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Messtechnische Analyse der Ausbreitung transienter Signale in TEM-Wellenleitern

Von:

Niklas Briest

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Die Untersuchung der Störfestigkeit elektronischer Systeme stellt einen Schwerpunkt der elektromagnetischen Verträglichkeit dar. Dabei liegt ein besonderer Fokus auf der Wirkung transienter Störsignale. TEM-Wellenleiter stellen für die Beurteilung der Ausbreitung dieser Signale und deren Störvermögen eine geeignete Testumgebung dar. In den aktuellen Messverfahren lassen sich Schwachstellen identifizieren, aus denen drei Arbeitspakete abzuleiten sind. Untersuchungen zeigen, dass die Übertragungsqualität von TEM-Wellenleitern für beliebige Signale nicht von dem, in der Norm beschriebenen Puls ausreichend abgebildet wird. Das Ziel des ersten Arbeitspaketes besteht darin, die Beurteilung der Übertragungsqualität auszuweiten. Es erfolgt ein Vergleich des eingespeisten und des vom TEM-Wellenleiter übertragenen Signals, auf Basis des Pearson-Korrelationskoeffizienten. Der zweite Arbeitspunkt zielt auf die Ermittlung der Impulsantwort bzw. der Übertragungsfunktion von TEM-Wellenleitern ab. Es werden Ansätze im Zeit- und Frequenzbereich untersucht, über die sich die Feldverteilung in TEM-Wellenleitern, als Antwort auf ein beliebiges, transientes Eingangssignal, ermitteln lässt. Dabei steht ein Frequenzbereichsansatz im Fokus, der eine systemanalytische Beschreibung von TEM-Wellenleitern verfolgt. Ein wesentlicher Aspekt dieser Charakterisierung ist die Beschreibung des Übertragungsverhaltens der verwendeten elektromagnetischen Feldsensoren. Die häufig angeführte mathematische Näherung oder der Antennenfaktor, beschreiben die Sensorcharakteristik nur unzureichend. Folglich definiert sich der dritte Arbeitspunkt über den Entwurf eines neuen Ansatzes, welcher in Form eines komplexen Antennenfaktors, die Sensorcharakteristik vollständig nach Betrag und Phase beschreibt.