呂瑛，王愛清，閆凱*，高素麗

微波功率放大組件加速貯存數(shù)據(jù)處理及壽命評(píng)估

呂瑛1，王愛清2，閆凱1*，高素麗1

（1.北京遙感設(shè)備研究所，北京 100854；2.北京機(jī)電工程總體設(shè)計(jì)部，北京 100854）

以微波功率放大組件為研究對(duì)象，開展加速貯存試驗(yàn)退化數(shù)據(jù)的處理、建模、分析，給出組件的貯存期評(píng)估值和激活能等貯存特征參數(shù)。在已完成微波功率放大組件加速貯存試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，借鑒已有的數(shù)據(jù)建模及處理方法，開展加速貯存數(shù)據(jù)處理及壽命評(píng)估，應(yīng)用多種退化軌跡擬合尋優(yōu)、基于性能退化模型參數(shù)折算建模、多種壽命分布建模及擬合優(yōu)度檢驗(yàn)等技術(shù)，對(duì)貯存數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。給出了微波功率放大組件退化軌跡模型、壽命分布模型、加速因子、激活能等貯存特征參數(shù)和可靠壽命評(píng)估值。描述的加速貯存試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，適應(yīng)性好，具有較高的優(yōu)良性，可為類似具有退化數(shù)據(jù)的電子設(shè)備提供借鑒。

功率放大組件；加速貯存；數(shù)據(jù)處理；壽命；加速因子；激活能；退化軌跡

一直以來(lái)，電子產(chǎn)品的貯存壽命大多采取自然貯存、抽樣、鑒定試驗(yàn)等方法進(jìn)行評(píng)估。這種采用自然貯存試驗(yàn)來(lái)評(píng)估產(chǎn)品貯存壽命的方法，盡管比較真實(shí)準(zhǔn)確，但往往要花費(fèi)十幾年后才能了解產(chǎn)品的貯存壽命，且需投入大量的人力、物力、財(cái)力。近些年來(lái)，加速貯存試驗(yàn)[1-3]技術(shù)在產(chǎn)品的貯存壽命評(píng)估中的應(yīng)用日益廣泛，但主要局限于元器件級(jí)[4-8]、組件或者組合級(jí)產(chǎn)品，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜整機(jī)產(chǎn)品的貯存壽命預(yù)測(cè)[9-12]。

近年來(lái)，隨著我國(guó)軍事高質(zhì)量發(fā)展，大大加快了武器裝備的元器件、整機(jī)的貯存延壽研究工作[13-15]。王浩偉等[16]綜述了加速退化試驗(yàn)建模及數(shù)據(jù)處理方法，在假設(shè)加速因子不變的前提下，給出了某型碳膜電阻參數(shù)退化軌跡、偽壽命預(yù)測(cè)值和壽命分布模型。童雨等[17]通過(guò)開展組件級(jí)加速貯存和仿真試驗(yàn)，估計(jì)出組件貯存壽命及壽命參數(shù)，并進(jìn)一步研究了組件到整機(jī)級(jí)的傳遞規(guī)律，給出了從低層級(jí)試驗(yàn)得到高層級(jí)產(chǎn)品貯存壽命的評(píng)估方法。孫權(quán)等[18]研究了加速退化試驗(yàn)的建模方法，并給出了加速因子較為規(guī)范的定義。李敏偉等[19]系統(tǒng)研究了加速貯存壽命試驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。萬(wàn)夕干等[20]探究了加速退化試驗(yàn)（ADT）的壽命評(píng)估技術(shù)及其應(yīng)用。隨著我國(guó)軍事高質(zhì)量發(fā)展，武器裝備朝著“高精尖”方向發(fā)展，裝備質(zhì)量越來(lái)越好，裝備的貯存延壽越發(fā)受到工業(yè)部門的重視。目前國(guó)內(nèi)材料和器件的貯存數(shù)據(jù)雖然有一定的積累，但是難以做到能夠精確地評(píng)估產(chǎn)品貯存壽命。

