Erweiterung der Testverfahren zur Messung der gestrahlten Störaussendung elektrisch großer Prüflinge

Jedes elektrische oder elektronische System ist in der Lage, elektromagnetische Energie sowohl abzustrahlen als auch zu empfangen. Deshalb müssen diese Systeme hinsichtlich ihres Störvermögens bzw. ihrer Störfestigkeit geprüft werden, um den störungsfreien Betrieb untereinander zu gewährleisten. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit den Testverfahren zur Bestimmung der gestrahlten Störaussendung von elektronischen Systemen. Es werden zwei Arbeitsschwerpunkte untersucht, die sich aus den aktuellen, in den Normen beschriebenen Messverfahren ergeben. Der erste Arbeitsschwerpunkt befasst sich mit den Messmethoden in alternativen Testumgebungen. Prüflinge müssen im Allgemeinen als ”unbeabsichtigte elektromagnetische Strahler“ aufgefasst werden. Das heißt, dass nicht vorhersagbar ist, in welche Richtung die maximale elektrische Feldstärke ausgesendet wird. Dieser Effekt wird verstärkt, sobald ein Prüfling als elektrisch groß angesehen werden muss, da sein Antennendiagramm mit steigender Frequenz zunehmend komplexer wird. Die Bestimmung des ”wahren“ Maximums erfordert dementsprechend ein zeitaufwändiges, feines räumliches Abtasten des Antennendiagramms. Aktuelle Messmethoden vernachlässigen diese Tatsache jedoch und reduzieren die Samplingmethoden stark. In der vorliegenden Arbeit wird gezeigt, dass es dadurch zu einer erheblichen Unterbewertung der abgestrahlten elektrischen Feldstärke kommt. Es wird eine Erweiterung der Messmethoden vorgestellt, die eine Schätzung des tatsächlichen Maximums durchführt. Hierdurch kann eine signifikante Reduzierung des Fehlers erzielt werden. Als zweiter Arbeitsschwerpunkt wird die Fragestellung nach einem geeigneten Messempfänger untersucht. Moderne, elektronische Prüflinge besitzen digitale Komponenten, die über sehr komplexe Leitungsstrukturen miteinander kommunizieren. Die verwendeten Signale sind instationär und treten stochastisch auf. Diese Signaleigenschaften werden schließlich auch auf die abgestrahlten elektromagnetischen Felder übertragen. Aus diesem Grund gilt es zu überprüfen, ob der klassische EMV-Messempfänger in der Lage ist, diese Signalformen korrekt zu erfassen. Die vorliegende Arbeit wird zeigen, dass der klassische EMV-Messempfänger nicht mehr ausreichend ist und schlägt die Verwendung eines Zeitbereichsmessempfängers mit Kurzzeit-Fourier-Transformation vor. Hierdurch können die einzelnen Spektralanteile besser erfasst werden, sodass eine korrekte Bewertung der Messwerte erfolgen kann.