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La CEM pour raison d’être
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NET-EMC
NET-EMCNEtwork Tool for ElectroMagnetic Compatibility
Prédiction des Interférences EM dans lesSystèmes Aéronautiques par la Méthode de Kron
PCB / Equipements / Systèmes
La CEM pour raison d’être
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PLAN
Contexte
I) Présentation de NET-EMC
II) Innovation : Principaux Axes
III) Applications Aéronautiques
Conclusion
La CEM pour raison d’être
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ContexteBesoin en Conception CEM
Evolution de l’environnement EM :
+ Electroniques (Avion tout électrique) + Equipements avioniques modulaires + Matériaux Composites Risques de Non respect des normes CEM Risques de Perturber le fonctionnement dessystèmes
Besoin :
Nouveaux outils pour anticiper les problèmes CEM le plus tôt possible dansles phases de conception
La CEM pour raison d’être
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I) NET-EMCPositionnement de l’outil :
Permettre à l’ingénieur CEM de répondre rapidement auxproblématiques de conception en phase amont des projets
Offre une analyse complémentaire à d’autres outils de simulation
Comment :Chasse au gaspillage de temps de calcul et de taille mémoire avec unereprésentativité et une précision au plus juste
Analyse des phénomènes EM par Activation/Désactivation des couplages
Analyse paramétrique ultra-rapide
Avec son PC de bureau
La CEM pour raison d’être
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Innovation 2
R&D modèles optimisés
Innovation 1
Méthodologie de simplification
Innovation 3
Implémentation numérique
I) NET-EMCPrincipe
V1,1
V2,1 V2,2
V3,2V3,1 V3,3 V3,4 V3,5
V1,1
V2,1 V2,2
V3,2V3,1 V3,3 V3,4 V3,5
V1,1
V2,1 V2,2
V3,2V3,1 V3,3 V3,4 V3,5
( )uPed
jkdk
PE
elm
jkd
elm
×⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡−
=
−
.
.41)(
12212
12
2
0
0
εμ
π
5.0e+007 1.0e+008 1.5e+008 2.0e+008 2.5e+008 3.0e+008 3.5e+008 4.0e+008 4.5e+008 5.0e+008-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
Freq. (Hz)
|S21| (dB)
Measurement
Simulation
La CEM pour raison d’être
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II) Innovation 1Simplification du système
Chasse au gaspillage de temps de calcul et de taille mémoire avec unereprésentativité et une précision au plus juste
Représentation du système par des formes géométriques simples
Prendre en compte uniquement les paramètres dimensionnant
Interface utilisateur conviviale pour construire rapidement le modèle
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Analyse topologique
Hypothèses Physiques : Identifier les surfaces topologiques et les chemins de couplage
V(1,1)
V(2,1)V(2,2)
V(2,3)
V(3,1)V(3,2..3) V(3,4) V(3,5) V(3,6)
V(3,7..13)
V(3,14)
II) Innovation 1
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Hybridation des méthodesII) Innovation 2
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Analyse tensorielle des réseauxII) Innovation 3
Espace des Branches Espace des Mailles
I4I1 I3I2 I’1
I’2 I’3Matrice de transformation
d’espace
Représentation tensorielle
Interactions Conduites
Interactions Rayonnées
Couplage ElectriqueEspace des Branches
Couplage MagnétiqueEspace des Mailles
Espace des réseaux non connectés Espace des réseaux connectés
Matrice de transformationd’espace
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III) Applications
A) Gestion des Evolutions Equipements
B) Identification des Chemins de Couplage
C) Impact EM des Incertitudes Géométriques
xy
z
Validations par mesures effectuées par :Xlim, APPLUS et TUBITAK
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III) ApplicationsA) Gestion des Evolutions
Problématique – Plan Test
xy
z
Problématique :Etude de l’efficacité de blindage
Utilité du BlindageImpact des ouvertures sur l’efficacité de blindageEvolution du PCB
Plan Test :
PCB
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xyz