本文重點(diǎn)開展微波功率放大組件的貯存壽命研究。微波功率放大組件是雷達(dá)發(fā)射機(jī)的核心，通過(guò)采用固態(tài)功率合成技術(shù)，解決了傳統(tǒng)電真空（速調(diào)管）發(fā)射機(jī)面臨的使用維護(hù)不便、性能保持期短、容易打火等問(wèn)題。微波功率放大組件內(nèi)部主要采用微帶工藝，大量使用功率芯片（如NC11216C-3436），通過(guò)多芯片、波導(dǎo)功率合成，滿足發(fā)射機(jī)的大輸出功率要求。限于結(jié)構(gòu)形式，沒(méi)有采用整體密封設(shè)計(jì)，長(zhǎng)時(shí)間貯存受外界溫度、濕度的影響，可能會(huì)引起微帶線氧化、鍍層表面腐蝕、釬焊空洞率上升、功率芯片微波參數(shù)漂移、增益下降等問(wèn)題，屬于無(wú)線電整機(jī)設(shè)備的貯存薄弱環(huán)節(jié)，需要開展研究。

本文在總結(jié)前期完成的微波功率放大組件加速貯存試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，借鑒已有的數(shù)據(jù)建模及處理方法，開展了加速貯存數(shù)據(jù)處理及壽命評(píng)估，應(yīng)用多種退化軌跡擬合尋優(yōu)、基于性能退化模型參數(shù)折算建模、多種壽命分布建模及擬合優(yōu)度檢驗(yàn)等技術(shù)，給出了符合工程實(shí)際的微波功率放大組件可靠壽命評(píng)估值。

1 微波功率放大組件分析

1.1 功能及組成

微波功率放大組件用于雷達(dá)發(fā)射機(jī)中，通過(guò)多級(jí)芯片放大、波導(dǎo)功率合成，將輸入級(jí)的小信號(hào)進(jìn)行功率放大，輸出滿足對(duì)外輻射要求的功率信號(hào)。固態(tài)功率模塊內(nèi)部主要采用微帶工藝，使用功率芯片（NC11216C-3436功率芯片）進(jìn)行功率合成，其內(nèi)部由波導(dǎo)功分合成器、微波MMIC放大器、高速大功率調(diào)制器組成，外形如圖1所示。

圖1 固態(tài)功率模塊

1.2 貯存失效模式及機(jī)理

為獲取微波功率放大組件主要的貯存失效模式，確定加速貯存試驗(yàn)中的監(jiān)測(cè)參數(shù)，對(duì)其進(jìn)行貯存失效模式影響分析，得出嚴(yán)酷等級(jí)為II類的故障模式清單，見表1。由表1可知，微波功率放大組件貯存失效會(huì)引起輸出功率變化，其貯存性能變化可以通過(guò)輸出功率來(lái)表征，因此確定加速貯存試驗(yàn)中重點(diǎn)測(cè)試參數(shù)為輸出功率。

2 試驗(yàn)情況

2.1 試驗(yàn)方案

高溫會(huì)導(dǎo)致微波功率放大組件中電子元器件的引腳鍍層氧化、器件性能參數(shù)漂移、腐蝕加速、機(jī)械裂紋擴(kuò)大、有機(jī)材料的老化或龜裂、工作壽命縮短甚至燒毀。從上述失效模式和失效機(jī)理分析看出，溫度對(duì)主要失效模式的成因具有激發(fā)作用，可以作為加速貯存試驗(yàn)的主要應(yīng)力。在微波功率放大組件加速貯存試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)進(jìn)行輸出功率測(cè)試，可以保證檢測(cè)項(xiàng)目覆蓋貯存失效模式。

綜合考慮試驗(yàn)樣本數(shù)、試驗(yàn)時(shí)間和試驗(yàn)簡(jiǎn)便程度，微波功率放大組件加速貯存試驗(yàn)采用恒定應(yīng)力法。試驗(yàn)過(guò)程中當(dāng)每一應(yīng)力等級(jí)出現(xiàn)2個(gè)或以上樣品失效時(shí)，該溫度量級(jí)下的試驗(yàn)可以提前結(jié)束。

按照預(yù)估40倍的加速因子，當(dāng)試驗(yàn)截尾時(shí)間取6 000 h時(shí)，可等效自然貯存超過(guò)20 a。根據(jù)本次加速貯存目標(biāo)值確定試驗(yàn)截止時(shí)間定為6 000 h，試驗(yàn)中的測(cè)試時(shí)刻見表2。根據(jù)前期開展的預(yù)試驗(yàn)情況，確定恒定應(yīng)力試驗(yàn)溫度值、各溫度點(diǎn)樣本數(shù)見表3。

