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ハンドブックシリーズ

EMI/EMCのための数値計算モデリング技術直販のみ

原著: Archambeault, Bruce氏
Brench, Colin氏
Ramahi, Omar M氏
監訳: 澁谷昇氏(拓殖大学)
高橋丈博氏(拓殖大学)
櫻井秋久氏(日本アイ・ビー・エム株式会社)
価格: 25,000円(本体)+税
判型: B5
ページ数: 250 ページ
ISBN: 978-4903242-09-5
発売日: 2006/1/1

【緒言】

モデリングは厳密な学問ではない。従って、モデリングに関する書籍はどれも取り扱う範囲が広くなかった。しかし、この本では、著者らの経験をとおして、広範囲の応用に対して適用できるモデリングの哲学を提供したいと考えている。筆者らの知る限りでは、EMI/EMC問題に計算電磁気学的ツールを適用する書籍はまだ出版されていない。今書はその穴を埋めるために出版したものである。

この本は多くの異なったレベルの読者にも読めるようにしている。技術の初心者にはEMI/EMC問題に適用するモデリングの基本的・初歩的な紹介をする。また、モデリングをすでにツールとして使っている技術者には、異なったモデリング技術を使う際により効果的となる手助けをする。また、計算技法をよく知っており、それらをEMI/EMCの応用に適用したいと思う技術者にも有益である。この本は電磁気理論とその応用分野の学生や技術者が、直面する現実世界での挑戦をよりよく理解する助けになる教科書として使用することも可能である。

(本書 緒言より)

【目次】

第1章 序論

  1. 1.1 EMI/EMCへのイントロダクション
  2. 1.2 EMI/EMCモデリングはなぜ重要なのか?
  3. 1.3 EMI/EMCモデリングの発展状況
  4. 1.4 道具箱(ツールボックス)アプローチ
  5. 1.5 EMIモデリング技術の簡単な解説
    1. 1.5.1 時間領域差分法(FDTD法)
    2. 1.5.2 モーメント法(MoM法)
    3. 1.5.3 有限要素法(FEM法)
  6. 1.6 電磁気モデリングのための他の用途
  7. 1.7 まとめ

第2章 電磁気理論とモデリング

  1. 2.1 はじめに
  2. 2.2 時間依存型マックスウェル方程式
    1. 2.2.1 準静的電磁界(Quasi-Static Field s)
    2. 2.2.2 放射電磁界
  3. 2.3 ポテンシャルを用いた電磁界の解法
  4. 2.4 周波数領域におけるマックスウェル方程式
  5. 2.5 二次元空間の電磁界
  6. 2.6 数値的モデリング
  7. 2.7 電磁的モデリング
  8. 2.8 まとめ

第3章 時間領域差分法(Finite Difference Time-Domain Method, FDTD法)

  1. 3.1 はじめに
  2. 3.2 二次元FDTD
  3. 3.3 三次元FDTD
  4. 3.4 主要な放射源のモデリング
  5. 3.5 数値的分散と異方性(Numerical Dispersion and Anisortropy)
  6. 3.6 メッシュ作成手法(Mesh Truction Techniques)
    1. 3.6.1 Higdon吸収境界条件
    2. 3.6.2 相補演算子法(Complementary Operator Method)
    3. 3.6.3 完全整合層
    4. 3.6.4 メッシュ打ち切り法の選択
  7. 3.7 電磁界の延長
  8. 3.8 FDTD解析誤差

第4章 モーメント法

  1. 4.1 はじめに
  2. 4.2 線形演算子
  3. 4.3 ポックリントンの積分方程式
  4. 4.4 モーメント法の展開
    1. 4.4.1 行列構造
    2. 4.4.2 基底関数と試験関数
    3. 4.4.3 行列解
  5. 4.5 まとめ

第5章 有限要素法

  1. 5.1 はじめに
  2. 5.2 変分形式
  3. 5.3 有限要素の作成
    1. 5.3.1 有限要素行列の作成
    2. 5.3.2 行列の組み立て
    3. 5.3.3 行列計算
  4. 5.4 二次元のヘルムホルツ波動方程式の解法
    1. 5.4.1 ヘルムホルツ方程式の変分形式
    2. 5.4.2 吸収境界条件
    3. 5.4.3 電磁界の延長
  5. 5.5 数値的考察
  6. 5.6 まとめ

