[發明專利]一種地面與在軌環境相結合的器件抗總劑量能力確定方法

有效

• 申請號: 201710694510.7
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN107677898B
• 公開（公告）日: 2020-02-14
• 發明（設計）人: 王文炎;杜卓宏;李鵬偉;韓曉東;丁麗娜;劉艷秋;張雷浩;張皓源;張洪偉
• 申請（專利權）人: 中國空間技術研究院
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 11009 中國航天科技專利中心
• 代理人: 馬全亮

一種地面與在軌環境相結合的器件抗總劑量能力確定方法，該方法包括：對器件在軌電離輻射總劑量環境參數的確定，根據在軌電離輻射總劑量參數確定器件地面輻照試驗的性能測試劑量點和輻照試驗的劑量率，通過地面輻照試驗確定器件電離輻射總劑量敏感參數，對器件進行在軌試驗并實時檢測器件的敏感參數的變化及器件所承受的電離輻射總劑量值，進而確定器件的抗輻射電離總劑量能力。本發明將地面輻照試驗與軌道環境結合來確定器件的抗電離輻射總劑量能力，具有更準確的特點。

技術領域

本發明涉及一種地面與在軌環境參數相結合的器件抗總劑量能力確定方法。

背景技術

航天器在軌運行會受到來自地球輻射帶、銀河宇宙射線、太陽宇宙射線等產生的電子、質子及少量重離子的輻射，對這些輻射敏感的器件會產生電離總劑量效應，使其性能參數發生改變而影響其正常工作。而不同航天器軌道、不同在軌時間因太陽活動、宇宙天體活動的不同而對航天器輻射影響較大，器件在空間環境所受到輻射劑量具有很大的不確定性，而地面條件完全模擬復雜的空間輻射環境是不可能的；同時，器件電離總劑量輻射損傷具有一定的退火效應，若器件在地面進行到耐總劑量能力值，但經過航天器單機的地面試驗等過程，退火后器件還能承受的耐總劑量能力會發生變化，這樣不確定性較多。因此，僅僅在地面用特定的輻射源對器件開展總劑量輻射效應模擬試驗評估存在著劑量率大、等效模型不準確、不確定因素較多等問題。

然而，完全通過在軌來評估器件抗輻射能力需要占用大量的航天器資源，付出較大的代價，也具有較大的局限性。因此，開發一種地面與在軌相結合的器件抗總劑量能力評估方法，通過實施該方法修訂地面模擬試驗評估方法，使其更準確評價器件抗總劑量效應能力具有較強的現實意義。

發明內容

本發明解決的技術問題是：克服現有方法的不足，提供了一種地面與在軌環境相結合的器件抗總劑量能力確定方法，彌補僅僅通過地面試驗確定器件的抗總劑量輻射能力不準確的問題。

本發明的技術解決方案是：

一種地面與在軌環境相結合的器件抗總劑量能力確定方法，步驟如下：

(1)確定器件在軌壽命期內所承受的電離輻射總劑量D；

(2)根據所述電離輻射總劑量D，確定器件性能測試的劑量點以及劑量率；

(3)將器件在軌應用的偏置狀態作為地面輻照試驗的偏置狀態，根據步驟 (2)所確定劑量率對器件進行輻照試驗，在所述劑量點處對器件進行測試，得到每個劑量點處的器件電性能參數值a_ij，i＝1，2，3,...,n，n為電性能參數個數， j＝1，2，3,...,8，分別對應8個劑量點；

(4)根據步驟(3)確定的每個劑量點處的器件電性能參數值a_ij，確定器件輻照敏感參數；

(5)選取一只或兩只非地面輻照試驗的同批器件裝機進行在軌試驗；

(6)在軌實時檢測器件輻照敏感參數的值以及器件所承受的電離輻射總劑量D₁；

(7)根據步驟(6)測試得到的器件輻照敏感參數的值以及所述電離輻射總劑量D₁，確定器件的抗電離輻射總劑量能力P_k。

所述步驟(1)中電離輻射總劑量D通過公式

D＝2(D_e+D_b+D_p+D_s-p)

計算得到，其中，D_e為捕獲電子劑量、D_b為韌致輻射劑量、D_p為捕獲質子劑量、 D_s-p為太陽耀斑質子劑量。