JPH10301977A - 電磁界強度算出装置及び方法並びにプログラム記憶媒体 - Google Patents
電磁界強度算出装置及び方法並びにプログラム記憶媒体Info
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- JPH10301977A JPH10301977A JP9112632A JP11263297A JPH10301977A JP H10301977 A JPH10301977 A JP H10301977A JP 9112632 A JP9112632 A JP 9112632A JP 11263297 A JP11263297 A JP 11263297A JP H10301977 A JPH10301977 A JP H10301977A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、多層プリント板の高精度モデルを構
築することで、電気回路装置から放射される電磁界強度
を高精度で算出できるようにする電磁界強度算出装置の
提供を目的とする。 【解決手段】電気回路装置の構造情報を入力する入力手
段と、その入力情報から多層プリント板の構造情報を抽
出する抽出手段と、その抽出情報に基づき、電源層／グ
ランド層を碁盤の目状に分割し、その分割の区画単位線
から互いに接続されない形式で直立して設けられる第１
／第２の導電性パッチを生成し、更に、対となる第１／
第２の導電性パッチの間にコンデンサを設け、更に、電
源層／グランド層に三角形状パッチを生成して、その頂
点間にノイズ源を設けることで多層プリント板のモデル
を生成する生成手段と、その生成モデルに基づいて電気
回路装置の放射する電磁界強度を算出する算出手段とを
備えるように構成する。
築することで、電気回路装置から放射される電磁界強度
を高精度で算出できるようにする電磁界強度算出装置の
提供を目的とする。 【解決手段】電気回路装置の構造情報を入力する入力手
段と、その入力情報から多層プリント板の構造情報を抽
出する抽出手段と、その抽出情報に基づき、電源層／グ
ランド層を碁盤の目状に分割し、その分割の区画単位線
から互いに接続されない形式で直立して設けられる第１
／第２の導電性パッチを生成し、更に、対となる第１／
第２の導電性パッチの間にコンデンサを設け、更に、電
源層／グランド層に三角形状パッチを生成して、その頂
点間にノイズ源を設けることで多層プリント板のモデル
を生成する生成手段と、その生成モデルに基づいて電気
回路装置の放射する電磁界強度を算出する算出手段とを
備えるように構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、モーメント法を使
って、電気回路装置の放射する電磁界強度を算出する電
磁界強度算出装置及び方法と、その電磁界強度算出装置
を実現するプログラムを記憶するプログラム記憶媒体と
に関し、特に、電気回路装置に実装される多層プリント
板の高精度のモデルを構築することで、電気回路装置か
ら放射される電磁界強度を高精度で算出できるようにす
る電磁界強度算出装置及び方法と、その電磁界強度算出
装置を実現するプログラムを記憶するプログラム記憶媒
体とに関する。
って、電気回路装置の放射する電磁界強度を算出する電
磁界強度算出装置及び方法と、その電磁界強度算出装置
を実現するプログラムを記憶するプログラム記憶媒体と
に関し、特に、電気回路装置に実装される多層プリント
板の高精度のモデルを構築することで、電気回路装置か
ら放射される電磁界強度を高精度で算出できるようにす
る電磁界強度算出装置及び方法と、その電磁界強度算出
装置を実現するプログラムを記憶するプログラム記憶媒
体とに関する。
【０００２】電気回路装置に対する社会的規制として、
一定のレベル以上の不要な電波やノイズを放射してはな
らないということがあり、各国の規格で厳しく規定され
るようになってきた。
一定のレベル以上の不要な電波やノイズを放射してはな
らないということがあり、各国の規格で厳しく規定され
るようになってきた。
【０００３】このような電波規格を満足させるために、
シールド技術やフィルタ技術等のような種々の対策技術
が用いられるが、これらの対策技術の採用に当たって、
それらがどの程度電波を減少できるのかを定量的に算出
できるようにするシミュレーション技術の開発が必要で
ある。
シールド技術やフィルタ技術等のような種々の対策技術
が用いられるが、これらの対策技術の採用に当たって、
それらがどの程度電波を減少できるのかを定量的に算出
できるようにするシミュレーション技術の開発が必要で
ある。
【０００４】このようなことを背景にして、本発明者ら
は、モーメント法を使って、電気回路装置の放射する電
磁界強度を算出するシミュレーション技術の発明を開示
してきた。このシミュレーション技術を確立していくに
は、電気回路装置の正確なモデルを構築していく必要が
ある。
は、モーメント法を使って、電気回路装置の放射する電
磁界強度を算出するシミュレーション技術の発明を開示
してきた。このシミュレーション技術を確立していくに
は、電気回路装置の正確なモデルを構築していく必要が
ある。
【０００５】
【従来の技術】物体の放射する電磁界強度は、物体各部
に流れる電流や磁流を求めて、それを公知の電磁波放射
の理論式に代入することでシミュレーションできる。こ
の物体各部に流れる電流や磁流は、理論的には、マック
スウェルの電磁波方程式を与えられた境界条件の下に解
くことで得られる。
に流れる電流や磁流を求めて、それを公知の電磁波放射
の理論式に代入することでシミュレーションできる。こ
の物体各部に流れる電流や磁流は、理論的には、マック
スウェルの電磁波方程式を与えられた境界条件の下に解
くことで得られる。
【０００６】これを解くものとしてモーメント法があ
る。モーメント法は、マックスウェルの電磁波方程式か
ら導かれる積分方程式の解法の１つで、物体を小さな要
素に分割して電流や磁流の計算を行う手法であり、３次
元の任意形状物体を扱うことができる。このモーメント
法についての参考文献としては、「H.N.Wang, J.H.Rich
mond and M.C.Gilreath:"Sinusoidal reaction formula
tion for radiation andscattering from cond-ucting
surface" IEEE TRANSACTIONS ANTENNAS PROPAGATION vo
l.AP-23 1975 」がある。
る。モーメント法は、マックスウェルの電磁波方程式か
ら導かれる積分方程式の解法の１つで、物体を小さな要
素に分割して電流や磁流の計算を行う手法であり、３次
元の任意形状物体を扱うことができる。このモーメント
法についての参考文献としては、「H.N.Wang, J.H.Rich
mond and M.C.Gilreath:"Sinusoidal reaction formula
tion for radiation andscattering from cond-ucting
surface" IEEE TRANSACTIONS ANTENNAS PROPAGATION vo
l.AP-23 1975 」がある。
【０００７】このモーメント法では、シミュレーション
対象となる電気回路装置の構造をメッシュ化し、処理対
象の周波数を選択すると、その周波数について、メッシ
ュ化された要素間の相互インピスーダンスや相互アドミ
ッタスや相互リアクションを所定の計算処理によって求
めて、その求めた相互インピスーダンス等と構造情報で
指定される波源とをモーメント法の連立方程式に代入
し、それを解くことで各要素に流れる電流や磁流を求め
ることになる。
対象となる電気回路装置の構造をメッシュ化し、処理対
象の周波数を選択すると、その周波数について、メッシ
ュ化された要素間の相互インピスーダンスや相互アドミ
ッタスや相互リアクションを所定の計算処理によって求
めて、その求めた相互インピスーダンス等と構造情報で
指定される波源とをモーメント法の連立方程式に代入
し、それを解くことで各要素に流れる電流や磁流を求め
ることになる。
【０００８】すなわち、金属対象物を扱うときには、金
属部分を解析対象としてメッシュ化し、メッシュ化した
金属要素間の相互インピーダンスＺijを求め、この相互
インピーダンスＺijと、波源Ｖi と、メッシュ化した金
属要素に流れる電流Ｉi との間に成立するモーメント法
の連立方程式 〔Ｚij〕〔Ｉi 〕＝〔Ｖi 〕 を解くことで電流Ｉi を求めて、この結果から電磁界強
度を算出する方法を採っている。「〔 〕」はマトリッ
クスを表している。
属部分を解析対象としてメッシュ化し、メッシュ化した
