(57)【要約】【課題】プリント基板からの電磁放射量の予測を正確に行う。【解決手段】プリント基板の電磁放射を解析する電磁放射解析装置であって、入力されたレイアウト情報から電源−グラウンド系のレイアウトを抽出する電源−グラウンド系レイアウト抽出部３と、抽出したレイアウトにおける電源−グラウンド系端部を抽出する端部抽出部（４、５）と、入力された電源電流の値に基づいて、解析周波数ごとに、抽出した電源−グラウンド系端部について、グラウンドプレーンおよび電源プレーンの間の電圧変動を算出する電源−グラウンド系電圧変動算出部７と、算出した電圧変動に基づいてコモンモード電流の値を算出するコモンモード電流算出部８と、算出したコモンモード電流の値に基づいてグラウンドプレーンにて生じる放射電磁界の強度を算出する放射電磁界強度算出部９とを有する。【選択図】図１
2008059464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板と、該誘電体基板の一方の面に形成された電源プレーンと、前記誘電体基板の他方の面に、少なくとも一部が前記電源プレーンと対向するように形成されたグラウンドプレーンとを有するプリント基板の電磁放射を解析する電磁放射解析装置であって、
前記プリント基板のレイアウト情報、前記プリント基板上に配置されたノイズ源から前記電源プレーンに流れる電源電流の値、および解析周波数をそれぞれ入力するための入力部と、
前記入力部にて入力されたレイアウト情報から、前記誘電体基板、電源プレーンおよびグラウンドプレーンに関するレイアウトを抽出するレイアウト抽出部と、
前記レイアウト抽出部で抽出したレイアウトにおける、前記電源プレーンおよびグラウンドプレーンの端部をそれぞれ抽出する端部抽出部と、
前記入力部にて入力された電源電流の値および解析周波数に基づいて、該解析周波数ごとに、前記電源プレーンの前記グラウンドプレーンと対向する端部のうちの、少なくとも前記グラウンドプレーンの端部とは対向しない端部について、前記グラウンドプレーンおよび電源プレーンの間の電圧変動を算出する電圧変動算出部と、
前記電圧変動算出部で算出した電圧変動に基づいて前記グラウンドプレーン上に流れるコモンモード電流の値を算出するコモンモード電流算出部と、
前記コモンモード電流算出部で算出したコモンモード電流の値に基づいて、前記グラウンドプレーンにて生じる、前記コモンモード電流による放射電磁界の強度を算出する放射電磁界強度算出部と、を有する電磁放射解析装置。
【請求項２】
前記端部抽出部は、
前記レイアウト抽出部で抽出したレイアウトにおける前記電源プレーンおよびグラウンドプレーンをそれぞれ複数のセルに分割するセル生成部と、
前記セル生成部でセル分割した前記電源プレーンおよびグラウンドプレーンについて、プレーン端部に位置する端部セルをそれぞれ抽出する端部セル抽出部と、を有し、
前記電圧変動算出部は、前記端部セル抽出部で抽出した前記電源プレーンの端部セルのうちの少なくとも、前記グラウンドプレーンと対向し、前記端部セル抽出部で抽出した前記グラウンドプレーンの端部とは対向しない端部セルについて、前記グラウンドプレーンおよび電源プレーンの間の電圧変動を算出する、請求項１に記載の電磁放射解析装置。
【請求項３】
前記コモンモード電流算出部は、前記グラウンドプレーン上の前記電源プレーンの端部セルと対向する領域に位置にするセルについて、該セルにおける電圧変動を前記グラウンドプレーン上におけるコモンモード電圧に変換し、該コモンモード電圧に基づいてコモンモード電流の値を算出する、請求項２に記載の電磁放射解析装置。
【請求項４】
前記入力部にて入力されたレイアウト情報の変更が可能なレイアウト情報変更部をさらに有し、
前記レイアウト抽出部は、前記レイアウト情報変更部で変更されたレイアウト情報から前記誘電体基板、電源プレーンおよびグラウンドプレーンに関するレイアウトを抽出する、請求項１から３のいずれか１項に記載の電磁放射解析装置。
【請求項５】
前記電圧変動算出部は、前記端部セル抽出部で抽出した前記電源プレーンの端部セルのうち、前記グラウンドプレーンと対向する全ての端部セルについて、前記グラウンドプレーンおよび電源プレーンの間の電圧変動を算出し、
前記放射電磁界強度算出部は、前記電圧変動算出部で算出した、前記全ての端部セルに関する電圧変動に基づいて、前記電源プレーンおよびグラウンドプレーンを含む系により生じる別の放射電磁界の強度を算出する、請求項４に記載の電磁放射解析装置。
【請求項６】
前記電圧変動算出部で算出した、前記全ての端部セルに関する電圧変動のデータを格納するための電圧変動記憶部をさらに有し、
前記コモンモード電流算出部は、前記レイアウト情報変更部でグラウンドプレーンに関するレイアウト情報のみが変更された場合に、前記電圧変動記憶部に格納されている電圧変動データを使用して前記コモンモード電流の算出を行う、請求項５に記載の電磁放射解析装置。
【請求項７】
前記プリント基板が、前記誘電体基板の一方の面に形成された別の電源プレーンを有し、
前記レイアウト抽出部は、前記入力部にて入力されたレイアウト情報から、前記誘電体基板、電源プレーン、別の電源プレーンおよびグラウンドプレーンに関するレイアウトを抽出し、
前記端部抽出部は、前記レイアウト抽出部で抽出したレイアウトにおける、前記電源プレーン、別の電源プレーンおよびグラウンドプレーンの端部をそれぞれ抽出し、
前記電圧変動算出部は、前記入力部にて入力された電源電流の値および解析周波数に基づいて、該解析周波数ごとに、前記入力部にて入力された電源電流の値および解析周波数に基づいて、該解析周波数ごとに、前記電源プレーンの前記グラウンドプレーンと対向する端部のうちの、少なくとも前記グラウンドプレーンの端部とは対向しない端部について、前記グラウンドプレーンおよび電源プレーンの間の第１の電圧変動を算出するとともに、前記別の電源プレーンの前記グラウンドプレーンと対向する端部のうちの、少なくとも前記グラウンドプレーンの端部とは対向しない端部について、前記グラウンドプレーンおよび電源プレーンの間の第２の電圧変動を算出し、
前記コモンモード電流算出部は、前記電圧変動算出部で算出した第１および第２の電圧変動に基づいて前記グラウンドプレーン上に流れる第１および第２のコモンモード電流の値を算出し、
前記放射電磁界強度算出部は、前記コモンモード電流算出部で算出した第１および第２のコモンモード電流の値に基づいて、前記グラウンドプレーンにて生じる第１および第２の放射電磁界の強度を算出する、請求項１に記載の電磁放射解析装置。
【請求項８】
前記放射電磁界強度算出部の算出結果を表示するための表示部をさらに有する、請求項１から７のいずれか１項に記載の電磁放射解析装置。
【請求項９】
誘電体基板と、該誘電体基板の一方の面に形成された電源プレーンと、前記誘電体基板の他方の面に、少なくとも一部が前記電源プレーンと対向するように形成されたグラウンドプレーンとを有するプリント基板の電磁放射を解析する電磁放射解析方法であって、