表1 組件嚴(yán)酷度等級(jí)為II類的故障模式清單

Tab.1 List of failure modes with module severity class II

表2 組件加速貯存測(cè)試時(shí)間

Tab.2 Accelerated storage test schedule of modules

表3 組件加速溫度點(diǎn)及樣本數(shù)

Tab.3 Acceleration temperature points of modules and number of samples

2.2 組件試驗(yàn)結(jié)果

微波功率放大組件加速貯存試驗(yàn)完成后，開蓋進(jìn)行內(nèi)部質(zhì)量檢查。通過(guò)內(nèi)部質(zhì)量檢查可以看出，微波功率放大組件在經(jīng)歷加速貯存試驗(yàn)后，內(nèi)部無(wú)明顯變色，器件外觀無(wú)損傷，焊錫無(wú)熔融，無(wú)多余物，無(wú)錫須，有機(jī)材料無(wú)融化現(xiàn)象，如圖2所示。

微波功率放大組件加速貯存試驗(yàn)中，在105、90、80、70 ℃試驗(yàn)溫度下均測(cè)試（3 只）16次，共獲取16組測(cè)試數(shù)據(jù)。試驗(yàn)過(guò)程中未出現(xiàn)失效，輸出功率在合格范圍內(nèi)，輸出功率有一定下降趨勢(shì)，如圖3所示。

圖3 微波功率放大組件輸出功率測(cè)試數(shù)據(jù)

3 加速貯存數(shù)據(jù)分析評(píng)估方案

3.1 總體方案

通過(guò)加速貯存試驗(yàn)得到的是產(chǎn)品測(cè)試數(shù)據(jù)，還需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及評(píng)估得出加速因子、激活能以及產(chǎn)品的可靠性壽命。本文采用退化軌跡法得出產(chǎn)品偽壽命，然后基于偽壽命分布模型估計(jì)出壽命分布參數(shù)，進(jìn)行貯存期評(píng)估，最終得出加速因子、激活能以及產(chǎn)品的貯存壽命等評(píng)估結(jié)果。

對(duì)恒定應(yīng)力加速退化數(shù)據(jù)建模時(shí)，確定產(chǎn)品偽壽命的分布模型是非常重要的環(huán)節(jié)，直接影響到壽命預(yù)測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)基于偽壽命分布的建模方法限于每個(gè)溫度點(diǎn)下樣本容量不足，容易出現(xiàn)偽壽命值最優(yōu)擬合分布模型不一致的問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致無(wú)法選出合適的分布模型。

文中對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理采用基于性能退化模型參數(shù)折算的方法，利用性能退化模型的參數(shù)與加速應(yīng)力之間的關(guān)系進(jìn)行建模，通過(guò)參數(shù)折算可獲得樣本在等效實(shí)際貯存條件下的偽壽命值，相當(dāng)于擴(kuò)大了進(jìn)行最優(yōu)分布模型擬合的樣本數(shù)，從而避免了誤選擇產(chǎn)品壽命分布類型[21-22]?？傮w方案如圖4所示。

3.2 性能退化建模

產(chǎn)品在使用過(guò)程中，在環(huán)境的影響下，性能按一定規(guī)律退化。對(duì)產(chǎn)品使用過(guò)程中的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，可得到產(chǎn)品在時(shí)間維度上的性能退化數(shù)據(jù)，通過(guò)相關(guān)方法對(duì)性能退化數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，可以得出單個(gè)產(chǎn)品的性能退化軌跡。組件級(jí)產(chǎn)品的性能退化軌跡模型基于退化表征量與時(shí)間的關(guān)系來(lái)擬合表征產(chǎn)品的退化過(guò)程，如圖5所示。

圖4 基于性能退化模型參數(shù)折算方法

基于退化軌跡的建模方法是產(chǎn)品在相同的退化模型基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行退化數(shù)據(jù)擬合。由于樣本差異性，每個(gè)樣本擬合得到不同的模型參數(shù)值。一般地，產(chǎn)品的退化軌跡函數(shù)有直線型、指數(shù)型、冪律型等。

圖5 性能退化軌跡類型

1）直線模型。只有1個(gè)自變量，且自變量和因變量之間具有線性相關(guān)關(guān)系，這樣的模型稱為一元線性模型，其數(shù)學(xué)方程式為：