金属要素間の相互インピーダンスＺijを求め、この相互
インピーダンスＺijと、波源Ｖi と、メッシュ化した金
属要素に流れる電流Ｉi との間に成立するモーメント法
の連立方程式 〔Ｚij〕〔Ｉi 〕＝〔Ｖi 〕 を解くことで電流Ｉi を求めて、この結果から電磁界強
度を算出する方法を採っている。「〔 〕」はマトリッ
クスを表している。
【０００９】ここで、メッシュに、抵抗やコンデンサや
リアクタンスが存在するときには、それらは、そのメッ
シュの自己インピーダンス成分に加わることになる。と
ころで、電気回路装置では、高密度実装を実現する場
合、電源層とグランド層と信号層とが絶縁物を介して層
構造で配設される多層プリント板を実装することが多
い。
リアクタンスが存在するときには、それらは、そのメッ
シュの自己インピーダンス成分に加わることになる。と
ころで、電気回路装置では、高密度実装を実現する場
合、電源層とグランド層と信号層とが絶縁物を介して層
構造で配設される多層プリント板を実装することが多
い。
【００１０】この多層プリント板は、４層構造を持つも
ので説明するならば、図１５（ａ）に示すように、第１
の信号層２０と、ガラスエポキシ等で構成される第１の
コア材２１と、厚み調整や接着等のために用意される絶
縁材で構成される第１のプリプレグ２２と、電源層２３
と、ガラスエポキシ等で構成される第２のコア材２４
と、グランド層２５と、厚み調整や接着等のために用意
される絶縁材で構成される第２のプリプレグ２６と、ガ
ラスエポキシ等で構成される第３のコア材２７と、第２
の信号層２８という９つの層が積層されることで構成さ
れている。
ので説明するならば、図１５（ａ）に示すように、第１
の信号層２０と、ガラスエポキシ等で構成される第１の
コア材２１と、厚み調整や接着等のために用意される絶
縁材で構成される第１のプリプレグ２２と、電源層２３
と、ガラスエポキシ等で構成される第２のコア材２４
と、グランド層２５と、厚み調整や接着等のために用意
される絶縁材で構成される第２のプリプレグ２６と、ガ
ラスエポキシ等で構成される第３のコア材２７と、第２
の信号層２８という９つの層が積層されることで構成さ
れている。
【００１１】この第１の信号層２０や第２の信号層２８
は、銅箔等の金属で構成される回路パターンを実装する
ものであって、図１５（ｂ）に示すように、その上に、
チップ部品等の回路部品を配置することで電子回路を実
装する。この電子回路と電源層２３やグランド層２５と
の間には、Ｖｉａと呼ばれる層間を電気的に接続するた
めの穴が用意されていて、このＶｉａを介して、電子回
路に電源やアースが供給されることになる。
は、銅箔等の金属で構成される回路パターンを実装する
ものであって、図１５（ｂ）に示すように、その上に、
チップ部品等の回路部品を配置することで電子回路を実
装する。この電子回路と電源層２３やグランド層２５と
の間には、Ｖｉａと呼ばれる層間を電気的に接続するた
めの穴が用意されていて、このＶｉａを介して、電子回
路に電源やアースが供給されることになる。
【００１２】このように、多層プリント板の信号層に
は、電子回路が実装され、この電子回路から強い電磁界
強度が放射されることになる。これから、従来では、シ
ミュレーション対象となる電気回路装置が多層プリント
板を持つときには、多層プリント板の電源層とグランド
層との間に備えられる誘電体を無視して、電源層を厚さ
のない金属板に置き換えるとともに、グランド層を厚さ
のない金属板に置き換えることで、多層プリント板をモ
デル化するという構成を採っていた。
は、電子回路が実装され、この電子回路から強い電磁界
強度が放射されることになる。これから、従来では、シ
ミュレーション対象となる電気回路装置が多層プリント
板を持つときには、多層プリント板の電源層とグランド
層との間に備えられる誘電体を無視して、電源層を厚さ
のない金属板に置き換えるとともに、グランド層を厚さ
のない金属板に置き換えることで、多層プリント板をモ
デル化するという構成を採っていた。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、多層プリン
ト板の信号層に実装される電子回路が動作することでノ
イズが発生し、このノイズに従って、多層プリント板の
電源層やグランド層にも高周波電流が流れ、これによ
り、電源層とグランド層との間に設けられる誘電体が共
振現象を引き起こしマイクロストリップアンテナとして
働くことで、多層プリント板から無視できない電磁界強
度が放射されることになる。
ト板の信号層に実装される電子回路が動作することでノ
イズが発生し、このノイズに従って、多層プリント板の
電源層やグランド層にも高周波電流が流れ、これによ
り、電源層とグランド層との間に設けられる誘電体が共
振現象を引き起こしマイクロストリップアンテナとして
働くことで、多層プリント板から無視できない電磁界強
度が放射されることになる。
【００１４】すなわち、図１５（ａ）に示した４層プリ
ント板で説明するならば、電源層２３が、Ｖｉａを介し
て、第１の信号層２０や第２の信号層２８に電源を供給
し、グランド層２５が、Ｖｉａを介して、第１の信号層
２０や第２の信号層２８にアースを供給することから、
第１及び第２の信号層２０,2８に実装される電子回路の
動作に応じて、図１６に示すように、電源層２３とグラ
ンド層２５との間にノイズ源が存在することになる。
ント板で説明するならば、電源層２３が、Ｖｉａを介し
て、第１の信号層２０や第２の信号層２８に電源を供給
し、グランド層２５が、Ｖｉａを介して、第１の信号層
２０や第２の信号層２８にアースを供給することから、
第１及び第２の信号層２０,2８に実装される電子回路の
動作に応じて、図１６に示すように、電源層２３とグラ
ンド層２５との間にノイズ源が存在することになる。
【００１５】そして、このノイズ源が、図１７に示すよ
うに、電源層２３及びグランド層２５に高周波電流を流
し、これにより、電源層とグランド層との間に設けられ
る誘電体が共振現象を引き起こしマイクロストリップア
ンテナとして働くことで、多層プリント板から無視でき
ない電磁界強度が放射されることになる。
うに、電源層２３及びグランド層２５に高周波電流を流
し、これにより、電源層とグランド層との間に設けられ
る誘電体が共振現象を引き起こしマイクロストリップア
ンテナとして働くことで、多層プリント板から無視でき
ない電磁界強度が放射されることになる。
【００１６】近年、多層プリント板の信号層に実装され
るＭＰＵ等の高速化に伴って、この電源層やグランド層
に流れる高周波電流が無視できなくなり、それに伴っ
て、この誘電体の共振現象により多層プリント板から放
射される電磁界強度が無視できなくなってきた。
るＭＰＵ等の高速化に伴って、この電源層やグランド層
に流れる高周波電流が無視できなくなり、それに伴っ
て、この誘電体の共振現象により多層プリント板から放
射される電磁界強度が無視できなくなってきた。
【００１７】しかしながら、従来技術のように、電源層
とグランド層との間に設けられる誘電体を無視して、電
源層を厚さのない金属板に置き換えるとともに、グラン
ド層を厚さのない金属板に置き換えることで、多層プリ
ント板をモデル化するという構成を採っていたのでは、
この誘電体の共振現象により多層プリント板から放射さ
れる電磁界強度を算出することができず、これがため
に、多層プリント板から放射される電磁界強度を正確に
算出できないという問題点があった。
とグランド層との間に設けられる誘電体を無視して、電
源層を厚さのない金属板に置き換えるとともに、グラン
ド層を厚さのない金属板に置き換えることで、多層プリ
ント板をモデル化するという構成を採っていたのでは、
この誘電体の共振現象により多層プリント板から放射さ
れる電磁界強度を算出することができず、これがため
に、多層プリント板から放射される電磁界強度を正確に
算出できないという問題点があった。
【００１８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、電気回路装置に実装される多層プリント板の
高精度のモデルを構築することで、電気回路装置から放
射される電磁界強度を高精度に算出できるようにする新
たな電磁界強度算出装置及び方法の提供と、その電磁界
強度算出装置を実現するプログラムを記憶する新たなプ
ログラム記憶媒体の提供とを目的とする。
であって、電気回路装置に実装される多層プリント板の
高精度のモデルを構築することで、電気回路装置から放
射される電磁界強度を高精度に算出できるようにする新
たな電磁界強度算出装置及び方法の提供と、その電磁界
強度算出装置を実現するプログラムを記憶する新たなプ
