【摘 要】
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随着芯片先进制造技术的蓬勃发展,电子产品也随之趋于小型化、高度集成化、移动化、高频化和低功耗的特点。与此同时,电子产品的电磁干扰问题越来越严重。常用的电子产品的电磁干扰分析方法为传统的全波仿真方法。然而全波仿真法从技术方面,需要知道电子产品的具体内部结构,对于复杂的电子产品来说,其涉及多个尺度(PCB级-元器件级-芯片级)的电磁辐射耦合,其仿真难度大,需要耗费的计算资源多和计算时间长;从商业方面,
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随着芯片先进制造技术的蓬勃发展,电子产品也随之趋于小型化、高度集成化、移动化、高频化和低功耗的特点。与此同时,电子产品的电磁干扰问题越来越严重。常用的电子产品的电磁干扰分析方法为传统的全波仿真方法。然而全波仿真法从技术方面,需要知道电子产品的具体内部结构,对于复杂的电子产品来说,其涉及多个尺度(PCB级-元器件级-芯片级)的电磁辐射耦合,其仿真难度大,需要耗费的计算资源多和计算时间长;从商业方面,很多器件具有知识产权保护,难以获取其电磁模型。由于近场扫描方法的成本低,结合等效辐射源算法,不需知道被测物的内部结构,可达到理想的电磁测量效果。本文在近场扫描技术的基础上,研究高效率的等效辐射源重构算法。1)在有相位等效辐射源重构算法中,本文采取等效电磁偶极子的阵列来等效物理辐射源。本文提出了基于奇异值分解的求取正则化参数的方法,在重构的电磁场精度相当的前提下,此方法比传统的L曲线法求正则化参数的运算速度更快。在此基础上,以U型微带线仿真模型为例,研究了模型在负载短路、负载开路和负载匹配的情况下不同电磁场分量输入组合对等效辐射源重构的影响。本文得到以下结论:有相位辐射源中占比少的分量,对应重构精度差;输入的分量越多,重构整体精度越好;重构的分量是输入的分量的类型,其精度比不是输入分量重构的效果要好。2)在无相位等效辐射源重构算法中,为了提升无相位电磁场输入重构辐射源算法效率,本文以贴片天线仿真模型为例,研究了传统双面迭代法。为了减少扫描工作量,在双面迭代法基础上,本文提出了仅保留一个扫描面的直接单面迭代法。为了进一步减少单面迭代法的运算时间,本文提出了通过按照分量的性质拆分成两组单面迭代过程,然后两组单面迭代数据通过共享等效辐射源,交替迭代。结合仿真结果和商用功分器的实验结果显示:在输入数据量庞大及精确度相差不大的前提下,运算时间由短到长依次为,基于分量的交叉迭代法、直接单面迭代法和双面迭代法。通过本文研究,得到高效的有相位和无相位电磁场输入的等效辐射源重构算法,为复杂的电子产品的电磁干扰分析提供了量化的指导。
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