CN105222776B - 一种双轴微型模拟式太阳敏感器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种双轴微型模拟式太阳敏感器，由光电组件和主体结构组成。光电组件包括掩膜玻璃、掩膜玻璃安装板、硅光电池、陶瓷基座、基座安装板、支撑螺钉和锥形螺母。主体结构包括外壳、密封垫、后盖和电连接器。太阳光线透过掩膜玻璃通光孔入射到硅光电池受光面上，硅光电池各检测光敏区域输出不同的光生电流，进而解算出太阳矢量两轴方位角；当太阳矢量方位角超出太阳敏感器视场时，与超视场方向对应的监测光敏区域因受到光照而输出光生电流，从而给出超视场边界指示。该敏感器可在双轴大视场范围内实现太阳矢量角的高精度测量，并具有模块化、轻量化的设计特点，可充分满足未来卫星平台微小型化、智能化的发展趋势，具有广泛的应用前景。

Description

一种双轴微型模拟式太阳敏感器

技术领域

本发明涉及一种双轴微型模拟式太阳敏感器，属于航天器GNC系统中太阳敏感器技术领域。

背景技术

太阳敏感器可用于检测与太阳敏感器相固联的空间飞行器本体相对于太阳矢量的方位，以确定空间飞行器的姿态，适用于各类轨道的卫星、飞船及探测器的姿轨控制、帆板定向等任务，是航天器GNC系统中重要的测量部件。

微小卫星具有质量轻、体积小、研制周期短、机动性强、发射灵活、可编队组网等特点，在军民两用高新技术中具有独特的应用价值，近年来得到了迅速发展。同常规卫星相同，GNC系统是微小卫星平台各功能实现的重要保障。而由于太阳位置适中，太阳敏感器易于实现小型化和低功耗，可高可靠地对太阳矢量角进行高精度检测，适用于微小卫星的帆板定向、卫星定姿等多种任务，成为微小卫星GNC系统应用最多的姿态敏感器之一。

基于光电池光伏特性的模拟式太阳敏感器在小体积、低功耗、低成本、高更新率等方面具有很大优势，而目前模拟式太阳敏感器大多基于A/B型硅光电池，仅能测量单轴太阳矢量角，且敏感器体积、质量、视场和精度等指标均不能满足航天器日益增长的发展需求，特别是微小卫星的发展，对其应用提出了严峻挑战。

发明内容

本发明的技术解决问题为：针对现有模拟式太阳敏感器存在的缺陷，本发明提出了一种基于四象限硅光电池的双轴微型模拟式太阳敏感器，可在双轴大视场范围内实现太阳矢量角的高精度测量，具有模块化、轻量化的设计特点，可对现有模拟式太阳敏感器实现功能替代，并能充分满足未来卫星平台微小型化、智能化的发展趋势，具有广泛的应用前景。

本发明的技术解决方案为：一种双轴微型模拟式太阳敏感器，包括：光电组件和主体结构；

光电组件，包括掩膜玻璃安装板(1)、掩膜玻璃(2)、硅光电池(3)、陶瓷基座(4)、基座安装板(5)、支撑螺钉(6)；

掩膜玻璃安装板(1)中间设置缺口，四角设置通孔(101)；

掩膜玻璃(2)，以玻璃为基材，采用光刻的方法，形成太阳光线的入射通光孔(204)；

掩膜玻璃(2)的背面(201)与掩膜玻璃安装板(1)的正面(102)粘贴，并使掩膜玻璃(2)的通光孔(204)位于掩膜玻璃安装板(1)的缺口内；

掩膜玻璃(2)和掩膜玻璃安装板(1)形成上组合体；

硅光电池(3)包括受光面和非受光面，受光面包括检测光敏区、监测光敏区、集电区和多个电极引线；检测光敏区为正方形，将正方形的检测光敏区均匀划分为四个象限，在检测光敏区上光刻出四个独立的同尺寸同面积的检测光敏区域(301～304)，分别位于检测光敏区的四个象限；在检测光敏区四周设置上、下、左、右四个监测光敏区域(305～308)；

集电区位于监测光敏区域(305～308)的外侧，分成多块，分别与四个检测光敏区域(301～304)和四个监测光敏区域(305～308)相连，能够收集对应的检测光敏区域(301～304)或监测光敏区域(305～308)的光生电流，并将光生电流通过与各个集电区连接的电极引线(309)引出；