ログラム記憶媒体の提供とを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】図１に本発明の原理構成
を図示する。図中、１は本発明を具備する電磁界強度算
出装置であって、モーメント法を使って、電気回路装置
の放射する電磁界強度を算出するものである。
を図示する。図中、１は本発明を具備する電磁界強度算
出装置であって、モーメント法を使って、電気回路装置
の放射する電磁界強度を算出するものである。
【００２０】本発明の電磁界強度算出装置１は、入力手
段１０と、抽出手段１１と、モデル生成手段１２と、生
成手段１３と、算出手段１４とを備える。入力手段１０
は、解析対象となる電気回路装置の構造情報を入力す
る。抽出手段１１は、入力手段１０の入力する電気回路
装置の構造情報から、電源層とグランド層とその２つの
層の間に誘電体とを持つ多層プリント板の構造情報を抽
出する。
段１０と、抽出手段１１と、モデル生成手段１２と、生
成手段１３と、算出手段１４とを備える。入力手段１０
は、解析対象となる電気回路装置の構造情報を入力す
る。抽出手段１１は、入力手段１０の入力する電気回路
装置の構造情報から、電源層とグランド層とその２つの
層の間に誘電体とを持つ多層プリント板の構造情報を抽
出する。
【００２１】モデル生成手段１２は、入力手段１０の入
力する電気回路装置の構造情報から、モーメント法を適
用するための電気回路装置のモデルを生成する。生成手
段１３は、モデル生成手段１２に展開されて、抽出手段
１１の抽出する多層プリント板の構造情報に基づいて、
モーメント法を適用するための多層プリント板のモデル
を生成する。
力する電気回路装置の構造情報から、モーメント法を適
用するための電気回路装置のモデルを生成する。生成手
段１３は、モデル生成手段１２に展開されて、抽出手段
１１の抽出する多層プリント板の構造情報に基づいて、
モーメント法を適用するための多層プリント板のモデル
を生成する。
【００２２】算出手段１４は、モデル生成手段１２の生
成した電気回路装置のモデルに基づき、モーメント法を
用いて電気回路装置の放射する電磁界強度を算出する。
ここで、本発明の電磁界強度算出装置１の持つ電磁界強
度算出機能は具体的にはプログラムで実現されるもので
あり、このプログラムは媒体で提供されて、電磁界強度
算出装置１に格納されてメモリ上で動作することで、本
発明を実現することになる。
成した電気回路装置のモデルに基づき、モーメント法を
用いて電気回路装置の放射する電磁界強度を算出する。
ここで、本発明の電磁界強度算出装置１の持つ電磁界強
度算出機能は具体的にはプログラムで実現されるもので
あり、このプログラムは媒体で提供されて、電磁界強度
算出装置１に格納されてメモリ上で動作することで、本
発明を実現することになる。
【００２３】このように構成される本発明の電磁界強度
算出装置１では、抽出手段１１が多層プリント板の構造
情報を抽出すると、生成手段１３は、その抽出された多
層プリント板の構造情報に基づき、電源層を碁盤の目形
状に分割することで金属パッチを生成して、その分割の
区画単位線毎に、それらの区画単位線からグランド層に
向けて互いに接続されない形式で直立して設けられる第
１の導電性パッチを生成し、更に、グランド層を電源層
と同一の碁盤の目形状に分割することで金属パッチを生
成して、その分割の区画単位線毎に、それらの区画単位
線から電源層に向けて互いに接続されない形式で直立し
て設けられるとともに、対となる第１の導電性パッチと
僅かな隙間をもって設けられる第２の導電性パッチを生
成し、更に、対となる第１の導電性パッチと第２の導電
性パッチとの間にコンデンサを設け、更に、電源層の金
属パッチを分割することで三角形状パッチを生成すると
ともに、グランド層の金属パッチを分割することで三角
形状パッチを生成して、その２つの三角形状パッチの頂
点間に波源となるノイズ源を設けることで、多層プリン
ト板のモデルを生成する。
算出装置１では、抽出手段１１が多層プリント板の構造
情報を抽出すると、生成手段１３は、その抽出された多
層プリント板の構造情報に基づき、電源層を碁盤の目形
状に分割することで金属パッチを生成して、その分割の
区画単位線毎に、それらの区画単位線からグランド層に
向けて互いに接続されない形式で直立して設けられる第
１の導電性パッチを生成し、更に、グランド層を電源層
と同一の碁盤の目形状に分割することで金属パッチを生
成して、その分割の区画単位線毎に、それらの区画単位
線から電源層に向けて互いに接続されない形式で直立し
て設けられるとともに、対となる第１の導電性パッチと
僅かな隙間をもって設けられる第２の導電性パッチを生
成し、更に、対となる第１の導電性パッチと第２の導電
性パッチとの間にコンデンサを設け、更に、電源層の金
属パッチを分割することで三角形状パッチを生成すると
ともに、グランド層の金属パッチを分割することで三角
形状パッチを生成して、その２つの三角形状パッチの頂
点間に波源となるノイズ源を設けることで、多層プリン
ト板のモデルを生成する。
【００２４】このとき、生成手段１３は、コンデンサに
対して、抵抗とリアクタンスのいずれか一方又は双方を
直列接続する多層プリント板のモデルを生成することが
ある。また、電源層とグランド層との間にバイパスコン
デンサが設けられるときには、そのバイパスコンデンサ
の配設位置に設けられる第１の導電性パッチと第２の導
電性パッチとの間に、バイパスコンデンサを設ける多層
プリント板のモデルを生成することがある。
対して、抵抗とリアクタンスのいずれか一方又は双方を
直列接続する多層プリント板のモデルを生成することが
ある。また、電源層とグランド層との間にバイパスコン
デンサが設けられるときには、そのバイパスコンデンサ
の配設位置に設けられる第１の導電性パッチと第２の導
電性パッチとの間に、バイパスコンデンサを設ける多層
プリント板のモデルを生成することがある。
【００２５】この多層プリント板のモデルの生成を受け
て、算出手段１４は、その生成された多層プリント板の
モデルに基づき、モーメント法を用いて電気回路装置の
放射する電磁界強度を算出する。
て、算出手段１４は、その生成された多層プリント板の
モデルに基づき、モーメント法を用いて電気回路装置の
放射する電磁界強度を算出する。
【００２６】このとき、算出手段１４は、電源層及びグ
ランド層の金属パッチが抵抗成分を持つことを想定しつ
つ、モーメント法を用いて電子回路装置の放射する電磁
界強度を算出することがある。
ランド層の金属パッチが抵抗成分を持つことを想定しつ
つ、モーメント法を用いて電子回路装置の放射する電磁
界強度を算出することがある。
【００２７】このように、本発明の電磁界強度算出装置
１によれば、モーメント法を使って、電気回路装置の放
射する電磁界強度を算出する構成を採るときにあって、
電気回路装置に実装される多層プリント板を高精度にモ
デル化できるようになることから、多層プリント板から
放射される電磁界強度を高精度に算出できるようになる
ことで、電気回路装置から放射される電磁界強度を高精
度に算出できるようになる。
１によれば、モーメント法を使って、電気回路装置の放
射する電磁界強度を算出する構成を採るときにあって、
電気回路装置に実装される多層プリント板を高精度にモ
デル化できるようになることから、多層プリント板から
放射される電磁界強度を高精度に算出できるようになる
ことで、電気回路装置から放射される電磁界強度を高精
度に算出できるようになる。
【００２８】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に従って本発明
を詳細に説明する。図２に、本発明の電磁界強度算出装
置１の実行する処理フローの一実施例を図示する。ここ
で、図中、１００は入力データファイルであって、解析
対象となる電気回路装置の構造情報を格納するもの、２
００は出力データファイルであって、算出結果の電磁界
強度を格納するものである。
を詳細に説明する。図２に、本発明の電磁界強度算出装
置１の実行する処理フローの一実施例を図示する。ここ
で、図中、１００は入力データファイルであって、解析
対象となる電気回路装置の構造情報を格納するもの、２
００は出力データファイルであって、算出結果の電磁界
強度を格納するものである。
【００２９】本発明の電磁界強度算出装置１は、起動さ
れると、図２の処理フローに示すように、先ず最初に、
ステップ１で、入力データファイル１００から、解析対
象となる電気回路装置の構造情報を読み込み、続くステ
ップ２で、この読み込んだ構造情報に基づいて、解析対
象の電気回路装置をメッシュに分割してモーメント法を
適用するためのモデルを生成する。このモデル化処理に
ついては後述する。
