星载电场探测仪的传感器空间布局研究

朱兴鸿 王建冈 袁仕耿

（航天东方红卫星有限公司，北京 100094）

1 引言

随着航天技术的发展，卫星空间电磁监测的重要性越发突出，空间天气监测、电离层扰动监测等天基观测已应用于天气预报、电磁波传播特性预估、地震短临前兆研究等诸多方面。尤其是低频的电场监测，在电离层背景及扰动监测的科学研究中占有非常重要的地位［1-2］。电场探测仪作为卫星上的高精度电场探测设备，用于进行电离层连续动态电场信息的高精度获取。目前，已成熟应用的空间电场测量技术有双探针式电场测量法和电子漂移式电场测量法，而电子漂移式主要应用于等离子体密度特别稀薄、电场特别小、频率低于10 Hz的环境，因此双探针电场探测仪成为国际上电离层电场探测的首选设备。使用双探针电场探测仪对空间的三分量电场进行测量时，至少需要使用4个原位探测传感器，而对于一颗进行高精度电场测量的卫星，在进行电场探测仪4个传感器的构型布局选择设计时，须要对多个方面的关键影响进行研究。

（1）从双探针电场探测仪的等离子体耦合测量原理来说，必须要考虑光电子电流不平衡的影响，并利用传感器端部的保护短杆设计，以及伸杆的空间布局来消除虚假光电场的影响。

（2）为了在保证电场探测仪4个传感器探测灵敏度的基础上，在数据处理时能够对差分误差进行较好的分配和控制，必须控制4根伸杆在空间的分布。分布的空间尺度越大，传感器的探测灵敏度越好；……