電磁干渉抑制のための電源・グランド面の周期構造パターン設計に関する研究

抑制电磁干扰的电源/地平面周期性结构图案设计研究

基本信息

批准号：
18760253
负责人：
豊田啓孝
金额：
$ 2.24万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18760253/
关键词：
EBG 不要電磁波 EMI プリント回路基板周期パターン阻止域分散関係解析

项目摘要

本研究課題の最終目標は、「小型電子機器に搭載可能なサイズで、不要電磁波抑制のための阻止域を任意に設定することができ、有効な阻止特性をもつ電源・グランド面の周期パターン、すなわち、EBG(Electromagnetic Bandgap;電磁バンドギャップ)パターンを実現する」ことである。電源・グランド面へのEBGパターンの形成は、携帯電話に代表される小型電子機器設計において問題となるEMI (Electromagnetic Interference;電磁干渉)を抑制し、設計どおりの性能を実現するために効果的な手法として注目されている。本年度の当初計画は、1.高比誘電率材料を用いた小型化の検討、2.高比透磁率材料を用いた小型化の検討、3.テストボードの試作と評価、4.電磁界シミュレータHISES (High-Spccd EMI Simulator)の動作性能の向上であった。計画を遂行する中で特に2.について、市販の磁性体シートを電源・グランド層間に挿入することにより顕著な効果を得た。それは、比透磁率の実部の効果によるEBG構造の小型化、さらに、虚部の効果による阻止域の拡大である。試作基板を対象に8GHzまでの周波数に対して、層間共振とこれに伴う放射の抑制の観点から磁性体シート挿入効果について調べた。その結果、効果的に共振が抑制でき、放射も同時に抑制できることが明らかになった。1GHz以上の周波数では磁性体シートの透磁率の虚部が大きな値をもち、大きな相関があることが分かった。一方、1GHz以下の周波数ではこの虚部の効果は小さくなるが、EBG阻止域をそれに合わせて適切に設定することで、阻止域の拡大が可能となることが判明した。さらに、HISESの動作性能の向上では、スリットや基板端からの放射による共振周波数シフトを表現する計算アルゴリズムを実装した。開口部やスリットからの放射の取り扱いについて若干課題が残ったが、基板端からの放射についてはその影響を考慮した共振特性解析が行えるようになった。

该研究主题的最终目标是“实施具有有效停止特性的电源和接地平面的周期性模式，即EBG（电磁带盖）模式，该模式可以安装在小型电子设备中，并可以选择设置停止区域，以抑制不必要的电磁波，以实现供电和实现电源的特性，并具有定期的电源供电和定期的电源。电源和接地表面上EBG模式的形成引起了人们的注意，作为抑制EMI（电磁干扰）的有效方法，这是设计小型电子设备（例如手机）的问题，并实现了设计的性能。今年的最初计划是1。使用高电阻材料考虑小型化，2。使用高电阻材料考虑微型化，3。原型和测试板的评估，以及4。提高高SPCCD EMI Simulator（HISES）的运营性能。在项目的过程中，尤其是关于2的过程。这是由于相对渗透率的实际部分的影响以及由于假想部分的影响而导致停止范围的扩展，EBG结构的微型化。我们研究了从抑制层间间共振和相关辐射的观点，在频率范围内插入磁性磁盘的效果。结果，已经揭示了可以有效抑制共振，并且可以同时抑制辐射。已经发现，在1GHz以上的频率下，磁性板的磁渗透性的假想部分具有较大的值，并且存在很大的相关性。另一方面，尽管在1GHz以下的频率下降低了该虚部的效果，但已经发现，通过适当设置EBG塞子范围，可以扩展塞子范围。此外，为了提高HISES的运行性能，已经实施了一种计算算法来表达由于SLIT和底物边缘辐射引起的谐振频移。尽管对于从开口和缝隙中处理辐射的问题仍然存在一些问题，但现在可以考虑从底物边缘辐射的效果，现在可以执行共振特性分析。

项目成果

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科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Stopband Analysis Using Dispersion Diagram for Two-Dimensional Electromagnetic Bandgap Structures in Printed Circuit Boards

使用色散图对印刷电路板中的二维电磁带隙结构进行阻带分析

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
IEEE Microwave and Wireless Components Letters vol.16,no.12
影响因子：
0
作者：
Yoshitaka Toyota;Arif Ege Engin;Tae Hong Kim;Madhavan Swaminathan
通讯作者：
Madhavan Swaminathan

PCBの電源層間への高透磁率シート挿入による層間共振と放射の抑制

通过在 PCB 电源层之间插入高磁导率片来抑制层间谐振和辐射

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
豊田;五百旗頭;古賀;近藤;吉田
通讯作者：
吉田

Size Reduction of Electromagnetic Bandgap (EBG) Structures with New Geometries and Materials

利用新的几何形状和材料减小电磁带隙 (EBG) 结构的尺寸

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Proceedings of 56th Electronic Components and Technology Conference
影响因子：
0
作者：
Yoshitaka Toyota;A.Ege Engin;Tae Hong Kim;Madhavan Swaminathan;Swapan Bhattacharya
通讯作者：
Swapan Bhattacharya

Stopband Prediction with Dispersion Diagram for Electromagnetic Bandgap Structures in Printed Circuit Boards

使用色散图预测印刷电路板电磁带隙结构的阻带

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
EMC 2006 Proceedings Vol.3
影响因子：
0
作者：
Yoshitaka Toyota;Arif Ege Engin;Tae Hong Kim;Madhavan Swaminathan;Kazuhide Uriu
通讯作者：
Kazuhide Uriu

パッチアンテナ設計ツール開発を目的とした対向スリットを有する平行2層板の共振特性解析

分析具有相对狭缝的平行两层板的谐振特性，以开发贴片天线设计工具