【摘要】：現(xiàn)代電子產(chǎn)品不斷地沿著高速、高密、低耗、小型化的趨勢發(fā)展,由此引發(fā)的電磁干擾問題也變得日益嚴(yán)重。面對越來越復(fù)雜的電子產(chǎn)品,傳統(tǒng)的全波仿真方法無法精確、快速地分析其電磁干擾問題。這一方面是由于全波仿真算法面對結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多尺度(電路板級-器件級-芯片級)問題,仿真效率十分低下,另一方面是因為核心器件的模型由于知識產(chǎn)權(quán)保護而無法獲得。面對這類問題,近場掃描技術(shù)顯現(xiàn)出了巨大的優(yōu)勢,它可以在器件結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)未知的情況下診斷和定位電磁干擾問題。特別地,利用近場掃描的電磁場,可以構(gòu)建復(fù)雜干擾源器件的簡化等效輻射源模型,從而快速量化分析復(fù)雜系統(tǒng)中電磁干擾問題。該技術(shù)為電子產(chǎn)品前期的電磁干擾風(fēng)險評估、架構(gòu)布局設(shè)計,以及后期的電磁干擾整改提供了有力的理論工具,極大地降低電子產(chǎn)品的研發(fā)成本、縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期,成為國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和知名企業(yè)的研究熱點。本文緊密聯(lián)系實際工程,圍繞著提高基于近場掃描干擾源重構(gòu)算法的效率和精度核心問題進(jìn)行研究。本文的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點包括以下三點:1.針對實際工程中近場掃描耗時長的問題,提出了一種基于單平面幅度掃描的迭代算法。該算法通過一個掃描面的場幅度值,利用迭代算法得到等效輻射源模型。相比于傳統(tǒng)的雙掃描面迭代算法,該方法在保持精度的同時減少了一半的掃描時間。仿真和實驗的例子都證明了該方法的有效性。此外,我們還用含噪聲的測試數(shù)據(jù)驗證了算法的魯棒性。該算法適用于前期系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計階段的電磁干擾問題分析。2.針對含多次反射等復(fù)雜電磁環(huán)境下的等效輻射源建模問題,我們提出了一種基于深度學(xué)習(xí)和人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)算法。該算法通過網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練,將多次反射和衍射效應(yīng)等考慮在內(nèi),有效地提高了等效輻射源的重構(gòu)精度,為復(fù)雜環(huán)境中電磁干擾問題的分析和診斷提供了新的解決思路。仿真和實驗例子證明了該方法能夠準(zhǔn)確預(yù)測場分布。特別地,與傳統(tǒng)等效源重構(gòu)算法相比,該方法還具有預(yù)測掃描面下方的場分布的能力。這對于近場干擾源的準(zhǔn)確定位具有重要的意義。3.針對工程中等效輻射源多頻點建模的效率問題,本文提出了一種固定等效偶極子位置的差分進(jìn)化重構(gòu)算法。在位置固定的情況下,不同偶極矩的等效偶極子能重復(fù)利用全波仿真的網(wǎng)格,從而實現(xiàn)偶極子等效源在多個頻點的快速建模,極大地減少了多頻點耦合功率的預(yù)測時間。我們用該算法對合作公司的一款高速芯片做了等效輻射源重構(gòu),估算了芯片與周圍傳輸線的耦合功率,為芯片布局提供了量化指導(dǎo)準(zhǔn)則。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN972;O441
【圖文】：

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本文編號：2758413