CN106937469A - 基于迭代反馈的x射线精准调制装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种基于迭代反馈的X射线精准调制装置及其控制方法，该装置包括：测量模块，用于实时测量X光管阳极附近的高速电流密度和X光管输出的X光子流密度；调控模块，用于将接收到的高速电流密度和X光子流密度与外部输入信号进行比较，以得到调控信号；反馈环路，用于将调控信号发送至X光管，以便X光管根据调控信号进行相应的反馈控制。本发明能够通过长短期迭代反馈实现高精确度的X射线脉冲星光子到达过程模拟，具有更高的光子到达时间事件的模拟精度。

Description

基于迭代反馈的X射线精准调制装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及光信号模拟技术领域，特别涉及一种基于迭代反馈的X射线精准调制装置及其控制方法。

背景技术

光信号模拟是指利用仪器设备模拟产生自然界光信号，并在接收端准确呈现出其物理特性的一种模拟方式。在X射线信号模拟中，通常采用X光管作为产生X光子的仪器设备，其工作机理可表述为金属材料的电光转换过程，即高速电子流撞击阳极金属靶材后产生的X射线特征谱辐射机制。由于X光管工作环境、阳极靶材特性等要素具有随机性，造成电光转换过程无法进行确定性描述，因此难以显性构建X光管输出光子与外部输入调制信号之间函数关系。此时，为了进一步提高X射线调制精度、力争使输出X光子在统计上收敛于输入调制信号，电光转换过程所涉及的数学建模、信号测量、反馈调控就不可避免。

现有的X射线调制方法可分为机械调制、模拟调制、数字调制三种类型，具体如下：

1)机械调制是利用调制盘(光斩波器)实现光强度调制，其装置示意图如图1所示。该方法的缺点在于加工精度和电机的控制精度较低，若要模拟不同的脉冲星必须更换调制盘，实验操作繁琐。

2)对于模拟调制而言，其系统构成的核心部件为X光管构成，管内设计有栅极对电子流进行调控，其装置示意图如图2所示。该方法的缺点在于调制精度较低、无法准确反映光子的到达时刻。

3)对于数字调制而言，其系统构成的核心部件为光电倍增元件用于实现光电子激发与二次电子发射，管外设计有控制电路对管内电子流进行调控，其装置示意图如图3所示。该方法的缺点是研制实现难度较大、工艺水平要求较高。

综上分析可知，上述三种方法各有其使用条件约束且均属于开环控制系统，并未将系统实时工作状态纳入控制环节，因此就难以实现对于具有随机因素的电光转换过程进行高精度模拟。

发明内容

本发明旨在至少解决上述技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种基于迭代反馈的X射线精准调制装置，该装置能够通过长短期迭代反馈实现高精确度的X射线脉冲星光子到达过程模拟，具有更高的光子到达时间事件的模拟精度。

本发明的另一个目的在于提出一种基于迭代反馈的X射线精准调制装置的控制方法。

为了实现上述目的，本发明第一方面的实施例提出了一种基于迭代反馈的X射线精准调制装置，包括：测量模块，用于实时测量X光管阳极附近的高速电流密度和X光管输出的X光子流密度；调控模块，用于将接收到的高速电流密度和X光子流密度与外部输入信号进行比较，以得到调控信号；反馈环路，用于将所述调控信号发送至所述X光管，以便所述X光管根据所述调控信号进行相应的反馈控制。

另外，根据本发明上述实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置还可以具有如下附加的技术特征：

在一些示例中，所述测量模块包括：管内电流密度探针，用于实时测量X光管阳极附近的高速电流密度；管外光子流探测器，用于实时测量X光管输出的X光子流密度。

在一些示例中，所述调控模块包括：短期调控子模块，用于计算所述高速电流密度与所述外部输入信号的函数关系，并生成短期调控信号；长期调控子模块，用于计算所述X光子流密度与所述外部输入信号的统计关系，并生成长期调控信号。

