Wetenschapsnieuws Universiteit Twente 01/12
Reductie van elektromagnetische velden
WN 01/85 * 21 november 2001
promotie ir. F.B.J. (Frank) Leferink, faculteit Elektrotechniek 'Reduction of Radiated Electromagnetic Fields by Creation of Geometrical Asymmetry'
Elektromagnetische interferentie (EMI) is de storing in en rondom een elektronisch of elektrotechnisch product als gevolg van ongewenste elektromagnetische effecten (EME). Voorbeelden van EME zijn de velden afkomstig van (mobiele) communicatiesystemen, bliksem, elektrostatische ontlading (de tik die je soms voelt als je uit de auto stapt), velden die door voorschakelapparatuur van lampen worden veroorzaakt, velden die door een PC worden veroorzaakt, harmonische stromen in het openbaar voedingsnet, etc. Voorbeelden van EMI zijn een verstoorde radio-ontvangst als gevolg van een PC, een defecte telefoon als gevolg van een bliksem inslag, een verstoorde pace-maker als gevolg van het veld van een mobiele telefoon, etc.
De door producten uitgestraalde elektromagnetische velden maken een van de
moeilijkste elektromagnetische effecten uit omdat de juiste modellen
ontbreken. Ongewenste elektromagnetische velden worden hoofdzakelijk
veroorzaakt door ongewenste antennestromen. De bron van deze ongewenste
stromen blijkt de stoorspanning tussen twee 'aardpunten' te zijn. Leferink
heeft een eenvoudig model ontwikkeld en simulaties en vele metingen
uitgevoerd. Een belangrijk middel om stoorspanning te reduceren is het
toepassen van grote vlakken voor de 'aarde'. Dit is te zien bij bijvoorbeeld
printplaten met aardvlakken of bij kabelgoten. De reductie in uitgestraald
veld kan eenvoudig bepaald worden op basis van de geometrie. Een nieuw
aspect is dat naast het grote aardvlak juist een dun signaal spoor toegepast
moet worden, en dat geldt ook voor voedingsvlakken. In de printed circuit
board wereld is het gebruikelijk om de voeding van componenten via vlakken
te verzorgen. Met behulp van de ontwikkelde methode is aangetoond dat
voedingsvlakken een veel hoger uitgestraald elektromagnetisch veld kunnen
veroorzaken. Via simulaties en metingen is gebleken dat een reductie in
veldsterkte van 50 dB (factor 300.000) mogelijk is indien het vlak wordt
vervangen door sporen. Een enkele fabrikant paste het trucje al spoadisch
toe, maar een model ontbrak.
Een ander bekend middel om ongewenste velden te reduceren is het plaatsen
van een geleidend vlak onder of achter een transmissielijn, vaak in de vorm
van kabelgoten. Via de modellen in dit proefschrift is het mogelijk de
effectiviteit van een geleidend vlak te kwantificeren, zodat gebruikmaking
van het effect in een product voorspelbaar en toepasbaar wordt.
promotor: prof. dr. W.C. van Etten
informatie: drs. B. Meijering, tel. 053-489 4385
e-mail: b.meijering@bc.utwente.nl