基于MIT中性原子成像儀NAIS-H的結(jié)構(gòu)及工作原理

　　MIT計劃是我國首個磁層、電離層和熱層耦合星座探測計劃，主要目標(biāo)是對近地磁層中MIT耦合關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行探測，揭示太陽活動影響地球空間環(huán)境的機制和規(guī)律。在衛(wèi)星探測環(huán)境中，環(huán)電流區(qū)域由能量帶電粒子在徑向范圍2到7個地球半徑內(nèi)繞地球漂移而形成，是磁層中最重要的中性原子源區(qū)之一，環(huán)電流區(qū)內(nèi)的能量中性粒子在產(chǎn)生后，由于其電中性的特性，運動方向不受磁場影響，在空間中傳播收到擾動很小。因此，可以采用遙感技術(shù)對環(huán)電流源區(qū)進(jìn)行高時空分辨率遙感成像觀測，從而反演得到源區(qū)帶電粒子分布及其在磁暴期間的時空演化規(guī)律。

　　空間中心目前正在研制的高能中性原子成像儀（ NAIS-H）是先導(dǎo)專項MIT衛(wèi)星計劃中最重要的載荷之一。NAIS-H采用高壓偏轉(zhuǎn)加準(zhǔn)直調(diào)制技術(shù)，通過30個方向探頭，將180°空間分成30個等分視場，利用衛(wèi)星的自旋，可實現(xiàn)空間47r立體角全覆蓋成像。NAIS-H具有在不同磁層環(huán)境下探測高時空分辨環(huán)電流區(qū)的中性原子（其能量分布在40-300 KeV）圖像的能力。探測器的組成包括準(zhǔn)直器、高壓偏轉(zhuǎn)板和硅半導(dǎo)體探測器。在儀器對中性原子聚集區(qū)域進(jìn)行探測時，中性原子粒子入射到探測器中，打在探測器內(nèi)的傳感囂上，產(chǎn)生電信號。電信號通過電子學(xué)處理及采集，在數(shù)據(jù)處理單元（DPU）中形成圖象并下行到衛(wèi)星平臺。本文基于MIT計劃中高能中性原子成像儀（NAIS-H），設(shè)計了其地面檢測系統(tǒng)電路，以及上位機軟件系統(tǒng)，并對NAIS-H進(jìn)行了測試，得到實驗結(jié)果。