本文關(guān)鍵詞：空間光學(xué)串并轉(zhuǎn)換模塊的熱管理及抗輻照特性研究

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【摘要】：空間激光通信技術(shù)相比于微波通信技術(shù)具有速度快、體積小、保密性強(qiáng)、發(fā)散角小等優(yōu)點(diǎn),是解決通信速率難題的關(guān)鍵技術(shù)�？臻g激光通信受惡劣天氣影響被迫中斷的情況下,需要啟用微波通信實(shí)現(xiàn)星地信息的實(shí)時(shí)傳輸。然而星地微波通信單通道信息傳輸速率受頻帶資源限制,目前,即使在Ka波段信息的傳輸帶寬也只有1.5 GHz。高速激光通信數(shù)據(jù)需要經(jīng)過降速處理才能通過微波通信傳輸?shù)降孛嬲�。因此空間激光通信和微波通信傳輸能力的不匹配問題亟待解決。利用光學(xué)串并轉(zhuǎn)換模塊將高速串行的光信號轉(zhuǎn)換為多路低速并行的光信號,然后再進(jìn)行處理是一種有效的解決方案。光學(xué)串并轉(zhuǎn)換單元作為衛(wèi)星有效載荷,在真空工作環(huán)境下的模塊的熱耗將嚴(yán)重影響模塊工作性能,因此空間中的光學(xué)串并轉(zhuǎn)換模塊的熱管理就顯得意義重大。針對光學(xué)串并轉(zhuǎn)換模塊散熱問題,本文利用ANSYS軟件,對光學(xué)串并轉(zhuǎn)換模塊中部分高發(fā)熱器件：電源、FPGA、放大器、激光器、光模塊進(jìn)行了充分的熱分析后,對模塊二層放置的器件,激光器和光模塊進(jìn)行組合熱分析,進(jìn)而對串并轉(zhuǎn)換模塊整體進(jìn)行熱分析。為提升熱管理效果,選用了導(dǎo)熱系數(shù)較高的銅導(dǎo)熱板,保證系統(tǒng)運(yùn)行過程中溫度維持在正常工作范圍內(nèi),同時(shí)使系統(tǒng)重量控制在一定限度。根據(jù)現(xiàn)有串并轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu),研究了恒溫板的溫度對光學(xué)串并轉(zhuǎn)換模塊整體熱場分布的影響,在恒溫板15℃情況下,模塊整體溫度上升控制在10℃以內(nèi),能夠在空間環(huán)境下正常工作。與此同時(shí),考慮到空間特殊環(huán)境,需要對光學(xué)串并轉(zhuǎn)換模塊的抗輻照能力進(jìn)行研究,選取激光器為對象進(jìn)行輻照實(shí)驗(yàn)。在不同輻照總劑量下,測試激光器的性能變化,以便將此應(yīng)用于光學(xué)串并轉(zhuǎn)換模塊空間輻照特性研究。
【關(guān)鍵詞】：空間激光通信 光學(xué)串并轉(zhuǎn)換 散熱性能 抗輻照能力
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.1
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 引言8-11
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 光學(xué)串并轉(zhuǎn)換模塊的散熱問題9
• 1.3 論文研究目的與主要內(nèi)容9-11
• 2 熱分析基本理論11-18
• 2.1 熱分析方法及工具11-12
• 2.2 熱傳遞基本方式12-15
• 2.2.1 熱傳導(dǎo)12-14
• 2.2.2 熱對流14-15
• 2.2.3 熱輻射15
• 2.3 熱分析的分類15-16
• 2.3.1 穩(wěn)態(tài)熱分析15
• 2.3.2 瞬態(tài)熱分析15-16
• 2.4 熱分析的邊界條件與初始條件16
• 2.5 材料基本屬性16-17
• 2.6 本章小結(jié)17-18
• 3 ANSYS熱分析18-44
• 3.1 ANSYS軟件介紹18-19
• 3.2 ANSYS熱分析步驟19
• 3.3 串并轉(zhuǎn)換模塊中主要發(fā)熱器件的熱管理19-30
• 3.3.1 電源20-21
• 3.3.2 FPGA21-23
• 3.3.3 放大器23-24
• 3.3.4 激光器24-27
• 3.3.5 光電接收模塊27-30
• 3.4 串并轉(zhuǎn)換模塊上層結(jié)構(gòu)的熱分析及熱管理30-32
• 3.5 串并轉(zhuǎn)換模塊的熱分析及熱管理32-36
• 3.6 恒溫板對熱管理的影響36-41
• 3.6.1 恒溫板溫度對FPGA的影響36-37
• 3.6.2 恒溫板溫度對激光器的影響37-39
• 3.6.3 恒溫板溫度對串并轉(zhuǎn)換模塊的影響39-41
• 3.7 串并轉(zhuǎn)換模塊的重新布局41-43
• 3.8 本章小結(jié)43-44
• 4 激光器輻照實(shí)驗(yàn)研究44-47
• 4.1 空間輻射分析44
• 4.2 抗輻照方法與措施44-45
• 4.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)45-46
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及結(jié)論46-47
• 結(jié)論47-49
• 參考文獻(xiàn)49-51

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張健忠;常昌遠(yuǎn);;樹型結(jié)構(gòu)串并轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)[J];電子與封裝;2007年10期

2 黃擘;;多路串并轉(zhuǎn)換在超寬帶系統(tǒng)中的應(yīng)用[J];信息技術(shù);2012年06期

3 王朔,李剛,于學(xué)敏;基于CPLD的串并轉(zhuǎn)換和高速USB通信設(shè)計(jì)[J];單片機(jī)與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用;2002年05期

4 付秀蘭;孫立宏;;基于65nm CMOS工藝的高速串并轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)[J];中國集成電路;2012年04期

5 尤揚(yáng);陳嵐;;一種應(yīng)用于8B/10B編碼串并轉(zhuǎn)換電路的低功耗LVDS接收器設(shè)計(jì)(英文)[J];電子器件;2008年03期

6 牛立新;串行STM-1信號的轉(zhuǎn)換研究[J];光通信研究;1997年04期

7 王蔚;王世榮;何緯;;自動校線儀的研制[J];自動化技術(shù)與應(yīng)用;2006年04期

8 尹湛華;歐陽明星;;基于CPLD的電子秤邏輯接口設(shè)計(jì)[J];電子技術(shù)應(yīng)用;2007年12期

9 ;PDA也能打印[J];個(gè)人電腦;2000年12期

10 ;[J];;年期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 生曉坤;姜巖峰;;用Verilog HDL語言設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)單片機(jī)串行口輸出的串并轉(zhuǎn)換[A];2007通信理論與技術(shù)新發(fā)展——第十二屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集（下冊）[C];2007年

中國重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 ;安捷倫ASIC領(lǐng)域獲突破[N];人民郵電;2001年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 劉睿;空間光學(xué)串并轉(zhuǎn)換模塊的熱管理及抗輻照特性研究[D];大連理工大學(xué);2016年

2 廖麗丹;基于SLALOM的高速光串并轉(zhuǎn)換技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2015年

3 郭精忠;應(yīng)用于電光RAM的全光串并轉(zhuǎn)換技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2009年

4 李偉偉;基于高速LVDS的串并轉(zhuǎn)換電路設(shè)計(jì)與研究[D];電子科技大學(xué);2010年

5 賈小燕;在FPGA中利用SoftSerDes技術(shù)實(shí)現(xiàn)信號串并轉(zhuǎn)換的研究[D];北京郵電大學(xué);2008年

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本文編號：942415