荷比小，偏轉(zhuǎn)磁場對電子的偏轉(zhuǎn)屏蔽效果不會明顯惡化。因此，本發(fā)明提出的偏轉(zhuǎn)電磁復(fù)合場，通過將入射電子和入射質(zhì)子偏離探測器件方向，同時實現(xiàn)了對電子和質(zhì)子的屏蔽。
[0026](2)本發(fā)明選用鏤空平板結(jié)構(gòu)生成電場，結(jié)構(gòu)和生成原理簡單有效，而平板上設(shè)置的鏤空槽可避免對入射光子造成阻擋，提高荷電粒子屏蔽裝置在空間光學(xué)探測器中的適用性。
[0027](3)本發(fā)明選用永磁魔環(huán)結(jié)構(gòu)，可在環(huán)內(nèi)生成均勻磁場，且該結(jié)構(gòu)已經(jīng)過在軌驗證，結(jié)構(gòu)和生成原理簡單有效，提高了荷電粒子屏蔽裝置的空間適用性。
[0028](4)本發(fā)明設(shè)置了荷電粒子內(nèi)吸收裝置和荷電粒子反散射裝置，能夠吸收被偏轉(zhuǎn)電磁復(fù)合場偏轉(zhuǎn)到裝置內(nèi)壁上的荷電粒子，防止發(fā)生散射及二次激發(fā)現(xiàn)象，減少入射到探測器件的初級和次級荷電粒子，能夠減小探測器件的輸出本底，同時避免對探測器件造成性能損傷。
[0029](5)本發(fā)明設(shè)置了泄露電磁屏蔽裝置，能夠?qū)⑵D(zhuǎn)電磁復(fù)合場限定在屏蔽裝置內(nèi)，減少對航天器姿軌穩(wěn)定及裝置周邊設(shè)備的正常運行造成影響。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明空間荷電粒子屏蔽裝置結(jié)構(gòu)示意圖(剖視)；
[0031]圖2為基于鏤空平板的電場生成裝置結(jié)構(gòu)示意圖(單邊)；
[0032]圖3的(a)為基于永磁魔環(huán)結(jié)構(gòu)的磁場生成裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖3的(b)為各永磁體磁化方向示意圖；
[0033]圖4為泄露電磁屏蔽裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖5為荷電粒子反散射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0035]本發(fā)明的研究思路為，空間光學(xué)探測器的探測對象為光子，其與荷電粒子最大的不同在于后者帶有不同電量的電荷，而荷電粒子沿其運動方向或切向分別受電場力或磁場力作用，進而改變運動速度或方向，因此，為減少荷電粒子對空間光學(xué)探測器造成的輸出本底或性能損傷，應(yīng)采用電場或磁場的方法在其入射到探測器之前即將其偏離，從而實現(xiàn)荷電粒子屏蔽。但基于永磁鐵的磁場生成裝置很難產(chǎn)生強磁場，或者所需的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和體積過大，限制了磁場對質(zhì)子等大質(zhì)荷比荷電粒子的偏轉(zhuǎn)屏蔽效果；而電場產(chǎn)生原理及其裝置較為簡單，且容易達到較高強度量級，為此，本發(fā)明在荷電粒子入射路徑上分別設(shè)置基于鏤空平板結(jié)構(gòu)的水平向電場和基于永磁魔環(huán)結(jié)構(gòu)的垂直向磁場，其中電場方向背向探測器件，可降低入射質(zhì)子的能量，從而增強磁場的偏轉(zhuǎn)效果，降低質(zhì)子對探測器件的影響程度；雖然電場可增加入射電子的能量，但考慮到電子的質(zhì)荷比小，磁場對其的偏轉(zhuǎn)效果不會明顯惡化，為此，本發(fā)明提出了基于電磁復(fù)合場的空間光學(xué)探測器荷電粒子屏蔽裝置。
[0036]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述:
[0037]如圖1為本發(fā)明空間荷電粒子屏蔽裝置結(jié)構(gòu)示意圖剖視，其中I為電場生成裝置、2為磁場生成裝置、3為泄露電磁屏蔽裝置、4為荷電粒子內(nèi)吸收裝置、5為荷電粒子反散射裝置、6為鏡筒支撐結(jié)構(gòu)。
[0038]圖2為基于鏤空平板的電場生成裝置結(jié)構(gòu)示意圖單邊，圖3(a)和(b)為基于永磁魔環(huán)結(jié)構(gòu)的磁場生成裝置結(jié)構(gòu)示意圖及各永磁體磁化方向示意圖，圖4為泄露電磁屏蔽裝置結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為荷電粒子反散射裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]本發(fā)明提出了一種基于電磁復(fù)合場的用于空間光學(xué)探測器的荷電粒子屏蔽裝置，可實現(xiàn)對空間電子和質(zhì)子等多種荷電粒子的屏蔽防護，并具有原理簡單、實現(xiàn)容易、技術(shù)成熟、通用性強等優(yōu)點。
[0040]一種基于電磁復(fù)合場的空間光學(xué)探測器荷電粒子屏蔽裝置，包括:電場生成裝置
1、磁場生成裝置2、泄露電磁屏蔽裝置3、荷電粒子內(nèi)吸收裝置4、荷電粒子反散射裝置5和鏡筒支撐結(jié)構(gòu)6，如圖1所示；
