空间微系统与微纳卫星 MEMS与微系统系列 尤政 等 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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尤政 等 著

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出版社： 国防工业出版社

ISBN：9787118088717

商品编码：29801035739

包装：平装

出版时间：2013-06-01

图书基本信息,请以下列介绍为准
书名	空间微系统与微纳卫星 MEMS与微系统系列
作者	尤政 等
定价	139.00元
ISBN号	9787118088717
出版社	防工业出版社
出版日期	2013-06-01
版次	1

其他参考信息（以实物为准）
装帧：平装	开本：16开	重量：0.4
版次：1	字数：	页码：

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目录

内容提要

近年来，以MEMS为代表的微米纳米技术发展迅速，《空间微系统与微纳卫星》在次系统介绍了作者尤政研制的空间微系统，如基于MEMS技术的磁强计、惯性测量单元、太阳敏感器、星敏感器、微推进器与微继电器等，在此基础上，《空间微系统与微纳卫星》详述了作者主持研制我颗纳卫星设计、研制、集成测试与在轨运行的相关核心技术。

编辑推荐

未来是空间微系统与微纳卫星迅速发展的重要时期，重量轻，体积小，性能好，成本低，研制周期短，可进行编队、组网以及形成虚拟卫星的微纳卫星将成为保障经济建设、社会发展及安全的一类重要航天装备。《空间微系统与微纳卫星》在次系统介绍了作者尤政研制的空间微系统，如基于MEMS技术的磁强计、惯性测量单元、太阳敏感器、星敏感器、微推进器与微继电器等。《微米纳米技术丛书》丛书作者以总装备部科技委相关专组为主体基于大量***的科技成果为背景内容体现我该领域诸多突破性的进展吸收外同行专的智慧编写而成充分体现我在该技术领域的研究水平传承该行业的技术知识指导以后的相关科技工作《RF MEMS器件设计、加工和应用》《微米纳米器件测试技术》《聚合物微纳制造技术》《空间微系统与微纳卫星》《MEMS传感器接口ASIC集成技术》《微米纳米器件封装技术》《惯性器件及系统技术》《MEMS集成设计技术及应用》《微米纳米器件设计》

