JP2010038559A - Apparatus, method and program for evaluating performance of electromagnetic wave shielding structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電磁波遮蔽のための構造物の性能を評価する技術に関する。特に、本発明は、構造物における電磁波の漏洩箇所の遠方電磁界への寄与度を判定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for evaluating the performance of a structure for shielding electromagnetic waves. In particular, the present invention relates to a technique for determining the degree of contribution to a far electromagnetic field at a location where electromagnetic waves leak in a structure.
近年、電子機器においては、回路の高密度化や信号の高速化に伴い、電子機器から放射される不要電磁波に起因するEMI(ElectroMagnetic Interference)問題が顕在している。例えば、不要電磁波は、電源品質および信号品質の低下や、機器の誤動作の発生等の問題を引き起こす。 2. Description of the Related Art In recent years, EMI (Electro Magnetic Interference) problems caused by unnecessary electromagnetic waves radiated from electronic devices have become apparent in electronic devices as circuit density and signal speed increase. For example, unnecessary electromagnetic waves cause problems such as degradation of power supply quality and signal quality and occurrence of malfunction of equipment.
このため、電子機器から放射される不要電磁波のレベルにはVCCI(情報処理装置等電波障害自主協議会)等の規格が設けられている。電子機器の設計にあたっては、これらの規格を満足するための様々な対策がなされている。規格を満足しない場合には、さらなる対策を施す必要がある。この際、不要電磁波の原因となる箇所を特定することは非常に重要である。 For this reason, standards such as VCCI (Voluntary Council for Radio Wave Interferences such as Information Processing Devices) are provided for the level of unnecessary electromagnetic waves radiated from electronic devices. In designing electronic devices, various measures are taken to satisfy these standards. If the standard is not satisfied, further measures need to be taken. At this time, it is very important to specify a location that causes unnecessary electromagnetic waves.
これまでにも、不要電磁波の原因箇所を特定する技術は、提案されている。例えば、特許文献1に記載のように、電磁波の波源となる対象物表面における個々の電流が遠方電磁界に与える影響を算出する手法が提案されている。特許文献1に記載の手法は、対象物全体が作る遠方電磁界に対する個々の電流が作る遠方電磁界の割合を、個々の電流が遠方電磁界へ与える影響の指標として求めている。
上記VCCI等の規格においては、評価対象物である電子機器から、電子機器の寸法に対して十分に離れた点(例えば、対象物から3[m]や10[m]離れた点)における電磁界を評価することが多い。 In the standards such as VCCI, the electromagnetic wave at a point sufficiently separated from the electronic device as an evaluation target with respect to the size of the electronic device (for example, a point 3 [m] or 10 [m] away from the target). The world is often evaluated.
したがって、電子機器の評価にあたっては、遠方電磁界へ影響を与える電子機器の箇所を特定するために、電子機器が作る電磁界の近傍への影響(寄与度)ではなく、遠方への寄与度を判定する必要がある。特許文献1において提案されている方法によれば、評価対象物上の各点を流れる個々の電流(特許文献1では電流素と記載)の遠方への寄与度を判定することが可能である。
Therefore, when evaluating an electronic device, in order to identify the location of the electronic device that affects the far electromagnetic field, not the influence (contribution) to the vicinity of the electromagnetic field created by the electronic device but the contribution to the far field. It is necessary to judge. According to the method proposed in
ところで、電子機器は、金属製のシールドケースなどの電磁波遮蔽用の構造物(以下、遮蔽構造物とよぶ)で覆われることがある。遮蔽構造物で覆われる電子機器の評価を、特許文献1に記載の方法を用いて行なうのは、以下で説明するように、効率が悪い。
By the way, an electronic device may be covered with an electromagnetic wave shielding structure (hereinafter referred to as a shielding structure) such as a metal shield case. Evaluation of an electronic device covered with a shielding structure using the method described in
遮蔽構造物で覆われた電子機器が発生する電磁波のうち、遠方の電磁界に影響を与えるのは、遮蔽構造物の開口部(スリットなど)を通る電磁波であると予想される。ところが、特許文献1に記載の方法は、遮蔽構造物の構造を考慮していないため、遠方電磁界に影響を与える箇所を効率的に特定できない。
Of the electromagnetic waves generated by the electronic device covered with the shielding structure, it is expected that the electromagnetic waves passing through the openings (slits, etc.) of the shielding structure will affect the far electromagnetic field. However, since the method described in
また、遮蔽構造物には、設計では意図していない開口部が生じる場合がある。例えば、設計上は接触しているシールドケースとシャーシとのビス止めなどによる接続箇所に、実際には隙間があることがある。特許文献1に記載の方法では、このような箇所の遠方電磁界への寄与度を判定することができない。
Moreover, the opening part which is not intended by design may arise in a shielding structure. For example, in design, there may be a gap in connection between the shield case and the chassis in contact with each other by screwing or the like. According to the method described in
このように、特許文献1に記載の方法では、遮蔽構造物で囲まれた電子部品が、規格で評価対象とされている遠方での点の電磁界に対して、実際に影響を与えている箇所を効率よく特定できない。よって、EMI対策について無駄な期間と工数の増加を招くことになる。
As described above, in the method described in
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、電子機器の遮蔽構造物の遮蔽性能を効率よく評価する方法および装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method and an apparatus for efficiently evaluating the shielding performance of a shielding structure of an electronic device.
