地面辐照试验参数评估装置及方法、抗辐照加固装置与流程

1.本发明涉及电子技术领域，特别涉及一种地面辐照试验参数评估装置及方法、抗辐照加固装置。


背景技术：

2.随着电子技术和航天技术的发展，越来越多的电子器件被航天器所采用。由于宇航环境存在影响航天器中的电子器件的性能的辐照(例如辐照粒子射线)，因此需要对电子器件采取辐照防护措施，以保证航天器的正常运行。
3.目前航天器中的电子器件通常采用抗辐照电子器件，抗辐照电子器件本身具备抗辐照特性，在受到辐照时不会损坏。
4.但是抗辐照电子器件的种类较少，从而导致能够应用于航天器的电子器件的种类较少。并且抗辐照电子器件的成本较高，影响航天技术尤其低成本的商业航天技术的发展。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种地面辐照试验参数评估装置及方法、抗辐照加固装置，可以在扩展航天器的开发范围的同时降低开发成本，且通过地面辐照试验参数评估装置确定的抗辐照加固装置可以减小对航天器内部的占用空间且易于集成在航天器电子设备的开发中。所述技术方案如下：
6.根据本发明实施例的第一方面，提供了一种地面辐照试验参数评估装置，所述装置包括：
7.至少一个限流器件和变阻器件；
8.所述至少一个限流器件中的任一限流器件和所述变阻器件用于与待加固器件连接，并在所述待加固器件受到辐照出现闩锁效应后减小所述待加固器件的功率。
9.可选地，所述限流器件的数量为多个，多个所述限流器件组成限流器件阵列，所述装置还包括：多路开关；
10.所述多路开关用于使所述限流器件阵列中的任一限流器件与所述待加固器件连接。
11.可选地，所述限流器件包括正温度系数ptc保险丝。
12.可选地，所述任一限流器件和所述变阻器件用于与待加固器件连接，并在所述待加固器件受到辐照出现所述闩锁效应后通过减小所述待加固器件的电压和/或电流减小所述待加固器件的功率。
13.可选地，所述装置还包括：
14.供电单元，所述供电单元与所述至少一个限流器件和所述变阻器件连接，所述供电单元用于提供电压。
15.根据本发明实施例的第二方面，提供了一种地面辐照试验参数评估方法，应用于地面辐照试验参数评估装置，所述地面辐照试验参数评估装置包括至少一个限流器件和变
阻器件；所述至少一个限流器件中的任一限流器件和所述变阻器件用于与待加固器件连接，并在所述待加固器件受到辐照出现闩锁效应后减小所述待加固器件的功率；所述方法包括：
16.在所述任一限流器件和所述变阻器件与受到所述辐照的所述待加固器件连接，且所述待加固器件的功率处于功率范围时，将所述任一限流器件的型号确定为目标型号并将所述变阻器的当前阻值确定为目标阻值；
17.所述目标型号的限流器件和所述目标阻值的电阻器件用于与所述待加固器件连接，并在所述待加固器件受到辐照出现所述闩锁效应后使所述待加固器件的功率处于所述功率范围。
18.可选地，所述限流器件的数量为多个，多个所述限流器件组成限流器件阵列，所述装置还包括：多路开关，所述方法还包括：
19.通过所述多路开关切换与所述待加固器件连接的限流器件。
20.根据本发明实施例的第三方面，提供了一种抗辐照加固装置，所述装置包括：
21.限流器件和电阻器件；
22.所述限流器件和所述电阻器件用于与待加固器件连接，并在所述待加固器件受到辐照出现闩锁效应后使所述待加固器件的功率处于功率范围。
23.本发明实施例中，地面辐照试验参数评估装置包括至少一个限流器件和变阻器件，该至少一个限流器件中的任一限流器件和变阻器件用于与待加固器件连接，并在待加固器件受到辐照出现闩锁效应后减小待加固器件的功率。通过该地面辐照试验参数评估装置可以确定在待加固器件受到辐照出现闩锁效应之后工作电流稳定时，与待加固器件连接的限流器件的型号(即目标型号)以及变阻器的当前阻值(即目标阻值)，进一步得到目标型号的限流器件和目标阻值的电阻器件。将目标型号的限流器件与目标阻值的电阻器件与待加固器件连接后，待加固器件在受到辐照出现闩锁效应后工作电流依旧稳定。因此通过地面辐照试验参数评估装置确定的目标型号和目标阻值能够实现待加固器件的抗辐照，使得航天器中在使用待加固器件时具有与使用抗辐照电子器件相近的抗辐照能力，待加固器件可以是商业类电子器件，其相较于抗辐照电子器件的种类较多且成本较低，从而扩展了航天器的开发范围的同时降低了开发成本。
