电子装备机电耦合理论、方法及应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 电子装备的定义与特点 3

1.2 电子装备的基本组成 5

1.2.1 电子装备的结构部分 5

1.2.2 电子装备的电气部分 6

1.3 电子装备机电耦合研究的现状与发展 6

1.3.1 电子装备机电耦合研究的国外现状 6

1.3.2 电子装备机电耦合研究的国内现状 7

1.3.3 电子装备的发展趋势 8

1.4 电子装备传统设计中存在的问题 9

1.4.1 电子装备的传统设计方法及存在问题 9

1.4.2 电子装备的机电耦合问题及解决方法 10

1.5 电子装备设计的关键科学与技术问题 11

1.5.1 电子装备系统设计的整体论 11

1.5.2 电子装备的机电耦合理论 11

1.5.3 电子装备的测试与评价方法 11

1.5.4 电子装备的环境防护与组装 12

1.5.5 特种电子装备 12

1.5.6 电子装备的机电耦合设计 13

参考文献 15

第2章 电子装备的机电热场耦合理论模型 19

2.1 电磁场、结构位移场、温度场、流场的场描述方程 19

2.1.1 电磁场 20

2.1.2 结构位移场 20

2.1.3 温度场 20

2.1.4 流场 21

2.2 各物理场之间的相互关系 21

2.3 多物理场耦合问题数学模型建立的思考 22

2.4 反射面天线机电两场耦合模型 24

2.4.1 主反射面变形的影响 25

2.4.2 馈源位置误差的影响 27

2.4.3 馈源指向误差的影响 28

2.4.4 机电两场耦合模型 29

2.4.5 双反射面天线 29

2.4.6 试验验证 30

2.5 平板裂缝天线机电两场耦合模型 33

2.5.1 辐射缝位置偏移的影响 34

2.5.2 辐射缝指向偏转的影响 35

2.5.3 缝腔变形对辐射缝电压的影响 35

2.5.4 机电两场耦合模型 36

2.5.5 试验验证 36

2.6 有源相控阵天线机电热三场耦合模型 39

2.6.1 辐射单元位置偏移的影响 41

2.6.2 辐射单元指向偏转的影响 42

2.6.3 温度对T/R组件电流幅度的影响 42

2.6.4 温度对T/R组件电流相位的影响 43

2.6.5 机电热三场耦合模型 43

2.7 高密度组装系统机电热三场耦合模型 44

2.7.1 接触缝隙的影响 44

2.7.2 散热孔和结构变形的影响 45

2.7.3 机电热三场耦合模型 46

2.7.4 试验验证 46

参考文献 56

第3章 机电热场耦合问题的求解策略与方法 58

3.1 多物理场耦合问题的求解策略 58

3.2 多物理场耦合问题的求解方法 59

3.3 多物理场网格匹配的一般方法 60

3.4 机电两场之间的网格转换与信息传递 62

3.5 机电热三场之间的网格转换与信息传递 64

3.5.1 变形信息的传递 64

3.5.2 变形网格的提取 65

参考文献 68

第4章 机械结构因素对天伺馈系统性能的影响 70

4.1 结构因素对电性能影响的数据挖掘方法 70

4.1.1 数据建模方法 71

4.1.2 数据样本的获取 72

4.1.3 数据挖掘的多核回归方法 74

4.1.4 数据挖掘的应用 76

4.2 反射面天线结构因素对电性能的影响 82

4.2.1 数据收集与挖掘 82

4.2.2 影响机理分析模型的建立 82

4.2.3 试验验证 85

4.3 平板裂缝天线结构因素对电性能的影响 87

4.3.1 结构因素和电性能的层次化关系模型 87

4.3.2 辐射功能构成件中结构因素对单元幅相的影响 88

4.3.3 耦合功能构成件中结构因素对单元幅相的影响 93

4.3.4 激励功能构成件中结构因素对驻波的影响 98

4.3.5 样件制作与试验验证 100

