双星低能离子探测器方案设计与地面检测设备研制

【摘要】： 随着人类活动不断向地球空间拓展，人们变得比以前任何时候都更关心近地空间环境的状况。为了更好的了解近地空间环境现象及其机理，我国启动了双星计划，它与Cluster Ⅱ相互配合作为目前国际最先进的近地空间探测计划将有力的推动空间物理和空间环境研究的发展。作为双星计划的一部分低能离子探测器将对研究磁层和极区的等离子体的结构和动力学过程作出有益的贡献。 为此本文详细论述了双星低能离子探测器的设计方案：介绍了探测器的方案特点和工作原理；给出了半球型静电分析器的结构尺寸和数值模拟计算方法，并通过数值模拟确定了分析器的物理参数和能道划分依据；给出了微通道板的设计要求同时证实了分析器的计数能力；给出了电子学部分的设计方案。此外还对国内外近期常用的低能粒子探测方法进行了介绍。 在探测器的研制过程中地面检测设备对于检测探测器的软、硬件功能保证探测器的正常工作具有重要意义。因此本文详细介绍了地检设备的方案特点和各部分的工作原理，并具体论述了系统的硬件、嵌入式软件、界面软件的设计方法，还特别介绍了CPLD器件在部分硬件电路设计中的应用与实现，最后给出了地检设备的设计实现流程和对其进行检测的结果。