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※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。

　　邓甲昊，博士，北京理工大学教授，博士生导师。长期从事机电工程与引信技术领域教学、科研工作，2003至2004学年在澳大利亚昆士兰理工大学信号处理研究中心做访问学者。曾任某国家重点型号和某国家外贸型号的副总设计师，设计了我国个定型的电容引信探测器并获军方通报表扬。获国家科技进步二等奖1项、部级奖8项，授权发明专利10余项，发表论文180余篇。现任《近感探测与毁伤控制技术丛书》副主编、《探测与控制学报》《科技导报》《制导与引信》等学术期刊编委、中国宇航学会光电技术专业委员会、中国兵工学会军用防护技术专业委员会、中国光学工程学会专业委员会委员等职务。

    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10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