本書較系統地回顧了電子機械工程的發展歷程與代際演進，梳理了電子機械與常規機械的異同點，闡述了電子機械工程的主要內涵、基本原理、方法與應用，涉及機電耦合基礎、機電耦合設計、機電集成制造、機電耦合測試與評價、電子裝備綜合設計軟件平臺、典型應用與未來發展趨勢等。
段寶巖，中國工程院院士，長期從事電子機械工程的教學與科研工作，發表論文400余篇，國際會議邀請報告10余次，著書6部，授權發明專利40余項。以第一完成人獲國家科技進步一等獎1項、二等獎3項，入選2009年度科學中國人，2012年獲何梁何利科技成果獎，2017年獲中科院杰出科技成就獎與中國好設計金獎，2018年獲亞洲結構與多學科優化終身成就獎。曾被授予全國"五一”勞動獎章（2003）、全國勞動模范（2005）、全國師德先進個人（2004）、全國留學回國人員成就獎（2003）、全國優秀科技工作者（2011）等稱號。
目 錄
第1章 緒論 1
1.1 電子機械工程發展歷程 1
1.1.1 電子機械工程與電子裝備 1
1.1.2 電子機械一甲子 3
1.1.3 電子裝備機械結構設計存在的問題 5
1.2 電子機械工程科學與技術問題 7
1.2.1 機電耦合理論與技術 7
1.2.2 電子裝備的環境（熱、沖擊、EMC）適應性與可靠性 8
1.2.3 電氣互聯與智能制造技術 8
1.2.4 特種電子裝備 9
1.2.5 電子裝備機電耦合設計 10
1.2.6 電子裝備的測試與評價方法 11
1.3 電子機械工程發展趨勢 11
第2章 機電耦合基礎 14
2.1 概述 14
2.2 電磁場、結構位移場、溫度場描述方程 15
2.2.1 電磁場 15
2.2.2 結構位移場 16
2.2.3 溫度場 16
2.3 多物理場耦合問題數學模型建立思路 17
2.4 幾種典型電子裝備場耦合理論模型 19
2.4.1 反射面天線 19
2.4.2 平板裂縫天線 22
2.4.3 有源相控陣天線 23
2.4.4 高密度機箱機柜 34
2.5 非線性機械結構因素對電性能的影響 36
2.5.1 平板裂縫天線 36
2.5.2 有源相控陣天線 48
2.6 非線性機械結構因素對天線伺服系統性能影響 51
2.6.1 間隙對伺服系統性能的影響 51
2.6.2 摩擦對伺服系統性能的影響 54
2.6.3 伺服實驗臺的研制與實驗驗證 56
第3章 機電耦合設計 59
3.1 概述 59
3.2 多學科分析方法 60
3.2.1 基本分析方法 60
3.2.2 多場間信息傳遞的準確性與完備性 62
3.2.3 多物理場網格匹配 63
3.2.4 機電兩場之間的網格轉換與信息傳遞 65
3.2.5 機電熱三場之間的網格轉換與信息傳遞 66
3.3 基于機電耦合技術的多學科設計優化 67
3.3.1 多學科設計優化問題 67
3.3.2 多學科設計優化的基本策略 68
3.3.3 多學科設計優化模型的建立 70
3.3.4 多學科設計優化的求解策略與方法 73
3.3.5 基于統一設計向量的多物理場耦合問題優化設計 74
第4章 機電集成制造 76
4.1 概述 76
4.2 基于3S的微系統制造技術 77
4.2.1 SoC、SiP、SoP的特點 78
4.2.2 基于3S的5G天線與射頻前端制造技術 80
4.2.3 SiP技術在無線功率傳輸發射天線中的應用 81
4.3 微波器件3D打印技術 83
4.3.1 微波器件3D打印的典型應用 84
4.3.2 基于3D打印的低溫共燒陶瓷制造技術 87
4.4 電氣互聯技術 89
4.4.1 表面貼裝技術 90
4.4.2 三維互聯技術 95
第5章 機電耦合測試與評價 100
5.1 概述 100
5.2 測試技術 101
5.2.1 測試因素耦合度 101
5.2.2 典型案例機電耦合測試技術 104
5.2.3 典型案例機電耦合綜合測試 112
5.3 評價方法 114
5.3.1 基于耦合理論模型和影響機理的正確性驗證 114
5.3.2 基于耦合理論模型與影響機理的成效評價 118
5.3.3 典型案例機電耦合綜合評價 120
第6章 電子裝備綜合設計軟件平臺 127
6.1 概述 127
6.2 機電熱三場耦合分析分系統 130
6.2.1 基本思路與框架 130
6.2.2 場耦合分析交互界面 132
6.2.3 數據交換接口 132
6.2.4 綜合軟件分系統 133
6.3 結構因素對電性能影響機理分系統 136
6.3.1 基本思路與框架 136
6.3.2 天饋系統影響機理分系統 137
6.3.3 伺服系統影響機理分系統 137
6.4 機電耦合綜合測試與評價分系統 140
6.4.1 基本思路與框架 140
6.4.2 工作流程 141
6.4.3 數據庫 141
6.4.4 綜合測評分系統 144
第7章 典型工程應用案例 150
7.1 概述 150
7.2 中國天眼FAST 500m球面射電望遠鏡天線 150
7.2.1 背景知識 150
7.2.2 應用情況 151
7.3 深空探測66m反射面天線 152
7.3.1 背景知識 152
7.3.2 應用情況 153
7.4 機載高密度機箱 153
7.4.1 背景知識 153
7.4.2 應用情況 155
第8章 挑戰與展望 156
8.1 概述 156
8.2 極端頻率 156
8.2.1 極高頻率 156
8.2.2 極低頻率 157
8.3 極端環境 157
8.3.1 空間極端環境 157
8.3.2 深海極端環境 157
8.3.3 南極極端環境 158
8.4 極端功率 158
8.4.1 微波高功率傳輸 158
8.4.2 高功率電子戰 159
參考文獻 160
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