静电隔物探人系统建模与仿真

为了分析静电探人的原理,根据实际探测分析了人体生物电产生的原理,并把人体目标作为点电荷,与阻隔介质和空气组成一个整体系统. 根据静电感应原理对人体目标进行隔物探测. 利用镜像法研究了人体目标在多种介质结构中电场的分布,获得目标所在空间电势的计算表达式,建立了两种静电隔物探人系统模型,并对模型进行了仿真. 结果表明,根据计算得出阻隔介质的厚度和介电常数与探测距离成反比,根据模型和已知条件可以计算出最大探测距离.     

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.     

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.     

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.     

感应式静电引信探测技术

目的　研究直接检测探测电极的感应电荷获得静电目标信息的静电近炸引信探测技术; 方法　采用短路轴向探测电极感应引信接近静电目标过程中电荷量的变化,并采用电荷放大器检测信号; 利用静电学的基本原理,对其进行了理论推导; 结果　得出探测方程和定距公式,以及增大探测灵敏度的设计准则; 阐述了在该种电极设置下对检测电路的要求以及环境变化对检测结果稳定性的影响; 结论　感应式静电引信探测技术适用于静电目标探测且探测距离远、不受非带电物体的干扰;     

静电成像系统的设计

针对普通静电探测极板无法利用目标周围电场获取目标图像的问题,采用静电探测极板屏蔽技术研究了静电成像系统.该系统由具有屏蔽外筒的探测单元组成静电探测阵列、高灵敏度的静电检测模块,控制系统和图像处理模块构成.实验结果表明,该系统能够采集获得目标的静电图像,为今后静电成像技术的应用奠定了基础.     

空中静电目标特性分析

研究了空中运动目标在飞行过程中的起电、放电机理和带电特性.通过理论分析和仿真计算,研究了对于被动式地面静电探测系统,将空中目标的电场近似地作为静电场进行探测和将空中带电目标近似为点目标的条件.结果表明,对于被动式地面静电探测系统而言,探测距离在10km范围以内,可将目标的电场当作静电场进行测量;当空中目标与探测器距离大于目标尺寸3～6倍以上时,可将目标视为点目标.提供了被动式地面静电探测系统的应用前提.     

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.     

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,且具有较高的定位精度.     

直流供电时各向异性地壳的电场分布

以垂直于介质主轴方向的平面作为两种介质的分界面研究,对埋在较浅地表中的直流电极,以及其向大地供电而引起的各向异性地壳中的电场分布．应用电磁学中的镜像法和静电比拟方法,计算其电位、场强的表达式．所得出的结果,可运用于地质探勘、河堤隐患探测和分析地质状况．     

空气过滤材料静电衰减机理的实验研究

采用不同形态、不同荷电特性的气溶胶对静电纤维过滤材料进行积尘实验,观测滤料积尘过程中的表面电势、过滤效率和纤维形态的变化.结果表明不同荷电特性KCl(氯化钾)气溶胶积尘的滤料表面电势随积尘量增加的变化趋势不同,但滤料的效率不随积尘增加而变化;液态DEHS(癸二酸二辛酯)气溶胶容尘实验发现,滤料表面电势和效率都急剧衰减.实验结果以及不同形态气溶胶积尘滤料的扫描电镜表明造成滤料静电衰减的机理主要是屏蔽作用.     

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.     

双人体耦合心电场被动式人体静电探测器中的电旋转效应分析

 静电探测器是通过检测目标的静电场而获得目标信息的探测器,利用静电场原理对目标进行探测的人体探测器是人体探测技术的重要应用。本文重点讨论利用介电泳技术对双人体耦合心电场的探测问题,并对电旋转检测效应进行分析与仿真。首先阐述了电旋转效应原理;其次分析了双人体耦合心电场特性及该电场中弧形四项检测电极的电场,并计算与之对应的介电泳力与转矩;最后利用有限元方法对检测电场及介电泳力进行建模与仿真。仿真结果清晰展示了3种特殊角度下的电旋转效应,与理论分析相一致。     

利用成像系统的光学散焦获取景物的深度信息

研究了一种新的被动测距方法．利用测量被动成像系统光学散焦的数字图像处理方法，分析光学散焦程度的变化与景物深度的关系，提出了一个散焦被动测距的计算公式，并得到了一些实验结果．该方法只需对景物采集两幅有差别的图像，避免了大量图像的采集和存储，两幅有差别图像是通过改变摄像机镜头的光圈系数来获得的，避免了图像间的位置校准和匹配．