[發明專利]一種電子設備輻射耦合電磁敏感性仿真方法

有效

• 申請號: 201110337094.8
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN102385655A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 蘇東林;秦德淳;武南開;吳龍剛;王國玉
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

技術領域

本發明屬于電子設備電磁特性技術領域，具體涉及一種電子設備輻射耦合電磁敏感性仿真方法。

背景技術

電磁敏感性問題實際上是電子設備輻射發射的電磁波與其他電子設備間的相互作用。電磁敏感性是指設備、器件因電磁干擾可能導致工作性能降級的特性，這種相互影響可以用“場路耦合”來描述，即一個電子設備對另一個電子設備的“場路耦合”可以實現能量從騷擾源傳遞到敏感設備。場路耦合中的輻射耦合是指輻射干擾源以電磁場的形式在空間傳播，然后通過接收回路耦合到接收器的這樣一個由此及彼的能量傳輸過程。具體來說，這種方式又可以分為空間電磁波至接收天線的耦合、空間電磁波對電纜的耦合以及電纜對電纜的耦合等情況。因此，只有認識了外界射頻電磁干擾能量與電子設備的電磁能量耦合方式和強度，才能科學制定電子設備的抗電磁干擾性能的試驗方法。

HFSS-High?Frequency?Structure?Simulator，Ansoft公司推出的三維電磁仿真軟件；是世界上第一個商業化的三維結構電磁場仿真軟件，業界公認的三維電磁場設計和分析的工業標準。HFSS提供了一簡潔直觀的用戶設計界面、精確自適應的場解器、擁有空前電性能分析能力的功能強大后處理器，能計算任意形狀三維無源結構的S參數和全波電磁場。HFSS軟件擁有強大的天線設計功能，它可以計算天線參量，如增益、方向性、遠場方向圖剖面、遠場3D圖和3dB帶寬；繪制極化特性，包括球形場分量、圓極化場分量、Ludwig第三定義場分量和軸比。使用HFSS，可以計算：①基本電磁場數值解和開邊界問題，近遠場輻射問題；②端口特征阻抗和傳輸常數；③S參數和相應端口阻抗的歸一化S參數；④結構的本征模或諧振解。而且，由Ansoft?HFSS和Ansoft?Designer構成的Ansoft高頻解決方案，是目前唯一以物理原型為基礎的高頻設計解決方案，提供了從系統到電路直至部件級的快速而精確的設計手段，覆蓋了高頻設計的所有環節。

發明內容

本發明的目的是提出一種電子設備輻射耦合電磁敏感性仿真方法，該方法以電子設備的電路物理模型FAA與輻射耦合仿真條件FBB在三維電磁仿真軟件HFSS中進行電磁敏感性仿真，獲得電路物理模型FAA的諧振頻率R_FAA和強耦合頻點Q_FAA。

本發明的一種電子設備輻射耦合電磁敏感性仿真方法，該仿真方法在三維電磁仿真軟件HFSS中被調用；該仿真方法包括有下列步驟：

第一步：構建電子設備的電路物理模型FAA

依據待仿真的電子設備電路板圖PCB和電子設備屏蔽板圖PCC構建得到電路物理模型FAA；

所述電子設備電路板圖PCB是在三維電磁仿真軟件HFSS下，以介質板P_PCB、相對介電常數e_PCB和相對磁導率δ_PCB進行仿真獲得；

所述電子設備屏蔽板圖PCC是在三維電磁仿真軟件HFSS下，以介質板P_PCC、相對介電常數e_PCC和相對磁導率δ_PCC進行仿真獲得；

第二步：設置輻射耦合仿真條件FBB

基于電磁場與微波技術理論，設置輻射耦合仿真條件FBB中的各元素：仿真頻率Ff、電磁波類型FTT、極化方向FJD、照射角度FA、電場強度FE和輻射耦合邊界條件FBJ；

所述仿真頻率Ff＝300MHz～1GHz；

所述電磁波類型FTT包括有連續平面波、正弦波、或者方波；

所述極化方向FJD包括有水平極化方向和垂直極化方向；

所述照射角度FA包括有0度、45度、或者90度；

所述電場強度FE＝15V/m～50V/m；

所述輻射耦合邊界條件FBJ是取輻照電磁波的波長λ的1/2，即且其中，波長λ是指仿真頻率Ff對應的波長；

第三步：獲得輻射耦合電磁敏感性

依據輻射耦合仿真條件FBB對電路物理模型FAA在三維電磁仿真軟件HFSS中進行輻射耦合電磁敏感性仿真處理，獲得電路物理模型FAA中的諧振頻率R_FAA和強耦合頻點Q_FAA；

所述諧振頻率R_FAA是指FE_ij取最大值時Ff_j；

所述強耦合頻點Q_FAA是指FE_ij取最大值時對應的頻率點；