24.此外，通过该地面辐照试验参数评估装置确定的用于实现待加固器件的抗辐照的参数包括限流器件的目标型号和目标阻值，因此通过目标型号的限流器件和目标阻值的电阻器件即可实现待加固器件的抗辐照。目标型号的限流器件和目标阻值的电阻器件的体积较小且制作工艺简单，能够减小对航天器内部的占用空间且易于集成在航天器电子设备的开发中。
25.所述应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明的实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明实施例提供的一种地面辐照试验参数评估装置的应用示意图；
28.图2为本发明实施例提供的另一种地面辐照试验参数评估装置的应用示意图。
29.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
具体实施方式
30.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部份实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
31.宇航环境中存在的对航天器有害的辐照通常包括天然粒子辐照和人工粒子辐照两种。天然粒子辐照的来源包括：地球辐射带、银河宇宙线和太阳宇宙线等，人工粒子辐照的来源包括：高空核爆炸和航天器核能源系统等。天然粒子辐照和人工粒子辐照包括持续性辐照和突发性辐照两种。为了避免辐照对航天器中的电子器件的性能的影响，需要对航天器中的电子器件采取辐照防护措施。
32.相关技术中航天器件中采用抗辐照电子器件，抗辐照电子器件本身具备抗辐照特性，其性能不受辐照的影响。但是抗辐照电子器件的种类相对较少，导致能够应用于航天器的电子器件的种类较少，从而导致抗辐照电子器件的可选择范围较窄。并且抗辐照电子器件的成本较高，从而导致航天器的开发成本较高，影响航天技术尤其低成本的商业航天技术的发展。此外，抗辐照电子器件的获取也较困难。从而影响航天技术的发展，因此目前亟需一种辐照防护措施，以在实现电子器件的辐照保护的同时减小抗辐照成本，并且能够应用于航天器的电子器件的种类，从而促进航天技术尤其商业航天技术的发展。
33.本发明实施例提供了一种地面辐照试验参数评估装置，该地面辐照试验参数评估装置用于评估抗辐照加固装置的参数，以基于该参数确定抗辐照加固装置，实现对待加固器件的抗辐照加固。待加固器件可以包括应用于非航天领域的电子器件(例如商业类电子器件)，即该待加固器件不具备抗辐照特性，其在受到辐照时会出现闩锁效应(例如单粒子闩锁效应)，工作电流出现激增，导致待加固器件的功率会超出其许可的设定的功率范围(例如会增大至超过其许可的设定的功率阈值)，从而性能变差或者失效。
34.对待加固器件进行抗辐照加固指的是对待加固器件进行抗辐照保护，在待加固器件受到辐照出现闩锁效应工作电流激增(即性能变差或者失效)后减小待加固器件的功率，从而提高采用待加固器件的航天器耐受辐照的能力，保证航天器的正常运行。
35.本发明实施例中，该地面辐照试验参数评估装置包括：至少一个限流器件和变阻器件。该至少一个限流器件中的任一限流器件和变阻器件用于与待加固器件连接，并在待加固器件受到辐照出现闩锁效应后减小待加固器件的功率。示例地，任一限流器件和变阻器件可以用于与待加固器件连接，并在待加固器件受到辐照出现闩锁效应后通过减小待加固器件的电压和/或电流减小待加固器件的功率。
36.可选地，限流器件可以包括正温度系数(positive temperature coefficient，ptc)保险丝，例如可以是ptc自恢复保险丝。变阻器件可以包括以下至少一种：滑动变阻器、电阻箱、压敏电阻等。
37.地面辐照试验参数评估装置还可以包括：供电单元，供电单元与至少一个限流器件和变阻器件连接，该供电单元用于提供电压。当变阻器件和至少一个限流器件中的任一限流器件与待加固器件连接时，供电单元向变阻器件、该任一限流器件和待加固器件提供电压。供电单元可以基于待加固器件的电压需求确定，可选地，供电单元可以包括低电压供电单元。示例地，供电单元可以提供5伏特(volt，v)、3.3v或者1.8v等。
