[发明专利]不同轨道高度背景辐射动态模拟方法及装置

权利要求书

1.一种不同轨道高度背景辐射动态模拟方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

S1、根据待模拟的航天器轨道高度，以及模拟系统中航天器模型与背景辐射模拟器的辐射面的距离，计算背景辐射模拟器辐射面的有效辐射半径；所述背景辐射模拟器包括多个弧形的辐射块，所有辐射块先组成不同半径的圆环形区域，所有不同半径的圆环形区域同心排布构成背景辐射模拟器的整个辐射面；

S2、根据计算的有效辐射半径，控制背景辐射模拟器中半径不大于所述有效辐射半径的辐射块升温至第一目标范围值，并控制背景辐射模拟器中半径大于所述有效辐射半径的辐射块降温至第二目标范围值；第一目标范围值为249K~ 254K；第二目标范围值为145K~150K；

每个辐射块包括依次叠加的辐射板、加热膜、衬板和热沉；所述辐射块还包括温度传感器、温控模块、供电控制器和液氮控制器；

所述步骤S2包括：

每个辐射块通过温控模块采集温度传感器测量的温度信号，与当前辐射块的温度控制目标范围值进行对比，通过温度判断，获得供电控制指令和液氮控制指令；

供电控制器根据温控模块的供电控制指令，完成电源供电电压控制，将电源供电输出给加热膜，控制加热膜对辐射板进行加热；

液氮控制器根据温控模块的液氮控制指令，完成液氮供给量控制，将液氮源的液氮输出给热沉，控制热沉对辐射板进行降温；

所述步骤S2中所述温度判断的具体步骤为：

步骤一、温控模块实时采集温度传感器测量的温度信号T，与温度控制目标范围内的值T₀进行对比；

步骤二、判断T-T₀<-50K是否成立；若成立，向液氮控制器发出液氮不供给指令，向供电控制器发出电源供电电压值为U1的指令，进入步骤七；若不成立，进入步骤三；

步骤三、判断T-T₀<-2K是否成立；若成立，向液氮控制器发出液氮不供给指令，向供电控制器发出电源供电电压值为U2的指令，进入步骤七；若不成立，进入步骤四；

步骤四、判断20K<T-T₀<100K是否成立；若成立，向供电控制器发出电源不输出指令，向液氮控制器发出液氮供给量为最大供给量的Y%的指令，进入步骤七；若不成立，进入步骤五；

步骤五、判断T-T₀>100K是否成立；若成立，向供电控制器发出电源不输出指令，向液氮控制器发出液氮供给量为最大供给量的（Y+5）%的指令，进入步骤七；若不成立，进入步骤六；

步骤六、判断T-T₀>2K 是否成立；若成立，向供电控制器发出电源不输出指令，向液氮控制器发出液氮不供给指令，自然降温，进入步骤七；若不成立，进入步骤七；

步骤七、温度判断结束。

2.根据权利要求1所述的不同轨道高度背景辐射动态模拟方法，其特征在于，所述步骤S1包括：

1）计算航天器轨道高度对背景辐射源张角θ；

其中R为背景辐射源的半径，h为航天器轨道高度；

2）计算背景辐射模拟器的辐射面有效辐射半径r；

其中H为航天器模型与背景辐射模拟器的辐射面的距离。

3.根据权利要求1所述的不同轨道高度背景辐射动态模拟方法，其特征在于，Y的取值为5~10。

4.根据权利要求1所述的不同轨道高度背景辐射动态模拟方法，其特征在于，所述方法还包括：当待模拟的航天器轨道高度变化时，重复执行步骤S1至步骤S2。

5.一种背景辐射模拟器，其特征在于，所述背景辐射模拟器包括多个弧形的辐射块以及电源和液氮源，所有辐射块先组成不同半径的圆环形区域，所有不同半径的圆环形区域同心排布构成背景辐射模拟器的整个辐射面；

每个辐射块包括依次叠加的辐射板、加热膜、衬板和热沉；所述辐射块还包括温度传感器、温控模块、供电控制器和液氮控制器；

所述辐射板用于模拟辐射热流，所有辐射块的辐射板构成背景辐射模拟器的辐射面；

所述加热膜用于加热辐射板；

所述衬板用于连接辐射板、加热膜和热沉；

所述热沉用于给辐射板、加热膜和衬板降温；

所述温度传感器用于实时测量辐射板的温度信号；

所述温控模块采集温度传感器测量的温度信号，与当前辐射块的温度控制目标范围值进行对比，通过温度判断，获得供电控制指令和液氮控制指令；

所述供电控制器根据温控模块的供电控制指令，完成电源供电电压控制，将电源供电输出给加热膜，控制加热膜对辐射板进行加热；

所述液氮控制器根据温控模块的液氮控制指令，完成液氮供给量控制，将液氮源的液氮输出给热沉，控制热沉对辐射板进行降温；

所述温控模块进行温度判断的具体步骤为：

步骤一、温控模块实时采集温度传感器测量的温度信号T，与温度控制目标范围内的值T₀进行对比；

步骤二、判断T-T₀<-50K是否成立；若成立，向液氮控制器发出液氮不供给指令，向供电控制器发出电源供电电压值为U1的指令，进入步骤七；若不成立，进入步骤三；

步骤三、判断T-T₀<-2K是否成立；若成立，向液氮控制器发出液氮不供给指令，向供电控制器发出电源供电电压值为U2的指令，进入步骤七；若不成立，进入步骤四；

步骤四、判断20K<T-T₀<100K是否成立；若成立，向供电控制器发出电源不输出指令，向液氮控制器发出液氮供给量为最大供给量的Y%的指令，进入步骤七；若不成立，进入步骤五；

步骤五、判断T-T₀>100K是否成立；若成立，向供电控制器发出电源不输出指令，向液氮控制器发出液氮供给量为最大供给量的（Y+5）%的指令，进入步骤七；若不成立，进入步骤六；

步骤六、判断T-T₀>2K 是否成立；若成立，向供电控制器发出电源不输出指令，向液氮控制器发出液氮不供给指令，自然降温，进入步骤七；若不成立，进入步骤七；

步骤七、温度判断结束。