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電容探測原理及應用
 叢書名稱: 近感探測與毀傷控制技術叢書
 作  者: 鄧甲昊/葉勇/陳慧敏
 出版單位: 北京理工大學
 出版日期: 2019.04
 進貨日期: 2019/12/3
 ISBN: 9787568269612
 開  本: 16 開    
 定  價: 660
 售  價: 528
  會 員 價: 484
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編輯推薦:

《近感探測與毀傷控制技術叢書》以近炸引信為主要應用對象,兼顧軍民兩大應用領域,以近感探測和毀傷控制為主線,重點闡述了各類近感探測體制以及近炸引信設計中的創新性基礎理論和主要瓶頸技術。
叢書依託國內在目標探測領域的科研機構和團隊,組建了高水平的作者隊伍,匯集了科研團隊在近感探測與毀傷控制總體技術,以及無線電、超寬帶、近感光學、電容、靜電、新型磁、聲等各種探測體制領域的※新科研成果,構建了較為完整的近感探測知識體系,可為相關領域的研究者和高校相關專業學生提供智力支持和重要參考,並對加強研發、設計、工程應用等專業人才隊伍建設和培養起到重要作用。


內容簡介:

電容探測體制因工作在準靜電場,具有定距精度高、抗干擾及反隱身能力強等優點。電容傳感器、探測器在武器系統中的典型應用是電容近炸引信。本書以電容近炸引信為依託,面向軍民兩大應用領域。本書基於作者多年教學、科研經驗與成果,參考國內外文獻和近年來國內外典型裝備並結合其發展趨勢總結、提煉加工而成。

本書基於電磁場及電動力學基本理論,闡述了電容探測器的工作機理,確定了電容引信的工作場區,推導了其在準靜電場的頻率工作條件,給出了其提高目標探測能力的電極設計原則。從系統角度出發,遵循鏡像定律,建立了通用電容目標探測方程。分別從電極結構、靜電場場強模型及目標探測方程三方面討論了電容引信的探測方向性,給出了電容引信的方向性函數與方向性因子。本書建立了可涵蓋所有電容探測器的靈敏度概念模型及工程模型,據此建立了電容引信通用炸高模型,靶試驗證了模型的正確性。建立了目標信號識別準則,給出了其信號處理及工程實現方法。本書基於電容引信探測方向性,還討論了其目標定方位識別方法。

平面電容傳感器由於結構簡單、適應性廣等優點,在軍民兩大應用領域備受青睞。針對國內外準靜電場探測領域發展前沿及裝甲主動防護領域對電容引信的發展需求,本書還著力闡述了基於平面電容器的引信探測機理、電路設計、系統建模與仿真、工程實現方法以及基於平面電容器陣列的動態手勢識別方法等內容。

本書不僅可作為高等院校探測、制導與控制專業或引信技術專業大學生、研究生的教學參考書,也可供探測與控制、彈藥引信及相關行業的科研與工程技術人員參考。


作者簡介:

鄧甲昊,博士,北京理工大學教授,博士生導師。長期從事機電工程與引信技術領域教學、科研工作,2003至2004學年在澳大利亞昆士蘭理工大學信號處理研究中心做訪問學者。曾任某國家重點型號和某國家外貿型號的副總設計師,設計了我國第一個定型的電容引信探測器並獲軍方通報表揚。獲國家科技進步二等獎1項、部級獎8項,授權發明專利10余項,發表論文180余篇。現任《近感探測與毀傷控制技術叢書》副主編、《探測與控制學報》《科技導報》《制導與引信》等學術期刊編委、中國宇航學會光電技術專業委員會、中國兵工學會軍用防護技術專業委員會、中國光學工程學會專業委員會委員等職務。


圖書目錄:

第1章導論 001
 1.1引信及其近程目標探測 001
 1.2電容引信探測物理場及其目標探測特徵 006
 1.3電容近程目標探測技術的形成與發展 008
 1.4電容引信探測機理及相關探測理論的研究狀況 011
 1.5本領域存在的主要問題和需要開展研究的幾個主要方面 015
 1.6本書基本框架、主要內容及研究思路 016
第2章電容引信探測機理 019
 2.1電容探測器的工作場區 020
 2.2電容引信探測機理分析 023
第3章電容探測方程與探測特性 038
 3.1建模前提及基本假設 038
 3.2探測方程建模 039
 3.3彈體電荷分布規律及極間等效間距de的確定 044
 3.4極間固有結構電容Cad的確定方法 051
 3.5電容目標探測方程的探測特性分析 053
第4章 電容引信探測方向性、靈敏度、炸高及信號處理 069
 4.1電容引信探測方向性特徵 069
 4.2電容引信探測靈敏度 076
 4.3電容引信炸高模型 095
 4.4電容引信信號處理 100
第5章平面電容探測器近程檢測理論 109
 5.1平面電容探測器近程檢測原理分析 109
 5.2平面電容探測器的探測方向性 120
第6章平面電容探測器性能研究 125
 6.1平面電容探測器評價指標 125
 6.2平面電容探測器的性能分析 129
 6.3保護電極對平面電容探測器噪聲的抑制能力分析 144
 6.4相鄰平面電容探測器間的串擾研究 148
 6.5空氣條件對平面電容探測器的影響 151
第7章平面電容探測器運動目標檢測系統設計 154
 7.1電容檢測電路研究現狀 154
 7.2基於高速運動目標檢測的電容檢測電路設計 158
 7.3基於高速運動目標識別的電容檢測系統設計 171
第8章平面電容探測器高速運動目標近程檢測 178
 8.1高速運動目標近程檢測的研究背景與意義 178
 8.2高速運動目標電容近程檢測方法 182
 8.3高速運動目標摩擦帶電研究 188
 8.4高速運動目標檢測的試驗驗證 194
第9章 平面電容探測器陣列與動態手勢識別 201
 9.1動態手勢識別的研究背景與意義 201
 9.2 平面電容探測器陣列的動態手勢識別 204
第10章 電容定方位探測與應用 218
 10.1實現定向探測的電極設計思想 218
 10.2探測電路設計 220
 10.3目標特性測試分析及定向目標識別準則的建立 227
 10.4定向識別信號處理電路設計 237
 10.5定向識別信號處理軟件設計 238
 10.6電容定向探測技術在智能雷彈引信中的應用 240
參考文獻 243
索引 248


