温循条件下电源模块的瞬态热力耦合研究及优化

针对电源模块在温度循环条件下工作的可靠性问题,以典型电源模块为研究对象,基于有限元分析软件建立温循条件下电源模块的瞬态温度分布模型和电源模块的瞬态热力耦合模型,着重分析芯片、玻璃绝缘子等易损区域。在此基础上以玻璃绝缘子的最大热应力和芯片的最高温度为优化目标,对电源模块进行遗传算法优化设计。结果表明,相比其他研究直接施加热载荷条件,采用瞬态热力耦合所得电源模块结果更准确,芯片温度为86.03℃,玻璃绝缘子的热应力为61.27 MPa。经过遗传算法优化的芯片温度为81.85℃,玻璃绝缘子的热应力为37.05 MPa,满足可靠性要求。证明遗传算法与仿真结合,可有效提高产品设计的可靠性。     

飞机舱内雷电电磁环境仿真研究

为了进一步提高飞机舱内电子设备对雷电间接效应的防护能力,依据SAEARP5412等相关标准的规定,以飞机舱内电子设备所在位置的电磁环境为研究对象,建立了雷击时飞机舱内电磁环境的仿真模型,对仿真参数进行了设置.仿真比较了雷击飞机时不同舱室内的耦合场,并获得了舱内电子设备所接线缆的瞬态耦合电流.仿真结果表明:同一放电通道下驾驶舱内的耦合场最强;舱门处定义了缝隙结构以后,舱门附近的电场和磁场强度都增大;同轴线缆有较好的屏蔽效能,在飞机遭受雷击时,可以有效避免芯线产生较大的瞬时感应电流研究结果对飞机舱内电子设备的雷电防护具有一定的指导意义.     

基于多场耦合的电子装备机箱结构优化设计

电子装备机箱结构设计受到结构强度、通风散热和电磁屏效三方面的约束。实际工作中的电子装备受到结构位移场、温度场和电磁场的共同作用,它们都是机箱结构参数的函数。由于机箱的电磁场、温度场和结构位移场之间存在一定耦合关系,该文建立了电子装备的多场耦合模型,并在此基础上提出多场耦合的优化模型,可用于实际机箱结构的优化设计。最后,将其应用于某电子设备机箱实物的结构优化设计,取得了满意的结果。     

电子设备互连电缆的电磁兼容分析

在提出电子设备互连电缆间的电磁耦合模型的基础上,利用场路结合的方法对电子设备互连电缆进行了电磁耦合预测、分析。     

电子设备互连电缆电磁兼容性预测与分析

电子设备互连电缆之间的电磁耦合是降低电子设备电磁兼容性的重要原因.本文在提出电子设备互连电缆间的电磁耦合模型的基础上,利用场路结合的方法对电子设备互连电缆进行了电磁耦合预测分析.数值分析结果对最终实现电子设备的电磁兼容性有重要的指导意义.     

扁平线缆电磁-热耦合场的协同仿真分析研究

电子设备中线缆所处工作环境越来越复杂,线缆之间的电磁串扰以及电磁损耗带来的热效应日益严重。针对这一问题,在电磁场、温度场和多场耦合相关理论的基础上,具体分析了线缆的电磁场和温度场相互影响的显著程度,基于在温度变化较小的情况下线缆的材料属性变化不明显,为了简化研究手段,只关注了从电磁场到温度场的单方向耦合。建立了线缆电磁-热耦合三维有限元仿真分析模型,采用Ansoft HFSS进行电磁场分析,同时将其分析所得电磁损耗作为发热源加载到Ansofte Physics中进行温度场分析。采用这种协同仿真方案,最终得到了不同线缆间距、绝缘层厚度和传输信号频率对电磁串扰及热效应带来的影响。     

