電子裝備機電耦合研究的現狀與發展

摘 要 隨著現代科技的不斷發展，我國的電子行業取得了相當大的成就，其中高精度電子裝備得到了廣泛的應用，被應用于陸、海、空等多個領域當中，在此種情況下，就需要對其裝備當中存在的機電耦合問題作出分析，從而提出相對應的改善措施，最終提高我國電子行業的技術。本文首先對電子裝備機電耦合進行了概述，其次分析了其具體的發展趨勢。

關鍵詞 電子裝備 機電耦合 現狀發展

隨著現代化技術的不斷發展和提高，高性能的復雜機電裝備在我國得到了廣泛的應用。在機電裝備的運行過程當中，需要最大限度地保證其機械性能的功效運轉，從而可以最大限度地利用其電磁性能。除此之外，要對電子裝備在運行當中產生的耦合現象作出全面的分析和了解，在此基礎上采取針對性的措施來預防，最終提升其裝備運行的效率。

一、電子裝備機電耦合

電子裝備具備了相對較高的性能，得到了很多行業的充分應用。機電設備的運行離不開機和電，機電設備可分為以機械為主和以電性能為主兩類。電子裝備是一個機電結合的系統，其主要的特點就是機電耦合，機械結構與電磁之間存在著相互影響、相互依存的關系。在高精度電子裝備的性能實現過程中，需要對其機械、電磁以及傳熱等多方面的設計和制造水平作出分析，并且還要最大限度地實現其功能的設計質量。在現階段，我國的電子裝備的機電耦合在實際運行的過程中出現了各種各樣的問題，主要為以下幾個方面：

在部件級方面，主要包括超聲換能器、磁通感應加熱設備、感應電機、波紋喇叭波導這幾個方面。其中在超聲換能器當中，可以實現寬帶的傳輸，利用傳輸機械能對其中所存儲的能量比值進行傳輸，最終可以證明換能器中的串聯電容對機電耦合系數無影響。在磁通感應加熱設備方面，需要對感應器作出優化設計，主要是利用對其電流和熱的耦合問題作出的實際分析，來對其相對應的能量分布作出感應。

在系統級方面，關于電子裝備的機電耦合方面的研究相對較少，比如在對通信衛星的天線研究當中，一般都會應用輕質的多波束來進行反射，但是此種情況對天線增益的影響是相當大的，因此需要利用波束陣列的饋源來實現對其的補償。

二、高精度電子裝備機電耦合研究發展趨勢

上文對電子裝備的機電耦合研究現狀作了分析和研究，下文將在此基礎上對其未來的發展趨勢作出嚴格分析。

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展。在現階段，利用米波、厘米波來進行數據信息的探測已經得到了相當廣泛的應用。

在極端環境方面，比如在航空、航天、航海領域當中，電子裝備在運行當中的工作環境是相當惡劣的，并且在科學技術不斷發展的今天，常規工作已經逐漸向更多的領域發展，比如南北極、臨近空間、外太空、深海等極端服役環境。在此種情況下，就需要對電子裝備的質量和要求進行全面的改善。

其次在寬頻帶、多波段、高增益等方面。電子設備需要保持相應的狀態，比如在應用大型的射電望遠鏡的過程當中，工作頻率需要保持在200MHz ～ 117GHz的范圍內，甚至是更大的范圍。在同一個天線運行工作的過程中，可以對多個波段作出分析。其中高功率的電子設備，比如高功率微波傳輸、衛星上的設備等，在實際的運行當中需要保證其體積不變的情況下，對其發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計和制造，在保持其加工精度不斷提高的情況下，對全新的材料以及結構進行研究和探索。

同時，在高密度、小型化的研究方面，已經逐漸轉向了體積更小以及密度更大的狀態，從而從根本上解決電子裝備當中的機電耦合問題。并且，在快響應、高指向精度方面，需要在實際的運行過程當中對電子裝備作出分析和研究，提升裝備自身的機動性和相對應速度，從而快速跟蹤電子裝備的同時，對電子設備的問題發生的位置進行精確的定位。例如，某艦載近程反導武器系統的雷達天線座與穩定平臺，要求其具有極高的快速性、低速平穩性及定位精確性。

三、結語

在現代科技中，電子裝備屬于一種高精度復雜的系統，可以對電的性能進行全面分析。在實際的運行過程當中，電子裝備的機電耦合問題需要根據實際情況來解決，以保證其機械性能的充分發揮，最終形成電子裝備機電領域自身的設計方法體系。

（作者單位為北票市職教中心）

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

參考文獻

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