地震波引信设计方案的探讨

介绍了舰船地震波产生的机理和地震波引信的工作原理,并提出了具体设计方案.方案包括双叠片弯曲圆盘振动式水听器的设计、地震波信号处理方案及功能要求、目标识别判据及值更预警方法等.重点介绍了敏感元件的双向静水压力平衡结构和信号处理方案中的一些相关原则和注意事项.     

智能引信在水雷武器中的应用

结合与水雷非触发引信相关的舰船物理场,以及水雷引信的组合选择原则,分析了智能引信在水雷武器中应用的必要性及可行性,并给出了相应的信息流程．     

专家系统在水雷引信系统中的应用

为了提高水雷兵器在长期无人监督的条件下自动检测、推理判断和应变决策的能力,需要进一步提高引信系统的智能化水平。本文进行了将专家系统技术应用到水雷引信领域的尝试性、探索性的研究工作。根据领域知识的特点,采用多种知识表达方式与组织结构,并用知识工程的方法建立了工作数据库、知识库和推理机制,构成了仿真原型系统,其骨架结构具有柔性、可扩充性和通用性。对于专家系统用于水雷领域的特殊问题进行了一些讨论。     

掩埋水雷在不同海底和掩埋深度的声衰减建模

采用Biot-Stoll海底模型分别预测了声波在粗沙、沙质泥和粘土质泥3种典型海底的声衰减系数与声透射系数,通过研究多种海底的声传播特性,建立了掩埋条件下水雷在不同海底和不同掩埋深度的声衰减模型,分析了掩埋对水雷声引信性能的影响。研究结果表明：不同的海底底质、不同的掩埋深度和不同的引信工作频段都会在不同程度下影响水雷声引信的工作性能,在相同的掩埋深度下,10 Hz~5 kHz引信频带内,粗沙海底对声引信的影响最大,粘土质泥对声引信的影响最小,随着海底底质平均颗粒直径的减小和孔隙度的增加,掩埋对声引信的影响有逐渐减小的趋势。     

齐射高炮引信电磁兼容性分析:失效机理与应用建议

为分析部队实弹打靶中某型引信早炸率过高的原因,解决该引信实战使用难题,提出了实验室内打靶引信互扰效应试验方法,开展了不同影响因素下两引信互扰效应试验,分析了引信互扰效应规律,确定了引信失效机理。研究结果表明:引信相对速度、相对姿态、相对高度、辐射能量、辐射频率都会对引信临界互扰距离产生影响;引信早炸原因是各种因素的影响使得相互靠近的两引信辐射频率和能量不断变化,当两引信辐射参数满足频率牵引要求时,导致引信检波电压波动,从而推动引信执行电路误动作。战场使用时,受设计技术原因,在进行受试引信连齐射时,早炸问题无法避免,但合理调整火炮布局可以有效降低引信的早炸率。     

扫频式干扰对调频多普勒引信的干扰机理研究

为了揭示扫频式干扰对调频多普勒引信的干扰机理,在分析谐波定距调频多普勒引信的工作原理和扫频式干扰信号特征的基础上,理论推导了扫频式干扰信号作用下调频多普勒引信的响应过程,阐明了扫频式干扰对调频多普勒引信的干扰机理,并进行了仿真分析和试验验证。理论推导、仿真分析和试验表明：与点频干扰相比,扫频式干扰本身具有容错性,通过合理设置扫频参数,即可对谐波定距调频多普勒引信进行干扰,但引信加入各谐波间的严格逻辑时序判决措施后,其干扰效果会变差。     