式中：y表示性能退化參數(shù)；t為試驗(yàn)時(shí)間；a、b為退化模型參數(shù)。由于退化軌跡是單個(gè)試驗(yàn)樣品在某一應(yīng)力水平下性能參數(shù)隨時(shí)間變化的軌跡，所以個(gè)樣本有條性能退化軌跡。

式（1）中參數(shù)的最小二乘估計(jì)為[21-22]：

對(duì)其作對(duì)數(shù)變換，得：

對(duì)其作對(duì)數(shù)變換，得：

上述模型擬合程度優(yōu)劣由決定系數(shù)2來(lái)度量，它表示預(yù)測(cè)和回歸變量的相關(guān)程度，計(jì)算公式見式（7）。

圖6 產(chǎn)品壽命預(yù)測(cè)示意圖

3.3 溫度加速模型

組件從出廠經(jīng)過(guò)貯存、運(yùn)輸、使用到失效的全壽命周期，始終在進(jìn)行緩慢的物理化學(xué)變化。實(shí)踐證明，溫度升高，元器件退化的物理化學(xué)反應(yīng)加快，加速失效過(guò)程。阿倫尼斯模型表明，溫度應(yīng)力與化學(xué)反應(yīng)速率之間的聯(lián)系，為加速貯存試驗(yàn)提供了理論依據(jù)。

本文中以溫度作為加速應(yīng)力，故采用阿倫尼斯模型[23]，其一般方程式為：

加速因子計(jì)算公式為：

當(dāng)元器件在0時(shí)刻處于正常狀態(tài)數(shù)0，1時(shí)刻處于失效狀態(tài)數(shù)1，如果溫度與時(shí)間無(wú)關(guān)，則積分式（9）得：

式中：為元器件壽命；為熱力學(xué)溫度。

若令=ln，=1/，上述公式同樣具有=+的線性形式，同理可用最小二乘法求解。當(dāng)獲取上述公式中的參數(shù)估計(jì)值后，可以求出加速因子和激活能。利用試驗(yàn)溫度下可靠度為0.5、0.9的壽命評(píng)估值，求出常溫下2個(gè)可靠壽命，就可以作出常溫下的可靠度壽命曲線，從而獲得任意可靠度下的壽命。

3.4 參數(shù)的加速模型

不失一般性，設(shè)退化軌跡函數(shù)為冪律型，則：

根據(jù)Pieruschka（皮爾什卡）假定，產(chǎn)品改變應(yīng)力水平僅僅改變模型中的參數(shù)。據(jù)此，可推斷參數(shù)應(yīng)該隨著應(yīng)力變化而改變，參數(shù)決定著產(chǎn)品退化路徑的形狀，應(yīng)該保持不變。假設(shè)加速應(yīng)力為溫度，選擇Arrhenius方程作為加速模型，則可設(shè)：

式中：1、2為待定系數(shù)。

加速因子一個(gè)較為規(guī)范的定義：當(dāng)產(chǎn)品在不同的應(yīng)力水平下具有相等的平均退化量時(shí)，將其退化時(shí)間的比值定義為應(yīng)力水平之間的加速因子，見式（13）。

式中：A,h為應(yīng)力T相對(duì)于應(yīng)力T的加速因子；t,k、t,h分別為產(chǎn)品在T、T下的平均退化量達(dá)到的時(shí)間。平均退化量可分別由g(;a;b)和g(;a;b)表示，當(dāng)平均退化量都為時(shí)，則有：

將式（14）代入式（13），則有：

如要保證A,h為與無(wú)關(guān)的常數(shù)，則需要滿足：

由式（16）可知，參數(shù)不隨著應(yīng)力改變而變化，參數(shù)與加速應(yīng)力相關(guān)，描述了產(chǎn)品在不同應(yīng)力水平下的退化速率，故參數(shù)、與溫度的關(guān)系可表示為式（13）中形式。

3.5 壽命分布模型及參數(shù)估計(jì)