れると、図２の処理フローに示すように、先ず最初に、
ステップ１で、入力データファイル１００から、解析対
象となる電気回路装置の構造情報を読み込み、続くステ
ップ２で、この読み込んだ構造情報に基づいて、解析対
象の電気回路装置をメッシュに分割してモーメント法を
適用するためのモデルを生成する。このモデル化処理に
ついては後述する。
【００３０】続いて、ステップ３で、処理対象となる周
波数の中から未処理のものを１つ選択し、続くステップ
４で、全周波数の選択を完了したのか否かを判断して、
全周波数の選択を完了したことを判断するときには、処
理を終了する。
波数の中から未処理のものを１つ選択し、続くステップ
４で、全周波数の選択を完了したのか否かを判断して、
全周波数の選択を完了したことを判断するときには、処
理を終了する。
【００３１】一方、全周波数の選択を完了していないこ
とを判断するとき、すなわち、ステップ３で周波数を選
択できたことを判断するときには、ステップ５に進ん
で、グリーン関数を使って、分割されたメッシュ間の相
互インピーダンスＺij（ｉ＝１〜ｎ，ｊ＝１〜ｎ）を算
出する。なお、説明の便宜上、ここでは、解析対象が金
属物であることを想定して、相互インピーダンスのみを
算出することを想定している。
とを判断するとき、すなわち、ステップ３で周波数を選
択できたことを判断するときには、ステップ５に進ん
で、グリーン関数を使って、分割されたメッシュ間の相
互インピーダンスＺij（ｉ＝１〜ｎ，ｊ＝１〜ｎ）を算
出する。なお、説明の便宜上、ここでは、解析対象が金
属物であることを想定して、相互インピーダンスのみを
算出することを想定している。
【００３２】続いて、ステップ６で、ステップ５で算出
した相互インピーダンスＺijと、構造情報で指定される
波源の電圧値Ｖi とを使い、モーメント法の連立方程式 〔Ｚij〕〔Ｉi 〕＝〔Ｖi 〕 を解くことで、各メッシュに流れる電流Ｉi を算出す
る。
した相互インピーダンスＺijと、構造情報で指定される
波源の電圧値Ｖi とを使い、モーメント法の連立方程式 〔Ｚij〕〔Ｉi 〕＝〔Ｖi 〕 を解くことで、各メッシュに流れる電流Ｉi を算出す
る。
【００３３】続いて、ステップ７で、予め指定される観
測点の中から未処理のものを１つ選択し、続くステップ
８で、全観測点の選択を完了したのか否かを判断して、
全観測点の選択を完了したことを判断するときには、次
の周波数を処理すべくステップ３に戻っていく。
測点の中から未処理のものを１つ選択し、続くステップ
８で、全観測点の選択を完了したのか否かを判断して、
全観測点の選択を完了したことを判断するときには、次
の周波数を処理すべくステップ３に戻っていく。
【００３４】一方、全観測点の選択を完了していないこ
とを判断するとき、すなわち、ステップ７で観測点を選
択できたことを判断するときには、ステップ９に進ん
で、ステップ６で算出した各メッシュに流れる電流Ｉi
が、ステップ７で選択した観測点にもたらす電磁界強度
を算出して、その算出結果を出力データファイル２００
に格納してから、次の観測点を処理すべくステップ７に
戻っていく。
とを判断するとき、すなわち、ステップ７で観測点を選
択できたことを判断するときには、ステップ９に進ん
で、ステップ６で算出した各メッシュに流れる電流Ｉi
が、ステップ７で選択した観測点にもたらす電磁界強度
を算出して、その算出結果を出力データファイル２００
に格納してから、次の観測点を処理すべくステップ７に
戻っていく。
【００３５】このようにして、本発明の電磁界強度算出
装置１は、モーメント法を用いて、解析対象となる電気
回路装置から放射される電磁界強度を算出していくよう
に処理するのである。
装置１は、モーメント法を用いて、解析対象となる電気
回路装置から放射される電磁界強度を算出していくよう
に処理するのである。
【００３６】次に、図３に示す処理フローに従って、図
２の処理フローのステップ２で実行するモデル化処理に
ついて説明する。本発明の電磁界強度算出装置１は、モ
デル化処理に入ると、図３の処理フローに示すように、
先ず最初に、ステップ１で、解析対象となる電気回路装
置の構造情報から、その電気回路装置が多層プリント板
を持つのか否かを判断して、多層プリント板を持つこと
を判断するときには、ステップ２に進んで、その多層プ
リント板の構造情報を抽出する。
２の処理フローのステップ２で実行するモデル化処理に
ついて説明する。本発明の電磁界強度算出装置１は、モ
デル化処理に入ると、図３の処理フローに示すように、
先ず最初に、ステップ１で、解析対象となる電気回路装
置の構造情報から、その電気回路装置が多層プリント板
を持つのか否かを判断して、多層プリント板を持つこと
を判断するときには、ステップ２に進んで、その多層プ
リント板の構造情報を抽出する。
【００３７】続いて、ステップ３で、抽出した多層プリ
ント板の構造情報から、その多層プリント板の電源層を
碁盤の目形状に分割することで金属パッチを生成すると
ともに、その多層プリント板のグランド層を電源層と同
一の碁盤の目形状に分割することで金属パッチを生成す
る。
ント板の構造情報から、その多層プリント板の電源層を
碁盤の目形状に分割することで金属パッチを生成すると
ともに、その多層プリント板のグランド層を電源層と同
一の碁盤の目形状に分割することで金属パッチを生成す
る。
【００３８】すなわち、図４に示すように、多層プリン
ト板３０の電源層３１を長方形状の金属パッチ３３に分
割するとともに、多層プリント板３０のグランド層３２
を同一長方形状の金属パッチ３４に分割するのである。
ト板３０の電源層３１を長方形状の金属パッチ３３に分
割するとともに、多層プリント板３０のグランド層３２
を同一長方形状の金属パッチ３４に分割するのである。
【００３９】続いて、ステップ４で、電源層３１を分割
する区画単位線毎に、それらの区画単位線からグランド
層３２に向けて互いに接続されない形式で直立して設け
られる長方形状の導電性パッチを生成し、更に、グラン
ド層３２を分割する区画単位線毎に、それらの区画単位
線から電源層３１に向けて互いに接続されない形式で直
立して設けられるとともに、対となる電源層３１の導電
性パッチと僅かな隙間をもって設けられる長方形状の導
電性パッチを生成する。
する区画単位線毎に、それらの区画単位線からグランド
層３２に向けて互いに接続されない形式で直立して設け
られる長方形状の導電性パッチを生成し、更に、グラン
ド層３２を分割する区画単位線毎に、それらの区画単位
線から電源層３１に向けて互いに接続されない形式で直
立して設けられるとともに、対となる電源層３１の導電
性パッチと僅かな隙間をもって設けられる長方形状の導
電性パッチを生成する。
【００４０】すなわち、図５に示すように、電源層３１
の区画単位線３５からグランド層３２に向けて互いに接
続されない形式で直立して設けられる長方形状の導電性
パッチ３６を生成するとともに、グランド層３２の区画
単位線３７から電源層３１に向けて互いに接続されない
形式で直立して設けられるとともに、対となる導電性パ
ッチ３６と僅かな隙間をもって設けられる長方形状の導
電性パッチ３８を生成するのである。
の区画単位線３５からグランド層３２に向けて互いに接
続されない形式で直立して設けられる長方形状の導電性
パッチ３６を生成するとともに、グランド層３２の区画
単位線３７から電源層３１に向けて互いに接続されない
形式で直立して設けられるとともに、対となる導電性パ
ッチ３６と僅かな隙間をもって設けられる長方形状の導
電性パッチ３８を生成するのである。
【００４１】続いて、ステップ５で、図６（ａ）に示す
ように、対となる導電性パッチ３６と導電性パッチ３８
との間に、コンデンサ３９を設ける。このとき、導電性
パッチ３６,3８の中間位置に設けることが好ましい。
ように、対となる導電性パッチ３６と導電性パッチ３８
との間に、コンデンサ３９を設ける。このとき、導電性
パッチ３６,3８の中間位置に設けることが好ましい。
【００４２】このとき設けるコンデンサ３９の容量Ｃp
は、電源層３１とグランド層３２との間に設けられる誘
電体が形成するコンデンサの容量をＣ、対となる導電性
パッチ３６と導電性パッチ３８との組の数をＮで表すな
らば、「Ｃp ＝Ｃ／Ｎ」で決定する。
は、電源層３１とグランド層３２との間に設けられる誘
電体が形成するコンデンサの容量をＣ、対となる導電性
パッチ３６と導電性パッチ３８との組の数をＮで表すな
らば、「Ｃp ＝Ｃ／Ｎ」で決定する。
【００４３】更に、電源層３１とグランド層３２との間
に設けられる誘電体の誘電体損を考慮することで、より
高精度の多層プリント板モデルを構築する場合には、図
６（ｂ）に示すように、コンデンサ３９に対して、抵抗
ＲとリアクタンスＬとを直列接続する構成を採る。
