JPH1194889A - 多層基板からの放射電磁波解析装置 - Google Patents
多層基板からの放射電磁波解析装置Info
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- JPH1194889A JPH1194889A JP25549697A JP25549697A JPH1194889A JP H1194889 A JPH1194889 A JP H1194889A JP 25549697 A JP25549697 A JP 25549697A JP 25549697 A JP25549697 A JP 25549697A JP H1194889 A JPH1194889 A JP H1194889A
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- G01R29/0807—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by the application
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 波源および負荷を流れる電流が電源層とグラ
ンド層とに流れ込む状態を定量的に解析できるモデル化
手法を確立し、多層基板から放射される電磁波の電磁界
強度を正確に算出する。 【解決手段】 信号層を流れる電流の分布を分布定数線
路近似法または伝送線路解析法によって求める手段１
と、手段１によって求められた電流分布に基づいてモー
メント法を用いて多層基板全体の電流分布を計算する手
段２と、手段２によって計算された多層基板全体の電流
分布に基づいて放射される電磁波の電磁界強度を計算す
る手段３とを備える。
ンド層とに流れ込む状態を定量的に解析できるモデル化
手法を確立し、多層基板から放射される電磁波の電磁界
強度を正確に算出する。 【解決手段】 信号層を流れる電流の分布を分布定数線
路近似法または伝送線路解析法によって求める手段１
と、手段１によって求められた電流分布に基づいてモー
メント法を用いて多層基板全体の電流分布を計算する手
段２と、手段２によって計算された多層基板全体の電流
分布に基づいて放射される電磁波の電磁界強度を計算す
る手段３とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は多層基板から放射さ
れる電磁波を解析する装置に関し、更に詳しくは信号層
を流れる電流分布を分布定数線路近似法、または伝送線
路解析法によって求め、その結果に基づいて多層基板全
体の電流分布と、放射される電磁波の電磁界強度を計算
する電磁波解析装置に関する。
れる電磁波を解析する装置に関し、更に詳しくは信号層
を流れる電流分布を分布定数線路近似法、または伝送線
路解析法によって求め、その結果に基づいて多層基板全
体の電流分布と、放射される電磁波の電磁界強度を計算
する電磁波解析装置に関する。
【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、
それらがどの程度放射電波を減少させられるかを定量的
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、
それらがどの程度放射電波を減少させられるかを定量的
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、主とし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
ていくためには、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、主とし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
ていくためには、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
各部に流れる電流は、理論的には、マックスウェルの電
磁界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。しかしながら任意の形状の物体を対象として、マ
ックスウェルの電磁界方程式を任意の境界条件で解くこ
とは困難である。
に流れる電流を求めて、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
各部に流れる電流は、理論的には、マックスウェルの電
磁界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。しかしながら任意の形状の物体を対象として、マ
ックスウェルの電磁界方程式を任意の境界条件で解くこ
とは困難である。
【０００６】従って、現在の電磁界強度算出装置で用い
られている電流の解法は、難易の程度はあるにせよ、す
べて近似的なものである。現在、この近似的な解法とし
て、微小ループアンテナ近似法と、分布定数線路近似法
と、モーメント法という３種類のものが知られている。
られている電流の解法は、難易の程度はあるにせよ、す
べて近似的なものである。現在、この近似的な解法とし
て、微小ループアンテナ近似法と、分布定数線路近似法
と、モーメント法という３種類のものが知られている。
【０００７】微小ループアンテナ近似法は、波源回路と
負荷回路との間を接続する配線をループアンテナとして
扱い、ループ上の電流は一定のものと仮定して、これを
集中定数回路の計算法で求める方法である。図２４に、
この微小ループアンテナ近似法の構成を図示する。
負荷回路との間を接続する配線をループアンテナとして
扱い、ループ上の電流は一定のものと仮定して、これを
集中定数回路の計算法で求める方法である。図２４に、
この微小ループアンテナ近似法の構成を図示する。
【０００８】この微小ループアンテナ近似法による計算
は、最も簡単であるが、ループの寸法が電磁波の波長に
比べて無視できない条件では精度が極めて低下すること
から、現実には殆ど用いられていない。
は、最も簡単であるが、ループの寸法が電磁波の波長に
比べて無視できない条件では精度が極めて低下すること
から、現実には殆ど用いられていない。
【０００９】一方、分布定数線路近似法は、１次元の構
造物として近似できる物体に対して、分布定数線路の方
程式を適用することで電流を求める方法である。計算は
比較的簡単であり、計算時間及び時間容量も解析要素数
にほぼ比例して増加するに止まり、線路の反射や共振等
の現象も含めた解析ができることから、１次元の近似が
成立する物体については、高速・高精度の解析ができ
る。図２５に、この分布定数線路近似法の構成を図示す
る。
造物として近似できる物体に対して、分布定数線路の方
程式を適用することで電流を求める方法である。計算は
比較的簡単であり、計算時間及び時間容量も解析要素数
にほぼ比例して増加するに止まり、線路の反射や共振等
の現象も含めた解析ができることから、１次元の近似が
成立する物体については、高速・高精度の解析ができ
る。図２５に、この分布定数線路近似法の構成を図示す
る。
【００１０】この分布定数線路近似法による計算は、１
次元の構造物として近似できる物体については、高速・
高精度の解析ができるものの、近似できない物体につい
ては解析できないという問題点がある。
次元の構造物として近似できる物体については、高速・