在一些示例中，所述反馈环路包括：

第一反馈环路，用于接收所述短期调控信号并发送至所述X光管，以便所述X光管进行短期反馈控制；

第二反馈环路，用于接收所述长期调控信号并发送至所述X光管，以便所述X光管进行长期反馈控制。

在一些示例中，所述X光管由金属热阴极、受控管电压电路、阳极靶材构成；或者，所述X光管由光电阴极、受控管电压电路、阳极靶材构成，其中，所述金属热阴极或光电阴极用于产生X光管的初始电流密度，受到阴极电压的调控；所述受控管电压电路用于形成时变电磁场以调制X光管的高速电流密度，受到阳极电压与控制电压的调控；所述阳极靶材用于产生X光子。

在一些示例中，所述的X光管内部的高速电流密度测量为实时观测、短周期数值计算过程，所述的X光管外部的光子流密度测量为累积观测、长周期数据统计过程。

在一些示例中，所述X光管输出的光子流为一个强度随机变化的泊松过程，随机因素包括阴极初始电流、外部输入信号、阳极靶材特性，并利用重随机泊松过程对光子到达时间序列进行数学建模与统计分析。

在一些示例中，所述外部输入信号为根据预设要求模拟的脉冲星的标准轮廓、航天器运行轨道，同时考虑大尺度四维时空变换、宇宙X射线干扰信号得到的X射线脉冲星光子到达航天器的时间序列，所述外部输入信号的强度为一个可以用非齐次泊松过程描述的光子到达强度。

在一些示例中，所述外部输入信号为X射线脉冲星模拟电信号的时倚强度，其中，所述调控模块用于根据所述X射线脉冲星模拟电信号的时倚强度计算X光管内部电磁场参数，以便X光管根据所述X光管内部电磁场参数对其阴极与阳极工作电压进行高精度调控，其中，计算X光管内部电磁场参数的过程为：根据静态电磁场解析解设置阴极与阳极的初始工作电压，根据时域有限差分法实时计算得到需要调控的工作电压以精确逼近所述外部输入信号。

根据本发明实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置，通过测量X光管内外光电流密度并进行统计分析，结合外部输入的X射线脉冲星模拟电信号的时倚强度，对X光管内部高速电子流密度进行高精度调制，并通过长短期迭代反馈实现高精确度的X射线脉冲星光子到达过程模拟，从而在相同测试条件下，相比于传统的X射线脉冲星信号调制方案，光子到达时间事件的模拟精度更高。

为了实现上述目的，本发明第二方面的实施例提出了一种如本发明上述第一方面实施例所述的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的控制方法，包括以下步骤：通过电阴极电路施加电压对阴极金属进行加热，生成初始电子流密度；通过阳极受控高压对初始电子流进行加速，得到阳极靶材附近的高速电子流密度；所述高速电子流撞击所述阳极靶材，形成阳极靶材所对应的X射线特征谱线与连续谱线；根据管内电流密度探针实时测量X光管阳极附近的高速电流密度，并将高速电流密度传递至调控模块，以便调控模块根据高速电流密度计算得到短期调控信号，并将短期调控信号传递至X光管，以进行短期反馈控制；根据管外光子流探测器实时测量X光管输出的X光子流密度，并将X光子流密度传递至调控模块，以便调控模块根据X光子流密度得到的长期调控信号，并将长期调控信号传递至X光管，以进行长期反馈控制。

根据本发明实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的控制方法，通过测量X光管内外光电流密度并进行统计分析，结合外部输入的X射线脉冲星模拟电信号的时倚强度，对X光管内部高速电子流密度进行高精度调制，并通过长短期迭代反馈实现高精确度的X射线脉冲星光子到达过程模拟，从而在相同测试条件下，相比于传统的X射线脉冲星信号调制方案，光子到达时间事件的模拟精度更高。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是目前机械调制装置的结构示意图；

图2是目前模拟调制装置的结构示意图；

图3是目前数字调制装置的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的结构框图；

图5是根据本发明一个实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的整体结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的金属热阴极电子发射机理示意图；

图7是根据本发明一个实施例的时变电磁场电子加速机理示意图；

图8是根据本发明一个实施例的阳极靶材电光转换机理示意图；

图9是本发明一个实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的数学物理过程示意图；

图10是根据本发明实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图描述根据本发明实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置及其控制方法。

