周庆勇 1,2,3魏子卿 2,3姜坤 4刘思伟 2,3,*[ ... ]宋昊磊 2,3
作者单位
摘要
1 信息工程大学 地理空间信息学院, 郑州 450052
2 地理信息工程国家重点实验室, 西安 710054
3 西安测绘研究所, 西安 710054
4 北京跟踪与通信技术研究所, 北京 100094
5 国防科技大学 空天科学学院, 长沙 410073
6 山东航天电子技术研究所, 山东 烟台 264003
7 中科院高能物理研究所, 北京 100049
8 长安大学 地质工程与测绘学院, 西安 710054
通过脉冲星辐射信号特征研究和空间观测需求分析,提出了一种面向导航应用的X射线探测器测试方法.首先推导了X射线光子欠探测概率公式,分析了不同星源流量及不同探测器时间分辨率下对光子探测能力的影响.通过数值模拟方法建立了脉冲到达时间与脉冲轮廓相似度的关系.处理了我国硬X射线调制望远镜的Crab脉冲星观测数据,研究了不同能段脉冲轮廓差异.其次,系统地研究了面向导航应用的X射线探测器测试及处理方法,并利用地面测试系统完成了一款自主研发的聚焦型X射线探测器测试工作.通过数据分析得到,聚焦型探测器本底噪声为3.63×10-5ph/(cm2·s-1),工作能区为0.2~22.7 keV,时间分辨率为4.17 μs,空间响应约为5',能量非线性为0.52%,能量分辨率优于200 eV@5.7 keV,典型探测效率为39.18%@4.51 keV.聚焦型X射线探测器在弱脉冲信号及强背景噪声下,均能还原出Crab脉冲星脉冲轮廓,在2 400 s内能够探测到辐射流量弱于背景噪声10倍的脉冲信号.结果表明,该款聚焦型探测器性能优秀,能够满足导航脉冲星(如PSR B1509)的空间观测需求,也验证了测试方法的可行性.
X射线光学 脉冲星导航 性能标定 聚焦型探测器 能量分辨率 探测效率 时间分辨率 脉冲到达时间 X-ray optics Pulsar navigation Performance calibration Focusing detector Energy resolution Detection efficiency Pulsar navigation Pulse time of arrival 
光子学报
2020, 49(6): 0604001
周庆勇 1,2,3,*盛立志 4魏子卿 2,3刘思伟 2,3[ ... ]孙鹏飞 7
作者单位
摘要
1 信息工程大学 地理空间信息学院, 郑州 450052
2 地理信息工程国家重点实验室, 西安 710054
3 西安测绘研究所, 西安 710054
4 中国科学院西安光学精密机械研究所, 西安 710119
5 武汉大学 GNSS中心, 武汉430079
6 中国地震局地震研究所 地震大地测量重点实验室, 武汉430071
7 长安大学 地质工程与测绘学院, 西安710054
为了掌握微通道板探测器的X射线脉冲信号观测能力, 利用X射线脉冲星地面实验装置, 开展了长时间的不同流强和不同背景噪声强度下的微通道板探测器脉冲信号探测实验, 并建立了一套X射线探测器脉冲观测能力评估方法, 推导出基于光子计时模式下X射线探测器的脉冲信号信噪比、脉冲轮廓相似度、脉冲到达时间精度和最小可探测功率的关系表达式.实验中, 利用面积20 cm2的微通道板探测器开展了8组10 000 s的实验, 采集到有效观测数据, 然后搜索最佳脉冲周期, 重构观测脉冲轮廓, 估计脉冲轮廓特征参数.实验表明, 微通道板探测器具备良好的X射线脉冲信号观测与恢复能力, 在较弱脉冲信号强度(光子流量密度为0.05 ph/cm2/s)和较强背景噪声(背景噪声强度是脉冲信号的16倍)下获取观测脉冲轮廓的信噪比、相似度、脉冲到达时间观测精度分别为35.73、88.38%、51.53 μs和64.89、89.72%、29.24 μs, 验证了微通道板探测器具备一定的暗弱X射线脉冲星观测能力, 且微通道板探测器的脉冲探测能力随着脉冲信号强度增加、背景噪声强度减弱、累积观测时间增加而提升.
X射线探测 性能测试 微通道板探测器 地面测试系统 脉冲信号 X射线脉冲星模拟源 脉冲轮廓 背景噪声 X-ray detector Performance testing Micro-channel plate detector Ground testing system Pulsed signal X-ray pulsar simulator Pulse Profile Pulse noise 
光子学报
2018, 47(9): 0904002

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