卫星元器件抗辐射指标优化分析

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1、卫星元器件抗辐射指标优化分析王义元韩冬梅赵志明柳征勇上海宇航系统工程研究所目的在航天器设计中对选用的电子元器件提出了抗辐射指标要求。随着航天器设计寿命增加，对元器件提出的抗辐射指标越来越高，因此需要优化对元器件的抗辐射指标要求，以降低因辐射指标不满足而限制元器件的选择范围。方法通过对国内外抗辐射指标体系的对比分析和典型轨道、典型器件的数据分析，探讨总剂量指标的优化方法。对在轨翻转概率的影响因素进行分析，并采用典型数据的单粒子翻转概率评估，明确采用单一LET阈值指标的局限。结果总剂量效应和单粒子效应指标均有优化的方法和空间。结论通过对辐射环境的细化分析，降低辐射设计裕度，可降低总

2、剂量的辐射指标要求。结合单粒子效应的应用需求以及防护设计，降低对器件LET阈值要求。关键词：抗福射元器件;总剂量效疲;单粒丫•效段;OptimizationofRadiation-hardeningDeviceforSpacecraftWANGn-yuanHANDong-meiZHAOZhi-mingLIUZheng-yongAerospaceSystemEngineeringShanghai;Abstract：ObjectiveDesignofspacecrafthasrequirementsonradiationresistanceindexesofelectronicco

3、mponents.Withtheincreaseofspacecraftdesignlife,thecomponentsrequireshigherradiationresistantindex,soitisneededtooptimizetheradiationresistanceindexforcomponents,inordertoreducethelimitofcomponentsduetoinsufficientradiationindicators.MethodsThroughcomparativeanalysisondomesticandforeignsystem

4、sofantiradiationindicatorsanddateanalysisoftypicalorbitandtypicaldevice,optimizationmethodoftotaldoseindicatorswerediscussed.Factorsaffectingtherolloverprobabilityoforbitwereanalyzed.Typicaldataofsingleparticlerolloverprobabilitywasassessed.ThelimitofsingleLETthresholdindicatorswasidentified

5、.ResultsThereweremethodsandspaceforoptimizationofindexesforbothtotaldoseeffectandsingleparticleeffect.ConclusionThroughdetailedanalysisoftheradiationenvironmentandreductionoftheradiationdesignmargin,requirementsonthetotaldoseradiationindexmightbereduced.TherequirementonLETthresholdmightbered

6、ucedincombinationwiththeapplicationrequirementofsingleparticleeffectandprotectiondesign.Keyword：radiation-hardeningdevice;totalionizingdoseeffect;singleeventeffect;空间多种带电粒子与航天器上的电子元器件相互作用，形成电离总剂量效应、位移效应和单粒子效应，引起电子器件参数退化、功能异常等，从而影响航天器在轨正常工作，甚至威胁其在轨安全［1-3］。因此，在航天器设计中对选用的电子元器件提出丫抗辐射设计要求。随着长寿命航天

7、器设计需求以及由于空间辐射导致的在轨故障的案例增加，型号中对元器件提出的抗辐射指标也越来越高，导致产品设计中元器件的选择范围受限，且元器件的费用较高。文中通过典型轨道的环境数据分析，结合无加固指标器件的抗总剂量能力调研和单粒子翻转率的评估结果，分析不同指标要求下器件选用的灵活性，提出了优化元器件抗辐射指标的建议。1元器件空间辐射效应及其防护措施由于空间辐射环境中带电粒子成分、能量和通量多样性，且航天型号所用电子元器件种类繁多，因此空间辐射粒子与宇航用元器件相互作用，形成各种空间辐射效应。在航