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航天科技集团自主研发出两款新型可见光探测器

性能指标达世界领先水准


  来源: 航天科技集团 时间:2019-11-25 编辑:仪商清风
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近日,在湖南省举办的第三届航天航空航海产业发展论坛上,航天科技集团五院508所展出了两款自主研发的新型探测器,标志着我国航天遥感领域可见光探测器迈入了新阶段。



据悉,该所研发的这两款探测器不仅是世界上线阵长度最长的探测器,而且探测器电路的体积、重量和功耗均大幅降低,性能指标达世界领先水准,打破了我国一直以来在高性能图像探测器研发能力上的落后局面,实现了高端图像探测器的完全自主可控。


在地球之外的浩瀚宇宙,遥感卫星发挥着“站得高,看得远”的“天眼”作用,为农业估产、海洋监测、环境监测、气象观测、防灾减灾和国防建设等恪尽职守。


而探测器相当于“天眼”的“视网膜”,是遥感卫星的核心器件,遥感相机的光、机、电等其他部件都要与探测器配套设计。


遥感卫星在距离地面几百公里高的近地轨道上,为了保证不“掉”下来,需要保持大约每秒钟7公里的飞行速度。这种情况下,卫星相机接收到的光信号会比较微弱,需要采用时间延迟积分技术对同一个景物多次曝光成像。


目前,遥感相机采用的主流探测器是具有TDI功能的电荷耦合器件TDI-CCD。随着半导体芯片技术的发展以及CMOS工艺探测器性能的提高,在商业和民用领域,CMOS探测器已经全面替代CCD。


作为我国空间光学遥感领域的主力军单位,508所近年来将探测器技术作为该所的核心技术之一,在先进探测器技术的研发上投入了大量资源。


经过3年多的自主研发,该所终于研制出具有世界领先水平的新一代TDI-CMOS探测器。


据了解,TDI-CMOS探测器具有高度的集成性,可大幅度减小遥感相机的体积、重量和功耗,具有大动态范围、高响应度、高信噪比、背景噪声低、光响应一致性好等优势。


同时,随着自主可控的呼声越来越高,508所把探测器技术提升到关系生存发展的高度,采取了“先规划再研发”的思路,目前已经初步形成了型谱化的产品系列。


后续应用中,TDI-CMOS探测器将在高分辨率对地观测、深空探测和天文观测等航天遥感领域发挥重大作用。

“使用传统的探测器,一个探测器需要单独配备供电电路板、信号驱动板、信号处理板等多块电路板。”508探测器技术实验室负责人陈瑞明说,“如果卫星装上我们研制的这款新型探测器,那么一块电路板就能替代之前所有的电路板,多块电路板上实现的功能被集成到新型探测器中,同时,也可以免去电路板之间的传输电缆。”如此一来,该探测器不仅符合载荷轻量化趋势,节约了整星成本,而且提高了系统的整体可靠性,使成像效果更加理想。


目前,508所研制的这两款探测器已具备较高的技术成熟度,并通过了包括抗辐照在内的各项模拟太空环境的可靠性试验,满足宇航产品的高可靠、长寿命需求。


据悉,该新型探测器已实现量产并应用于遥感卫星型号的飞行产品研制中。


关于可见光探测器


可见光探测器是指对可见光辐射敏感、能将可见光辐射能转换为与之有一定关系的量值(一般为电量和化学量)的传感器。转换成的量值有电学的和化学的两大类。前者用电荷耦合器件成像,通过无线电传输的方式传回地面站,具有体积小、耗电少、灵敏度高、可靠性高、分辨率高、动态范围广和能采用模拟和数字等不同形式的输出等特点。后者则采用胶卷成像,通过回收舱送回地面,因存在获取图像周期长、卫星的任务寿命受到所携带胶片的量的限制等不利因素而有逐渐被前者取代的趋势。

关键词:探测器 航天 核心器件    浏览量:1332

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