星载材料极弱剩磁测量方法研究

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作者 孟立飞 徐超群 +4 位作者 陈金刚 肖琦 刘超波 周斌 张铁龙 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1514-1519,共6页

为解决科学探测卫星星载材料微弱磁性测量难题,本文提出了一种卫星部件极弱剩磁的测量方法,并研制了测量系统。利用屏蔽技术去除外界磁场干扰,在屏蔽系统内搭建了测量系统,使用零场原子磁力仪采集旋转试件的磁场频谱信息,通过小波多分... 为解决科学探测卫星星载材料微弱磁性测量难题,本文提出了一种卫星部件极弱剩磁的测量方法,并研制了测量系统。利用屏蔽技术去除外界磁场干扰,在屏蔽系统内搭建了测量系统,使用零场原子磁力仪采集旋转试件的磁场频谱信息,通过小波多分辨分析方法处理得到试件的磁特征数据。研究表明:本文方法可有效提取极弱剩磁信号,且系统稳定度优于1×10^(-12) T/30 min,磁场分辨率优于1×10^(-12) T,磁矩提取分辨量级可达10^(-6) A·m^(2),为整星磁洁净控制和空间磁场高精度探测提供了途径。 展开更多

关键词 卫星 材料 极弱剩磁 磁屏蔽 测量系统 频谱 小波多分辨分析 磁洁净

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航天器防护高能带电粒子的新方法 被引量：3

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作者 孟立飞 易忠 张超 《航天器环境工程》 2008年第2期198-200,100,共3页

文章介绍了航天器防护高能带电粒子的一种新方法——利用磁鞘进行主动防护。阐述了磁鞘防护高能带电粒子的基本原理,分析了其在工程应用上的可行性,并提出了磁鞘的一种设计方案。针对这种设计方案进行了数值分析计算,结果表明该方案可... 文章介绍了航天器防护高能带电粒子的一种新方法——利用磁鞘进行主动防护。阐述了磁鞘防护高能带电粒子的基本原理,分析了其在工程应用上的可行性,并提出了磁鞘的一种设计方案。针对这种设计方案进行了数值分析计算,结果表明该方案可以有效防护0.15MeV以下的电子。 展开更多

关键词 航天器屏蔽 主动防护 磁鞘 高能带电粒子

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磁力矩器对星外等离子体分布影响分析 被引量：2

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作者 孟立飞 易忠 +2 位作者 张超 肖琦 唐小金 《航天器环境工程》 2009年第4期339-342,402,共4页

文章通过计算某型号磁力矩器工作时产生的磁场,分析了等离子体在磁力矩器磁场中的运动状态,计算了电子在磁力矩器周围的密度分布。结果显示:在磁力矩器工作时,周围电子密度将增大,最大可为正常密度的10倍。密度增大的区域尺寸在轴向上... 文章通过计算某型号磁力矩器工作时产生的磁场,分析了等离子体在磁力矩器磁场中的运动状态,计算了电子在磁力矩器周围的密度分布。结果显示:在磁力矩器工作时,周围电子密度将增大,最大可为正常密度的10倍。密度增大的区域尺寸在轴向上略大于磁力矩器的长度,越靠近磁力矩器的两端电子密度越小,形成一个"凹陷";径向上主要在半径小于4m的范围内。在此区域应避免摆放对带电粒子敏感的部组件。 展开更多