1つの局面に係る本願発明は、電磁波発生源を囲む電磁波遮蔽構造物の性能を評価する電磁波遮蔽構造物の性能評価装置であって、電磁波発生源および前記電磁波遮蔽構造物を含む空間の解析モデルを格納する記憶部と、前記電磁波遮蔽構造物を囲む基準面上に、前記電磁波遮蔽構造物の開口部に対応する漏洩候補領域を設定し、前記漏洩候補領域の電磁界情報を取得する電磁界取得部と、前記解析モデルおよび前記漏洩候補領域の電磁界情報に基づいて、前記漏洩候補領域の電磁界を波源とする、前記基準面よりも前記電磁波遮蔽構造物から離れた観測領域における電磁界である開口寄与電磁界を算出する寄与算出部とを備える。 The present invention according to one aspect is an electromagnetic wave shielding structure performance evaluation apparatus for evaluating the performance of an electromagnetic wave shielding structure surrounding an electromagnetic wave generation source, and an analysis model of a space including the electromagnetic wave generation source and the electromagnetic wave shielding structure And a leakage candidate area corresponding to the opening of the electromagnetic shielding structure on a reference plane surrounding the electromagnetic shielding structure, and an electromagnetic field for acquiring electromagnetic field information of the leakage candidate area Based on the electromagnetic field information of the acquisition unit, the analysis model, and the leakage candidate region, the electromagnetic field in the observation region farther from the electromagnetic shielding structure than the reference plane, using the electromagnetic field of the leakage candidate region as a wave source A contribution calculating unit for calculating an opening contributing electromagnetic field.
好ましくは、前記電磁界取得部は、前記開口部の領域の前記基準面上への投影領域を前記漏洩候補領域として設定する。 Preferably, the electromagnetic field acquisition unit sets a projection region on the reference plane of the region of the opening as the leakage candidate region.
好ましくは、前記電磁界取得部は、前記基準面上の電磁界情報をさらに取得し、前記寄与算出部は、前記解析モデルおよび前記基準面上の電磁界情報に基づいて、前記基準面上の電磁界を波源とする、前記観測領域における電磁界である基準面寄与電磁界を算出し、前記基準面寄与電磁界の値に対する前記開口寄与電磁界の値の割合である、前記観測領域の電磁界への前記開口部の寄与度を算出する。 Preferably, the electromagnetic field acquiring unit further acquires electromagnetic field information on the reference surface, and the contribution calculating unit is based on the analysis model and electromagnetic field information on the reference surface. A reference plane contribution electromagnetic field that is an electromagnetic field in the observation region is calculated using an electromagnetic field as a wave source, and the electromagnetic field in the observation region is a ratio of the value of the aperture contribution electromagnetic field to the value of the reference plane contribution electromagnetic field. The contribution of the opening to the field is calculated.
さらに好ましくは、前記寄与算出部は、前記観測領域内において前記基準面寄与電磁界の値が所定の値以上である特定点を抽出し、前記特定点における前記寄与度を算出する。 More preferably, the contribution calculation unit extracts a specific point where the value of the reference plane contribution electromagnetic field is equal to or greater than a predetermined value in the observation region, and calculates the contribution at the specific point.
好ましくは、前記電磁界取得部は、前記電磁波遮蔽構造物の部品の接続部分に前記開口部を設定する。 Preferably, the electromagnetic field acquisition unit sets the opening in a connection portion of the parts of the electromagnetic shielding structure.
他の局面に係る本願発明は、演算部および記憶部を備える演算装置を用いた、電磁波発生源を囲む電磁波遮蔽構造物の性能評価方法であって、前記演算部が、前記記憶部から前記電磁波発生源および前記電磁波遮蔽構造物を含む空間の解析モデルを読み出すステップと、前記演算部が、前記電磁波遮蔽構造物を囲む基準面上に、前記電磁波遮蔽構造物の開口部に対応する漏洩候補領域を設定するステップと、前記演算部が、前記漏洩候補領域の電磁界情報を取得するステップと、前記演算部が、前記解析モデルおよび前記漏洩候補領域の電磁界情報に基づいて、前記漏洩候補領域の電磁界を波源とする、前記基準面よりも前記電磁波遮蔽構造物から離れた観測領域における電磁界である開口寄与電磁界を算出するステップとを備える。 The present invention according to another aspect is a performance evaluation method for an electromagnetic wave shielding structure surrounding an electromagnetic wave generation source using an arithmetic device including an arithmetic unit and a storage unit, wherein the arithmetic unit is configured to transmit the electromagnetic wave from the storage unit. A step of reading an analysis model of a space including the generation source and the electromagnetic wave shielding structure, and a leak candidate region corresponding to the opening of the electromagnetic wave shielding structure on the reference plane surrounding the electromagnetic wave shielding structure by the arithmetic unit A step in which the calculation unit acquires electromagnetic field information of the leakage candidate region, and the calculation unit calculates the leakage candidate region based on the analysis model and the electromagnetic field information of the leakage candidate region. And calculating an aperture-contributing electromagnetic field that is an electromagnetic field in an observation region farther from the electromagnetic shielding structure than the reference plane.