电磁驱动式引信过载试验装置中的电磁防护研究

利用电磁驱动技术可模拟引信发射过程中的高过载环境,但其工作过程中产生的磁场会对被试引信产生不利影响,因此需对被试引信采取电磁防护措施。介绍了电磁驱动式引信过载试验装置的组成和工作原理,设计了被试引信电磁屏蔽罩的结构;构建了电磁驱动式引信过载试验装置的仿真模型,对比分析了不含屏蔽罩、含铝制屏蔽罩、铝钢复合屏蔽罩下引信区域的磁场强度。研究结果表明：在1 ms时刻,在不含屏蔽罩、含铝制屏蔽罩、含铝钢复合屏蔽罩3种情况下,被试引信处的最大磁场分别为1.54 T、0.17 T、4.2×10^-5 T,铝钢复合材料防护罩对被试引信具有更好的防护效果。     

超宽带引信取样脉冲宽度与相关接收输出信号幅度关系研究

超宽带无线电引信接收机基于相关接收原理获取预设炸高处的目标回波信号,回波信号与经过延迟的取样脉冲信号进行相关运算得到引信接收机输出信号。优化取样脉冲宽度可以提高超宽带引信探测灵敏度。根据超宽带引信相关接收原理,建立超宽带引信相关接收数学模型,分析取样脉冲宽度与相关接收函数幅值的关系。发射脉冲宽度分别为50 ps、100 ps、200 ps时对引信相关接收输出信号进行仿真,仿真结果表明取样脉冲宽度与发射脉冲宽度相等时引信相关接收输出信号幅度最大;通过实验结果验证了该理论模型的正确性。研究结果适用于超宽带引信接收机优化设计。     

基于熵特征的调频引信目标与干扰信号识别

针对调频引信较难抑制的调幅扫频类干扰,提出了一种基于熵特征的目标与干扰信号分类识别方法。比较目标和干扰信号作用下引信检波信号时域和频域特征,提取检波信号的香农熵和奇异谱熵,通过Kruskal-Wallis检验方法验证了特征参量的有效性,并利用支持向量机分类器对目标信号和干扰信号进行了分类识别。仿真实验结果表明：在支持向量机核函数参数最优时,该方法的分类识别正确率达到98.954%,有效提高了调频引信的抗扫频式干扰能力。     

智能雷激光引信扫描目标的建模与仿真

为研究智能雷激光引信一维距离像的特征,将动力学、运动学原理应用于智能雷子弹药扫描运动的建模中。采用解析几何方法建立了地面背景、干扰物、装甲目标、扫描线与目标交会的数学模型。仿真计算了智能雷激光引信在不同干扰物影响下,扫描静止和运动的装甲目标所产生的一维距离像。结果表明:激光引信能够多次探测目标,探测目标的次数与时间由智能雷子弹药与目标的相对位置决定;对外形特征明显的目标,激光引信一维距离像具有唯一性。建立的仿真模型可为智能雷总体设计、激光引信设计、目标识别算法的研究提供参考和借鉴。     

调频连续波激光引信回波特性仿真分析

调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。调频连续波(FMCW)激光引信相比于脉冲激光引信具有较强的抗干扰能力,但仍会受到云雾的影响,主要表现为后向散射回波引起虚警,同时云雾粒子的散射和吸收作用导致激光能量衰减。为研究FMCW激光引信的回波特性,基于激光探测原理和Mie散射理论,建立激光引信探测的蒙特卡洛仿真模型;在激光引信和目标均处于云雾中的情况下,对激光引信的回波进行仿真,得到了不同能见度下的FMCW激光引信回波信号,分析了云雾能见度对FMCW激光引信回波信号的影响。该仿真方法可应用于FMCW激光引信抗云雾干扰方面的参数优化设计。     

