微波組件機電熱耦合建模與影響機理分析

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 引言 1
1.2 微波組件典型連接工藝及特點分析 2
1.3 微波組件機電熱耦合研究現(xiàn)狀 3
1.3.1 微波組件的路耦合分析 3
1.3.2 組件互聯(lián)工藝形態(tài)表征與建模 5
1.3.3 互聯(lián)參數(shù)與傳輸性能的關聯(lián)方法 7
1.3.4 面向組件傳輸性能的預測與調(diào)控 8
1.3.5 高頻高性能微波組件發(fā)展需求 9
1.4 本書內(nèi)容安排 10
參考文獻 11
第2章 微波電路基礎與環(huán)境分析 16
2.1 微波傳輸線 16
2.1.1 傳輸線類型 17
2.1.2 傳輸線電路模型 17
2.1.3 相位速度和特征阻抗 18
2.1.4 傳輸線阻抗變換 18
2.1.5 集膚效應 19
2.2 微波網(wǎng)絡基本參數(shù) 20
2.2.1 反射系數(shù) 20
2.2.2 電壓駐波比 22
2.2.3 回波損耗 23
2.2.4 單端口散射系數(shù) 23
2.2.5 插入損耗 24
2.2.6 正向傳輸系數(shù) 24
2.3 微波網(wǎng)絡的阻抗匹配 25
2.4 Smith圓圖 26
2.4.1 Smith阻抗圓圖 26
2.4.2 Smith導納圓圖 27
2.4.3 Smith阻抗導納圓圖 28
2.4.4 Smith圓圖與傳輸線 28
2.4.5 Smith圓圖與網(wǎng)絡 Q 值 28
2.5 振動環(huán)境對微波組件的影響 29
2.6 微波組件常用散熱方法 30
參考文獻 32
第3章 組件機電熱性能仿真軟件關鍵技術(shù) 34
3.1 機電熱仿真軟件概述 34
3.1.1 開發(fā)軟件特點分析 34
3.1.2 有限元分析軟件的選擇 35
3.1.3 數(shù)值計算和圖形顯示軟件的選擇 37
3.1.4 電磁仿真軟件的選擇 38
3.2 仿真軟件應用關鍵技術(shù) 39
3.2.1 ANSYS軟件的二次開發(fā) 39
3.2.2 指定節(jié)點信息數(shù)據(jù)提取技術(shù) 42
3.2.3 參數(shù)化建模技術(shù) 43
3.2.4 多模塊系統(tǒng)集成技術(shù) 43
3.3 機電熱仿真軟件的主要功能 44
3.3.1 結(jié)構(gòu)性能分析功能 44
3.3.2 溫度分析功能 45
3.3.3 電性能分析功能 46
3.4 微波組件結(jié)構(gòu)與熱分析軟件 46
3.4.1 微波組件結(jié)構(gòu)特性 46
3.4.2 微波組件熱特性 46
3.4.3 軟件總體設計 47
3.4.4 軟件功能模塊 49
3.4.5 軟件應用案例 51
參考文獻 55
第4章 模塊拼縫工藝對組件傳輸性能的影響機理 57
4.1 模塊拼縫結(jié)構(gòu)形式與結(jié)構(gòu)參數(shù) 57
4.2 模塊拼縫的等效電路模型 58
4.3 模塊拼縫電磁模型及邊界條件 60
4.4 不同頻率下縫隙寬度對傳輸性能的影響 61
4.4.1 S波段縫隙寬度 61
4.4.2 X波段縫隙寬度 63
4.4.3 Ku波段縫隙寬度 64
4.4.4 Ka波段縫隙寬度 64
4.4.5 結(jié)果討論 66
4.5 導線高度對傳輸性能的影響 66
4.6 模塊拼縫樣件測試驗證 68
4.6.1 測試方法與測試流程 68
4.6.2 散射參數(shù)測試 69
4.6.3 驗證結(jié)論 74
4.7 拼縫連接工藝影響機理分析軟件 75
4.7.1 軟件總體設計 75
4.7.2 組成模塊設計 76
4.7.3 軟件功能設計 77
4.7.4 軟件操作方法 79
4.7.5 工程案例應用 81
參考文獻 84
第5章 金絲鍵合互聯(lián)工藝對組件傳輸性能的影響機理 86
5.1 金絲鍵合互聯(lián)工藝的發(fā)展 86
5.2 金絲鍵合互聯(lián)工藝特性分析 87
5.2.1 金絲鍵合互聯(lián)工藝分類 87
5.2.2 金絲鍵合互聯(lián)分析方法 89
5.3 金絲鍵合路耦合建模方法 93
5.3.1 金絲鍵合結(jié)構(gòu)形式 93
5.3.2 金絲鍵合路耦合建模思路 94
5.3.3 金絲鍵合等效電路模型 95
5.3.4 金絲鍵合路耦合模型 97
5.4 金絲鍵合路耦合模型驗證 99
5.5 金絲鍵合工藝參數(shù)對傳輸性能的影響 102
