微波等离子体点火技术作为一种新型点火方式,具有诸多优势:点火延迟时间短,一致性好,且点火装置结构简单,无需电极,不仅可以通过合理设计在特定位置点火,还可延长点火装置寿命,该点火技术在内燃机、各类炮的点火系统、火箭的点火系统中均有应用,尤其在内燃机领域的研究已取得不错的成果。在火药点火领域,传统的点火方式对火炮性能的提升已达上限,难以满足未来战争的需求。基于此,本文进行了微波等离子体点火在火药点火领域的研究,并就此开展了相关理论分析、仿真计算以及实验验证。本文从其微波点火机理的分析入手,研究了火药的介电性能,并对微波点火装置进行了仿真模拟研究以及实验研究,最终对不同实验方案下的实验现象进行对比分析,得出了相应结论。主要研究内容如下:(1)分析了微波点燃火药的机理,包括微波加热原理、场发射原理以及微波与等离子体相互作用机理,为后续的数值模拟和实验研究工作奠定了理论基础。(2)论述了火药介电性能的重要性以及传输/反射法的原理,针对L和S波段火药的介电常数的测量,采用传输/反射法,构建了分频段介电常数矩形波导测量系统,通过对空气介电常数测量表明了所构建的测量系统是有效的,最后利用MATLAB计算得到了火药的介电常数和损耗角正切。(3)设计微波点火试验装置,为增强该装置的局部场强,采取在BJ26波导添加两对锥台,结合CST仿真发现初始参数不能非常好的满足设计要求,接着对内导体尺寸及位置进行了仿真优化。于是,得到了腔体在谐振频率点2.451GHz时,小锥台尖端电场在1kW的微波输入功率下达到了MV/m的数量级。然后,使用CHIPIC软件对设计好的腔体进行了击穿模拟分析,得到了该腔体的击穿阈值。利用测得的火药电磁参数,定义新材料,在小锥台尖端加入该介质,发现可以有效增强电场强度,降低腔体的击穿阈值。(4)搭建微波等离子体点火实验平台,包括微波能量输入系统、微波传输系统和点火腔,依照实验方案设计,观察并记录火药的燃烧现象,分析了不同方案下火药燃烧的主要点火机理。