非受光面为四个检测光敏区域(301～304)和四个监测光敏区域(305～308)的光生电流的公用地线区域；非受光面的公用地线区域通过电极引线(310)引出；

陶瓷基座(4)的正面设置硅光电池粘贴区域(401)，在该区域周边对应设置了九个焊盘(402)，当硅光电池(3)的非受光面粘贴在陶瓷基座(4)的硅光电池粘贴区域(401)时，陶瓷基座(4)正面的九个焊盘(402)分别与硅光电池受光面的四个检测区域(301～304)、四个监测区域(305～308)和非受光面的公用地线区域对应的电极引线焊接；陶瓷基座(4)的背面设置与正面焊盘(402)连接的引针(403)，用于输出硅光电池(3)四个检测光敏区域(301～304)和四个监测光敏区域(305～308)的光生电流；

基座安装板(5)中间设置缺口，基座安装板(5)的正面与陶瓷基座(4)的背面相贴合，陶瓷基座(4)的背面引针(403)从基座安装板(5)中间的缺口伸出，使硅光电池(3)、陶瓷基座(4)、基座安装板(5)形成下组合体；

陶瓷基座(4)和基座安装板(5)四角的相同位置处均设置有通孔；

上组合体和下组合体通过支撑螺钉(6)连接，且掩膜玻璃安装板(1)的背面与硅光电池(3)的受光面平行且相对，上组合体和下组合体中间有空隙；

主体结构包括外壳(9)、电连接器(10)、后盖(11)和密封垫(12)；

外壳(9)为一面敞开的空腔式结构，在外壳(9)空腔内部的四周设置了光电组件安装台柱(901)；在外壳(9)空腔底面开设有光线入射口(902)，在外壳(9)空腔底面围绕光线入射口(902)设有密封垫安装槽(903)，在外壳(9)的空腔壁上设有电连接器安装孔(904)，在外壳(9)的空腔壁上设有敏感器安装突耳(905)，安装突耳(905)上设有安装通孔(906)，能够为敏感器提供机械安装接口；

电连接器(10)作为太阳敏感器的对外电气接口，安装在外壳(9)的电连接器安装孔(904)中；

密封垫(12)安装在外壳(9)的密封垫安装槽(903)中；

光电组件采用倒扣的方式，以外壳(9)的光电组件安装台柱(901)的上表面作为光电组件的安装基准面，安装在已安放密封垫(12)的外壳(9)内，使掩膜玻璃(2)的正面(202)与密封垫(12)贴合；通过电线，将光电组件陶瓷基座(4)的背面引针(403)与电连接器(10)相连，将光电组件的四个检测光敏区域(301～304)和四个监测光敏区域(305～308)的光生电流引出太阳敏感器；

将后盖(11)采用螺栓连接方式，与外壳(9)连接，将光电组件密封在外壳(9)内，实现太阳敏感器的整机封装；

太阳光线透过外壳(9)的光线入射口(902)，经透过掩膜玻璃(2)通光孔(204)入射到硅光电池(3)的受光面上，引起硅光电池(3)的四个检测光敏区域(301～304)、四个监测光敏区域(305～308)产生光生电流，光生电流依次经过硅光电池(3)电极引线、陶瓷基座焊盘(402)、陶瓷基座引针(403)、电连接器(10)引出；

当太阳矢量方位角位于太阳敏感器的视场内时，检测光敏区域(301～304)在光照下的光生电流能够用于太阳矢量两轴方位角的解算；

当太阳矢量方位角位于太阳敏感器的视场外时，与超出太阳敏感器视场方向对应的监测光敏区域受到光照而输出光生电流，根据输出光生电流的监测光敏区域的位置，能够产生超视场边界指示。

所述掩膜玻璃(2)的正面(202)、背面(201)均镀增透膜，能够提高太阳光线的透过率，并在背面(201)四周区域(203)加镀不透光减反膜，能够在背面(201)中心形成通光孔(204)；

