NET-EMC. NEtwork Tool for ElectroMagnetic Compatibility. Prédiction des Interférences EM dans les Systèmes Aéronautiques par la Méthode de Kron

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1 NET-EMC NEtwork Tool for ElectroMagnetic Compatibility Prédiction des Interférences EM dans les Systèmes Aéronautiques par la Méthode de Kron PCB / Equipements / Systèmes NET-EMC 10/04/2013 1

2 PLAN Contexte I) Présentation de NET-EMC II) Innovation : Principaux Axes Aéronautiques Conclusion 10/04/2013 2

3 Contexte Besoin 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 des systèmes Besoin : Nouveaux outils pour anticiper les problèmes CEM le plus tôt possible dans les phases de conception 10/04/2013 3

4 I) NET-EMC Positionnement de l outil : Permettre à l ingénieur CEM de répondre rapidement aux problématiques 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 une représentativité et une précision au plus juste Analyse des phénomènes EM par Activation/Désactivation des couplages Analyse paramétrique ultra-rapide Avec son PC de bureau 10/04/2013 4

5 I) NET-EMC Principe Innovation 2 R&D modèles optimisés Innovation 1 Méthodologie de simplification E P μ k ε d Innovation 3 Implémentation numérique V 1,1 V 2,1 V 2,2 V 3,1 V 3,2 V 3,3 V 3,4 V 3,5 el jkd el m 12 m ) = 1. 4π ( 12 0 Measurement ) -20 Simulation B d ( S -80 jk e d ( ). P u e e e e e e e e e e+008 Freq. (Hz) 10/04/2013 5

6 II) Innovation 1 Simplification du système Chasse au gaspillage de temps de calcul et de taille mémoire avec une représentativité 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 10/04/2013 6

7 II) Innovation 1 Analyse topologique 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) Hypothèses Physiques : Identifier les surfaces topologiques et les chemins de couplage V (3,14) 10/04/2013 7

8 II) Innovation 2 Hybridation des méthodes 10/04/2013 8

9 Représentation tensorielle II) Innovation 3 Analyse tensorielle des réseaux Espace des Branches Matrice de transformation d espace Espace des Mailles Interactions Conduites Matrice de transformation d espace I I2 1 I 3 I 4 I I 2 I 3 1 Espace des réseaux non connectés Espace des réseaux connectés Interactions Rayonnées Couplage Electrique Espace des Branches Couplage Magnétique Espace des Mailles 10/04/2013 9

10 A) Gestion des Evolutions Equipements y z x B) Identification des Chemins de Couplage C) Impact EM des Incertitudes Géométriques Validations par mesures effectuées par : Xlim, APPLUS et TUBITAK 10/04/

11 Problématique : Etude de l efficacité de blindage Utilité du Blindage Impact des ouvertures sur l efficacité de blindage Evolution du PCB A) Gestion des Evolutions Problématique Plan Test Plan Test : y z x PCB 10/04/

12 A) Gestion de l évolution des ouvertures z y x Blindage Meilleur Cavité «plus résonante» (moins de pertes via ouvertures) Efficacité de blindage SeE=20.log(E/Eref) (db) 10/04/

13 Scan champ proche à découvrir au STAND NEXIO MESURE SIMULATION A) Gestion de l évolution du PCB PCB Antenne 4 5 Ouvertures Antenne 1 Extérieure Évolution du PCB 10/04/

14 A) Gestion des Evolutions Gain en Coût de Calcul y z x 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 10/04/

15 B) Identification des chemins de couplage Problématique Plan Test Problématique : Identifier les chemins de couplage 1/6 1/6 1/4 1/3 1/2 5/6 5/6 1/6 1/6 1/4 1/3 1/2 2/3 C2 C1 C4a X = 47 cm Y = 29 cm Z = 150 cm L = 100 cm h = 3cm dia = 1.5 mm d 12 = 4 cm x z R 1,2,3,4 = 50 Ω 10/04/

16 B) Identification des chemins de couplage NET-EMC Tous les couplages 10/04/

17 B) Identification des chemins de couplage NET-EMC Diaphonie 10/04/

18 B) Identification des chemins de couplage NET-EMC : Ligne1 Cav Ligne2 10/04/

19 B) Identification des chemins de couplage Gain en Coût de Calcul 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 min Boucle fréquentielle : min = 5 minutes (MoM : 20 heures) 10/04/

20 Problématique : 1/6 C) Impact des incertitudes géométriques Evaluer l impact EM des incertitudes géométriques AR 5/6 dx Problématique - Plan Test Incertitudes géométriques 1/2 dz E1 E2 X = 47 cm Y = 29 cm Z = 150 cm dz dx = ± 2 cm dy = ± 2 cm dz = ± 5 cm dy ± 4.2 % ± 6.8 % ± 3.3 % x z dx y x dy 10/04/

21 C) Impact des incertitudes géométriques X = 47 cm Y = 29 cm Z = 150 cm dx = ± 0 dy = ± 0 dz = ± 0 Incertitudes ± 0 % ± 0 % ± 0 % Mesure de référence Simulation NET-EMC y z x 10/04/

22 C) Impact des incertitudes géométriques X = 47 cm Y = 29 cm Z = 150 cm dx = ± 2 cm dy = ± 0 dz = ± 0 Incertitudes ± 4.2 % ± 0 % ± 0 % Mesure de référence X = X + 2 cm X = X - 2 cm y z x 10/04/

23 C) Impact des incertitudes géométriques X = 47 cm Y = 29 cm Z = 150 cm dx = ± 0 dy = ± 2 cm dz = ± 0 Incertitudes ± 0 % ± 6.8 % ± 0 % Mesure de référence Y = Y + 2 cm Y = Y - 2 cm y z x 10/04/

24 C) Impact des incertitudes géométriques Gain en Coût de Calcul 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 min Boucle fréquentielle : min = 5 minutes (MoM : 20 heures) 10/04/

25 Conclusions Intérêts de l outil NET-EMC Aide à la conception en phase amont Analyse Multi-Paramètres & Multiéchelles y z x Faibles coûts informatiques (Temps + Ressources) Marges & Incertitudes Identification des chemins de couplage Compréhension des phénomènes Physiques Gestion des Obsolescences Inconvénients Non adapté à n importe quelle géométrie complexe (câbles, cavités, ) Respecter les hypothèses d application des modèles 10/04/

26 Thanks for your attention 10/04/