に設けられる誘電体の誘電体損を考慮することで、より
高精度の多層プリント板モデルを構築する場合には、図
６（ｂ）に示すように、コンデンサ３９に対して、抵抗
ＲとリアクタンスＬとを直列接続する構成を採る。
【００４４】続いて、ステップ６で、電源層３１とグラ
ンド層３２との間に存在するノイズ源をモデル化するた
めに、ノイズ源位置に設けられる電源層３１の金属パッ
チ３３を分割することで、その金属パッチ３３から三角
形状パッチを生成するとともに、ノイズ源位置に設けら
れるグランド層３２の金属パッチ３４を分割すること
で、その金属パッチ３４から三角形状パッチを生成し
て、その２つの三角形状パッチの頂点間にノイズ源を設
ける。
ンド層３２との間に存在するノイズ源をモデル化するた
めに、ノイズ源位置に設けられる電源層３１の金属パッ
チ３３を分割することで、その金属パッチ３３から三角
形状パッチを生成するとともに、ノイズ源位置に設けら
れるグランド層３２の金属パッチ３４を分割すること
で、その金属パッチ３４から三角形状パッチを生成し
て、その２つの三角形状パッチの頂点間にノイズ源を設
ける。
【００４５】すなわち、図７に示すように、ノイズ源位
置（例えば図４のＡ点）に設けられる電源層３１の金属
パッチ３３を分割することで三角形状パッチ４０を生成
し、ノイズ源位置に設けられるグランド層３２の金属パ
ッチ３４を分割することで三角形状パッチ４１を生成し
て、その２つの三角形状パッチ４0,４１の頂点間に、金
属ワイヤ４２を使ってノイズ源４３を設けるのである。
置（例えば図４のＡ点）に設けられる電源層３１の金属
パッチ３３を分割することで三角形状パッチ４０を生成
し、ノイズ源位置に設けられるグランド層３２の金属パ
ッチ３４を分割することで三角形状パッチ４１を生成し
て、その２つの三角形状パッチ４0,４１の頂点間に、金
属ワイヤ４２を使ってノイズ源４３を設けるのである。
【００４６】続いて、ステップ７で、入力データファイ
ル１００から読み込んだ構造情報に従って、電源層３１
とグランド層３２との間にバイパスコンデンサが設けら
れているのか否かを判断して、設けられていることを判
断するときには、ステップ８に進んで、図８に示すよう
に、バイパスコンデンサ位置（例えば図４のＢ点）に設
けられる導電性パッチ３６,3８の間に、読み込んだ構造
情報の指定する容量を持つバイパスコンデンサ４４を設
ける。このとき、導電性パッチ３６,3８の中間位置に設
けることが好ましい。
ル１００から読み込んだ構造情報に従って、電源層３１
とグランド層３２との間にバイパスコンデンサが設けら
れているのか否かを判断して、設けられていることを判
断するときには、ステップ８に進んで、図８に示すよう
に、バイパスコンデンサ位置（例えば図４のＢ点）に設
けられる導電性パッチ３６,3８の間に、読み込んだ構造
情報の指定する容量を持つバイパスコンデンサ４４を設
ける。このとき、導電性パッチ３６,3８の中間位置に設
けることが好ましい。
【００４７】そして、ステップ８の処理を終了し、ま
た、ステップ１で、多層プリント板が存在しないことを
判断し、また、ステップ７で、バイパスコンデンサが存
在しないことを判断するときには、ステップ９に進ん
で、解析対象となる電気回路装置の残りの部分のモデル
を生成する。
た、ステップ１で、多層プリント板が存在しないことを
判断し、また、ステップ７で、バイパスコンデンサが存
在しないことを判断するときには、ステップ９に進ん
で、解析対象となる電気回路装置の残りの部分のモデル
を生成する。
【００４８】このようにして、本発明の電磁界強度算出
装置１は、図２及び図３の処理フローに従って、解析対
象となる電気回路装置が多層プリント板３０を持つとき
には、その多層プリント板３０の持つ電源層３１とグラ
ンド層３２とその２つの層の間に設けられる誘電体と
を、導電性パッチ３６と導電性パッチ３８とコンデンサ
３９とノイズ源４３とでモデル化する構成を採って、こ
のモデルを使って、電気回路装置から放射される電磁界
強度をモーメント法を使ってシミュレーションする構成
を採るのである。
装置１は、図２及び図３の処理フローに従って、解析対
象となる電気回路装置が多層プリント板３０を持つとき
には、その多層プリント板３０の持つ電源層３１とグラ
ンド層３２とその２つの層の間に設けられる誘電体と
を、導電性パッチ３６と導電性パッチ３８とコンデンサ
３９とノイズ源４３とでモデル化する構成を採って、こ
のモデルを使って、電気回路装置から放射される電磁界
強度をモーメント法を使ってシミュレーションする構成
を採るのである。
【００４９】この電磁界強度の算出にあたって、電源層
３１及びグランド層３２の金属表皮効果による損失を考
慮する（電源層３１及びグランド層３２の金属の厚みや
材料を考慮する）ことで、より高精度に電磁界強度を算
出する構成を採る場合には、電源層３１の金属パッチ３
３と、グランド層３２の金属パッチ３４とが抵抗値を持
つことを想定して、電磁界強度を算出していく構成を採
ることになる。
３１及びグランド層３２の金属表皮効果による損失を考
慮する（電源層３１及びグランド層３２の金属の厚みや
材料を考慮する）ことで、より高精度に電磁界強度を算
出する構成を採る場合には、電源層３１の金属パッチ３
３と、グランド層３２の金属パッチ３４とが抵抗値を持
つことを想定して、電磁界強度を算出していく構成を採
ることになる。
【００５０】ここで、図２及び図３の処理フローを実現
するプログラムは、媒体で提供されて、本発明の電磁界
強度算出装置１に格納されてメモリ上で動作することに
なる。
するプログラムは、媒体で提供されて、本発明の電磁界
強度算出装置１に格納されてメモリ上で動作することに
なる。
【００５１】次に、本発明の電磁界強度算出装置１で生
成した多層プリント板モデルの生成理由について説明す
る。この多層プリント板モデルに用いた導電性パッチ３
６,3８は長方形状を示す。このような長方形状のパッチ
には、図９（ａ）に示すように、長辺と短辺に平行とな
る電流が流れる。
成した多層プリント板モデルの生成理由について説明す
る。この多層プリント板モデルに用いた導電性パッチ３
６,3８は長方形状を示す。このような長方形状のパッチ
には、図９（ａ）に示すように、長辺と短辺に平行とな
る電流が流れる。
【００５２】２次元の広がりを持つサーフェィスパッチ
間の相互インピーダンスは、図９（ｂ）に示すように、
ワイヤ間の相互インピーダンスを積分していくことで求
めるのが効率的である。これから、サーフェィスパッチ
を流れる電流として直交する電流を想定することで、サ
ーフェィスパッチ間の相互インピーダンスが求められる
ことになる。従って、長方形状パッチには、図９（ａ）
に示すように、長辺と短辺に平行となる電流が流れるの
である。
間の相互インピーダンスは、図９（ｂ）に示すように、
ワイヤ間の相互インピーダンスを積分していくことで求
めるのが効率的である。これから、サーフェィスパッチ
を流れる電流として直交する電流を想定することで、サ
ーフェィスパッチ間の相互インピーダンスが求められる
ことになる。従って、長方形状パッチには、図９（ａ）
に示すように、長辺と短辺に平行となる電流が流れるの
である。
【００５３】一方、多層プリント板３０の電源層３１と
グランド層３２との間に設けられる誘電体には、電源層
３１からグランド層３２に向けて、あたかも雨が降るよ
うな形態で変位電流が流れる。従って、電源層３１とグ
ランド層３２との間に設けられる誘電体の高精度モデル
を構築するには、この変位電流を実現するモデルを生成
する必要がある。
グランド層３２との間に設けられる誘電体には、電源層
３１からグランド層３２に向けて、あたかも雨が降るよ
うな形態で変位電流が流れる。従って、電源層３１とグ
ランド層３２との間に設けられる誘電体の高精度モデル
を構築するには、この変位電流を実現するモデルを生成
する必要がある。
【００５４】そこで、本発明では、図１０に示すよう
に、互いに接続されることのない導電性パッチ３６と、
互いに接続されることない導電性パッチ３８とを用いる
多層プリント板モデルを生成した。
に、互いに接続されることのない導電性パッチ３６と、
互いに接続されることない導電性パッチ３８とを用いる
多層プリント板モデルを生成した。
【００５５】すなわち、隣接する導電性パッチ３６の間
は切断されていることから、電源層３１に接続される導
電性パッチ３６を流れる電流は、電源層３１からグラン
ド層３２に向かうもののみとなるとともに、隣接する導
電性パッチ３８の間は切断されていることから、グラン
ド層３２に接続される導電性パッチ３８を流れる電流
は、電源層３１からグランド層３２に向かうもののみと
なり、電源層３１とグランド層３２との間に設けられる
