基于CMOS APS的星敏感器空间辐射损伤传递机制研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11805269
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    28.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A3001.粒子束与物质相互作用
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Star sensor has now become an indispensable navigation information measurement device in high-precision attitude control system of satellite. However, the bad space radiation environment will result in the performance degradation of star sensor and the reduction of attitude measurement precision. The cause of this problem has been analyzed at home and abroad is that displacement damage of the imaging device CMOS APS caused by the space proton irradiation. However, the mechanism has not been reported that how the changes of sensitive parameters induced by displacement damage transmitting from CMOS APS to the output of star sensor system, resulting in the degradation of system performance parameters..In this project, star sensor based on CMOS APS is taken as the research object. The performance degradation mechanism of star sensor caused by proton irradiation is mainly studied. By establishing the correlation and quantitative relationship among the spatial radiation, the displacement damage sensitive parameters of CMOS APS and the performance parameters of star sensor, the transmission mechanism from CMOS APS device parameters degradation to star sensor system parameters degradation is revealed. Finally, predicting method with performance parameters degradation of star sensor after irradiation is obtained. The influence of space radiation on star sensor performance parameters is analyzed innovatively from a system level point of view. The implementation of this project lays the foundation for the research of star sensor attitude error measurement and in-orbit correction technology.
星敏感器如今已成为卫星高精度姿态控制系统中不可缺少的导航信息测量装置,然而恶劣的空间辐射环境会导致星敏感器性能退化、姿态测量精度降低。国内外已分析出造成这一问题的原因是空间质子辐照导致成像器件CMOS APS的位移损伤,但CMOS APS位移损伤敏感参数的变化是如何传递到星敏感器系统输出端从而导致系统性能参数退化的机制还未开展研究。.本项目以基于CMOS APS的星敏感器作为研究对象,重点研究质子辐照导致星敏感器性能退化的机理。通过建立空间辐射和CMOS APS位移损伤敏感参数、星敏感器性能参数之间的相关性和量化关系,揭示CMOS APS器件参数退化到星敏感器系统参数退化的传递机制,获得星敏感器受辐照后性能参数衰退预测方法。本项目创新地从系统级的角度分析了空间辐射对星敏感器性能参数的影响。本项目的实施为星敏感器姿态测量误差预测和在轨修正技术的研究奠定基础。

结项摘要

本项目以基于CMOS APS的星敏感器作为研究对象,针对 CMOS APS辐照退化对星敏感器性能的影响机制和空间辐射、CMOS APS 位移损伤敏感参数、星敏感器性能参数之间的对应关系与量化关系两个科学问题,开展了基于CMOS APS的星敏感器空间辐射损伤传递机制研究。. 通过项目的实施,搭建了星敏感器实验室测试系统和外场观星测试系统,建立了星敏感器星点质心定位精度、星对焦距精度、极限探测星等的测试表征方法。通过开展伽马、质子辐照试验,获得了星敏感器星点质心定位精度、星对焦距精度、极限探测星等随辐照的变化规律。利用电离损伤、位移损伤分离技术获得了CMOS APS位移损伤敏感参数和星敏感器关键性能参数之间的对应关系。通过理论推导和试验支撑获得了CMOS APS位移损伤敏感参数对星敏感器关键性能参数影响的定量评估公式。. 本项目的实施为星敏感器在轨姿态测量误差预测和修正技术的研究奠定基础,更可以为高性能星敏感器的设计提供一定的理论依据和技术支撑。

项目成果

期刊论文数量(10)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(5)
Degradation Characteristics of Proton Irradiated 8T CMOS Image Sensor
质子辐照 8T CMOS 图像传感器的退化特性
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    原子能科学技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Jing Fu;Yudong Li;Jie Feng;Lin Wen;Qi Guo
  • 通讯作者:
    Qi Guo
Effect of proton radiation on 8T CMOS image sensors for space applications
质子辐射对太空应用 8T CMOS 图像传感器的影响
  • DOI:
    10.1080/10420150.2021.1898391
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
    Radiation Effects and Defects in Solids
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Jing Fu;Jie Feng;Yu-Dong Li;Qi Guo;Ying Wei;Lin Wen;Dong Zhou;Xiang Zhang;Yu-long Cai;Bing-kai Liu
  • 通讯作者:
    Bing-kai Liu
Study of dark current random telegraph signal in proton-irradiated backside illuminated CMOS image sensors
质子辐照背照式 CMOS 图像传感器中暗电流随机电报信号的研究
  • DOI:
    10.1016/j.rinp.2020.103443
  • 发表时间:
    2020-12
  • 期刊:
    Results in physics
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Bingkai Liu;Yudong Li;Lin Wen;Dong Zhou;Jie Feng;Xiang Zhang;Yulong Cai;Jing Fu;Jiawei Chen;Qi Guo
  • 通讯作者:
    Qi Guo
Displacement damage effects induced by fast neutron in backside-illuminated CMOS image sensors
背照式 CMOS 图像传感器中快中子引起的位移损伤效应
  • DOI:
    10.1080/00223131.2020.1751323
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    Journal of Nuclear Science and Technology
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    Xiang Zhang;Yudong Li;Lin Wen;Jie Feng;Dong Zhou;Yulong Cai;Bingkai Liu;Jing Fu;Qi Guo
  • 通讯作者:
    Qi Guo
CMOS 图像传感器辐射损伤导致星敏感器性能退化机理
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    红外与激光工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯婕;李豫东;文林;郭旗
  • 通讯作者:
    郭旗

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其他文献

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  • 作者:
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  • 通讯作者:
    段慧
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    --
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  • 通讯作者:
    焦李成
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    --
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    红外与激光工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蔡毓龙;李豫东;文林;冯婕;郭旗
  • 通讯作者:
    郭旗
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  • DOI:
    --
  • 发表时间:
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  • 作者:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    冯婕;蓝才会;郏伯荣
  • 通讯作者:
    郏伯荣

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质子瞬态效应导致星敏感器伪星点产生机理及识别方法研究
  • 批准号:
    12175307
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    2021
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  • 项目类别:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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