关键词 磁力矩器 等离子体 磁场

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一种高磁洁净卫星磁性建模与仿真计算方法 被引量：1

4

作者 孟立飞 陈金刚 +3 位作者 肖琦 张琼予 邓佳欣 张铁龙 《航天器环境工程》 CSCD 2024年第3期296-300,共5页

卫星的磁洁净度是影响空间磁场测量精度的关键因素之一。为了在设计阶段预估“张衡一号”卫星的磁洁净度,文章提出一种基于单机多磁偶极子模型的卫星磁性建模与仿真计算方法:首先通过单机磁场测量数据构建单机多磁偶极子模型;然后根据... 卫星的磁洁净度是影响空间磁场测量精度的关键因素之一。为了在设计阶段预估“张衡一号”卫星的磁洁净度,文章提出一种基于单机多磁偶极子模型的卫星磁性建模与仿真计算方法:首先通过单机磁场测量数据构建单机多磁偶极子模型;然后根据单机的安装位置和方向组合成整星磁性模型;进而仿真计算卫星绝对磁场校准装置位置处的磁场。整星磁试验验证结果表明,该仿真方法可信有效,可应用于同类高磁洁净卫星的磁性建模与仿真计算。 展开更多

关键词 “张衡一号”卫星 磁性建模 磁性仿真 多磁偶极子模型 空间磁场探测

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一种高精度星载磁强计系统级标定方法

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作者 孟立飞 徐超群 +5 位作者 肖琦 刘超波 耿晓磊 陈德祥 易忠 张铁龙 《中国空间科学技术（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第3期174-179,共6页

星载三轴磁强计经常被用于卫星在轨的姿态确认与修正,为提高其在轨磁场测量精度,提出了一种高精度的星载磁强计系统级标定方法。首先,引入了光学棱镜基准,完成了参照磁强计磁轴的正交性自校准。随后,利用二乘法完成了三轴零磁环境模拟... 星载三轴磁强计经常被用于卫星在轨的姿态确认与修正,为提高其在轨磁场测量精度,提出了一种高精度的星载磁强计系统级标定方法。首先,引入了光学棱镜基准,完成了参照磁强计磁轴的正交性自校准。随后,利用二乘法完成了三轴零磁环境模拟系统线圈系数校准,再利用参照磁强计完成了三轴零磁环境模拟系统磁轴正交性标定,从而获得高精度的空间磁环境地面模拟系统。最后,利用三轴零磁环境模拟系统与卫星正交性对应关系,完成了星载磁强计的标定。试验结果表明:经过标定后,三轴零磁环境模拟系统非正交度优于0.01°,星载磁强计标定误差优于10 nT,为星载磁强计系统地面标定试验验证提供了新途径。 展开更多

关键词 卫星控制 姿态确定 磁强计 自校准装置 棱镜

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空间站带电效应分析及对策 被引量：14

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作者 刘业楠 赵华 +3 位作者 易忠 张超 孟立飞 黄建国 《载人航天》 CSCD 2013年第5期6-12,共7页

低轨航天器会因太阳帆板接地方式从空间等离子体中收集电荷并产生带电效应影响航天器正常的工作。通过评估空间站100 V太阳电池阵,进而在轨带电效应并对基于等离子体电流收集特性对仿真计算获得的悬浮电位值进行分析,可知其能引起包括... 低轨航天器会因太阳帆板接地方式从空间等离子体中收集电荷并产生带电效应影响航天器正常的工作。通过评估空间站100 V太阳电池阵,进而在轨带电效应并对基于等离子体电流收集特性对仿真计算获得的悬浮电位值进行分析,可知其能引起包括交会对接放电、舱外活动电击、太阳电池阵电弧短路以及表面材料退化等问题。为此提出空间站带电效应防护减缓的对策,认为主动发射电子进行悬浮电位的控制是目前最有效的办法,需要电位控制装置具备至少1 A电子束流的发射能力,确保我国空间站任务。 展开更多

关键词 空间站 带电效应 等离子体 电位控制 高压太阳电池阵

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沸石分子筛对航天器分子污染物的吸附性能研究 被引量：7

7

作者 李娜 院小雪 +2 位作者 孟立飞 于钱 臧卫国 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期494-498,共5页