Blindage MeilleurCavité « plus résonante » (moins de pertes via ouvertures)
III) ApplicationsA) Gestion de l’évolution des ouvertures
Efficacité de blindageSeE=20.log(E/Eref) (dB)
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III) ApplicationsA) Gestion de l’évolution du PCB
SIMULATIONMESURE
Évolution du PCB
Scan champ proche à découvrir
au STAND NEXIO
PCB
Antenne 1Extérieure
Antenne 4
5 Ouvertures
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Gain en Coût de Calcul
200 pts Bande de fréquences : 20 MHz – 2 GHz PC DELL Vostro 1510 : Syst : 32 bits // Dual Core 2.10 GHz // RAM : 3 Go
MoM : 386 min (6 h 26 min)
NET-EMC : 3 secondes
xy
z
III) ApplicationsA) Gestion des Evolutions
La CEM pour raison d’être
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III) ApplicationsB) Identification des chemins de couplage
Problématique – Plan Test
X = 47 cmY = 29 cmZ = 150 cm
L = 100 cmh = 3cmdia = 1.5 mmd12 = 4 cm
R1,2,3,4 = 50 Ωxz
5/6
1/6
1/6 1/4 1/3
1/41/3
1/2
1/2
2/3
C1
C2
C4a
5/6
1/6
1/6
1/4
Problématique :
Identifier les chemins de couplage
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III) ApplicationsB) Identification des chemins de couplage
NET-EMC Tous les couplages
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III) ApplicationsB) Identification des chemins de couplage
NET-EMC Diaphonie
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III) ApplicationsB) Identification des chemins de couplage
NET-EMC : Ligne1 Cav Ligne2
La CEM pour raison d’être
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400 pts Bande de fréquences : 100 MHz – 1 GHz PC DELL Vostro 1510 : Syst : 32 bits // Dual Core 2.10 GHz // RAM : 3 Go
NET-EMC :FDFD calcul (2D) : 2.5 minBoucle fréquentielle : + 2.5 min
= 5 minutes
(MoM : 20 heures)
III) ApplicationsB) Identification des chemins de couplage
Gain en Coût de Calcul
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III) ApplicationsC) Impact des incertitudes géométriques
Problématique - Plan Test
5/61/6
1/2E1
E2
AR dx
dz
dx
dz
X = 47 cmY = 29 cmZ = 150 cm
xz
dy = ± 2 cmdx = ± 2 cm
dz = ± 5 cm
± 4.2 % ± 6.8 % ± 3.3 %
Incertitudes géométriques
dy
dyyx
Problématique :
Evaluer l’impact EM des incertitudes géométriques
La CEM pour raison d’être
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X = 47 cmY = 29 cmZ = 150 cm
dy = ± 0dx = ± 0
dz = ± 0
± 0 % ± 0 % ± 0 %
Incertitudes
y
x
zSimulation NET-EMCMesure de référence
III) ApplicationsC) Impact des incertitudes géométriques
La CEM pour raison d’être
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X = 47 cmY = 29 cmZ = 150 cm
dy = ± 0dx = ± 2 cm
dz = ± 0
± 4.2 % ± 0 % ± 0 %
Incertitudes
X’ = X + 2 cmX’ = X - 2 cm
Mesure de référence
y
x
z
III) ApplicationsC) Impact des incertitudes géométriques
La CEM pour raison d’être
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X = 47 cmY = 29 cmZ = 150 cm
dy = ± 2 cmdx = ± 0
dz = ± 0
± 0 % ± 6.8 % ± 0 %
Incertitudes
Y’ = Y + 2 cmY’ = Y - 2 cm
Mesure de référence
y
x
z
III) ApplicationsC) Impact des incertitudes géométriques
La CEM pour raison d’être
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400 pts Bande de fréquences : 100 MHz – 1 GHz PC DELL Vostro 1510 : Syst : 32 bits // Dual Core 2.10 GHz // RAM : 3 Go
NET-EMC :FDFD calcul (2D) : 2.5 minBoucle fréquentielle : + 2.5 min
= 5 minutes
(MoM : 20 heures)
III) ApplicationsC) Impact des incertitudes géométriques
Gain en Coût de Calcul
La CEM pour raison d’être
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Conclusions
Intérêts de l’outil NET-EMC
Aide à la conception en phase amont
Analyse Multi-Paramètres & Multi-échelles
Faibles coûts informatiques(Temps + Ressources)
Marges & Incertitudes
Identification des chemins decouplage
Compréhension desphénomènes Physiques
Gestion des Obsolescences
Inconvénients
Non adapté à n’importequelle géométrie complexe
(câbles, cavités,…)
Respecter les hypothèsesd’application des modèles
xyz
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Thanks for your attention