電子裝備機(jī)電耦合研究的現(xiàn)狀與發(fā)展

摘 要 隨著現(xiàn)代科技的不斷發(fā)展，我國(guó)的電子行業(yè)取得了相當(dāng)大的成就，其中高精度電子裝備得到了廣泛的應(yīng)用，被應(yīng)用于陸、海、空等多個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，在此種情況下，就需要對(duì)其裝備當(dāng)中存在的機(jī)電耦合問(wèn)題作出分析，從而提出相對(duì)應(yīng)的改善措施，最終提高我國(guó)電子行業(yè)的技術(shù)。本文首先對(duì)電子裝備機(jī)電耦合進(jìn)行了概述，其次分析了其具體的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞 電子裝備 機(jī)電耦合 現(xiàn)狀發(fā)展

隨著現(xiàn)代化技術(shù)的不斷發(fā)展和提高，高性能的復(fù)雜機(jī)電裝備在我國(guó)得到了廣泛的應(yīng)用。在機(jī)電裝備的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，需要最大限度地保證其機(jī)械性能的功效運(yùn)轉(zhuǎn)，從而可以最大限度地利用其電磁性能。除此之外，要對(duì)電子裝備在運(yùn)行當(dāng)中產(chǎn)生的耦合現(xiàn)象作出全面的分析和了解，在此基礎(chǔ)上采取針對(duì)性的措施來(lái)預(yù)防，最終提升其裝備運(yùn)行的效率。

一、電子裝備機(jī)電耦合

電子裝備具備了相對(duì)較高的性能，得到了很多行業(yè)的充分應(yīng)用。機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行離不開機(jī)和電，機(jī)電設(shè)備可分為以機(jī)械為主和以電性能為主兩類。電子裝備是一個(gè)機(jī)電結(jié)合的系統(tǒng)，其主要的特點(diǎn)就是機(jī)電耦合，機(jī)械結(jié)構(gòu)與電磁之間存在著相互影響、相互依存的關(guān)系。在高精度電子裝備的性能實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，需要對(duì)其機(jī)械、電磁以及傳熱等多方面的設(shè)計(jì)和制造水平作出分析，并且還要最大限度地實(shí)現(xiàn)其功能的設(shè)計(jì)質(zhì)量。在現(xiàn)階段，我國(guó)的電子裝備的機(jī)電耦合在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)了各種各樣的問(wèn)題，主要為以下幾個(gè)方面：

在部件級(jí)方面，主要包括超聲換能器、磁通感應(yīng)加熱設(shè)備、感應(yīng)電機(jī)、波紋喇叭波導(dǎo)這幾個(gè)方面。其中在超聲換能器當(dāng)中，可以實(shí)現(xiàn)寬帶的傳輸，利用傳輸機(jī)械能對(duì)其中所存儲(chǔ)的能量比值進(jìn)行傳輸，最終可以證明換能器中的串聯(lián)電容對(duì)機(jī)電耦合系數(shù)無(wú)影響。在磁通感應(yīng)加熱設(shè)備方面，需要對(duì)感應(yīng)器作出優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要是利用對(duì)其電流和熱的耦合問(wèn)題作出的實(shí)際分析，來(lái)對(duì)其相對(duì)應(yīng)的能量分布作出感應(yīng)。

在系統(tǒng)級(jí)方面，關(guān)于電子裝備的機(jī)電耦合方面的研究相對(duì)較少，比如在對(duì)通信衛(wèi)星的天線研究當(dāng)中，一般都會(huì)應(yīng)用輕質(zhì)的多波束來(lái)進(jìn)行反射，但是此種情況對(duì)天線增益的影響是相當(dāng)大的，因此需要利用波束陣列的饋源來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)其的補(bǔ)償。

二、高精度電子裝備機(jī)電耦合研究發(fā)展趨勢(shì)

上文對(duì)電子裝備的機(jī)電耦合研究現(xiàn)狀作了分析和研究，下文將在此基礎(chǔ)上對(duì)其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)作出嚴(yán)格分析。

首先在極高頻段方面，需要最大限度地滿足其大通信容量、高傳輸速率及高分辨率的需求，因此需要不斷提升電子裝備的工作頻率，比如可以從微波、毫米波向亞毫米波甚至太赫茲波的方向發(fā)展。在現(xiàn)階段，利用米波、厘米波來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的探測(cè)已經(jīng)得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。

在極端環(huán)境方面，比如在航空、航天、航海領(lǐng)域當(dāng)中，電子裝備在運(yùn)行當(dāng)中的工作環(huán)境是相當(dāng)惡劣的，并且在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展的今天，常規(guī)工作已經(jīng)逐漸向更多的領(lǐng)域發(fā)展，比如南北極、臨近空間、外太空、深海等極端服役環(huán)境。在此種情況下，就需要對(duì)電子裝備的質(zhì)量和要求進(jìn)行全面的改善。

其次在寬頻帶、多波段、高增益等方面。電子設(shè)備需要保持相應(yīng)的狀態(tài)，比如在應(yīng)用大型的射電望遠(yuǎn)鏡的過(guò)程當(dāng)中，工作頻率需要保持在200MHz ～ 117GHz的范圍內(nèi)，甚至是更大的范圍。在同一個(gè)天線運(yùn)行工作的過(guò)程中，可以對(duì)多個(gè)波段作出分析。其中高功率的電子設(shè)備，比如高功率微波傳輸、衛(wèi)星上的設(shè)備等，在實(shí)際的運(yùn)行當(dāng)中需要保證其體積不變的情況下，對(duì)其發(fā)射功率做出最大的改善。因此在這種情況下，就需要全面分析和掌握其中的電子裝備的設(shè)計(jì)和制造，在保持其加工精度不斷提高的情況下，對(duì)全新的材料以及結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究和探索。

同時(shí)，在高密度、小型化的研究方面，已經(jīng)逐漸轉(zhuǎn)向了體積更小以及密度更大的狀態(tài)，從而從根本上解決電子裝備當(dāng)中的機(jī)電耦合問(wèn)題。并且，在快響應(yīng)、高指向精度方面，需要在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中對(duì)電子裝備作出分析和研究，提升裝備自身的機(jī)動(dòng)性和相對(duì)應(yīng)速度，從而快速跟蹤電子裝備的同時(shí)，對(duì)電子設(shè)備的問(wèn)題發(fā)生的位置進(jìn)行精確的定位。例如，某艦載近程反導(dǎo)武器系統(tǒng)的雷達(dá)天線座與穩(wěn)定平臺(tái)，要求其具有極高的快速性、低速平穩(wěn)性及定位精確性。

三、結(jié)語(yǔ)

在現(xiàn)代科技中，電子裝備屬于一種高精度復(fù)雜的系統(tǒng)，可以對(duì)電的性能進(jìn)行全面分析。在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，電子裝備的機(jī)電耦合問(wèn)題需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)解決，以保證其機(jī)械性能的充分發(fā)揮，最終形成電子裝備機(jī)電領(lǐng)域自身的設(shè)計(jì)方法體系。

（作者單位為北票市職教中心）

[作者簡(jiǎn)介：張振友（1960—），男，遼寧北票人，北票市職教中心講師，研究方向：機(jī)電一體化。]

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