PCB电磁干扰源等效建模方法研究

发布时间：2017-10-13 19:21

  本文关键词：PCB电磁干扰源等效建模方法研究

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【摘要】：电子产品的日益发展,使其日益复杂。而作为电子产品的核心元件之一的印制电路板(PCB,printed circuit board),其产生的电磁干扰也日益严重,而由于PCB板的日益复杂化,对PCB板进行全场仿真建模也日益困难甚至无法完成。为了解决PCB板的建模问题,本文提出了阵列偶极子等效建模方法,从而降低建模难度,简化模型复杂度,提高计算效率。本文主要分为以下四个方面:(1)归纳总结了辐射源等效建模方法,并分析其适用于干扰源等效建模方法的可能性。之所以研究辐射源等效建模方法,是因为目前国内外缺少有关于干扰源等效建模方法的相关研究,而针对于辐射源等效建模方法的研究较多,而且两者有很多相通之处。本文分析了当下四种主要辐射源等效建模方法:积分方程法、模式展开法、等效磁流法和等效电流法、阵列偶极子法。从这四种方法的基本原理入手,分析了其适用于干扰源等效建模方法的可能性。(2)基于阵列电偶极子等效建模方法。参考阵列偶极子等效建模方法,本文针对PCB板提出了阵列电偶极子等效建模方法。分别从电场建模和磁场建模入手,本文详细推导了这两种建模方式下,阵列电偶极子等效建模方法的基本过程,并巧妙地解决了辐射干扰设备的存在问题。最后通过两个算例验证了阵列电偶极子等效建模方法的可行性和准确性。(3)基于阵列磁偶极子等效建模方法。参考阵列偶极子等效建模方法,本文利用另一种基本天线振子——磁偶极子,提出了阵列磁偶极子等效建模方法。分别从电场建模和磁场建模入手,本文详细推导了这两种等效建模的理论推导过程,并采用相同的方式解决了干扰辐射装置存在的问题。然后通过两个仿真算例,验证了这两种方法的准确性和可行性。最后比较了阵列电偶极子等效建模方法和阵列磁偶极子等效建模方法,并分析了两种方法的优劣。(4)等效建模方法的优化和扩展研究。本文研究了阵列磁偶极子等效建模方法的两个主要参数——阵列天线距离接地板的高度和阵列天线振子的数量对等效建模方法精度的影响,并得到了一些参考标准。提出一种新型的混合阵列模型,并用一个算例验证了该模型的可行性和准确性。
【关键词】：电磁干扰源 等效建模 PCB板 阵列偶极子
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN41;TN972
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 课题的提出和研究意义10-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 课题来源及研究内容13-15
• 1.4 论文的主要贡献和创新15-16
• 第二章 理论基础16-32
• 2.1 电磁场基本理论概述16-19
• 2.1.1 Maxwell方程、守恒定律和连续性方程16-17
• 2.1.2 本构关系17-18
• 2.1.3 电磁场的边界条件18-19
• 2.2 电磁兼容基本理论概述19-23
• 2.2.1 电磁兼容三要素19-22
• 2.2.2 电子产品电磁兼容性控制技术22-23
• 2.3 辐射源等效建模方法研究23-31
• 2.3.1 模式展开法的原理及其可行性探索23-27
• 2.3.2 积分方程法基本理论介绍和可行性探索27-28
• 2.3.3 等效电流和等效磁流法的基本理论介绍和可行性探索28-31
• 2.3.4 阵列偶极子方法的基本介绍和可行性探索31
• 2.4 本章小节31-32
• 第三章 基于阵列电偶极子的PCB干扰源等效建模方法研究32-53
• 3.1 电偶极子的基本性质32-39
• 3.1.1 电偶极子的定义32-33
• 3.1.2 电偶极子的辐射场33-36
• 3.1.3 电偶极子的辐射电磁场的特性36-39
• 3.2 基于阵列电偶极子的等效建模方法39-47
• 3.2.1 不含接地板的PCB干扰源阵列电偶极子等效建模方法研究39-45
• 3.2.2 含接地板的PCB板干扰源等效建模方法研究45-46
• 3.2.3 阵列电偶极子磁场等效建模方法研究46-47
• 3.3 阵列电偶极子等效建模方法的数值验证47-52
• 3.3.1 贴片天线建模及仿真结果48-49
• 3.3.2 阵列电偶极子等效建模方法过程49-51
• 3.3.3 贴片天线的阵列电偶极子等效建模仿真验证结果51-52
• 3.4 本章小结52-53
• 第四章 基于阵列磁偶极子的PCB干扰源等效建模方法研究53-74
• 4.1 磁偶极子的基本性质53-60
• 4.1.1 磁偶极子的定义53-54
• 4.1.2 磁偶极子的辐射电磁场54-57
• 4.1.3 磁偶极子辐射场的性质57-60
• 4.2 基于阵列磁偶极子阵列的等效建模方法60-69
• 4.2.1 不含接地板的PCB干扰源阵列磁偶极子等效建模方法研究61-66
• 4.2.2 含接地板的PCB板干扰源等效建模方法研究66-67
• 4.2.3 阵列磁偶极子磁场等效建模方法研究67-69
• 4.3 阵列磁偶极子等效建模方法的数值验证69-72
• 4.3.1 阵列磁偶极子的贴片天线等效建模方法基本过程69-70
• 4.3.2 贴片天线的阵列磁偶极子等效建模仿真验证结果70-72
• 4.4 本章小节72-74
• 第五章 阵列偶极子等效建模方法的优化和扩展研究74-82
• 5.1 阵列磁偶极子与接地板的高度对等效建模精度影响分析74-76
• 5.2 阵列磁偶极子数量等效建模精度的影响分析76-78
• 5.3 电偶极子和磁偶极子混合阵列等效建模方法研究78-80
• 5.3.1 混合阵列等效建模方法理论推导78-79
• 5.3.2 混合阵列等效建模方法数值验证79-80
• 5.4 本章小节80-82
• 第六章 总结与展望82-84
• 6.1 全文总结82-83
• 6.2 展望83-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-88
• 攻读硕士学位期间取得的成果88-89

【参考文献】

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1 刘涛;利用积分方程法精确模拟载体上天线的辐射问题[D];电子科技大学;2013年

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本文编号：1026642