EO_495

EDA/SW/T&M 69 - ELETTRONICA OGGI 495 - GIUGNO/LUGLIO 2021 EMI/EMC TESTS anecoica. Grazie agli strumenti di simulazione è possi- bile impostare un ambiente numerico che possa ripro- durre virtualmente queste prove (Fig. 1) usando uno strumento come il metodo degli elementi finiti (FEM). Per esempio, gli assorbitori piramidali che sono fissati alle pareti della camera anecoica contengono particel- le di carbonio conduttivo con perdite. Gli assorbitori attenuano gradualmente le onde elettromagnetici in- cidenti con piccole quantità di riflessioni indesiderate. Per ottenere una maggiore efficienza, invece di model- lare l’intera parete di assorbitori, la simulazione utilizza solo una singola cella unitaria piramidale con condi- zioni al contorno periodiche (Fig. 2). Questo è un modo efficiente di stimare le prestazioni del set completo di assorbitori per assicurarsi che la riflettività sia ridotta al minimo. Anche se il modello consiste di una sola cella unitaria, le condizioni al contorno periodiche lo rendono equivalente a una serie infinita di assorbitori piramidali. Le proprietà effettive del materiale omoge- neo ottenute dalla simulazione della cella unitaria sono poi utilizzate per l’intera parete della camera anecoica. Per validare la versione virtuale della camera anecoi- ca, si posiziona un’antenna biconica a banda larga all’interno della camera stessa. Vengono calcolate le prestazioni dell’antenna (per esempio, diagrammi di radiazione in campo lontano e parametri S) per di- mostrare che non si verifica un peggioramento delle prestazioni a causa della caratterizzazione incompleta dell’assorbitore. Anche se la rappresentazione del mondo reale dell’an- tenna all’interno della camera completamente ane- coica nella simulazione è visivamente abbastanza in- teressante, come mostrato nella figura 1, il suo costo computazionale è inutilmente alto. La simulazione può essere resa molto più veloce e più efficiente in termi- ni di utilizzo della memoria utilizzando una tecnica numerica che è equivalente alle pareti della camera anecoica. Tale tecnica comporta l’uso di un Perfectly Matched Layer (PML), uno strato assorbente perfetta- mente adattato). Per studiare in modo efficiente il cam- po vicino e lontano e altri parametri di antenna, è suf- ficiente posizionare la stessa antenna biconica in un dominio d’aria circostante molto più piccolo racchiuso da un Perfectly Matched Layer (Fig. 3). Per simulare un sistema di grandi dimensioni in modo efficiente, è fondamentale scegliere le giuste condizio- ni al contorno numeriche. Inoltre, eliminando i dettagli di progettazione che si ritiene abbiano un impatto tra- scurabile sui risultati e mantenendo solo i componenti rilevanti, si possono ottenere ulteriori miglioramenti in termini di di efficienza. Usando i PML, si può simula- re un sistema di grandi dimensioni senza limitarsi alla sola modellazione a livello di dispositivo. Nella figura 4, viene studiato il campo elettrico tra- smesso da un dispositivo radiante fittizio sul para- brezza posteriore di un’auto per analizzare l’effetto di emissione radiata sul cablaggio interno. Il PML copre il semispazio superiore, assorbe tutte le onde in usci- ta e assicura che nessuna onda venga riflessa e rim- balzi sull’auto. Nel frattempo, il terreno sottostante e la carrozzeria dell’auto generano effetti di riflessione e multipath fading sul cablaggio. Anche le onde elet- tromagnetiche accoppiate al cavo sono una fonte di emissioni condotte indesiderate. In un sistema reale, sarebbe difficile accedere e riposizionare la fonte e Fig. 2 – Simulazione dell’assorbitore a microonde con condizioni al contorno periodiche di Floquet Fig. 3 – Antenna biconica racchiusa da un Perfectly Matched Layer (PML). La parte anteriore del PML è esclusa dalla visualizzazione in modo da mostrare l’interno