在背面镀不透光减反膜区域(203)四边光刻出标志线(205)，且标志线(205)位于通光孔(204)的中心线上，能够提供掩膜玻璃(2)的粘贴基准。

所述陶瓷基座(4)每个焊盘(402)分别与两个引针(403)连接，互为备份，提高连接可靠性，而引针(403)作为所述光电组件信号的对外输出接口；

在陶瓷基座(4)表面焊盘(402)之间的空缺位置设置多个缺口(403)，为所述光电组件在双轴微型模拟式太阳敏感器内的安装提供空间。

所述的掩膜玻璃安装板(1)四角的通孔(101)为螺纹通孔；

陶瓷基座(4)和基座安装板(5)四角的通孔为光孔，且基座安装板(5)背面的两个对角通孔为锥孔(502)，另两个对角通孔为圆柱光孔(501)。

所述支撑螺钉(6)包括中间支撑柱(602)、螺纹柱(601)、一半螺纹的圆柱(603)；螺纹柱(601)的底端与中间支撑柱(602)的上表面(604)连接，一半螺纹的圆柱(603)的无螺纹端与中间支撑柱(602)的下表面(605)连接；

螺纹柱(601)的顶端穿入掩膜玻璃安装板(1)四角通孔，并进行螺纹连接，使中间支撑柱(602)的上表面(604)与掩膜玻璃安装板(1)的背面贴合；

一半螺纹的圆柱(604)的螺纹端依次穿过陶瓷基座(4)、基座安装板(5)四角的通孔，并通过螺母将陶瓷基座(4)、基座安装板(5)固定连接，使中间支撑柱(602)的下表面(605)与陶瓷基座(4)的正面贴合并固定。

所述用于双轴微型模拟式太阳敏感器的光电组件还包括锥形螺母(7)，锥形螺母(7)一端设置有锥面(701)，两只锥形螺母(7)与穿过基座安装板(5)背面锥孔(502)的两只支撑螺钉螺纹连接，并使锥形螺母的锥面(701)与基座安装板(5)背面锥孔(502)贴合；两只标准螺母与穿过座安装板(5)背面圆柱光孔(501)的两只支撑螺钉螺纹连接，并使螺母的一面与基座安装板(5)背面贴合。

所述掩膜玻璃(2)背面的通光孔(204)为正方形；

所述光电组件上组合体、下组合体通过支撑螺钉(6)连接时，通过调整掩膜玻璃(2)在掩膜玻璃安装板(1)上的位置，使得通光孔(204)中心与硅光电池(3)检测光敏区中心对准、通光孔的两条边与检测光敏区的两条边平行、掩膜玻璃(2)的背面与硅光电池受光面平行。

密封垫(12)为回形结构，与外壳(9)腔体底面设置的密封垫安装槽(903)形状和尺寸匹配。

光电组件采用倒扣的方式，外壳(9)光电组件安装台柱(901)穿过陶瓷基座(4)缺口(403)，使得光电组件安装台柱(901)上表面与基座安装板(5)的正面贴合。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明基于具有四个检测光敏区域的硅光电池即完成太阳矢量两轴方位角的同时测量；