高精度の解析ができるものの、近似できない物体につい
ては解析できないという問題点がある。
【００１１】一方、モーメント法は、マックスウェルの
電磁波動方程式から導かれる積分方程式の解法の１つで
あり、３次元の任意形状物体を扱うことができる。具体
的には、物体を小さな要素に分割して電流の計算を行う
ものである。
電磁波動方程式から導かれる積分方程式の解法の１つで
あり、３次元の任意形状物体を扱うことができる。具体
的には、物体を小さな要素に分割して電流の計算を行う
ものである。
【００１２】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.Richmond and M.C.Gilreath:"S
inusoidal reaction formulation for radiation and s
cattering from conducting surface" IEEE TRANSACTIO
NS ANTENNAS PROPAGATION vol.AP-23 1975」がある。
ては、「H.N.Wang, J.H.Richmond and M.C.Gilreath:"S
inusoidal reaction formulation for radiation and s
cattering from conducting surface" IEEE TRANSACTIO
NS ANTENNAS PROPAGATION vol.AP-23 1975」がある。
【００１３】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
象の周波数について、メッシュ化された要素間の相互イ
ンピーダンスや相互アドミッタンス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ーダンス等の構造
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
象の周波数について、メッシュ化された要素間の相互イ
ンピーダンスや相互アドミッタンス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ーダンス等の構造
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を求める
ことになる。
【００１４】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。
【００１５】ここで、メッシュに、抵抗やコンデンサや
インダ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。
インダ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。
【００１６】図２６はこのような多層プリント板（多層
基板）の例の説明図である。同図(a) に示すように、こ
の例では９つの層が積層されて、多層プリント板が構成
されている。この９つの層は、上から順に第１の信号層
５０、ガラスエポキシ等で構成される第１のコア材５
１、厚み調整などのために絶縁材で構成される第１のプ
リプレグ５２、電源層５３、第２のコア材５４、グラン
ド層５５、第２のプリプレグ５６、第３のコア材５７、
および第２の信号層５８の順で積層されている。
基板）の例の説明図である。同図(a) に示すように、こ
の例では９つの層が積層されて、多層プリント板が構成
されている。この９つの層は、上から順に第１の信号層
５０、ガラスエポキシ等で構成される第１のコア材５
１、厚み調整などのために絶縁材で構成される第１のプ
リプレグ５２、電源層５３、第２のコア材５４、グラン
ド層５５、第２のプリプレグ５６、第３のコア材５７、
および第２の信号層５８の順で積層されている。
【００１７】第１の信号層５０、および第２の信号層５
８は、図２６(b) に示すように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り、その上にチップ
部品等の回路部品が配置されることにより、電子回路が
実装される。この電子回路と電源層５３やグランド層５
５との間には、ビアと呼ばれ、層間を電気的に接続する
ための穴が用意されており、このビアを介して電子回路
側に電源やアースが供給される。
８は、図２６(b) に示すように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り、その上にチップ
部品等の回路部品が配置されることにより、電子回路が
実装される。この電子回路と電源層５３やグランド層５
５との間には、ビアと呼ばれ、層間を電気的に接続する
ための穴が用意されており、このビアを介して電子回路
側に電源やアースが供給される。
【００１８】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を
持つ電磁波が放射されることになる。
子回路が実装され、この電子回路から強い電磁界強度を
持つ電磁波が放射されることになる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】このように従来では、
多層基板から放射される電磁波の解析装置においては、
電子回路の回路パターンが主要な電磁波の放射源として
考えられ、解析が行われていた。しかしながら実際に
は、パターンからの放射に加えて、電源層およびグラン
ド層からの電磁波の放射が無視できないことが明らかと
なってきた。このため電源層、およびグランド層の影響
を考慮した放射電磁波の解析が不可欠となっている。
多層基板から放射される電磁波の解析装置においては、
電子回路の回路パターンが主要な電磁波の放射源として
考えられ、解析が行われていた。しかしながら実際に
は、パターンからの放射に加えて、電源層およびグラン
ド層からの電磁波の放射が無視できないことが明らかと
なってきた。このため電源層、およびグランド層の影響
を考慮した放射電磁波の解析が不可欠となっている。
【００２０】このように電源層やグランド層からの電磁
波の放射が無視できないにもかかわらず、従来は電源層
とグランド層の適切なモデルが存在せず、放射される電
磁波の正しい解析を行うことができないという問題点が
あった。また例えばＣＭＯＳドライバＩＣなどを使用し
た場合に、電源および負荷を流れる電流が、どのような
状態で電源層やグランド層に流れ込むかを求める方法が
なく、電磁波を放射する電流の電流分布を正しく求める
ことができないとう問題点もあった。
波の放射が無視できないにもかかわらず、従来は電源層
とグランド層の適切なモデルが存在せず、放射される電
磁波の正しい解析を行うことができないという問題点が
あった。また例えばＣＭＯＳドライバＩＣなどを使用し
た場合に、電源および負荷を流れる電流が、どのような
状態で電源層やグランド層に流れ込むかを求める方法が
なく、電磁波を放射する電流の電流分布を正しく求める
ことができないとう問題点もあった。
【００２１】本発明は、波源および負荷を流れる電流が
電源層、グランド層に流れ込む状態を定量的に解析でき
るモデル化手法を確立することにより、電源層、グラン
ド層から放射される電磁波を含めて、多層基板から放射
される電磁波の電磁界強度を正確に算出できる電磁波解
析装置を提供することを目的とする。
電源層、グランド層に流れ込む状態を定量的に解析でき
