國之重器出版工程：衛星充放電效應環境模擬方法（簡體書）

本書全面、系統地介紹了衛星充放電效應試驗技術，主要內容有：充放電效應材料特性參數測試方法，包括二次電子發射係數、光電子、本征電導率、輻射誘導電導率、介電常數及介電強度；表面充放電效應試驗技術，主要包括表面充放電效應、引起表面充放電效應的空間環境、表面充放電效應模擬試驗設備、電離層等離子體充放電效應試驗技術、磁暴等離子體充放電效應試驗技術、極光等離子體環境充放電效應試驗技術、人為等離子體環境充放電效應試驗技術；深層介質充放電效應試驗技術，主要包括深層介質充放電效應及其對應的空間環境、現有深層介質充放電效應試驗設備、電子束流測量技術、介質內部電荷/電場分佈測試技術、深層介質放電脈衝特性試驗技術；二次放電模擬試驗技術，主要包括高壓太陽電池二次放電機理、高壓部件SADA二次放電機理、高壓太陽電池二次放電模擬試驗技術、高能電子輻照誘發的SADA二次放電模擬試驗技術；衛星充放電效應電磁脈衝干擾試驗技術，主要包括衛星帶電放電、放電注入模擬源、空間靜電放電耦合方法、空間充放電效應耦合測試技術、衛星部件充放電效應干擾試驗。

