摘要磁耦合共振无线能量传输技术为近几年出现的能量无线传输高新技术，具有传输距离远、传输效率高等显著优点，可克服电磁感应装定传输距离近的缺陷，为装定系统设计带来灵活性。本文首先介绍了论文的研究背景及国内外研究概况，然后针对装定耦合结构外围存在金属介质，涡流损耗严重的问题，建立了基于金属介质影响的能量传输模型，推导出磁场强度及涡流损耗表达式，并用 ANSYS 软件对影响耦合效率的因素进行了仿真，得出一些可以增强耦合效率的方法。最后，实验分析了金属介质对能量传输的影响并设计引信磁共振装定电路，实验结果表明处于耦合结构外围金属介质对传输性能影响不大，可利用磁共振技术对引信进行信息装定。文中所得结论为引信磁共振无线装定系统设计提供理论指导。59924
毕业论文关键词 磁共振，无线能量传输，装定，引信
Title Research on wireless setting technology of magnetic coupling resonance for fuzes
Abstract Wireless power transmission of magnetic coupling resonance for fuzes is one of wireless power transmission technology in recent years, having the advantages of long transmission distance and high transmission efficiency, making the setting system design flexible. This paper first introduced the research background as well as the general situation in domestic and foreign research. Then aiming at the problem of metal dielectric outside coupling structure and serious eddy current loss, we establish the energy transport model basing on the impact of metal dielectric, deriving the magnetic flux intensity and eddy current loss expressions. Some methods that can enhance the coupling efficiency are found after simulation by using ANSYS software. Finally, the experiment analyses the effect of metal dielectric on the energy transmission and design the magnetic resonance circuit for fuzes. The results show that metal dielectric outside coupling structure has little effect on transmission performance and information can be set on the fuze by using magnetic resonance techniques. Theconclusions provide theoretical guidance for the wireless setting technology of magnetic coupling resonance for fuzes.
Keywords Magnetic resonance, Wireless energy transmission, Setting technology, Fuze
目 次
1. 绪论 1
1.1 选题背景及意义 .1
1.2 国内外磁共振技术发展情况 2
1.3 引信无线装定技术发展 .3
1.4 本文研究内容及行文安排 ..5
2. 电磁耦合结构模型建立与分析 ..7
2.1 耦合模型 .7
2.2 初级线圈模型 7
2.3 次级线圈模型 ..13
3. 电磁耦合结构的影响因素及电磁仿真分析 15
3.1 ANSYS 仿真软件简介.15
3.2 建立 ANSYS 分析模型 18
3.3 影响电磁耦合结构传输性能的因素及仿真 ..19
4. 装定器设计与实验 ..30
4.1 引信磁共振装定器设计 30
4.2 磁共振引信电路的设计 31
4.3 实验及结果分析 33
结论..39
致 谢40
参考文献.41
1. 绪论 1.1 选题背景及意义 20 世纪 70 年代中期，美国在越南战争中大量使用了精确制导炸弹。由于它具有精确的制导装置，在战场上取得了惊人的作战效果，因而引起人们的极大注意。在 1973 年第四次中东战争中，埃及使用的苏制雷达制导SA-6 地空导弹和有线制导AT-3反坦克导弹，以色列使用的美制电视制导的“小牛”空地导弹和有线制导“陶”式反坦克导弹，作战效果引人注目。西方国家为抵消苏联在坦克、装甲车、飞机等武器装备上的数量优势，非常重视发展精确制导武器。美国装备的电视和激光制导炸弹，命中目标的圆公算偏差均已减小到 2 米左右。1981 年装备的“铜斑蛇”激光制导反坦克炮弹,由155 毫米口径榴弹炮发射， 最大射程17公里，直接命中概率达80%以上。我们可以看出发展智能灵巧弹药和可实施精确打击的武器装备是大势所趋，是未来武器发展的方向。引信装定技术，可以实现对弹药炸点和弹道的精确控制，是提高弹药毁伤效率源]自{优尔^*论\文}网·www.youerw.com/ 、实现精确打击的关键技术，必将会得到广泛的应用。 引信装定技术是对引信作用时间、作用方式和技术参数等预定条件进行选择和调整的技术。将能量和信息无线传输技术应用至引信与武器系统信息交联中，即为引信无线装定技术，它可以根据实际的战场环境和作战目标，通过装定器灵活地对每发弹药进行装定，选择引信最佳的作用方式和控制信息，是实现精确打击、提高弹药作战威力、大幅度提高对目标的毁伤概率的关键技术。装定过程不需要装定器与引信之间发生物理接触，可有效提高武器系统的射速、简化操作程序、减少反应时间，使武器系统的灵活性得到充分发挥。 而现有大多数使用的无线装定技术为电磁感应装定技术，引信电磁感应装定技术通过位于装定器上的初级线圈和缠绕在引信体上的次级线圈间的电磁耦合作用，实现武器系统与弹药引信间的信息交联和能量交换。目前，电磁感应装定技术在国内外引信装定中已有应用，其传输效率严格依赖于初次级线圈间的耦合系数，随收发端距离增大传输能力迅速衰减，因此仅适合在短距离（毫米级）上应用。 ANSYS引信磁耦合共振无线装定技术研究:http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_65266.html