るモデル化手法を確立することにより、電源層、グラン
ド層から放射される電磁波を含めて、多層基板から放射
される電磁波の電磁界強度を正確に算出できる電磁波解
析装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理構成
ブロック図である。同図は、多層基板から放射される電
磁波を解析する、多層基板からの放射電磁波解析装置の
原理構成ブロック図である。
ブロック図である。同図は、多層基板から放射される電
磁波を解析する、多層基板からの放射電磁波解析装置の
原理構成ブロック図である。
【００２３】図１において信号層電流分布計算手段１は
信号層、すなわちパターンを流れる電流の電流分布を、
分布定数線路近似法、または伝送線路解析法によって求
めるものである。
信号層、すなわちパターンを流れる電流の電流分布を、
分布定数線路近似法、または伝送線路解析法によって求
めるものである。
【００２４】多層基板電流分布計算手段２は、信号層電
流分布計算手段１によって求められた電流分布に基づい
て、モーメント法を用いて多層基板全体の電流分布を計
算するものである。
流分布計算手段１によって求められた電流分布に基づい
て、モーメント法を用いて多層基板全体の電流分布を計
算するものである。
【００２５】電磁界強度計算手段３、多層基板電流分布
計算手段２によって求められた電流分布に基づいて、多
層基板から放射される電磁波の電磁界強度を計算するも
のである。
計算手段２によって求められた電流分布に基づいて、多
層基板から放射される電磁波の電磁界強度を計算するも
のである。
【００２６】本発明において信号層を流れる電流の電流
分布を分布定数線路近似法によって求める場合には、ま
ず波源の電流が求められ、波源の電流が例えばＣＭＯＳ
ＩＣドライバからの電流である場合には、ＩＣドライ
バのデューティ比に対応する２つの矩形波が求められた
波源の電流に乗算されて、波源の電流が２つに分割さ
れ、それぞれ電源層と信号層、グランド層と信号層との
間に電流源として挿入される。
分布を分布定数線路近似法によって求める場合には、ま
ず波源の電流が求められ、波源の電流が例えばＣＭＯＳ
ＩＣドライバからの電流である場合には、ＩＣドライ
バのデューティ比に対応する２つの矩形波が求められた
波源の電流に乗算されて、波源の電流が２つに分割さ
れ、それぞれ電源層と信号層、グランド層と信号層との
間に電流源として挿入される。
【００２７】信号層電流分布計算手段１によって求めら
れた分布定数線路上の電流分布に基づいて、多層基板全
体の電流分布、すなわち電源層とグランド層の間を含む
多層基板全体の電流分布がモーメント法によって計算さ
れる。
れた分布定数線路上の電流分布に基づいて、多層基板全
体の電流分布、すなわち電源層とグランド層の間を含む
多層基板全体の電流分布がモーメント法によって計算さ
れる。
【００２８】以上のように本発明においては、波源およ
び負荷を流れる電流が電源層やグランド層に流れ込む状
態を定量的に解析できるモデル化が行われ、パターンを
流れる電流分布が分布定数線路近似法によって求められ
た後に、電源層とグランド層の間を含む多層基板全体の
解析がモーメント法によって行われる。これによって解
析規模が現実的となり、尚且つ高精度な結果を得ること
ができる。
び負荷を流れる電流が電源層やグランド層に流れ込む状
態を定量的に解析できるモデル化が行われ、パターンを
流れる電流分布が分布定数線路近似法によって求められ
た後に、電源層とグランド層の間を含む多層基板全体の
解析がモーメント法によって行われる。これによって解
析規模が現実的となり、尚且つ高精度な結果を得ること
ができる。
【００２９】
【発明の実施の形態】図２は本発明が対象とする多層基
板モデルの全体図である。同図において図２６の電源層
５３に相当するＶCC平面１０と、グランド層５５に相当
するＧＮＤ平面１１との間には、第２のコア材５４に相
当する誘電体１２が挿入されている。また例えば第１の
信号層５０に相当する信号パターン上の電流は、分布定
数線路１３を流れる電流として表されている。
板モデルの全体図である。同図において図２６の電源層
５３に相当するＶCC平面１０と、グランド層５５に相当
するＧＮＤ平面１１との間には、第２のコア材５４に相
当する誘電体１２が挿入されている。また例えば第１の
信号層５０に相当する信号パターン上の電流は、分布定
数線路１３を流れる電流として表されている。
【００３０】また電源層とグランド層の間のモデル化形
式としては、本発明者等がすでに特許出願中のモデル化
形式である金属パッチとコンデンサ負荷による３次元格
子モデル、または金属パッチと誘電体パッチによるモデ
ルなどが用いられる。これらのモデルについては後述す
る。
式としては、本発明者等がすでに特許出願中のモデル化
形式である金属パッチとコンデンサ負荷による３次元格
子モデル、または金属パッチと誘電体パッチによるモデ
ルなどが用いられる。これらのモデルについては後述す
る。
【００３１】ここで信号層の電流を分布定数線路モデル
を用いて求めることができる理由について説明する。一
般に信号層の電流はリターン時に平面上を分布して流れ
るが、リターン時の線路も、電気影像法を用いることに
よって１本の導線によって近似することが可能となり、
その結果、信号層を流れる電流を分布定数線路近似によ
って求めることができる。
を用いて求めることができる理由について説明する。一
般に信号層の電流はリターン時に平面上を分布して流れ
るが、リターン時の線路も、電気影像法を用いることに
よって１本の導線によって近似することが可能となり、
その結果、信号層を流れる電流を分布定数線路近似によ
って求めることができる。
【００３２】図２において分布定数線路１３の入力端の
電流、すなわち波源の電流ｉ3 は、電源層からの電流を
示す電流源ｉ1 と、グランド層からの電流を表す電流源
ｉ2とに分割される。図３はこの分割理由の説明図であ
る。図３において分布定数線路１３の入力電圧はＣＭＯ
Ｓ ＩＣ１５の出力電圧として与えられ、その出力電圧
がＨレベルのときに分布定数線路１３に入力される電流
はｉ1 、出力がＬレベルのときに分布定数線路１３に入
力される電流はｉ2 となる。なお図２において、信号パ
ターンとグランド層（ＧＮＤ平面）との間に流れる電流
は電流源ｉ2 の方向と逆方向になるが、ここでは電流源
ｉ2 の方向を図２のように仮定している。
電流、すなわち波源の電流ｉ3 は、電源層からの電流を
示す電流源ｉ1 と、グランド層からの電流を表す電流源
ｉ2とに分割される。図３はこの分割理由の説明図であ
る。図３において分布定数線路１３の入力電圧はＣＭＯ
Ｓ ＩＣ１５の出力電圧として与えられ、その出力電圧
がＨレベルのときに分布定数線路１３に入力される電流
はｉ1 、出力がＬレベルのときに分布定数線路１３に入
力される電流はｉ2 となる。なお図２において、信号パ
ターンとグランド層（ＧＮＤ平面）との間に流れる電流
は電流源ｉ2 の方向と逆方向になるが、ここでは電流源
ｉ2 の方向を図２のように仮定している。
【００３３】図２の全体モデルにおける電磁波解析の方
式について図４〜図６を用いて説明する。図４は分布定
数線路近似法を用いる波源の電流ｉ3 の求め方と、電流
ｉ3の２つの電流源ｉ1 およびｉ2 への分割の説明図で
ある。同図においてまず分布定数回路解析によって波源
を流れる電流ｉ3 が求められる。この時分布定数線路の