誘電体を流れる変位電流の向きと一致する。
は切断されていることから、電源層３１に接続される導
電性パッチ３６を流れる電流は、電源層３１からグラン
ド層３２に向かうもののみとなるとともに、隣接する導
電性パッチ３８の間は切断されていることから、グラン
ド層３２に接続される導電性パッチ３８を流れる電流
は、電源層３１からグランド層３２に向かうもののみと
なり、電源層３１とグランド層３２との間に設けられる
誘電体を流れる変位電流の向きと一致する。
【００５６】そして、導電性パッチ３６は、長方形状を
持つことで２次元的な形態で電流を流すとともに、導電
性パッチ３８は、長方形状を持つことで２次元的な形態
で電流を流し、あたかも雨が降るような形態で流れる変
位電流をよくモデル化する。これに対して、図７に示し
たノイズ源モデルを利用して、図１１に示すような誘電
体モデルを用いると、電流がまばらに流れることになっ
て、あたかも雨が降るような形態で流れる変位電流をよ
くモデル化できないことになる。
持つことで２次元的な形態で電流を流すとともに、導電
性パッチ３８は、長方形状を持つことで２次元的な形態
で電流を流し、あたかも雨が降るような形態で流れる変
位電流をよくモデル化する。これに対して、図７に示し
たノイズ源モデルを利用して、図１１に示すような誘電
体モデルを用いると、電流がまばらに流れることになっ
て、あたかも雨が降るような形態で流れる変位電流をよ
くモデル化できないことになる。
【００５７】このように、導電性パッチ３６と導電性パ
ッチ３８とコンデンサ３９とで定義されるモデルは、多
層プリント板３０の電源層３１とグランド層３２との間
に設けられる誘電体を高精度にモデル化することにな
る。
ッチ３８とコンデンサ３９とで定義されるモデルは、多
層プリント板３０の電源層３１とグランド層３２との間
に設けられる誘電体を高精度にモデル化することにな
る。
【００５８】これから、本発明の電磁界強度算出装置２
１では、多層プリント板３０の電源層３１とグランド層
３２との間に設けられる誘電体を、導電性パッチ３６と
導電性パッチ３８とコンデンサ３９とでモデル化する構
成を採ったのである。
１では、多層プリント板３０の電源層３１とグランド層
３２との間に設けられる誘電体を、導電性パッチ３６と
導電性パッチ３８とコンデンサ３９とでモデル化する構
成を採ったのである。
【００５９】また、図７に示したように、本発明の電磁
界強度算出装置１では、電源層３１の金属パッチ３３を
分割することで三角形状パッチ４０を生成し、グランド
層３２の金属パッチ３４を分割することで三角形状パッ
チ４１を生成して、その２つの三角形状パッチ４0,４１
の頂点間に、金属ワイヤ４２を使ってノイズ源４３を設
けるモデルを生成する。
界強度算出装置１では、電源層３１の金属パッチ３３を
分割することで三角形状パッチ４０を生成し、グランド
層３２の金属パッチ３４を分割することで三角形状パッ
チ４１を生成して、その２つの三角形状パッチ４0,４１
の頂点間に、金属ワイヤ４２を使ってノイズ源４３を設
けるモデルを生成する。
【００６０】三角形状のパッチには、図１２に示すよう
に、三角形の頂点に向かう（三角形の頂点から出る）形
態で電流が流れる。そのような向きにワイヤを配置する
ことで、相互インピーダンスを求めることが効率的だか
らである。
に、三角形の頂点に向かう（三角形の頂点から出る）形
態で電流が流れる。そのような向きにワイヤを配置する
ことで、相互インピーダンスを求めることが効率的だか
らである。
【００６１】一方、長方形状を持つ金属パッチ３３,3４
の任意の点に、ノイズ源４３に接続される金属ワイヤ４
２を接続していくことは不可能である。金属ワイヤ４２
から流れ出る電流や、金属ワイヤ４２に流れ込む電流の
向きは、その性格上、接続点を中心とする放射形態とな
るからである。しかるに、長方形状のパッチには、図９
（ａ）に示したように、長辺と短辺に平行となる電流が
流れ、放射形態を示す電流は流れない。
の任意の点に、ノイズ源４３に接続される金属ワイヤ４
２を接続していくことは不可能である。金属ワイヤ４２
から流れ出る電流や、金属ワイヤ４２に流れ込む電流の
向きは、その性格上、接続点を中心とする放射形態とな
るからである。しかるに、長方形状のパッチには、図９
（ａ）に示したように、長辺と短辺に平行となる電流が
流れ、放射形態を示す電流は流れない。
【００６２】これから、本発明の電磁界強度算出装置１
では、放射形態の電流が流れる三角形状パッチ４０,4１
を生成して、その２つの三角形状パッチ４０,4１の頂点
間に、金属ワイヤ４２を使ってノイズ源４３を設けるモ
デルを生成することで、電源層３１とグランド層３２と
の間に設けられるノイズ源４３を高精度にモデル化する
構成を採ったのである。
では、放射形態の電流が流れる三角形状パッチ４０,4１
を生成して、その２つの三角形状パッチ４０,4１の頂点
間に、金属ワイヤ４２を使ってノイズ源４３を設けるモ
デルを生成することで、電源層３１とグランド層３２と
の間に設けられるノイズ源４３を高精度にモデル化する
構成を採ったのである。
【００６３】しかも、このモデルに従うと、三角形状パ
ッチ４0,４１の頂点位置は金属パッチ３３,3４の任意の
点に設定することができるので、金属パッチ３３,3４の
大きさが大きくても、ノイズ源４３を本来の位置にモデ
ル化できることになる。
ッチ４0,４１の頂点位置は金属パッチ３３,3４の任意の
点に設定することができるので、金属パッチ３３,3４の
大きさが大きくても、ノイズ源４３を本来の位置にモデ
ル化できることになる。
【００６４】また、図８に示したように、本発明の電磁
界強度算出装置１では、電源層３１とグランド層３２と
の間にバイパスコンデンサが設けられているときには、
電源層３１に接続される導電性パッチ３６と、グランド
層３２に接続される導電性パッチ３８との間に、バイパ
スコンデンサ４３を設けるモデルを生成する。
界強度算出装置１では、電源層３１とグランド層３２と
の間にバイパスコンデンサが設けられているときには、
電源層３１に接続される導電性パッチ３６と、グランド
層３２に接続される導電性パッチ３８との間に、バイパ
スコンデンサ４３を設けるモデルを生成する。
【００６５】このように、本発明の電磁界強度算出装置
１では、導電性パッチ３６,3８を利用してバイパスコン
デンサ４３を設けるモデルを生成するので、バイパスコ
ンデンサ４３を設けるモデルを簡単に生成できるように
なる。
１では、導電性パッチ３６,3８を利用してバイパスコン
デンサ４３を設けるモデルを生成するので、バイパスコ
ンデンサ４３を設けるモデルを簡単に生成できるように
なる。
【００６６】次に、本発明者が提案した多層プリント板
モデルの有効性を検証するために行った検証実験の結果
について説明する。この検証実験では、図１３に示すよ
うに、大きさが１３ｃｍ×１３ｃｍで、厚さが０.9ｍｍ
で、上面及び下面に銅箔面を持つガラスエポキシ（εr
＝４.7という誘電率を持つ）のプリント板を想定すると
ともに、実際にそのプリント板を用意し、そして、図中
に示すそのプリント板のＡ点の上下面に、実効値１Ｖの
正弦波を出力するノイズ源（５０Ωの抵抗を介して、上
下面の間に接続される）が存在することを想定するとと
もに、実際にそのノイズ源を用意することで行った。従
って、このプリント板は、６１５ｐＦの容量を持つ。な
お、以下では、説明の便宜上、このプリント板を検証用
プリント板と称することにする。
モデルの有効性を検証するために行った検証実験の結果
について説明する。この検証実験では、図１３に示すよ
うに、大きさが１３ｃｍ×１３ｃｍで、厚さが０.9ｍｍ
で、上面及び下面に銅箔面を持つガラスエポキシ（εr
＝４.7という誘電率を持つ）のプリント板を想定すると
ともに、実際にそのプリント板を用意し、そして、図中
に示すそのプリント板のＡ点の上下面に、実効値１Ｖの
正弦波を出力するノイズ源（５０Ωの抵抗を介して、上
下面の間に接続される）が存在することを想定するとと
もに、実際にそのノイズ源を用意することで行った。従
って、このプリント板は、６１５ｐＦの容量を持つ。な
お、以下では、説明の便宜上、このプリント板を検証用
プリント板と称することにする。
【００６７】この検証実験では、先ず最初に、検証用プ
リント板を想定して、本発明者が提案したモデルに従っ
て、想定した検証用プリント板をモデルに変換し、それ
に対してモーメント法を適用することで、ノイズの周波
数を２０ＭＨｚから１０００ＭＨｚまでスイープすると
きの、Ａ点におけるインピーダンス（上下面の間のイン
ピーダンス）を算出する。ここで、このときの検証用プ
リント板の上下面のメッシュサイズは、１ｃｍ×１ｃｍ
である。
リント板を想定して、本発明者が提案したモデルに従っ