38.请参考图1，图1为本发明实施例提供的一种地面辐照试验参数评估装置的应用示意图，图1示出了地面辐照试验参数评估装置101和与地面辐照试验参数评估装置连接的待加固器件102，待加固器件102受到辐照(例如重离子辐照试验)。其中，地面辐照试验参数评估装置101包括至少一个限流器件1011、变阻器件1012和供电单元1013。至少一个限流器件1011、变阻器件1012和供电单元1013之间互相连接。需要说明的是，图1仅为示例性说明，实际中至少一个限流器件1011中仅有一个限流器件与变阻器件1012和供电单元1013连接。
39.可选地，限流器件的数量可以为多个，且任意两个限流器件的型号不同。多个限流器件可以组成限流器件阵列，该装置还可以包括：多路开关(multiplexer，mux)，多路开关用于使限流器件阵列中的任一限流器件与待加固器件连接。示例地，多路开关可以包括以下至少一种：旋转式多路开关、拨动式多路开关、杠杆式多路开关等。
40.示例地，请参考图2，图2为本发明实施例提供的另一种地面辐照试验参数评估装置的应用示意图，图2示出了地面辐照试验参数评估装置101和与地面辐照试验参数评估装置101连接的待加固器件102，且图2以至少一个限流器件1011包括多个限流器件(图2示出了8个限流器件a1至a8)组成的限流器件阵列为例进行说明。在图1的基础上，图2中地面辐照试验参数评估装置101还包括多路开关1014。多路开关1014可以与限流器件a1至a8中的任一个连接，图2以多路开关1014与限流器件a8连接为例，即图2中，供电单元1013、限流器件a8、变阻器件1012和待加固器件102连接。
41.以下对该地面辐照试验参数评估装置的使用过程进行说明。将地面辐照试验参数评估装置与待加固器件进行连接，操作人员对待加固器件进行辐照(例如重离子辐照)。之后不断改变地面辐照试验参数评估装置的加固参数，在每次改变加固参数的同时操作人员查看待加固器件是否出现工作电流激增的单粒子闩锁效应(即待加固器件的性能是否稳定)。当待加固器件出现单粒子闩锁效应之后工作电流稳定(即性能稳定)时停止改变加固参数。最后将待加固器件的工作电流稳定(即性能稳定)时的加固参数确定为目标加固参数。以图2为例对前述使用过程进行进一步说明。操作人员可以通过多路开关1014改变与待加固器件102连接的限流器件。
42.加固参数可以包括与待加固器件连接的限流器件的型号以及变阻器件的阻值，相应地，目标加固参数包括目标型号和目标阻值。在每次改变加固参数时，可以改变与待加固器件连接的限流器件的型号和/或变阻器件的阻值。
43.可选地，可以通过待加固器件的功率确定待加固器件的工作电流是否稳定，或者直接通过电流检测装置(例如电流表)确定待加固器件的工作电流是否稳定。并在至少一个限流器件中的任一限流器件和变阻器件与受到辐照的待加固器件连接，且待加固器件的功率处于其许可的设定的功率范围(例如小于其许可的设定的功率阈值)或者工作电流处于其许可的设定的工作电流范围(例如小于其许可的设定的工作电流阈值)时，将该任一限流器件的型号确定为目标型号并将变阻器的当前阻值确定为目标阻值。
44.通过前述使用过程确定目标型号和目标阻值后，可以进一步得到目标型号的限流器件(也称目标限流器件)和目标阻值的电阻器件。目标限流器件和目标阻值的电阻器件用于与待加固器件连接，并在待加固器件受到辐照出现闩锁效应后使待加固器件的功率处于其许可的设定的功率范围。因此将目标限流器件与目标阻值的电阻器件与待加固器件连接后(即通过目标限流器件与目标阻值的电阻器件对待加固器件进行抗辐照加固)，待加固器件在受到辐照时工作电流依旧稳定。即通过地面辐照试验参数评估装置确定的目标型号和目标阻值能够实现待加固器件的抗辐照。
