李炜昕, 魏维伟, 涂 建, 瞿 宁

(1.上海无线电设备研究所,上海201109;2.上海市目标识别与环境感知工程技术研究中心,上海201109)

0 引言

静电探测[1-3]是通过感应目标与探测单元之间的静电场而获得目标静电信息的一种探测方法。基于被动式静电感应机理的探测系统具有结构简单、反隐身和抗电磁干扰能力强等优势,在气固两相流参数测量、航空发动机状态监测和空中飞行目标探测等领域具有广泛的应用前景[4-6]。

目前,国内外对静电目标方位探测开展了大量研究工作。中科院静电课题组[7]利用微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)电场敏感芯片获取大气电场信息,但该方法存在响应速度慢等缺点。北京理工大学静电探测课题组[8]采用平面圆阵被动式静电探测方法进行目标定位,理论上远距离定位精度可达(3～15)%,但在近距情况下方位解算误差大,适用于地面静电探测系统。德国的TRINKS等[1]利用正交静电探测阵列电极,提出基于阵列信号相位的测向算法,但是需要利用目标特征曲线中过零点的信息计算方位,适用于探测目标飞行轨迹。

针对静电探测系统小型化、高精度以及实时探测等特点,本文基于静电感应和静电平衡机理,分析静电场探测数学模型和电荷灵敏理论模型,建立阵列电极的静电场矢量探测数学模型。在此基础上,通过数学仿真和模拟试验等方法,验证静电场矢量探测的方位解算精度。

1 静电探测系统工作原理

静电探测系统是基于静电感应和静电平衡的原理进行设计的。……