一种MEMS保险机构的工艺模拟和静态特性仿真分析

该文依据引信安全系统设计准则,设计了一种引信用MEMS保险机构。通过分析该机构的工作原理和作用过程可知,该机构可以满足引信依据双环境信息解除保险的安全性设计要求。采用仿真软件CoventorWare对该MEMS机构进行了工艺模拟和仿真,给出该MEMS保险机构的UV-LIGA加工工艺过程。UV-LIGA加工工艺中分别采用2次微电铸过程,得到固连在基板上的运动机构。最后借助ANSYS对该保险机构的力学性能进行了有限元分析,分析结果表明,该机构能够在应力允许范围达到运动位移要求。     

火箭弹引信MEMS后坐保险机构

针对现有小口径弹药引信MEMS后坐保险机构只能在高发射过载下解除保险,在火箭弹引信上使用受限制,提出了一种能够在低发射过载下作用的MEMS后坐保险机构。该后坐保险机构结构参数与小口径榴弹引信后坐保险机构的最大区别在于Z型齿齿数和弹簧刚度。仿真结果表明,该后坐保险机构能够保证火箭弹引信在勤务处理过程中遇到意外跌落时的安全,并能在火箭弹引信所受低过载的发射环境力作用下可靠解除保险。     

基于小口径弹的硅基MEMS安全系统设计

基于小口径弹药设计了发射环境可识别、小型化智能MEMS安全系统. 结合自平衡发射系统的小口径弹药的弹道环境,建立硅基MEMS安全系统模型,并针对发射环境及勤务处理环境实现MEMS安全系统阈值判定机构模型设计;通过理论计算和动力学仿真完成结构设计及优化;结合MEMS加工工艺完成器件加工;为满足小口径弹药对安全系统批量化、高可靠的需求,通过地面模拟试验完成MEMS安全系统性能测试.      

开发弱环境信息特征的方法研究

本文对引信环境的信息特征进行了辩证分析,指出弱环境力的"弱"只是力的峰值小,而力的其他信息特征则可能是其强项;分析了开发弱环境信息特征的技术途径和需要解决的关键问题;提出了开发弱环境信息特征的唯一性,设计新颖有效的敏感装置是引信设计的基本问题。     

无逆带电的交流电晕放电式消电

由于交流电晕电流正、负半波特性的不对称性,在采用交流电晕放电式消电法时.会出现逆带电及消电不完全的现象.通过串联电容,使交流电晕电流正、负半波特性对称,亦即使电晕电流中直流分量为零,从而实现无逆带电的交流电晕放电式消电.     

电晕放电辐射场实验研究

针对带高压物体的电晕放电辐射信号的时域、频域特征开展研究,对静电电晕放电电流、辐射场进行了理论分析,设计完成了静电电晕放电电流及辐射信号实验.研究发现,不同极性电晕放电的辐射场波形测试有明显差别:实验条件为负极性时,先发生电晕放电,但正极性放电发生时,脉冲幅值比负极性时大;负电晕电流脉冲波形的上升时间小于正电晕电流.实验结构不同,电晕放电辐射场的特征不同:利用电晕放电针与直流高压源直接相连的实验结构得到的放电波形的上升时间为十几个ns,频率分布集中在20～100 MHz;利用孤立导体电晕放电实验结构得到的放电波形的上升时间为几个ns,频率分布集中在200～600 MHz.结论对于研究带高压物体的电晕放电辐射信号特征具有很好的参考价值.     

环境振动能收集系统的微型压电悬臂梁设计与制作

研制长寿稳定电源已经成为微型无线传感网络中的关键技术之一,现有的化学电池容量有限,需要不断的逐个更换耗尽的电池,难以满足无线传感网的实际应用。本文提出利用压电材料的机电耦合特性收集环境振动能,该类型微电源有望成为MEMS提供长期电能。首先分析了利用压电材料收集振动能的原理,对微型悬臂梁结构的设计进行了简单的分析,重点介绍了用MEMS工艺加工微型悬臂梁的工艺流程。悬臂梁结构采用体硅和面硅加工工艺相结合,体硅工艺包括湿法和干法刻蚀硅及表面层结构,金属Pt层刻蚀等,面硅工艺包括溅射金属薄膜和利用Sol-Gel方法在Si/SiO2/Ti/Pt衬底上制作锆钛酸铅（Pb（Zr0.52Ti0.48）O3,PZT）压电薄膜等。经过反复工艺实验研究,确定一套稳定的微型压电能源的制作工艺流程。     

介质阻挡放电功率测量及各参量变化规律

通过建立介质阻挡放电试验系统,采用Q-V Lissajous图形法研究了激励电压V、激励频率.f对介质阻挡放电电学参量的影响.试验结果表明:提高V,f可有效提高介质阻挡放电的放电功率P、电荷传输量Q;当介质阻挡放电装置结构参数确定后,V,f对等效总电容C的影响不大,电介质层等效电容Cd随V,f的增大而增大,放电气隙等效电容Vg随V,f的增大而略有下降;气隙有效电场强度Eg随V的升高而增大,f对Eg的影响不大;该介质阻挡放电产生的平均电子能量较高,可用于臭氧发生器等设备.     

