ĐẶC TUYẾN MIỀN tần số của đầu dò và PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH sử DỤNG TƯƠNG hỗ

ĐẶC TUYẾN MIỀN TẦN SỐ CỦA ĐẦU RÒ VÀ PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH SỬ DỤNG TÍNH TƯƠNG HỖ Tóm tắt - Đầu rò điện trường và từ trường khu gần được ứng dụng rất rộng rãi. Đo lường tương đối chính xác, tuy nhiên cần phải có một mô hình chính xác đặc tuyến nhận của đầu rò. Đặc tuyến nhận của đầu rò trường gần có thể xác định bởi đặc tuyến phát. Đặc tuyến nhận dùng để đánh giá chất lượng của đầu rò và để hiệu chỉnh cho hiệu quả của đầu rò trong quá trình vực đo lường, qua đó cho phép xác định chính xác điện trường và từ trường chính xác hơn từ các phép đo. Trong phần tiếp theo, phương pháp khảo sát trường gần sử dụng đầu rò được dùng để khảo sát và hiệu chính kết quả các phép đo trường gần của một thiết bị. Index - Lý thuyết Anten, Hiệu chỉnh, Trường điện, Đo lường điện. I. GIỚI THIỆU Đo lường trường gần đang được sử dụng ngày càng nhiều trong lĩnh vực giao thoa điện từ (EMI) và tương thích điện từ (EMC). Ví dụ, dữ liệu quét trường gần có thể được sử dụng để dự đoán các mẫu trường gần và xa [1] - [3], để dự đoán sự phân bố của dòng điện trong một mạch chip [4], [5], hoặc để chẩn đoán các vấn đề EMI được tạo ra bởi các nguồn dữ liệu trên chip [6]. Các kết quả đo lường trường có thể tương ứng với các phương pháp đo lường EMC khác, chẳng hạn như đo tế bào TEM [7], [8] và là được dùng để đánh giá về khả năng gây nhiễu của IC[9]. Đầu rò điện từ trường là một thành phần quan trọng hệ thống quét trường gần. Đầu rò lí tưởng tương ứng với giá trị cục bộ của trường tại 1 điểm, trong khi đầu rò không lí tưởng tương ứng với sự phân bố của trường trong 1 không gian địa lí hữu hạn . Đầu rò lý tưởng tướng ứng với một thành phần vector của trường (ví dụ, HX), trong khi các đầu rò không lý tưởng tương ứng với hơn một vector thành phần của trường này. Đặt một đầu rò lý tưởng trong một trường điện sẽ không dẫn tới sự nhiễu loạn trường. Một đầu rò không lý tưởng chắc chắn sẽ làm ảnh hưởng tới giá trị điện từ trường nó đo lường. Đầu dò sự ảnh hưởng của đặc tính không lý tưởng của một đầu rò "thực sự" trên các phép đo có thể là 1 thách thức. Có hai bước trong việc dự đoán điện hoặc từ trường từ một đầu rò đo lường. Đầu tiên là chuẩn hóa, trong đó đáp ứng của một đầu rò đối với một trường đã được đặc tính hóa. Thứ hai là hiệu chỉnh, trong đó đầu rò đo lường được chuyển đổi thành một giá trị ước tính của trường được đo. Đối với một đầu rò dạng vòng nhỏ, 1 giá trị bù thường được sử dụng để xác định biên độ của trường tại tâm của vòng [10] - [12] Trong đó H là từ trường sau khi được hiệu chỉnh, V là điện áp trên vòng, đầu dò điện áp, ω là tần số góc, S là diện tích của đầu rò vòng , và μ0 là độ từ thấm của không gian tự do. Một phương pháp thực nghiệm cho sự chuẩn hóa và hiệu chỉnh của đầu rò từ trường đã được mô tả trong [12] - [14]. Trong phương pháp này, một đặc tính tốt, cấu trúc hiệu chỉnh chính xác được sử dụng để tính toán trường tham chiếu. Đáp ứng của đầu rò đối với trường tham chiếu được sử dụng để xác định một đặc tính (ví dụ, một giá trị chuẩn hóa) của đầu rò. Đặc tính này cho phép xác định các cơ sở cho việc hiệu chỉnh đầu rò. Kết quả của phương pháp này đã được xác minh bằng cách sử dụng các đầu rò khác nhau đầu dò các thành phần trường gần tạo bởi cấu trúc đã biết. Các trường tính toán dựa trên các phép đo này, trong trường hợp tính đến và không tính đến giá trị chuẩn hóa và hiệu chỉnh, sau đó so sánh với các giá trị trường được dự đoán bằng cách mô phỏng sóng đầy đủ và phân tích biểu thức bán tĩnh. Hiệu suất của phương pháp chuẩn hóa và hiệu chỉnh này là tốt, tuy nhiên nó khá tốn thời gian. Bốn phép đo cần được thực hiện để chuẩn hóa từ trường của một đầu rò. Thực tế việc hiệu chuẩn có thể mất hơn một ngày nếu một vùng rộng 10.000 điểm quét(ví dụ, 100 điểm trên mặt) được sử dụng. Các vùng đo lượng để chuẩn hóa cũng phải cẩn thận lựa chọn để ngăn ngừa sai số cắt [13], [14]. Mục tiêu của công việc trình bày ở đây là để thay thế 4 phép đo tốn thời gian với 1 mô phỏng. Cách tiếp cận của phương pháp mô phỏng dựa trên lý thuyết sóng phẳng ma trận tán xạ tương hỗ[12], [15]. Trong phương pháp này, đặc tính nhận của một đầu rò trường gần được xác định từ đặc tuyến truyền của nó. Đặc tuyến nhận có thể được sử dụng để hiệu chỉnh cho trường đo lường và trích xuất các giá trị trường điện và từ trường không bị nhiễu loạn. Kỹ thuật này cũng có thể được sử dụng để đánh giá chất lượng của một đầu rò trường gần và để tạo ra một mô hình mạch tương đương cho đầu rò trước khi nó được đưa vào gây ra. Hình 1: Mô hình mô tả ma trận tán xạ sóng phẳng của 1 đầu rò dạng vòng kín. (a) đầu rò nhận 1 sóng tới từ DUT. (b) Sự truyền sóng tới của đầu rò. II. LÝ THUYẾT TƯƠNG HỖ Các đặc tính nhận và truyền tải được định nghĩa tương ứng với 1 hệ thống ăng-ten (các đầu dò gần trường), như được hiển thị trong hình. 1.Vector sóng tới đại diện bởi vector ⃗ k , với Và k=ω √ με ❑ , + đại diện cho một sóng truyền theo phương “+Z” (đặc tuyến nhận của ăng-ten) “-” đại diện cho một sóng truyền theo phương “-Z” (đặc tuyến truyền của awnt-ten). Đầu ra của đầu rò p(k x , k y ) có thể liên quan đến từ trường nhiễu loạn xung quanh, ⃗ H ( k x , k y ) = ̂ x H x + ̂ y H y + ̂ z H z trong miền tần số như sau: . ĐẶC TUYẾN MIỀN TẦN SỐ CỦA ĐẦU RÒ VÀ PHƯƠNG PHÁP HIỆU CHỈNH SỬ DỤNG TÍNH TƯƠNG HỖ Tóm tắt - Đầu rò điện trường và từ trường khu gần được ứng dụng rất. hóa) của đầu rò. Đặc tính này cho phép xác định các cơ sở cho việc hiệu chỉnh đầu rò. Kết quả của phương pháp này đã được xác minh bằng cách sử dụng các đầu