(2)本发明中硅光电池还设置了四个监测光敏区域，能够同时实现太阳敏感器的超视场边界指示；

(3)本发明中陶瓷基座四周焊盘间的空闲区域设置了多个缺口，能够为光电组件提供安装空间，实现光电组件在太阳敏感器内部的紧凑安装，从而减小太阳敏感器的体积和质量；

(4)本发明通过支撑螺钉将光电组件的各个零件连接起来，能够实现光电组件的模块化设计和组装；

(5)本发明设置了锥形螺母，能够实现光电组件各零件的定心装配，确保光电组件在振动等环境试验后性能稳定。

(6)本发明设置了密封垫，可防止掩膜玻璃与外壳的直接接触，避免掩膜玻璃的振动损伤，同时也可防止外界异物进入敏感器内部，避免可能造成的干扰或故障。

(7)本发明设计的光电组件单独进行模块组装后，采用倒扣方式安装在外壳内，而将陶瓷基座背部引针外露，方便信号引出焊接，具有方便组装的特点。

附图说明

图1为双轴微型模拟式太阳敏感器结构示意图；

图2为双轴微型模拟式太阳敏感器结构示意图(剖视)；

图3为用于双轴微型模拟式太阳敏感器的光电组件结构示意图；

图4为用于双轴微型模拟式太阳敏感器的光电组件结构示意图(剖视)；

图5为掩膜玻璃安装板结构示意图；

图6为掩膜玻璃结构示意图；

图7为硅光电池结构示意图；

图8为陶瓷基座结构示意图；

图9为基座安装板结构示意图；

图10为支撑螺钉结构示意图；

图11为锥形螺母结构示意图；

图12为外壳结构示意图；

图13为光电组件在外壳上的安装示意图。

具体实施方式

本发明的研究思路为，太阳光线透过掩膜玻璃通光孔，在硅光电池四个检测光敏区域的投影不同，进而产生不同的光生电流，而光生电流间的关系与太阳矢量两轴方位角相关。通过采集各检测区域的光生电流，即可实现太阳矢量两轴方位角的解算；此外，在硅光电池四个检测光面区域周围设置了上、下、左、右四个监测光敏区域，当太阳矢量方位角超出敏感器视场时，与超出太阳敏感器视场方向对应的监测光敏区域因受到光照而输出光生电流。根据输出光生电流的监测光敏区域的位置，能够产生超视场边界指示；为了将掩膜玻璃和四象限硅光电池进行装配，以形成用于双轴微型模拟式太阳敏感器的光电组件，分别设计了掩膜玻璃安装板、陶瓷基座、基座安装板、支撑螺钉和锥形螺母；同时基于光电组件轻量化、模块化设计要求及便于装配的考虑，提高光电组件的环境适应性，对相关零件进行了独特设计，基于此，形成了用于双轴微型模拟式太阳敏感器的光电组件。为实现光电组件的封装，并提供敏感器机械接口和电气接口，设计了外壳、底盖、密封垫，并安装了电连接器。基于此，本发明提出了双轴微型模拟式太阳敏感器。

本发明提出的光电组件可单独进行装配和调试，并具有轻量化、模块化的设计特点，且加工、装配方便；将光电组件与外壳、密封垫、后盖和接插件进行组装，实现敏感器的整机装配，可在双轴大视场范围内实现太阳矢量角的高精度测量，具有广泛的市场应用前景和竞争优势。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

图1为双轴微型模拟式太阳敏感器结构示意图。

图2为双轴微型模拟式太阳敏感器结构示意图(剖视)，其中，8为光电组件、9为外壳、10为电连接器、11为后盖、12为密封垫。

图3为用于双轴微型模拟式太阳敏感器的光电组件结构示意图。

图4为用于双轴微型模拟式太阳敏感器的光电组件结构示意图(剖视)，其中，1为掩膜玻璃安装板、2为掩膜玻璃、3为硅光电池、4为陶瓷基座、5为基座安装板、6为支撑螺钉、7为锥形螺母。

图5为掩膜玻璃安装板结构示意图，图6为掩膜玻璃结构示意图，图7为硅光电池结构示意图，图8为陶瓷基座结构示意图，图9为基座安装板结构示意图，图10为支撑螺钉结构示意图，图11为锥形螺母结构示意图，图12为外壳结构示意图，图13为光电组件在外壳上的安装示意图。

本发明提出了一种双轴微型模拟式太阳敏感器，包括：光电组件和主体结构，如图1和2所示；

光电组件，包括掩膜玻璃安装板1、掩膜玻璃2、硅光电池3、陶瓷基座4、基座安装板5、支撑螺钉6，如图3和4所示；

掩膜玻璃安装板1中间设置缺口，四角设置通孔101，如图5所示；

掩膜玻璃2，以玻璃为基材，采用光刻的方法，形成太阳光线的入射通光孔204，如图6所示；

掩膜玻璃2的背面201与掩膜玻璃安装板1的正面102粘贴，并使掩膜玻璃2的通光孔204位于掩膜玻璃安装板1的缺口内；

掩膜玻璃2和掩膜玻璃安装板1形成上组合体；

硅光电池3包括受光面和非受光面，受光面包括检测光敏区、监测光敏区、集电区和多个电极引线，如图7所示；检测光敏区为正方形，将正方形的检测光敏区均匀划分为四个象限，在检测光敏区上光刻出四个独立的同尺寸同面积的检测光敏区域301～304，分别位于检测光敏区的四个象限；在检测光敏区四周设置上、下、左、右四个监测光敏区域305～308；

集电区位于监测光敏区域305～308的外侧，分成多块，分别与四个检测光敏区域301～304和四个监测光敏区域305～308相连，能够收集对应的检测光敏区域301～304或监测光敏区域305～308的光生电流，并将光生电流通过与各个集电区连接的电极引线309引出；

