板級電磁輻射偶極子陣列等效建模研究.pdf

1、近年來，高速集成電路(high-speed IC)迅速發(fā)展，電路復雜程度以及時鐘頻率不斷升高帶來了日趨嚴重的電磁兼容（Electromagnetic Compatibility, EMC）問題。電磁兼容問題成為了高速電路設計以及電子產品研發(fā)面臨的不可忽視的主要問題之一?？梢灶A測，在未來十年，這個問題會因為更高的頻率和集成度而變得更加棘手。其中，印刷電路板(PCB)級電磁干擾(Electromagnetic Interference，EM

2、I)預測問題是EMC領域內一個非常具有實際應用價值的工程問題。傳統(tǒng)的全波分析方法常被用于定量分析PCB的EMI輻射，但由于PCB電路結構日趨復雜，該方法過大的計算量使計算機難以承受。此外，使用全波分析方法必須具備PCB所有具體的設計細節(jié)，否則便會一籌莫展。鑒于此，一些學者提出了使用基于近場掃描的偶極子陣列模型來進行PCB的EMI預測，它的基本思想是使用近場掃描的方法測量PCB的近場輻射場，然后通過理論計算構建偶極子陣列等效輻射源模型，之

3、后使用等效模型結合基于有限元法的三維電磁仿真軟件來預測輻射源的電磁輻射。由于近場掃描精度高，測量方便，實驗條件相對簡單，再加上該方法無需考慮具體的PCB結構，測量周期短，所以特別適合當下周期越來越短的電子產品研發(fā)。本論文主要從以下幾個方面對該等效輻射源方法進行了研究:
　　1.本文使用偶極子陣列作為等效輻射源對自由空間內PCB的輻射場干擾進行預測。創(chuàng)新性地提出了偶極子陣列優(yōu)化方法，在保證輻射源重構精確度的前提下顯著減少仿真計算時間

4、，使得該等效輻射源模型不僅能夠有效，而且能有效率地預測自由空間內PCB的輻射場干擾，從而大大增強了該方法的實際應用價值。
　　2.使用等效偶極子陣列模型對PCB在屏蔽盒作用下的電磁輻射情況進行預測，選取切向磁偶極子分量和法向電偶極子分量作為等效輻射源，使得構建出的等效偶極子陣列能刻畫出PCB上電壓和電流的分布情況，精確性得到提升。
　　3.使用等效偶極子陣列模型預測三維結構PCB的電磁輻射，創(chuàng)新性地提出了基于近場幅度和相位掃