现代信息处理技术和集成电路印制技术的不断发展,高密度、多层次和高信息处理速度的集成电路应用已经广泛应用。集成电路的工作效率和电路集成密度不断提高,体积越来越小,这种发展在提高信息处理效率的同时,会在设备中带来严重的电磁干扰(Electromagnetic Interference EMI)和电磁兼容(Electromagnetic Compatibility EMC)问题。因此,集成电路中的电磁兼容问题已经成为了影响电路乃至整个系统正常工作的重要因素。本论文改进了一种对集成电路EMI分析和预测的新方法。以高频集成电路为研究对象,建立集成电路近场电磁干扰的等效模型,对集成电路中包含的微带线、元器件、介质层等的建模;同时应用时域有限差分法算法对等效模型进行计算分析,定位电磁干扰源,分析其分布规律,最终得出集成电路在工作时产生的电磁干扰的分布情况以及各个点处的电磁场值,为集成电路的设计者提供理论指导与借鉴。本文的主要研究工作包括以下几个方面:(1)建立了基于近场扫描技术和等效偶极子阵列的集成电路电磁干扰等效偶极子模型。将集成电路用等效偶极子的集合来代替,等效模型产生的电磁场可以代替集成电路在工作时产生的电磁干扰。推导出等效偶极子和其产生的磁场之间的关系。通过近场扫描技术采集集成电路表面的磁场值,利用所测数据推导出等效偶极子模型中的各个参数。建立集成电路近场辐射的等效综合模型,在开放的空间中仿真了集成电路产生的辐射场。(2)研究了时域有限差分法(FDTD)和Yee单元网格构成的等效偶极子模型产生的电场和磁场的传播空间。推导出全分裂场形式下时域有限差分法中电场和磁场的迭代方程及其相关参数的表达式。根据所分析和预测集成电路的面积,确定时域有限差分法计算空间中的媒质特性、空间大小、空间步长和时间步长,确定了计算区域中的激励源。(3)确定了等效偶极子模型的计算边界条件,采用单轴各向异性完全匹配吸收层(UPML)作为计算空间的截断边界,计算出由单轴各向异性媒质构成的边界中媒质参数和媒质中电场和磁场的FDTD更新方程,通过理论分析和数值实验确定吸收边界的厚度。(4)验证了集成电路电磁干扰预测模型的分析结果和预测结果。实现了等效偶极子模型的建立和电磁场的数值计算,得到集成电路的电磁干扰模型,实现了对集成电路表面未采样点以及不同高度处电磁干扰的预测。应用等效偶极子模型对集成电路板上电源模块和电阻电容密集分布区域表面的电磁场进行预测,近场测量结果和标准电波实验室测量结果验证了等效偶极子模型预测结果的正确性和精确性。本技术具有重要的科学意义和工程应用价值。