瞬时大电流下微机电引信硅通孔封装的失效机理与实验研究

随着引信向微型化、智能化、灵巧化发展,对引信采用三维封装是实现其小型化最为前景的技术。硅通孔（TSV）是三维封装的关键技术,广泛应用在微机电系统(MEMS)的集成中,具有封装尺寸小和能量消耗低的优点。研究了一种应用于MEMS引信的TSV三维封装技术,该MEMS引信的工作模式要求TSV在引信起爆控制时的瞬时大电流冲击下,电阻改变量在规定允许的范围内。利用有限元分析软件计算TSV在瞬时大电流下的升温曲线,并进行分组实验,对TSV分别施加40 V、330 μF电容放电条件,10 V、330 μF电容放电条件和4 V、100 μF电容放电条件。通过对比仿真结果与实验结果,得到TSV的潜在的失效模式和其承载瞬时大电流的能力。通过上述结论分析得出在10 V、330 μF电容放电条件和4 V、100 μF电容放电条件下,TSV封装技术可以满足MEMS引信的正常工作。     

基于求导比值的调频连续波测距方法

调频连续波(FMCW)引信具有低截获概率、高测距精度的优点,成为无线电引信领域研究热点。传统FMCW引信多采用谐波定距法,该方法存在与调制频偏成反比的固有误差;而近距离调频雷达中使用的补零快速傅里叶变换（FFT）法等频域方法,运算量较大,在低成本、低功耗常规武器引信中实现存在难度。针对该问题提出一种基于求导比值的调频测距时域分析方法,在不提高调制频偏的条件下降低测距误差,实现高精度定距,同时该方法具有运算量小、实时性高的优点,适合常规武器引信上使用。     

非旋转弹外弹道绕质心运动引信受力分析

为给引信安全性设计提供准确的外弹道力学环境,应用刚体动力学理论建立了非旋转弹外弹道上绕质心运动数学模型,得出了引信零部件因弹丸外弹道绕质心运动产生的惯性力轴向分量和径向分量计算公式,进一步简化后给出了工程实用计算公式。分析结果表明,引信零部件因弹丸外弹道上绕质心运动而产生的惯性力径向分量最大值与轴向分量最大值的比值是最大章动角,并且其中一个取极值时另一个接近于0,因此,在分析引信零部件因弹丸绕质心运动惯性力极限值作用而运动时,可以不考虑该惯性力产生的摩擦力影响。     

引信微机电安全系统的可靠性分析与改进

在引信微机电（MEMS）安全系统结构设计与仿真分析的基础上,对其开展了量化的工作可靠性水平评估,并进行设计方案的改进和试验验证。针对小口径弹药引信的工作环境特点,给出MEMS安全系统的设计方案和关键结构的设计要求,并利用有限元仿真分析初步确定设计方案的可行性。同时,为在结构仿真分析的基础上开展定量的可靠性分析,提出基于有限元法的结构可靠性仿真方法及其实现流程,并以ANSYS软件为例提出CAE程序的集成方法和实现步骤,解决可靠性分析程序对有限元软件工具的自动调用问题。综合考虑载荷、结构尺寸和材料参数等因素的随机性,分析关键结构的可靠性水平和主要的影响因素,并据此给出了增加电推冲器装药量、控制关键尺寸的变异系数和取消闭锁机构等改进建议。加工MEMS安全系统的实物样机,并通过试验验证了该设计方案的可行性。     

引信气流激振压电发电机结构参数影响分析

满足引信用小型振动压电发电机气流致振发电要求,解决稳定激振力的问题,控制结构敏感参数是一种有效方法。通过模拟吹风实验,分析气流致声激振机构的相关结构参数对激振力的影响规律。结果表明,不同共振腔长度对应的激振力幅值与入流速度近似呈现线性增大趋势,且长度越大其斜率越小,反之亦然,喷口到共振腔的间距和喷口环隙对激振力幅值的影响较复杂,过大或过小都会使得激振力幅值较小甚至没有波形产生;共振腔长度是影响激振力频率的主要因数,频率随长度的增大而变小,呈现反比关系,喷口到共振腔的间距和喷口环隙对频率的影响较小。因此,对于高速气流,短共振腔可以获得较大幅值的高频稳定激振力,以及需合理控制喷口到共振腔的间距和喷口环隙使得激振力幅值较大。