章節試讀:

春夏之交,清晨,當我打開微信欲例行瀏覽朋友圈時,一條來自“天宮一嚎”的微信躍入眼簾:“王院士,您好!還記得一年前我的邀約吧!現兩本作業完畢,特此呈您,煩請百忙中撥冗斧正、作序……”
又是春夏之交。2018 年在北京理工大學開會,晚上鄧甲昊教授到賓館欣喜地告訴我:“謝謝您,王院士!由您親筆推薦的《近感探測與毀傷控制技術叢書》獲批國家出版基金資助了!叢書9 冊,我有兩冊,來年完稿後還請您作序。”“一定!”面對懇求般邀請,我愉快地接受了。邀約我無法拒絕,這不僅因為近感探測及彈藥引信領域正迫切需要這樣一套高水平的技術理論叢書去支持行業創新與發展,而且還因為與鄧教授多年的相識之情。此刻,我主持鄧教授項目定型會、靶場試驗驗收會及科研成果鑒定會的情景均歷歷在目。正是我給他推薦以AFT?11 多用導彈作為他研製的新型磁引信載體對坦克打靶成功;我作為他科技成果鑒定委員會主任的“基於巨磁阻抗效應的新型鐵磁目標探測技術”獲2018 年度工業和信息化部國防科學技術進步獎二等獎;如此等等。
引信是彈藥的大腦,是保證彈藥安全、探測並準確識別目標、基於引戰配合要求實現對目標最大毀傷的信息控制系統,是使終端毀傷武器系統實現精準打擊、高效毀傷的關鍵子系統。武器系統要實現精準打擊與高效毀傷,離不開彈藥的智能化,而彈藥的智能化取決於引信對目標的精確探測、準確識別及實時起爆控制。目前,近炸引信在引信中占絕對主導地位。而近炸引信藉助多種物理場探測目標,這就形成了不同的近炸引信探測體制(如無線電、激光、紅外、電容、磁等近感探測體制)。此次出版的鄧教授的兩本專著正是以近炸引信為依託,面向軍民兩大應用領域,分別聚焦其電容、磁探測體制下的近感探測與毀傷控制技術理論與應用研究成果,匯選、凝練而成。
兩本專著不僅具有鮮明的近炸引信應用特色,而且體現了理論與技術創新,具有前沿性和引領性,是近感探測與毀傷控制領域不可多得的兩本學術專著。本書不僅系統深入地總結了作者團隊在伴隨我國第一個電容引信型號研製及首個外貿電容引信型號開發過程中所建立的電容近程探測理論體系,以及基於理論指導一舉將我國電容引信作用距離提高至一倍半彈長(國外僅一倍彈長)的實踐經驗,而且首次將平面電容探測器用於引信,有效突破了裝甲防護領域對高速動能彈的實時攔截起爆控制技術瓶頸。其姊妹篇《新型磁探測技術》跨越傳統磁引信技術,首次將新一代磁傳感器的GMI 及TMR 探測器用於磁引信,不僅豐富了磁引信的目標探測體制,而且顯著提高了其探測靈敏度,並以此獲國防科學技術進步獎。
當今信息時代,信息獲取靠探測。信息技術走向智能世界的三要素為物聯網、大數據、雲計算。而物聯網正是互聯網與傳感器或探測器、控制器及顯示器等組成的物網一體的信息探測與控制系統。兩本專著所聚焦的電容、磁探測理論及其工程應用技術,不僅對“兵器科學與技術”學科彈藥引信技術領域的自主創新、人才培養及學術傳承等方面具有重要意義,而且在導航制導、智能交通管理、機器人、故障檢測、反恐、災害搜救、探礦、安檢及醫療器械等領域的探測與控制方面,均具有廣闊的應用前景。
創新決定著民族的未來,是科技工作者永恆的主題。恭賀鄧教授團隊兩本專著面世!寄語該團隊及近感探測與彈藥引信技術領域同仁,以春之蓬勃之衝勁及夏之火熱之熱情投身至本行業科技創新中,為兵器科學技術學科創國際一流、早日把我國建成現代化軍事強國再創輝煌!


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