予め入力された前プリント基板のレイアウト情報から、前記誘電体基板、電源プレーン、およびグラウンドプレーンに関するレイアウトを抽出するレイアウト抽出ステップと、
前記レイアウト抽出ステップで抽出したレイアウトにおける、前記電源プレーンおよびグラウンドプレーンの端部をそれぞれ抽出する端部抽出ステップと、
予め入力された、前記プリント基板上に配置されたノイズ源から前記電源プレーンに流れる電源電流の値および解析周波数に基づいて、該解析周波数ごとに、前記電源プレーンの前記グラウンドプレーンと対向する端部のうちの、少なくとも前記グラウンドプレーンの端部とは対向しない端部について、前記グラウンドプレーンおよび電源プレーンの間の電圧変動を算出する電圧変動算出ステップと、
前記電圧変動算出ステップで算出した電圧変動に基づいて前記グラウンドプレーン上に流れるコモンモード電流の値を算出するコモンモード電流算出ステップと、
前記コモンモード電流算出ステップで算出したコモンモード電流の値に基づいて、前記グラウンドプレーンにて生じる、前記コモンモード電流による放射電磁界の強度を算出する放射電磁界強度算出ステップと、を有する電磁放射解析方法。
【請求項１０】
誘電体基板と、該誘電体基板の一方の面に形成された電源プレーンと、前記誘電体基板の他方の面に、少なくとも一部が前記電源プレーンと対向するように形成されたグラウンドプレーンとを有するプリント基板の電磁放射を解析するコンピュータ装置において用いられるプログラムであって、
予め入力された前プリント基板のレイアウト情報から、前記誘電体基板、電源プレーン、およびグラウンドプレーンに関するレイアウトを抽出するレイアウト抽出ステップと、
前記レイアウト抽出ステップで抽出したレイアウトにおける、前記電源プレーンおよびグラウンドプレーンの端部をそれぞれ抽出する端部抽出処理と、
予め入力された、前記プリント基板上に配置されたノイズ源から前記電源プレーンに流れる電源電流の値および解析周波数に基づいて、該解析周波数ごとに、前記電源プレーンの前記グラウンドプレーンと対向する端部のうちの、少なくとも前記グラウンドプレーンの端部とは対向しない端部について、前記グラウンドプレーンおよび電源プレーンの間の電圧変動を算出する電圧変動算出処理と、
前記電圧変動算出処理で算出した電圧変動に基づいて前記グラウンドプレーン上に流れるコモンモード電流の値を算出するコモンモード電流算出処理と、
前記コモンモード電流算出処理で算出したコモンモード電流の値に基づいて、前記グラウンドプレーンにて生じる、前記コモンモード電流による放射電磁界の強度を算出する放射電磁界強度算出処理と、をコンピュータに実行させる電磁放射解析プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリント基板からの不要な電磁放射、特にグラウンドプレーンからの不要電磁放射を解析するための電磁放射解析装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩやＩＣを搭載したプリント基板から放射される不要な電磁波は、放送や通信に障害を及ぼす、または、他の電子機器に誤動作を引き起こす原因となる。このため、プリント基板からの不要な電磁放射を低く抑える必要がある。
【０００３】
プリント基板の製造後に、電磁放射を抑制するための設計変更や対策部品の追加が行われると、大幅なコスト増大を招くため、設計段階で電気特性を解析し、必要に応じて電磁放射を抑制するための対策を講じることが望ましい。
【０００４】
プリント基板の電気特性を解析するシミュレーション手法としては、ＦＤＴＤ(Finite Difference Time Domain)法やモーメント法、有限要素法などの電磁界解析手法や、ＳＰＩＣＥ(Simulation Program with Integrated Circuit Emphasis)などの回路解析手法があり、これらはプリント基板の設計において広く使用されている。
【０００５】
プリント基板からの主な電磁放射として、電源プレーンとグラウンドプレーンからの放射がある。具体的には、プリント基板に搭載されたアクティブ素子を流れる高周波電流により、電源プレーンとグラウンドプレーンの間に電圧変動が生じ、この電圧変動により、両プレーンが平行平板アンテナとなって電磁波が放射される。
【０００６】
電源プレーンとグラウンドプレーンの大きさが異なる場合は、グラウンドプレーン上に生じたコモンモード電流が電磁放射特性に影響を及ぼすことに注意する必要がある。このことを、図１６に示すプリント基板（解析モデル）を用いて説明する。
【０００７】
図１６の(ａ)には、厚さが１ｍｍの誘電体基板１００と、誘電体基板１００の一方の面に形成された電源プレーン１０１と、誘電体基板１００の他方の面に形成されたグラウンドプレーン１０２とを有するプリント基板が示されている。電源プレーン１０１の幅は１００ｍｍで、長さは１５０ｍｍである。グラウンドプレーン１０２は、電源プレーン１０１と同じ大きさである。
【０００８】
図１６の(ｂ)には、図１６の(ａ)に示したプリント基板と同じ構成で、グラウンドプレーン１０２の大きさが異なるプリント基板が示されている。このプリント基板では、グラウンドプレーン１０２の幅および長さはともに１５０ｍｍとされている。
【０００９】
図１６の(ｃ)には、図１６の(ａ)に示したプリント基板と同じ構成で、グラウンドプレーン１０２の大きさおよび形状が異なるプリント基板が示されている。このプリント基板では、グラウンドプレーン１０２の外形の幅および長さはともに１５０ｍｍとされており、グラウンドプレーン１０２の一部には、幅１０ｍｍ、長さ１４０ｍｍの切り欠き部が設けられている。
【００１０】
図１６の(ａ)〜(ｃ)に示したプリント基板について、電源プレーン１０１とグラウンドプレーン１０２の間にノイズ源を配置した場合の、３ｍ離れた地点での放射電界強度の最大値を、電磁界解析により算出した。その電磁界解析結果を図１７に示す。なお、誘電体基板１００の比誘電率は４．３であり、ノイズ源は、その振幅が全ての周波数で１Ａとなるように正規化した電流源である。
【００１１】
図１７には、横軸に周波数をとり、縦軸に放射電界強度をとった場合の、プリント基板の中心から３ｍ離れた点における放射電界強度の最大値（放射電界強度（ａ）〜（ｃ））が示めされている。放射電界強度（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ図１６の（ａ）〜（ｃ）に示したプリント基板（解析モデル）に対応する。
【００１２】
