Einfluss von absorbierenden Materialien auf die elektromagnetische Strahlung von Leiterplatten

Abstract

In diesem Beitrag wurde die Dünnschichtapproximation (TSA) zur effektiven Simulation von elektrisch dünnen Schichten auf metallischen Oberflächen eingeführt. Die TSA führt zu einer deutlichen Reduktion der Unbekannten und damit zur einer signifikanten Beschleunigung der Simulation. Durch Messungen wurde gezeigt, dass die TSA gut geeignet ist, um absorbierende Materialien zu simulieren. Damit lassen sich Absorber schon im Design des Gehäuses mit einbeziehen. Im Vergleich zu einem anderen numerischen Verfahren konnte gezeigt werden, dass sich die TSA auch gut zur Modellierung des Substrats von Leiterplatten eignet. Damit kann die Anzahl der Unbekannten nicht nur durch das Verwenden einer einfachen Stromschicht reduziert werden, es kann auch eine deutlich gröbere Diskretisierung des Plattenrandes gewählt werden. Diese Reduktion des Problems führt dazu, dass Leiterplatten in metallischen Gehäusen schon auf Arbeitsplatz-Rechnern mit vertretbarem Aufwand simuliert werden können. Jedoch haben frühere Untersuchungen gezeigt, dass die TSA bei zu dicken Schichten und zu großem Kontrastverhältnis zu Ungenauigkeiten führen kann [Alexander Vogt, Heinz-D. Brüns, Helge Fielitz, and Christian Schuster, "Modeling absorbing materials in cavities with apertures using the thin sheet approximation," in Electromagnetic Compatibility, 2013 Asia-Pacific International Symposium on, May 2013]. Dieses wäre mit einem Doppelstromansatz mit getrennten Stromschichten für beide Seiten der beschichteten Platte zu beheben, allerdings unter Inkaufnahme eines entsprechenden Rechenaufwandes.