基于球形磁场扫描的严格辐射辐射表征方法是一篇发表在IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility期刊上,由Ping Li和Li Jun Jiang撰写的论文。这篇论文提出了一种新的方法,该方法通过球形测试表面的电磁场采样来获取置于采样区域中心的被测试设备(DUT)的辐射磁场,并使用二元格林函数(Dyadic Green’s Function, DGF)和Huygens原理将采样的球形切向场直接计算转换为远场,而不依赖于常规的逆算法。为了证明该方法的有效性和准确性,文章最后通过对比Hertz偶极子、微带贴片天线和PCBs的电远场进行了基准测试。
知识点如下:
1. 电磁辐射发射(Electromagnetic Radiated Emission)
电磁辐射发射是指通过空间传播的电磁能量,主要来源于各种电子设备,比如天线、印刷电路板(PCBs)和电子设备。这种发射可能干扰到其他电子设备的正常运行,因此对IC电磁兼容性(EMC)和干扰性质的表征变得越来越重要。
2. 集成电路电磁兼容性(Integrated Circuit EMC)
随着集成电路(IC)的快速发展,以及时钟频率的不断提高和高密度封装技术如芯片上封装、系统封装和多层印刷电路板(PCB)的快速进步,IC的电磁兼容性问题受到了广泛关注。电子设备和电气设备都必须通过开阔场地测试以满足电磁兼容性要求。
3. 球形磁场扫描方法
文章中提出了一种基于球形磁场扫描的方法,通过在球形测试表面上进行电磁场的采样,获取被测试设备中心的辐射磁场。这种采样方法有助于更精确地获取设备的辐射特性,为电磁兼容性分析提供了新的手段。
4. 二元格林函数(Dyadic Green’s Function, DGF)
DGF在电磁场中非常重要,它描述了在给定源的情况下场的分布。该论文中提到的DGF考虑了完美磁导体球体的存在,并且可以基于Ohm-Rayleigh方法和散射叠加技术表示为一系列的球面波函数。
5. Huygens原理及唯一性定理
Huygens原理是一个用于电磁场分析的原理,表明电磁波可以从一给定的波前(表面)重新生成。唯一性定理又确保了在边界条件下,电磁场的解是唯一的。结合Huygens原理和DGF,可以准确计算出远场分布,从而评估电子设备的电磁辐射特性。
6. 完美磁导体(Perfect Magnetic Conductor, PMC)球体
在研究中,完美磁导体(PMC)球体的存在被考虑在内,从而对电磁场的传播和反射特性有了更准确的描述。通过分析PMC球体,可以更精确地模拟电磁设备的辐射行为。
7. 散射叠加技术
在论文中提到了利用散射叠加技术来表示DGF,这涉及将波场分解为一系列散射源的组合。这是一种强有力的数学工具,用于将复杂的电磁问题简化为更易于处理的形式。
8. 基于图像理论的半球形场扫描
对于位于无穷大完美电导平面的DUT,论文提出仅需要半球形场扫描,这是因为基于图像理论可以对远场进行计算。
9. 基准测试
为了验证所提方法的正确性和准确性,作者将Hertz偶极子、微带贴片天线和PCBs的电远场进行了基准测试。通过与已知的理论或实验结果对比,这种方法在实际应用中的准确性和可靠性得到了证明。
总结而言,该论文通过介绍一种基于球形磁场扫描的严格辐射辐射表征方法,为电磁辐射发射的准确表征提供了新的技术路径,并通过理论和实验验证了该方法的有效性。这对于电磁兼容性的研究和实践具有重要的科学价值和技术意义。