Time- and frequency-domain modeling of passive interconnection structures in field and circuit analysis

Abstract

Die vorliegende Arbeit widmet sich den theoretischen Grundlagen und numerischen Verfahren zur Analyse passiver Verbindungsstrukturen auf der Basis der elektromagnetischen Feld- und Netzwerktheorie. Die Simulation elektromagnetischer Phänomene gewinnt eine immer stärkere Bedeutung sowohl im Entwicklungsprozess elektronischer Komponenten und Systeme als auch bei der EMV-Analyse. Ständig steigende Operationsfrequenzen erfordern die Einbeziehung der passiven Verbindungsstrukturen in die Analyse sowohl im Frequenz- als auch im Zeitbereich. Dabei wächst insbesondere die Bedeutung von Zeitbereichsmethoden bei der Behandlung elektrodynamischer Probleme infolge zunehmender Schaltfrequenzen und immer steilerer Anstiegsflanken. Frequenzbereichsmethoden in Kombination mit der Fourierrücktransformation erfordern bei extrem breiten Frequenzspektren einen hohen Rechenaufwand, um Zeitbereichslösungen mit hinreichender Genauigkeit zu erhalten. Im Falle von Nichtlinearitäten sind Zeitbereichsmethoden sogar die einzige Möglichkeit. Aus diesem Grunde wird in der vorliegenden Arbeit ein besonderer Schwerpunkt auf die Zeitbereichsmodellierung der Verbindungsstrukturen einschließlich der Schaltungsumgebung sowie die Behandlung mittels Netzwerksimulatoren gelegt.