图4是根据本发明一个实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的结构框图。图5是根据本发明另一个实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的整体结构示意图。如图4所示，并结合图5，该基于迭代反馈的X射线精准调制装置100包括：测量模块110、调控模块120和反馈环路130。

其中，测量模块110用于实时测量X光管阳极附近的高速电流密度和X光管输出的X光子流密度。

在本发明的一个实施例中，测量模块110包括管内电流密度探针111和管外光子流探测器112。其中，管内电流密度探针111用于实时测量X光管阳极附近的高速电流密度j_a(t_n)，并将测量结果传递至调控模块120。管外光子流探测器112用于实时测量X光管输出的X光子流密度，并将测量结果传递至调控模块120。

作为具体的示例，以下给出了测量过程稳定性的分析方法，具体为：

令

设：

当N较大时，令则存在特征方程：h²-μh+bh＝0。

如果其所有特征根均满足|h|≤1，即可证得管电流满足稳定性条件。

其中，的X光管内部的高速电流密度测量为实时观测、短周期数值计算过程，的X光管外部的光子流密度测量为累积观测、长周期数据统计过程。

在本发明的一个实施例中，X光管输出的光子流可视为一个强度随机变化的泊松过程，随机因素包括阴极初始电流、外部输入信号、阳极靶材特性等，并利用重随机泊松过程对光子到达时间序列进行数学建模与统计分析。

调控模块120用于将接收到的高速电流密度和X光子流密度与外部输入信号进行比较，以得到调控信号。换言之，即将接收到的光电流测量数据与外部输入信号进行比较，计算得到X光管的调控信号。

在本发明的一个实施例中，调控模块120包括：短期调控子模块和长期调控子模块。其中，短期调控子模块用于计算高速电流密度与外部输入信号的函数关系，并生成短期调控信号。长期调控子模块用于计算X光子流密度与外部输入信号的统计关系，并生成长期调控信号。

在本发明的一个实施例中，所述的外部输入信号(即外部输入调制信号)为根据预设要求模拟的脉冲星的标准轮廓、航天器运行轨道，同时考虑大尺度四维时空变换、宇宙X射线干扰信号等因素得到的X射线脉冲星光子到达航天器的时间序列，外部输入信号的强度为一个可以用非齐次泊松过程描述的光子到达强度。

更为具体地，所述的外部输入信号为X射线脉冲星模拟电信号的时倚强度。基于此，调控模块120用于根据X射线脉冲星模拟电信号的时倚强度计算X光管内部电磁场参数，并通过短期反馈环路(即第一反馈环路131)发送至X光管，以便X光管根据X光管内部电磁场参数对其阴极与阳极工作电压进行高精度调控。其中，计算X光管内部电磁场参数的过程为：根据静态电磁场解析解设置阴极与阳极的初始工作电压，根据时域有限差分法实时计算得到需要调控的工作电压以精确逼近外部输入信号。

作为具体的示例，即调控模块120计算的输入条件包括：X射线脉冲星电信号统计特性λ(t_n)、P(t_n)；高速电流密度j_a(t_n)；长期稳定度反馈环路输出的参数定标因子g。基于上述条件，通过对高速电流密度j_a(t_n)与X射线脉冲星电信号强度参数λ(t_n)进行实时数值比对计算，即可得到实时反馈控制参数U_a(t_n+1)＝G(λ(t_n),j_a(t_n),P(t_n),g)。

另一方面，调控模块120根据光子流累积观测统计分析得到的长期调控信号。长期观测统计所需用到的测量数据包括：高速电流密度j_a(t_n)；X光管输出光子到达时间观测统计量{X_t；t≥t₀}。

