卫星充放电效应基础理论

第1章 充放电效应的基本概念 001
1．1　卫星充放电的概念　003
1．1．1　充放电的相关基本概念　003
1．1．2　充放电过程的影响因素　011
1．2　卫星充放电效应的危害及造成的故障　013
第2章　典型的空间充电环境及模型　019
2．1　磁层等离子体环境　021
2．1．1　磁层等离子体　022
2．1．2　GEO空间等离子体环境监测数据　026
2．1．3　国内外航天器设计过程中采用的地球同步轨道等离子体
环境参数　036
2．2　地球辐射带高能电子环境　040
2．2．1　地球辐射带　041
2．2．2　内辐射带　045
2．2．3　外辐射带　046
2．2．4　辐射带高能带电粒子环境模型　048
2．3　电离层等离子体环境　057
2．3．1　D层　058
2．3．2　E层　059
2．3．3　F1层　059
2．3．4　F2层　059
2．4　极光沉降电子环境　064
2．4．1　极轨环境的特点　064
2．4．2　极光沉降电子模型　068
2．5　太阳风　073
2．6　银河宇宙线（GCR）太阳宇宙线（SCR）高能质子　086
2．6．1　银河宇宙线（GCR）　086
2．6．2　太阳宇宙线（SCG）　088
第3章　与充放电相关的材料特性　095
3．1　二次电子　096
3．1．1　二次电子发射理论　096
3．1．2　二次电子发射系数　100
3．2　背散射电子　107
3．2．1　背散射电子理论　108
3．2．2　背散射电子发射系数　112
3．3　光电子　114
3．3．1　光电发射理论　114
3．3．2　光电子发射系数　115
3．4　材料的电导率　118
3．4．1　介质材料电导的微观机理　118
3．4．2　介质材料电导的宏观特性　131
3．5　材料的介电常数　134
第4章　表面充电模型　139
4．1　电流收集理论　140
4．1．1　朗缪尔探针　140
4．1．2　空间带电粒子的轨道限制理论　141
4．1．3　柴尔德-朗缪尔空间电荷限制理论　142
4．1．4　不同形状表面电流收集　143
4．1．5　玻耳兹曼排斥电流　144
4．2　充电电流平衡的表面充电模型　146
4．2．1　表面充电的电流平衡方程模型　146
4．2．2　带电的面积效应　151
4．2．3　势垒效应　153
4．3　低轨道太阳电池阵诱发的绝对充电　158
4．3．1　低轨道太阳电池阵诱发的绝对充电　158
4．3．2　低轨道太阳电池阵电流收集增强效应　163
4．4　尾区带电　167
4．5　电推进诱发的充放电　175
4．6　多体相互作用带电　180
4．7　感生充电　184
第5章　介质内部充电模型　187
5．1　高能带电粒子与材料相互作用的过程　188
5．1．1　材料中高能粒子的穿透特性　188
5．1．2　高能电子辐射下的电荷沉积及电荷输运模型　191
5．1．3　材料中的电荷沉积与能量沉积分布　193
5．2　材料辐射诱导电导率模型　197
5．2．1　高能电子辐照下的介质辐射诱导电导特性　198
5．2．2　强场作用下电介质材料的非线性电导机理与模型　208
5．3　介质内部充电模型及特性　210
第6章　卫星空间放电机理　215
6．1　放电击穿的基本理论　216
6．1．1　汤生放电理论　216
6．1．2　流注放电理论　219
6．1．3　固体击穿理论　229
6．2　典型的空间静电放电的类型及电荷转移模式　243
6．2．1　空间静电放电的类型　243
6．2．2　空间静电放电的电荷转移模式　244
6．3　表面击穿放电　245
6．3．1　真空沿面闪络放电　245
6．3．2　介质材料组合放电　247
6．3．3　金属-介质结构材料放电　251
6．3．4　表面放电的一些规律　253
6．4　介质深层带电击穿　255
6．4．1　高电场雪崩电离　255
6．4．2　Mott转变　256
6．4．3　Poole-Frankel强电场效应　257
6．4．4　齐纳击穿　258
6．4．5　放电电流估算　259
第7章　高压大功率部件充放电机理　261
7．1　高压太阳电池的二次放电机理　263
7．1．1　LEO轨道高压太阳电池阵充放电过程　264
7．1．2　GEO轨道高压太阳电池阵充放电过程　271
7．1．3　高压太阳电池阵二次放电模式　275
7．2　高压大功率部件内带电机理　282
7．2．1　高工作电压与高能电子共同作用下的介质内部电场分布　282
7．2．2　高能电子辐射下SADA部件内部充电特性　287
第8章　流星体撞击诱发的卫星充放电问题　299
8．1　流星体的基本概念及速度　300
8．2　流星体诱发的卫星带电问题　303
参考文献　310
索引　314