出力端（負荷端）におけるグランド層との間の負荷イン
ピーダンスＺL はモーメント法によって計算される。そ
の後、ＩＣドライバに対するデューティ比に対応する矩
形波を波源の電流ｉ3 に乗算することによって、２つの
電流源ｉ1 とｉ 2 の波形が求められる。
式について図４〜図６を用いて説明する。図４は分布定
数線路近似法を用いる波源の電流ｉ3 の求め方と、電流
ｉ3の２つの電流源ｉ1 およびｉ2 への分割の説明図で
ある。同図においてまず分布定数回路解析によって波源
を流れる電流ｉ3 が求められる。この時分布定数線路の
出力端（負荷端）におけるグランド層との間の負荷イン
ピーダンスＺL はモーメント法によって計算される。そ
の後、ＩＣドライバに対するデューティ比に対応する矩
形波を波源の電流ｉ3 に乗算することによって、２つの
電流源ｉ1 とｉ 2 の波形が求められる。
【００３４】これに対して、パターンを流れる電流をＳ
ＰＩＣＥなどの回路解析ツールを用いて求める場合に
は、ｉ1 およびｉ2 が直接に求められ、波源の電流ｉ3
はそれらの和として求められる。このような回路解析ツ
ールは伝送線路解析法によって電流を求めるものであ
る。
ＰＩＣＥなどの回路解析ツールを用いて求める場合に
は、ｉ1 およびｉ2 が直接に求められ、波源の電流ｉ3
はそれらの和として求められる。このような回路解析ツ
ールは伝送線路解析法によって電流を求めるものであ
る。
【００３５】図５はパターン上の電流分布計算の説明図
である。同図においては、図４で求められた波源の電流
ｉ3 を電流源として、分布定数線路１３上の電流分布、
すなわちパターン上の電流分布が計算され、分布定数線
路１３の出力端における電流ｉ4 も求められる。
である。同図においては、図４で求められた波源の電流
ｉ3 を電流源として、分布定数線路１３上の電流分布、
すなわちパターン上の電流分布が計算され、分布定数線
路１３の出力端における電流ｉ4 も求められる。
【００３６】図６は多層基板全体の電流分布、すなわち
電源層とグランド層の間を含む多層基板全体の電流分布
の計算法の説明図である。同図においては、図５で求め
られた電流分布が多層基板の内部にあらかじめ存在する
電流として扱われ、多層基板の他の部分に流れる電流が
モーメント法によって計算される。
電源層とグランド層の間を含む多層基板全体の電流分布
の計算法の説明図である。同図においては、図５で求め
られた電流分布が多層基板の内部にあらかじめ存在する
電流として扱われ、多層基板の他の部分に流れる電流が
モーメント法によって計算される。
【００３７】図７および図８は、図４〜図６に対応する
本発明における全体処理フローチャートである。これら
の図の各ステップにおける処理の詳細については、必要
に応じて後述する。図７において信号パターン上の電子
回路が線形回路の場合には、分布定数線路解析としてス
テップＳ１〜Ｓ３の処理が行われ、非線形回路の場合に
はステップＳ４の処理が行われる。なおステップＳ４の
処理は線形回路の場合でも可能である。
本発明における全体処理フローチャートである。これら
の図の各ステップにおける処理の詳細については、必要
に応じて後述する。図７において信号パターン上の電子
回路が線形回路の場合には、分布定数線路解析としてス
テップＳ１〜Ｓ３の処理が行われ、非線形回路の場合に
はステップＳ４の処理が行われる。なおステップＳ４の
処理は線形回路の場合でも可能である。
【００３８】ステップＳ１において、分布定数回路理論
を用いて波源の電流、すなわち伝送線路への出力電流ｉ
3 の高調波成分Ｉ3 （ｆ0 ）、Ｉ3 （２ｆ0 ），・・
・，Ｉ 3 （ｎｆ0 ）が求められる。ここでｆ0 は電流ｉ
3 の基本波の周波数である。続いてステップＳ２でこれ
らの高調波成分が逆にフーリエ変換されて電流ｉ3 が求
められ、ステップＳ３でｉ3 にＩＣドライバのオン／オ
フデューティ比によって決まる矩形波Ｄ1 およびＤ2 が
乗算されて、２つの電流源の電流ｉ1 およびｉ2が求め
られる。
を用いて波源の電流、すなわち伝送線路への出力電流ｉ
3 の高調波成分Ｉ3 （ｆ0 ）、Ｉ3 （２ｆ0 ），・・
・，Ｉ 3 （ｎｆ0 ）が求められる。ここでｆ0 は電流ｉ
3 の基本波の周波数である。続いてステップＳ２でこれ
らの高調波成分が逆にフーリエ変換されて電流ｉ3 が求
められ、ステップＳ３でｉ3 にＩＣドライバのオン／オ
フデューティ比によって決まる矩形波Ｄ1 およびＤ2 が
乗算されて、２つの電流源の電流ｉ1 およびｉ2が求め
られる。
【００３９】一方ステップＳ４では、信号パターンとし
ての電子回路が線形であっても非線形であっても、例え
ば回路解析ツールとしてＳＰＩＣＥが用いられ、電源か
らドライバへの電流ｉ1 およびグランドへの電流ｉ2 が
直接に求められ、それらの和として波源の電流ｉ3 が求
められる。
ての電子回路が線形であっても非線形であっても、例え
ば回路解析ツールとしてＳＰＩＣＥが用いられ、電源か
らドライバへの電流ｉ1 およびグランドへの電流ｉ2 が
直接に求められ、それらの和として波源の電流ｉ3 が求
められる。
【００４０】ステップＳ１〜Ｓ３、またはＳ４の処理の
後に、ステップＳ５で３つの電流ｉ 1 ，ｉ2 ，ｉ3 のフ
ーリエ変換が行われ、それぞれの電流の高調波成分が求
められる。ここで線形回路の場合には、波源の電流ｉ3
に対する高調波成分はすでにステップＳ１で求められて
いる。
後に、ステップＳ５で３つの電流ｉ 1 ，ｉ2 ，ｉ3 のフ
ーリエ変換が行われ、それぞれの電流の高調波成分が求
められる。ここで線形回路の場合には、波源の電流ｉ3
に対する高調波成分はすでにステップＳ１で求められて
いる。
【００４１】図８においては、図７のステップＳ５で求
められた各高調波成分に対して電流の計算と、放射され
る電磁界強度の計算が行われる。ここでは高調波の次数
がｎに達するまで電流の計算が行われ、その後放射され
る電磁界強度の計算が行われる。
められた各高調波成分に対して電流の計算と、放射され
る電磁界強度の計算が行われる。ここでは高調波の次数
がｎに達するまで電流の計算が行われ、その後放射され
る電磁界強度の計算が行われる。
【００４２】すなわちステップＳ６で高調波の次数がｎ
以下であると判定されると、ステップＳ７で分布定数線
路の負荷端、すなわち出力端ｂ−ｂ′から電源層とグラ
ンド層の間を見た時の入力インピーダンスＺin2 がモー
メント法によって求められ、ステップＳ８で分布定数線
路全体の入力インピーダンスＺin1 が求められ、ステッ
プＳ９で分布定数線路の入力端ａ−ａ′と負荷端ｂ−
ｂ′の間の線路上の電流分布が求められ、ステップＳ１
０で電流ｉ1 ，ｉ2 、および分布定数線路上の電流分布
を多層基板内にすでに存在する電流源として、電源層お
よびグランド層を含めた多層基板全体に流れる電流がモ
ーメント法によって計算される。
以下であると判定されると、ステップＳ７で分布定数線
路の負荷端、すなわち出力端ｂ−ｂ′から電源層とグラ
ンド層の間を見た時の入力インピーダンスＺin2 がモー
メント法によって求められ、ステップＳ８で分布定数線
路全体の入力インピーダンスＺin1 が求められ、ステッ
プＳ９で分布定数線路の入力端ａ−ａ′と負荷端ｂ−
ｂ′の間の線路上の電流分布が求められ、ステップＳ１
０で電流ｉ1 ，ｉ2 、および分布定数線路上の電流分布
を多層基板内にすでに存在する電流源として、電源層お
