孔燕 柏添

【摘  要】某卫星时间延迟积分（TDI）CMOS焦平面组件是空间相机的核心部件之一，其工作温度是影响相机成像质量的关键因素。该卫星焦平面组件采用相变热管对CMOS传感器进行温度控制。相变热管的安装实施需要满足热设计需求、安全性需求，且不会对焦平面的拼接精度产生影响，属于关键过程和难点操作。论文提出了一种可靠的实施方法并进行了验证，确保最大限度吸收CMOS产生的热量，利用真空下焦平面组件温升试验对热设计和热实施方法进行了验证。

【Abstract】The CMOS focal plane component of a satellite time delay integration （TDI） is one of the core components of a space camera， and its working temperature is the key factor affecting the imaging quality of the camera. The satellite focal plane component uses phase change heat pipe to control the temperature of CMOS sensor. The installation and implementation of phase change heat pipe needs to meet the thermal design requirement and safety requirement， and will not affect the splicing accuracy of focal plane， which is a key process and difficult operation. The paper puts forward and verifies a reliable implementation method to ensure that the heat generated by CMOS can be absorbed to the maximum. The thermal design and thermal implementation method are verified by the temperature rise test for focal plane component under vacuum.

【關键词】焦平面热控;相变热管;实施方法

【Keywords】thermal control of focal plane; phase change heat pipe; implementation method

【中图分类号】V445.8                                             【文献标志码】A                                                 【文章编号】1673-1069（2021）10-0185-03

1 引言

空间相机广泛应用于国民经济、军事活动、科学研究和社会活动等领域，对人类社会的发展产生了重大而深远的影响[1]。焦平面组件及成像传感器是空间相机最重要的组成部分，直接决定相机所获得图像的质量。该型号卫星所采用的成像传感器为时间延迟积分（TDI）CMOS，该传感器是一种新型光电传感器件，具有成像灵敏度高、对象面能量要求低等特点[2]，但该传感器读出频率大、功耗高、发热量高，导致工作过程中温升极快。过高的工作温度将使CMOS产生热噪声，降低辐射精度，削弱光电转换能力，严重影响成像质量。故其焦平面中依托结构进行合理有效的热控设计和热控实施是至关重要的。

正确的热设计是成功进行热控实施的前提，而恰当的热控实施有力保障了热设计的有效性，特别是针对焦平面这类敏感组件，合理的热控实施方法不但能实现热控的技术需求，还能将结构、电子学的影响降到最低。……