[0041]電場生成裝置I為平行放置的兩塊鏤空平板，兩塊鏤空平板分別為第一鏤空平板和第二鏤空平板，第一鏤空平板作為光子和荷電粒子的入射口，荷電粒子包括質(zhì)子和電子，第二鏤空平板作為光子和荷電粒子的出射口，磁場生成裝置2位于兩塊鏤空平板之間，電場生成裝置I和磁場生成裝置2位于泄露電磁屏蔽裝置3內(nèi)，荷電粒子內(nèi)吸收裝置4位于磁場生成裝置2內(nèi)，荷電粒子反散射裝置5位于第二鏤空平板的光子和荷電粒子出射一側(cè)，鏡筒支撐結(jié)構(gòu)6將電場生成裝置1、磁場生成裝置2、泄露電磁屏蔽裝置3、荷電粒子內(nèi)吸收裝置4、荷電粒子反散射裝置5固定連接；
[0042]電場生成裝置I，產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)電場；
[0043]磁場生成裝置2，產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場；
[0044]電場生成裝置I和磁場生成裝置2共同作用，可在空間荷電粒子入射路徑上生成電場方向和磁場方向垂直的偏轉(zhuǎn)電磁復(fù)合場，并在偏轉(zhuǎn)電場和偏轉(zhuǎn)磁場共同作用下，空間荷電粒子偏離探測器件，從而減少造成的本底噪聲和性能損傷；
[0045]泄露電磁屏蔽裝置3，防止偏轉(zhuǎn)電磁復(fù)合場泄露；
[0046]荷電粒子內(nèi)吸收裝置4，吸收從第一鏤空平板入射的被偏轉(zhuǎn)電磁復(fù)合場偏轉(zhuǎn)到荷電粒子內(nèi)吸收裝置4內(nèi)壁上的荷電粒子，防止發(fā)生散射及二次激發(fā)現(xiàn)象；
[0047]荷電粒子反散射裝置5，吸收從第二鏤空平板出射的被偏轉(zhuǎn)電磁復(fù)合場偏轉(zhuǎn)到荷電粒子反散射裝置5內(nèi)壁上的荷電粒子，防止發(fā)生散射及二次激發(fā)現(xiàn)象；
[0048]鏡筒支撐結(jié)構(gòu)6，包括筒體和安裝法蘭，法蘭位于筒體外壁，且和筒體為一體結(jié)構(gòu)，能夠提供所述的荷電粒子屏蔽裝置的安裝接口；
[0049]電場生成裝置1、磁場生成裝置2和荷電粒子反散射裝置5位于鏡筒支撐結(jié)構(gòu)6的筒體內(nèi)部，且和筒體內(nèi)壁固定連接；
[0050]泄露電磁屏蔽裝置3位于鏡筒支撐結(jié)構(gòu)6的筒體外部，且和筒體外壁固定連接；
[0051]光子和荷電粒子從鏡筒支撐結(jié)構(gòu)6筒體的一側(cè)經(jīng)過第一鏤空平板入射至電場生成裝置I和磁場生成裝置2產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)電磁復(fù)合場，一部分荷電粒子被偏轉(zhuǎn)至荷電粒子內(nèi)吸收裝置4而被吸收；另一部分荷電粒子被偏轉(zhuǎn)后，經(jīng)第二鏤空平板出射至荷電粒子反散射裝置5而被吸收；光子從鏡筒支撐結(jié)構(gòu)6筒體的一側(cè)經(jīng)過第一鏤空平板入射至電場生成裝置I和磁場生成裝置2產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)電磁復(fù)合場，不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從第二鏤空平板出射，經(jīng)過荷電粒子反散射裝置5，從鏡筒支撐結(jié)構(gòu)6筒體的另一側(cè)出射。
[0052]第一鏤空平板和第二鏤空平板分別位于荷電粒子屏蔽裝置偏轉(zhuǎn)電磁復(fù)合場的入口和出口處，并沿鏡筒支撐結(jié)構(gòu)6筒體的軸線垂直布置；在兩平板間施加高電壓，能夠在第一鏤空平板和第二鏤空平板之間產(chǎn)生與鏡筒支撐結(jié)構(gòu)6筒體的軸線平行的偏轉(zhuǎn)電場，并設(shè)定偏轉(zhuǎn)電場方向從第二鏤空平板指向第一鏤空平板，能夠降低入射質(zhì)子的能量，從而減小入射質(zhì)子在偏轉(zhuǎn)磁場中的偏轉(zhuǎn)半徑。
[0053]第一鏤空平板和第二鏤空平板為圓形平板，以圓心為中心等分為三個扇形部分，在每個扇形部分設(shè)置多個同心弧形鏤空槽，如圖2所示，以避免對入射光子造成阻擋，同時還能對空間雜散光和輻射背景起到屏蔽作用。
[0054]磁場生成裝置2，采用永磁魔環(huán)結(jié)構(gòu)，永磁魔環(huán)結(jié)構(gòu)由N塊磁化方向相互間隔720° /N的永磁磁鐵組成，并在第一鏤空平板和第二鏤空平板之間沿圓周方向均勻布置，如圖3所示，能夠在永磁魔環(huán)結(jié)構(gòu)內(nèi)產(chǎn)生與偏轉(zhuǎn)電場方向垂直的偏轉(zhuǎn)磁場，能夠改變?nèi)肷浜呻娏Ｗ拥倪\動方向，使其偏離鏡筒支撐結(jié)構(gòu)6筒體的軸線方向。
[0055]泄露電磁屏蔽裝置3為由電磁純鐵等高導(dǎo)磁率材料制成的多層圓筒結(jié)構(gòu)，且各層圓筒長度由內(nèi)到外逐漸增加；各層圓筒結(jié)構(gòu)的與圓筒軸線垂直的中截面相互重合，如圖4所示，能夠?qū)㈦妶錾裳b置I和磁場生成裝置2產(chǎn)生的偏轉(zhuǎn)電磁復(fù)合場限定在所述荷電粒子屏蔽裝置內(nèi)，防止偏轉(zhuǎn)電磁復(fù)合場泄露而對航