5.5.1 單根金絲鍵合工藝 103
5.5.2 雙根金絲鍵合工藝 106
5.5.3 影響機理對比分析 111
5.6 不同頻段下金絲鍵合工藝參數(shù)對傳輸性能的影響 111
5.6.1 X、Ku、Ka頻段單根金絲鍵合 111
5.6.2 X、Ku、Ka頻段雙根金絲鍵合 113
5.6.3 影響機理對比分析 116
5.7 基于路耦合的金絲鍵合工藝參數(shù)設計軟件 116
5.7.1 軟件總體設計 116
5.7.2 組成模塊設計 117
5.7.3 軟件功能設計 118
5.7.4 軟件操作方法 119
5.7.5 工程案例應用 121
參考文獻 123
第6章 釬焊連接工藝對組件傳輸性能的影響機理 126
6.1 釬焊連接空洞特性分析 126
6.2 釬焊空洞結(jié)構(gòu)形式與參數(shù) 127
6.3 釬焊空洞分析方法與計算模型 128
6.4 釬焊空洞特征對傳輸性能的影響 129
6.4.1 空洞位置 129
6.4.2 空洞大小 132
6.4.3 空洞數(shù)目 133
6.4.4 釬透率 135
6.5 釬焊空洞樣件測試與驗證 137
6.5.1 測試方法與測試流程 137
6.5.2 兩頻段性能測試 138
6.5.3 驗證結(jié)論 139
6.6 釬焊連接工藝影響機理分析軟件 139
6.6.1 軟件總體設計 139
6.6.2 組成模塊設計 140
6.6.3 軟件功能設計 141
6.6.4 軟件操作方法 143
6.6.5 工程案例應用 145
參考文獻 148
第7章 螺栓連接工藝對組件傳輸性能的影響機理 150
7.1 螺栓連接組件結(jié)構(gòu)模型 150
7.2 螺栓連接組件振動變形分析 151
7.3 螺栓連接組件電磁模型 155
7.3.1 變形介質(zhì)板形面擬合方法 155
7.3.2 變形曲面擬合過程 156
7.3.3 變形前后的組件電磁模型 157
7.4 螺栓連接組件傳輸性能分析 158
7.5 螺栓位置改進與傳輸性能改善 160
7.5.1 螺栓分布位置調(diào)優(yōu) 160
7.5.2 改進后的組件傳輸性能 161
7.5.3 位置調(diào)優(yōu)結(jié)論 161
參考文獻 162
第8章 微波組件多通道腔體耦合效應與機理分析 164
8.1 微波組件腔體結(jié)構(gòu)模型 164
8.2 腔體電磁特性分析 166
8.2.1 腔體內(nèi)電場分布仿真 166
8.2.2 腔體諧振頻率仿真分析 167
8.3 腔體結(jié)構(gòu)尺寸對隔離度的影響 169
8.3.1 腔體高度 H 170
8.3.2 隔板厚度 T1 170
8.3.3 隔板厚度 T2 171
8.3.4 開口位置 S 171
8.4 網(wǎng)孔結(jié)構(gòu)對隔離度的影響 172
8.4.1 橫縱向網(wǎng)孔 172
8.4.2 開孔高度 HH 174
8.4.3 開孔寬度 HW 175
8.5 腔體耦合影響機理分析 176
8.6 多通道腔體耦合效應分析軟件 177
8.6.1 軟件總體設計 177
8.6.2 組成模塊設計 178
8.6.3 軟件功能設計 180
8.6.4 軟件操作方法 184
8.6.5 工程案例應用 186
參考文獻 189
第9章 微波組件散熱冷板集成優(yōu)化設計 191
9.1 散熱冷板結(jié)構(gòu)模型簡化與特性分析 191
9.1.1 散熱冷板結(jié)構(gòu)模型 191
9.1.2 散熱冷板結(jié)構(gòu)簡化 192
9.1.3 散熱冷板特性分析 196
9.2 散熱冷板流體參數(shù)優(yōu)化設計 202
9.2.1 熱源特點與流道結(jié)構(gòu) 202
9.2.2 冷卻液入口位置與類型分析 204
9.2.3 冷板流道和流體參數(shù)影響機理 207
9.2.4 流體冷卻參數(shù)設計 213
9.3 散熱冷板結(jié)構(gòu)輕量化設計 219
9.3.1 冷板結(jié)構(gòu)動力學分析 219
9.3.2 冷板結(jié)構(gòu)特性分析 224
9.3.3 冷板結(jié)構(gòu)質(zhì)量優(yōu)化設計 227
9.4 散熱冷板結(jié)構(gòu){熱集成優(yōu)化設計 230
9.4.1 結(jié)構(gòu){熱集成優(yōu)化設計流程 231
9.4.2 結(jié)構(gòu){熱集成優(yōu)化設計模型 232
9.4.3 集成優(yōu)化過程及結(jié)果分析 233
參考文獻 236