よびグランド層を含めた多層基板全体に流れる電流がモ
ーメント法によって計算される。
【００４３】計算対象の高調波の次数（ｎまで）に対し
てステップＳ７〜Ｓ１０の処理が終了すると、ステップ
Ｓ６で高調波の次数がｎを越えたと判定され、ステップ
Ｓ１１で指定された観測点や周波数に対して電磁界強
度、すなわち電界強度と磁界強度が計算される。
てステップＳ７〜Ｓ１０の処理が終了すると、ステップ
Ｓ６で高調波の次数がｎを越えたと判定され、ステップ
Ｓ１１で指定された観測点や周波数に対して電磁界強
度、すなわち電界強度と磁界強度が計算される。
【００４４】図７および図８の各ステップの処理につい
て以下でさらに説明する。図９はステップＳ１、および
Ｓ２における波源の電流ｉ3 の求め方の説明図である。
同図においてドライバや負荷が線形の場合には、分布定
数回路理論によって波源の各高調波電流を求めることが
できる。
て以下でさらに説明する。図９はステップＳ１、および
Ｓ２における波源の電流ｉ3 の求め方の説明図である。
同図においてドライバや負荷が線形の場合には、分布定
数回路理論によって波源の各高調波電流を求めることが
できる。
【００４５】図９においてまず電源電圧ｖ(t) がフーリ
エ変換され、高調波成分Ｖ（ｆ0 ）、Ｖ（２ｆ0 ），・
・・，Ｖ（ｎｆ0 ）が求められる。これらの各高調波電
圧成分に対して、分布定数線路１３の始点から見たイン
ピーダンスＺins を用いて、高調波電流分布Ｉ3 （ｋｆ
0 ）が次式によって求められる。なおｖ(t) は図３で説
明したＣＭＯＳ ＩＣ１５の出力波形である。
エ変換され、高調波成分Ｖ（ｆ0 ）、Ｖ（２ｆ0 ），・
・・，Ｖ（ｎｆ0 ）が求められる。これらの各高調波電
圧成分に対して、分布定数線路１３の始点から見たイン
ピーダンスＺins を用いて、高調波電流分布Ｉ3 （ｋｆ
0 ）が次式によって求められる。なおｖ(t) は図３で説
明したＣＭＯＳ ＩＣ１５の出力波形である。
【００４６】
【数１】
【００４７】求められた波源の電流ｉ3 の各高調波成分
がフーリエ逆変換されて、電流ｉ3が求められる。図１
０は波源の電流ｉ3 の２つの電流源ｉ1 、およびｉ2 へ
の分割方法の説明図である。同図に示すように、波源の
電流ｉ3 の波形に対してＩＣドライバのデューティ比に
対応する矩形波Ｄ1 、およびＤ2 が乗算され、電源から
ドライドに流れる電流ｉ1 と、グランド側に流れる電流
ｉ2 が求められる。なおここではＩＣドライバに対する
デューティ比をオン０．４、オフ０．６としているが、
このデューティ比は当然任意に決定することができる。
がフーリエ逆変換されて、電流ｉ3が求められる。図１
０は波源の電流ｉ3 の２つの電流源ｉ1 、およびｉ2 へ
の分割方法の説明図である。同図に示すように、波源の
電流ｉ3 の波形に対してＩＣドライバのデューティ比に
対応する矩形波Ｄ1 、およびＤ2 が乗算され、電源から
ドライドに流れる電流ｉ1 と、グランド側に流れる電流
ｉ2 が求められる。なおここではＩＣドライバに対する
デューティ比をオン０．４、オフ０．６としているが、
このデューティ比は当然任意に決定することができる。
【００４８】このようにして求められた電流ｉ1 、およ
びｉ2 は、図７のステップＳ５で説明したようにフーリ
エ変換されて、それぞれの電流の高調波成分が求められ
る。図７の処理が終了すると、図８のステップＳ７〜Ｓ
１０において電流の計算が行われるが、これらの処理に
先立ってまず図１１に示すように分布定数線路１３の入
力端子ａ−ａ′、負荷端子ｂ−ｂ′の部分を入力インピ
ーダンスと電流源に置き換える処理が行われる。この図
において電流源ｉ3 は波源の電流、ｉ4 は伝送線路の出
力端の出力電流、すなわち負荷への電流、Ｚin1 は分布
定数線路１３全体の入力インピーダンス、Ｚin2 は分布
定数線路の出力端から負荷側を見たインピーダンスであ
る。入力インピーダンスと電流源を流れる電流はそれぞ
れ互いに打ち消されるために、放射電磁波に対する寄与
は無視することができ、端子ａ−ａ′では電流ｉ3 が、
またｂ−ｂ′ではｉ4 がそれぞれ連続的に流れている状
態と等価になる。これらの入力インピーダンスなどを以
下のようにして求める。
びｉ2 は、図７のステップＳ５で説明したようにフーリ
エ変換されて、それぞれの電流の高調波成分が求められ
る。図７の処理が終了すると、図８のステップＳ７〜Ｓ
１０において電流の計算が行われるが、これらの処理に
先立ってまず図１１に示すように分布定数線路１３の入
力端子ａ−ａ′、負荷端子ｂ−ｂ′の部分を入力インピ
ーダンスと電流源に置き換える処理が行われる。この図
において電流源ｉ3 は波源の電流、ｉ4 は伝送線路の出
力端の出力電流、すなわち負荷への電流、Ｚin1 は分布
定数線路１３全体の入力インピーダンス、Ｚin2 は分布
定数線路の出力端から負荷側を見たインピーダンスであ
る。入力インピーダンスと電流源を流れる電流はそれぞ
れ互いに打ち消されるために、放射電磁波に対する寄与
は無視することができ、端子ａ−ａ′では電流ｉ3 が、
またｂ−ｂ′ではｉ4 がそれぞれ連続的に流れている状
態と等価になる。これらの入力インピーダンスなどを以
下のようにして求める。
【００４９】図１２は負荷端での入力インピーダンスＺ
in2 の求め方の説明図である。同図において、分布定数
線路１３の出力端子ｂ−ｂ′から負荷側を見た入力イン
ピーダンスＺin2 は、任意の電圧Ｖa を端子ｂ−ｂ′に
加えてモーメント法によって電流Ｉa を求めることによ
り、次式によって計算される。
in2 の求め方の説明図である。同図において、分布定数
線路１３の出力端子ｂ−ｂ′から負荷側を見た入力イン
ピーダンスＺin2 は、任意の電圧Ｖa を端子ｂ−ｂ′に
加えてモーメント法によって電流Ｉa を求めることによ
り、次式によって計算される。
【００５０】Ｚin2 ＝Ｖa ／Ｉa 図１３は分布定数線路１３全体のインピーダンス、すな
わち端子ａ−ａ′から見た入力インピーダンスの計算法
の説明図である。同図に示すように図１２で求められた
負荷端の入力インピーダンスＺin2 を用いてＺin1 は次
式によって計算される。
わち端子ａ−ａ′から見た入力インピーダンスの計算法
の説明図である。同図に示すように図１２で求められた
負荷端の入力インピーダンスＺin2 を用いてＺin1 は次
式によって計算される。
【００５１】
【数２】
【００５２】以上によって図８のステップＳ８までの処
理が終了し、続いてステップＳ９の処理が行われる。図
１４はこの分布定数線路上の電流分布の求め方の説明図
である。同図において、分布定数線路の入力端子ａ−
ａ′に電流源ｉ3 が接続され、まず入力端子からｘの距
離における電圧Ｖx が計算され、その値を用いてその点
における電流値Ｉx が次式によって計算される。
理が終了し、続いてステップＳ９の処理が行われる。図
１４はこの分布定数線路上の電流分布の求め方の説明図
である。同図において、分布定数線路の入力端子ａ−
ａ′に電流源ｉ3 が接続され、まず入力端子からｘの距
離における電圧Ｖx が計算され、その値を用いてその点
における電流値Ｉx が次式によって計算される。
【００５３】
【数３】
【００５４】続いて図８のステップＳ１０で多層基板全
体の電流分布が計算される。図１５はこの電流分布の計
算法の説明図である。同図に示すようにＩ1 ，Ｉ2 、お
よび分布定数線路上の電流分布を多層基板内にすでに存
在する電流源として、モーメント法によって多層基板内
