發明專利]折疊式陣列型星載X射線探測器

無效

• 申請號: 201210589545.1
• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103076621A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 貝曉敏;帥平;徐立宏;李振新;吳耀軍
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: G01T1/00
• 分類號: G01T1/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 高燕燕;楊志兵

技術領域

本發明屬于航天器自主導航技術領域，具體涉及一種星載X射線探測器。

背景技術

X射線脈沖星的輻射能量主要集中于0.1～10keV的軟X射線能段，其輻射強度非常微弱，一般在100～10-5ph/cm2/s的量級，為了探測這樣微弱的X射線光子信號，就要求探測器制成大面積陣列，從而在有限的觀測時間內增強X射線光子收集的效率和提高脈沖星輻射信號的信噪比。同時，由于衛星平臺對探測器載荷質量和包絡的嚴格約束，從而要求星載探測器具有重量輕、包絡面積小和可靠性強的特性。因此研制大面積、輕量化、小包絡和高可靠性的星載X射線探測器是X射線脈沖星導航的核心關鍵技術。但是，目前尚未檢索到有關星載X射線探測器的完整設計方案或專門論述。

發明內容

本發明的目的是：提供一種星載X射線探測器，以實現大面積、輕量化、小包絡和高可靠性等技術指標要求，從而滿足利用X射線脈沖星的航天器自主導航應用需求。

本發明的技術方案是：一種折疊式陣列型星載X射線探測器，它包括：光子探測頭本體、真空門陣列機構、真空閥門、高壓電連接器、探測單元和信號電連接器；

光子探測頭本體為正八邊形柱體結構，其左右兩側對稱的設有連接口，光子探測頭本體非相鄰的側壁上設有水平限位裝置，水平限位裝置具有可向外彈出的凸起，水平限位裝置共有4個；

真空門陣列機構為去掉一個角的正方形結構，其斜邊長度與光子探測頭本體正八邊形的邊長相等，直角邊長度為光子探測頭本體正八邊形長度的二分之一，真空門陣列機構上設有密封圈；真空門陣列機構的數量為4個；

探測單元為長方形結構，其數量為多個，均布的嵌入光子探測頭本體以及真空門陣列機構的上表面；

真空門陣列機構通過安裝于其斜邊中部的電控鉸鏈與光子探測頭本體連接，4個真空門陣列機構安裝于水平限位裝置的上方，由電控鉸鏈控制其打開與閉合，當真空門陣列機構打開時，由水平限位裝置對其限位，與光子探測頭本體的上表面平齊；當真空門陣列機構閉合時，4個真空門陣列機構扣合在光子探測頭本體的上表面，與光子探測頭本體的上表面之間形成4個密閉腔室，4個密閉腔室之間相互連通；真空閥門安裝于光子探測頭本體的側壁，高壓電連接器與信號電連接器安裝于光子探測頭本體的連接口處。

本發明的有益效果是：1.本發明由于采用了陣列型設計，同時在探測器本體和真空門陣列上布置探測單元，使得探測器的探測面積增加一倍，具有提高接受信號的信噪比，減少積分時間的優勢。

2.本發明由于采用了折疊式設計，是探測器在收攏狀態呈圓柱狀八邊形設計，與矩形設計相比使得探測器在有效探測面積相同時，在發射狀態探測器收攏包絡面較小；同時在展開狀態為花瓣形設計，使得工作狀態探測器回轉包絡面較小，質量分布均勻，轉臺承受力矩小易于精確操作。

3.本發明由于采用了真空門陣列設計，跟單體式真空門相比具有易于實現探測器的真空密封，提高真空門的抗沖擊振動能力，減小展開后探測器的回轉包絡面，提高探測器可靠性的等優點。

附圖說明

圖1為本發明的工作狀態結構示意圖；

圖2為實施例中本發明啟動狀態結構示意圖；

圖3為實施例中本發明的發射狀態時結構示意圖；

其中，1-光子探測頭本體、2-真空門陣列機構、3-真空閥門、4-高壓電連接器、5-探測單元、6-信號電連接器、7-水平限位裝置、8-二維轉臺、9-綜合控制器。

具體實施方式

參見附圖1，一種折疊式陣列型星載X射線探測器，它包括：光子探測頭本體1、真空門陣列機構2、真空閥門3、高壓電連接器4、探測單元5、信號電連接器6、二維轉臺8和綜合控制器9；

光子探測頭本體1為正八邊形柱體結構，其左右兩側對稱的設有連接口，光子探測頭本體1非相鄰的側壁上設有水平限位裝置7，水平限位裝置7具有可向外彈出的凸起，水平限位裝置7共有4個；

真空門陣列機構2為去掉一個角的正方形結構，其斜邊長度與光子探測頭本體1正八邊形的邊長相等，直角邊長度為光子探測頭本體1正八邊形長度的二分之一，真空門陣列機構2上設有密封圈；真空門陣列機構2的數量為4個；

探測單元5為長方形結構，其數量為多個，均布的嵌入在光子探測頭本體1以及真空門陣列機構2的上表面，探測單元5的表面上覆蓋有濾光膜；

二維轉臺8包括：底板、支架與限位塊；支架垂直的安裝于底板上，沿支架同一水平線方向設有轉軸；限位塊為三角形結構，在其斜面上設有橫向的凹槽；限位塊安裝于支架內側的底板上；