作者介绍

序言

微纳尺度下的精密工程革新：聚焦空间微系统与微纳卫星 浩瀚宇宙的探索，历来是人类智慧与勇气的象征。而在这场波澜壮阔的星际征途中，微纳技术的飞跃式发展，正以前所未有的力量，重塑着空间探测的形态与能力。本书，从微机电系统（MEMS）与微系统（Micro-systems）的视角出发，深入剖析了空间微系统与微纳卫星这一新兴交叉学科领域的前沿进展与核心技术。它并非仅是对现有知识的简单梳理，而是一次对未来空间技术发展脉络的深度洞察与科学预判。 一、 微纳技术的基石：MEMS与微系统基础理论与工艺 在深入探讨空间应用之前，必须牢固掌握MEMS与微系统的基础。本系列卷，将从最根本的层面，为读者构建起扎实的理论框架。 1. MEMS的原理与设计: 微制造工艺: 详细阐述半导体工业中的核心工艺，如光刻（Photolithography）、刻蚀（Etching，包括干法刻蚀如RIE、DRIE，湿法刻蚀）、薄膜沉积（Thin-film Deposition，如PVD、CVD、ALD）、键合（Bonding，如直接键合、阳极键合、共晶键合）等，并分析它们在微观尺度下对材料性能和结构精度的影响。 微传感器原理: 深入解析各类微传感器的核心工作原理，包括但不限于： 微惯性传感器: 加速度计（MEMS Accelerometers）和陀螺仪（MEMS Gyroscopes）的微机械结构设计、敏感机理（如压阻效应、压电效应、电容变化）及其在测量中的误差分析与补偿。 微光学传感器: 微型透镜、微反射镜（如DMD）、光谱仪阵列等的设计与制备，及其光学性能的优化。 微磁传感器: 霍尔效应传感器、磁阻传感器（AMR, GMR, TMR）的微结构与响应特性。 微力学与力敏感件: 微型称重传感器、压力传感器、扭矩传感器的设计理念与加载方式。 微化学与生物传感器: 基于微流控技术（Microfluidics）的样品处理、集成化检测，以及对痕量物质的高灵敏度识别。 微执行器原理: 探索驱动微小部件运动的各类微执行器，如： 静电执行器: 梳齿式驱动、平行板驱动等，其工作机制、功率效率与可靠性。 压电执行器: 利用压电材料（如PZT）的逆压电效应实现微位移，分析其驱动力、行程与响应速度。 热执行器: 基于热膨胀或形状记忆合金的驱动方式，探讨其加热机制与响应特性。 磁致伸缩执行器: 利用磁场驱动材料形变，实现精确的微定位。 微系统的集成与封装: 探讨如何将多个MEMS器件、ASIC（专用集成电路）以及其他微电子器件进行高效集成，形成功能完备的微系统。重点关注微系统的封装技术，包括晶圆级封装（WLP）、芯片级封装（CSP）、三维堆叠封装（3D Stacking）等，以及它们对可靠性、性能和体积的影响。 2. 可靠性与寿命评估: 针对MEMS器件在极端环境下的工作特点，系统介绍其可靠性分析方法，包括失效模式分析（FMA）、加速寿命试验（ALT）、环境适应性试验（如高低温、湿度、振动、冲击、辐射等），以及微观失效机理（如疲劳、蠕变、磨损、腐蚀、粘附等）。 二、 空间应用的赋能：MEMS与微系统在空间探索中的角色 MEMS与微系统的独特优势，使其成为空间领域实现微型化、集成化、智能化和低成本化的关键技术。 1. 微纳卫星（Nanosatellites）与小卫星（Small Satellites）的载荷革新: 微型光学载荷: 微型望远镜与成像系统: 利用微型透镜阵列、MEMS反射镜阵列实现高分辨率成像，突破了传统光学系统的体积限制。 微型光谱仪: 集成微纳光栅、微光栅阵列、微流控芯片等，实现对空间环境光谱特性的高精度测量，用于遥感、成分分析等。 微型多光谱/高光谱成像仪: 实现对目标区域不同波段信息的同步获取，为资源探测、环境监测提供更丰富的数据。 微型导航与姿态控制载荷: 高精度MEMS惯性测量单元（IMU）: 集成微型加速度计和陀螺仪，为小卫星提供自主导航和高精度姿态测量能力。 微型星敏感器与太阳敏感器: 利用MEMS光学技术，制造更小巧、功耗更低的星敏感器，辅助卫星进行精确的姿态确定。 微型冷气推进器与微型姿态控制执行器: 探索MEMS技术在微推进器、微型反作用轮（Reaction Wheels）中的应用，实现小卫星的精细轨道控制和姿态调整。 微型通信与数据处理载荷: 微型固态存储器: 提高数据存储密度和可靠性，支持海量空间数据的采集与回传。 微型射频前端（RF Front-end）: 集成MEMS滤波器、MEMS开关、微型放大器等，实现小卫星通信系统的微型化和高集成度。 微型天线阵列: 通过MEMS技术制造可重构天线，提高通信的灵活性和效率。 微型科学探测载荷: 微型粒子探测器: 检测空间中的带电粒子、中性粒子，研究空间等离子体、宇宙射线等。 微型磁力计: 测量空间磁场强度和方向，研究地球磁场、行星磁场及其变化。 微型气体与环境传感器: 用于探测空间站、行星大气层的成分、温度、压力等环境参数。 2. 空间MEMS传感器在航天器上的应用: 环境监测与故障诊断: 部署在航天器上的MEMS传感器，能够实时监测内部环境（温度、压力、振动）和外部环境（辐射、微流星体撞击），及时预警和诊断故障，提高航天器的安全性。 结构健康监测（SHM）: 集成MEMS振动传感器和应力传感器，监测航天器结构在发射和在轨运行中的受力情况，评估结构完整性。 微流控系统在空间实验中的应用: 利用微流控芯片在微重力环境下进行生物、化学实验，实现样品处理、反应控制和结果分析的自动化与集成化。 3. 空间微系统的挑战与机遇: 极端环境适应性: 详细分析空间环境（真空、高低温、强辐射、微重力、微流星体）对MEMS器件性能和寿命的影响，探讨相应的材料选择、器件设计和封装技术。 可靠性与长期稳定性: 强调在长时间、无人值守的空间任务中，MEMS器件的可靠性至关重要。介绍如何通过冗余设计、故障预测与诊断、自修复机制等技术提升其可靠性。 微纳卫星星座的协同工作: 探讨MEMS传感器在实现大规模微纳卫星星座的自主编队飞行、协同观测和分布式任务中的作用。 三、 前沿技术与未来展望 本卷还将放眼未来，展望MEMS与微系统在空间技术领域更广阔的应用前景。 1. 智能微系统与自主化: 探索如何将人工智能、机器学习算法集成到微系统中，实现空间载荷的自主决策、目标识别和智能操作。 2. 先进材料与新工艺: 介绍如柔性MEMS、纳米材料（如石墨烯、碳纳米管）在MEMS器件中的应用，以及3D打印等新型制造技术在空间MEMS领域的潜力。 3. 深空探测与行星科学: 展望MEMS技术在未来深空探测任务中的应用，例如微型着陆器、火星车上的智能传感器、微型采样与分析装置等。 4. 空间碎片监测与清除: 探讨MEMS技术在开发低成本、高效的空间碎片监测传感器和微型清除装置中的可能性。 5. 低成本化与商业化: 分析MEMS与微系统如何进一步降低空间任务的成本，推动商业航天发展， democratize space exploration。 本书致力于构建一个连贯、深入的知识体系，从理论根基到实际应用，再到未来展望，为从事空间科学、航天工程、微电子工程、材料科学等领域的科研人员、工程师和学生提供一份宝贵的参考。通过对MEMS与微系统在空间微系统与微纳卫星领域的深入解读，我们得以窥见微纳尺度下蕴含的巨大能量，以及它为人类探索宇宙所带来的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

