高精度光谱辐射计测量超低光谱透过率

设计并研制了一种基于光栅双单色仪的高精度全自动单光束光谱辐射计。该仪器主要由高稳定氙灯、带有快门的单光阑屏、石英透镜、中性减光片、紫外光栅双单色仪、光电探测器及电控系统组成,测量光谱范围为200~400 nm, 可以实现10^-6~10^-8量级光谱透过率高精度测量,测量过程由自行编制的计算机软件进行自动控制,能实现全自动单光束测量。给出了该仪器的测量原理、测量方法及数据处理方法。利用该仪器测量了紫外滤光片样品的光谱透过率,分析了测量不确定度。实验结果表明,该仪器测量精度高、速度快、测量合成标准不确定度＜3.16×10^-3,完全满足测量精度要求,可应用于对精度要求高的紫外滤光片光谱透过率的测量。     

一种单光束紫外一真空紫外分光光度计的设计

设计了一种单光束紫外一真空紫外分光光度计,主要由150W氘灯辐射源、前置超环面聚光镜、Seya-Namioka全息凹面光栅单色仪、后置反射光学系统、光学调制器、样品/探测器转台、光电倍增管探测器及计算机控制系统组成.利用ZEMAX光学设计软件,对该单光束紫外一真空紫外分光光度计光学系统进行了优化设计,并设计了正弦波长扫描机构.对设计结果进行了分析,从设计结果的分析表明,所设计的单光束紫外一真空紫外分光光度计满足设计指标要求,扫描光谱范围115～400 nm,光谱分辨力小于0.5 nm,波长精度小于0.1 nm.     

宽频带感应式磁传感器线圈电感的研究

大地电磁测深需要较宽频率范围的感应式磁传感器来探测大深度范围。感应线圈做为感应式磁传感器最前端的磁敏感部分,线圈的电感值较大程度上决定了传感器的上限频率。通过对不同参数线圈的电感值进行有限元仿真、测量,总结提出新的电感计算公式,计算值相对误差最大为5.5%。根据电感计算公式,对线圈优化设计后传感器高频段灵敏度可提高38%,频带扩展1.3倍。根据灵敏度标定与野外实验结果,自制传感器可满足大深度范围探测的需要。     

太阳紫外光谱辐射计的研制及丽江外场实验

为了实现对太阳直接光谱辐照度的地基观测,研制了一台用于测量太阳直射光谱辐照度绝对值的扫描式紫外光谱辐射计,工作波段250～400nm,通过太阳跟踪器及二维转台等设备实现地基观测时对太阳的自动跟踪.以NIST标准光源标定了这台光谱辐射计光谱辐照度响应度,定标误差2.4%.在云南丽江地区(26°52'N,100°13'E)开展的地面太阳直射紫外光谱辐照度观测试验进一步检验了仪器的性能.结果表明:时间、云量和大气气溶胶等因素对抵达地表的太阳直射紫外光谱辐照度有直接的影响.     

FY-3A紫外臭氧垂直探测仪程控设计与实现

描述了FY-3A气象卫星紫外臭氧垂直探测仪的组成和4种主要工作模式,即大气测量模式、太阳连续测量模式、太阳分立测量模式及标准灯测量模式。在此基础上对在轨运行的任务进行了分析说明。针对仪器运行参数多、测量模式转换复杂等特点,提出了合理的在轨运行控制方案,介绍了其程控设计要点与实现。给出了FY-3A星紫外臭氧垂直探测仪在轨测量的太阳模式和大气模式紫外辐射遥感数据,其太阳分立模式波长重复性为±0.03nm,自动增益转换功能使系统的动态范围达到106量级。实验结果表明,FY-3A星紫外臭氧垂直探测仪在轨工作正常,测量模式转换和执行准确,其运控方案完备,数据获取有效,仪器在轨工作处于最佳性能状态。     

