鉴频式探测器的原理及应用

此种探测器由振荡器、鉴频器和电极构成。电极一般由引信风帽和弹体组成，两电极间的结构电容是振荡回路振荡电容的一部分。典型电路如图8-6所示。图中电路可分为两个部分，一部分是振荡器，另一部分是鉴频器。

振荡器采用克拉泼振荡器，其中振荡电容C0是包括两个电极间的结构电容在内的克拉泼电容。

图8-6　鉴频式探测器电路

设在弹目距离很远时振荡频率为f0。当弹目不断接近时，由于极间电容不断增加而使振荡频率不断下降，若在给定的弹目距离上振荡频率为f，则振荡频率下降Δf＝f0-f。若鉴频系数为K，则鉴频器输出电压为

鉴频器输出电压U可以作为对目标的定距信号加以利用。

下面结合图8-6的电路说明鉴频式电容近感引信探测器的几项重要指标。

一、振荡频率和探测灵敏度

图8-6给出的振荡器之振荡频率为

当弹目接近时，极间电容要发生变化，因此振荡频率也要发生变化。可以得到

即Δf∝ΔC/C0，鉴频电压ΔU∝Δf，有

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在实际应用中，希望ΔU尽可能大些，以便信号处理易于进行。从式（8-5）可见，C0固定，ΔC大，ΔU大。因此在弹丸尺寸固定的情况下，要合理设计电极尺寸的大小和极间距离。从式（8-5）还可以知道，若C0较小，在相同ΔC时，可获得较大的ΔU。但从式（8-4）知，在L1确定的情况下，C0越小，f0越大。由于下述两个原因，f0不能选择得过大。

（1）电容近感引信既然是利用电容变化工作的，应该尽量减少可能招致的电磁辐射干扰，而f0过高则会使电容近感引信本来具有的抗电磁辐射能力的优点受到影响。

（2）极间电容由电极尺寸、形状和总体结构确定，它是振荡电容的一部分。极间电容不可能太小。一般选电容近感引信的振荡频率在1～10MHz为宜。

可以把式（8-5）写成

把式（8-6）称为电容近感引信探测灵敏度的定义式，SD称为探测灵敏度，具有电压的量纲。其物理意义是电容的单位变化量所引起的检波电压的变化量，它可以表明引信探测目标能力的强弱。

引信电极对探测灵敏度有较大影响。研究结果认为，在电极设计时需遵循下列原则：

（1）增大探测电极（图8-5中电极Ⅰ）的结构尺寸，能增大目标信号。

（2）电极形状为圆柱形时能得到最大的目标信号；圆锥形时目标信号最小，其他形状（如圆台形、流线形）的目标信号介于上述两者之间。

（3）探测电极确定后，增大电极与弹体的间距能增大目标信号。

（4）弹的全长固定时，在弹长远比探测电极大的情况下，增加探测电极长度比增大间距能获得更大的目标信号；在电极和弹体大小可任选的情况下，弹体和电极的最佳比例关系是弹体略比电极大，同时它们的间距尽可能小。

（5）探测电极对目标信号大小的影响要比弹体的影响大，大弹体只有配上大电极才能获得大的目标信号。

二、鉴频特性

在鉴频式探测器中，由于鉴频灵敏度直接影响探测灵敏度，所以要求鉴频器要有足够高的鉴频灵敏度。同时还要求鉴频器有足够宽的线性范围，其原因是：由于结构、工艺的不一致，可能导致C0有差异；高、低温时振荡器的频率变化和鉴频器中心频率的偏移可能不一致。如果鉴频器线性范围太窄，有可能使振荡频率处在鉴频曲线非线性区或在鉴频曲线范围之外，这样会造成炸高散布过大，严重的可能致使引信瞎火。