针对空间环境中有机污染物沉积在航天器敏感部件上造成相关功能失效问题,提出一种利用沸石分子筛多孔结构在轨清除有机污染物的新方法。研究了真空环境中,Naβ、NaY、13X三种分子筛对某型号电缆真空放气产物的吸附能力,结果表明13X的吸... 针对空间环境中有机污染物沉积在航天器敏感部件上造成相关功能失效问题,提出一种利用沸石分子筛多孔结构在轨清除有机污染物的新方法。研究了真空环境中,Naβ、NaY、13X三种分子筛对某型号电缆真空放气产物的吸附能力,结果表明13X的吸附能力优于其它两种分子筛,饱和吸收率为14.03%。将其作为分子吸附器的吸附材料应用到航天器易污染的部位,将会有效控制航天器在轨运行的污染水平,提高可靠性。 展开更多

关键词 航天器 分子筛 真空 吸附 污染物

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磁力矩器在磁洁净卫星平台中的应用技术研究 被引量：9

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作者 肖琦 张文彬 孟立飞 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期235-239,共5页

针对磁力矩器给磁洁净卫星平台带来较大磁场干扰的问题,提出磁力矩器在轨磁场干扰的评估和控制方法。按照磁力矩器产生的工作磁场、感应磁场和剩磁场的大小及特性,通过各类测试与分析研究,提出磁场干扰的控制措施,并总结出在磁洁净卫星... 针对磁力矩器给磁洁净卫星平台带来较大磁场干扰的问题,提出磁力矩器在轨磁场干扰的评估和控制方法。按照磁力矩器产生的工作磁场、感应磁场和剩磁场的大小及特性,通过各类测试与分析研究,提出磁场干扰的控制措施,并总结出在磁洁净卫星平台的最优应用方案。结果表明磁力矩器产生的磁场干扰得到了有效控制,为工程使用解决了磁场干扰关键技术问题。 展开更多

关键词 磁力矩器 磁洁净 卫星平台 感应磁场 剩磁场

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电磁监测卫星磁洁净控制方法研究 被引量：7

9

作者 肖琦 刘胜利 +1 位作者 孟立飞 陈金刚 《装备环境工程》 CAS 2018年第6期78-81,共4页

提出了卫星磁洁净控制的主要方法,覆盖从卫星可行性设计到最终系统级磁试验的各个阶段。结合电磁监测卫星的研制流程,介绍了在可行性论证、方案阶段和初样阶段卫星磁洁净控制工作的进展。开展的工作表明,卫星平台在绝对磁场校准装置位... 提出了卫星磁洁净控制的主要方法,覆盖从卫星可行性设计到最终系统级磁试验的各个阶段。结合电磁监测卫星的研制流程,介绍了在可行性论证、方案阶段和初样阶段卫星磁洁净控制工作的进展。开展的工作表明,卫星平台在绝对磁场校准装置位置产生的磁场干扰不确定量可以控制在0.5 nT,能够满足卫星在轨科学探测任务需求。 展开更多

关键词 磁矩 磁场 磁洁净 电磁监测试验卫星 张衡一号

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卫星介质深层充电电场时域差分计算方法研究 被引量：4

10

作者 杨勇 易忠 +1 位作者 院小雪 孟立飞 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期276-281,325,共7页

根据卫星介质深层充电的物理机制,分别对应介质板正面接地、背面接地和正面背面同时接地三种情况建立相应的介质板深层充电模型,研究了利用时域差分和数值积分方法求解卫星介质深层充电电场的算法,计算了在单能电子束流垂直入射作用下... 根据卫星介质深层充电的物理机制,分别对应介质板正面接地、背面接地和正面背面同时接地三种情况建立相应的介质板深层充电模型,研究了利用时域差分和数值积分方法求解卫星介质深层充电电场的算法,计算了在单能电子束流垂直入射作用下卫星内部介质板(Teflon)深层充电电场,计算结果表明,文章建立的数值计算方法能求解出介质深层充电电场,且计算结果能反映充电电场在介质板中的时空分布特征。 展开更多

