Das spezifizierte Verhalten eines elektrischen Gerätes wird durch das Modell eines rein funktionellen Ersatzschaltbildes beschrieben. Die durch elektromagnetische Felder vermittelten Verkopplungen zwischen Bauteilen und Geometriebereichen sind in der Lage, ein dazu abweichendes Verhalten zu verursachen. Um diese Ursachen verhindern zu können müssen jedoch diese parasitären Effekte identifiziert und ihre Koppelpfade verstanden werden. In der ursprünglichen Modellbeschreibung sind diese parasitären Effekte, in Form von parasitären Ersatzschaltbildelementen, nicht enthalten und müssen in dem funktionellen Modell ergänzt werden. Durch das Auswerten von Feldmodellen in verschiedenen Näherungen der Maxwellgleichungen lassen sich Ersatzschaltbildelemente und deren Größen bestimmen, die diese Effekte auf Netzwerkebene abbilden können. Ein Gleichsetzen der Größen ermöglicht eine Extraktion von parasitären Kapazitäten, Induktivitäten und Widerständen aus der 3D Geometrie.

Das extrahierte Ersatzschaltbild ist eine Funktion der Geometrie und der Materialparameter. Dadurch ist es möglich parasitäre Verkopplungen zu reduzieren und das Verhalten von Zielgrößen, den sog. „Quantities of Interest“ (QoIs), zu verbessern. Die dafür benötigte Identifikation von sensitiven Geometriebereichen und die zur Optimierung notwendigen Sensitivitäten (Gradienten), werden durch Sensitivitätsanalysen auf Geometrie- und auf Netzwerkebene erreicht. Die Berechnungen auf Geometrieebene werden mit dem adjungierten Verfahren durchgeführt, wodurch sich die Möglichkeit bietet, die Sensitivitäten bzgl. einer großen Anzahl von Geometrieparametern effizient zu berechnen. Dies ebnet den Weg für eine Freiformoptimierung.

Um eine derartige Sensitivitätsanalyse für das Extraktionsverfahren zu erhalten wird in dieser Arbeit eine Sensitivitätsanalyse auf Netzwerkebene, eine geometrische Sensitivitätsanalyse und die Sensitivitätsanalyse der QoIs etabliert. Die dabei entwickelten Methoden werden an analytisch überprüfbaren Beispielen getestet. Das Verfahren wird dann genutzt um eine Realisierung eines electromagnetic interference (EMI)-Filters durch den Effekt der Inductance Cancellation bzgl. seiner Gegentaktdämpfung zu optimieren und zu untersuchen.