通過(guò)性能退化模型對(duì)一組產(chǎn)品的壽命逐個(gè)進(jìn)行預(yù)測(cè)計(jì)算，這些壽命值具有一定的分布，可以利用這些數(shù)據(jù)擬合出這組產(chǎn)品的壽命分布模型，從而得出一定可靠度下的組件總體壽命，壽命分析示意圖如圖7所示。通過(guò)性能測(cè)試數(shù)據(jù)，可以擬合出每個(gè)樣本的退化軌跡方程，由此可以外推得到產(chǎn)品在正常工作條件下的性能退化模型。通過(guò)該性能退化模型，很容易得出該性能從初始值0到達(dá)失效閾值f的時(shí)間。該時(shí)間就是產(chǎn)品該性能值在某特定應(yīng)力下的失效時(shí)間，即貯存壽命。依次得出各個(gè)樣本的外推失效數(shù)據(jù)，采用傳統(tǒng)的方法，通過(guò)分布假設(shè)檢驗(yàn)和參數(shù)估計(jì)，得到產(chǎn)品的壽命分布，從而得出可靠壽命評(píng)估結(jié)果。一般的壽命分布有Norm（正態(tài)）分布、Lognorm（對(duì)數(shù)正態(tài)）分布、Weibull（威布爾）分布、Gamma（伽馬）分布、Expon（指數(shù)）分布等5種，分別擬合出產(chǎn)品的5種分布模型，然后通過(guò)圖形符合性檢驗(yàn)、擬合優(yōu)度檢驗(yàn)選擇最佳模型進(jìn)行貯存壽命評(píng)估。

圖7 組件貯存壽命評(píng)估

3.6 分布的假設(shè)檢驗(yàn)

Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)（柯爾莫哥洛夫-斯米爾洛夫檢驗(yàn)，亦稱Ks檢驗(yàn)）是一種連續(xù)的一維概率分布均等性的非參數(shù)檢驗(yàn)，可以對(duì)樣本是否服從指定的分布模型進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)，且可用于確定與樣本最優(yōu)擬合的分布模型，還能根據(jù)Ks值來(lái)選擇最佳分布模型。Ks統(tǒng)計(jì)量的計(jì)算見式（24）、（25）[24-25]。

或：

式中：F()為經(jīng)驗(yàn)分布函數(shù)；()為估計(jì)參數(shù)后的累積分布函數(shù)；為檢驗(yàn)樣本的個(gè)數(shù)。當(dāng)利用Ks統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行假設(shè)檢驗(yàn)時(shí)，設(shè)顯著性水平為0.05，如果得到統(tǒng)計(jì)量的>0.05，則可以得出偽壽命值服從指定分布模型的結(jié)論，否則認(rèn)為偽壽命值服不符合指定分布模型。

4 微波功率放大組件試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析評(píng)估

4.1 退化軌跡擬合

按照有退化趨勢(shì)的數(shù)據(jù)分析方法對(duì)發(fā)射機(jī)功率模塊測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對(duì)全部樣本測(cè)試值用最小二乘法進(jìn)行擬合，得出退化軌跡方程，分別計(jì)算決定系數(shù)2的平均值，進(jìn)行擬合度校驗(yàn)，結(jié)果見表4。

表4 微波功率放大組件試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合度結(jié)果

Tab.4 Microwave power amplification module test data fitting results

從擬合度計(jì)算結(jié)果看出，采用冪函數(shù)擬合功率模塊輸出功率退化軌跡較為合適，擬合的冪函數(shù)參數(shù)值見表5。

表5 擬合的冪函數(shù)參數(shù)值

Tab.5 Values of fitted power function parameters

加速因子計(jì)算公式為：

通過(guò)式（26），可計(jì)算得出激活能a=0.60 eV，各試驗(yàn)溫度下功率模塊加速因子見表6。

表6 各試驗(yàn)溫度下功率模塊加速因子

Tab.6 Acceleration factors for power modules at each test temperature

通過(guò)折算系數(shù)，進(jìn)一步可得退化軌跡參數(shù)折算值a0，取平均值為1.14，計(jì)算常溫下對(duì)應(yīng)的偽壽命預(yù)測(cè)值ξ0，見表7。

表7 功率模塊退化軌跡信息

Tab.7 Power module degradation trajectory information

4.2 壽命分布擬合及檢驗(yàn)

作出上述壽命累積分布圖，并使用Ks統(tǒng)計(jì)量對(duì)ξ0進(jìn)行最優(yōu)擬合檢驗(yàn)，得到Ks值，見圖8和表8?？梢钥闯觯?i>ξ0最優(yōu)服從Lognorm分布，可選擇Lognorm分布作為產(chǎn)品貯存壽命分布模型。

按照上述Weibull分布及參數(shù)值，得到發(fā)射機(jī)功率模塊貯存可靠性模型：

表80在各分布模型下的Ks值

5 結(jié)語(yǔ)

