[发明专利]一种高轨星用材料带电效应地面模拟试验装置及方法

权利要求书

1.一种高轨星用材料带电效应地面模拟试验装置，其特征在于：所述装置包括屏蔽室（1）、真空室（2）、电子加速器（3）、屏蔽壳（4）、等离子体源（5）、样品台（6）、绝缘垫（7）、真空抽气系统（9）、三维传动机构（10）、示波器（11）、脉冲电流探针（12）、非接触电位计（13）、摄像头（14），以及可调电源；

在真空室（2）内部，电子加速器（3）和摄像头（14）安装在真空室（2）顶部；等离子体源（5）安装在真空室（2）侧壁，在等离子体源（5）的外围设有屏蔽壳（4）；

样品台（6）安装在真空室（2）底面上，样品台（6）上设置绝缘垫（7）；材料样品（8）放置在绝缘垫（7）上表面，在材料样品（8）下表面设有金属背电极；所述材料样品（8）与真空室（2）外的可调电源连接；三维传动机构（10）位于真空室（2）内，三维传动机构（10）上设有非接触式表面电位计探头；在真空室（2）外，真空抽气系统（9）与真空室（2）连接；

示波器（11）、脉冲电流探针（12）、非接触电位计（13）位于屏蔽室（1）内，非接触电位计（13）一端接地，另一端与穿过屏蔽室（1）和真空室（2）与非接触式表面电位计探头连接；连接材料样品3金属背电极的导线穿过真空室（2）和屏蔽室（1）后在屏蔽室（1）内接地，在导线上设有脉冲电流探针（12），所述脉冲电流探针12）与示波器（11）连接。

2.根据权利要求1所述的高轨星用材料带电效应地面模拟试验装置，其特征在于：所述金属背电极为导电金属胶带。

3.一种高轨星用材料带电效应地面模拟试验方法，所述方法使用如权利要求1所述的高轨星用材料带电效应地面模拟试验装置，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、开启真空抽气系统（9）给真空室（2）抽真空；

步骤二、开启等离子体源（5）模拟GEO轨道等离子体带电环境；

步骤三、开启电子加速器（3）模拟GEO轨道高能电子带电环境；

步骤四、利用脉冲电流探针（12）和示波器（11）监测材料样品（8）放电瞬态脉冲，利用非接触式电位计（13）监测材料样品（8）的表面电位，利用摄像头（14）记录二次放电现象。

4.根据权利要求3所述的高轨星用材料带电效应地面模拟试验方法，其特征在于：所述步骤一中真空环境真空度低于3.0×10^-4Pa。

5.根据权利要求3所述的高轨星用材料带电效应地面模拟试验方法，其特征在于：所述步骤二中等离子体源（5）产生的等离子体温度范围为1～50KeV可调，密度范围为1×10⁵～1×10⁶/m³可调。

6.根据权利要求3所述的高轨星用材料带电效应地面模拟试验方法，其特征在于：所述步骤三中电子加速器（3）提供高能电子的能量范围在0.8～2.3MeV内可调，束流密度范围在1～25nA/cm²内可调。

7.根据权利要求3所述的高轨星用材料带电效应地面模拟试验方法，其特征在于：所述步骤四中采用CT-2脉冲电流探针监测材料样品（8）瞬态放电脉冲，采用Trek341A非接触式电位计监测材料样品（8）表面电位。

8.根据权利要求3所述的高轨星用材料带电效应地面模拟试验方法，其特征在于：所述材料样品（8）为高压太阳电池。