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隨著汽車電動化、智能化、網聯化、共享化技術的不斷變革，車輛承載的功能也愈加復雜，智能汽車也迎來了從分布式向域集中式的過渡階段，大量ECU整合，減少了整車相應的線束和空間布置的難度，避免了因眾多分散的運算控制單元導致的算力浪費。在實現架構優化的同時，集成式控制器也帶來了更加嚴峻的輻射發射（RE）問題，并且產品的輻射發射問題已成為延滯產品開發周期的關鍵難題。

輻射發射簡介

輻射發射（RE，Radiated Emission）指電子產品其內部電路工作時向周圍空間發射的電磁波，電磁波通過空間作為傳播路徑而不是導線，目的是測試電子、電氣產品及其部件，包括來自外殼、電纜及連接線上的輻射發射強度，檢測其輻射發射是否符合標準要求，以便產品工作時不影響同一環境中的其他設備。

現階段產品集成度高且測試標準嚴苛，RE失效率顯著提高。測試階段產品的機械結構、PCB布局與走線設計已定型，將導致整改措施受限且整改成本高。此外，常見多干擾源導致頻點超標問題極難定位源頭，測試排查周期長、成本高。使用預測測試結果的輻射發射仿真方法，采用軟件模擬產品的輻射發射強度或快速定位干擾源，可提前預測產品輻射發射特性，并提供RE失效的整改思路與方案，縮短產品開發周期，有效降低成本，提高產品RE測試通過率。

輻射發射建模與仿真思路

輻射發射仿真可以在項目原理圖階段指導器件選型、layout階段指導走線與器件布局、機械上均衡發射發射與散熱設計，測試階段提供整改思路與解決方案。因此基于不同階段的RE仿真將有不同的仿真思路，簡要分為以下四類：

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模塊級別的PCB板級輻射

模塊級別的RE仿真通?？紤]PCB關鍵模塊與PCB走線，將PCB導入仿真軟件，配置層疊結構參數與器件模型，可分別進行近場與遠場的板級輻射分析，通過場圖分析可以定位PCB板輻射發射強弱點；

圖1 板級電磁輻射圖

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制器級別的RE仿真

控制器級別的RE仿真考慮外殼機械結構與PCB板的控制器系統，提取PCB走線參數，建立模型、激勵配置進行仿真求解、近場分析輸出數據，導入外殼模型，配置近場數據。輸出產品帶外殼的控制器級別的輻射發射仿真曲線和場圖，可以清晰的定位系統級產品輻射發射的強弱位置，為產品的系統級輻射發射整改與設計提出解決思路。

圖2 控制器級電磁輻射圖

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模塊級別的PCB板級輻射

在考慮控制器外殼的基礎上，同時考慮接插件互連與線束，進行線束介入的RE仿真，輸出對應DUT或線束中心1米遠處的輻射發射結果。

圖3 RE仿真線束建模圖

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暗室測試環境與天線的系統級別的RE仿真

在考慮線束與控制器系統的基礎上，對比不同暗室環境的等效模型，考慮測試環境建模后的系統級輻射發射仿真，并得到輻射發射的系統級別仿真結果。

圖4 三種暗室等效方案RE仿真結果曲線對比

聯合電子的輻射發射仿真實例1:

多干擾源RE失效仿真定位

隨著汽車電子控制器從分布式向集中式的變革，產品集合的干擾源也越來越多，眾多的干擾源也將導致倍頻點的重疊，僅通過測試手段難以定位，聯合電子采用輻射發射仿真將高效且低成本的定位某個頻點對應干擾源所起的主次作用，并快速提供整改思路與解決方案。

多干擾源建模

圖5為8個干擾源組成的輻射發射仿真模型，通過提取走線S參數，搭建仿真建模，分別配置8個干擾源的驅動激勵實現場路協同仿真。

SIwave提取走線S參數

SIwave Link Circuit建模

圖5 多干擾源建模與仿真

信號頻譜

圖6為8個干擾源配置等效模型與激勵后仿真求解所得的FFT變換的單干擾源的頻譜特性，由此定位關鍵頻點的多干擾源的貢獻作用；

圖6 多干擾源信號頻譜

RE仿真頻譜

圖7紅色曲線為8個干擾源共同作用下的產品對外RE的曲線結果，幅值高，但無法定位關鍵干擾源，結合圖6的各干擾源的獨立頻譜，藍色曲線是去掉干擾1和5的RE結果，對比紅藍曲線可知，在仿真頻段內最低可降低30dB，由此定位干擾源1和5為主要干擾源。

圖7 關鍵信號的RE仿真頻譜

聯合電子的輻射發射仿真實例2:

控制器級RE仿真實例

汽車電子控制器產品有許多為金屬外殼，如：ECU（電子控制器）、高速VC（中央計算控制器）產品，金屬外殼控制器產品接地對產品的輻射發射有一定影響作用，由此，聯合電子考慮建立PCB與外殼的整體輻射發射模型，用于更貼合金屬外殼產品實際情況的輻射發射建模仿真。

輻射源建模仿真

本案例干擾源以DDR的時鐘信號為驅動激勵，圖8（a）為PCB的仿真模型，圖8（b）是DDR的SI建模與時域仿真，圖8（c）為CA和DQ信號的眼圖仿真結果數據。

（a）Siwave DDRwizard建模

（b）Circuit建模

（c）CA和DQ的眼圖

圖8 DDR建模與仿真

帶金屬外殼的輻射發射仿真

基于DDR模塊的信號完整性仿真結果，場路協同進行DDR的RE仿真，結合HFSS實現外殼介入，進行產品輻射強弱點定位，實現外殼介入后產品對外輻射發射強度的可視化比對。圖10為帶外殼的DDR輻射發射頻譜與場強分布圖。通過控制器級別的輻射發射仿真，將有效指導產品機械結構設計實現產品EMC性能優化，為產品正向設計提供數據指導與整改策略。