Ansys HFSSを用いた車載機器の伝導イミュニティ規格試験解析

宇宙空間中のプラズマを構成する荷電粒子や光電効果をもたらす光子が人工衛星表面に入射し、衛星表面の帯電状態が形成されます。
帯電状態が形成されると衛星表面と周辺の空間電位との間で電位差が生じ、ESD の発生原因となります。
このESD は最悪の場合は電子回路の故障や材料劣化などにつながります。
帯電状態の形成過程は一般的に質量の小さい電子が高速で運動するので、表面への荷電粒子の流入は電子が支配的であり、その結果衛星表面は空間に対して負帯電(電子が帯電した状態)になる傾向があります。
一方、電子の衝突に起因する 2 次電子の発生や太陽光による光電効果により電子が放出されることで負帯電を緩和するため事象が複雑になり、机上での帯電状態の予測は難しいです。
本解析では、Ansys Charge Plus を用いて、静止軌道（GEO）におけるプラズマ環境および太陽光照射を模擬し、簡易衛星モデルの表面帯電をシミュレーションしております。
解析対象はシャーシ、太陽光パネル、支持体から構成される衛星モデルです。このモデルに対して、境界要素法（BEM）を用いて、ESD の原因となる表面電界や電子放出量、電位分布を定量的に評価しました。