さらに他の局面に係る本願発明は、電磁波発生源を囲む電磁波遮蔽構造物の性能評価を演算部および記憶部を備える演算装置に実行させるための電磁波遮蔽構造物の性能評価プログラムであって、前記記憶部から前記電磁波発生源および前記電磁波遮蔽構造物を含む空間の解析モデルを読み出すステップと、前記電磁波遮蔽構造物を囲む基準面上に、前記電磁波遮蔽構造物の開口部に対応する漏洩候補領域を設定するステップと、前記漏洩候補領域の電磁界情報を取得するステップと、前記解析モデルおよび前記漏洩候補領域の電磁界情報に基づいて、前記漏洩候補領域の電磁界を波源とする、前記基準面よりも前記電磁波遮蔽構造物から離れた観測領域における電磁界である開口寄与電磁界を算出するステップとを前記演算部に実行させる。 The invention of the present application according to still another aspect is a performance evaluation program for an electromagnetic shielding structure for causing a computing device including a computing unit and a storage unit to perform performance evaluation of an electromagnetic shielding structure surrounding an electromagnetic wave generation source, A step of reading an analysis model of a space including the electromagnetic wave generation source and the electromagnetic wave shielding structure from a storage unit; and a leakage candidate region corresponding to an opening of the electromagnetic wave shielding structure on a reference plane surrounding the electromagnetic wave shielding structure A step of acquiring electromagnetic field information of the leakage candidate area, and using the electromagnetic field of the leakage candidate area as a wave source based on the analysis model and the electromagnetic field information of the leakage candidate area Calculating the aperture-contributing electromagnetic field, which is an electromagnetic field in the observation region farther from the electromagnetic wave shielding structure than the plane,
本発明によれば、遮蔽構造物を囲む基準面に遮蔽構造物の開口部に対応する漏洩候補領域を設定し、漏洩候補領域の電磁界を波源とする、遠方にある観測領域の電磁界を算出する。その結果、遮蔽構造物の電磁波遮蔽性能を効率よく評価することができる。 According to the present invention, the leakage candidate region corresponding to the opening of the shielding structure is set on the reference plane surrounding the shielding structure, and the electromagnetic field of the far-field observation region is set using the electromagnetic field of the leakage candidate region as a wave source. calculate. As a result, the electromagnetic wave shielding performance of the shielding structure can be efficiently evaluated.
あるいは、本発明によれば、設計上は隙間がないものの実際には隙間がある箇所を開口部に設定して、遠方の電磁界を算出することができる。このようにすれば、設計上は問題とならないものの、実際には電磁波の漏洩箇所となっている領域を効率よく特定できる。 Alternatively, according to the present invention, a remote electromagnetic field can be calculated by setting a location where there is actually a gap but no gap in design as an opening. In this way, although there is no problem in design, it is possible to efficiently identify a region that is actually a leakage point of electromagnetic waves.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて例示的に説明する。以下に記載されている構成・寸法・形状・その他の相対的な配置等は、特定的な記載がない限りは、この発明をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be exemplarily described based on the drawings. The configurations, dimensions, shapes, other relative arrangements, and the like described below are not intended to limit the present invention only to those unless otherwise specified.
以下の説明で明らかになるように本実施形態に係るシミュレーションプログラムは、開口部を有する電磁波遮蔽構造物において、実際に遠方の点に影響を与える電磁波の漏洩箇所を特定し、EMI対策に費やす手間を省くことができる。 As will be apparent from the following description, the simulation program according to the present embodiment specifies an electromagnetic wave leakage location that actually affects a distant point in an electromagnetic wave shielding structure having an opening, and takes time for EMI countermeasures. Can be omitted.
(1.システム構成)
図1を参照して、本実施の形態に係るシミュレーションプログラムを実行するコンピュータ100のハードウェア構成を説明する。図1は、本実施の形態に係るシミュレーションプログラムを実行するコンピュータ100の構成をブロック図により示した図である。
(1. System configuration)
A hardware configuration of a
図1に示すコンピュータ100は、コンピュータ本体101と、フレキシブルディスク(Flexible Disk、以下「FD」と呼ぶ)ドライブ103と、光ディスクドライブ104と、通信インターフェイス105と、表示装置としてのモニタ106と、入力装置としてのキーボード107およびマウス108とを備える。FDドライブ103、光ディスクドライブ104、通信インターフェイス105、キーボード107およびマウス108は、各々、バス102を介してコンピュータ本体101に接続される。
