Phản xạ đồng phase cho sóng tới phẳng 1 Độ lệch phase

Chương 2: Những đặc điểm và phân loại EBG

2.4 phản xạ đồng phase cho sóng tới phẳng 1 Độ lệch phase

2.4.1. Độ lệch phase

Bên cạnh việc sở hữu thuôc tính sóng bề mặt, cấu trúc EBG cũng thể hiện hành vi phản xạ lệch phase. Hệ số phản xạ là một tham số phổ biến được sử dụng để mô tả thuộc tính phản xạ trên bề mặt phản xạ của một đối tượng. Nó được định nghĩa là tỷ lệ của trường phản xạ trên các lĩnh vực sự cố tại các bề mặt phản xạ. Thông thường, nó có một giá trị phức với cường độ và phase tương ứng. Khi một mặt phẳng đất tồn tại trong một phân tích cấu trúc không giảm chất lượng, độ lớn luôn luôn là một bởi vì tất cả các năng lượng được phản xạ trở lại. Trong trường hợp này, giai đoạn lệch phase được quan tâm đặc biệt. Trong thực tế, độ lệch phase đã được sử dụng trong các thiết kế của nhiều ăng-ten và các thiết bị lò vi sóng, chẳng hạn như yếu tố reflectarray và phân cực.

bắt đầu với các dây dẫn truyền thống. Nếu một sóng phẳng thường đụng nhau trên một dây dẫn điện hoàn hảo (PEC), tổng số trường E tiếp tuyến phải bằng không để đáp ứng các điều kiện biên. Do đó, độ lệch của trường điện E và các trường điện tới phải có những dấu hiệu ngược lại, kết quả là hệ số phản xạ của -1. Giai đoạn phản xạ là 180 ◦ đối với trường hợp PEC. Đối với một dây dẫn từ hoàn hảo (PMC), tổng số

trường từ H tiếp tuyến phải bằng không. Do đó, các trường từ H phản ánh và lĩnh vực sự cố H nên có những dấu hiệu ngược lại trong khi lĩnh vực điện tử phản ánh và lĩnh vực E sự cố có những dấu hiệu tương tự. Kết quả là, hệ số phản xạ bằng một và giai đoạn phản ánh tương ứng là 0o đối với trường hợp PMC. Tuy nhiên, bề mặt PMC không tồn tại trong tự nhiên.

Hình 2.6: mô hìnhFDTDcủa cấu trúc EBG thể hiện thuộc tính lệch phase

Nghiên cứu về cấu trúc EBG nhận thấy rằng có thể nhận ra tình trạng PMC trong một dải tần số nhất định. Do đó, đôi khi chúng được gọi là dây dẫn từ

nhân tạo (AMC). Trên thực tế, độ lêch phase của một cấu trúc EBGlà một chức năng của tần số. Nó thay đổi liên tục từ 180◦ đến -180◦ như tăng tần số. Tính năng này làm cho độ lệch phase của cho bề mặt EBG độc đáo và bắt đầunhiều thiết kếdây ăng tenthấptrênbề mặtEBG.

ChươngIII. Giảm nhiễu điện từ trên bo mạch in sử dụng cấu trúc EBG.

Mạch kỹ thuật số trở nên nhanh hơn và mạnh hơn, bức xạ trực tiếp từ bus nguồn điẹn của bo mạch in của họ ( PCB ) sẽ trở thành một mối quan tâm lớn đối với khả năng tương thích điện từ. Trong PCBs nhiều lớp, công suất và mặt đất hành động như ăng-ten microstrip , nơi mà bức xạ do viền điện trường ở các cạnh tạo ra. Trong bài báo này, chúng ta giới thiệu một phương pháp hiệu quả để giảm bức xạ PCB từ từ các bus dây điện của nó trên một phạm vi tần số số bằng cách sử dụng metallo - điện môi khe điện từ cấu trúc .Cụ thể , nghiên cứu này tập trung vào việc giảm các bức xạ từ cấu trúc bus song song tấm trong PCB tốc độ cao gây ra bởi chuyển đổi nhiễu. Nhiễu này bao gồm điện áp dao động không mong muốn trên các bus nguồn.

Bức xạ trường điện từ của mạch kỹ thuật số tốc độ cao và mạch tương tự được coi là một trong những quan trọng nhất thách thức với nhiễu điện từ, khả năng tương thích và độ tin cậy củahệ thống điện tử. Mức giảm liên tục trong cung cấp điện và cấp điện áp ngưỡng trong CMOS dựa trên mạch

điện tử làm tăngtính nhiễu điện từ bên ngoài.Đồng thời, sự gia tăng xung nhịp

và bus tốc độtăngtiềm năng củamạchđể bức xạ, do đó ảnh hưởng đếnkhả năng tương thích của nó và cũng tăng lỗ hổng bảo mật của nó. Chuyển đổi

nhiễu là một trong những mối quan tâm chính vềkhả năng tương thích điện từ(EMC) của các kỹ sư trong thiết kế hiện nay.

Nhiễu điện từ (EMI) là một cơ chế phức tạp diễn ra ở các cấp độ khác nhau bao gồm đế, board, các thành phần khác, và cuối cùng là thiết bị. Nguồn phóng xạthường bao gồm dấu vếtkhớp nối, dây cáp nối các board, các thành phần như

chip vàbộ tản nhiệt, bus điện và thực tế bất cứ cái gì có thể cung cấp một trở kháng thấp của các mạch điện. Khi tốc độhiệu suấtcaomạchkỹ thuật sốhiện đại tăng nhanh, tiêu thụ năng lượngcủa họcũng tăng.Năng lượng cần thiếtđược cung cấp bởi mặt phẳng công suất nhúng vào trong cấu trúc mạch nhiều lớp. Các bản công suất này tạo ra năng lượng tạo ra bức xạ ttương tự như cách ăng-ten

(PCB), bức xạ được gây ra bởi một thời gian thay đổi điện trường viền ở các cạnh board mạch.

Một số kỹ thuật được sử dụng để làm giảm loại bức xạ. Những phương pháp này bao gồm che chắn, vị trí của tụ điện tách, việc sử dụng điện dung nhúng, sử dụng các thành phần gay tổn hao trong board mạch, chia mặt phẳng công suất. Trong số các phương pháp này, via stitching phương pháp phổ biến nhất được sử dụng trong thực tế và hiệu quả của nó đã được định lượngthông qua mô phỏng (FDTD) hữu hạn.

Nghiên cứu này trình bày các ứng dụng đầu tiên về việc áp dụng các cấu trúc bandgap điện ( EBG) còn được gọi là bề mặt trở kháng cao ( HIS), để giảm bức xạ từ các BUS nguồn của PCBs . Cấu trúc HIS là những cấu trúc

tuần hoàn có khả năng ngăn chặn sự lan truyền của sóng bề mặt trong một dải tần số . HIS các cấu trúc đã được ban đầu được giới thiệu bởi Sievenpiper để ngăn chặn sóng bề mặt trong ăng-ten. Một số ứng dụng gần đây của họ bao gồm thiết kế bộ lọc sóng viba, ăng-ten microstrip và PCBs. Bài viết này giới thiệu các khái niệm mới áp dụng cấu trúc HIS nhiễu điện từ (EMI ) giảm bức xạ từ các BUS nguồn của PCBs . Đối với bo mạch PCBs nhiều lớp,sự hiện diện của bề mặt trở kháng cao giữa mỗi cặp mặt phẳng cung cấp

năng lượng có thể bảo vệ các cạnh của bo mạch và do đó làm giảm mức độ bức xạ từ các cạnh đó.