高速背板互连的电磁场分析与设计优化

高速背板中互连的研究是一篇针对高速电路设计中关键挑战的深入探讨。随着信息技术的发展，电信和数据通信中的背板设计变得愈发重要，因为它是提升传输速率的关键瓶颈。传统的电路理论在处理高速互连时，如趋肤效应、介质损耗和辐射损耗等问题上显得力不从心，这促使电磁场理论在高速数字电路设计中崭露头角。 论文首先概述了当前高速背板互连的研究背景和意义，强调了电磁场理论在评估互连线上信号实际带宽、分析电路设计问题中的应用价值。作者指出，设计高速背板互连需要建立精确的物理模型，通过简化通用的电磁场分析方法，利用全波分析软件进行数值计算，以获取关键参数，从而制定完整的仿真方案。 第二章至第四章深入剖析了影响高速互连的各种物理机制，包括信号和传播模式的不同，以及多导体中串扰问题的详细讨论。作者通过建立多导体模型，计算电容和电感矩阵，分析了噪声的影响、导体间距优化和防护措施在减小串扰中的作用。第五章专门聚焦于差分对的特征阻抗及其抗串扰能力，对比了差分微带线和差分带状线的电磁场分布，揭示了它们在高速下可能引入的额外噪声来源。 最后一章，即第六章，是论文的核心创新之一，着重于共模辐射问题，尤其是在高速背板这种特殊结构下的影响。作者通过分析单端互连和差分对互连模型，提出了计算共模辐射的具体数学表达式，从而更准确地理解和控制这种对高频电路性能影响重大的现象。该章节的工作对于理解高速背板设计中的辐射危害及其抑制策略具有重要意义。 这篇论文通过系统性的理论分析和实证研究，为中国科学技术大学物理电子学领域的博士生唐世悦提供了关于高速背板中互连设计的重要理论依据和技术路径，对推动电子工业向更高传输速率迈进具有实用价值。