Investigation of the Origin of Radiation by using Combined Conduction and Radiation Analysis of Electric Circuits in terms of Electromagnetic Potentials

通过电磁势方面的电路传导和辐射组合分析来研究辐射源

• 批准号: 22K14302
• 负责人: 神野 崇馬
• 金额: $ 3万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14302/
• 关键词: 電磁ポテンシャル; 電磁ノイズ; 放射; 集中定数回路; 電磁回路

電磁気学現象を利用して、我々の生活は飛躍的に便利になってきた。電磁気学現象はMaxwell方程式を原理として応用が進んでいるが、実用上、電気回路内の伝導現象と外部への放射現象は切り離されて発展してきた。しかし、近年では予期しない放射が電磁ノイズの原因となり、現場における製品開発の遅延などの問題を引き起こしている。現在の回路設計には、伝導と放射を統一した電磁ノイズの解析手法が必要とされている。本研究は、電磁ノイズ現象を考慮した回路設計を実現するために、伝導と放射現象の基本的な物理変数である電磁ポテンシャルを用いて、伝導と放射現象を統一したシミュレーション手法の確立と実験による検証を目指した。本年度はシミュレーション手法の確立と実験検証の両方に進展があった。回路解析では、集中定数回路の接続や、誘電体などの媒質を考慮することが必要とされており、本研究手法でも達成することができた。これにより、汎用に用いられているプリント基板配線のシミュレーションを実現した。さらに実験では、時間領域反射法（TDR法）を用いることで、プリント基板に流れるノーマルモード電圧やコモンモード電圧を測定した。その結果、回路形状によって、コモンモード電圧が伝搬の際に放射によって減衰することを確認した。さらに、本年度開発した手法により、これらの実験結果を再現することに成功した。この結果から、実験では端子電圧しか測定できなかったが、シミュレーションにより、基板全体を電磁ポテンシャルがどのように伝搬し、回路のどのような形状が原因となっているのかを確認することができた。これにより、シミュレーション環境で電磁ノイズ特性を評価することが可能になり、開発における試作を減らし、開発期間の短縮に役立てることが期待できる。

The phenomenon of electromagnetism を takes advantage of て て, my 々 <s:1> the に convenience of the <s:1> leap in life になって た た た. Electromagnetic 気 principle phenomenon は Maxwell equations を と し て 応 が into ん で い る が, be used, the electric 気 loop の 伝 guide phenomenon と external へ の radioactivity は り cutting from さ れ て 発 exhibition し て き た. し か し, recent で は to period し な い radiation が electromagnetic ノ イ ズ の reason と な り, field に お け る products open 発 の 遅 delay な ど の problem を lead き up こ し て い る. Now の circuit design に は, 伝 と radiation を unified し た electromagnetic ノ イ ズ の parsing technique が necessary と さ れ て い る. は, this study electromagnetic ノ イ ズ phenomenon を consider し た circuit design を be presently す る た め に, 伝 と radioactivity の basic physical - several で な あ る electromagnetic ポ テ ン シ ャ ル を with い て, 伝 と radioactivity を unified し た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン gimmick の establish と be 験 に よ る 検 card を refers し た. This year, <s:1> シ, ュレ, ュレ, ショ, ショ methods <s:1> to establish と experimental 検 certificates <e:1> and に progress があった of both sides. Loop analytic で は, concentrated constant loop の 続 や, induced electric な ど の medium を consider す る こ と が necessary と さ れ て お り, this research technique で も reached す る こ と が で き た. こ れ に よ り, domestic に い ら れ て い る プ リ ン ト base board wiring の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を be presently し た. さ ら に be 験 で は, time domain reflection method (TDR) を with い る こ と で, プ リ ン ト substrate に flow れ る ノ ー マ ル モ ー ド electric 圧 や コ モ ン モ ー ド electric 圧 を determination し た. そ の results, loop shape に よ っ て, コ モ ン モ ー ド electric 圧 が 伝 move の interstate に radiation に よ っ て damping す る こ と を confirm し た. Youdaoplaceholder0, the た technique developed in this year is によ さらに, the <s:1> れら experimental results を reproduce する とに とに successfully た. こ の results か ら, be 験 で は terminal electric 圧 し か determination で き な か っ た が, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り, substrate all を electromagnetic ポ テ ン シ ャ ル が ど の よ う に 伝 move し, loop の ど の よ う な shape が reason と な っ て い る の か を confirm す る こ と が で き た. こ れ に よ り, シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で electromagnetic environment ノ イ ズ features を review 価 す る こ と が may に な り, open 発 に お け る try to ら を minus し, open during 発 の shortening に servants made て る こ と が expect で き る.

项目成果

電磁ポテンシャルを用いた3次元回路シミュレーション手法

使用电磁势的 3D 电路仿真方法

• 发表时间: 2022
• 作者: 神野崇馬;木虎秀二;土岐博;阿部真之
• 通讯作者: 阿部真之

電磁ポテンシャルを用いた不均一媒質中のノーマルモード・コモンモードの時間領域解析

使用电磁势对异质介质中的简正模和共模进行时域分析

• 发表时间: 2022
• 作者: 神野崇馬;木虎秀二;土岐博;阿部真之
• 通讯作者: 阿部真之

スカラーポテンシャルを用いたコモンモードノイズ解析手法の検討

基于标量势的共模噪声分析方法研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 神野崇馬;木虎秀二;土岐博;阿部真之
• 通讯作者: 阿部真之

A Time-Domain Three-Dimensional Numerical Method for Comprehensive Common-Mode Analysis of Electric Circuits in Inhomogeneous Media

• DOI: 10.1109/temc.2022.3199473
• 发表时间: 2022-12
• 期刊: IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility
• 影响因子: 2.1
• 作者: S. Jinno;S. Kitora;Hiroshi Toki;M. Abe

平行 2 本線路における放射を考慮したノーマル・コモンモード方程式とカップリングメカニズムの解明

考虑两条平行线辐射的简正/共模方程和耦合机制的阐明

• 发表时间: 2022
• 作者: 大原佑介;神野崇馬;木虎秀二;土岐博;阿部真之
• 通讯作者: 阿部真之