微波组件机电热耦合建模与影响机理分析

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 微波组件典型连接工艺及特点分析 2
1.3 微波组件机电热耦合研究现状 3
1.3.1 微波组件的路耦合分析 3
1.3.2 组件互联工艺形态表征与建模 5
1.3.3 互联参数与传输性能的关联方法 7
1.3.4 面向组件传输性能的预测与调控 8
1.3.5 高频高性能微波组件发展需求 9
1.4 本书内容安排 10
参考文献 11
第2章 微波电路基础与环境分析 16
2.1 微波传输线 16
2.1.1 传输线类型 17
2.1.2 传输线电路模型 17
2.1.3 相位速度和特征阻抗 18
2.1.4 传输线阻抗变换 18
2.1.5 集肤效应 19
2.2 微波网络基本参数 20
2.2.1 反射系数 20
2.2.2 电压驻波比 22
2.2.3 回波损耗 23
2.2.4 单端口散射系数 23
2.2.5 插入损耗 24
2.2.6 正向传输系数 24
2.3 微波网络的阻抗匹配 25
2.4 Smith圆图 26
2.4.1 Smith阻抗圆图 26
2.4.2 Smith导纳圆图 27
2.4.3 Smith阻抗导纳圆图 28
2.4.4 Smith圆图与传输线 28
2.4.5 Smith圆图与网络 Q 值 28
2.5 振动环境对微波组件的影响 29
2.6 微波组件常用散热方法 30
参考文献 32
第3章 组件机电热性能仿真软件关键技术 34
3.1 机电热仿真软件概述 34
3.1.1 开发软件特点分析 34
3.1.2 有限元分析软件的选择 35
3.1.3 数值计算和图形显示软件的选择 37
3.1.4 电磁仿真软件的选择 38
3.2 仿真软件应用关键技术 39
3.2.1 ANSYS软件的二次开发 39
3.2.2 指定节点信息数据提取技术 42
3.2.3 参数化建模技术 43
3.2.4 多模块系统集成技术 43
3.3 机电热仿真软件的主要功能 44
3.3.1 结构性能分析功能 44
3.3.2 温度分析功能 45
3.3.3 电性能分析功能 46
3.4 微波组件结构与热分析软件 46
3.4.1 微波组件结构特性 46
3.4.2 微波组件热特性 46
3.4.3 软件总体设计 47
3.4.4 软件功能模块 49
3.4.5 软件应用案例 51
参考文献 55
第4章 模块拼缝工艺对组件传输性能的影响机理 57
4.1 模块拼缝结构形式与结构参数 57
4.2 模块拼缝的等效电路模型 58
4.3 模块拼缝电磁模型及边界条件 60
4.4 不同频率下缝隙宽度对传输性能的影响 61
4.4.1 S波段缝隙宽度 61
4.4.2 X波段缝隙宽度 63
4.4.3 Ku波段缝隙宽度 64
4.4.4 Ka波段缝隙宽度 64
4.4.5 结果讨论 66
4.5 导线高度对传输性能的影响 66
4.6 模块拼缝样件测试验证 68
4.6.1 测试方法与测试流程 68
4.6.2 散射参数测试 69
4.6.3 验证结论 74
4.7 拼缝连接工艺影响机理分析软件 75
4.7.1 软件总体设计 75
4.7.2 组成模块设计 76
4.7.3 软件功能设计 77
4.7.4 软件操作方法 79
4.7.5 工程案例应用 81
参考文献 84
第5章 金丝键合互联工艺对组件传输性能的影响机理 86
5.1 金丝键合互联工艺的发展 86
5.2 金丝键合互联工艺特性分析 87
5.2.1 金丝键合互联工艺分类 87
5.2.2 金丝键合互联分析方法 89
5.3 金丝键合路耦合建模方法 93
5.3.1 金丝键合结构形式 93
5.3.2 金丝键合路耦合建模思路 94
5.3.3 金丝键合等效电路模型 95
5.3.4 金丝键合路耦合模型 97
5.4 金丝键合路耦合模型验证 99
5.5 金丝键合工艺参数对传输性能的影响 102
