申请/专利权人：中国科学院国家空间科学中心

申请日：2020-04-16

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN113534232B

主分类号：G01T1/185

分类号：G01T1/185

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2021.11.09#实质审查的生效;2021.10.22#公开

摘要：本发明公开了一种同步测量电离层中性分子与带电粒子的装置及方法，所述装置安装在卫星的+X面，包括粒子收集组件和测量电路；其中，所述粒子收集组件，用于将电离层的中性分子和带电粒子进行分离；并分别采集分离后的中性分子电流信号和带电粒子电流信号，输出给测量电路；该粒子收集组件开口方向的轴向方向与卫星飞行的+X方向平行；所述测量电路，用于定时交替向粒子收集组件加载正负控制电压，从而选择离子或电子进行测量，还用于根据接收到的中性分子电流信号和带电粒子电流信号获得中性分子、离子和电子的密度。本发明能够对电离层中性分子、离子、电子进行同步测量，实现对电离层中性分子与带电粒子的电离、复合的动态过程的监测。

主权项：1.一种同步测量电离层中性分子与带电粒子的装置，该装置安装在卫星的+X面，其特征在于，所述装置包括粒子收集组件和测量电路；其中，所述粒子收集组件，用于将电离层的中性分子和带电粒子进行分离，所述带电粒子为离子或电子；并分别采集分离后的中性分子电流信号和带电粒子电流信号，输出给测量电路；该粒子收集组件开口方向的轴向方向与卫星飞行的+X方向平行；所述测量电路，用于定时交替向粒子收集组件加载正负控制电压，从而选择离子或电子进行测量，还用于根据接收到的中性分子电流信号和带电粒子电流信号获得中性分子、离子和电子的密度；所述粒子收集组件包括一个圆柱状壳体，在壳体的空腔内自上而下依次水平设置屏蔽栅网、扫描栅网、带电粒子收集极、抑制栅网和电离粒子收集极；屏蔽栅网、扫描栅网和抑制栅网表面均保持平整不变形；其中，所述抑制栅网和电离粒子收集极之间为中性分子电离室；圆柱状壳体的轴向方向与卫星飞行的+X方向平行；所述扫描栅网和抑制栅网同时加载测量电路输出的极性相反的扫描电压和抑制电压；其中，所述屏蔽栅网，用于接收测量电路加载的屏蔽电压，屏蔽外部电磁干扰；所述扫描栅网，用于接收测量电路加载的扫描电压，当扫描电压为正电压时，阻止离子在壳体内沿着卫星飞行的-X方向继续运动，使电子在壳体内沿着卫星飞行的-X方向继续运动；当扫描电压为负电压时，阻止电子在壳体内沿着卫星飞行的-X方向继续运动，使离子在壳体内沿着卫星飞行的-X方向继续运动；所述带电粒子收集极，用于收集通过扫描栅网的带电粒子，输出该带电粒子的电流信号至测量电路；所述抑制栅网，用于接收测量电路加载的抑制电压，当抑制电压为负电压时，阻止通过带电粒子收集极且未被收集的电子进入中性分子电离室，并改变这些电子的运动方向，使其被带电粒子收集极收集；同时，中性分子在壳体内沿着卫星飞行的-X方向继续运动；当抑制电压为正电压时，阻止通过带电粒子收集极且未被收集的离子进入中性分子电离室，并改变这些离子的运动方向，使其被带电粒子收集极收集；同时，中性分子在壳体内沿着卫星飞行的-X方向继续运动；所述中性分子电离室，用于对进入该中性分子电离室的中性分子进行电离，产生带电粒子；所述电离粒子收集极，用于收集中性分子电离室电离产生的带电粒子，输出该带电粒子的电流信号至测量电路。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院国家空间科学中心 一种同步测量电离层中性分子与带电粒子的装置及方法

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