て、想定した検証用プリント板をモデルに変換し、それ
に対してモーメント法を適用することで、ノイズの周波
数を２０ＭＨｚから１０００ＭＨｚまでスイープすると
きの、Ａ点におけるインピーダンス（上下面の間のイン
ピーダンス）を算出する。ここで、このときの検証用プ
リント板の上下面のメッシュサイズは、１ｃｍ×１ｃｍ
である。
【００６８】続いて、実際に用意した検証用プリント板
のＡ点の上下面に、実際に用意したノイズ源を使って、
周波数を２０ＭＨｚから１０００ＭＨｚまでスイープし
ながら、実効値が１Ｖの正弦波を示すノイズを与え、イ
ンピーダンス測定器を用いて、そのときのＡ点における
インピーダンス（上下面の間のインピーダンス）を測定
して、その測定値と、先に算出したモーメント法による
算出値とを比較することで行った。
のＡ点の上下面に、実際に用意したノイズ源を使って、
周波数を２０ＭＨｚから１０００ＭＨｚまでスイープし
ながら、実効値が１Ｖの正弦波を示すノイズを与え、イ
ンピーダンス測定器を用いて、そのときのＡ点における
インピーダンス（上下面の間のインピーダンス）を測定
して、その測定値と、先に算出したモーメント法による
算出値とを比較することで行った。
【００６９】図１４に、この検証実験の実験結果を図示
する。図中に示す実線が、モーメント法による計算値で
あり、□印が、インピーダンス測定器による測定値であ
る。この両者がよく一致することで、本発明者が提案し
たモデルの有効性を検証できた。
する。図中に示す実線が、モーメント法による計算値で
あり、□印が、インピーダンス測定器による測定値であ
る。この両者がよく一致することで、本発明者が提案し
たモデルの有効性を検証できた。
【００７０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の電磁界強
度算出装置によれば、モーメント法を使って、電気回路
装置の放射する電磁界強度を算出する構成を採るときに
あって、電気回路装置に実装される多層プリント板を高
精度にモデル化できるようになることから、多層プリン
ト板から放射される電磁界強度を高精度に算出できるよ
うになることで、電気回路装置から放射される電磁界強
度を高精度に算出できるようになる。
度算出装置によれば、モーメント法を使って、電気回路
装置の放射する電磁界強度を算出する構成を採るときに
あって、電気回路装置に実装される多層プリント板を高
精度にモデル化できるようになることから、多層プリン
ト板から放射される電磁界強度を高精度に算出できるよ
うになることで、電気回路装置から放射される電磁界強
度を高精度に算出できるようになる。
【図１】本発明の原理構成図である。
【図２】本発明の実行する処理フローの一実施例であ
る。
る。
【図３】本発明の実行する処理フローの一実施例であ
る。
る。
【図４】多層プリント板モデルの説明図である。
【図５】導電性パッチの説明図である。
【図６】誘電体モデルの説明図である。
【図７】ノイズ源モデルの説明図である。
【図８】バイパスコンデンサモデルの説明図である。
【図９】長方形状パッチに流れる電流の向きの説明図で
ある。
ある。
【図１０】導電性パッチに流れる電流の向きの説明図で
ある。
ある。
【図１１】別の誘電体モデルの説明図である。
【図１２】三角形状パッチに流れる電流の向きの説明図
である。
である。
【図１３】検証実験で想定（用意）したプリント板の説
明図である。
明図である。
【図１４】検証実験結果の説明図である。
【図１５】４層プリント板の説明図である。
【図１６】ノイズ源の説明図である。
【図１７】高周波電流の説明図である。
１ 電磁界強度算出装置 １０ 入力手段 １１ 抽出手段 １２ モデル生成手段 １３ 生成手段 １４ 算出手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大津 信一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 向井 誠 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内
Claims (7)
- 【請求項１】 モーメント法を使って、電気回路装置の
放射する電磁界強度を算出する電磁界強度算出装置にお
いて、 解析対象となる電気回路装置の構造情報を入力する入力
手段と、 入力された電気回路装置の構造情報から、電源層とグラ
ンド層とその２つの層の間に誘電体とを持つ多層プリン
ト板の構造情報を抽出する抽出手段と、 抽出された多層プリント板の構造情報に基づき、電源層
を碁盤の目形状に分割することで金属パッチを生成し
て、その分割の区画単位線毎に、該区画単位線からグラ
ンド層に向けて互いに接続されない形式で直立して設け
られる第１の導電性パッチを生成し、更に、グランド層
を電源層と同一の碁盤の目形状に分割することで金属パ
ッチを生成して、その分割の区画単位線毎に、該区画単
位線から電源層に向けて互いに接続されない形式で直立
して設けられるとともに、対となる該第１の導電性パッ
チと僅かな隙間をもって設けられる第２の導電性パッチ
を生成し、更に、対となる該第１の導電性パッチと該第
２の導電性パッチとの間にコンデンサを設けることで、
多層プリント板のモデルを生成する生成手段と、 生成された多層プリント板モデルに基づき、モーメント
法を用いて電気回路装置の放射する電磁界強度を算出す
る算出手段とを備えることを、 特徴とする電磁界強度算出装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の電磁界強度算出装置にお
いて、 生成手段は、電源層の金属パッチを分割することで三角
形状パッチを生成するとともに、グランド層の金属パッ
チを分割することで三角形状パッチを生成して、その２
つの三角形状パッチの頂点間にノイズ源を設けるモデル
を生成することを、 特徴とする電磁界強度算出装置。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の電磁界強度算出装
置において、 生成手段は、コンデンサに対して、抵抗とリアクタンス
のいずれか一方又は双方を直列接続するモデルを生成す
ることを、 特徴とする電磁界強度算出装置。 - 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の電磁界強度算
出装置において、 生成手段は、対となる第１の導電性パッチと第２の導電
性パッチとの間に、バイパスコンデンサを設けるモデル
を生成することを、 特徴とする電磁界強度算出装置。 - 【請求項５】 請求項１、２、３又は４記載の電磁界強
度算出装置において、 算出手段は、電源層及びグランド層の金属パッチが抵抗
成分を持つことを想定しつつ、モーメント法を用いて電
気回路装置の放射する電磁界強度を算出することを、 特徴とする電磁界強度算出装置。 - 【請求項６】 モーメント法を使って、電気回路装置の
放射する電磁界強度を算出する電磁界強度算出方法にお
いて、 解析対象となる電気回路装置の構造情報を入力する第１
の処理過程と、 入力された電気回路装置の構造情報から、電源層とグラ
ンド層とその２つの層の間に誘電体とを持つ多層プリン
ト板の構造情報を抽出する第２の処理過程と、 抽出された多層プリント板の構造情報に基づき、電源層
を碁盤の目形状に分割することで金属パッチを生成し
て、その分割の区画単位線毎に、該区画単位線からグラ
ンド層に向けて互いに接続されない形式で直立して設け
られる第１の導電性パッチを生成し、更に、グランド層
を電源層と同一の碁盤の目形状に分割することで金属パ
ッチを生成して、その分割の区画単位線毎に、該区画単
位線から電源層に向けて互いに接続されない形式で直立
して設けられるとともに、対となる該第１の導電性パッ
チと僅かな隙間をもって設けられる第２の導電性パッチ
を生成し、更に、対となる該第１の導電性パッチと該第
２の導電性パッチとの間にコンデンサを設け、更に、電
源層の金属パッチを分割することで三角形状パッチを生
成するとともに、グランド層の金属パッチを分割するこ
とで三角形状パッチを生成して、その２つの三角形状パ
ッチの頂点間にノイズ源を設けることで、多層プリント
板のモデルを生成する第３の処理過程と、 生成された多層プリント板モデルに基づき、モーメント
法を用いて電気回路装置の放射する電磁界強度を算出す
る第４の処理過程とを備えることを、 特徴とする電磁界強度算出方法。 - 【請求項７】 モーメント法を使って、電気回路装置の
放射する電磁界強度を算出する電磁界強度算出装置を実
現するプログラムが記憶されるプログラム記憶媒体であ
って、 解析対象となる電気回路装置の構造情報を入力する入力
