| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-9页 |
| 1 绪论 | 第12-27页 |
| 1.1 太阳风简介 | 第13-17页 |
| 1.2 太阳风的探测进展 | 第17-21页 |
| 1.2.1 国外太阳风探测进展 | 第17-19页 |
| 1.2.2 国内太阳风探测进展 | 第19-21页 |
| 1.3 研究意义和目标 | 第21-23页 |
| 参考文献 | 第23-27页 |
| 2 太阳风离子质谱仪探测方案 | 第27-46页 |
| 2.1 太阳风离子的探测技术 | 第28-35页 |
| 2.1.1 朗缪尔探针 | 第28-29页 |
| 2.1.2 法拉第杯 | 第29-30页 |
| 2.1.3 静电分析仪 | 第30-31页 |
| 2.1.4 飞行时间系统 | 第31-33页 |
| 2.1.5 固体探测器 | 第33-35页 |
| 2.2 太阳风离子质谱测量方案 | 第35-42页 |
| 2.2.1 基于磁场分析器的质谱测量方案 | 第35-36页 |
| 2.2.2 基于△E-E TOF的质谱测量方案 | 第36-38页 |
| 2.2.3 基于SEE-TOF的质谱测量方案 | 第38-42页 |
| 2.3 小结 | 第42-43页 |
| 参考文献 | 第43-46页 |
| 3 基于TOF的半空间宽能谱太阳风离子质谱系统 | 第46-57页 |
| 3.1 科学目标和意义 | 第47-49页 |
| 3.2 半空间宽能谱太阳风离子探测分析器设计 | 第49-53页 |
| 3.2.1 太阳风离子探测分析器的组成 | 第49-51页 |
| 3.2.2 太阳风离子探测分析器的工作原理 | 第51-53页 |
| 3.3 仪器对读出电子学的要求 | 第53-54页 |
| 3.4 小结 | 第54-55页 |
| 参考文献 | 第55-57页 |
| 4 太阳风离子TOF质谱仪电子学的读出方案 | 第57-96页 |
| 4.1 TOF电子学读出方案调研 | 第58-63页 |
| 4.1.1 WIND卫星SMS仪器的TOF读出方案 | 第58-59页 |
| 4.1.2 Chandrayaan-1卫星SARA仪器TOF读出方案 | 第59-61页 |
| 4.1.3 Van Allen Probes卫星HOPE仪器的TOF读出方案 | 第61-63页 |
| 4.2 太阳风离子质谱仪的电子学读出方案 | 第63-90页 |
| 4.2.1 前置放大器 | 第63-68页 |
| 4.2.2 定时电路 | 第68-77页 |
| 4.2.3 时间-数字转换器(TDC) | 第77-85页 |
| 4.2.4 读出电子学的测量方案 | 第85-87页 |
| 4.2.5 电子学可靠性考虑 | 第87-90页 |
| 4.3 小结 | 第90-91页 |
| 参考文献 | 第91-96页 |
| 5 太阳风离子TOF质谱仪读出电子学原型设计 | 第96-113页 |
| 5.1 读出电子学的设计结构 | 第97-98页 |
| 5.2 前端模拟模块 | 第98-103页 |
| 5.2.1 放大器选择与设计 | 第98-101页 |
| 5.2.2 定时电路选择与设计 | 第101-103页 |
| 5.3 数字处理模块设计 | 第103-108页 |
| 5.3.1 FPGA选型 | 第103-104页 |
| 5.3.2 FPGA-TDC设计 | 第104-105页 |
| 5.3.3 状态监测电路设计 | 第105-106页 |
| 5.3.4 数据压缩算法设计 | 第106-107页 |
| 5.3.5 其他接口设计 | 第107-108页 |
| 5.4 数据采集软件设计 | 第108-109页 |
| 5.5 小结 | 第109-110页 |
| 参考文献 | 第110-113页 |
| 6 太阳风离子TOF质谱仪电子学原型性能测试 | 第113-132页 |
| 6.1 电子学实验室测试 | 第114-124页 |
| 6.1.1 A111F输入动态范围测试 | 第114-115页 |
| 6.1.2 前端模拟模块定时性能测试 | 第115-118页 |
| 6.1.3 FPAG-TDC性能测试 | 第118-123页 |
| 6.1.4 读出电子学的计数效率测试 | 第123-124页 |
| 6.2 离子束流测试 | 第124-128页 |
| 6.2.1 氩离子能谱测试 | 第124-126页 |
| 6.2.2 本底噪声测试 | 第126页 |
| 6.2.3 氮气离子飞行时间谱测试 | 第126-128页 |
| 6.3 小结 | 第128-130页 |
| 参考文献 | 第130-132页 |
| 7 总结与展望 | 第132-135页 |
| 7.1 总结 | 第133-134页 |
| 7.2 展望 | 第134-135页 |
| 附录 | 第135-139页 |
| 在读期间发表的学术论文 | 第139页 |
| 申请发明专利 | 第139-141页 |
| 致谢 | 第141页 |