本文在總結(jié)微波功率放大組件加速貯存試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，開展了加速貯存數(shù)據(jù)處理及壽命評(píng)估，應(yīng)用多種退化軌跡擬合尋優(yōu)、基于性能退化模型參數(shù)折算建模、多種壽命分布建模及擬合優(yōu)度檢驗(yàn)等技術(shù)，給出了符合工程預(yù)期的微波功率放大組件可靠壽命評(píng)估值。本文中的加速貯存數(shù)據(jù)處理方法和模型可為電子組件的貯存退化數(shù)據(jù)處理提供參考。

[1] 李久祥. 導(dǎo)彈貯存試驗(yàn)獲取最佳效益的途徑[J]. 質(zhì)量與可靠性, 2002(2): 34-36. LI Jiu-xiang. Ways to Get the Best Benefit from Missile Storage Test[J]. Quality and Reliability, 2002(2): 34-36.

[2] 陸祖建, 朱三可, 齊俊臣. 論導(dǎo)彈貯存延壽研究的五個(gè)結(jié)合[J]. 質(zhì)量與可靠性, 2002(5): 36-39. LU Zu-jian, ZHU San-ke, QI Jun-chen. On Five Combinations of Missile Storage Life Extension Research[J]. Quality and Reliability, 2002(5): 36-39.

[3] 李海波, 張正平, 黃波, 等. 導(dǎo)彈貯存試驗(yàn)技術(shù)與貯存可靠性評(píng)估方法研究[J]. 質(zhì)量與可靠性, 2006(6): 20-23. LI Hai-bo, ZHANG Zheng-ping, HUANG Bo, et al. Research on Missile Storage Test Technology and Storage Reliability Evaluation Method[J]. Quality and Reliability, 2006(6): 20-23.

[4] 王登強(qiáng), 楊梓歆, 劉小慶, 等. 延長(zhǎng)聚合物發(fā)光二極管工作壽命的研究進(jìn)展[J]. 合成材料老化與應(yīng)用, 2019, 48(5): 115-121. WANG Deng-qiang, YANG Zi-xin, LIU Xiao-qing, et al. Research Progress in Improving the Lifetime of Polymer Light-Emitting Diodes[J]. Synthetic Materials Aging and Application, 2019, 48(5): 115-121.

[5] 石頡, 孔維相, 袁晨翔, 等. 基于統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的光電耦合器壽命預(yù)測(cè)模型研究[J]. 電子元件與材料, 2020, 39(4): 68-74. SHI Jie, KONG Wei-xiang, YUAN Chen-xiang, et al. Research on Life Prediction Model of Optocoupler Based on Normal Test[J]. Electronic Components and Materials, 2020, 39(4): 68-74.

[6] 胡衛(wèi)東, 覃玉惠. 鋁電解電容器紋波加速壽命試驗(yàn)探討[J]. 環(huán)境技術(shù), 2018, 36(2): 9-12. HU Wei-dong, QIN Yu-hui. Discussion on Accelerated Life Test of Ripple Current of Aluminum Electrolytic Capacitor[J]. Environmental Technology, 2018, 36(2): 9-12.

[7] 肖坤, 顧曉輝, 彭琛. 基于恒定應(yīng)力加速退化試驗(yàn)的某引信用O型橡膠密封圈可靠性評(píng)估[J]. 機(jī)械工程學(xué)報(bào), 2014, 50(16): 62-69. XIAO Kun, GU Xiao-hui, PENG Chen. Reliability Evaluation of the O-Type Rubber Sealing Ring for Fuse Based on Constant Stress Accelerated Degradation Testing[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2014, 50(16): 62-69.

[8] 牛躍聽, 穆希輝, 姜志保, 等. 自然貯存環(huán)境下某型加速度計(jì)貯存壽命評(píng)估[J]. 中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào), 2014, 22(4): 552-556. NIU Yue-ting, MU Xi-hui, JIANG Zhi-bao, et al. Storage Life Assessment of an Accelerometer under Natural Storage Environment[J]. Journal of Chinese Inertial Technology, 2014, 22(4): 552-556.