図１７の解析結果を参照すると、図１６の(ｂ)の解析モデル（グラウンドプレーンの大きさが異なる構造）では、図１６の(ａ)の解析モデル（電源プレーンとグラウンドプレーンの大きさが等しい構造）に比べて、最大６ｄＢ程度多くの電磁放射を生じている。また、図１６の(ｃ)の解析モデル（グラウンドプレーンの形状および大きさが異なる構造）では、４３０ＭＨｚ程度において、グラウンドプレーン自身の共振による放射も観測されている。これらの解析モデルにおける放射特性の相違は、グラウンドプレーンの大きさや形状が電源プレーンと異なるために生じた、コモンモード電流の影響によるものである。このことから、コモンモード電流を考慮した解析を行わなければ、正確な電磁放射量を予測できないことがわかる。
【００１３】
ＳＰＩＣＥなどの回路解析手法では、コモンモード電流を扱うことがない。このため、グラウンドプレーンの大きさや形状が電源プレーンと異なる場合の電磁放射量を計算することはできない。一方、電磁界解析手法では、対象となる系全体をモデル化するため、コモンモード電流による電磁放射量を計算することが可能である。しかし、一般に、プリント基板全体をモデル化して放射電磁界を算出する場合は、膨大なコンピュータメモリと多くの計算時間を必要とする。このため、プリント基板の設計段階において、電磁放射量を予測することや、電磁放射を抑制する対策の効果を検討する目的で、そのようなモデル化による放射電磁界の算出を行うことは、実用的でない。
【００１４】
以上のことから、プリント基板の設計段階で不要な電磁放射を抑制するため、グラウンドプレーンに流れるコモンモード電流による電磁放射の影響を、短時間で高精度に算出する解析方法が必要とされている。
【００１５】
グラウンドプレーンからの電磁放射量を短時間で算出する方法として、特許文献１に示される方法がある。特許文献１の方法では、信号配線から生ずるディファレンシャルモード放射量と、グラウンドプレーンから生ずるコモンモード放射量とを予測する関係式を作成し、この関係式に従って、電磁界解析なしに、プリント基板からの放射量を短時間で算出する。
【特許文献１】特開２００６−４０３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかし、特許文献１の方法では、電源プレーンとグラウンドプレーンの間の電圧変動によって生じる、グラウンドプレーンからのコモンモード電流による電磁放射の量を計算することはできない。このようにコモンモード電流を考慮した電磁放射の解析を行うことができないため、正確な電磁放射量の予測を行うことは困難である。
【００１７】
電源プレーンとグラウンドプレーンの間の電圧変動と、グラウンドプレーンに生じるコモンモード電流による電磁放射とを関連付けて、プリント基板の電磁放射特性を解析する技術は、これまで提案されていない。
【００１８】
本発明の目的は、上記問題を解決し、グラウンドプレーンからのコモンモード電流による電磁放射の量の計算が可能な、電磁放射量の予測を正確に行うことのできる電磁放射解析装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するため、本発明は、誘電体基板と、該誘電体基板の一方の面に形成された電源プレーンと、前記誘電体基板の他方の面に、少なくとも一部が前記電源プレーンと対向するように形成されたグラウンドプレーンとを有するプリント基板の電磁放射を解析する電磁放射解析装置であって、前プリント基板のレイアウト情報、前記プリント基板上に配置されたノイズ源から前記電源プレーンに流れる電源電流の値、および解析周波数をそれぞれ入力するための入力部と、前記入力部にて入力されたレイアウト情報から、前記誘電体基板、電源プレーンおよびグラウンドプレーンに関するレイアウトを抽出するレイアウト抽出部と、前記レイアウト抽出部で抽出したレイアウトにおける、前記電源プレーンおよびグラウンドプレーンの端部をそれぞれ抽出する端部抽出部と、前記入力部にて入力された電源電流の値および解析周波数に基づいて、該解析周波数ごとに、前記電源プレーンの前記グラウンドプレーンと対向する端部のうちの、少なくとも前記グラウンドプレーンの端部とは対向しない端部について、前記グラウンドプレーンおよび電源プレーンの間の電圧変動を算出する電圧変動算出部と、前記電圧変動算出部で算出した電圧変動に基づいて前記グラウンドプレーン上に流れるコモンモード電流の値を算出するコモンモード電流算出部と、前記コモンモード電流算出部で算出したコモンモード電流の値に基づいて、前記グラウンドプレーンにて生じる、前記コモンモード電流による放射電磁界の強度を算出する放射電磁界強度算出部と、を有することを特徴とする。
【００２０】
上記の構成によれば、解析周波数ごとに、電源プレーンのグラウンドプレーンと対向する端部のうちの、少なくともグラウンドプレーンの端部とは対向しない端部について、グラウンドプレーンおよび電源プレーンの間の電圧変動が算出される。そして、この算出した電圧変動に基づいて、グラウンドプレーン上に流れるコモンモード電流の値が算出され、グラウンドプレーンにて生じるコモンモード電流による放射電磁界の強度が算出される。このように、プリント基板の電源−グラウンド系の電圧変動に起因してグラウンドプレーンに流れるコモンモード電流に基づいてグラウンドプレーンからの電磁放射の量を計算することが可能になっている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、プリント基板の電源−グラウンド系の電圧変動に起因してグラウンドプレーンに流れるコモンモード電流に基づく電磁放射の量を計算することができるので、プリント基板からの電磁放射の量を正確に予測することができる。したがって、従来のものに比べて、プリント基板の設計段階での電磁放射の対策を、より効果的に行うことができ、プリント基板のコストを低く抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態である電磁放射解析装置の主要部の構成を示すブロック図である。図１を参照すると、電磁放射解析装置１は、レイアウト情報入力部２、電源−グラウンド系レイアウト抽出部３、電源−グラウンド系セル生成部４、電源−グラウンド系端部セル抽出部５、物理定数入力部６、電源−グラウンド系電圧変動算出部７、コモンモード電流算出部８、放射電磁界強度算出部９および放射電磁界強度表示部１０を有する。
【００２４】
レイアウト情報入力部２は、プリント基板のレイアウト情報を入力する部分である。電源−グラウンド系レイアウト抽出部３は、レイアウト情報入力部２にて入力されたレイアウト情報から電源−グラウンド系に関係するレイアウトを抽出する。電源−グラウンド系セル生成部４は、電源−グラウンド系レイアウト抽出部３で抽出した電源−グラウンド系のレイアウトを複数のセルに分割する。
【００２５】
電源−グラウンド系端部セル抽出部５は、電源−グラウンド系セル生成部４でセル分割した電源−グラウンド系のレイアウトについて、周辺に位置するセル（電源プレーンおよびグラウンドプレーンの端部に対応する）を抽出する。物理定数入力部６は、ノイズ源となるＬＳＩのスイッチング時に電源系に流れる電流の値、および解析周波数を入力する部分である。電源−グラウンド系電圧変動算出部７は、ＬＳＩの電源電流の値に基づいて、解析周波数ごとにプリント基板の電源−グラウンド系の電圧変動の値を算出する。