5.5.1 单根金丝键合工艺 103
5.5.2 双根金丝键合工艺 106
5.5.3 影响机理对比分析 111
5.6 不同频段下金丝键合工艺参数对传输性能的影响 111
5.6.1 X、Ku、Ka频段单根金丝键合 111
5.6.2 X、Ku、Ka频段双根金丝键合 113
5.6.3 影响机理对比分析 116
5.7 基于路耦合的金丝键合工艺参数设计软件 116
5.7.1 软件总体设计 116
5.7.2 组成模块设计 117
5.7.3 软件功能设计 118
5.7.4 软件操作方法 119
5.7.5 工程案例应用 121
参考文献 123
第6章 钎焊连接工艺对组件传输性能的影响机理 126
6.1 钎焊连接空洞特性分析 126
6.2 钎焊空洞结构形式与参数 127
6.3 钎焊空洞分析方法与计算模型 128
6.4 钎焊空洞特征对传输性能的影响 129
6.4.1 空洞位置 129
6.4.2 空洞大小 132
6.4.3 空洞数目 133
6.4.4 钎透率 135
6.5 钎焊空洞样件测试与验证 137
6.5.1 测试方法与测试流程 137
6.5.2 两频段性能测试 138
6.5.3 验证结论 139
6.6 钎焊连接工艺影响机理分析软件 139
6.6.1 软件总体设计 139
6.6.2 组成模块设计 140
6.6.3 软件功能设计 141
6.6.4 软件操作方法 143
6.6.5 工程案例应用 145
参考文献 148
第7章 螺栓连接工艺对组件传输性能的影响机理 150
7.1 螺栓连接组件结构模型 150
7.2 螺栓连接组件振动变形分析 151
7.3 螺栓连接组件电磁模型 155
7.3.1 变形介质板形面拟合方法 155
7.3.2 变形曲面拟合过程 156
7.3.3 变形前后的组件电磁模型 157
7.4 螺栓连接组件传输性能分析 158
7.5 螺栓位置改进与传输性能改善 160
7.5.1 螺栓分布位置调优 160
7.5.2 改进后的组件传输性能 161
7.5.3 位置调优结论 161
参考文献 162
第8章 微波组件多通道腔体耦合效应与机理分析 164
8.1 微波组件腔体结构模型 164
8.2 腔体电磁特性分析 166
8.2.1 腔体内电场分布仿真 166
8.2.2 腔体谐振频率仿真分析 167
8.3 腔体结构尺寸对隔离度的影响 169
8.3.1 腔体高度 H 170
8.3.2 隔板厚度 T1 170
8.3.3 隔板厚度 T2 171
8.3.4 开口位置 S 171
8.4 网孔结构对隔离度的影响 172
8.4.1 横纵向网孔 172
8.4.2 开孔高度 HH 174
8.4.3 开孔宽度 HW 175
8.5 腔体耦合影响机理分析 176
8.6 多通道腔体耦合效应分析软件 177
8.6.1 软件总体设计 177
8.6.2 组成模块设计 178
8.6.3 软件功能设计 180
8.6.4 软件操作方法 184
8.6.5 工程案例应用 186
参考文献 189
第9章 微波组件散热冷板集成优化设计 191
9.1 散热冷板结构模型简化与特性分析 191
9.1.1 散热冷板结构模型 191
9.1.2 散热冷板结构简化 192
9.1.3 散热冷板特性分析 196
9.2 散热冷板流体参数优化设计 202
9.2.1 热源特点与流道结构 202
9.2.2 冷却液入口位置与类型分析 204
9.2.3 冷板流道和流体参数影响机理 207
9.2.4 流体冷却参数设计 213
9.3 散热冷板结构轻量化设计 219
9.3.1 冷板结构动力学分析 219
9.3.2 冷板结构特性分析 224
9.3.3 冷板结构质量优化设计 227
9.4 散热冷板结构{热集成优化设计 230
9.4.1 结构{热集成优化设计流程 231
9.4.2 结构{热集成优化设计模型 232
9.4.3 集成优化过程及结果分析 233
参考文献 236