一种用于测量电场法向分量的近场探针.pdf

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1、第37卷第1期合肥工业大学学报(自然科学版)Vo1．37No．12014年1月JOURNAIOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYJan．2014一种用于测量电场法向分量的近场探针刘玉欣，李殿来，杨明武(合肥工业大学电子科学与应用物理学院，安徽合肥230009)摘要：文章设计一种以半钢同轴线制作的近场法向电场探针，应用到电磁场三维近场成像仪上，检测射频电路表面电场；从耦合角度分析探针并阐释其工作原理，制作得到了一个低成本、加工简单、实用的近电场探针。由理论数据、仿真数据及实测数据比较和分析的结果显示，探针具有良好的耦合

2、性能及分辨率。关键词：同轴线；近电场；法向探针；耦合性能；分辨率中图分类号：TN98文献标识码：A文章编号：1003—5060(2014)01—0078—04Anear-fieldprobeformeasuringnormalcomponentofelectricfieldLIUYu-xin．LIDian-lai。YANGMing—wu(SchoolofElectronicScienceandAppliedPhysics，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Inth

3、ispaper，anearfieldprobemadeofsemi—steelcoaxialcableispresentedtomeasurenor—malcomponentofelectricfield．Itcanbeappliedtothethree-dimensionalelectromagneticfieldimagertodetecttheRFcircuitsurfaceelectricfield．Theoperationprincipleoftheprobeisexplainedfromthepointofcoupling．A

4、practicalnearelectricfieldprobewithlowcostandsimpleprocessingismade．Thetheoreticaldata，simulationdataandmeasureddataareanalyzedandcompared，andtheresultsshowthattheprobehasgoodcouplingperformanceandgoodresolution．Keywords：coaxialcable；nearelectricfield；normal—fieldprobe；co

5、uplingperformance；resolution用在近场扫描仪上的探针分为电场探针和磁场探0引言针，电场探针的原理是基于测量高频电路的表面随着电路集成技术的发展，电路集成度越来电场，磁场探针的原理是基于测量高频电路的表越高，产品小型化趋势不断加强，但紧凑的器件及面磁场_4]。测量高频电路时，磁场探针得到了广连线导致设备电路系统电磁干扰严重，电磁污染泛研究与应用[5]。但用磁场探针测量存在一定的较大。为此，世界各国及地区制定了相应EMC限制，需要待测电路有较强辐射电流ll6]。当辐射检测标准，要求相应产品在投放市场前必须通过电流相对

6、较小，待测体布线密集情况下，探针的灵EMC检测标准[1]。为了使研发产品顺利通过敏度及空间分辨率不能满足要求，近电场探针将EMC评估，缩短研发周期，电路设计工程师需要取代磁场探针[6]。用电磁场近场扫描仪对集成电路近场进行EMI本文探讨的近电场法向电场探针，用于测量检测及电路的诊断。近场探针是近场扫描仪器探高频电路近场的法向电场信息。首先根据电场耦测的关键器件，探针的分辨率及耦合性能决定探合分析探针工作原理，然后由软件仿真得出探针测结果的准确性，通过探针能够准确定位电磁辐的仿真数据，最后根据仿真数据、实验数据分析探射源，检测电路的不连续和

7、定位电路缺陷引。应针测量误差产生的原因及分辨率。收稿日期：20130304；修回日期：20130421基金项目：安徽省高等学校省级自然科学研究重点资助项目(KJ2012Z316)作者简介：刘玉欣(1986)，男，吉林松原人，合肥工业大学硕士生；杨明武(1958一)，男，安徽定远人，合肥工业大学教授，硕士生导师80合肥工业大学学报(自然科学gt)第37卷TEM模。通过静电场理论分析近似得到微如最强处电场分布，与理论完全吻合，如图5带线上方的理论电场分布，在》情况下，边界所示。条件对称，通过拉普拉斯方程求解微带线上电场，得出法向电场。如下：l

8、当O≤2<时，E一一A()cos()c。sh()c8骠‘odd蠼0当≤z<∞时，1E一{()c。s()si()×exp[I——=-—一]l)f(9)x

9、mm其中图5理论解与仿真值比较．／nnW