[发明专利]星上敏感元器件总剂量损伤的薄弱点鉴别方法

说明书

本发明提供了一种基于星上敏感器件总剂量损伤的幸存概率、故障影响传递概率和在轨辐射损伤时间T，建立元器件PIT模型，识别在轨卫星的元器件总剂量损伤薄弱点。本发明的星上敏感元器件总剂量损伤的薄弱点鉴别方法，以敏感元器件辐照试验数据和在轨辐射损伤时间作为模型输入，通过对星上元器件的损伤故障时间归一化处理，识别卫星元器件抗总剂量损伤的薄弱点，评估总剂量损伤严重程度，可对卫星电子器件总剂量损伤的薄弱点进行抗加设计和改进，满足未来卫星在轨任务需求和提高可靠度。

技术领域

本发明属于卫星总剂量辐射损伤薄弱部分鉴别技术领域，具体地，涉及星上敏感元器件总剂量损伤的薄弱点鉴别方法，更为具体地，涉及一种星上敏感电子元器件和单机设备总剂量辐射损伤的薄弱点鉴别和评估。

背景技术

卫星在轨运行期间，会遭遇各种高能带电粒子的撞击，这会对卫星表面材料、集成电路系统、光学窗口及温控表面等产生辐射损伤，引起卫星性能衰退和功能故障，进而影响卫星任务的完成。其中，对卫星辐射损伤影响较为严重的是星上敏感元器件总剂量损伤

总剂量辐射损伤对星上敏感元器件损伤的影响有以下几个方面：(1)发生时间，即元器件发生辐射损伤的时间，发生辐射损伤后是否有抗加措施不影响系统任务，如单机备份、并联设计等；(2)漂移时间，即星上电子元器件在受粒子辐射损伤后，部分电子性能参数会发生漂移或电子元器件功率输出下降；(3)幸存概率，即卫星MOS元器件抗总剂量损伤的幸存概率；(4)严重程度，即总剂量损伤是否造成卫星系统级任务中断、卫星系统低于正常功率工作、没有影响。

不同严重程度的辐射损伤均需要考虑辐射损伤后，电子元器件是否能够以正常功率工作、敏感元器件抗总剂量幸存概率和影响传递概率。

因此，有必要建立一种包含上述重点因素的3元素PIT(Possibility-Influence-Time) 模型，以敏感元器件辐照试验数据和在轨辐射损伤时间为模型输入，通过对星上敏感元器件故障时间的归一化处理，识别卫星元器件总剂量损伤的薄弱点，并做总剂量损伤程度评估，以满足未来卫星在轨任务的探测需求。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种星上敏感元器件总剂量损伤的薄弱点鉴别方法。

根据本发明提供的一种星上敏感元器件总剂量损伤的薄弱点鉴别方法，包括如下步骤：

步骤1，列举卫星上的辐射敏感元器件，判断辐射损伤对辐射敏感元器件的后果及严重程度；

步骤2，对同批次辐射敏感元器件进行总剂量辐照测试，获得同批次辐射敏感元器件抗总剂量的辐照测试值，计算得到同批次辐射敏感元器件抗总剂量指标的对数平均值A_average和对数标准差σ；

步骤3，计算辐射敏感元器件总剂量辐射损伤失效概率P_invalid；

步骤4，计算敏感元器件辐射幸存概率P_survive；

步骤5，确定辐射损伤后对卫星系统级任务有影响的辐射敏感元器件数量，确定对系统级任务的影响后果；

步骤6，确定损伤故障影响传递概率P_transmit；

步骤7，确定敏感元器件辐射损伤导致的系统故障累积时间；

步骤8，确定核心单机/元器件i状态对系统级任务j的贡献度；

步骤9，确定单机/敏感元器件i总剂量损伤对系统任务j的评估因子；

步骤10，设置总剂量损伤的薄弱阈值PIT_limit，进行卫星电离总剂量辐射损伤的薄弱点鉴别；