引　言

在现代战争中，随着网络化技术的发展，侦察和干扰敌方通信设备的电子战日益重要，电子战卫星是掌握、夺取和控制空间电磁权的重要手段，其作用是其他侦查手段无法替代的，可实现对境外特定区域长期、连续的监视，为战略决策提供依据。

星载电子设备便是为实现各种既定战术目标而安装在卫星平台上的电子设备，其结构总体设计必须要对卫星平台和空间环境具有清晰的概念，充分了解其特殊性，并在系统结构总体设计过程中有针对性的开展相关设计工作。

与一般电子设备的结构设计不同，星载平台的特殊性直接影响着星载电子设备的结构总体设计，并在设计方法和设计内容上体现出不同。

图1所示的BMD也可以看作是依据矩对函数f=x1x2⊕x2x3进行的线性分解[12]，结点的实线边表示函数f随该变量线性变化的部分，而虚线边则表示函数f不依赖于该变量的部分.

本文结合某型号星载电子设备的结构总体设计，介绍了结构总体布局设计、电子设备结构构型设计、材料选用及环境适应性等方面内容，对类似项目具有参考价值。

1　平台及环境特点

1.1　真空环境

卫星在轨运行时，处于真空环境，除载人航天器外，一般卫星均为非气密结构。由于卫星内部的载荷舱为真空环境，所以在地面经常利用空气对流散热的各种措施不适用，即使在有空气的密封环境中，由于微重力的影响，空气的自然对流散热也已不存在，在地面上散热效果很差的辐射传热成为重要的散热方式[1]。

例 6：I saw that turbulent emotions possessed her,so I asked what I thought would be some sedative questions about her little girl.

1.2　热环境

安装于卫星舱内的设备，由于受到星体的遮挡，不直接面对轨道热源和冷空间，其温度范围主要由卫星载荷舱热控确定，本系统舱内电子设备工作温度范围为-10 ℃～+55 ℃。

安装于舱外的设备，由于直接面对轨道热源和冷空间，其工作温度范围和轨道、热容量、表面热控涂层密切相关。本系统舱外电子设备工作温度范围为-70 ℃～+70 ℃。

1.3　空间辐射环境

近地空间的带电粒子辐射是对星载电子系统具有严重威胁的环境因素，主要包括地球辐射带、太阳宇宙线、银河宇宙线、等离子体等，并且与太阳活动密切相关。空间带电粒子与星载电子系统的电子元器件及材料发生相互作用，产生各种辐射效应，从而产生不良影响。就目前的认识而言，对星载电子设备影响较大的空间辐射效应主要为总剂量效应和单粒子效应。

1.4　卫星平台特性

卫星平台不同于飞机、舰船、车辆等平台，具有其特殊性：在卫星发射阶段的冲击、振动条件恶劣；对有效载荷的尺寸、功耗及重量要求非常严格；对设备的可靠性和安全性要求非常高，对维修性要求相对不高[2]。

2　结构设计

2.1　结构总体布局

该型号星载电子设备由接收处理机和天线阵组成。接收处理机安装于卫星载荷舱底板，天线阵安装与星体对地面，如图1所示。

图1　设备安装示意图

2.2　结构构型设计

接收处理机由多个模块直接拼接组成，模块之间设计嵌装导电橡胶衬垫，用来提高电磁屏蔽性能及结构可靠性[3]。设备固定支脚设计在模块底部，模块之间通过长螺杆组合，模块之间的电气连接通过安装于模块侧面的母板实现，如图2所示。

图2　接收处理机示意图

这种模块拼装结构取消了常规的机箱框架，重量较轻，而且模块可采用异型结构，减少了尺寸和重量的浪费。同时，模块直接与安装面接触，具有最短的散热路径。这些特性非常适应对重量、尺寸要求非常严格的星载设备，在很多航天项目上得到了应用。

本系统中，安装于载荷舱接收处理机表面进行黑色阳极氧化处理；安装于星体外的天线，涂覆白色热控漆。

2.3　结构接口设计

设备外形设计应适应卫星空间布局要求，接收处理机高度为220 mm(一般航天产品建造者规范要求不大于260 mm)，对外电连接器插头(座)应布局于设备顶部(平行于设备安装面)。

设备采用安装凸耳的形式进行安装，并且直接安装于卫星结构上，凸耳必须根据卫星的相关规定进行设计。连接点数应根据设备的质量和热控要求，以有利于设备的热环境及力学环境为目标。

2.4　表面处理

设备应根据所使用的材料、所处的空间环境条件进行表面处理，可选择本色、光亮或黑色阳极氧化、涂覆热控漆等。如无热控需要，不锈钢、铍合金、玻璃纤维不需要进行表面处理；除有特殊(如隔热)要求外，星载电子设备的接触面应做导电处理。

渠道预制混凝土板衬砌糙率取0.017，沿线土质多为粉土、黏土、粉质黏土，当渠道设计水深在小于1m时，填方渠道的内边坡需≥1.25［3］。结合渠道土质及项目区的实际运行经验，确定渠道内外边坡系数均取1.5。按照设计流量，本次渠堤宽度取1.0m。4、5级渠道岸顶超高计算如式（1）：