当我看到“空间微系统”和“MEMS”这两个关键词时，我便迫不及待地想要了解更多。我一直对精密仪器和微观世界的奥秘着迷，而MEMS技术正是将精密和微观完美结合的典范。这本书的出现，让我看到了MEMS技术在航天领域的巨大潜力。我特别关注的是，书中是否会深入探讨MEMS技术在微纳卫星的“大脑”——微处理器的集成方面所扮演的角色？是否会介绍如何利用MEMS技术来构建更小型化、更高性能、更低功耗的微处理器，以满足微纳卫星对集成度和效率的极致追求？同时，对于“微纳卫星”本身，这本书是否会从MEMS技术的角度，剖析其设计的关键考量，例如如何通过MEMS技术实现更小的体积、更轻的重量，同时又不牺牲其功能性和可靠性？

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，对我而言，如同一个精密机械表盘上的指针，精准地指向了我一直以来想要探究的知识焦点。我一直对航天技术，特别是那些能够实现“小而强大”的微小器件充满好奇。MEMS技术，作为微机电系统的核心，在空间应用中的潜力是巨大的。我非常想知道，书中是如何阐述MEMS技术在微纳卫星的“眼睛”——传感器方面的突破性应用的。例如，微型光学传感器、红外探测器、甚至是微型光谱仪，它们是如何被集成到微纳卫星上，从而实现对宇宙的精细观测的？同时，书中是否也会探讨MEMS技术在微纳卫星的“心脏”——能源系统中的应用？比如，微型太阳能电池、微型能量收集装置等，这些微小的能源解决方案如何为微纳卫星提供持续的动力？

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名，立刻抓住了我对前沿科技的敏感神经。我一直对“微”的世界充满了探索欲，而MEMS技术恰好是这个世界的代表。当“MEMS”这个词与“空间微系统”和“微纳卫星”结合在一起时，我便意识到这本书将带领我进入一个我之前从未深入触及的领域。我非常期待书中能够详细阐述MEMS器件在空间应用中所面临的特殊挑战。例如，在极端温度变化的环境下，MEMS器件的材料性能和结构稳定性如何保证？在强烈的空间辐射下，MEMS器件的电子元件和敏感元件是否会受到不可逆的损伤，作者又是如何通过设计和防护来应对这些问题的？我希望书中不仅仅是介绍技术本身，更能深入探讨这些技术在实际空间任务中的可行性、可靠性和潜在的局限性。

评分☆☆☆☆☆

对于我这样的初学者来说，这本书的扉页就如同开启了一扇通往未知领域的大门。我一直对航天领域充满憧憬，但很多时候接触到的信息都停留在宏观层面，比如火箭发射、卫星轨道、空间站任务等等。而“空间微系统”这个词，则将我的关注点引向了那些肉眼几乎无法察觉，但却在整个航天系统中发挥着至关重要作用的微小部件。MEMS技术，这个我仅在科普读物中略有耳闻的名词，在与“空间微系统”结合后，似乎展现出了无限的潜力。我尤其关心书中是否会涉及MEMS器件在空间极端环境下的可靠性设计与测试方法。例如，如何确保这些微小的“大脑”和“感官”在太空中长期稳定地工作，而不受空间辐射的侵蚀、温度的剧烈波动以及机械振动的干扰？这本书是否会提供一些实用的工程指导，帮助我们理解如何构建出能够经受住太空考验的微系统？