关键词 高能电子 深层充电 介质电导率 充电电场 时域差分

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动态环路法磁矩测量技术试验研究 被引量：4

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作者 刘超波 王斌 +3 位作者 易忠 孟立飞 肖琦 代佳龙 《中国测试》 CAS 北大核心 2016年第3期17-20,共4页

动态环路法磁矩测量技术是一种新的磁矩测量技术,为了解其实际性能指标,提出一种可以获得动态环路法测量误差和分辨率的测试方案。利用标准磁体模拟被测物,通过改变标准磁体的位置模拟被测物在任意方向的偏心情况,给出9组被测标准磁体... 动态环路法磁矩测量技术是一种新的磁矩测量技术,为了解其实际性能指标,提出一种可以获得动态环路法测量误差和分辨率的测试方案。利用标准磁体模拟被测物,通过改变标准磁体的位置模拟被测物在任意方向的偏心情况,给出9组被测标准磁体设计方案。通过对比不同标准磁体的磁矩测量结果,得到原理样机在一定误差条件下的磁矩分辨率,并给出提高分辨率的方法。试验结果表明:动态环路法原理样机偶极磁矩测量误差<5%,磁心坐标测量误差<20%;在偶极磁矩测量误差<5%时,原理样机的磁矩分辨率可达0.06 A·m2。动态环路法具有良好的性能指标,可以用于高精度磁矩测量。 展开更多

关键词 磁矩 动态环路法 误差 分辨率

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基于欧拉方法的多磁偶极子分辨技术 被引量：17

12

作者 陈俊杰 易忠 +2 位作者 孟立飞 肖琦 刘超波 《航天器环境工程》 2013年第4期401-406,共6页

文章首次将欧拉反演方法应用于航天器内部多磁偶极子的分辨,通过测量航天器外围磁场及其梯度张量数据,采用欧拉反演算法来计算航天器内部主要磁性部组件的位置和磁矩参数。根据磁场梯度张量数据的测量特点,采取了网格式数据采集方式;然... 文章首次将欧拉反演方法应用于航天器内部多磁偶极子的分辨,通过测量航天器外围磁场及其梯度张量数据,采用欧拉反演算法来计算航天器内部主要磁性部组件的位置和磁矩参数。根据磁场梯度张量数据的测量特点,采取了网格式数据采集方式;然后推导了多点联合反演的欧拉方程组,并提出了一种在所有反演解中快速准确寻找最优解的方法;在此基础上利用遗传算法对反演最优解进行了优化。优化后的分辨结果表明:在小范围、多层次磁源分辨方面,计算出的磁源磁矩参数较为准确,且磁源位置最高分辨率优于0.01m。 展开更多

关键词 多磁偶极子 欧拉反演方法 磁场梯度张量 遗传算法

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磁场全张量测量计算方法与误差分析 被引量：7

13

作者 刘超波 王斌 +3 位作者 陈金刚 代佳龙 孟立飞 肖琦 《航天器环境工程》 2015年第1期63-66,共4页

矢量磁场和磁场全张量数据是多磁源反演的数据基础。针对矢量磁场和磁场全张量的测量问题,文章提出了矩阵式矢量磁场连续扫描方法。对利用矢量磁场计算磁场全张量所用的数据结构进行了研究,应用MATLAB软件对常用的十字形和六面体两种不... 矢量磁场和磁场全张量数据是多磁源反演的数据基础。针对矢量磁场和磁场全张量的测量问题,文章提出了矩阵式矢量磁场连续扫描方法。对利用矢量磁场计算磁场全张量所用的数据结构进行了研究,应用MATLAB软件对常用的十字形和六面体两种不同数据计算结构进行了仿真分析,结果表明,两种计算结构的误差相近且均不大于10%;并分析了基线距离对磁场全张量计算的影响,结果表明,磁场全张量计算误差随着基线距离的增加而增加。 展开更多