【００２６】
コモンモード電流算出部８は、電源プレーン端部における電圧変動によってグラウンドプレーンに生じるコモンモード電流の値を算出する。放射電磁界強度算出部９は、グラウンドプレーンに流れるコモンモード電流による放射電磁界の強度を算出する。放射電磁界強度表示部１０は、放射電磁界強度算出部９で算出した放射電磁界強度を周波数毎に表示する。
【００２７】
図２に、図１に示した電磁放射解析装置１の各機能ブロックを実現するためのハードウェア構成を示す。図２を参照すると、電磁放射解析装置１は、プリント基板電磁放射解析プログラムやこの電磁放射解析プログラムにおける計算に必要な各種データが記憶された記録媒体３２と、電磁放射解析装置本体３３とを有する。
【００２８】
記録媒体３２は、例えばＣＤ―ＲＯＭやＤＶＤに代表される記録媒体である。記録媒体３２には、電源−グラウンド系レイアウトの抽出、電源−グラウンド系セル生成、電源−グラウンド系の端部セル抽出、電源−グラウンド系の電圧変動の算出、コモンモード電流の算出、放射電磁界強度の算出に使用するプログラムが格納されている。
【００２９】
電磁放射解析装置本体３３は、データの入出力を行う入出力装置３４と、記録媒体３２から読み込まれたプログラムや入出力装置３４にて入力されたデータなどを記憶する記憶装置３５と、装置全体の制御および計算を行う演算装置３６、および計算結果などを表示する表示装置３７を有する。記録媒体３２に対してデータの読み出しや書き込みを行う装置（不図示）、入出力装置３４、記憶装置３５、演算装置３６および表示装置３７は、バス３８により相互に接続されている。
【００３０】
入出力装置３４は、図１に示したレイアウト情報入力部２および物理定数入力部６に対応する。演算装置３６は、図１に示した電源−グラウンド系レイアウト抽出部３、電源−グラウンド系セル生成部４、電源−グラウンド系端部セル抽出部５、電源−グラウンド系電圧変動算出部７、コモンモード電流算出部８、放射電磁界強度算出部９といった複数の機能部を有する。各機能部は、記録媒体３２に格納されたプログラムをＣＰＵが実行することで提供される。表示装置３７は、図１に示した放射電磁界強度表示部１０に対応する。
【００３１】
図２に示したハードウェア構成において、入力装置３４にて、プリント基板のレイアウト情報、ノイズ源となるＬＳＩの電源電流特性に関するデータ、解析周波数といった情報が入力される。この入力情報は、入力装置３４からバス３８を介して記憶装置３５に格納される。記憶装置３５には、記録媒体３２から読み込んだプログラムも格納される。演算装置３６では、記憶装置３５に格納された情報（プリント基板のレイアウト情報、ノイズ源となるＬＳＩの電源電流特性に関するデータ、解析周波数）やプログラムを使用して、グラウンドプレーンからのコモンモード電流による放射電磁界の強度が計算される。この計算結果は、表示装置３７にて表示される。
【００３２】
次に、本実施形態の電磁放射解析装置１の動作について詳細に説明する。図３は、図１に示した電磁放射解析装置の動作を示すフローチャートである。以下、図１から図３を参照して動作説明を行う。
【００３３】
電磁放射解析装置１が起動すると、演算装置３６が、記憶装置３５に格納されているプログラムを読み込んで実行する。これにより、図１に示した各機能ブロックが実現される。
【００３４】
電磁放射解析装置１が起動した後、レイアウト情報入力部２にて、電源プレーンとグラウンドプレーンの構造、ＬＳＩやＩＣなどの電子デバイスとデカップリングコンデンサの搭載位置などのプリント基板のレイアウトに関するデータ（レイアウト情報）を入力する（ステップＳ１０）。この入力データは、レイアウト情報入力部２から電源−グラウンド系レイアウト抽出部３に供給される。
【００３５】
次に、電源−グラウンド系レイアウト抽出部３が、レイアウト情報入力部２から供給されたレイアウト情報から、電源プレーンとグラウンドプレーンと誘電体基板に関係するレイアウトを抽出する（ステップＳ１１）。
【００３６】
図４の（ａ）に、電源−グラウンド系レイアウト抽出部３で抽出されるレイアウト例を模式的に示す。図４の（ａ）に示すように、誘電体基板２０の一方の面に電源プレーン２２が形成され、誘電体基板２０の他方の面にグラウンドプレーン２１が形成されている。電源プレーン２２は、グラウンドプレーン２１と対向して配置されている。基板面に垂直な方向から見ると、図４の（ｂ）に示すように、電源プレーン２２の端部の一部が、グラウンドプレーン２１の端部の一部と合致している。電源−グラウンド系レイアウト抽出部３では、図４の（ａ）および（ｂ）に示したようなレイアウトが抽出される。電源−グラウンド系レイアウト抽出部３で抽出したレイアウトの情報は、電源−グラウンド系セル生成部４に供給される。
【００３７】
電源プレーン、グラウンドプレーンおよび誘電体基板のそれぞれについてレイアウトが抽出されると、続いて、電源−グラウンド系セル生成部４が、その抽出された各レイアウトを、それぞれ複数のセルに分割する（ステップＳ１２）。
【００３８】
図５の（ａ）および（ｂ）に、電源−グラウンド系セル生成部４でレイアウトをセルで分割した例を示す。図５の（ａ）は、図４の（ａ）に示したレイアウトをセル分割したものであり、図５の（ｂ）は、図４の（ｂ）に示したレイアウトをセル分割したものである。図５の（ａ）および（ｂ）に示すように、電源プレーン２２のレイアウトおよびグラウンドプレーン２１のレイアウトのそれぞれが、所定の大きさの分割セル２３で複数に分割される。実線で示した電源―グラウンドプレーン端部２４ａは、電源プレーン２２の端部とグラウンドプレーン２１の端部とが合致しない部分である。破線で示した電源―グラウンドプレーン端部２４ｂは、電源プレーン２２の端部とグラウンドプレーン２１の端部とが合致する部分である。なお、図５の（ａ）および（ｂ）には、誘電体基板２０が描かれていないが、誘電体基板２０についても同様にセル分割する。
【００３９】
レイアウトのセル分割が行われると、続いて、電源−グラウンド系端部セル抽出部５が、図５の（ａ）および（ｂ）に示した電源−グラウンドプレーン端部２４ａ、２４ｂに位置するセルを抽出し（ステップＳ１３）、そのデータを電源−グラウンド系セル生成部４から入力された電源−グラウンドプレーンを分割するセルに関するデータとともに電源−グラウンド系電圧変動算出部７に供給する。
【００４０】