某无人机载雷达电源模块传导发射EMC设计

CE102是无人机载雷达内场电磁兼容性测试重要项目之一,目的是定量测试雷达电源线10kHz~10MHz频段内对外骚扰强度。针对某无人机载雷达电源模块在内场进行CE102测试中多点超标的问题,在说明内部电路原理基础上对存在的干扰源进行了分析,根据电磁干扰基本原理有针对性地采取了一系列干扰源抑制措施和耦合抑制措施,改进后的电源模块传导发射电平在0.5~10MHz有超过30dB的下降,并通过了CE102测试。所采用的传导抑制措施容易实施且具有通用性,为类似机载电子设备工程设计提供了参考。     

中频真空电器电弧放电过程的多物理场耦合仿真

多电飞机中频360～800 Hz电力系统是目前国内外研究热点，本文采用多物理场耦合方法仿真计算了中频真空电弧温度、电流密度、压力、电弧速度等特性。电弧模型建立在二维对称柱坐标系下，求解域包括触头、导电杆和电弧区域，以温度、磁感应强度、电流密度、速度为求解变量，考虑平衡放电热源、静态电流密度分量、感应电流密度分量、洛伦兹力、非等温流动和平衡放电边界热源等耦合条件，在中频真空灭弧室内建立了传热方程、麦克斯韦方程组和流体方程，利用分离变量法求解偏微分方程。求解得到10 kA电流峰值时，电弧中心温度为25000 K,电流密度为3×10⁷ A/m²,电弧压力为6×10⁵ Pa。与实验结果对比，表明本文所建立的中频真空电弧多物理场耦合模型的准确性。     

微波天线多场耦合理论模型与多学科优化设计的研究

建立了微波反射面天线、平板裂缝天线及有源相控阵天线的多场耦合理论模型,并给出了相应的求解策略与方法,研究了系统误差、随机误差及温度等因素对天线电性能的影响,通过实验验证了模型及求解方法的正确性。最后,通过引入统一的设计向量建立了基于多场耦合理论的多学科优化设计模型,降低了设计工作的重复性,减少了后期的调试难度。     

电子设备互连电缆的电磁耦合数值结果分析

电子设备中不同类型的信号电缆密集敷设,容易产生电磁干扰问题。大多数电缆间电磁耦合现象发生在同一束或邻近的电缆之间。这种耦合途径通常分布参数模型来描述,并用电路理论来简化。电子设备内各模块间互连电缆以及模块内PCB印制线间的距离较小,相互间干扰主要属于近场感应耦合。互连电缆间的感应耦合主要指通过线间的电容C及互感M而形成电场耦合和磁场耦合的两种耦合形式。两导线间的电场耦合和磁场耦合的模型图见图1、图2：     

金属舱近场孔缝耦合特性数值分析

为分析和解决车载天线对舱内电子设备电磁干扰的问题,建立了全尺寸金属舱模型,运用基于时域有限积分法的商业软件CST,重点分析了孔口形状、开孔与辐射源的间距及相对位置对孔缝近场耦合特性的影响,并对比了典型孔缝结构所造成的近场电磁泄漏,系统建立了孔口形状、开孔与辐射源的间距、相对位置以及孔缝结构类型等4个因素与孔缝近场耦合强度之间的数值关系。所得结论有利于指导车载天线及舱内设备的布局。     

二端口波混沌腔体短迹线随机耦合模型

经典随机耦合模型在对电子设备的电磁脉冲效应进行预测时, 边界条件设置在无穷远处, 存在短迹线效应问题.采用设置辐射阻抗短迹线调制系数的方法, 建立了二端口波混沌腔体短迹线随机耦合模型(Short-Orbit Random Coupling Model, SORCM), 统计分析了目标点处感应电压的均方根误差随短迹线最大长度的变化关系.在不同的频段范围内, 将SORCM计算结果的统计特性和实验结果进行了对比分析, 验证了所建立模型的正确性.和经典随机耦合模型相比, SORCM的计算结果更加接近实测结果, 可用于复杂电子设备电磁脉冲效应的预测和分析.     

