星载黑体是对星上红外探测器的线性响应度和非均匀性进行标定和校正的关键部件.风云三号气象卫星中分辨率光谱成像仪中所用黑体同时有高温和低温的需求,因此其温度均匀性较难控制.文中对该黑体温度非均匀性的来源进行了分析,提出了拦截温度非均匀性来源的设计思路,并提出了将整片隔热材料应用于黑体均温结构的方案.根据黑体周围环境设计并建立了模拟环境及仿真模型,并对仿真模型进行了试验验证.设计了不同的由紫铜板(Cu)、热解石墨(TPG)和聚酰亚胺(PI)组成的均温结构,并对其均温性能进行了仿真与分析.结果表明,使用一层PI时,温差基本随着PI位置远离黑体而下降,PI在最下层时温差最小且平均温度高于不使用PI的结构;PI位置相同时,PI在紫铜板下一层时温差最小.对于使用两层PI的六层均温结构,PI位置相同的情况下,温差最小结构的特点为优先满足PI之间有两层高导热层,其次满足紧邻黑体有两层高导热层.最优均温结构为"2TPG-PI-TPG-Cu-PI",使用该结构时黑体温差为0.07 K,显著优于国外同类黑体的0.25 K.
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