次に、物理定数入力部６にて、ＬＳＩの電源電流特性と解析周波数に関するデータを入力する（ステップＳ１４）。次に、電源−グラウンド系電圧変動算出部７が、物理定数入力部６から出力されたＬＳＩの電源電流特性および解析周波数に関するデータと、電源系端部セル抽出部５から出力された電源−グラウンド系を分割するセルに関するデータとに基づいて、電源−グラウンド系の電圧変動の値を算出する（ステップＳ１５）。電圧変動の値の計算は、図５に示した電源−グラウンドプレーン端部２４ａ、２４ｂに位置する全てのセルについて行われる。電圧変動算出部７は、電源−グラウンドプレーン端部２４ａに位置するセルに関して算出した電圧変動値をコモンモード電流算出部８に出力する。なお、電源−グラウンドプレーン端部２４ｂに位置する端部セルにおける電圧変動は、グラウンドプレーン２１におけるコモンモード電流を生じさせないので、その端部セルについて算出した電圧変動値は、コモンモード電流算出部８へは出力されない。
【００４１】
上記の電圧変動値の計算に、電源−グラウンド系を等価回路で表現し、ＳＰＩＣＥなどの回路シミュレータで計算する手法を用いることで、電圧変動値を短時間で計算することができる。
【００４２】
電圧変動値の計算が行われると、続いて、コモンモード電流算出部８が、セル分割されたグラウンドプレーンの解析モデルを使用し、電圧変動算出部７から供給された、電源−グラウンドプレーン端部２４ａに位置するセルに関する電圧変動ＶＤＭを、等価なコモンモード電流を誘起する電圧源ＶＣＭ（コモンモード電圧）に変換して、グラウンドプレーンに流れるコモンモード電流の値を算出する（ステップＳ１６）。算出されたコモンモード電流値は、放射電磁界強度算出部９に供給される。このコモンモード電流の計算では、モデル化の対象をグラウンドプレーンのみとしているので、モデル化に必要なコンピュータメモリを減らすことができ、計算時間も短縮することができる。なお、プリント基板に複数の電源プレーンが存在する場合には、電源プレーンのそれぞれとグラウンドプレーンを対として、各対について、グラウンドプレーンに流れるコモンモード電流が算出され、それぞれの算出結果が放射電磁界強度算出部９に供給される。
【００４３】
ここで、電圧変動ＶＤＭから電圧源ＶＣＭへの変換方法について具体的に説明する。
【００４４】
図６に、グラウンドプレーンの解析モデルを使用した、電圧変動ＶＤＭから電圧源ＶＣＭへの変換を模式的に示す。図６に示すように、電源−グラウンドプレーン端部２４ａに位置するセルのそれぞれについて、電圧変動ＶＤＭが電圧源ＶＣＭに変換される。電圧源ＶＣＭの配置方向は、電源−グラウンドプレーン端部を示す境界線と垂直な方向とされる。これは、以下のような理由による。
【００４５】
図７に示すような、電源プレーン１０１と、この電源プレーン１０１よりサイズの大きなグラウンドプレーン１０２が対向して配置されたモデルを考える。破線で示した電源―グラウンドプレーン端部境界１０３は、グラウンドプレーン１０２の面内における、電源プレーン１０１の端部がグラウンドプレーン１０２の端部と合致しない部分によって示される境界線である。電源―グラウンドプレーン端部境界１０３において、電圧変動ＶＤＭの方向は、グラウンドプレーン１０２の面に垂直な方向とされる。電圧源ＶＣＭの配置方向は、グラウンドプレーン１０２の面内における、電源―グラウンドプレーン端部境界１０３と垂直な方向とされる。
【００４６】
図８に、電圧変動ＶＤＭにより生じる磁流ＭＡＧの方向を模式的に示す。図８の（ａ）は斜視図、図８の（ｂ）はプレーン面に水平な方向から見た図である。図８の（ａ）および（ｂ）に示すように、電圧変動ＶＤＭにより、ラウンドプレーン１０２の片側にのみ磁流ＭＡＧが発生する。この磁流ＭＡＧの方向は、電圧変動ＶＤＭの方向に垂直、かつ、グラウンドプレーン１０２の面内方向に平行である。
【００４７】
図９に、電圧源ＶＣＭにより生じる磁流ＭＡＧの方向を模式的に示す。図９の（ａ）は斜視図、図９の（ｂ）はプレーン面に水平な方向から見た図である。図９の（ａ）および（ｂ）に示すように、電圧源ＶＣＭにより、グラウンドプレーン１０２の両側に磁流ＭＡＧが発生する。これら磁流ＭＡＧの方向は、電圧源ＶＣＭの方向に垂直、かつ、グラウンドプレーン１０２の面内方向に平行であり、互いに反対の向きとなっている。
【００４８】
電圧源ＶＣＭの配置方向を、図６に示したような電源−グラウンドプレーン端部を示す境界線と垂直な方向とすることで、図８および図９に示しように、電圧変動ＶＤＭおよび電圧源ＶＣＭにより生じる各磁流ＭＡＧの方向を同一方向とすることができる。これにより、磁流ＭＡＧに基づく電流の大きさを計算することができる。
【００４９】
また、図８に示したように、電圧変動ＶＤＭはグラウンドプレーンの片側のみに磁流を発生するのに対して、電圧源ＶＣＭは、グラウンドプレーンの両側に磁流を発生する。このため、グラウンドプレーン上に生じるコモンモード電流は２倍となる。電圧の変換前後でコモンモード電流の大きさを等しくするため、電圧源ＶＣＭの大きさはＶＤＭ値の1/2とする。
【００５０】
図３の手順の説明に戻る。コモンモード電流の値が算出されると、続いて、放射電磁界強度算出部９が、グラウンドプレーンを流れるコモンモード電流から放射電磁界強度を算出する（ステップＳ１７）。算出された放射電磁界強度は、放射電磁界強度表示部１０に供給される。
【００５１】
プリント基板に複数の電源プレーンが存在する場合には、それぞれの電源プレーンについて、グラウンドプレーンとの間における、電圧変動に起因する放射電磁界強度を個別に算出するとともに、その算出した放射電磁界強度の合計を、全ての電源−グラウンドプレーン対の電圧変動に起因する放射電磁界強度として算出する。
【００５２】
放射電磁界強度の算出には、微小電流素片が周囲に放射する電磁界に関する式を用いる。これは、多くの電磁気学やアンテナ工学に関する文献に示されている。例えばＫａｉ  Ｆｏｎｇ  Ｌｅｅが著した「PRINCIPLES of ANTENNA THEORY」（JOHN WILEY & SONS，1984，pp.27−31）によれば、図１０に示すように、ＸＹＺ座標系の原点に配置された長さΔｚ、電流Ｉの電流素片４０が、周囲に放射する電磁界は、以下の数式１で表される。
【００５３】
【数１】
2008059464.tif 000003
【００５４】
ここで、ηは周囲媒質のインピーダンスであり、空間の誘電率、透磁率をそれぞれε、μとして、
【００５５】
【数２】
2008059464.tif 000004
【００５６】
で表される。また、ｊは虚数単位、ｋは波数、ｒは原点から電磁界の観測点までの距離を示す。さらに、電磁界の観測点がｋｒ＞＞１を満足する場合には、数式１は以下の数式３で近似できる。
【００５７】
【数３】
2008059464.tif 000005
【００５８】
放射電磁界強度算出部９では、グラウンドプレーンを分割する各セルにおいて算出された電流から、予め設定された原点に対する、電流の方向、各電流観測点から原点および放射電磁界強度観測点との距離を考慮し、微小電流素片４０が発生する電磁界に関する式を用いて放射電磁界強度を算出する。これをグラウンドプレーン全体にわたり積分することで、任意形状のグラウンドプレーンからの放射電磁界強度を算出することができる。なお、放射電磁界強度を算出するための原点には、入力されたプリント基板レイアウトの中心、または、グラウンドプレーンの中心などが設定される。このような解析手法を用いることにより、グラウンドプレーンからの放射電磁界強度のみを算出することができる。