高密度组装电子设备冷却技术应用研究

随着现代飞机性能的不断提高,电子设备的性能也大幅提升。与此同时,电子设备的组装密度越来越高,导致其热管理问题更加突出。针对高密度组装电子设备冷却散热技术面临的主要问题,从传热原理、冷却结构以及设计方法等诸多方面着手,探讨了从芯片级、模块级到设备级的有效冷却散热方式,对各种冷却散热方式的基本原理、优缺点以及适用范围进行了研究对比。在传统冷却散热技术的基础上,对新型冷却散热技术的发展趋势作出了展望,为未来电子设备冷却散热技术发展指明了方向。     

50W半导体激光列阵单光纤耦合模块

利用阶梯反射镜整形技术分别对两个功率为40W的半导体激光器光束进行镜面分割,旋转重排后使用偏振分光棱镜(PBS)进行合束,最后得到功率为55.8W、耦合效率约为70%的半导体激光列阵(LDA)单光纤耦合模块,光纤芯径为Φ400μm,数值孔径(NA)为0.22。经过连续100h的正常拷机后,功率稳定。     

电子测量仪器中信号的阻容耦合失真及校正

理论上讨论电子测量仪器测量信息的阻容耦合失真及利用实测信息复原真实信息的方法,并给出应用实例。结果表明,本方法能有效地复原真实信号。     

复杂电磁环境下的机载电子设备安全性设计

复杂电磁环境下的机载电子设备安全性设计主要解决①电磁环境通过感应或耦合等方式可能造成机载电子设备工作混乱而导致安全性问题②在机载电子设备保持正常工作状态下,电磁环境通过感应或耦合等方式形成的感应电压或感应电流达到或超过机载电子设备相关性能指标引起"非正常动作"而导致的安全性问题。通过介绍一种典型机载电子设备在复杂电磁环境下的电磁安全性设计情况,表明机载电子设备开展电磁环境安全性设计的重要性和必要性。     

基于积分方程等效电路和BLT方程的传导耦合效应仿真分析

提出了基于积分方程等效电路和Baum-Liu-Tesche(BLT)方程的电磁脉冲传导耦合效应分析方法, 建立外部电磁干扰等效源模型, 提取等效电流和阻抗参数.对内部含复杂传输线网络和集成电路插件的电子设备建立了电磁拓扑模型, 采用BLT方程分析电磁脉冲响应.仿真分析了内部传输线连接关系、外部信号线长度和半径大小、节点负载等因素对传导耦合效应的影响.将计算结果和商用电磁仿真软件CST的结果进行了对比, 分析了所提方法的有效性, 可为电子设备电磁脉冲防护设计提供参考.     

装联工艺中低频电缆组件的电磁兼容问题

随着电子信息技术的发展,越来越多的电子设备系统都有电磁兼容性要求.低频电缆组件作为电子设备的组成部分,其电磁兼容问题尤为重要.从线缆的选取、导线屏蔽层的处理和电缆屏蔽层与机箱的搭接三方面论述了电缆组件制造和与系统装联时应遵循的电磁兼容工艺要求,并介绍了一些行之有效的工艺处理方法.     

用频装备带内双频窄谱电磁辐射阻塞干扰效应预测模型

针对传统单频连续波电磁辐射敏感度试验方法无法满足用频装备多辐射源共同作用下复杂电磁环境适应性评估的技术需求，本着有限目标的原则，对用频装备在带内双频窄谱电磁辐射作用下的阻塞干扰效应预测问题进行了研究.从用频装备单频和调幅连续波敏感度试验数据出发，基于用频装备带内电磁能量耦合及共性干扰、损伤作用机理分析，研究了有效值敏感和峰值敏感两类用频装备带内双频窄谱电磁辐射阻塞干扰效应预测模型并提出了预测方法，给出了受试用频装备适用预测模型的判定方法，并以某型超短波通信电台为受试对象，试验验证了模型及方法的有效性.研究结果表明:本文提出的模型和方法可有效应用于用频装备在带内双频电磁辐射作用下的阻塞干扰效应预测和评估.     

机载电子设备接口电路的雷电防护设计

随着对机载电子设备可靠性要求的提高,机载电子设备接口电路的雷电防护设计显得越来越重要.本文介绍了机载电子设备接口电路的雷电防护设计,分析了其雷电防护方法,给出了计算公式并指出了设计中需注意的问题.