手段と、 入力された電気回路装置の構造情報から、電源層とグラ
ンド層とその２つの層の間に誘電体とを持つ多層プリン
ト板の構造情報を抽出する抽出手段と、 抽出された多層プリント板の構造情報に基づき、電源層
を碁盤の目形状に分割することで金属パッチを生成し
て、その分割の区画単位線毎に、該区画単位線からグラ
ンド層に向けて互いに接続されない形式で直立して設け
られる第１の導電性パッチを生成し、更に、グランド層
を電源層と同一の碁盤の目形状に分割することで金属パ
ッチを生成して、その分割の区画単位線毎に、該区画単
位線から電源層に向けて互いに接続されない形式で直立
して設けられるとともに、対となる該第１の導電性パッ
チと僅かな隙間をもって設けられる第２の導電性パッチ
を生成し、更に、対となる該第１の導電性パッチと該第
２の導電性パッチとの間にコンデンサを設け、更に、電
源層の金属パッチを分割することで三角形状パッチを生
成するとともに、グランド層の金属パッチを分割するこ
とで三角形状パッチを生成して、その２つの三角形状パ
ッチの頂点間にノイズ源を設けることで、多層プリント
板のモデルを生成する生成手段と、 生成された多層プリント板モデルに基づき、モーメント
法を用いて電気回路装置の放射する電磁界強度を算出す
る算出手段とを実現するプログラムが記憶されること
を、 特徴とするプログラム記憶媒体。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11263297A JP3825133B2 (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 電磁界強度算出装置及び方法並びにプログラム記録媒体 |
| US08/969,659 US5940310A (en) | 1997-04-30 | 1997-11-13 | Device, method and storage medium for calculating electromagnetic field strength |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11263297A JP3825133B2 (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 電磁界強度算出装置及び方法並びにプログラム記録媒体 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10301977A true JPH10301977A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3825133B2 JP3825133B2 (ja) | 2006-09-20 |
Family
ID=14591596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11263297A Expired - Fee Related JP3825133B2 (ja) | 1997-04-30 | 1997-04-30 | 電磁界強度算出装置及び方法並びにプログラム記録媒体 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5940310A (ja) |
| JP (1) | JP3825133B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266863A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Nec Corp | Ｅｍｉ予測方法および装置 |
| JP2009237822A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Fuji Xerox Co Ltd | 無線送受信装置 |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19616772A1 (de) * | 1995-04-28 | 1996-10-31 | Fujitsu Ltd | Berechnungsgerät für eine elektromagnetische Feldintensität |
| JPH11161690A (ja) * | 1997-11-26 | 1999-06-18 | Fujitsu Ltd | 電磁界強度算出装置、電磁界強度算出方法、及び電磁界強度算出手段を有するプログラムを格納した記録媒体 |
| JP2000214191A (ja) | 1999-01-27 | 2000-08-04 | Fujitsu Ltd | シミュレ―ション装置及び方法並びにプログラム記録媒体 |
| JP3652168B2 (ja) * | 1999-04-28 | 2005-05-25 | 富士通株式会社 | 電磁界強度算出方法及びプログラム記録媒体 |
| JP3980811B2 (ja) * | 1999-10-20 | 2007-09-26 | 富士通株式会社 | 電磁界強度算出装置、電磁界強度算出方法およびその方法をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体 |
| FR2810136B1 (fr) * | 2000-06-09 | 2002-10-18 | Thomson Csf | Algorithme de simulation electromagnetique, notamment des performances d'une antenne |
| JP3853602B2 (ja) * | 2001-03-27 | 2006-12-06 | 富士通株式会社 | 電磁界強度算出装置への入力データ作成方法および作成装置 |
| JP2003296395A (ja) * | 2002-04-01 | 2003-10-17 | Fujitsu Ltd | 相互インミッタンス計算プログラム、相互インミッタンス計算装置、相互インミッタンス計算方法および電磁界強度計算プログラム |
| JP2008186104A (ja) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Fujitsu Ltd | 製造物属性情報予測装置、製造物属性情報予測方法および製造物属性情報予測プログラム |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3091815B2 (ja) * | 1994-02-25 | 2000-09-25 | 富士通株式会社 | 電磁界強度算出装置 |
| JP2768900B2 (ja) * | 1994-05-10 | 1998-06-25 | 富士通株式会社 | 電磁界強度算出装置 |
| JPH07326833A (ja) * | 1994-06-02 | 1995-12-12 | Fujitsu Ltd | Ｅｍｉ放射を抑止する配線パターン |
| JPH08122377A (ja) * | 1994-10-21 | 1996-05-17 | Fujitsu Ltd | 電磁界強度算出装置 |
| JP3363657B2 (ja) * | 1995-04-28 | 2003-01-08 | 富士通株式会社 | 電磁界強度算出装置 |
| JP3428232B2 (ja) * | 1995-06-16 | 2003-07-22 | 富士通株式会社 | 電磁界強度算出装置 |
-
1997
- 1997-04-30 JP JP11263297A patent/JP3825133B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-11-13 US US08/969,659 patent/US5940310A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006266863A (ja) * | 2005-03-24 | 2006-10-05 | Nec Corp | Ｅｍｉ予測方法および装置 |
| JP2009237822A (ja) * | 2008-03-26 | 2009-10-15 | Fuji Xerox Co Ltd | 無線送受信装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5940310A (en) | 1999-08-17 |
| JP3825133B2 (ja) | 2006-09-20 |
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