【００５９】
放射電磁界強度表示部１０では、放射電磁界強度算出部９で計算されたグラウンドプレーンからの放射電磁界強度を表示する（ステップＳ１８）。プリント基板に複数の電源プレーンが存在する場合は、各電源−グラウンドプレーン対の電圧変動に起因する放射電磁界強度が個別に表示されるとともに、これら放射電磁界強度の合計が、全ての電源−グラウンドプレーン対の電圧変動に起因する放射電磁界強度として表示される。このような表示方法によれば、例えばグラウンドプレーンの共振による放射が観測される場合には、グラウンドプレーンに流れ出すコモンモード電流を抑制するため、電源−グラウンドプレーン間にデカップリングコンデンサを配置して電圧変動を低減するだけでなく、共振を抑制するようにグラウンドプレーンの形状を変更するといった対策を選択することができるようになる。また、電源−グラウンドプレーン対ごとの放射電磁界強度を表示することで、設計者は、より多くの電磁放射を生じさせる電源−グラウンドプレーン対を特定することができる。このため、電磁放射に寄与する割合の大きな電源−グラウンドプレーン対から優先的に対策することができるようになり、設計や対策の効率化を図ることができる。
【００６０】
本実施形態の電磁放射解析装置においては、電源−グラウンド系の電圧変動を算出する工程（ステップＳ１０〜Ｓ１５）と、電源−グラウンド系端部の電圧変動によりグラウンドプレーンに生じるコモンモード電流を算出する工程（ステップＳ１６）と、このコモンモード電流により放射する電磁界強度を算出する工程（ステップＳ１７）と、を実行することで、プリント基板の電源−グラウンドプレーン間の電圧変動に起因して、グラウンドプレーンに流れ出したコモンモード電流による不要電磁放射を算出する。これらの工程による電磁界解析によれば、プリント基板全体をモデル化して計算する電磁界解析手法に比べて短時間で計算することができる。このため、電源−グラウンドプレーン間の電圧変動を抑制するためのデカップリングコンデンサの配置や、電源プレーンまたはグラウンドプレーンの形状を変更するなどの対策の効果を短時間で確認することが可能となり、不要電磁放射を抑制したプリント基板を設計することができる。
【００６１】
（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態である電磁放射解析装置の主要部の構成を示すブロック図である。本実施形態の電磁放射解析装置５０は、図１に示した構成において、レイアウト情報変更部１１および電圧変動記憶部１２を追加したものである。図１１中、図１に示した構成と同じものには同じ符号を付しており、ここでは、その説明は省略する。
【００６２】
レイアウト情報変更部１１は、レイアウト情報入力部２から出力されたプリント基板のレイアウトに関する情報を変更し、そのデータを電源−グラウンド系レイアウト抽出部３に供給する。電圧変動記憶部１２は、電圧変動算出部７で算出された電源−グラウンド系端部の電圧変動を記憶する。レイアウト情報変更部１１でグラウンドプレーンの構造のみが変更された場合で、電源−グラウンドプレーンを分割するセルサイズに関するデータに変更が無い場合は、電圧変動記憶部１２に格納した電圧変動のデータを用いることで、再度の電圧変動の計算を省略する。
【００６３】
本実施形態の電磁放射解析装置のハードウェア構成は、図２に示した構成と基本的に同じである。レイアウト情報変更部１１は、入出力装置３４に備えられ、電圧変動記憶部１２は記憶装置３５に備えられる。他の機能部は、第１の実施形態の場合と同様である。
【００６４】
次に、本実施形態の電磁放射解析装置５０の動作について詳細に説明する。図１２は、図１１に示した電磁放射解析装置５０の動作を示すフローチャートである。以下、図１１および図１２を参照して動作説明を行う。
【００６５】
電磁放射解析装置５０が起動すると、演算装置３６が、記憶装置３５に格納されているプログラムを読み込んで実行する。これにより、図１１に示した各機能ブロックが実現される。
【００６６】
電磁放射解析装置５０が起動した後、レイアウト情報入力部２にて、電源プレーンとグラウンドプレーンの構造、ＬＳＩやＩＣなどの電子デバイスとデカップリングコンデンサの搭載位置などのプリント基板のレイアウトに関するデータ（レイアウト情報）を入力する（ステップＳ２０）。この入力データは、レイアウト情報入力部２からレイアウト情報変更部１１に供給される。
【００６７】
次に、レイアウト情報変更部１１にて、電源−グラウンド系の電圧変動を抑制するため、または、グラウンドプレーンの構造に起因する共振を抑制するため、電源プレーンやグラウンドプレーンの構造、ＬＳＩやＩＣなどの電子デバイスとデカップリングコンデンサなどの搭載位置の変更、またはデカップリングコンデンサの追加など、レイアウトに関する情報に変更を施す（ステップＳ２１）。変更が施されたレイアウト情報は、電源−グラウンド系レイアウト抽出部３に供給される。
【００６８】
次に、電源−グラウンド系レイアウト抽出部３が、レイアウト情報変更部１１から供給されたレイアウト情報から、電源プレーンとグラウンドプレーンと誘電体基板に関係するレイアウトを抽出する（ステップＳ２２）。抽出したレイアウトの情報は、電源−グラウンド系セル生成部４に供給される。
【００６９】
次に、電源−グラウンド系セル生成部４が、電源−グラウンド系レイアウト抽出部３から供給された電源−グラウンド系に関するレイアウトを複数のセルに分割する（ステップＳ２３）。
【００７０】
レイアウトのセル分割が行われると、続いて、電源−グラウンド系端部セル抽出部５が、図５の（ａ）および（ｂ）に示したような電源−グラウンドプレーン端部２４ａ、２４ｂに位置するセルを抽出し（ステップＳ２４）、そのデータを電源−グラウンド系セル生成部４から入力された電源−グラウンドプレーンを分割するセルに関するデータとともに電源−グラウンド系電圧変動算出部７に供給する。
【００７１】
次に、物理定数入力部６にて、ＬＳＩの電源電流特性と解析周波数に関するデータを入力する（ステップＳ１４）。この入力データは、電源−グラウンド系電圧変動算出部７に供給される。
【００７２】
次に、電源−グラウンド系電圧変動算出部７が、電圧変動の計算が必要かどうかを判断する（ステップＳ２６）。ステップＳ２１のレイアウト情報の変更において、グラウンドプレーンの構造のみが変更された場合で、電源−グラウンドプレーンを分割するセルサイズに変更がない場合には、レイアウト情報の変更前後で、同じ電圧変動データを使用することができる。これは、図１６に示した３種のプリント基板（解析モデル）において、電源プレーンの構造が同一である場合には、グラウンドプレーンの大きさによらず、電源−グラウンド系の端部に生じる電圧変動は同一とみなせるためである。
【００７３】