非受光面为四个检测光敏区域301～304和四个监测光敏区域305～308的光生电流的公用地线区域；非受光面的公用地线区域通过电极引线310引出；

陶瓷基座4的正面设置硅光电池粘贴区域401，在该区域周边对应设置了九个焊盘402，当硅光电池3的非受光面粘贴在陶瓷基座4的硅光电池粘贴区域401时，陶瓷基座4正面的九个焊盘402分别与硅光电池受光面的四个检测区域301～304、四个监测区域305～308和非受光面的公用地线区域对应的电极引线焊接；陶瓷基座4的背面设置与正面焊盘402连接的引针403，用于输出硅光电池3四个检测光敏区域301～304和四个监测光敏区域305～308的光生电流，如图8所示；

基座安装板5中间设置缺口，如图9所示，基座安装板5的正面与陶瓷基座4的背面相贴合，陶瓷基座4的背面引针403从基座安装板5中间的缺口伸出，使硅光电池3、陶瓷基座4、基座安装板5形成下组合体；

陶瓷基座4和基座安装板5四角的相同位置处均设置有通孔；

上组合体和下组合体通过支撑螺钉6连接，且掩膜玻璃安装板1的背面与硅光电池3的受光面平行且相对，上组合体和下组合体中间有空隙；

主体结构包括外壳9、电连接器10、后盖11和密封垫12；

外壳9为一面敞开的空腔式结构，在外壳9空腔内部的四周设置了光电组件安装台柱901；在外壳9空腔底面开设有光线入射口902，在外壳9空腔底面围绕光线入射口902设有密封垫安装槽903，在外壳9的空腔壁上设有电连接器安装孔904，在外壳9的空腔壁上设有敏感器安装突耳905，安装突耳905上设有安装通孔906，能够为敏感器提供机械安装接口，如图12所示；

电连接器10作为太阳敏感器的对外电气接口，安装在外壳9的电连接器安装孔904中；

密封垫12安装在外壳9的密封垫安装槽903中；

光电组件采用倒扣的方式，以外壳9的光电组件安装台柱901的上表面作为光电组件的安装基准面，安装在已安放密封垫12的外壳9内，使掩膜玻璃2的正面202与密封垫12贴合，如图13所示；通过电线，将光电组件陶瓷基座4的背面引针403与电连接器10相连，将光电组件的四个检测光敏区域301～304和四个监测光敏区域305～308的光生电流引出太阳敏感器；

将后盖11采用螺栓连接方式，与外壳9连接，将光电组件密封在外壳9内，实现太阳敏感器的整机封装；

太阳光线透过外壳9的光线入射口902，经透过掩膜玻璃2通光孔204入射到硅光电池3的受光面上，引起硅光电池3的四个检测光敏区域301～304、四个监测光敏区域305～308产生光生电流，光生电流依次经过硅光电池3电极引线、陶瓷基座焊盘402、陶瓷基座引针403、电连接器10引出；

当太阳矢量方位角位于太阳敏感器的视场内时，检测光敏区域301～304在光照下的光生电流能够用于太阳矢量两轴方位角的解算；

当太阳矢量方位角位于太阳敏感器的视场外时，与超出太阳敏感器视场方向对应的监测光敏区域受到光照而输出光生电流，根据输出光生电流的监测光敏区域的位置，能够产生超视场边界指示。

所述掩膜玻璃2的正面202、背面201均镀增透膜，能够提高太阳光线的透过率，并在背面201四周区域203加镀不透光减反膜，能够在背面201中心形成通光孔204；

在背面镀不透光减反膜区域203四边光刻出标志线205，且标志线205位于通光孔204的中心线上，能够提供掩膜玻璃2的粘贴基准。

所述陶瓷基座4每个焊盘402分别与两个引针403连接，互为备份，提高连接可靠性，而引针403作为所述光电组件信号的对外输出接口；

在陶瓷基座4表面焊盘402之间的空缺位置设置多个缺口403，为所述光电组件在双轴微型模拟式太阳敏感器内的安装提供空间。

所述的掩膜玻璃安装板1四角的通孔101为螺纹通孔；

陶瓷基座4和基座安装板5四角的通孔为光孔，且基座安装板5背面的两个对角通孔为锥孔502，另两个对角通孔为圆柱光孔501。

所述支撑螺钉6包括中间支撑柱602、螺纹柱601、一半螺纹的圆柱603，如图10所示；螺纹柱601的底端与中间支撑柱602的上表面604连接，一半螺纹的圆柱603的无螺纹端与中间支撑柱602的下表面605连接；