X射线光子观测数据需采用重随机泊松过程进行分析，统计分析结果表示为重随机泊松过程的强度函数根据得到的统计分析结果，需要对控制参数进行定标，即进行必要的长周期反馈控制。调控模块120计算的输入条件包括：X射线脉冲星电信号统计特性λ(t_n)、P(t_n)；高速电流密度j_a(t_n)；X光管光子到达时间观测统计量{X_t；t≥t₀}。基于上述条件，通过对X射线脉冲星电信号强度统计量{X(t_n)}与X射线脉冲星电信号统计特性{λ(t_n)}、{P(t_n)}进行长期数值比对计算，即可得到长期反馈控制量g＝F({λ(t_n)},{X(t_n)},{P(t_n)})，进而可以纳入调控模块120中相关单元，以计算得到第二反馈环路132的实时反馈控制参数U_a(t_n+1)＝G(λ(t_n),j_a(t_n),P(t_n),g)。

反馈环路130用于将调控信号发送至X光管，以便X光管根据调控信号进行相应的反馈控制。

在本发明的一个实施例中，反馈环路130包括：第一反馈环路131(又称为短期反馈环路)和第二反馈环路132(又称为长期反馈环路)。其中，第一反馈环路131用于接收短期调控信号并发送至X光管，以便X光管进行短期反馈控制。第二反馈环路132用于接收长期调控信号并发送至X光管，以便X光管进行长期反馈控制。

在本发明的实施例中，所述的X光管由金属热阴极、受控管电压电路、阳极靶材构成；或者X光管由光电阴极、受控管电压电路、阳极靶材构成。其中，金属热阴极或光电阴极用于产生X光管的初始电流密度，受到阴极电压的调控；受控管电压电路用于形成时变电磁场以调制X光管的高速电流密度，受到阳极电压与控制电压的调控；阳极靶材用于产生X光子。也就是说，即初始电子流采用金属热阴极(或光电阴极)电子发射方式，高速电子流采用受控管电压电场进行加速，X光子采用高速电子流撞击阳极靶材产生。

作为具体的示例，如图6所示，本发明实施例的金属热电子发射机理为利用外加电源对阴极金属进行加热，生成零场初始电子流。根据纯金属热电子理论，金属内自由电子的状态模型为：

据此求解得到：

其中：

根据理查生公式可知，金属热阴极初始电流密度的数学表达式为：

其中：为平均透射系数(～1)，A₀为发射常数的理论值，φ_M为金属逸出功，T为工作温度(T＝f(U₀(t))|_特定金属)。

如图7所示，本发明实施例的时变电磁场电子加速机理为利用阳极高压对初始电子流进行高速，利用控制电压对初始电子流强度进行时变控制。根据麦克斯韦方程组，时变电磁场可描述为：

更为具体地，例如，本发明实施例中的X光管为圆柱形，设定其半径r取值为a、长度z取值为h，则电磁场理论边界条件可描述为：

在不考虑时变的情况下，该电磁场问题可利用分离变量法进行解析求解。在考虑时变的情况下，由于电极系统所形成的时变电磁场分布较为复杂，而且描述电子运动轨迹的方程是一个二阶非线性非齐次的微分方程，一般是很难直接用解析法求解的，因此常使用数值法，如时域有限差分法(FDTD，Finite-Difference Time-Domain)，将偏微分方程用差分方程来近似，即以差分代替微分、求和代替积分，通过大量数学运算求解差分方程得到一组离散数值，把它作为微分方程的近似解。

如图8所示，本发明实施例的阳极靶材电光转换机理为高速电子流撞击阳极靶材，形成阳极靶材所对应的X射线特征谱线与连续谱线。该物理过程存在一定的随机性。

光子输出数据的分布特性需要根据长期观测来进行统计，而X射线光管光子发射过程{X_t；t≥t₀}不是一个简单的非齐次泊松过程，而是一个在给定加速场电流密度的条件下，具有随机强度函数的重随机泊松过程，假设强度λ_p(λ_e(τ),X_e→p)＝X_e→p·λ_e(τ)，其中则有：

其中，P_x(X)＝Pr(x≤X)为x的概率分布函数。

总的来说，结合图9所示，本发明实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的数学物理过程例如包括：金属热电子发射过程(如图6所示)，事变电磁场加速过程(如图7所示)，阳极靶材电光转换过程(如图8所示)，以及长短周期迭代反馈控制过程(如图5所示)。