ステップＳ２６にて、電圧変動の計算が必要であると判断した場合は、電源−グラウンド系電圧変動算出部７は、電源−グラウンド系の電圧変動を算出し（ステップＳ２７）、その端部各セルにおける電圧変動ＶＤＭのうち、電源プレーンとグラウンドプレーンの端部が一致しない箇所の電圧をコモンモード電流算出部８に供給する。さらに、電源−グラウンド系電圧変動算出部７は、全ての端部セルの電圧値を電圧変動記憶部１２と放射電磁界強度算出部９に出力する。
【００７４】
ステップＳ２６にて、電圧変動の計算が必要ないと判断した場合は、電源−グラウンド系電圧変動算出部７は、電圧変動の算出は行わず、電圧変動記憶部１２から電圧変動データを読み出してコモンモード電流算出部８および放射電磁界強度算出部９にそれぞれ供給する（ステップＳ２８）。
【００７５】
コモンモード電流算出部８では、セル分割されたグラウンドプレーンの解析モデルを使用し、電源−グラウンド系電圧変動算出部７から供給された電圧変動ＶＤＭを、等価なコモンモード電流を誘起する電圧源ＶＣＭに変換して、グラウンドプレーンに流れるコモンモード電流の値を算出する（ステップＳ２９）。算出されたコモンモード電流値は、放射電磁界強度算出部９に供給される。
【００７６】
放射電磁界強度算出部９では、コモンモード電流算出部８から出力されたグラウンドプレーンを流れる電流から第１の放射電磁界強度を算出し、さらに、電源−グラウンド系電圧変動算出部７から出力された電源−グラウンドプレーン端部の電圧から、電源−グラウンド系より生じる第２の放射電磁界強度を算出する（ステップＳ０）。そして、放射電磁界強度算出部９は、算出した第１および第２の放射電磁界強度の合計を、プリント基板全体からの放射電磁界強度として算出し、その結果を放射電磁界強度表示部１０に出力する。
【００７７】
電源−グラウンド系より生じる第２の放射電磁界強度は、電源−グラウンドプレーン端部の電圧を等価磁流源として表すことで算出することができる(S.Ramo et al:Fields and Waves in Communication Electronics, Third Edition, pp.616参照)。例えば、図１３に示すような、同じ大きさの電源プレーンとグラウンドプレーンを対向して配置した基板の中心を原点とするＸＹＺ座標系において、電源−グラウンド系から放射される電界は、すべての電源−グラウンドプレーン端部電圧からの放射電界を積分することで、以下の数式４により計算できる。
【００７８】
【数４】
2008059464.tif 000006
【００７９】
ここで、Ｅは放射電界、ｊは虚数単位、ｋは波数、ｒは原点から電磁界の観測点までの距離、ｒ’は原点から電源−グラウンドプレーン端部までの距離、εは空間の誘電率、Ｓは電源−グラウンドプレーン端部に沿った積分経路、ｎは電源−グラウンドプレーン端部と垂直をなす方向の外向き法線ベクトル、Ｍは等価磁流、Ｖは電源−グラウンドプレーン端部電圧、ｈは電源−グラウンドプレーン間の距離を示す。
【００８０】
放射電磁界強度表示部１０では、放射電磁界強度算出部１０から供給された、グラウンドプレーンからの第１の放射電磁界強度および電源−グラウンド系からの第２の放射電磁界強度、ならびにこれら第１および第２の放射電磁界強度を合成した、プリント基板全体からの放射電磁界強度を、それぞれ個別に表示する（ステップＳ３１）。設計者は、放射電磁界強度表示部１０に表示された放射電磁界強度に基づいて、レイアウトの変更が必要かどうかの判断を行う（ステップＳ３２）。そして、放射電磁界強度が十分に抑制され、レイアウトを変更する必要がないと判断した場合は、全ての工程を終了する。一方、放射電磁界強度が十分に抑制されておらず、レイアウトを変更する必要があると判断した場合には、ステップＳ２１のプリント基板のレイアウト情報の変更の工程に戻る。
【００８１】
本実施形態の電磁放射解析装置によれば、グラウンドプレーンからの電磁放射を抑制するために、レイアウト情報変更部１１にて、電源プレーン、グラウンドプレーンの構造、ＬＳＩやＩＣなどの電子デバイスとデカップリングコンデンサなどの搭載位置を変更することが可能である。これにより、グラウンドプレーンからの電磁放射を抑制するための対策の効果を確認しながら設計を行うことができる。
【００８２】
また、レイアウト情報の変更において、グラウンドプレーンの構造のみを変更し、電源−グラウンドプレーンを分割するセルサイズについての変更を行わなかった場合は、電圧変動記憶部１２に記憶された電圧変動データを使用することで、グラウンドプレーンからの放射電磁界強度を短時間で算出することができるので、放射電磁界強度を抑制する対策の効果を短時間で確認することできる。
【００８３】
さらに、電源−グラウンド系からの放射電磁界強度を計算することで、プリント基板全体からの放射電磁界強度を定量的に把握するとともに、電磁放射の主要因が電源−グラウンド系またはグラウンドプレーンのどちらであるかを切り分けることができる。これにより、電源−グラウンド系またはグラウンドプレーンからの放射のどちらを優先的に対策するかを判断することができる。
【００８４】
以上の作用効果により、不要電磁放射を抑制したプリント基板を設計することができる。
【実施例】
【００８５】
次に、本発明の電磁放射解析装置を用いたプリント基板の電磁放射解析の具体例について説明する。
【００８６】
本実施例では、図１６の(ｃ)に示したような１つのノイズ源を有するプリント基板を対象とし、第１の実施形態の電磁放射解析装置を用いて、グラウンドプレーンからの放射電磁界強度を算出する。
【００８７】
まず、図１に示した電磁放射解析装置１のレイアウト情報入力部２において、プリント基板のサイズ（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×１ｍｍ）、誘電体基板の基板材の誘電率（４．３）、電源プレーンのサイズ（１００ｍｍ×１５０ｍｍ）、グラウンドプレーンのサイズ（１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）、グラウンドプレーン上のスリットのサイズ（１０ｍｍ×１４０ｍｍ）、およびこれらの位置関係とノイズ源となるＬＳＩの搭載位置を示すレイアウト情報が入力される。
【００８８】
次に、物理定数入力部６にて、図１４に示すような４０ＭＨｚで動作するＬＳＩの電源電流特性と、解析周波数（４０ＭＨｚの整数倍の周波数）、その上限値（１ＧＨｚ）が入力される。図１４の（ａ）は、横軸に時間、縦軸に電流値をとり、ＬＳＩの動作に伴い発生する電源電流の特性を示している。図１４の（ｂ）は、図１４の（ａ）に示す電源電流の次官波形を周波数領域に変換したものである。
【００８９】