の電流分布が、電源層やグランド層に流れる電流を含め
て計算される。
体の電流分布が計算される。図１５はこの電流分布の計
算法の説明図である。同図に示すようにＩ1 ，Ｉ2 、お
よび分布定数線路上の電流分布を多層基板内にすでに存
在する電流源として、モーメント法によって多層基板内
の電流分布が、電源層やグランド層に流れる電流を含め
て計算される。
【００５５】このようにモーメント法を用いて電流を求
める場合には、一般に電流源を電圧源に変換して電流分
布が求められる。例えば図１１で説明した電流源ｉ3 、
およびｉ4 についても、電圧源への変換が行われる。図
１６はこの変換の説明図である。同図に示すように、例
えば電流源ｉ3 は接続されているワイヤの自己インピー
ダンスより十分に大きな値の抵抗Ｒを用いて、次式によ
って与えられる電圧源ｖ3 に変換される。なおＲの値と
しては、実験によれば１〜 100ＭΩの範囲であれば差し
支えないことが明らかとなっている。
める場合には、一般に電流源を電圧源に変換して電流分
布が求められる。例えば図１１で説明した電流源ｉ3 、
およびｉ4 についても、電圧源への変換が行われる。図
１６はこの変換の説明図である。同図に示すように、例
えば電流源ｉ3 は接続されているワイヤの自己インピー
ダンスより十分に大きな値の抵抗Ｒを用いて、次式によ
って与えられる電圧源ｖ3 に変換される。なおＲの値と
しては、実験によれば１〜 100ＭΩの範囲であれば差し
支えないことが明らかとなっている。
【００５６】ｖ3 ＝Ｒ・ｉ3 最後に図８のステップＳ１１において電磁界の放射強度
が計算されて、処理を終了する。
が計算されて、処理を終了する。
【００５７】続いて図２で説明した電源層とグランド層
の間のモデル化について、図１７〜図１９を用いて説明
する。図１７は多層基板の電源層、およびグランド層の
メッシュ分割の説明図である。同図に示すように、多層
基板の電源層２１は長方形の金属パッチ２３に分割さ
れ、またグランド層２２は同じ長方形状の金属パッチ２
４に分割される。
の間のモデル化について、図１７〜図１９を用いて説明
する。図１７は多層基板の電源層、およびグランド層の
メッシュ分割の説明図である。同図に示すように、多層
基板の電源層２１は長方形の金属パッチ２３に分割さ
れ、またグランド層２２は同じ長方形状の金属パッチ２
４に分割される。
【００５８】図１８は電源層とグランド層との間に設け
られる導電性パッチの説明図である。まず(a) に示すよ
うに電源層２１を分割するメッシュの区画単位線２５毎
に、それらの区画単位線２５からグランド層２２に向け
て互いに接続されない形式で、長方形状の導電性パッチ
２６が直立して設けられる。また(b) に示すようにグラ
ンド層２２を分割するメッシュの区画単位線毎に、それ
らの区画単位線２７から電源層２１に向けて互いに接続
されない形式で、また対となる電源層２１の導電性パッ
チ２６とわずかな隙間を持って長方形状の導電性パッチ
２８が直立して設けられる。
られる導電性パッチの説明図である。まず(a) に示すよ
うに電源層２１を分割するメッシュの区画単位線２５毎
に、それらの区画単位線２５からグランド層２２に向け
て互いに接続されない形式で、長方形状の導電性パッチ
２６が直立して設けられる。また(b) に示すようにグラ
ンド層２２を分割するメッシュの区画単位線毎に、それ
らの区画単位線２７から電源層２１に向けて互いに接続
されない形式で、また対となる電源層２１の導電性パッ
チ２６とわずかな隙間を持って長方形状の導電性パッチ
２８が直立して設けられる。
【００５９】図１９は誘電体モデルの説明図である。同
図(a) では、図１８で説明した２つの導電性パッチ２６
と２８との間にコンデンサ２９が接続される。このコン
デンサ２９の容量は、電源層２１とグランド層２２との
間に挿入さ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２６と２８との組の数をＮと
する時、Ｃ／Ｎで決定される。
図(a) では、図１８で説明した２つの導電性パッチ２６
と２８との間にコンデンサ２９が接続される。このコン
デンサ２９の容量は、電源層２１とグランド層２２との
間に挿入さ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２６と２８との組の数をＮと
する時、Ｃ／Ｎで決定される。
【００６０】また電源層２１とグランド層２２との間に
挿入される誘電体の誘電体損を考慮する場合には、図１
９(b) に示されるようにコンデンサ２９に対して抵抗Ｒ
とインダクタンスＬとが直列に接続されたモデルが用い
られる。
挿入される誘電体の誘電体損を考慮する場合には、図１
９(b) に示されるようにコンデンサ２９に対して抵抗Ｒ
とインダクタンスＬとが直列に接続されたモデルが用い
られる。
【００６１】以上のように電源層とグランド層とをそれ
ぞれメッシュに分割し、更に電源層とグランド層との間
を導電性パッチ２６や２８を用いて表す理由は、長方形
状の金属パッチに流れる電流の向きが長方形の辺と平行
になり、誘電体の内部の電気力線の方向が導電性パッチ
２６および２８に流れる電流の方向と一致するためであ
る。すなわち電源層２１からグランド層２２に向かう電
流の向きが電気力線の方向、すなわち誘電体を流れる変
位電流の向きと一致するようになるためである。
ぞれメッシュに分割し、更に電源層とグランド層との間
を導電性パッチ２６や２８を用いて表す理由は、長方形
状の金属パッチに流れる電流の向きが長方形の辺と平行
になり、誘電体の内部の電気力線の方向が導電性パッチ
２６および２８に流れる電流の方向と一致するためであ
る。すなわち電源層２１からグランド層２２に向かう電
流の向きが電気力線の方向、すなわち誘電体を流れる変
位電流の向きと一致するようになるためである。
【００６２】図２０、および図２１は本発明による電界
強度算出結果の一例を示す。図２０は本発明を適用しな
い場合の結果である。同図は多層基板から距離が３ｍ
で、高さが１ｍの点において、アンテナを 360度回転さ
せた時の電界の最大値のスペクトラムを示し、実測結果
の◇印と計算結果の棒グラフの高さにかなり差があるこ
とが分かる。
強度算出結果の一例を示す。図２０は本発明を適用しな
い場合の結果である。同図は多層基板から距離が３ｍ
で、高さが１ｍの点において、アンテナを 360度回転さ
せた時の電界の最大値のスペクトラムを示し、実測結果
の◇印と計算結果の棒グラフの高さにかなり差があるこ
とが分かる。
【００６３】図２１は本発明を適用した場合の計算結果
を示す。図２０と比較すると、実測値と計算値がよく一
致していることが分かる。最後に本発明の電磁波解析装
置を実現するコンピュータシステムの構成と、そのよう
なコンピュータシステムにおける電磁波解析のためのプ
ログラムの記憶媒体からのローディングについて、図２
２および図２３を用いて説明する。
を示す。図２０と比較すると、実測値と計算値がよく一
致していることが分かる。最後に本発明の電磁波解析装
置を実現するコンピュータシステムの構成と、そのよう
なコンピュータシステムにおける電磁波解析のためのプ
ログラムの記憶媒体からのローディングについて、図２
２および図２３を用いて説明する。
【００６４】図２２は電磁波解析装置を実現するための
コンピュータシステムの構成ブロック図である。同図に
おいてコンピュータシステムは、全体を制御する中央処