第 1章 緒論 001

1．1 衛星充放電效應概念、影響因素及危害 003

1．1．1 衛星充放電效應的基本概念 003

1．1．2 衛星充放電效應的影響因素 006

1．1．3 衛星充放電效應的危害 008

1．2 衛星充放電效應試驗技術國內外研究現狀 017

1．2．1 國內外研究現狀概述 017

1．2．2 發展趨勢 022

第 2章 充放電效應材料特性參數測試方法 025

2．1 二次電子發射特性測試 028

2．1．1 二次電子發射 028

2．1．2 二次電子發射係數 029

2．1．3 二次電子發射係數與入射角的關係 030

2．1．4 二次電子發射係數與入射能量的關係 030

2．1．5 二次電子發射係數與材料表面電位的關係 033

2．1．6 二次電子發射係數與表面粗糙度的關係 034

2．1．7 二次電子發射係數測試 035

2．2 光電子發射特性測試 044

2．2．1 光電效應 044

2．2．2 光電子發射 044

2．2．3 材料表面吸收率與光子波長的關係 046

2．2．4 入射光頻率對光電子產生的影響 047

2．2．5 光電子發射的影響因素 048

2．2．6 光照對尖端放電的影響 050

2．2．7 光電子發射測試 051

2．3 本征電導率特性測試 053

2．3．1 材料的本征電導率 053

2．3．2 材料電導率與表面電位的關係 054

2．3．3 電荷衰減法本征電導率測試 055

2．4 輻射誘導電導率特性測試 059

2．4．1 輻射誘導電導率的形成過程 059

2．4．2 輻射誘導電導率的分類 060

2．4．3 輻射誘導電導率測試方法 062

2．4．4 輻射誘導電導率測試 064

2．5 材料電氣特性測試 069

2．5．1 測試標準 069

2．5．2 介質材料擊穿特性 070

2．5．3 介電常數測試 076

2．5．4 介質材料介電強度特性測試 077

第3章 表面充放電效應試驗技術 079

3．1 表面充放電效應 081

3．1．1 空間帶電粒子的軌道限制理論 082

3．1．2 柴爾德 朗繆爾空間電荷限制理論 083

3．1．3 真空沿面閃絡放電 084

3．1．4 不等量帶電放電 086

3．1．5 吹離放電 090

3．2 表面充放電環境及效應 092

3．2．1 LEO軌道充放電環境及效應 093

3．2．2 PEO軌道充放電環境及效應 099

3．2．3 GEO軌道充放電環境及效應 103

3．3 表面充放電效應試驗設備 112

3．4 電離層等離子體充放電效應試驗技術 119

3．4．1 電離層等離子體環境模擬 119

3．4．2 低溫等離子體測量技術 122

3．5 磁暴等離子體充放電效應試驗技術 127

3．5．1 磁暴等離子體環境模擬 127

3．5．2 表面電荷測試技術 132

3．5．3 表面電位測試技術 135

3．5．4 材料表面充放電特性測試 137

3．5．5 表面靜電放電脈衝特性測試 159

3．6 極光等離子體環境充放電效應試驗技術 168

3．6．1 極光充放電環境模擬 168

3．6．2 尾區充放電效應試驗 169

3．7 人為等離子體環境充放電效應試驗技術 172

3．7．1 人為等離子體特性測試 173

3．7．2 人為等離子體對空間等離子體環境的影響 176

3．7．3 人為等離子體對衛星表面電位的影響 176

3．7．4 人為等離子體充放電效應試驗 177

第4章 深層介質充放電效應試驗技術 181

4．1 深層介質充放電效應 183

4．1．1 高能帶電粒子與介質材料相互作用過程 183

4．1．2 高能電子輻射下電荷沉積及電荷輸運 186

4．1．3 深層介質放電 187

4．2 深層介質充放電環境及其效應 191

4．2．1 地球輻射帶 191

4．2．2 高能電子分佈特徵 194

4．2．3 空間電子環境模型 197

4．3 深層介質充放電效應試驗設備 200

4．4 電子束流測量技術 203

4．4．1 法拉第筒測試技術 203

4．4．2 高能電子束流測試技術 208

4．5 介質內部電荷/電場分佈測試技術 210

4．5．1 電聲脈衝法 210

4．5．2 介質內部電荷測試 211

4．6 深層介質放電脈衝特性試驗技術 217

4．6．1 懸浮導體樣品深層介質放電脈衝特性 219

4．6．2 電纜樣品深層介質放電脈衝特性試驗 222

4．6．3 FR4樣品深層介質放電試驗 224

第5章 二次放電模擬試驗技術 229

5．1 高壓太陽電池二次放電機理 233

5．1．1 太陽電池陣結構 233

5．1．2 高壓太陽電池介質材料放電 234

5．1．3 高壓太陽電池金屬放電 235

5．1．4 高壓太陽電池二次放電 236

5．2 高壓部件SADA二次放電機理 242

5．2．1 SADA高壓部件帶電特性 242

5．2．2 SADA二次放電 244

5．3 高壓太陽電池二次放電模擬試驗技術 246

5．3．1 太陽電池電流收集增強效應 246

5．3．2 太陽電池陣電流收集測試方法 247

5．3．3 太陽電池陣電流收集測試試驗 247

5．3．4 低軌道太陽電池二次放電試驗 248

5．3．5 高軌道二次放電模擬試驗 252

5．4 高能電子輻照誘發的SADA二次放電模擬試驗技術 256

5．4．1 試驗系統 256

5．4．2 SADA充電平衡電位測試 256

5．4．3 SADA靜電放電特性測試 258

第6章 衛星充放電效應電磁脈衝干擾試驗技術 261

6．1 衛星帶電放電 263

6．1．1 放電類型 263

6．1．2 放電電流脈衝 264

6．1．3 典型的空間靜電放電參數 266

6．2 放電注入模擬源 267

6．2．1 電弧放電源 267

6．2．2 容性放電源 275

6．3 空間靜電放電耦合方法 279

6．3．1 電場耦合 279

6．3．2 磁場耦合 280

6．3．3 輻射耦合 281

6．4 空間充放電效應耦合測試技術 282

6．4．1 表面靜電放電耦合測試技術 282

6．4．2 深層介質放電耦合測試技術 284

6．4．3 輻射場測試技術 290

6．4．4 單點尖端放電測試技術 290

6．4．5 結構電流測試技術 290

6．4．6 整星放電測試技術 291

6．4．7 器件級空間靜電放電測試技術 294

6．5 衛星部件充放電效應干擾試驗 298

6．5．1 電路板放電注入試驗 298

6．5．2 電纜放電注入試驗 301

6．5．3 典型單機電路表面充放電脈衝注入試驗 302

6．5．4 深層介質放電對星內單機影響的注入試驗 306

6．5．5 深層介質放電對器件注入試驗 308

參考文獻 319

索引 333