三维静电场矢量探测理论与方法

鉴于在二维空间中利用匀强电场近似点电荷形成的电场从而对其进行方位求解的有效性，可同样利用匀强电场来近似三维空间点电荷形成的电场，从而开展三维静电场矢量探测。

三维空间点电荷方位计算方法如下：

如图9-13所示，在OXYZ空间有一点电荷，其携带电量为q，距离坐标原点R。在原点附近足够小的范围M内，可以认为由该点电荷形成的静电场E为匀强场，其方向如图：与Z轴正向的夹角为β，在XOY平面的投影与X轴正向的夹角为θ。在区域M内如图设置三对电极板：A、B位于X轴，对称于坐标原点；C、D位于Y轴，对称于坐标原点；E、F位于Z轴，对称于坐标原点。这三对极板的连线互相正交，每对极板间距为a。

图9-13　求解三维空间点电荷方位原理图

由于静电场的作用，此电场在极板对AB、CD和EF上产生的电势差UAB、UCD和UEF为

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由图9-13所示的几何关系易知：

如果测得UAB、UCD和UEF，则可求出区域M内的静电场强度的大小E和方向（θ，β）。

这样，可以利用正交放置的三对探测极板测定静电场的方向和大小，实现对静电场矢量的探测。与在二维空间中讨论时的一样，把由三对探测极板构成的探测器也称为静电矢量探测器，其方向基准轴有两个：定义AB极板连线为探测器的方位轴，即角度θ的基准轴；定义EF极板连线为探测器的俯仰轴，即角度β的基准轴。

根据任务需求，利用上述原理，可以实现静电引信对目标方位的识别。