基于圆阵的被动式静电探测系统定位方法研究

研究被动式地面静电探测系统对空中静电目标的定位方法 .在静电感应原理和圆阵定位理论分析的基础上 ,推导出了基于圆阵的被动式静电探测系统定位方程 ;并利用误差理论对该定位方程进行了误差分析及定位精度的计算机仿真 ,仿真计算的结果与误差理论分析一致 .理论分析与仿真结果表明 :采用平面圆阵的被动式静电探测系统可实现对空中目标较远距离的定位 。

静电探测系统的研究

对利用带电目标自身所产生的静电场来获取目标信息并进行目标探测的被动式静电探测系统(包括探头、放大电路、滤波电路、进入采集芯片前的信号调理电路、抓频电路和RS232串口通讯电路等几个部分)进行了研究,并对探测系统的性能进行了实验分析,结果表明,所设计的电路能够满足预期的设计要求.

电极扫描式被动静电探测方法研究

着重介绍了利用机电结合和控制技术研制开发的“电极扫描式”被动静电探测器对空中目标静电场感应原理 ,给出了探测方程并利用自行研制的场源仿真仪对探测器探测性能进行验证 。

被动式球形电极地面静电探测系统模型

研究探测电极和大地介质对目标静电场的影响。将空中静电目标、探测电极和大地作为一个整体系统,利用镜像法建立了空中静电目标的被动式球形电极地面探测系统模型。理论分析及仿真计算得出探测电极低架设有益于提高电极输出信号的结论。由于探测系统模型是迭代的运算式,为便于实际应用,推导出探测系统的简化模型,为后续的对空中静电目标进行定位奠定了基础。经计算分析,简化的系统模型和原探测系统模型非常吻合。

一种有向性静电探测单元的研究

普通静电探测极板是全向接收的,任何方向的静电目标都会对其产生影响．为了避免其它电场的干扰 并使探测极板具有一定的方向性,引入了接地屏蔽的方案,使实现对静电体目标局部静电信息的探测成为可 能．通过理论分析、有限元仿真以及试验研究,证明了该方案的可行性,为后期根据带电目标的形状大小和带 电量等实际情况进行探测单元的敷设提供了理论依据．

基于正交静电探测阵列空中目标测速定向

正交静电探测阵列由6个呈正交分布、独立工作的静电探测器组成。对于同一带电目标,探测器空间分布的差异会使每个探测器的输出信号在相位上发生变化,形成与目标速度信息、方位信息相关的信号序列。结合探测器探测方程,得到了基于感应信号零点检测的空中目标测速定向方程。仿真及实验的结果表明,该方法具有很高的测速定向精度,测量误差在5%以内,可应用于对低空带电目标的地面预警及静电引信对静电目标的定向测速。

基于平面圆阵的被动式静电探测系统阵列优化

对于采用平面圆阵布设的被动式地面静电探测系统,根据误差理论分析结果研究了其阵列参数,即探测阵列半径、探测阵列的阵元个数以及探测器电极尺寸对探测阵列目标定位精度的影响;探讨了被动式地面静电探测系统平面圆阵阵列参数的优化方法.利用均匀设计法对阵列参数进行优化,其回归和方差分析的结果表明:在一定条件下,探测阵列半径为300 m,探测阵列圆周上的阵元个数为44,探测器电极半径为1.4 m时,系统定位精度最高.

弹载旋叶式静电探测方法的研究

着重介绍了可利用在空中封锁雷上的旋叶式静电探测的基本工作原理,分析了运动带电目标在探测电极处的电场变化,提出了旋叶式静电探测感应电流的近似公式,并且该感应电流可经过微电流检测电路后提取到弹目距离信息,通过仿真模拟实验验证了近似公式的正确性和实用性。

基于MEMS和静电探测技术的新型复合引信

为解决有效转换成为快速作战的最大瓶颈问题,研制一种新的能满足小口径对空武器发展需求的复合引信。通过对近代小口径对空武器毁歼目标机理的分析,依据提高小口径对空武器毁歼目标概率的有效方法,基于高g值MEMS(micro-electro-mechanical systems)传感器及被动式静电探测技术,阐述MEMS传感器及静电探测技术在复合引信中的应用,并描述其工作机理和方法。结果表明,该复合引信能有效提高小口径对空武器的作战性能。

电极扫描式静电探测系统对空中目标定位方法研究

本文实测得到飞行中喷气式飞机的“电极扫描式”被动静电探测器目标特性曲线 ,并在此基础上提出了由其组成的地面预警系统利用“极点相位”法对空中目标进行连续、精确地定位探测方法 ,并给出了定位方程。该方法在探测器作用范围内对目标的定位精度不受其带电量时变的影响。

静电探测器信号采集与目标特性预测方法研究

静电目标特性是静电探测和目标识别的基础。构建了一个基于USB数据采集卡的静电探测器数据采集系统,给出了低通滤波器算法的基本原理和设计实现过程。为满足高速弹目交会条件下对信号处理速度的要求,采用线性神经网络和非线性Elman神经网络设计了目标特性预测器,仿真结果表明:非线性Elman神经网络预测器能够有效给出目标特性预测结果,提高了静电探测系统实时性。

基于有限元分析的静电探测器电极设计

根据静电理论,研究了利用旋叶式三维静电探测器对空中目标进行测向的方法.根据三维静电探测器测得的三路信号可实时给出目标方位角和俯仰角.分析了感应电极叶片数量与感应电流幅值之间的关系,应用有限元分析软件ANSYS对静电探测器电极结构进行了设计仿真计算,对不同叶片数的探测电极的感应电荷变化量进行仿真,分析了边缘效应的影响.根据计算结果给出了静电探测器电极的优化设计参数,为旋叶式三维静电探测器电极设计提供基础和指导.