作为具体的示例，结合图9所示，本发明实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置对X射线信号进行精准调制的流程可概述为：

1)利用电阴极电路施加电压U₀(t)对阴极金属进行加热，生成热致初始电子流密度j₀(t)。

2)利用阳极受控高压U_a(t)对初始电子流j₀(t)进行加速，得到阳极靶材附近的高速电子流密度j_a(t)，单电子所携带能的量约为e<U_a(t)>。

3)高速电子流撞击阳极靶材，形成阳极靶材所对应的X射线特征谱线与连续谱线。

4)利用管内电流密度探针111，实时测量X光管内阳极附近的高速电流密度j_a(t_n)，并将测量结果传递至调控模块120，以便调控模块120根据电流密度实测值计算得到的短期调控信号并传递至X光管，进而实现高精度短期反馈控制。

5)利用管外光子流探测器112，实时测量X光管输出的X光子流密度，并将测量结果传递至调控模块120，以便调控模块120根据光子流累积观测统计分析得到的长期调控信号并传递至X光管，进而实现高精度长期反馈控制。

综上，本发明实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的工作原理例如概述为：将阴极金属通电加热后产生初始热致电子流，利用短期反馈环路实时调控阴极与阳极电压对电子流进行受控倍增与加速，在管内电流与外部输入信号之间建立短期强相关性，管内加速电流与阳极靶材进行猛烈撞击后产生X射线光子流，利用长期反馈环路实现光谱标定与电场调控，使X光管输出光子流与外部输入信号建立长期强相关性。

根据本发明实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置，通过测量X光管内外光电流密度并进行统计分析，结合外部输入的X射线脉冲星模拟电信号的时倚强度，对X光管内部高速电子流密度进行高精度调制，并通过长短期迭代反馈实现高精确度的X射线脉冲星光子到达过程模拟，从而在相同测试条件下，相比于传统的X射线脉冲星信号调制方案，光子到达时间事件的模拟精度更高。

本发明的进一步实施例还提出了一种基于迭代反馈的X射线精准调制装置的控制方法。其中，该基于迭代反馈的X射线精准调制装置为本发明上述任意一个实施例所描述的基于迭代反馈的X射线精准调制装置。

基于此，图10是根据本发明一个实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的控制方法的流程图。如图10所示，该方法包括以下步骤：

步骤S1：通过电阴极电路施加电压对阴极金属进行加热，生成初始电子流密度。

步骤S2：通过阳极受控高压对初始电子流进行加速，得到阳极靶材附近的高速电子流密度。

步骤S3：高速电子流撞击阳极靶材，形成阳极靶材所对应的X射线特征谱线与连续谱线。

步骤S4：根据管内电流密度探针实时测量X光管阳极附近的高速电流密度，并将高速电流密度传递至调控模块，以便调控模块根据高速电流密度计算得到短期调控信号，并将短期调控信号传递至X光管，以进行短期反馈控制。

步骤S5：根据管外光子流探测器实时测量X光管输出的X光子流密度，并将X光子流密度传递至调控模块，以便调控模块根据X光子流密度得到的长期调控信号，并将长期调控信号传递至X光管，以进行长期反馈控制。

需要说明的是，本发明实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的控制方法的具体实现方式与本发明实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的具体实现方式类似，具体请参见装置部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。

综上，根据本发明实施例的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的控制方法，通过测量X光管内外光电流密度并进行统计分析，结合外部输入的X射线脉冲星模拟电信号的时倚强度，对X光管内部高速电子流密度进行高精度调制，并通过长短期迭代反馈实现高精确度的X射线脉冲星光子到达过程模拟，从而在相同测试条件下，相比于传统的X射线脉冲星信号调制方案，光子到达时间事件的模拟精度更高。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同限定。

Claims (10)

