李晓亮，罗 磊，孙 毅，魏志超，于庆奎



图像传感器辐射损伤对光通信系统跟瞄精度的影响分析

李晓亮，罗 磊，孙 毅，魏志超，于庆奎

（中国航天宇航元器件工程中心，北京 100094）

卫星光通信系统中的图像传感器在空间辐射环境中会因辐射损伤导致成像噪声增大，从而在确定光斑质心时产生偏差，影响系统跟瞄精度。文章基于典型器件地面辐照试验数据分析结果，利用灰度质心算法对不同尺寸模拟缺陷光斑的质心偏差量进行计算，并分析质心偏差对系统跟瞄精度的影响。结果表明：光斑的质心偏移与辐射产生缺陷像素的数量和位置均相关；增大光斑尺寸可减小质心偏差。最后，从抗辐射损伤能力角度为系统光斑尺寸选取提出约束条件要求。

卫星光通信；图像传感器；辐射损伤；光斑定位；灰度质心算法；跟瞄精度

0 引言

在卫星光通信中，为了实现瞄准—捕获—跟踪（PAT）系统链路的快速建立和稳定保持，光路中的图像传感器必须能够精确地定位光斑质心位置，并实时返回至控制环路；控制器根据质心位置信息进行姿态校正，使光束精确指向对方终端。因此，保证光通信系统跟瞄精度是建立、维持通信链路的重要条件[1-2]。

在空间应用环境中，图像传感器会因辐射损伤导致器件暗电流、光响应均匀度等参数退化，产生坏点等现象，造成光斑成像质量下降，影响光斑定位精度。本文基于地面辐照试验数据评估图像传感器辐射损伤前后成像性能的变化程度，利用灰度质心算法计算成像光斑质心偏差量，分析辐射损伤引起的质心偏差对跟瞄精度的影响。……