2.5　材料选用

星载电子设备必须谨慎选用材料，尽量选用目录内或经过飞行验证的材料，避免选用禁(限)用材料。若选用目录外或未经飞行验证的材料，应经过相关试验验证，并报卫星总体批准。

本系统的结构材料选用5A05铝合金，紧固件选用航天等级的不锈钢紧固件；导热填料优选T-flex系列导热衬垫及D-3导热脂等。

3　环境适应性设计

星载电子设备环境适应性包括热设计、抗力学环境设计、三防等多方面内容，本文主要从具有星载特点的几个方面进行论述。

3.1　热设计

卫星热控保障载荷安装板处于工作温度范围，数字接收处理机的热设计就是通过热传导和辐射将设备内部元器件的热量传输到安装板，保证元器件工作温度保持在安全的范围内，并满足元器件一级降额要求[4]。

设备热设计时，采用以下措施：

当这240名留守儿童被问及“你会在语文课堂上举手发言、主动表达自己的想法吗”时，有11.7%的儿童的回答是“经常”，有20.8%的儿童的回答是“有时”，其余67.5%的儿童则回答“几乎不”和“从不”。我们知道，由于长期与父母分离和缺乏沟通，生活上缺少来自爸爸妈妈必要的关爱，加上常受到周围孩子的歧视、排挤和欺辱等，留守儿童缺少倾诉和寻求帮助的对象，不愿意与外界接触，所以大部分留守儿童沉默内向。这种内向自卑的性格导致大部分留守儿童在语文课堂上不爱发言，缺少表达自己想法的欲望，这使得他们的口头表达能力不强，对于想表达的事物不能完整描述。

因此，《唐虞之道》、《忠信之道》、《语丛》三组之外的13篇文献方可作为比较典型的楚地语料来使用。辨析性质，离析语料的工作是出土文献整理中非常重要的一环，它直接决定了研究结论的准确性。

1)尽量选用导热系数较高的材料；

2)优化结构，尽可能减少传导热阻和接触热阻；

6)电缆应采用线夹或点胶方式可靠固定；

3)元器件热耗较大或热流密度较高时，选择导热性能较好的金属基底或陶瓷基底印制板；

处理模块中的大功率FPGA芯片是数字接收处理机性能的基础，一旦该芯片散热不畅，性能就会骤降。为提高芯片散热能力，在芯片顶部安装导热衬垫，让一部分热量通过芯片顶部传至腔体结构[5]。

4)优化印制板上元器件的布局，避免局部热耗集中；

星载电子设备通过凸耳与星体直接刚性安装，必须经受运载火箭的剧烈冲击和振动考验，通常要求其基频高于100 Hz。

5)热耗大的元器件安装于金属结构上或提供额外的传导路径；

天线为无源设备，其热设计主要考虑选用满足温度要求的材料，如选用耐低温的电缆、焊锡等。

7)提高设备安装面的平面度、粗糙度要求，保证与热控安装板的可靠接触；

8)依据热控要求，选择合适的表面处理。

本设计中的射频芯片采用德州仪器(TI)ZigBeeSOC射频芯片CC2430F128，在单个芯片上整合了ZigBee 射频(RF)前端、内存和微控制器。片上集成高性能8051内核、128 kB可编程闪存和8kB的RAM，ADC，USART等，支持ZigBee协议栈[5]。

为确定数字接收处理机内部元器件能否在工作温度下满足一级降额要求，采用Flotherm软件进行了热仿真计算，热分析模型见图3。热边界温度设定为55 ℃，数字接收处理机热耗较大的处理模块、射频模块温度云图见图4～图5所示。仿真结果显示FPGA芯片最高壳温77.7 ℃，所有元器件均满足结温一级降额要求。

图3　热仿真模型

图4　处理模块温度云图

图5　射频模块温度云图

6)合理使用导热填充材料，降低接触热阻；

3.2　抗力学环境设计

生命是一个创造的过程，也是一个积淀的过程，每个人无时无刻不在为自己的人生埋下“伏笔”。在平凡的生活中，我们只有尽可能地积聚力量，不断奠定坚实的人生基础，才会散发出耀眼的光芒，实现自身的飞跃。毛竹的精神是令人钦佩的，我们要做一夜之间蹿入云霄的毛竹，就要拥有毛竹的气度：沉得住底气、耐得住寂寞，俯下身子、站稳脚步，积聚能量、蓄势待发。一旦时机成熟，定会拔地而起。

他发信息给方晓倩:她怀孕了。方晓倩打来电话，他犹豫了一下，接起来:“恭喜你呀，要当爸爸了。”没有明显的喜和悲，他听不出她的情绪。她说:“再见。”

结构设计时主要考虑以下内容：

农业面源污染控制技术体系构建是一项复杂的系统工程，需要充分考虑库区自然生态和社会经济差异、农户生活生产方式和环境意识差异和对生活质量要求等因素；要遵循因地制宜的原则，结合库区生态环境特点和农业面源污染发生特征，以“水、土、热、气、肥”5要素的综合控制为主线，来构建农业面源污染控制技术体系。