关键词 磁场测量 全张量 数据计算结构 误差分析

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星用FR-4材料本征介电性能随温度的变化研究 被引量：7

14

作者 邓佳欣 易忠 +3 位作者 张超 孟立飞 唐小金 王斌 《航天器环境工程》 2010年第6期704-707,672,共4页

卫星内带电效应是引起航天器故障的重要原因之一。地面试验模拟和分析评估是内带电效应研究的主要手段,而介质材料的介电性能参数是分析评估的必要输入条件。文章系统介绍了FR-4材料的电导率、介电常数、介电强度3种本征介电参数的测量... 卫星内带电效应是引起航天器故障的重要原因之一。地面试验模拟和分析评估是内带电效应研究的主要手段,而介质材料的介电性能参数是分析评估的必要输入条件。文章系统介绍了FR-4材料的电导率、介电常数、介电强度3种本征介电参数的测量方法,并通过试验测量了不同温度下FR-4的介电参数。研究发现,FR-4本征介电参数并非固定值,而会随温度发生规律性的变化。 展开更多

关键词 卫星 内带电 介电性能 fr-4材料 温度效应

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高能电子辐照对航天器介质材料介电性能的影响 被引量：5

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作者 张超 易忠 +3 位作者 唐小金 郑晓泉 秦晓刚 孟立飞 《航天器环境工程》 2009年第z1期28-30,共3页

文章选取了航天器上两种常用介质材料——FR-4环氧电路板和聚四氟乙烯为对象,研究了高能电子辐照对两种材料介电性能的影响和变化规律。结果显示,在高能电子辐照后,FR-4环氧电路板的固有电导率和介电常数εr降低,介电损耗tanδ略有上升... 文章选取了航天器上两种常用介质材料——FR-4环氧电路板和聚四氟乙烯为对象,研究了高能电子辐照对两种材料介电性能的影响和变化规律。结果显示,在高能电子辐照后,FR-4环氧电路板的固有电导率和介电常数εr降低,介电损耗tanδ略有上升;而聚四氟乙烯的固有电导率和介电常数εr上升,介电损耗tanδ下降。在此基础上,进一步分析了材料介电性能受高能电子辐照影响的物理机制。 展开更多

关键词 电子辐照 介质材料 电导率 介电性能

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卫星内带电效应地面试验技术研究 被引量：6

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作者 张超 易忠 +1 位作者 唐小金 孟立飞 《航天器环境工程》 2009年第4期317-320,401-402,共4页

内带电效应是导致航天器运行故障和异常的主要原因之一。文章针对卫星内带电效应研究中的地面模拟试验技术,着重介绍了介质辐射诱导电导率及相关参数的试验测量方法。基于电声脉冲法测量介质内部电场的原理,提供了一种验证内带电仿真计... 内带电效应是导致航天器运行故障和异常的主要原因之一。文章针对卫星内带电效应研究中的地面模拟试验技术,着重介绍了介质辐射诱导电导率及相关参数的试验测量方法。基于电声脉冲法测量介质内部电场的原理,提供了一种验证内带电仿真计算的试验方法。 展开更多

关键词 内带电 辐射诱导电导率 空间电荷 地面试验

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基于全张量磁场梯度的磁偶极子定位及误差分析 被引量：4

17

作者 张宁 王三胜 +2 位作者 易忠 李华 孟立飞 《航天器环境工程》 2017年第3期317-323,共7页

为了对磁偶极子进行高精度的磁性定位,文章从磁偶极子模型出发,推导出磁偶极子的空间坐标与其产生的磁场及磁场梯度之间的关系式;针对模型及关系式,设计了一种全张量磁场梯度传感器,能够一次测量出精确定位所需的9个磁场梯度值和3个磁... 为了对磁偶极子进行高精度的磁性定位,文章从磁偶极子模型出发,推导出磁偶极子的空间坐标与其产生的磁场及磁场梯度之间的关系式;针对模型及关系式,设计了一种全张量磁场梯度传感器,能够一次测量出精确定位所需的9个磁场梯度值和3个磁场强度值;对比仿真结果和实验结果,发现二者具有较好的一致性,证明了该理论模型的有效性。对于磁偶极子,用半径为0.05 m的梯度传感器对磁矩为2 A·m^2的磁偶极子进行定位测量,在0.5~1 m距离内定位误差不大于10%。文章还对定位测量误差的原因进行了分析,包括梯度测量基线距离及传感器半径对定位误差的影响。 展开更多