A
FDドライブ103は、FD113に情報を読み書きする。光ディスクドライブ104は、CD−ROM(Compact Disc Read−Only Memory)114等の光ディスク上の情報を読み込む。通信インターフェイス105は、外部とデータの授受を行なう。
The FD
コンピュータ本体100は、CPU(Central Processing Unit)120と、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)を含むメモリ121と、ハードディスク122とを含む。CPU120、メモリ121、ハードディスク122は、各々、バス102に接続されている。
The computer
ハードディスク122は、電磁波遮蔽構造物や、電流が流れる波源を含む電子機器(たとえば、回路素子を実装するプリント基板)などの解析対象物の設計形状や、解析対象物を構成する媒質の誘電率等の物理的性質を表現するパラメータ等を指定するCAD(computer−aided design)データ200と、電磁界解析プログラム201と、遠方電磁界への寄与度を算出する寄与度算出プログラム202と、電磁界解析の解析条件203と、解析対象物の解析モデル204と、電磁界解析結果205と、寄与度206とを格納する。なお、ハードディスク122は、直接アクセスメモリ装置の一例であって、ハードディスク122のかわりに、他の種類の直接アクセスメモリ装置を用いてもよい。
The
ここで、たとえば、CADデータ200および解析条件203については、通信インターフェイス105を介して、外部のデータベースから供給されてもよい。また、電磁界解析プログラム201および寄与度算出プログラム206は、FD113やCD−ROM114等の記憶媒体によって供給されてもよいし、他のコンピュータにより通信回線を経由して供給されてもよい。また、電磁界解析については、通信インターフェイス105を介して、外部のコンピュータに実行させ、その結果をハードディスク122に格納させてもよい。
Here, for example, the
本発明に係るシミュレーションプログラム(電磁界解析プログラム201、寄与度算出プログラム202)は、上述の通り、CPU120により実行されるソフトウェアである。一般的に、こうしたソフトウェアは、CD−ROM、FD等の記憶媒体に格納されて流通し、光ディスクドライブ114またはFDドライブ113等により記憶媒体から読み取られてハードディスク122に一旦格納される。または、コンピュータ100がネットワークに接続されている場合には、ネットワーク上のサーバから一旦ハードディスク122にコピーされる。さらにハードディスク122からメモリ121中のRAMに読み出されてCPU120により実行される。なお、ネットワーク接続されている場合には、ハードディスク122に格納することなくRAMに直接ロードして実行するようにしてもよい。
The simulation program (electromagnetic
図1に示したコンピュータ100のハードウェア自体およびその動作原理は一般的なものである。したがって、本発明の機能を実現するにあたり本質的な部分は、FD113、CD−ROM114、ハードディスク122等の記憶媒体に記憶されたソフトウェアである。
The hardware itself of the
図2を参照して、CPU120の機能的構成を説明する。図2は、CPU120の機能的構成を示すブロック図である。図2を参照して、CPU120は、電磁界解析部210と、寄与度算出部220と、電磁界解析部210および寄与度算出部220の制御を行なう解析制御部230とを備える。
The functional configuration of the
電磁界解析部210は、電磁界解析プログラム201に従い電磁界解析を行なう。電磁界解析部210は、モデル作成部211と、解析実行部212とを含む。
The electromagnetic
モデル作成部211は、解析対象の解析モデルを作成する。より具体的には、モデル作成部211は、CADデータ200から、電磁波遮蔽構造物の設計形状情報、電磁波遮蔽構造物内部にある波源(例えば回路基板やアンテナ等)の機構設計情報、電磁界解析に必要な、誘電率、透磁率、導電率等の物性値を抽出する。そして、モデル作成部211は、抽出したデータに基づいて、解析条件203に従い、解析モデル204を作成する。
The
例えば、FDTD(Finite Difference Time Domain)法によって電磁界解析を行なう場合、モデル作成部211は、解析空間を解析条件203で与えられたセルサイズで分割し、各セルに対し、各セルを満たす物質に応じた物性値を与えた解析モデル204を作成する。
For example, when performing electromagnetic field analysis by the FDTD (Finite Difference Time Domain) method, the
また、モデル作成部211は、作成した解析モデル204をハードディスク122に格納する。
The
解析実行部212は、FDTD法等の電磁界解析を実行する。より具体的には、解析実行部212は、ハードディスク122に格納された解析モデル204を読み込み、解析条件203(例えば、FDTD法のタイムステップ)に従って、解析空間の電磁界を計算する。特に、解析実行部212は、構造物を囲むように設定された閉曲面(基準面とよぶ)上の電磁界を計算する。そして、解析実行部212は、ハードディスク122に解析結果205を書き込む。
The
寄与度算出部220は、寄与度算出プログラム202に従い、電磁界解析部210の電磁界解析結果205に基づいて漏洩候補領域の遠方電磁界への寄与度206を、以下のように、算出する。
The
まず、寄与度算出部220は、CADデータ200から電磁界遮蔽構造物の開口部を取得する。寄与度算出部220は、構造物のスリット、あるいは、構造物の部品の接合部を、開口部とみなす。
First, the
次に、寄与度算出部220は、開口部を基準面に投影した領域を、電磁波の漏洩候補領域として設定する。開口部が複数ある場合、寄与度算出部220は、各開口部に対応する投影領域を漏洩候補領域として設定する。
Next, the contribution
なお、ここでは、寄与度算出部220が、CADデータ200から求めた開口部を基準面に投影した領域を漏洩候補領域に設定するとしている。しかし、漏洩候補領域の設定方法はこれに限られるわけではない。例えば、寄与度算出部220は、ユーザによるキーボード107への入力に基づいて、開口部に対応する基準面上の領域を漏洩候補領域として設定してもよい。
Here, it is assumed that the
そして、寄与度算出部220は、電磁界解析結果205に基づいて、基準面上および漏洩候補領域の電磁界のそれぞれを波源とする、遠方の観測領域における電磁界を算出する。具体的には、寄与度算出部220は、基準面上および漏洩候補領域の電磁界のそれぞれを、等価定理等の第二次波源として、観測領域における電磁界を算出する。なお、寄与度算出部220は、FDTD−MAS法など、任意の境界面において、詳細なメッシュを粗いメッシュに変換する方法を用いて、観測領域における電磁界を算出してもよい。
Then, based on the electromagnetic
このように、本実施の形態に係る遮蔽構造物の評価方法では、開口部に対応する漏洩候補領域を波源とみなして、遠方の電磁界を算出する。そのため、遠方電磁界の算出処理の負荷を減らすことができる。 Thus, in the shielding structure evaluation method according to the present embodiment, a far electromagnetic field is calculated by regarding the leakage candidate region corresponding to the opening as a wave source. Therefore, it is possible to reduce the load of the far electromagnetic field calculation process.