评分☆☆☆☆☆

阅读这本书的过程，就像是在攀登一座知识的高峰。我之前对微纳卫星的了解仅限于其“微小”的特性，但“空间微系统”这个概念，让我意识到微纳卫星的核心竞争力可能在于其内部的高度集成化和智能化系统，而MEMS技术无疑是实现这一目标的关键推手。我非常想知道，这本书是如何界定“空间微系统”的范畴的，它是否包括了传感器、执行器、微处理器、微能源等所有微小型化的系统单元？并且，这些单元在空间任务中分别扮演着怎样的角色？例如，在微纳卫星的姿态控制、轨道维持、科学探测、通信传输等方面，MEMS技术是如何提供创新性的解决方案的？书中会不会列举一些具体的案例，来展示这些空间微系统在实际任务中的应用成效？我期待着作者能够用严谨的学术语言，辅以清晰的图示和数据，来揭示这些令人着迷的技术细节。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书，脑海中立即浮现出无数关于未来太空探索的画面。我一直对微纳卫星的发展趋势非常关注，它们以其低成本、高灵活性等优势，正逐渐成为太空探索的新生力量。而“空间微系统”正是微纳卫星能够实现复杂功能的核心所在，其中MEMS技术的贡献不容忽视。我非常好奇，书中是如何阐述MEMS技术在微纳卫星中的具体应用的？例如，在微纳卫星的推进系统、姿态控制系统、光学载荷、通信模块等方面，MEMS技术是否提供了全新的设计理念和实现方式？是否会有详细的理论分析和实验数据来支撑这些应用？我非常期待书中能够提供一些前沿的、甚至尚未公开的研究成果，让我能够提前窥探微纳卫星技术的未来发展方向。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，我仿佛置身于一个精密的微观世界，那里充满了科技的智慧和创新的火花。“空间微系统与微纳卫星”这个书名，立刻吸引了我对未来太空探索的目光，而“MEMS与微系统系列”则预示着其深厚的专业知识。我非常想知道，书中是否会详细阐述MEMS技术在微纳卫星的“大脑”——控制和数据处理单元中的应用。例如，如何利用MEMS技术来构建更小型化、更低功耗、更高可靠性的微处理器和FPGA（现场可编程门阵列），以满足微纳卫星在有限资源下的强大计算需求？同时，书中对于“空间微系统”的定义和构成，是否会涵盖从硬件到软件，再到系统集成的全方位考量？我期待书中能提供一些实际的设计案例和性能评估，让我能够更直观地理解MEMS技术在推动微纳卫星技术发展中的重要作用。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我眼前一亮，虽然我一直对微电子和航天领域抱有浓厚的兴趣，但真正深入到“空间微系统”这个层面，还是第一次。从书名来看，“MEMS与微系统系列”就预示着它会是该领域非常专业且系统性的论述。尤政等著，这几位作者的名字本身就带着学术的重量，让人对其内容的深度和前沿性充满了期待。我特别关注的是，作者如何将MEMS（微机电系统）技术与航天应用巧妙地结合起来。MEMS在地面上的应用早已非常广泛，从手机里的传感器到汽车里的安全气囊，无处不在。但是，将如此精密且敏感的技术应用到极端严酷的空间环境中，其面临的挑战必然是巨大的。书中是否会详细阐述这些挑战，例如辐射、真空、温度剧变、微重力等对MEMS器件性能的影响，以及如何通过材料选择、结构设计、封装工艺等手段来克服这些困难？我非常好奇作者团队在这方面的研究成果和解决方案。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对航天技术怀揣好奇的读者，这本书的书名本身就充满了吸引力。“空间微系统与微纳卫星”——这两个词语的组合，勾勒出了一个精密、高效、充满智慧的太空图景。而“MEMS与微系统系列”则暗示了其深厚的学术根基和专业性。我尤其感兴趣的是，作者团队是如何在“微”的尺度上，实现“大”的航天目标的？MEMS技术在空间应用中，最大的亮点在于其集成的能力和潜在的性能提升。我非常想知道，书中是否会详细介绍MEMS传感器在空间环境下的应用，比如微型陀螺仪、加速度计、磁力计等，它们是如何帮助微纳卫星精确感知自身状态和周围环境的？同时，MEMS执行器，例如微型阀门、微泵、微振镜等，在空间任务中又扮演着怎样的关键角色？

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我都在关注航天科技的最新发展，尤其是那些能够 miniaturization（微型化）并提升性能的创新技术。这本书的书名“空间微系统与微纳卫星 MEMS与微系统系列”恰好触及了我最感兴趣的两个方面。我非常期待书中能够深入介绍MEMS技术如何在微纳卫星的“通讯枢纽”——通信系统中发挥关键作用。例如，微型天线、微型射频开关、微型滤波器等，这些MEMS组件是如何实现微纳卫星更高效、更可靠的无线通信的？是否会有相关的理论模型和仿真分析来支撑这些应用？此外，对于“空间微系统”的整体构建，我更关心的是书中是否会阐述MEMS技术与其他微系统组件（如微电子、微光学、微流控等）的集成方法，以及如何通过这种集成来实现微纳卫星的功能多样化和性能的飞跃。