小型電離層探測儀

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姓名

范振宇(Zhen-Yu Fan) 查詢紙本館藏

畢業系所

太空科學與工程研究所

論文名稱

小型電離層探測儀
(Compact Ionosphere Probe)

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摘要(中)

小型電離層探測儀(Compact Ionosphere Probe, CIP) 是裝載在福爾摩沙衛星五號上的科學酬載-先進電離層探測儀(Advanced Ionospheric Probe, AIP) 的改良版，同樣是多合一電離層電漿量測科學酬載。主要功能有平面電漿探針、阻滯電位分析儀、離子流向儀與離子捕獲儀。由於大幅縮小儀器的體積，適合放在立方衛星(CubeSat) 上。目前CIP 將成為兩個衛星任務的科學酬載，一個是與美國和印度所合作的立方衛星任務–International Satellite Program in Research and Education Satellite-1(INSPIRESat-1), 另一個是和國家太空中心(NSPO) 的3U 衛星任務–Ionospheric Dynamics Explorer and Attitude Subsystem Satellite(IDEASSat)。CIP可分為前端接收電漿的部分以及後端處理訊號的電路部分，由於先前電路設計已有原型體(Prototype) 的介紹，本論文的重點將放在接收電漿部分的製作、電路設計的改良、功能測試以及環境測試。

摘要(英)

Compact Ionosphere Probe(CIP) is a modified version of Advanced Ionospheric Probe (AIP) which is a science payload for FORMOSAT-5 satellite. CIP is also an all-in-one plasma sensor that use single instrument to perform multiple sensor funcions–includes the Planar Langmuir Probe, the Retarding Potential Analyzer, the Ion Drift Meter, and the Ion Trap. Due to the reduced size of the instrument, CIP is suitable to be placed on a CubeSat. CIP will become the science payload of two satellite missions, one is the CubeSat mission with the United States and the India–International Satellite Program in Research and Education Satellite-1 (INSPIRESat-1), and the 3U satellite mission - Ionospheric Dynamics Explorer and Attitude Subsystem Satellite (IDEASSat) with NSPO. CIP can be divided into the part of the front end receiving the plasma and the circuit part of the back end processing signal. Since CIP has the prototype in circuit design, the focus of this paper will be on the fabrication of the receiving plasma part and the circuit design improvements,functional tests, and environmental tests.

關鍵字(中)

★ 小型電離層探測儀
★ 立方衛星
★ 電漿量測

關鍵字(英)

★ Compact Ionosphere Probe
★ CubeSat
★ plasma diagnostics

論文目次

中文摘要 i
英文摘要 ii
目錄 iii
圖目錄 v
表目錄 viii
1 介紹 1
1.1 電離層 1
1.2 先進電離層探測儀 1
1.3 小型電離層探測儀 2
1.4 章節說明 4
2 電路設計與改良 5
2.1 通訊架構 5
2.2 與原型體的差異 5
2.2.1 浮動電位裝置 7
2.2.2 過電流保護裝置 9
2.2.2.1 浪湧電流 10
2.2.2.2 熱敏電阻 12
2.2.2.3 負載開關IC 15
3 鍍金件製作與組裝 17
3.1 AMM 17
3.2 組裝 18
4 功能與環境測試23
4.1 功率量測 23
4.2 過電流保護測試 24
4.3 浮動電位量測 25
4.4 振動測試 26
4.5 熱真空測試 28
5 結論 37
參考文獻 38
A 相關資料 39

參考文獻

XILINX Spartan-6 FPGA Configuration User Guide.
Texas Instrument LM393, LM293, LM193, LM2903 Dual Differential Comparators.
Linear Technology LT6105 - Precision, Rail-to-Rail Input Current Sense Amplier.
Linear Technology LTC6993-1/LTC6993-2/LTC6993-3/LTC6993-4 - TimerBlox: Monostable
Pulse Generator (One Shot), a.
Linear Technology LTC6994-1/LTC6994-2 - TimerBlox: Delay Block/ Debouncer, b.
ON Semiconductor Using MOSFETs in Load Switch Applications.
Texas Instrument SN74LVC1G14 Single Schmitt-Trigger Inverter.
Texas Instrument TPS22810 2.7-18-V, 79-mΩ On-Resistance Load Switch with Thermal Protection datasheet (Rev. C).
Power-one Inrush Current Control.
EPCOS B57234S0xxxM000.
茅雅䪧, 先進電離層探測儀之機構設計與分析, Master’s thesis, 國立中央大學, 2013.
蔡豐名, 先進電離層探測儀數位控制單元之研製, Master’s thesis, 國立中央大學, 2014.
林再文, 先進電離層探測儀, Ph.D. thesis, 國立中央大學, 2016.
林宗琪, 小型電離層探測儀類比前端處理單元, Master’s thesis, 國立中央大學, 2017.
曾從恩, 小型電離層探測儀電源管理單元, Master’s thesis, 國立中央大學, 2017.
Kaknevicius, A., Managing Inrush Current, 2014.
Kelly, M. C., The Earth’s Ionosphere: Plasma Physics and Electrodynamics, Academic Press, Inc., 1989.

指導教授

趙吉光(Chi-Kuang Chao)

審核日期

2019-9-3

推文