典型数字电路寄生辐射天线及其特性研究

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1、硕士学位论文典型数字电路寄生辐射天线及其特性研究RESEARCHONPARASITICRADIATIONANTENNAANDITSCHARACTERISTICSOFTYPICALDIGITALCIRCUIT李鑫哈尔滨工业大学2018年1月国内图书分类号：TM12学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文典型数字电路寄生辐射天线及其特性研究硕士研究生：李鑫导师：和军平副教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2017年12月授予学位单位：哈尔

2、滨工业大学ClassifiedIndex:TM12U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONPARASITICRADIATIONANTENNAANDITSCHARACTERISTICSOFATYPICALDIGITALCIRCUITCandidate：LiXinSupervisor：Asso.Prof.HeJunpingAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpe

3、ciality：ElectricalEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要防止电磁辐射发射（RadiatedEmission，RE）超标是电子产品电磁兼容（ElectroMagneticCompatibility，EMC）设计阶段最困难的问题之一。

4、随着工作频率的不断提高，高速数字电路更容易产生比以前更强烈的辐射，给设计人员带来更严峻的挑战。本文针对数字电路中串联互补MOSFET门电路的典型结构，从寄生辐射天线模型辨识与提取、辐射解析算法、仿真和实测几方面，详细的研究其远场辐射发射问题。针对带有长输入/输出线缆的寄生辐射天线的辨识和提取问题，提出一种提取共模（CommonMode，CM）加差模（DifferentialMode，DM）的辐射天线方法，具体提取了典型CMOS反相器电路内部寄生的CM辐射天线和DM辐射天线，并推导简化模型。详细推导

5、和分析简化CM天线的阻抗特性、天线臂上的电流分布以及自由空间中（模拟全电波暗室）中远场辐射场强解析算法。分析并应用不对称CM天线转化为两个对称CM天线的方法。对于实际应用中，存在导电平面（模拟半电波暗室）的空间的情况，为了考虑地面的反射效应，利用镜像方法，提出改进辐射模型和辐射场解析算法。同时，对DM的远场辐射场进行了推导和仿真验证。为进行辐射预测，先建立典型数字电路的高频等效电路模型，时域提取出寄生辐射天线的激励源。进而建立基于场路协同仿真的远场辐射模型，得出天线方向图及场强大小的信息，同时也分

6、析了各寄生辐射天线的叠加效果和作用。搭建30MHz晶振激励的CMOS反相器电路实物，并在10米法半电波暗室进行辐射测试，详细测试电路参数变化对辐射的影响，并与解析、仿真结果进行对比，从而验证模型提取、解析算法与仿真预测的有效性。关键词：远场辐射；CM辐射模型；电磁发射预测；数字电路-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractElectromagneticRadiatedEmission(RE)isoneofthemostdifficultproblemsinthedesignofElect

7、romagneticCompatibility(EMC).Astheworkingfrequencyincreases,high-speeddigitalcircuitsorSMPSarelikelytoproducemoreradiationthanbefore,whichbringsmoresevereEMCchallengetodesigners.AimingatthetypicalstructureofapairofseriescomplementaryMOSFETsindigitalci

8、rcuits,thefarfieldradiationproblemsofdigitalcircuitsarestudiedindetailinthisdissertation,includingtheextractionandsimplificationoftheantennamodel,theanalyticalalgorithm,thesimulationandtheactualmeasurement.Aimingattheextractionofparasiticradia