电子机械工程导论

目 录
第1章 绪论 1
1.1 电子机械工程发展历程 1
1.1.1 电子机械工程与电子装备 1
1.1.2 电子机械一甲子 3
1.1.3 电子装备机械结构设计存在的问题 5
1.2 电子机械工程科学与技术问题 7
1.2.1 机电耦合理论与技术 7
1.2.2 电子装备的环境（热、冲击、EMC）适应性与可靠性 8
1.2.3 电气互联与智能制造技术 8
1.2.4 特种电子装备 9
1.2.5 电子装备机电耦合设计 10
1.2.6 电子装备的测试与评价方法 11
1.3 电子机械工程发展趋势 11
第2章 机电耦合基础 14
2.1 概述 14
2.2 电磁场、结构位移场、温度场描述方程 15
2.2.1 电磁场 15
2.2.2 结构位移场 16
2.2.3 温度场 16
2.3 多物理场耦合问题数学模型建立思路 17
2.4 几种典型电子装备场耦合理论模型 19
2.4.1 反射面天线 19
2.4.2 平板裂缝天线 22
2.4.3 有源相控阵天线 23
2.4.4 高密度机箱机柜 34
2.5 非线性机械结构因素对电性能的影响 36
2.5.1 平板裂缝天线 36
2.5.2 有源相控阵天线 48
2.6 非线性机械结构因素对天线伺服系统性能影响 51
2.6.1 间隙对伺服系统性能的影响 51
2.6.2 摩擦对伺服系统性能的影响 54
2.6.3 伺服实验台的研制与实验验证 56
第3章 机电耦合设计 59
3.1 概述 59
3.2 多学科分析方法 60
3.2.1 基本分析方法 60
3.2.2 多场间信息传递的准确性与完备性 62
3.2.3 多物理场网格匹配 63
3.2.4 机电两场之间的网格转换与信息传递 65
3.2.5 机电热三场之间的网格转换与信息传递 66
3.3 基于机电耦合技术的多学科设计优化 67
3.3.1 多学科设计优化问题 67
3.3.2 多学科设计优化的基本策略 68
3.3.3 多学科设计优化模型的建立 70
3.3.4 多学科设计优化的求解策略与方法 73
3.3.5 基于统一设计向量的多物理场耦合问题优化设计 74
第4章 机电集成制造 76
4.1 概述 76
4.2 基于3S的微系统制造技术 77
4.2.1 SoC、SiP、SoP的特点 78
4.2.2 基于3S的5G天线与射频前端制造技术 80
4.2.3 SiP技术在无线功率传输发射天线中的应用 81
4.3 微波器件3D打印技术 83
4.3.1 微波器件3D打印的典型应用 84
4.3.2 基于3D打印的低温共烧陶瓷制造技术 87
4.4 电气互联技术 89
4.4.1 表面贴装技术 90
4.4.2 三维互联技术 95
第5章 机电耦合测试与评价 100
5.1 概述 100
5.2 测试技术 101
5.2.1 测试因素耦合度 101
5.2.2 典型案例机电耦合测试技术 104
5.2.3 典型案例机电耦合综合测试 112
5.3 评价方法 114
5.3.1 基于耦合理论模型和影响机理的正确性验证 114
5.3.2 基于耦合理论模型与影响机理的成效评价 118
5.3.3 典型案例机电耦合综合评价 120
第6章 电子装备综合设计软件平台 127
6.1 概述 127
6.2 机电热三场耦合分析分系统 130
6.2.1 基本思路与框架 130
6.2.2 场耦合分析交互界面 132
6.2.3 数据交换接口 132
6.2.4 综合软件分系统 133
6.3 结构因素对电性能影响机理分系统 136
6.3.1 基本思路与框架 136
6.3.2 天馈系统影响机理分系统 137
6.3.3 伺服系统影响机理分系统 137
6.4 机电耦合综合测试与评价分系统 140
6.4.1 基本思路与框架 140
6.4.2 工作流程 141
6.4.3 数据库 141
6.4.4 综合测评分系统 144
第7章 典型工程应用案例 150
7.1 概述 150
7.2 中国天眼FAST 500m球面射电望远镜天线 150
7.2.1 背景知识 150
7.2.2 应用情况 151
7.3 深空探测66m反射面天线 152
7.3.1 背景知识 152
7.3.2 应用情况 153
7.4 机载高密度机箱 153
7.4.1 背景知识 153
7.4.2 应用情况 155
第8章 挑战与展望 156
8.1 概述 156
8.2 极端频率 156
8.2.1 极高频率 156
8.2.2 极低频率 157
8.3 极端环境 157
8.3.1 空间极端环境 157
8.3.2 深海极端环境 157
8.3.3 南极极端环境 158
8.4 极端功率 158
8.4.1 微波高功率传输 158
8.4.2 高功率电子战 159
参考文献 160