螺纹柱601的顶端穿入掩膜玻璃安装板1四角通孔，并进行螺纹连接，使中间支撑柱602的上表面604与掩膜玻璃安装板1的背面贴合；

一半螺纹的圆柱604的螺纹端依次穿过陶瓷基座4、基座安装板5四角的通孔，并通过螺母将陶瓷基座4、基座安装板5固定连接，使中间支撑柱602的下表面605与陶瓷基座4的正面贴合并固定。

所述用于双轴微型模拟式太阳敏感器的光电组件还包括锥形螺母7，锥形螺母7一端设置有锥面701如图11所示，两只锥形螺母7与穿过基座安装板5背面锥孔502的两只支撑螺钉螺纹连接，并使锥形螺母的锥面701与基座安装板5背面锥孔502贴合；两只标准螺母与穿过座安装板5背面圆柱光孔501的两只支撑螺钉螺纹连接，并使螺母的一面与基座安装板5背面贴合。

所述掩膜玻璃2背面的通光孔204为正方形；

所述光电组件上组合体、下组合体通过支撑螺钉6连接时，通过调整掩膜玻璃2在掩膜玻璃安装板1上的位置，使得通光孔204中心与硅光电池3检测光敏区中心对准、通光孔的两条边与检测光敏区的两条边平行、掩膜玻璃2的背面与硅光电池受光面平行。

以硅光电池受光面中心为原点建立直角坐标系，其中Z轴由受光面垂直向上，X、Y轴与正方形检测光敏区的两条边平行，X、Y、Z轴符合右手定则，设定第一～第四象限的检测光敏区域的光生电流分别为I1～I4，定义太阳矢量在XOZ平面内的投影与Z轴夹角为α角，光从-X方向入射时α为正角度；定义YOZ平面内的投影与Z轴夹角为β角，光从-Y方向入射时β为正角度；设定各检测光敏区域边长为a、相邻检测光敏区域的间隔为b、通光孔边长为d、掩膜玻璃的背面与硅光电池受光面距离为h，则：

因此，当太阳矢量方位角位于太阳敏感器的视场内时，通过采集检测光敏区域在光照下的光生电流，通过上式即可解算出太阳矢量两轴方位角；

此外，设定敏感器各轴视场为γ，则：

因此，当太阳矢量方位角位于太阳敏感器的视场外时，与超出太阳敏感器视场方向对应的监测光敏区域受到光照而输出光生电流，根据输出光生电流的监测光敏区域的位置，能够产生超视场边界指示。

密封垫12为回形结构，与外壳9腔体底面设置的密封垫安装槽903形状和尺寸匹配。

外壳9光电组件安装台柱901穿过陶瓷基座4缺口403，使得光电组件安装台柱901上表面与基座安装板5的正面贴合。

掩膜玻璃安装板采用与掩膜玻璃热膨胀系数相近的钛合金，其余结构件为铝合金；硅光电池边长为21mm，掩膜玻璃边长为21mm，敏感器的包络尺寸不含外壳设置的敏感器安装突耳为40mm×34.5mm×13.5mm，质量为33g，敏感器各轴视场为45°。

本发明可广泛用于航天器，特别是微型卫星的帆板定向和对日定姿中，具有视场大、精度高和体积小等优点。

本发明未详细阐述部分属于本领域公知技术。

Claims (9)

1.一种双轴微型模拟式太阳敏感器，包括光电组件和主体结构；

光电组件，包括掩膜玻璃安装板(1)、掩膜玻璃(2)、硅光电池(3)、陶瓷基座(4)、基座安装板(5)、支撑螺钉(6)；

掩膜玻璃安装板(1)中间设置缺口，四角设置通孔(101)；

掩膜玻璃(2)，以玻璃为基材，采用光刻的方法，形成太阳光线的入射通光孔(204)；

掩膜玻璃(2)的背面(201)与掩膜玻璃安装板(1)的正面(102)粘贴，并使掩膜玻璃(2)的通光孔(204)位于掩膜玻璃安装板(1)的缺口内；

掩膜玻璃(2)和掩膜玻璃安装板(1)形成上组合体；

硅光电池(3)包括受光面和非受光面，受光面包括检测光敏区、监测光敏区、集电区和多个电极引线；检测光敏区为正方形，将正方形的检测光敏区均匀划分为四个象限，在检测光敏区上光刻出四个独立的同尺寸同面积的检测光敏区域(301～304)，分别位于检测光敏区的四个象限；在检测光敏区四周设置上、下、左、右四个监测光敏区域(305～308)；

