電磁兼容問題中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)工作時的時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)問題越來越嚴重。PCB電磁輻射特性仿真分析越來越受到重視。對PCB進行詳細的全場建模將導致整機模型復雜、建模過程非常困難甚至無法進行。本文研究PCB電磁輻射特性的等效建模方法,從而簡化整機建模難度和模型大小,提高計算效率。主要研究內容包含以下三個方

2、面:
　　(1)電磁兼容問題的等效建模思想
　　電磁兼容問題有別于傳統(tǒng)的電磁問題,具有包含的元素多、層次復雜和元素結構復雜等特點。根據電磁兼容問題的特點,其等效建模方法應反映主要特性,其等效模型應便于集成。本文從電磁場問題的偏微分方程描述出發(fā),分析了電磁兼容問題的偏微分方程描述形式,得到了電磁干擾源與方程激勵源對應、復雜結構與方程邊界條件對應的結論。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題

3、的偏微分方程描述接近,從而保證等效建模方法的準確性。將輻射源和影響輻射的結構分開建模,即對真實電磁輻射源進行等效建模,并單獨處理結構對輻射的影響。該方法亦便于對復雜系統(tǒng)進行電磁兼容分析。
　　(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輻射源的等效模型。假設實際PCB的輻射磁場已知,文中詳細推導了磁偶極子陣列模型的求取方法,并討論了對邊界條件的處理方式。為了說明該方法的準確性

4、和有效性,運用一個貼片天線作為數值算例進行了驗證。
　　(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輻射源的等效模型。假設實際PCB的輻射磁場已知,文中詳細推導了電偶極子陣列模型的求取方法,并討論了對邊界條件的處理方式。同樣運用一個貼片天線作為數值算例驗證該方法的準確性和有效性。最后,對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,并進行了原因分