Erstellung von Leiterplatten-Abstrahlmodellen unter Beachtung der dominanten Strompfade

Abstract

Moderne Automobile verfügen heutzutage über eine hohe Packungsdichte elektronischer Systeme. Zur Sicherstellung des EMV-Verhaltens ist eine Bewertung und Kontrolle ihrer Störaussendungen vor der Markteinführung notwendig. Verfahren wie ALSE-Antennenmessungen stellen sich heutzutage als standardisierte Methoden zur Bewertung von gestrahlten Störungen elektronischer Komponenten dar. Sie sind allerdings auf in der Anschaffung und Wartung kostspielige Absorberkammern angewiesen. EMV-Prüfungen können deshalb meist nicht mehrfach und erst in späten Entwicklungsphasen eines Produktes durchgeführt werden, woraus unter Umständen hohe Re-Design-Kosten entstehen. Darüber hinaus stellen sich die gewonnenen Ergebnisse oft als nicht reproduzierbar dar und sind nicht ausreichend um die Störcharakteristik einer Komponente vollständig zu beschreiben. Nahfeldmessverfahren und äquivalente Modelle von Platinen, welche anhand geeigneter Messdaten eine approximierende Quellenverteilung rekonstruieren, sind den bekannten Methoden in ihrer Leistungsfähigkeit deutlich überlegen. Ziel dieser Arbeit ist es, alternative Verfahren zur Bestimmung von genauen Strom- und Abstrahlmodellen von Elektronikplatinen zu entwickeln. Diese lassen sich zur Vorhersage von ALSE-Antennenmesswerten und zur Identifizierung von Störquellen einsetzen. Für ein genaues und stabiles Modell ist es wichtig, eine Stromverteilung zu bestimmen, die physikalisch korrekt ist und die realen Ströme exakt abbildet. Dazu werden die äquivalenten Quellen an die wahrscheinlichen Strompfade auf der Platine gebunden und Korrekturverfahren zur Störunterdrückung integriert. Das Wissen über die Strompfade kann anhand von CAD-Daten oder aus bildgebenden Verfahren gewonnen werden. Sind die Ströme berechnet, müssen Einflussfaktoren der Messumgebung in die Feldberechnung integriert werden, damit eine Vorhersage von standardisierten Antennenmesswerten möglich ist. Die vorgestellten Methoden werden anhand verschiedener simulatorisch und messtechnisch ermittelter Platinen-Daten untersucht und verifiziert.