集电区位于监测光敏区域(305～308)的外侧，分成多块，分别与四个检测光敏区域(301～304)和四个监测光敏区域(305～308)相连，能够收集对应的检测光敏区域(301～304)或监测光敏区域(305～308)的光生电流，并将光生电流通过与各个集电区连接的电极引线(309)引出；

非受光面为四个检测光敏区域(301～304)和四个监测光敏区域(305～308)的光生电流的公用地线区域；非受光面的公用地线区域通过电极引线(310)引出；

陶瓷基座(4)的正面设置硅光电池粘贴区域(401)，在该区域周边对应设置了九个焊盘(402)，当硅光电池(3)的非受光面粘贴在陶瓷基座(4)的硅光电池粘贴区域(401)时，陶瓷基座(4)正面的九个焊盘(402)分别与硅光电池受光面的四个检测区域(301～304)、四个监测区域(305～308)和非受光面的公用地线区域对应的电极引线焊接；陶瓷基座(4)的背面设置与正面焊盘(402)连接的引针(403)，用于输出硅光电池(3)四个检测光敏区域(301～304)和四个监测光敏区域(305～308)的光生电流；

基座安装板(5)中间设置缺口，基座安装板(5)的正面与陶瓷基座(4)的背面相贴合，陶瓷基座(4)的背面引针(403)从基座安装板(5)中间的缺口伸出，使硅光电池(3)、陶瓷基座(4)、基座安装板(5)形成下组合体；

陶瓷基座(4)和基座安装板(5)四角的相同位置处均设置有通孔；

上组合体和下组合体通过支撑螺钉(6)连接，且掩膜玻璃安装板(1)的背面与硅光电池(3)的受光面平行且相对，上组合体和下组合体中间有空隙；

主体结构包括外壳(9)、电连接器(10)、后盖(11)和密封垫(12)；

外壳(9)为一面敞开的空腔式结构，在外壳(9)空腔内部的四周设置了光电组件安装台柱(901)；在外壳(9)空腔底面开设有光线入射口(902)，在外壳(9)空腔底面围绕光线入射口(902)设有密封垫安装槽(903)，在外壳(9)的空腔壁上设有电连接器安装孔(904)，在外壳(9)的空腔壁上设有敏感器安装突耳(905)，安装突耳(905)上设有安装通孔(906)，能够为敏感器提供机械安装接口；

电连接器(10)作为太阳敏感器的对外电气接口，安装在外壳(9)的电连接器安装孔(904)中；

密封垫(12)安装在外壳(9)的密封垫安装槽(903)中；

光电组件采用倒扣的方式，以外壳(9)的光电组件安装台柱(901)的上表面作为光电组件的安装基准面，安装在已安放密封垫(12)的外壳(9)内，使掩膜玻璃(2)的正面(202)与密封垫(12)贴合；通过电线，将光电组件陶瓷基座(4)的背面引针(403)与电连接器(10)相连，将光电组件的四个检测光敏区域(301～304)和四个监测光敏区域(305～308)的光生电流引出太阳敏感器；

将后盖(11)采用螺栓连接方式，与外壳(9)连接，将光电组件密封在外壳(9)内，实现太阳敏感器的整机封装；

太阳光线透过外壳(9)的光线入射口(902)，经透过掩膜玻璃(2)通光孔(204)入射到硅光电池(3)的受光面上，引起硅光电池(3)的四个检测光敏区域(301～304)、四个监测光敏区域(305～308)产生光生电流，光生电流依次经过硅光电池(3)电极引线、陶瓷基座焊盘(402)、陶瓷基座引针(403)、电连接器(10)引出；