1)选择力学性能较好的结构构型；

2)优化布局，尽量降低重心高度；

3)尽可能采用结构加强筋的方式提高自身刚度；

灾害发生后，舟曲县利用高音喇叭和防空警报发出紧急疏散撤离的预警信号，第一时间紧急启动突发公共事件总体应急预案。时间就是生命，迅速响应永远是应急管理的基本要求。但也有监测预警失败和应急准备不足的问题，更表明有效预警的重要性。

4)设计合理的固定间距以保证印制板的刚度；在电性能允许的情况下，可采用D04硅胶进行整体或局部灌封；

5)元器件、紧固件等采取可靠的加固及防松措施；

可以进入查看各级气象部门提供的气象观测资料、热带气旋、台风路径等各类信息并在平台发布，界面进行测距、定位分析操作，实时了解台风位置、路径、预测和风圈，实现24小时、48小时预警，还可查看指定年份历史台风路径；系统显示当前最新卫星云图，包括云图的实时采集显示、时段查询、放大缩小、动画播报等功能，还可以打开气象预报了解气象信息。

7)印制板相邻两个固定点的距离一般不超过75 mm。

在设计过程中，需要进行强度方面的仿真计算以验证设计能否满足要求。我们用Ansys进行了接收处理机的随机振动仿真，其最恶劣方向的应力分析结果见图6、图7。

太阳风？太阳上面也会刮风吗？是的，太阳也有自己的大气系统，因此当然会刮风。帕克太阳探测器的飞行目标就是太阳的外围大气系统，这个系统的名字叫做日冕。虽然帕克的飞行目的地还不是太阳的深处，但是能够到达日冕位置，已经是人类太阳探测历史上的最近距离了。

图6　整机振动应力图

图7　印制板振动应力图

根据仿真结果，整机一阶固有频率为240 Hz，满足基频高于100 Hz的要求，且数字接收处理机的结构件和印制板的强度满足设计要求。

3.3　抗空间辐射设计

由于空间辐射环境的特殊性，因此设备在结构设计时，必须考虑抗辐射加固设计，并遵循平衡加固的原则。结构设计上，主要针对总剂量辐射效应进行加固设计。依据总体提供的辐射剂量-屏蔽厚度对照表，结构设计时优先考虑合理布局、构件的屏蔽等措施，必要时增加抗辐射屏蔽罩，以满足元器件抗辐射要求[6]。

数字接收处理机的FPGA芯片为工业级，不满足系统抗辐射指标要求，需要进行抗辐射加固设计，具体加固方式如图8所示。

图8　抗辐射加固示意图

通过布局、屏蔽等加固等设计后，本系统元器件均满足辐射设计余量RDM不小于2.5的要求。

3.4　电磁兼容的结构设计

卫星平台集成了大量设备和电缆，要能够互不干扰的正常工作，必须对整个系统进行合理有效的电磁兼容管理和设计[7]。

结构设计时主要考虑以下内容：

1)总体布局考虑产品的电磁兼容性因素；

2)进行严格的屏蔽设计，保证设备壳体的导电连续性；

3)做好电缆的电磁兼容管理，穿舱电缆处理好接地和缝隙封堵；

4)做好设备与卫星之间的良好接地和搭接，设备一般通过底板或接地桩实现与卫星安装平台的接地，搭接电阻要求小于10 mΩ。

4　结束语

本文基于星载电子设备结构设计的特殊性，充分考虑了结构设计的“卫星化”工作，研究并应用了适应卫星平台的结构构型、大功率芯片散热、抗空间辐射加固等技术，很好地解决了设备体积、重量，散热及空间辐射等主要矛盾。

三是事中事后监管改革成效很大，“双随机一公开”推进顺利，但是，环境影响评价弱化厉害。一些地方以简政放权的名义，在审批时限上大打折扣，甚至推行“零审批”制度，环境影响评价难以严格风险关，这为环境保护许可证制度的顺利实施埋下了隐患。

在结构设计过程中，应用Flotherm、Ansys等仿真软件，通过仿真计算和优化，确保了设计的有效性、合理性。产品满足了系统的指标要求，顺利通过了各种环境试验考验。

参 考 文 献

[1]　田文华, 过九镕. 卫星热控制技术[M]. 北京: 宇航出版社, 1991.

[2]　曾斌. 航天电子设备的结构设计[J]. 电子机械工程, 2008, 24(5): 5-7, 10.

[3]　邱成锑, 赵惇殳, 蒋全兴. 电子设备结构设计原理[M]. 南京: 东南大学出版社, 2005.

[4]　丁连芬, 译. 电子设备可靠性热设计手册[M]. 北京: 电子工业出版社, 1989.

[5]　朱金飚. 一种星载电子设备散热结构的设计与优化[J]. 电子机械工程, 2008, 24(4): 11-13.

[6]　程国辉. 星载通信电子侦查设备总剂量辐射效应及结构加固技术[J]. 通信对抗, 2004(4): 48-50.

[7]　王志成. 星载电子设备试验的电磁干扰三要素分析[J]. 无线电工程, 2009, 39(6): 49-51.