基于超级电容的B/KNO3激光点火数值模拟

为了研究B/KNO₃（硼/硝酸钾）药剂基于超级电容驱动的激光点火规律,建立了从超级电容驱动激光二极管到激光辐照加热药剂全过程的激光点火时域模型,分析了放电电压和超级电容容值及等效电阻对激光点火延时的影响,基本揭示了基于超级电容的B/KNO₃激光点火特性和规律.仿真结果表明,随超级电容放电电压、容值的增加及超级电容等效电阻的减小,激光输出功率与能量均显著增加,激光点火延迟时间缩短,点火能量显著下降.仿真结果可为基于超级电容的激光快速点火设计提供依据及技术支撑.     

用于电晕放电远距离探测的螺旋天线的研究

为了降低输入噪声水平,实现在自然环境下对高压、特高压输电线上电晕放电的远距离探测。在实验室环境下搭建电晕放电实验平台,观察得到电晕放电信号具有频率分布广、信号幅度小、随机性强等特点。在自然环境下某放电强烈的超高压输电线附近的噪声和电晕信号进行了测试,确定信噪比最大的测试频段为200MHz—300MHz。以此为基础,仿真设计了中心频率为250MHz的高增益螺旋天线。根据仿真参数实际制作的螺旋天线,与仿真相符,并成功探测到实验场环境下约140米左右的电晕放电信号。此天线的设计与研制为进一步研究高压、特高压输电线远距离电晕放电探测技术奠定了基础。文中涉及到的电晕放电信号特征及探测方法对相关领域研究人员,具有重要的参考价值。     

基于能耗平衡原理的引信模拟自毁电路

针对引信模拟自毁电路低压失效问题,提出了一种基于能耗平衡原理的分立式元件自毁电路改进方案.通过严格控制比较器输入端的电压值,实现发火电容在低电压充电情况下顺利储能;建立电路能耗数学模型,精确设计了自毁时间;采用蒙特卡洛方法,分析了元器件容差对电路特性的影响.仿真计算表明,该方案可将欠压发火阈值降低至4.5V,自毁时间相对误差不超过1%,电路可在5.5~15.0V电压范围内可靠作用.      

引信体外射频电源技术研究

该文提出了一种引信体外射频电源技术，通过分别置于发射器和引信中的初、次级耦合线圈，实现能量的非接触传输，对引信体内电容充电，为引信电路和起爆装置提供所需的能量。在低耦合系数条件下，通过基于初级漏感的E类功率放大器和次级漏感的补偿方法，提高电容充电电流和传输效率。最后提供了原理样机和实验结果。     

最大信息熵引信起爆控制

目的 从理论上分析减小引信炸点散布的方法,研究引信起爆控制问题。方法 从熵的基本概念和Ｓｈａｎｎｏｎ信息理论的角度;将引信炸点作为信源处理,利用信息熵的理论方法,研究引信战技指标、炸点散布方差和引信控制量的关系。结果 在限定引信炸点散布方差条件下,炸点最大熵分布为高斯分布。提出引信信号处理所必须提取的最小信息量,为研究引信的信息处理寻找了一条新的方法。结论 引信起爆控制量的信息熵与战技指标有关,引     

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;     

基于贝叶斯网络的MEMS安全系统可靠性分析

随着MEMS技术的不断发展,对于引信中MEMS安全系统的可靠性提出了更高要求.为了解决目前MEMS安全可靠性分析中存在着各机构可靠度数据不全面,主要依赖于大量实验或专家经验的现状,对MEMS安全系统的失效状况进行分析,构建了MEMS安全系统的故障树,并计算了各重点机构的可靠度功能函数.以此为基础,提出了一种将故障树与贝叶斯网络进行转化的可靠性分析方法.同时针对各失效机理进行了概率重要度和结构重要度计算,从可靠性重要度角度提出了MEMS安全系统设计中的重点优化机构,并进行了计算实例分析.借助于MEMS加工工艺,实现了MEMS安全系统的加工,通过可靠性测试实验,证明了本方法计算的快速准确性.      

无线电引信等幅正弦波辐照效应实验研究

为了检测某型无线电引信的抗电磁能力,确定其能量耦合机理,介绍了无线电引信连续波电磁辐照效应实验系统和实验方法,选择某型无线电引信,从勤务处理状态和工作状态两个方面,研究了无线电引信等幅正弦波辐照效应.实验研究表明:辐射场强低于200 V/m的等幅正弦波辐照对无线电引信的勤务处理安全性没有影响,也不会对引信电子部件造成损伤;等幅正弦波辐照工作状态的无线电引信,能使引信意外发火,在不同频率下,发火场强不同.     

浅谈炮弹引信的安全性设计

火炮自从有了炮弹,就有了引信,因为引信是其在特定时爆炸所必备的要件。炮弹引信炮口的保险性能是一个很重要的安全性能,也因此其设计的指标也一直是各个专家所广泛关注的焦点。炮弹引信炮口保险距离设计指标,不但炮弹的弹丸威力有关,它还涉及了弹丸的初速。对于火炮榴弹、舰炮等等炮弹,引信炮口保险的指标一般可以按照弹径的400倍来确定。本文只是对炮弹引信的安全性设计进行浅显的分析,但是无论对于各个国家来说,炮弹的引信确实是很多研发机构所注重了一项技术。     

引信近场目标特性集成仿真系统设计

通过对引信近场特性仿真系统的可行性研究和系统需求分析,建立了集成化系统的功能框架,并基于系统框架完成了仿真系统总体设计;在分析仿真系统对数据库的需求基础上,完成了目标特性数据库的设计;在系统功能实现流程图的基础上,通过中间接口软件设计实现了数据库与通用电路仿真软件的集成,从而实现电引信的电路级仿真.