そして、算出した遠方領域における電磁界の大きさに基づいて、遠方電磁界への漏洩候補領域の寄与度206を算出し、ハードディスク122に格納する。ここで、遠方電磁界への漏洩候補領域の寄与度とは遠方領域上の特定点において、解析面全体から与えられる電磁界の値に対する漏洩候補領域から与えられる電磁界の値の割合のことをいう。
Then, based on the calculated electromagnetic field magnitude in the far field, the
好ましくは、寄与度算出部220は、遠方領域の電磁界強度において、電磁界強度の値が所定の規格値(例えばVCCIの規格値)を越えている点、または電磁界強度の最大点あるいは極大点を特定点とする。特定点を決める条件は、解析条件203に含まれるものとする。そして、寄与度算出部220は、特定点における寄与度を求める。特定点を求めてから、特定点の寄与度を求めることにより計算の負荷が減る。
Preferably, the
なお、前述の説明では、寄与度算出部220は、FDTD法等の解析方法によって求めた電磁界解析結果205に基づいて、寄与度を算出している。しかし、寄与度算出部220は、電磁界解析結果205のかわりに、電磁界の測定結果を用いて、寄与度を算出してもよい。例えば、ユーザは、プローブ等の電磁界測定装置を用いて金属構造物を囲む閉曲面上の各点における電磁界の振幅および位相を観測し、観測結果を、電磁界解析結果205のかわりにハードディスク122に格納してもよい。この場合、電磁界測定装置で測定可能な空間が解析空間に相当する。
In the above description, the
(2.解析処理(その1))
以下より、図3および図4に示すような金属構造物301の遮蔽性能を評価する方法を説明する。より具体的には、金属構造物301から漏洩する不要電磁波の遠方電磁界へ与える影響を解析する方法について説明する。図3は、金属構造物301の鳥瞰図である。図4は、金属構造物301を側面から見た断面図である。
(2. Analysis process (1))
Hereinafter, a method for evaluating the shielding performance of the
図3および図4を参照して、評価対象物である金属構造物301は、スリット302aおよびスリット302bを有する。なお、以下では、スリット302aとスリット302bとを区別しない場合は、これらをスリット302と総称する。金属構造物301の内部には、波源401(たとえばアンテナやプリント基板)が配置されている。言い換えると、金属構造物301は、波源401を囲むように配置されている。また、金属構造物301は、シャーシ303に接触している。
With reference to FIG. 3 and FIG. 4, the
図5を参照して、遮蔽性能評価にあたって必要となる、金蔵構造物301全体から発生する電磁界の遠方領域での値の算出、ならびに、遠方領域における特定点の決定について説明する。図5は、解析面、観測領域、および、特定点について説明するための図である。
With reference to FIG. 5, calculation of a value in the far field of the electromagnetic field generated from the
まず、電磁界解析部210は、図5のように金属構造物301の近傍の閉曲面(金属構造物301から不要電磁波の影響を評価したい領域までの距離に対して十分に近い面)を解析面501として設定し、解析面501上の電磁界を求める。
First, the electromagnetic
次に、寄与度算出部220は、解析面501全体の電磁界を波源とみなして、金属構造物301から所定の距離(例えば、EMIの規格で定められた距離)にある領域(以下、観測領域502とよぶ)の電磁界を算出する。例えば、解析面501全体の電磁界を等価定理の第二次波源とみなして、観測領域502の電磁界を算出する。ここで、等価定理を用いるのは、FDTD法等で直接遠方の領域における電磁界を求めるのに対し、解析にかかる時間やハードウェア資源を少なくすることができるからである。
Next, the contribution
この算出方法では、金属構造物301のスリット302から漏洩する電磁界を、解析面501上の電磁界に置き換えている。この置き換えは、観測領域502の電磁界の算出結果に影響しない。金属構造物301と解析面501との間の距離は、金属構造物301と観測領域502との間の距離に対して、十分に短く、解析面501における電磁界は、金属構造物301のスリット302から漏洩する電磁界とほぼ等しいと考えることができるからである。
In this calculation method, an electromagnetic field leaking from the slit 302 of the
次に、寄与度算出部220は、観測領域502において、上記方法により算出した、解析面501全体の電磁波が、所定の条件を満たす点を特定点503として設定する。具体的には、寄与度算出部220は、電磁波強度が、所定の値(例えば、EMIの規格値)より大きな値を取る点、または、電磁界強度の極大点を、特定点503として設定する。
Next, the
続いて、図6を参照して、遮蔽性能評価にあたって必要となる、漏洩候補領域から発生する電磁界の遠方領域での値の算出、ならびに、寄与度の算出について説明する。図6は、漏洩候補領域の設定および寄与度の算出について説明するための図である。 Next, with reference to FIG. 6, the calculation of the value in the far region of the electromagnetic field generated from the leakage candidate region and the calculation of the contribution necessary for the shielding performance evaluation will be described. FIG. 6 is a diagram for explaining setting of a leakage candidate region and calculation of a contribution degree.