理装置（ＣＰＵ）３１、多層基板の構造データなどが格
納されるメモリ３２、本発明の電磁波解析方法を実現す
るためのプログラムや、必要に応じてＳＰＩＣＥなどの
回路解析プログラムが、ＣＰＵ３１による実行のために
一時的に格納される主記憶３３、多層基板構造データな
どの入出力のための入出力装置３４、例えばネットワー
クを介して入出力される多層基板構造データなどを送受
信するための通信制御装置３５から構成されている。
コンピュータシステムの構成ブロック図である。同図に
おいてコンピュータシステムは、全体を制御する中央処
理装置（ＣＰＵ）３１、多層基板の構造データなどが格
納されるメモリ３２、本発明の電磁波解析方法を実現す
るためのプログラムや、必要に応じてＳＰＩＣＥなどの
回路解析プログラムが、ＣＰＵ３１による実行のために
一時的に格納される主記憶３３、多層基板構造データな
どの入出力のための入出力装置３４、例えばネットワー
クを介して入出力される多層基板構造データなどを送受
信するための通信制御装置３５から構成されている。
【００６５】図２３は電磁波解析のためのプログラムの
コンピュータへのローディングの説明図である。同図に
おいて、コンピュータ４０は本体４１とメモリ４２とか
ら構成されており、本体４１に対しては可搬型記憶媒体
４４からプログラムなどをロードすることも、またプロ
グラム提供者側からネットワーク４３を介してプログラ
ムなどをロードすることも可能である。
コンピュータへのローディングの説明図である。同図に
おいて、コンピュータ４０は本体４１とメモリ４２とか
ら構成されており、本体４１に対しては可搬型記憶媒体
４４からプログラムなどをロードすることも、またプロ
グラム提供者側からネットワーク４３を介してプログラ
ムなどをロードすることも可能である。
【００６６】本発明の特許請求の範囲の請求項９に記載
されているプログラムや、図７、図８のフローチャート
に示されているプログラムなどは、例えばメモリ４２に
格納され、そのプログラムが本体４１によって実行され
る。ここでメモリ４２としては、例えばランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）、またはハードディスクなどが用い
られる。
されているプログラムや、図７、図８のフローチャート
に示されているプログラムなどは、例えばメモリ４２に
格納され、そのプログラムが本体４１によって実行され
る。ここでメモリ４２としては、例えばランダムアクセ
スメモリ（ＲＡＭ）、またはハードディスクなどが用い
られる。
【００６７】また電磁波解析のためのプログラムなど
は、可搬型記憶媒体４４に記憶され、コンピュータ４０
にそのプログラムをロードすることによって電磁波解析
を行うことも可能である。この可搬型記憶媒体４４とし
てはメモリカード、フロッピィディスク、ＣＤ−ＲＯＭ
（コンパクトディスクリードオンリメモリ）、光ディス
ク、光磁気ディスクなど市販され、流通可能な任意の記
憶媒体を用いることができる。更に電磁波解析のための
プログラムなどは、プログラム提供者側からネットワー
ク４３を介してコンピュータ４０側に送られ、そのプロ
グラムがロードされることによって電磁波解析を実現す
ることも可能である。
は、可搬型記憶媒体４４に記憶され、コンピュータ４０
にそのプログラムをロードすることによって電磁波解析
を行うことも可能である。この可搬型記憶媒体４４とし
てはメモリカード、フロッピィディスク、ＣＤ−ＲＯＭ
（コンパクトディスクリードオンリメモリ）、光ディス
ク、光磁気ディスクなど市販され、流通可能な任意の記
憶媒体を用いることができる。更に電磁波解析のための
プログラムなどは、プログラム提供者側からネットワー
ク４３を介してコンピュータ４０側に送られ、そのプロ
グラムがロードされることによって電磁波解析を実現す
ることも可能である。
【００６８】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
ればパターンの電流分布を分布定数線路近似法を用いて
求め、その結果を電源層とグランド層の間のモデルを含
む多層基板全体とモーメント法によって結合することに
より、パターン部分を計算要素に細かく分割することな
く計算を行うことができ、解析規模がより現実的とな
り、電磁波解析のための計算を高速、かつ高精度に行う
ことが可能となり、電波規制に対する対策が容易とな
り、電気回路装置の性能向上に寄与するところが大き
い。
ればパターンの電流分布を分布定数線路近似法を用いて
求め、その結果を電源層とグランド層の間のモデルを含
む多層基板全体とモーメント法によって結合することに
より、パターン部分を計算要素に細かく分割することな
く計算を行うことができ、解析規模がより現実的とな
り、電磁波解析のための計算を高速、かつ高精度に行う
ことが可能となり、電波規制に対する対策が容易とな
り、電気回路装置の性能向上に寄与するところが大き
い。
【図１】本発明の原理構成ブロック図である。
【図２】本発明が対象とする多層基板のモデルの全体図
である。
である。
【図３】図２のモデルにおける波源の電流ｉ3 の分割の
説明図である。
説明図である。
【図４】図２のモデルにおける波源の電流ｉ3 の求め方
の説明図である。
の説明図である。
【図５】図２のモデルにおけるパターン上の電流分布の
計算方法の説明図である。
計算方法の説明図である。
【図６】図２のモデルにおける多層基板全体の電流分布
の計算方法の説明図である。
の計算方法の説明図である。
【図７】電磁波解析の全体処理フローチャート（その
１）である。
１）である。
【図８】電磁波解析の全体処理フローチャート（その
２）である。
２）である。
【図９】分布定数線路における波源の電流ｉ3 の計算方
法を説明する図である。
法を説明する図である。
【図１０】波源の電流ｉ3 の２つの電流源への分割方法
を説明する図である。
を説明する図である。
【図１１】分布定数線路の入力端子と負荷端子における
電流源と入力インピーダンスの挿入の説明図である。
電流源と入力インピーダンスの挿入の説明図である。
【図１２】分布定数線路の負荷端子における入力インピ
ーダンスの計算方法の説明図である。
ーダンスの計算方法の説明図である。
【図１３】分布定数線路の入力端子における入力インピ
ーダンスの計算方法の説明図である。
ーダンスの計算方法の説明図である。
【図１４】分布定数線路上の電流分布の計算方法の説明
図である。
図である。
【図１５】多層基板全体の電流分布の計算方法の説明図
である。
である。
【図１６】モーメント法を使用する場合の電流源の電圧
源への変換方法の説明図である。
源への変換方法の説明図である。
【図１７】電源層とグランド層のメッシュ分割を説明す
る図である。
る図である。
【図１８】電源層とグランド層との間に設けられる導電
性パッチを説明する図である。
性パッチを説明する図である。
【図１９】電源層とグランド層の間の誘電体に対するモ
デルの説明図である。
デルの説明図である。
【図２０】本発明を適用しない場合の電界スペクトラム
の計算結果を示す図である。
の計算結果を示す図である。
【図２１】本発明を適用した場合の電界スペクトラムの
計算結果を示す図である。
計算結果を示す図である。
【図２２】本発明の電磁波解析装置を実現するコンピュ
ータシステムの構成を示すブロック図である。
ータシステムの構成を示すブロック図である。