[9] 張建平, 王琛, 李文彬, 等. 對(duì)數(shù)正態(tài)分布下基于LSM航空陀螺電機(jī)壽命預(yù)測(cè)[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì), 2016, 33(9): 92-95. ZHANG Jian-ping, WANG Chen, LI Wen-bin, et al. Life Prediction of Aircraft Gyro Motor Based on LSM under Lognormal Distribution[J]. Journal of Machine Design, 2016, 33(9): 92-95.

[10] 丁少娜, 馮誠(chéng), 陳毓, 等. 基于性能退化數(shù)據(jù)分析的訓(xùn)練裝備精度保持性評(píng)估[J]. 裝備環(huán)境工程, 2014, 11(3): 30-34. DING Shao-na, FENG Cheng, CHEN Yu, et al. Assessment of Precision Retention of Training Equipment Based on Performance Degradation Data Analysis[J]. Equipment Environmental Engineering, 2014, 11(3): 30-34.

[11] 王奉濤, 劉曉飛, 鄧剛, 等. 基于長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)的滾動(dòng)軸承壽命預(yù)測(cè)方法[J]. 振動(dòng)測(cè)試與診斷, 2020, 40(2): 303-309. WANG Feng-tao, LIU Xiao-fei, DENG Gang, et al. Remaining Useful Life Prediction Method for Rolling Bearing Based on the Long Short-Term Memory Network[J]. Journal of Vibration, Measurement & Diagnosis, 2020, 40(2): 303-309.

[12] 陳津虎, 朱曦全, 胡彥平, 等. 航天電子產(chǎn)品加速貯存試驗(yàn)技術(shù)綜述[J]. 強(qiáng)度與環(huán)境, 2015, 42(5): 11-18. CHEN Jin-hu, ZHU Xi-quan, HU Yan-ping, et al. Summarization on Space Electronic Products Accelerated Storage Test Technology[J]. Structure & Environment Engineering, 2015, 42(5): 11-18.

[13] 張春華, 溫熙森, 陳循. 加速壽命試驗(yàn)技術(shù)綜述[J]. 兵工學(xué)報(bào), 2004, 25(4): 485-490. ZHANG Chun-hua, WEN Xi-sen, CHEN Xun. A Comprehensive Review of Accelerated Life Testing[J]. Acta Armamentarii, 2004, 25(4): 485-490.

[14] 陳兵, 李星. 加速壽命試驗(yàn)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的工程應(yīng)用研究[J]. 強(qiáng)度與環(huán)境, 2010, 37(6): 31-38. CHEN Bing, LI Xing. Research of Accelerated Life Testing Technology Application at Home and Abroad[J]. Structure & Environment Engineering, 2010, 37(6): 31-38.

[15] 王宇, 王欣汝, 黃進(jìn)永, 等. 通用電子產(chǎn)品全壽命周期可靠性分析方法[J]. 電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn), 2017, 35(1): 40-44. WANG Yu, WANG Xin-ru, HUANG Jin-yong, et al. A Reliability Analysis Method of General Electronic Products during Life Cycle[J]. Electronic Product Reliability and Environmental Testing, 2017, 35(1): 40-44.

[16] 王浩偉. 加速退化數(shù)據(jù)建模與統(tǒng)計(jì)分析方法及工程應(yīng)用[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2019. WANG Hao-wei. Accelerated Degradation Data Modeling and statistical analysis method and Its Engineering Application[M]. Beijing: Science Press, 2019.

[17] 童雨,戴瀛, 榮雙龍. 基于多元退化機(jī)理的彈上雷達(dá)導(dǎo)引頭狀態(tài)轉(zhuǎn)移規(guī)律及貯存壽命預(yù)測(cè)技術(shù)研究[R]. 北京: 國(guó)防科技報(bào)告, 2022. TONG Yu, DAI Ying, RONG Shuang-long. Research on the State Transfer Law and Storage Life Prediction Technology of Missile Radar Seeker Based on Multiple Degradation Mechanisms[R]. Beijing: National Defense Technology Report, 2022.

[18] 孫權(quán), 馮靜, 潘正強(qiáng). 基于性能退化的長(zhǎng)壽命產(chǎn)品壽命預(yù)測(cè)技術(shù)[M]. 北京: 科學(xué)出版社, 2015. SUN Quan, FENG Jing, PAN Zheng-qiang. Life Prediction Technology of Long-Life Products Based on Performance Degradation[M]. Beijing: Science Press, 2015.