まず、寄与度算出部301は、図6に示すように、解析面501に金属構造物301におけるスリット302a、スリット302bの領域を投影する。寄与度算出部301は、スリット302a、スリット302bの投影領域を、それぞれ電磁波の漏洩候補領域601a、601bとして設定する。なお、以下では、漏洩候補領域601aと漏洩候補領域601bとを区別しない場合は、これらを漏洩候補領域601と総称する。
First, as illustrated in FIG. 6, the
次に、寄与度算出部301は、各漏洩候補領域601における電磁界を波源とする、特定点503における電磁界を算出する。具体的には、寄与度算出部301は、等価定理等を用いて、各漏洩候補領域601が特定点503に作る電磁界を算出する。
Next, the
そして、解析面501全体の電磁界を波源とする特定点503における電磁界の値に対する、各漏洩候補領域601を波源とする特定点503における電磁界の値との割合を算出し、算出した値を各漏洩候補領域601からの遠方電磁界への寄与度206とする。
Then, the ratio of the electromagnetic field value at the
寄与度算出部301は、算出した寄与度206をハードディスク122に格納する。寄与度算出部301は、算出した寄与度206を、モニタ106に表示してもよい。ユーザは、算出された寄与度の値を比較することにより、どの漏洩候補領域601からの電磁波が、特定点503に強く影響を与えているかを知ることができる。したがって、ユーザは、効率的なノイズ対策を行なうことができる。ユーザは、特定点503に強く影響を与える漏洩候補領域601に優先的にノイズ対策を行なうことで、遮蔽構造物の遮蔽性能を効率よく向上することができる。
The
以上で、本実施の形態に係る金属構造物301のスリット302から漏洩する電磁界の遠方への寄与度の判定手法の説明を終わる。
Above, description of the determination method of the contribution to the distance of the electromagnetic field which leaks from the slit 302 of the
(3.解析処理(その2))
以下から、金属構造物301の部品の接続部を、電磁波の漏洩箇所として扱って、遠方電磁界への寄与度を判定する手法について説明する。この手法によれば、機構設計上は部品同士に隙間がないものの、実際には隙間がある接続部の影響を知ることができる。
(3. Analysis process (2))
Hereinafter, a method for determining the degree of contribution to the far electromagnetic field by treating the connection part of the parts of the
この手法では、図7に示すように、寄与度算出部220は、金属構造物301とシャーシ303との接続部701において、金属構造部301とシャーシ303との間に隙間が生じるように、CADデータ200に設定されている金属構造物301の位置を移動させる。この移動により、開口702が生じる。
In this method, as shown in FIG. 7, the contribution
なお、接続部701に関連する開口702を設ける手段は、金属構造物301の位置の移動に限られない。例えば、接続部701に開口702を設けるように、金属構造物301を変形する等の手段を用いてもよい。
The means for providing the
寄与度算出部220は、前述と同様の方法により、金属構造物301におけるスリット302の解析面501への投影領域を漏洩候補領域601として設定する。また、図8に示すように、スリット302に対応する漏洩候補領域601の設定と同様に、開口702の領域の解析面501への投影領域を、電磁波の漏洩候補領域801a、801bとして設定する。
The
寄与度算出部220は、あとは、前述と同様な方法を用いて、各漏洩候補領域の寄与度を算出する。すなわち、寄与度算出部220は、各漏洩候補領域601、801を波源とする特定点の電磁界を求め、各漏洩候補領域の遠方電磁界への寄与度を算出する。
The contribution
この手法によれば、ユーザは、設計上は遠方電磁界の原因ではないものの、実際には遠方電磁界へ影響を与える漏洩箇所を特定することができ、EMI対策が必要な箇所を効率よく特定できる。 According to this method, although the user does not cause the far electromagnetic field by design, the user can actually identify the leaking part that affects the far electromagnetic field, and efficiently identify the part that requires EMI countermeasures. it can.
(4.コンピュータへの実装)
図9を参照して、本実施の形態に係る遮蔽構造物の評価処理について説明する。図9は、本実施の形態に係る遮蔽構造物の評価処理の流れを示したフローチャートである。なお、以下の処理はCPU120が、ハードディスク122に格納された電磁界解析プログラム201および寄与度算出プログラム202に従って動作することによって実現される。また、以下で説明する手順は、一例にすぎず、例えば、ステップを適宜入れ替えてもよい。
(4. Implementation on a computer)
With reference to FIG. 9, the evaluation process of the shielding structure which concerns on this Embodiment is demonstrated. FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the shielding structure evaluation process according to the present embodiment. The following processing is realized by the
まず、ステップS901において、CPU120は、ハードディスク122から、CADデータ200および解析条件203を読み込む。
First, in step S <b> 901, the
次いで、ステップS902において、CPU120は、ステップS901において読み込んだCADデータ200および解析条件203に基づいて、解析モデル204を作成する。そして、CPU120は、作成した解析モデル204を、ハードディスク122に格納する。
Next, in step S902, the
次いで、ステップS903において、CPU120は、解析モデル204を読み込み、FDTD法などによって解析面501上の各点における電磁界情報(振幅および位相)を求め、電磁界解析結果205としてハードディスク122に格納する。
Next, in step S903, the
なお、実際に内部に波源401を有する遮蔽構造物がある場合、遮蔽構造物を囲む測定面(解析面501に相当)上の各点における電磁界を測定することができる。この場合、CPU120は、解析結果205のかわりに、実際の電磁界測定結果を取得して、ハードディスク122に格納してもよい。例えば、CPU120は、電磁界測定装置による測定結果を、通信インターフェース105を介して取得する。
When there is actually a shielding structure having the
次いで、ステップS904において、CPU120は、ステップS903で取得した解析面501上の電磁界情報から、観測領域502における電磁界情報を求める。
