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龙图腾网获悉山东航天电子技术研究所申请的专利一种用于航天器的空间微小碎片撞击监测系统设计方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN115343009B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-03发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202211059105.5，技术领域涉及：G01M7/08；该发明授权一种用于航天器的空间微小碎片撞击监测系统设计方法及系统是由张庆志;罗玉祥;王晓宇;朱其星;刘强;于立佳;孙华亮;董昊;王丁丁;张云昌设计研发完成，并于2022-08-31向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于航天器的空间微小碎片撞击监测系统设计方法及系统在说明书摘要公布了：本发明提供了一种用于航天器的空间微小碎片撞击监测系统设计方法及系统，设计了曲折叉指和四加强栅结构的无源无线传感器，并以阵列形式固定于航天器舱壁内层，实现电磁波在传感器内部传播时能够形成二次反射，反射增强了电磁波的强度，提高了传感器灵敏度，设计了撞击定位系统，利用激光读写器获取传感器撞击信号变化来确定舱壁的应变，设计了对地通信系统，采用地面激光读写器发射激光束的方式进行通信，激光读写器发射的激光的区域大小和位置与传感器阵列对应，具有成本低、可维修、便于迭代升级，设计了数字伴飞系统，实现了对航天器在轨健康状态监测和预警，实现地面数字模型与实际航天器同步运行，进行全任务、全时段的数字伴飞。

本发明授权一种用于航天器的空间微小碎片撞击监测系统设计方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种用于航天器的空间微小碎片撞击监测系统设计方法，其特征在于，包括： 步骤一：无源无线传感器设计使用多场耦合分析软件进行计算和仿真，设计包含曲折叉指和四加强栅结构的无源无线传感器，具体结构包含：激光天线，激光天线由双主镜和双副镜组成反射式四镜，与激光天线连接的四个曲折叉指和四加强栅，每个曲折叉指的夹角为120度，每个加强栅共两个夹角，每个夹角为120度； 传感器以熔点在1400℃以上的耐超高温陶瓷材料为基底，使用去等离子水清洗陶瓷材料，放入恒温箱中蒸发，去除基底等离子水分子，在陶瓷材料表面喷覆阳性光刻胶，再次放入恒温箱进行蒸发，放入光刻机进行光刻胶的双面曝光和显影，得到了刻蚀版图区域，将陶瓷材料放入氮气温箱进行制备，在刻蚀版图区域，通过激光直写一层金属铂应变敏感层，再直写一层三氧化二铝，这两层构成一层敏感结构，在刻蚀版图区域上，搭建七层敏感结构，再加入耐高温材料生成钝化层进行扎合，使得传感器感温值可以达到1300℃，为了提高可靠性，在基底上进行了双面激光直写键合，当有一面结构因为外部环境失效后，整个传感器功能不失效，最后将激光镜黏贴在传感器本体上； 步骤二：无源无线传感器布置将无源无线传感器以阵列形式固定于航天器舱壁内层，无源无线传感器阵列依据被测舱壁的形状进行安装，航天器舱壁为矩形，各个无源无线传感器安装位置横向间隔与竖向间隔相同，布置阵列时，对传感器位置进行标定确定各传感器的位置； 步骤三：撞击监测系统设计当无源无线传感器所在航天器舱体区域有裂纹和变形时，引起曲折叉指和加强栅发生形变，产生携带应变信息的谐振波信号，通过激光读写器获取携带应变信息的谐振波信号，利用卷积神经网络对携带应变信息的谐振波信号进行处理确定航天器舱壁的应变位置和应变大小； 当应变作用在传感器上的时候，会改变谐振波的速度S和波长L，应变会使得压电材料的弹性常数、密度等参数发生变化，改变速度S，应变会使得曲折叉指电极的宽度被拉长或压缩，改变波长L，综上，根据微动理论得到谐振频率偏移RFS： RFS =                  1=                       2=                      3=                            4≈                              5其中，S为谐振波的速度，L为谐振波的波长，ΔS为谐振波的速度变化量，ΔL为谐振波的波长变化量； 根据激光读写器接收到激光信号谐振频率偏移RFS可得到ΔS为谐振波的速度变化量，ΔL为谐振波的波长变化量，将参数输入多场耦合分析软件，可以得到应变量； 步骤四：对地通信系统设计采用地面激光读写器发射激光束的方式进行通信，激光读写器发射的激光的区域大小和位置与无源无线传感器阵列相同，并且一一对应，地面激光读写器发射的激光可以穿透航天器舱壁到达激光天线，通过激光天线将无源无线传感器产生的反向散射信号返回； 步骤五：数字伴飞系统设计在轨数据传输到地面飞控中心的航天器数字伴飞模型，数字伴飞系统通过对历史健康信息，实时健康信息，预测健康信息进行信息融合，实现对航天器在轨健康状态监测和预警，制定航天器在轨运行策略，实现地面数字模型与实际航天器同步运行，进行全任务、全时段的数字伴飞。

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