关键词 磁场梯度 磁偶极子 定位 梯度张量 误差分析

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“探测”双星磁性仿真分析计算 被引量：9

18

作者 易忠 孟立飞 《装备环境工程》 CAS 2006年第3期37-42,共6页

以TC-1、TC-2卫星(双星)为研究对象,对双星的磁性状态进行了全面的分析计算。通过磁性耦合试验,论证了卫星整星的磁矩等于卫星部件偶极子矩通过坐标变换后的矢量和。同时,建立等效磁多级子模型,对双星的部件和整星分别进行了磁场和磁矩... 以TC-1、TC-2卫星(双星)为研究对象,对双星的磁性状态进行了全面的分析计算。通过磁性耦合试验,论证了卫星整星的磁矩等于卫星部件偶极子矩通过坐标变换后的矢量和。同时,建立等效磁多级子模型,对双星的部件和整星分别进行了磁场和磁矩仿真计算。 展开更多

关键词 磁矩 磁多极子 磁性仿真

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基于旋翼无人机技术的近地磁测系统 被引量：2

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作者 张绍华 徐超群 +3 位作者 易忠 孟立飞 张艺腾 杜爱民 《航天器环境工程》 北大核心 2021年第5期563-568,共6页

为了提高无人机航空磁探测精度,文章利用大疆六旋翼无人机作为飞行平台,搭载三轴磁通门传感器及相应的数据采集子系统,组建了旋翼无人机磁场测量系统;分析和测量了六旋翼无人机本底磁性分布特征,优化了无磁伸杆的安装位置;采用综合系数... 为了提高无人机航空磁探测精度,文章利用大疆六旋翼无人机作为飞行平台,搭载三轴磁通门传感器及相应的数据采集子系统,组建了旋翼无人机磁场测量系统;分析和测量了六旋翼无人机本底磁性分布特征,优化了无磁伸杆的安装位置;采用综合系数法修正了三轴磁通门传感器的误差;最后进行了野外飞行试验,对旋翼无人机磁测系统的整体性能进行验证。结果表明,系统可持续飞行15 min,可有效完成低空磁场探测和磁矩计算,且飞行稳定性能高。文章进一步提出了技术改进方向。该研究可为无人机磁探技术和工程应用提供参考。 展开更多

关键词 磁测系统 旋翼无人机 优化设计 正交性校正 飞行试验

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星用FR-4电路板内建电场分析计算研究 被引量：2

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作者 唐小金 易忠 +1 位作者 张超 孟立飞 《装备环境工程》 CAS 2009年第4期33-38,共6页

介质内建电场的分析计算是卫星内带电效应分析和评估研究的重要环节。针对星用FR-4电路板计算了多种条件(电子能量、电路板厚度、电子入射方式、接地方式)下的内建电场并对其进行了详细的分析探讨。研究发现,介质内部最大内建电场是由... 介质内建电场的分析计算是卫星内带电效应分析和评估研究的重要环节。针对星用FR-4电路板计算了多种条件(电子能量、电路板厚度、电子入射方式、接地方式)下的内建电场并对其进行了详细的分析探讨。研究发现,介质内部最大内建电场是由电荷沉积量及泄漏速率两种因素共同决定的;最大内建电场总是随介质厚度的增加而增加;最大内建电场随入射电子能量的增加不是单调减少的。 展开更多

关键词 内带电 内建电场 FR-4电路板

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