Next, in step S904, the
次いで、ステップS905において、CPU120は、観測領域502の電磁界情報および解析条件203に含まれる特定点を決定する際の条件に基づいて、観測領域502中の特定点503を決定する。CPU120は、例えば、電磁界値がVCCI等の規格で定められた値を越える点や、電磁界値が最大または極大となる点を特定点503とする。
Next, in step S <b> 905, the
次いでステップS906において、CPU120は、遮蔽構造物のスリットの領域を解析面501に投影し、電磁波の漏洩候補領域601として設定する。また、遮蔽構造物の複数の部品が設計上接触する接合部がある場合、CPU120は、遮蔽構造物の部品配置を移動させて、接触する部品の間に開口を作り、開口の解析面501への投影領域を漏洩候補領域801に設定する。なお、開口を設定する方法は、構造物の位置の移動に限られない。例えば、接続部に開口を設けるように、遮蔽構造物を変形してもよい。
Next, in step S <b> 906, the
次いでステップS907においてCPU120は各漏洩候補領域の電磁界情報に基づいて、漏洩候補領域を波源とする特定点における電磁界を算出する。
Next, in step S907, the
最後に、ステップS908においてCPU120は、ステップS904で求めた特定点における電磁界値に対する、ステップS907で算出した電磁界値の割合である、漏洩候補領域の遠方電磁界への寄与度206を求め、ハードディスク122に格納する。
Finally, in step S908, the
以上のようにして、本実施の形態に係るシミュレーションプログラムは遮蔽構造物の遠方領域への影響の解析処理を行なう。つまり、本実施の形態に係るシミュレーションプログラムは、開口部(スリットあるいは接続部の開口)を有する遮蔽構造物の性能を、開口部の遮蔽構造物周辺に設定された面への投影領域を電磁波の漏洩候補領域とし、各漏洩候補領域の特定点への寄与度、つまり、特定点への影響を解析する。ユーザは、この解析結果をEMI対策に活かすことが可能である。ユーザは、解析結果に基づいて、遮蔽構造物において、遠方電磁界に大きく影響を与えている箇所を効率的に特定することができる。 As described above, the simulation program according to the present embodiment performs an analysis process of the influence of the shielding structure on the far field. In other words, the simulation program according to the present embodiment performs the performance of the shielding structure having an opening (the opening of the slit or the connection portion) on the projection area onto the surface set around the shielding structure of the opening. As a leakage candidate area, the degree of contribution of each leakage candidate area to a specific point, that is, the influence on the specific point is analyzed. The user can utilize the analysis result for EMI countermeasures. Based on the analysis result, the user can efficiently identify a location that greatly affects the far electromagnetic field in the shielding structure.
なお、特定点が予め定められている時は、CPU120は、ステップS905の処理を省略できる。また、CPU120は、ステップS904において、観測領域502のすべてにわたってではなく、特定点の電磁界を求めればよい。
Note that when the specific point is determined in advance, the
さらに、特定点を求めず、観測領域502すべてにわたって、漏洩候補領域の寄与度を求めてもよい。ただし、上で説明したように、特定点を求めて、特定点の寄与度を計算した方が、計算量を少なくできる。
Further, the contribution degree of the leakage candidate region may be obtained over the
また、寄与度算出部220は、寄与度ではなく、漏洩候補領域が観測領域502に作る電磁界値そのものを、漏洩候補領域が観測領域502に与える影響として求めてもよい。この場合、CPU120は、ステップS904およびステップS908の処理を省略できる。ただし、電磁界値そのものよりも寄与度による方が、ユーザは各漏洩候補領域が観測領域502に与える影響を把握しやすい。
Further, the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
100 コンピュータ、101 コンピュータ本体、102 バス、103 FDドライブ、104 光ディスクドライブ、105 通信インターフェイス、106 モニタ、107 キーボード、108 マウス、120 CPU、121 メモリ、122 ハードディスク、200 CADデータ、201 電磁界解析プログラム、202 寄与度算出プログラム、203 解析条件、204 解析モデル、205 電磁界解析結果、206 寄与度、210 電磁界解析部、211 モデル作成部、212 解析実行部、220 寄与度算出部、301 金属構造物、302 スリット、401 波源、501 解析面、502 観測面、503 特定点、601 漏洩候補領域、701 接続部、702 開口、801a,801b 漏洩候補領域。 100 computer, 101 computer main body, 102 bus, 103 FD drive, 104 optical disk drive, 105 communication interface, 106 monitor, 107 keyboard, 108 mouse, 120 CPU, 121 memory, 122 hard disk, 200 CAD data, 201 electromagnetic field analysis program, 202 contribution calculation program, 203 analysis condition, 204 analysis model, 205 electromagnetic field analysis result, 206 contribution, 210 electromagnetic field analysis unit, 211 model creation unit, 212 analysis execution unit, 220 contribution calculation unit, 301 metal structure , 302 Slit, 401 Wave source, 501 Analysis plane, 502 Observation plane, 503 Specific point, 601 Leakage candidate area, 701 Connection, 702 Opening, 801a, 801b Leakage candidate area.