旋转弹丸短路轴向式静电探测器探测性能

利用探测目标的静电场可以得到目标的相关信息,适时起爆弹药。短路轴向式静电探测器是被动式静电探测器中比较典型的一种,前人已对其探测原理、探测方程、目标特性进行了研究。有些弹药在空中飞行时处于高速旋转状态,弹丸旋转时短路轴向式静电探测器的工作原理、探测方程、目标特性明显区别于非旋转状态。建立了探测器极板旋转坐标系,推导了弹丸旋转时探测器的探测方程,并进行了仿真计算,分析了弹丸旋转对探测器性能的影响因素。仿真结果表明,弹丸旋转可使探测器获得的目标信息量更加丰富,探测距离更远。

基于静电探测的模拟滤波器的研究

在静电探测输出信号特性分析的基础上,引入了静电探测信号检测电路,根据滤波性能指标, 设计了适用于静电探测的低通滤波器,并对所设计的模拟低通滤波器进行了仿真验证。该滤波器在400Hz 以内基本上没有衰减,延时基本上在1ms左右。当频率为500Hz时,电压衰减为85％左右,即衰减为1． 41 dB,阻带衰减值大于30dB。所设计的模拟低通滤波器基本上满足了静电探测的设计需求指标。

被动非接触静电探测在复合引信中的应用

通过对被动非接触式静电探测方法的研究,根据其具有的独特优点,提出了其在实现防空武器弹丸引信近炸功能方面的应用。经过理论分析和模拟实验得出被动非接触式静电探测方法在复合引信实现近炸功能方面应用的可行性。实验结果表明:该探测技术的应用能使弹丸在最佳炸点爆炸,实现弹丸的最大杀伤力,有效提升防空武器对目标的毁歼概率。

基于蚁群算法的静电探测器阵列优化设计

采用平面圆阵的被动式静电探测系统可以对远距离目标进行精确的定位.通过对圆阵的布设参数进行优化设计,可以提高静电探测圆阵对目标进行定位的准确性.蚁群算法具有求解快速、能够获得全局优化等优点,因此适合于复杂系统的优化问题求解.对静电探测圆阵的参数优化问题可以用有约束条件的组合优化模型来表示,而采用蚁群算法解决约束优化问题的具体方案经过改进可以应用于静电探测圆阵的参数优化设计.由仿真试验可以证明,算法能够显著的提高优化效率.因此,蚁群算法对解决静电探测圆阵布设参数的优化问题是可行并且有效的.

基于主动式静电探测技术的目标定位方法

针对被动式静电探测技术无法对不带电目标进行探测的问题,提出了一种基于主动式静电探测技术的目标定位方法。在对带电和不带电目标分析的基础上,得到了相应的通过检测电流实现目标定位的探测方程,并在Maxwell 3D中进行了仿真。仿真结果表明:基于该方法的探测距离与目标的带电量、主动静电场的强弱以及电流检测电路的灵敏度有关。

静电探测影响因素仿真分析

为了探究各种因素对于静电探测的影响,建立了相应的数学模型以及导弹模型并进行了计算机仿真。结果表明,脱靶量对于静电探测的影响要远大于目标运动速度对静电探测的影响;而外部环境中,海平面对探测的影响,使得探测电流变大,而导弹间距离不同时,海平面对其影响也不同。

静电探测器信号采集与基于数字综合算法的干扰抑制滤波器方法研究

通过对静电目标特性的介绍,了解到静电探测器采集到信号是个低频的变化过程.为了准确的识别目标,提出一种基于数字综合算法的干扰抑制滤波器方法.该方法通过在滤波器频率响应的副瓣区放置大量的干扰信号,改变干扰信号的功率强度,从而自适应地控制滤波器频率响应的副瓣电平.这种方法所设计的滤波器,在其副瓣区域可以设计为任意形状,很容易满足实际应用的要求.设计实例证实了这种方法的有效性.

电压微分式静电探测系统设计与实现

空中运动目标带电量高且难以去除,这为静电探测系统提供了理论依据。介绍了一种电压微分式的静电探测系统,利用目标在探测器位置的场强变化得到了感应电压公式,然后对其微分后得到了变化的电流。通过仿真验证了该公式的正确性和实用性,并据此设计了相应的探测电路,通过实验验证了该探测系统的可行性。