45.综上所述，本发明实施例提供的地面辐照试验参数评估装置，包括至少一个限流器件和变阻器件，该至少一个限流器件中的任一限流器件和变阻器件用于与待加固器件连接，并在待加固器件受到辐照出现闩锁效应后减小待加固器件的功率。通过该地面辐照试验参数评估装置可以确定在待加固器件受到辐照出现闩锁效应之后工作电流稳定时，与待加固器件连接的限流器件的型号(即目标型号)以及变阻器的当前阻值(即目标阻值)，进一步得到目标型号的限流器件和目标阻值的电阻器件。将目标型号的限流器件与目标阻值的电阻器件与待加固器件连接后，待加固器件在受到辐照出现闩锁效应后工作电流依旧稳定。因此通过地面辐照试验参数评估装置确定的目标型号和目标阻值能够实现待加固器件的抗辐照，使得航天器中在使用待加固器件时具有与使用抗辐照电子器件相近的抗辐照能力，待加固器件可以是商业类电子器件，其相较于抗辐照电子器件的种类较多且成本较低，从而扩展了航天器的开发范围的同时降低了开发成本。
46.此外，通过该地面辐照试验参数评估装置确定的用于实现待加固器件的抗辐照的参数包括限流器件的目标型号和目标阻值，因此通过目标型号的限流器件和目标阻值的电阻器件即可实现待加固器件的抗辐照。目标型号的限流器件和目标阻值的电阻器件的体积较小且制作工艺简单，能够减小对航天器内部的占用空间且易于集成在航天器电子设备的开发中。
47.需要说明的是，本发明实施例提供的地面辐照试验参数评估装置的结构可以进行适当调整，也可以根据情况进行相应增减，例如地面辐照试验参数评估装置也可以不包括供电单元，此时可以采用外接的供电单元对地面辐照试验参数评估装置和待加固器件进行供电。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化的结构，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此不再赘述。
48.本发明实施例提供了一种地面辐照试验参数评估方法，该方法可以应用于航空航天领域电子器件的抗辐照加固设计，例如可以应用于前述地面辐照试验参数评估装置，地面辐照试验参数评估装置包括至少一个限流器件和变阻器件，该至少一个限流器件中的任一限流器件和变阻器件用于与待加固器件连接，并在待加固器件受到辐照出现闩锁效应后减小待加固器件的功率。地面辐照试验参数评估装置的具体结构可以参考前述描述，本发明实施例在此不做赘述。
49.可选地，该地面辐照试验参数评估方法包括：在任一限流器件和变阻器件与受到辐照的待加固器件连接，且待加固器件的功率处于功率范围(即待加固器件的功率小于其设定的许可的功率阈值)时，将任一限流器件确定为目标限流器件并将变阻器的当前阻值确定为目标阻值。目标限流器件和目标阻值的电阻器件用于与待加固器件连接，并在待加固器件受到辐照出现闩锁效应后使待加固器件的功率处于功率范围(即使得待加固器件的
功率小于其设定的许可的功率阈值)。
50.可选地，限流器件的数量为多个，多个限流器件组成限流器件阵列，该地面辐照试验参数评估装置还包括：多路开关，该方法还可以包括：通过多路开关切换与待加固器件连接的限流器件。
51.该方法具体可以参考前述地面辐照试验参数评估装置的使用过程，本发明实施例在此不做赘述。
52.本发明实施例提供了一种抗辐照加固装置，该装置包括：目标限流器件和电阻器件。目标限流器件和电阻器件用于与待加固器件连接，并在待加固器件受到辐照出现闩锁效应后使待加固器件的功率处于功率范围(即使得待加固器件的功率小于其设定的许可的功率阈值)。该目标限流器件的型号即为通过前述地面辐照试验参数评估装置确定的目标型号，该电阻器件的阻值即为通过前述地面辐照试验参数评估装置确定的目标阻值。示例地，当限流器件包括ptc保险丝时，目标型号可以包括0603和/或0402。目标阻值的电阻器件可以包括以下至少一种：0603、0402、0201。
53.需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
54.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本技术旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由权利要求指出。
55.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体与另一个实体区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。
56.应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。