电容探测原理及应用

电容探测体制因工作在准静电场，具有定距精度高、抗干扰及反隐身能力强等优点。电容传感器、探测器在武器系统中的典型应用是电容近炸引信。本书以电容近炸引信为依托，面向军民两大应用领域。本书基于作者多年教学、科研经验与成果，参考国内外文献和近年来国内外典型近期新装备并结合其发展趋势总结、提炼加工而成。本书基于电磁场及电动力学基本理论，阐述了电容探测器的工作机理，确定了电容引信的工作场区，推导了其在准静电场的频率工作条件，给出了其提高目标探测能力的电极设计原则。从系统角度出发，遵循镜像定律，建立了通用电容目标探测方程。分别从电极结构、静电场场强模型及目标探测方程三方面讨论了电容引信的探测方向性，给出了电容引信的方向性函数与方向性因子。本书建立了可涵盖所有电容探测器的灵敏度概念模型及工程模型，据此建立了电容引信通用炸高模型，靶试验证了模型的正确性。建立了目标信号识别准则，给出了其信号处理及工程实现方法。本书基于电容引信探测方向性，还讨论了其目标定方位识别方法。平面电容传感器由于结构简单、适应性广等优点，在军民两大应用领域备受青睐。针对国内外准静电场探测领域发展前沿及装甲主动防护领域对电容引信的发展需求，本书还着力阐述了基于平面电容器的引信探测机理、电路设计、系统建模与仿真、工程实现方法以及基于平面电容器阵列的动态手势识别方法等内容。本书不仅可作为高等院校探测、制导与控制专业或引信技术专业大学生、研究生的教学参考书，也可供探测与控制、弹药引信及相关行业的科研与工程技术人员参考。

第1章导论001
1.1引信及其近程目标探测001
1.2电容引信探测物理场及其目标探测特征006
1.3电容近程目标探测技术的形成与发展008
1.4电容引信探测机理及相关探测理论的研究状况011
1.5本领域存在的主要问题和需要开展研究的几个主要方面015
1.6本书基本框架、主要内容及研究思路016
第2章电容引信探测机理019
2.1电容探测器的工作场区020
2.2电容引信探测机理分析023
第3章电容探测方程与探测特性038
3.1建模前提及基本假设038
3.2探测方程建模039
3.3弹体电荷分布规律及极间等效间距de的确定044
3.4极间固有结构电容Cad的确定方法051
3.5电容目标探测方程的探测特性分析053
第4章电容引信探测方向性、灵敏度、炸高及信号处理069
4.1电容引信探测方向性特征069
4.2电容引信探测灵敏度076
4.3电容引信炸高模型095
4.4电容引信信号处理100
第5章平面电容探测器近程检测理论109
5.1平面电容探测器近程检测原理分析109
5.2平面电容探测器的探测方向性120
第6章平面电容探测器性能研究125
6.1平面电容探测器评价指标125
6.2平面电容探测器的性能分析129
6.3保护电极对平面电容探测器噪声的抑制能力分析144
6.4相邻平面电容探测器间的串扰研究148
6.5空气条件对平面电容探测器的影响151
第7章平面电容探测器运动目标检测系统设计154
7.1电容检测电路研究现状154
7.2基于高速运动目标检测的电容检测电路设计158
7.3基于高速运动目标识别的电容检测系统设计171
第8章平面电容探测器高速运动目标近程检测178
8.1高速运动目标近程检测的研究背景与意义178
8.2高速运动目标电容近程检测方法182
8.3高速运动目标摩擦带电研究188
8.4高速运动目标检测的试验验证194
第9章平面电容探测器阵列与动态手势识别201
9.1动态手势识别的研究背景与意义201
9.2平面电容探测器阵列的动态手势识别204
第壹0章电容定方位探测与应用218
10.1实现定向探测的电极设计思想218
10.2探测电路设计220
10.3目标特性测试分析及定向目标识别准则的建立227
10.4定向识别信号处理电路设计237
10.5定向识别信号处理软件设计238
10.6电容定向探测技术在智能雷弹引信中的应用240
参考文献243
索引248