電磁兼容問(wèn)題中PCB輻射干擾源等效建模方法研究.pdf

1、印制電路板(printed circuit board,PCB)工作時(shí)的時(shí)變電流是一種輻射干擾源,其電磁輻射引起的電磁兼容(electromagnetic compatibility,EMC)問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。PCB電磁輻射特性仿真分析越來(lái)越受到重視。對(duì)PCB進(jìn)行詳細(xì)的全場(chǎng)建模將導(dǎo)致整機(jī)模型復(fù)雜、建模過(guò)程非常困難甚至無(wú)法進(jìn)行。本文研究PCB電磁輻射特性的等效建模方法,從而簡(jiǎn)化整機(jī)建模難度和模型大小,提高計(jì)算效率。主要研究?jī)?nèi)容包含以下三個(gè)方

2、面:
　　(1)電磁兼容問(wèn)題的等效建模思想
　　電磁兼容問(wèn)題有別于傳統(tǒng)的電磁問(wèn)題,具有包含的元素多、層次復(fù)雜和元素結(jié)構(gòu)復(fù)雜等特點(diǎn)。根據(jù)電磁兼容問(wèn)題的特點(diǎn),其等效建模方法應(yīng)反映主要特性,其等效模型應(yīng)便于集成。本文從電磁場(chǎng)問(wèn)題的偏微分方程描述出發(fā),分析了電磁兼容問(wèn)題的偏微分方程描述形式,得到了電磁干擾源與方程激勵(lì)源對(duì)應(yīng)、復(fù)雜結(jié)構(gòu)與方程邊界條件對(duì)應(yīng)的結(jié)論。提出了將干擾源和邊界條件分開建模的思想,使得等效模型的偏微分方程描述與原問(wèn)題

3、的偏微分方程描述接近,從而保證等效建模方法的準(zhǔn)確性。將輻射源和影響輻射的結(jié)構(gòu)分開建模,即對(duì)真實(shí)電磁輻射源進(jìn)行等效建模,并單獨(dú)處理結(jié)構(gòu)對(duì)輻射的影響。該方法亦便于對(duì)復(fù)雜系統(tǒng)進(jìn)行電磁兼容分析。
　　(2)基于磁偶極子陣列的等效建模方法
　　基于文中提出的等效建模思想,使用磁偶極子陣列作為真實(shí)輻射源的等效模型。假設(shè)實(shí)際PCB的輻射磁場(chǎng)已知,文中詳細(xì)推導(dǎo)了磁偶極子陣列模型的求取方法,并討論了對(duì)邊界條件的處理方式。為了說(shuō)明該方法的準(zhǔn)確性

4、和有效性,運(yùn)用一個(gè)貼片天線作為數(shù)值算例進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　(3)基于電偶極子陣列的等效建模方法
　　基于文中提出的等效建模思想,使用電偶極子陣列作為真實(shí)輻射源的等效模型。假設(shè)實(shí)際PCB的輻射磁場(chǎng)已知,文中詳細(xì)推導(dǎo)了電偶極子陣列模型的求取方法,并討論了對(duì)邊界條件的處理方式。同樣運(yùn)用一個(gè)貼片天線作為數(shù)值算例驗(yàn)證該方法的準(zhǔn)確性和有效性。最后,對(duì)比了基于磁偶極子陣列和基于電偶極子陣列的等效建模方法,分析了兩種方法的優(yōu)劣,并進(jìn)行了原因分