Claims (7)
前記電磁波発生源および前記電磁波遮蔽構造物を含む空間の解析モデルを格納する記憶部と、
前記電磁波遮蔽構造物を囲む基準面上に、前記電磁波遮蔽構造物の開口部に対応する漏洩候補領域を設定し、前記漏洩候補領域の電磁界情報を取得する電磁界取得部と、
前記解析モデルおよび前記漏洩候補領域の電磁界情報に基づいて、前記漏洩候補領域の電磁界を波源とする、前記基準面よりも前記電磁波遮蔽構造物から離れた観測領域における電磁界である開口寄与電磁界を算出する寄与算出部とを備える、電磁波遮蔽構造物の性能評価装置。 An electromagnetic wave shielding structure performance evaluation apparatus for evaluating the performance of an electromagnetic wave shielding structure surrounding an electromagnetic wave generation source,
A storage unit for storing an analysis model of a space including the electromagnetic wave generation source and the electromagnetic wave shielding structure;
On the reference surface surrounding the electromagnetic shielding structure, an electromagnetic field acquisition unit that sets a leakage candidate region corresponding to the opening of the electromagnetic shielding structure and acquires electromagnetic field information of the leakage candidate region;
Based on the analysis model and the electromagnetic field information of the leakage candidate region, the electromagnetic field of the leakage candidate region is used as a wave source, and the aperture contribution is an electromagnetic field in an observation region farther from the electromagnetic shielding structure than the reference plane. An apparatus for evaluating the performance of an electromagnetic wave shielding structure, comprising: a contribution calculation unit that calculates an electromagnetic field.
前記寄与算出部は、前記解析モデルおよび前記基準面上の電磁界情報に基づいて、前記基準面上の電磁界を波源とする、前記観測領域における電磁界である基準面寄与電磁界を算出し、前記基準面寄与電磁界の値に対する前記開口寄与電磁界の値の割合である、前記観測領域の電磁界への前記開口部の寄与度を算出する、請求項1または2に記載の電磁波遮蔽構造物の性能評価装置。 The electromagnetic field acquisition unit further acquires electromagnetic field information on the reference plane,
The contribution calculation unit calculates a reference plane contribution electromagnetic field that is an electromagnetic field in the observation region using the electromagnetic field on the reference plane as a wave source based on the analysis model and electromagnetic field information on the reference plane. The electromagnetic shielding according to claim 1, wherein the degree of contribution of the opening to the electromagnetic field in the observation region, which is a ratio of the value of the opening contribution electromagnetic field to the value of the reference plane contribution electromagnetic field, is calculated. Structure performance evaluation device.
前記演算部が、前記記憶部から前記電磁波発生源および前記電磁波遮蔽構造物を含む空間の解析モデルを読み出すステップと、
前記演算部が、前記電磁波遮蔽構造物を囲む基準面上に、前記電磁波遮蔽構造物の開口部に対応する漏洩候補領域を設定するステップと、
前記演算部が、前記漏洩候補領域の電磁界情報を取得するステップと、
前記演算部が、前記解析モデルおよび前記漏洩候補領域の電磁界情報に基づいて、前記漏洩候補領域の電磁界を波源とする、前記基準面よりも前記電磁波遮蔽構造物から離れた観測領域における電磁界である開口寄与電磁界を算出するステップとを備える、電磁波遮蔽構造物の性能評価方法。 A method for evaluating the performance of an electromagnetic wave shielding structure surrounding an electromagnetic wave generation source using an arithmetic device including a calculation unit and a storage unit,
The arithmetic unit reads out an analysis model of a space including the electromagnetic wave generation source and the electromagnetic wave shielding structure from the storage unit;
The arithmetic unit setting a leakage candidate region corresponding to an opening of the electromagnetic shielding structure on a reference plane surrounding the electromagnetic shielding structure; and
The arithmetic unit obtaining electromagnetic field information of the leakage candidate region;
Based on the analysis model and the electromagnetic field information of the leakage candidate area, the arithmetic unit uses an electromagnetic field of the leakage candidate area as a wave source, and electromagnetic waves in an observation area farther from the electromagnetic shielding structure than the reference plane A method for evaluating the performance of an electromagnetic wave shielding structure, comprising: calculating an aperture-contributing electromagnetic field that is a field.
前記記憶部から前記電磁波発生源および前記電磁波遮蔽構造物を含む空間の解析モデルを読み出すステップと、
前記電磁波遮蔽構造物を囲む基準面上に、前記電磁波遮蔽構造物の開口部に対応する漏洩候補領域を設定するステップと、
前記漏洩候補領域の電磁界情報を取得するステップと、
前記解析モデルおよび前記漏洩候補領域の電磁界情報に基づいて、前記漏洩候補領域の電磁界を波源とする、前記基準面よりも前記電磁波遮蔽構造物から離れた観測領域における電磁界である開口寄与電磁界を算出するステップとを前記演算部に実行させる、電磁波遮蔽構造物の性能評価プログラム。 A performance evaluation program for an electromagnetic shielding structure for causing a computing device including a computation unit and a storage unit to perform performance evaluation of the electromagnetic shielding structure surrounding the electromagnetic wave generation source,
Reading an analysis model of a space including the electromagnetic wave generation source and the electromagnetic wave shielding structure from the storage unit;
On the reference plane surrounding the electromagnetic shielding structure, setting a leakage candidate region corresponding to the opening of the electromagnetic shielding structure;
Obtaining electromagnetic field information of the leakage candidate region;
Based on the analysis model and the electromagnetic field information of the leakage candidate region, the electromagnetic field of the leakage candidate region is used as a wave source, and the aperture contribution is an electromagnetic field in an observation region farther from the electromagnetic shielding structure than the reference plane. A program for evaluating the performance of an electromagnetic wave shielding structure, which causes the calculation unit to execute a step of calculating an electromagnetic field.
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