1.一种基于迭代反馈的X射线精准调制装置，其特征在于，包括：

测量模块，用于实时测量X光管阳极附近的高速电流密度和X光管输出的X光子流密度；

调控模块，用于将接收到的高速电流密度和X光子流密度与外部输入信号进行比较，以得到调控信号；

反馈环路，用于将所述调控信号发送至所述X光管，以便所述X光管根据所述调控信号进行相应的反馈控制。

2.根据权利要求1所述的基于迭代反馈的X射线精准调制装置，其特征在于，所述测量模块包括：

管内电流密度探针，用于实时测量X光管阳极附近的高速电流密度；

管外光子流探测器，用于实时测量X光管输出的X光子流密度。

3.根据权利要求2所述的基于迭代反馈的X射线精准调制装置，其特征在于，所述调控模块包括：

短期调控子模块，用于计算所述高速电流密度与所述外部输入信号的函数关系，并生成短期调控信号；

长期调控子模块，用于计算所述X光子流密度与所述外部输入信号的统计关系，并生成长期调控信号。

4.根据权利要求3所述的基于迭代反馈的X射线精准调制装置，其特征在于，所述反馈环路包括：

第一反馈环路，用于接收所述短期调控信号并发送至所述X光管，以便所述X光管进行短期反馈控制；

第二反馈环路，用于接收所述长期调控信号并发送至所述X光管，以便所述X光管进行长期反馈控制。

5.根据权利要求1-5任一项所述的基于迭代反馈的X射线精准调制装置，其特征在于，

所述X光管由金属热阴极、受控管电压电路、阳极靶材构成；或者，

所述X光管由光电阴极、受控管电压电路、阳极靶材构成，其中，

所述金属热阴极或光电阴极用于产生X光管的初始电流密度，受到阴极电压的调控；

所述受控管电压电路用于形成时变电磁场以调制X光管的高速电流密度，受到阳极电压与控制电压的调控；

所述阳极靶材用于产生X光子。

6.根据权利要求1所述的基于迭代反馈的X射线精准调制装置，其特征在于，所述的X光管内部的高速电流密度测量为实时观测、短周期数值计算过程，所述的X光管外部的光子流密度测量为累积观测、长周期数据统计过程。

7.根据权利要求6所述的基于迭代反馈的X射线精准调制装置，其特征在于，所述X光管输出的光子流为一个强度随机变化的泊松过程，随机因素包括阴极初始电流、外部输入信号、阳极靶材特性，并利用重随机泊松过程对光子到达时间序列进行数学建模与统计分析。

8.根据权利要求1所述的基于迭代反馈的X射线精准调制装置，其特征在于，所述外部输入信号为根据预设要求模拟的脉冲星的标准轮廓、航天器运行轨道，同时考虑大尺度四维时空变换、宇宙X射线干扰信号得到的X射线脉冲星光子到达航天器的时间序列，所述外部输入信号的强度为一个可以用非齐次泊松过程描述的光子到达强度。

9.根据权利要求1所述的基于迭代反馈的X射线精准调制装置，其特征在于，所述外部输入信号为X射线脉冲星模拟电信号的时倚强度，其中，所述调控模块用于根据所述X射线脉冲星模拟电信号的时倚强度计算X光管内部电磁场参数，以便X光管根据所述X光管内部电磁场参数对其阴极与阳极工作电压进行高精度调控，其中，计算X光管内部电磁场参数的过程为：根据静态电磁场解析解设置阴极与阳极的初始工作电压，根据时域有限差分法实时计算得到需要调控的工作电压以精确逼近所述外部输入信号。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的基于迭代反馈的X射线精准调制装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过电阴极电路施加电压对阴极金属进行加热，生成初始电子流密度；

通过阳极受控高压对初始电子流进行加速，得到阳极靶材附近的高速电子流密度；

所述高速电子流撞击所述阳极靶材，形成阳极靶材所对应的X射线特征谱线与连续谱线；

根据管内电流密度探针实时测量X光管阳极附近的高速电流密度，并将高速电流密度传递至调控模块，以便调控模块根据高速电流密度计算得到短期调控信号，并将短期调控信号传递至X光管，以进行短期反馈控制；

根据管外光子流探测器实时测量X光管输出的X光子流密度，并将X光子流密度传递至调控模块，以便调控模块根据X光子流密度得到的长期调控信号，并将长期调控信号传递至X光管，以进行长期反馈控制。