基于PID自整定算法的高精度滤光片热控系统设计

本文介绍了一款基于PID自整定算法的高精度温度控制系统.该系统应用于广角极光成像仪的滤光片组件上,可以达到±0.02℃的测温精度和±0.04℃的控温精度,单路加热片最大输出功率为6W.该系统采用铂电阻作为传感器,使用场效应管和压流转换电路组成的恒流源对加热片进行功率控制.系统使用TMS320C5000系列DSP进行逻辑控制,配合PID算法对滤光片组件进行闭环温控调节.为了提高算法的适应性,系统软件利用时间乘绝对误差的积分(ITAE)准则对控制参数进行自整定.在真空环境下的实验表明,该系统能够实现滤光片高精度的温度控制.     

基于温度水平的空间相机主动热控系统

为了让空间相机在适合的温度条件下工作,提出一种基于温度水平的主动热控系统。首先,分析相机达到温度平衡的条件,确定主动热控策略;其次,介绍热控系统的构成及工作原理;然后,将相机图像质量无本质影响作为条件,确定主动热控策略中的各项控温指标;最后,确定温度控制算法。相机在轨工作的实验结果表明:依据主动热控策略,系统能够控制相机温度达到平衡,主镜组件与基准温度的温差不大于1℃,主镜组件的周向温差不大于1℃,主镜与次镜组件的温差不大于2℃,主镜与三镜组件的温差不大于5℃,温度控制结果满足主动热控策略中的各项控温指标要求,满足相机工作时对温度的要求。     

像增强型CCD的噪声抑制和性能评价

为了有效降低像增强型CCD(ICCD)的噪声,提高系统信噪比并实现对图像噪声的评估.引入三维噪声数学模型,将ICCD输出数帧图像噪声按时间域和空间域划分为7项噪声.基于积分球光源系统建立了三维噪声测量系统,结合数字图像处理技术,经过试验统计和分析采用多帧积累设定波动阈值的办法有效地抑制了紫外成像仪关键器件ICCD的图像噪声,使图像噪声降低30%,信噪比提高57.6%.并应用三维噪声分析方法对噪声抑制前后的效果实现客观评价.三维噪声分析表明,该方法有效地降低了由于ICCD各种随机噪声而带来的时间域噪声,提高了ICCD输出图像的信噪比,同时也证明三维噪声分析法为评价微光成像器件的图像质量提供了一种可行方法.     

地外太阳紫外光谱测量

介绍了我国自主研制的用于地外太阳紫外光谱测量的FY-3紫外臭氧垂直探测仪,利用该仪器成功获得了地外太阳紫外光谱数据。该紫外臭氧垂直探测仪是一台结构紧凑,工作波段为160～400nm的紫外-真空紫外光谱辐射仪。报导了该探测仪的组成和工作原理,描述了它的3种工作模式,即大气模式、太阳模式和标准灯模式。介绍了太阳模式下该探测仪的光谱辐照度定标,受光源性能所限,光谱辐照度定标分160～300nm和250～400nm两个波段进行。最后,给出了利用紫外臭氧垂直探测仪获得的太阳紫外光谱和数据处理结果。结果表明,利用该探测仪在轨获得的160～400nm太阳连续光谱和250～340nm间12个特征波长的太阳分立光谱与美国SBUV/2获得的测量数据的一致性在±5%以内。     

FPGA在航天遥感器中的应用

现场可编程门阵列（Field programmable gatearray,FPGA）是一种可编程逻辑器件,设计方便、便于修改、功能便于扩展,极大地提高了电子系统设计的灵活性和通用性,被广泛地应用在通信、航空航天和汽车电子等诸多领域。本文分析FPGA结构原理的同时,对FPGA在航天及空间电子系统中的应用进行了总结。指出了航天应用对FPGA的可靠性要求,对相关可靠性设计技术进行了总结,并对航天应用FPGA及其可靠性设计技术的发展进行了展望。