第6章 モデリングの準備

  1. 6.1 EMI/EMCの問題
    1. 6.1.1 問題
    2. 6.1.2 EMIモデリングの適用
  2. 6.2 モデリングの種類の概要
    1. 6.2.1 二次元、3次元のモデル
    2. 6.2.2 準静的手法
    3. 6.2.3 フルウェーブ法
    4. 6.2.4 時間領域法
    5. 6.2.5 周波数領域法
  3. 6.3 数値的算技法の選択
    1. 6.3.1 時間領域差分法
    2. 6.3.2 有限要素法
    3. 6.3.3 モーメント法(MoM:Method of Moments)
  4. 6.4 EMI/EMCモデルの要素
    1. 6.4.1 放射源
    2. 6.4.2 物理的放射源のモデリング
    3. 6.4.3 放射源の励振
    4. 6.4.4 モデルの形状
    5. 6.4.5 問題となる空間の完成
  5. 6.5 モデルの目標
    1. 6.5.1 目標の定義
    2. 6.5.2 望ましい結果
    3. 6.5.3 問題の配置や形状
    4. 6.5.4 グラフィックス
  6. 6.6 EMC/EMIモデリングへのアプローチの方法
    1. 6.6.1 理想的なモデル
    2. 6.6.2 分離したモデル
  7. 6.7 まとめ

第7章 EMI/EMCモデルの作成

  1. 7.1 はじめに
  2. 7.2 実用的なモデルの作成
    1. 7.2.1 FDTDによるモデル作成
    2. 7.2.2 FDTDモデリングに対する実用上の注意
    3. 7.2.3 FEMによるモデル作成
    4. 7.2.4 FEMモデリングに対する実用上の注意
    5. 7.2.5 MoMによるモデル作成
    6. 7.2.6 MoMモデリングに対する実用上の注意
  3. 7.3 電磁気的放射体のモデリング
    1. 7.3.1 30MHz半波長ダイポールのモデリング
    2. 7.3.2 ダイポールを用いた実際のシステムのモデリング
    3. 7.3.3 ヒートシンクモデル
  4. 7.4 開口のあるシールドのモデリング
    1. 7.4.1 モデルの作成
    2. 7.4.2 結果の分析
  5. 7.5 まとめ

第8章 EMI/EMCモデリングのトピックス

  1. 8.1 はじめに
  2. 8.2 マルチステージモデリング
    1. 8.2.1 実用的なEMI/EMC問題のためのマルチステージモデリングとテスト環境
    2. 8.2.2 ワイヤのある開口部からのエミッション
  3. 8.3 EMI/EMCフィルタのデザイン
    1. 8.3.1 フィルタの入力インピーダンス
    2. 8.3.2 フィルタの出力インピーダンス
  4. 8.4 中間モデルの結果
    1. 8.4.1 RF電流の分布
    2. 8.4.2 完全な部品
  5. 8.5 EMI/EMCテストサイト
    1. 8.5.1 オープンサイト(OATS)
    2. 8.5.2 電波半無響室v
    3. 8.5.3 GTEMセル
    4. 8.5.4 反射箱
    5. 8.5.5 セクションのまとめ
  6. 8.6 アンテナ
    1. 8.6.1 ダイポールアンテナ
    2. 8.6.2 ホーンアンテナ
    3. 8.6.3 アンテナファクタへのグラウンド面への影響
    4. 8.6.4 シールド筐体の内側のアンテナ放射に対する影響
    5. 8.6.5 セクションのまとめ
  7. 8.7 まとめ

第9章 モデルの有効性

  1. 9.1 はじめに
  2. 9.2 計算技法の有効性
  3. 9.3 ソフトウェアコード実装の有効性
  4. 9.4 測定による有効性
  5. 9.5 中間結果を使う場合の有効性
    1. 9.5.1 導体表面上のRF電流
    2. 9.5.2 電界のアニメーション
  6. 9.6 まとめ

第10章 ソフトウェア評価のための標準的EMI/EMC問題

  1. 10.1 はじめに
  2. 10.2 一般的原理
  3. 10.3 モデリング問題の一般化
    1. 10.3.1 開口からの放射
    2. 10.3.2 開口部を通るワイヤ
    3. 10.3.3 遠隔発生源によるリファレンスプレーン上の高周波電流
    4. 10.3.4 既知のノイズ発生源によるコネクタ上のコモンモード電圧
    5. 10.3.5 部分的内部シールドによる結合の低減
    6. 10.3.6 非シールド回路モジュールからの直接放射
  4. 10.4 標準的問題
    1. 10.4.1 筐体
    2. 10.4.2 ヒートシンク放射
    3. 10.4.3 電源とグラウンドリファランスプレーンのデカップリング
    4. 10.4.4 グラウンドプレーンの溝を横切る配線
  5. 10.5 まとめ

第11章 上級モデリング技術

  1. 11.1 はじめに
  2. 11.2 PEECモデルによるプリント配線基板の解析
  3. 11.3 伝送線路法(TLM)
    1. 11.3.1 TLMのメッシュ
    2. 11.3.2 3次元拡張ノードTLM
    3. 11.3.3 圧縮ノード
    4. 11.3.4 さらに進んだTLM技術
  4. 11.4 まとめ

【参考文献】

【口コミ】

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