レイアウト情報入力部２および物理定数入力部６にて必要な情報を入力した後、図３に示したステップＳ１１〜Ｓ１３、Ｓ１５〜Ｓ１７の工程により、グラウンドプレーンからの放射電界強度を算出した。ここでは、グラウンドプレーンの中心を原点として、３ｍ離れた点での最大電界強度を算出した。その結果を、図１５に示す。図１５は、横軸に周波数、縦軸に放射電界強度の最大値をとり、入力されたＬＳＩの電源電流特性に対するグラウンドプレーンからの放射電界強度を示している。図１５の結果から、ＬＳＩの動作周波数の整数倍である４００ＭＨｚ、４８０ＭＨｚ、７２０ＭＨｚ、８８０ＭＨｚにおいて、グラウンドプレーンから放射される電界強度がピークとなることがわかる。放射電界強度表示部１０には、この図１５に示した結果が表示される。
【００９０】
以上説明した本発明の電磁放射解析装置は、図示した構成に限定されるものではなく、電源プレーンとグラウンドプレーンの間の電圧変動からグラウンドプレーンに流れるコモンモード電流の値を求めて、そのコモンモード電流値から放射電磁界強度を算出する、という発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜に変更することができる。
【００９１】
また、プリント基板のレイアウト情報から電源プレーン、グラウンドプレーンおよび誘電体基板に関するレイアウトを抽出し、そのレイアウトを複数のセルに分割して、電源−グラウンドプレーン端部における電圧変動を算出しているが、セル分割を行わずに、レイアウトの大きさや位置関係などの情報から、レイアウトにおける、電源プレーンおよびグラウンドプレーンの端部をそれぞれ抽出し、電源プレーンのグラウンドプレーンと対向する端部のうちの、少なくともグラウンドプレーンの端部とは対向しない端部について、グラウンドプレーンおよび電源プレーンの間の電圧変動を算出するようにしてもよい。
【００９２】
第１および第２の実施形態において、プリント基板に複数の電源プレーンが存在する場合には、電源プレーンのそれぞれとグラウンドプレーンを対として、各対について、電源−グラウンド系のレイアウト情報の抽出、電源−グラウンド系のレイアウトのセル分割、電源−グラウンド系端部のセルの抽出、電源−グラウンド系の電圧変動の算出、グラウンドプレーンを流れるコモンモード電流の算出、放射電磁界強度の算出、放射電磁界強度の表示、といった各処理が実行される。
【００９３】
また、例えば図４の（ｂ）に示したレイアウトにおいて、電源プレーン２２を図面に向かって上方向にシフトしたような配置においては、電源プレーン２２の端部のうち、右側の端部以外の端部が、図５に示した電源−グラウンドプレーン端部２４ａとされる。すなわち、電源プレーンのグラウンドプレーンと対向する端部のうちの、グラウンドプレーンの端部とは対向しない端部が、電源−グラウンドプレーン端部２４ａとされる。残りの端部は、電源−グラウンドプレーン端部２４ｂとされる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１の実施形態である電磁放射解析装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電磁放射解析装置の各機能ブロックを実現するためのハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す電磁放射解析装置の動作を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）は、電源−グラウンド系のレイアウトを説明するための斜視図、（ｂ）は（ａ）に示したレイアウトを基板面に垂直な方向から見た場合の模式図である。
【図５】（ａ）は、セル分割した電源−グラウンド系のレイアウトを説明するための斜視図、（ｂ）は、（ａ）に示したレイアウトを基板面に垂直な方向から見た場合の模式図である。
【図６】グラウンドプレーンの解析モデルを使用した、電圧変動から電圧源への変換を説明するための模式図である。
【図７】電源プレーンとグラウンドプレーンの間に生じる電圧変動と電圧源を説明するための模式図である。
【図８】図７に示す電圧変動により発生する磁流を説明するための図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の基板面に水平な方向からみた場合の模式図である。
【図９】図７に示す電圧源により発生する磁流を説明するための図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は（ａ）の基板面に水平な方向からみた場合の模式図である。
【図１０】微小電流素片から放射する電磁界を説明するための座標系を示す模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態である電磁放射解析装置の主要部の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１に示す電磁放射解析装置の動作を示すフローチャートである。
【図１３】電源−グラウンドプレーン端部の電圧に基づく放射電磁界を説明するための座標系を示す模式図である。
【図１４】（ａ）は、４０ＭＨｚで動作するＬＳＩの電源電流特性を示す図、（ｂ）は、（ａ）に示す電源電流の次官波形を周波数領域に変換した図である。
【図１５】ＬＳＩの電源電流特性に対するグラウンドプレーンからの放射電界強度を示す図である。
【図１６】（ａ）から（ｃ）は、グラウンドプレーンの大きさ、形状による電磁放射の差異を説明するための解析モデルを示す図である。
【図１７】図１６に示す解析モデルの放射電界強度をシミュレーションした結果を示す図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  電磁放射解析装置
２  レイアウト情報入力部
３  電源−グラウンド系レイアウト抽出部
４  電源−グラウンド系セル生成部
５  電源−グラウンド系端部セル抽出部
６  物理定数入力部
７  電源−グラウンド系電圧変動算出部
８  コモンモード電流算出部
９  放射電磁界強度算出部
１０  放射電磁界強度表示部
【図１】
2008059464.tif 000007
【図２】
2008059464.tif 000008
【図３】
2008059464.tif 000009
【図４】
2008059464.tif 000010
【図５】
2008059464.tif 000011
【図６】
2008059464.tif 000012
【図７】
2008059464.tif 000013
【図８】
2008059464.tif 000014
【図９】
2008059464.tif 000015
【図１０】
2008059464.tif 000016
【図１１】
2008059464.tif 000017
【図１２】
2008059464.tif 000018
【図１３】
2008059464.tif 000019
【図１４】
2008059464.tif 000020
【図１５】
2008059464.tif 000021
【図１６】
2008059464.tif 000022
【図１７】
2008059464.tif 000023