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Estimation du champ rayonné par une boucle de PCB (mode différentiel)

Estimez le champ rayonné maximal d'une boucle de PCB en mode différentiel à partir de la fréquence, de la surface de boucle, du courant de boucle et de la distance.

cm²
mA
Champ rayonné maximal E
438.953µV/m
Champ rayonné maximal E
52.8484dBµV/m
Longueur d'onde λ
2.99792
Limite du champ lointain λ/(2π)
0.477135
Périmètre de boucle (carré supposé) / λ
0.0421929

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Exemple de calcul

Entrée: Fréquence 100 MHz, Surface de boucle A 10 cm², Courant de boucle I 10 mA, Distance de mesure r 3 m
Résultat: Champ rayonné maximal E 438.953 µV/m, Champ rayonné maximal E 52.8484 dBµV/m, Longueur d'onde λ 2.99792 m, Limite du champ lointain λ/(2π) 0.477135 m, Périmètre de boucle (carré supposé) / λ 0.0421929

Formule

E = 1.316×10⁻¹⁴ · f² · A · I / r (f[Hz], A[m²], I[A], r[m])
Conditions : périmètre < λ/10, r > λ/(2π), direction maximale en espace libre
Au-dessus d'un plan de masse, la réflexion peut l'augmenter jusqu'à 2× (+6 dB)

Explication

Pour une boucle électriquement petite (périmètre inférieur à λ/10), le champ maximal en espace libre vaut E = 1.316×10⁻¹⁴·f²·A·I/r (f en Hz, A en m², I en A, r en m). La constante provient de η₀·π/c². Comme il varie en f², doubler la fréquence ajoute 12 dB. Avec les valeurs d'exemple (100 MHz, 10 cm², 10 mA, 3 m), on obtient environ 439 µV/m, soit 52.8 dBµV/m.

Conseil pratiqueIl s'agit d'une estimation idéalisée pour la direction la plus forte en champ lointain (r > λ/2π). Au-dessus d'un plan de masse, la réflexion peut ajouter jusqu'à +6 dB, et le courant et la surface de boucle sont eux-mêmes généralement estimés. Utilisez-la pour des comparaisons relatives du type « moitié de surface = −6 dB », pas pour des décisions de conformité ; confirmez par la mesure. Le remède le plus sûr est de réduire la boucle en routant le signal et son retour au plus près.

Questions fréquentes

Comment obtenir la surface de la boucle et le courant à saisir ?

Mesurez sur le layout la surface délimitée par le chemin du signal et son retour, en cm², et saisissez le courant en mA à la fréquence de l'harmonique, pas la valeur continue. Ajoutez la distance d'essai (3 m ou 10 m). Pour 200 MHz, 4 cm², 50 mA et 3 m, le résultat indique λ = 1.5 m, limite de champ lointain 0.24 m et périmètre/λ = 0.05 : l'hypothèse de petite boucle est valable.

Exemple chiffré : 200 MHz, 4 cm², 50 mA, 3 m ?

En SI : f = 2×10⁸ Hz, A = 4×10⁻⁴ m², I = 0.05 A. E = 1.3169×10⁻¹⁴ · (2×10⁸)² · 4×10⁻⁴ · 0.05 / 3 = 3.5116×10⁻³ V/m, soit 3511.62 µV/m. En dB : 20·log₁₀(3511.62) = 70.91 dBµV/m. Avant de s'y fier, vérifiez que périmètre/λ reste sous 0.1 et que la distance dépasse la limite de champ lointain.

Que néglige l'estimation, et quelles variations sont fiables ?

Les variations relatives sont fiables tant que la boucle reste petite. Une surface réduite de moitié (2 cm²) donne 64.89 dBµV/m (−6.02 dB) ; une distance de 10 m donne 60.45 dBµV/m (−10.46 dB). Doubler la fréquence à 400 MHz ajouterait 12.04 dB, mais périmètre/λ vaut alors 0.11, au-dessus de 0.1, et la formule n'est plus valable. Courant et surface de la boucle sont aussi des estimations.

Calculateurs associés

Convertisseur de champ dBµV/m ↔ V/mFréquence ↔ longueur d'onde (avec λ/2, λ/4)Estimation du champ rayonné par le courant de mode commun d'un câble

Les résultats et résumés sont fournis à titre indicatif. Pour la certification et les rapports d'essai, utilisez le texte officiel en vigueur de la norme et les données d'instruments étalonnés. Dernière mise à jour: 2026-11-04