【図２３】電磁波解析プログラムのコンピュータシステ
ムへのローディングを説明する図である。
ムへのローディングを説明する図である。
【図２４】微小ループアンテナ近似法の説明図である。
【図２５】分布定数線路近似法の説明図である。
【図２６】多層基板の構造の例を示す図である。
１ 信号層電流分布計算手段 ２ 多層基板電流分布計算手段 ３ 電磁界強度計算手段 １０ ＶCC平面 １１ グランド平面 １３ 分布定数線路 １５ ＣＭＯＳ ＩＣ ２１ 電源層 ２２ グランド層 ２３，２４，２６，２８ 導電性パッチ ２９ コンデンサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０６Ｆ 15/20 Ｄ
Claims (9)
- 【請求項１】 多層基板から放射される電磁波を解析す
る装置において、 信号層を流れる電流の電流分布を、分布定数線路近似法
または伝送線路解析法によって求める信号層電流分布計
算手段と、 該信号層電流分布計算手段によって求められた電流分布
に基づいて、モーメント法を用いて多層基板全体の電流
分布を計算する多層基板電流分布計算手段と、該計算さ
れた多層基板全体の電流分布に基づいて、多層基板から
放射される電磁波の電磁界強度を計算する電磁界強度計
算手段とを備えることを特徴とする多層基板からの放射
電磁波解析装置。 - 【請求項２】 前記信号層電流分布計算手段が、信号層
における波源の電流を、それぞれ電源層との間、および
グランド層との間に流れる電流によって構成される電流
として求めることを特徴とする請求項１記載の多層基板
からの放射電磁波解析装置。 - 【請求項３】 前記信号層電流分布計算手段が、信号層
における波源の電流を２つに分割して、電源層と信号
層、グランド層と信号層との間にそれぞれ電流源として
挿入し、前記信号層を流れる電流の電流分布を計算する
ことを特徴とする請求項２記載の多層基板からの放射電
磁波解析装置。 - 【請求項４】 前記信号層電流分布計算手段が、前記信
号層における波源の電流の分割のために、信号層におけ
るＩＣドライバから出力される電流に該ＩＣトライバに
対するデューティ比に対応する矩形波を乗じて、前記そ
れぞれの電流源を求めることを特徴とする請求項３記載
の多層基板からの放射電磁波解析装置。 - 【請求項５】 前記信号層電流分布計算手段が、前記Ｉ
Ｃドライバに対するデューティ比に対応する矩形波を乗
じて求められたそれぞれの電流源をフーリエ変換して、
前記ＩＣドライバのスイッチングの影響を周波数領域で
求めることを特徴とする請求項４記載の多層基板からの
放射電磁波解析装置。 - 【請求項６】 前記信号層電流分布計算手段が、前記多
層基板内で前記分布定数線路近似法または伝送線路解析
法の適用部分と、前記多層基板電流分布計算手段による
モーメント法の適用部分とがリンクされる接続端子に、
該接続端子から負荷側を見込んだ入力インピーダンスと
該接続端子に流れる電流に相当する電流源とを挿入する
ことを特徴とする請求項１記載の多層基板からの放射電
磁波解析装置。 - 【請求項７】 前記多層基板電流分布計算手段が、前記
多層基板内でモーメント法を適用する部分に対する駆動
電流源を内部インピーダンスが無限大に近い電圧源に変
換して、前記多層基板全体の電流分布を計算することを
特徴とする請求項１記載の多層基板からの放射電磁波解
析装置。 - 【請求項８】 多層基板から放射される電磁波を解析す
る方法において、 信号層を流れる電流の電流分布を分布定数線路近似法、
または伝送線路解析法によって求め、 該求められた信号層を流れる電流の電流分布に基づい
て、モーメント法を用いて多層基板全体の電流分布を計
算し、 該多層基板全体の電流分布に基づいて、多層基板から放
射される電磁波の電磁界強度を計算することを特徴とす
る多層基板からの放射電磁波解析方法。 - 【請求項９】 多層基板から放射される電磁波を解析す
る計算機において使用される記憶媒体であって、 信号層を流れる電流の電流分布を分布定数線路近似法、
または伝送線路解析法によって求めさせる機能と、 該求められた信号層を流れる電流の電流分布に基づい
て、モーメント法によって多層基板全体の電流分布を計
算させる機能と、 該多層基板全体の電流分布に基づいて、多層基板から放
射される電磁波の電磁界強度を計算させる機能とを備え
るプログラムを格納した計算機読出し可能記憶媒体。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25549697A JPH1194889A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 多層基板からの放射電磁波解析装置 |
| US09/045,706 US6129459A (en) | 1997-09-19 | 1998-03-23 | Apparatus for analyzing radiating electromagnetic wave from multilayer substrate |
| DE19816192A DE19816192A1 (de) | 1997-09-19 | 1998-04-14 | Gerät zum Analysieren von sich von einem Mehrschichtsubstrat ausbreitenden elektromagnetischen Wellen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25549697A JPH1194889A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 多層基板からの放射電磁波解析装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1194889A true JPH1194889A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17279568
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25549697A Withdrawn JPH1194889A (ja) | 1997-09-19 | 1997-09-19 | 多層基板からの放射電磁波解析装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6129459A (ja) |
| JP (1) | JPH1194889A (ja) |
| DE (1) | DE19816192A1 (ja) |
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- 1997-09-19 JP JP25549697A patent/JPH1194889A/ja not_active Withdrawn
-
1998
- 1998-03-23 US US09/045,706 patent/US6129459A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-04-14 DE DE19816192A patent/DE19816192A1/de not_active Ceased
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