Development of a radiated immunity model for the characterization of electronic devices

Les exigences CEM sont de plus en plus sévères et doivent être prises en compte dès la phase de conception de dispositifs électroniques. Pour cela, il est nécessaire de disposer de modèle traduisant le comportement électromagnétique des cartes et composants. Cette thèse, effectuée à l'IRSEEM, a pour objectif de développer des modèles d'immunités rayonnées de circuit électronique. Ces modèles doivent permettre un pré-dimensionnement du couplage en champ proche entre une onde électromagnétique non-uniforme et un circuit électronique. L'objectif de ces modèles étant d'obtenir une résolution plus rapide que les logiciels électromagnétiques commerciaux actuellement à notre disposition. Pour ce faire, une première étude analysant le couplage entre des ondes non-uniformes générées par une sonde électrique ou une sonde magnétique avec une ligne de transmission a été effectuée. Un calcul analytique du champ rayonné par les sondes est proposé. Puis, à l'aide de la théorie des images et du modèle de Taylor simplifié, nous sommes en mesure de restituer la tension induite dans la ligne et engendrée par les champs rayonnés. Ensuite nous proposons deux méthodes permettant d'analyser le couplage entre une perturbation électromagnétique émise par un système électronique (source de rayonnement parasite) et une ligne de transmission (victime). Dans les deux cas la tension induite dans la ligne est calculée à l'aide de la théorie des lignes de transmission et du modèle de Taylor ou d'Agrawal. Par contre, le champ excitateur est calculé par deux approches : - un réseau de sources élémentaires (dipôles électriques et magnétiques), modélisant la source, et la Théorie des Images - la décomposition en une somme d ondes planes de la cartographie de la source à l'aide de la théorie du spectre d'ondes planes et des propriétés de réfection d'une onde plane. Dans les deux cas nous avons validé notre méthodologie par des simulations et mesures réalisées sur des circuits passifs ou actifs. Ces deux méthodes donnent de bons résultats et permettent d'estimer les perturbations induites dans les circuits victimes.EMC requirements are becoming stricter and must be taken into account during the design phase of electronic devices. For that reason, it is necessary to have models representing electromagnetic behavior of printed circuit boards and components. This thesis, performed at IRSEEM, aims to develop radiated immunity models of electronic circuits. These models should allow a preliminary design of near-field coupling between a non-uniform electromagnetic wave and an electronic circuit. The purpose is to obtain a resolution faster than the one available in electromagnetic commercial software currently on the market. To do so, a first analyze of the coupling between non-uniform waves generated by an electric or a magnetic probe with a transmission line was realized. An analytical calculation of the field radiated by the probes is proposed. Then, using the Image Theory and an approximation of the Taylor model we are able to predict the induced voltage in the line due to radiated fields. Then we suggest two methods for analyzing the coupling between an electronic system (source of disturbance) and a transmission line (victim). In both cases the induced voltage in the line is calculated using the transmission lines theory and the Taylor or Agrawal model. The exciting field can be calculated by : - a set of elementary sources (electric and magnetic dipoles), modeling the source, and the Images' Theory - a decomposition of the radiated field into a sum of plane waves using the plane-wave spectrum and the reflection properties of plane waves. In both cases we have validated our approach by simulations and measurements using passive or active circuits. Both methods give good results and allow to estimate induced perturbation.ROUEN-BU Sciences Madrillet (765752101) / SudocSudocFranceF