4.4 微波馈线与滤波器结构因素对电性能的影响 102

4.4.1 结构因素对谐振腔滤波器影响的层次化关系模型 102

4.4.2 结构因素对谐振腔无载Q值的影响 103

4.4.3 结构因素对耦合系数的影响 112

4.4.4 调谐螺钉对谐振频率和耦合系数的影响 115

4.4.5 结构因素对微波滤波器功率容量的影响 116

4.4.6 样件制作与试验验证 119

4.5 雷达天线伺服系统结构因素对系统性能的影响 120

4.5.1 间隙对伺服系统性能的影响 120

4.5.2 摩擦对伺服系统性能的影响 124

4.5.3 伺服试验台的研制与试验验证 126

参考文献 129

第5章 电子装备机电耦合的测试技术 131

5.1 机电耦合测试因素分析 131

5.1.1 客观耦合度计算方法——数据包络分析方法 131

5.1.2 主观耦合度计算方法——主观评分方法 133

5.1.3 主、客观耦合度／权重的综合 133

5.2 典型案例机电耦合的测试技术 134

5.2.1 平板裂缝天线测试技术 134

5.2.2 三维天线座测试技术 139

5.2.3 电调双工滤波器测试技术 143

5.3 典型案例机电耦合综合测试系统 147

5.3.1 平板裂缝天线综合测试平台 147

5.3.2 三维天线座综合测试平台 148

5.3.3 电调双工滤波器综合测试平台 148

参考文献 150

第6章 电子装备机电耦合的评价方法 151

6.1 耦合理论和影响机理的正确性验证 151

6.1.1 模糊-灰色综合检验方法 151

6.1.2 吻合度 155

6.2 耦合理论与影响机理的有效性评价 156

6.3 某平板裂缝天线应用的评价 158

6.4 某机载雷达三维天线座应用的评价 160

6.5 某电调双工滤波器应用的评价 162

参考文献 164

第7章 基于机电耦合理论模型的机电耦合优化设计 166

7.1 反射面天线机电耦合优化设计 166

7.1.1 机电耦合优化设计的数学描述 166

7.1.2 数值仿真与工程应用 166

7.2 高密度机箱机电热耦合优化设计 170

7.2.1 机电热耦合优化设计的数学描述 170

7.2.2 某实际机箱的优化设计 171

7.3 雷达天线伺服系统结构与控制集成优化设计 174

7.3.1 伺服系统结构分系统设计方法 174

7.3.2 伺服系统控制分系统设计方法 175

7.3.3 伺服系统结构与控制集成设计方法 176

7.3.4 数值仿真与试验验证 178

7.4 基于统一设计向量的多场耦合问题的优化设计方法 186

参考文献 187

第8章 电子装备机电耦合分析与设计的原型软件系统 188

8.1 总体思路与系统方案 188

8.2 专业软件的集成 190

8.3 机电热场耦合理论分析的原型软件系统 191

8.3.1 基本思路与框架 191

8.3.2 场耦合分析的交互界面 193

8.3.3 数据交换接口 193

8.3.4 原型软件系统 195

8.4 结构因素对电性能影响机理的原型软件系统 200

8.4.1 基本思路与框架 200

8.4.2 天馈系统影响机理的原型软件系统 200

8.4.3 伺服系统影响机理的原型软件系统 201

8.5 机电耦合测试与评价的原型软件系统 206

8.5.1 基本思路与框架 206

8.5.2 工作流程 207

8.5.3 数据库 207

8.5.4 测试数据接口 208

8.5.5 综合测评原型软件系统 211

参考文献 218

第9章 电子装备机电耦合理论与方法的应用 220

9.1 探月工程40m口径S/X双频段反射面天线 220

9.2 某舰载近程反导武器系统火控雷达伺服系统 221

9.3 某敌我识别系统 222

9.4 某电调双工滤波器 222

参考文献 223