[19] 李敏偉, 傅耘, 王麗, 等. 加速貯存壽命試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法研究[J]. 裝備環(huán)境工程, 2014, 11(4): 58-63. LI Min-wei, FU Wei, WANG Li, et al. Research on the Design Method of Accelerated Storage Life Test[J]. Equipment Environmental Engineering, 2014, 11(4): 58-63.

[20] 萬(wàn)夕干, 龔晶晶. 基于加速退化試驗(yàn)的壽命與可靠性評(píng)估技術(shù)應(yīng)用研究[J]. 上海航天, 2013, 30(3): 65-68. WAN Xi-gan, GONG Jing-jing. Research on Reliability Evaluation Technology Application from ADT[J]. Aerospace Shanghai, 2013, 30(3): 65-68.

[21] 周林, 趙杰, 馮廣飛. 裝備故障預(yù)測(cè)與健康管理技術(shù)[M]. 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 2015. ZHOU Lin, ZHAO Jie, FENG Guang-fei. Equipment Fault Prediction and Health Management Technology[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 2015.

[22] 賀國(guó)芳. 可靠性數(shù)據(jù)處理與壽命評(píng)估[M]. 北京: 航空兵器編輯部, 1984. HE Guo-fang. Reliability Data Processing and Life Assessment[M]. Beijing: Aviation Weapons Editorial Department, 1984.

[23] 陳循, 張春華, 汪亞順, 譚源源. 加速壽命試驗(yàn)技術(shù)與應(yīng)用[M]. 北京: 國(guó)防工業(yè)出版社, 2013. CHEN Xun, ZHANG Chun-hua, WANG Ya-shun, et al. Accelerated Life Testing Technology And Application[M]. Beijing: National Defense Industry Press, 2013.

[24] 盛驟, 謝式千, 潘承毅. 概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)[M]. 3版. 北京: 高等教育出版社, 2001: 55-61. SHENG Zhou, XIE Shi-qian, PAN Cheng-yi. Probability and Mathematical Statistics[M]. 3rd Ed. Beijing: Higher Education Press, 2001: 55-61.

[25] 呂瑛, 王振宇, 趙巖, 等. 電子元器件加速退化壽命評(píng)估方法研究[J]. 計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制, 2021, 29(11): 230-234. LYU Ying, WANG Zhen-yu, ZHAO Yan, et al. Study on Accelerated Degradation Life Assessment Method of Electronic Components[J]. Computer Measurement & Control, 2021, 29(11): 230-234.

Accelerated Storage Data Processing and Life Assessment of Microwave Power Amplification Modules

LYU Ying1, WANG Ai-qing2, YAN Kai1*, GAO Su-li1

(1. Beijing Remote Sensing Equipment Research Institute, Beijing 100854, China; 2. Beijing Overall Design Department of Mechanical and Electrical Engineering, Beijing 100854, China)

The work aims to process, model, and analyze degradation data from accelerated storage experiments with microwave power amplification modules as the research object, and provide storage characteristic parameters such as storage life assessment values and activation energy of the modules. Based on the completed accelerated storage test of microwave power amplification modules, existing data modeling and processing methods were adopted to carry out accelerated storage data processing and life assessment. Various degradation trajectory fitting optimization, performance degradation model parameter conversion modeling, multiple life distribution modeling, and goodness of fit testing techniques were applied to analyze and process the storage data. A degradation trajectory model, life distribution model, acceleration factor, activation energy and other storage characteristic parameters of microwave power amplification modules, as well as reliable life assessment values, were provided. The accelerated storage test data processing method proposed has good adaptability and high superiority, and can provide reference for similar electronic devices with degradation data.

power amplification modules; accelerated storage; data processing; life; acceleration factor; activation energy; degradation trajectory

2023-08-24；

2023-10-12

TJ089

A

1672-9242(2023)10-0108-10

10.7643/ issn.1672-9242.2023.10.013

2023-08-24；

2023-10-12

呂瑛, 王愛清, 閆凱, 等. 微波功率放大組件加速貯存數(shù)據(jù)處理及壽命評(píng)估[J]. 裝備環(huán)境工程, 2023, 20(10): 108-117.

LYU Ying, WANG Ai-qing, YAN Kai, et al. Accelerated Storage Data Processing and Life Assessment of Microwave Power Amplification Modules[J]. Equipment Environmental Engineering, 2023, 20(10): 108-117.

責(zé)任編輯：劉世忠