当太阳矢量方位角位于太阳敏感器的视场内时，检测光敏区域(301～304)在光照下的光生电流能够用于太阳矢量两轴方位角的解算；

当太阳矢量方位角位于太阳敏感器的视场外时，与超出太阳敏感器视场方向对应的监测光敏区域受到光照而输出光生电流，根据输出光生电流的监测光敏区域的位置，能够产生超视场边界指示。

2.根据权利要求1所述的一种双轴微型模拟式太阳敏感器，其特征在于：所述掩膜玻璃(2)的正面(202)、背面(201)均镀增透膜，能够提高太阳光线的透过率，并在背面(201)四周区域(203)加镀不透光减反膜，能够在背面(201)中心形成通光孔(204)；

在背面镀不透光减反膜区域(203)四边光刻出标志线(205)，且标志线(205)位于通光孔(204)的中心线上，能够提供掩膜玻璃(2)的粘贴基准。

3.根据权利要求1所述的一种双轴微型模拟式太阳敏感器，其特征在于：所述陶瓷基座(4)每个焊盘(402)分别与两个引针(403)连接，互为备份，提高连接可靠性，而引针(403)作为所述光电组件信号的对外输出接口；

在陶瓷基座(4)表面焊盘(402)之间的空缺位置设置多个缺口，为所述光电组件在双轴微型模拟式太阳敏感器内的安装提供空间。

4.根据权利要求1所述的一种双轴微型模拟式太阳敏感器，其特征在于：所述的掩膜玻璃安装板(1)四角的通孔(101)为螺纹通孔；

陶瓷基座(4)和基座安装板(5)四角的通孔为光孔，且基座安装板(5)背面的两个对角通孔为锥孔(502)，另两个对角通孔为圆柱光孔(501)。

5.根据权利要求1或4所述的一种双轴微型模拟式太阳敏感器，其特征在于：所述支撑螺钉(6)包括中间支撑柱(602)、螺纹柱(601)、一半螺纹的圆柱(603)；螺纹柱(601)的底端与中间支撑柱(602)的上表面(604)连接，一半螺纹的圆柱(603)的无螺纹端与中间支撑柱(602)的下表面(605)连接；

螺纹柱(601)的顶端穿入掩膜玻璃安装板(1)四角通孔，并进行螺纹连接，使中间支撑柱(602)的上表面(604)与掩膜玻璃安装板(1)的背面贴合；

一半螺纹的圆柱(603)的螺纹端依次穿过陶瓷基座(4)、基座安装板(5)四角的通孔，并通过螺母将陶瓷基座(4)、基座安装板(5)固定连接，使中间支撑柱(602)的下表面(605)与陶瓷基座(4)的正面贴合并固定。

6.根据权利要求1或4所述的一种双轴微型模拟式太阳敏感器，其特征在于：所述用于双轴微型模拟式太阳敏感器的光电组件还包括锥形螺母(7)，锥形螺母(7)一端设置有锥面(701)，两只锥形螺母(7)与穿过基座安装板(5)背面锥孔(502)的两只支撑螺钉螺纹连接，并使锥形螺母的锥面(701)与基座安装板(5)背面锥孔(502)贴合；两只标准螺母与穿过座安装板(5)背面圆柱光孔(501)的两只支撑螺钉螺纹连接，并使螺母的一面与基座安装板(5)背面贴合。

7.根据权利要求1或2所述的一种双轴微型模拟式太阳敏感器，其特征在于：所述掩膜玻璃(2)背面的通光孔(204)为正方形；

所述光电组件上组合体、下组合体通过支撑螺钉(6)连接时，通过调整掩膜玻璃(2)在掩膜玻璃安装板(1)上的位置，使得通光孔(204)中心与硅光电池(3)检测光敏区中心对准、通光孔的两条边与检测光敏区的两条边平行、掩膜玻璃(2)的背面与硅光电池受光面平行。

8.根据权利要求1所述的一种双轴微型模拟式太阳敏感器，其特征在于：密封垫(12)为回形结构，与外壳(9)腔体底面设置的密封垫安装槽(903)形状和尺寸匹配。

9.根据权利要求1或3所述的一种双轴微型模拟式太阳敏感器，其特征在于：光电组件采用倒扣的方式，外壳(9)光电组件安装台柱(901)穿过陶瓷基座(4)缺口，使得光电组件安装台柱(901)上表面与基座安装板(5)的正面贴合。