Vorhersage von CISPR 25 Antennenmessergebnissen unter 30 MHz auf Basis von Nahfeldmessdaten

Abstract

Kfz-Komponenten müssen Emissionsprüfungen bestehen, bevor sie auf den Markt kommen. Im Kfz-Umfeld wird oft die Antennenmessung nach CISPR-25 [1] verwendet. Ein typischer Testaufbau für die Frequenz unterhalb von 30 MHz wird in Abbildung 1.1(a) gezeigt. Dieser besteht aus einem metallischen Tisch und einem 1,5 langen Kabelbündel, welches das EUT mit der Peripherie zum Betrieb verbindet, und einer Empfangsantenne (1 m Stabantenne). Die Antenne wird in 1 m Abstand zum Zentrum des Kabelbündels platziert und ist aufgrund des Impedanzwandlers im Fußpunkt besonders gegenüber E-Feldern empfindlich. Der Test wird in einer geschirmten Absorberkammer durchgeführt, die sehr teuer und platzaufwendig ist und nicht immer in allen Laboren und Unternehmen zu Verfügung steht. Alternativen werden in [2-6] diskutiert. In [2] wird ein SPICE-Modell zur Berechnung von Strömen in der Konfiguration vorgestellt. Die ermittelten Ströme werden für ein Dipolabstrahlmodell verwendet. Damit ist die Vorhersage von Feldmaxima in einem Frequenzbereich zwischen 60 MHz bis 1 GHz möglich. Jedoch funktioniert diese Methode nicht zuverlässig unterhalb von 60 MHz. In [3, 5, 6] wird ein Strom-Scan basiertes Verfahren vorgestellt, welches mittels einer Stromsonde an verschiedenen Positionen entlang eines Kabelbündels die Stromverteilung aufnimmt und mit einem Multi-Dipolmodell Emissionen von 30 MHz bis 1 GHz vorhersagt. Bei niedrigen Frequenzen ist das Verfahren sehr empfindlich gegenüber der Phasenverteilung im Kabel [6]. Zur Lösung dieses Problems wird in dieser Arbeit eine alternative Methode zur Emissionsvorhersage auf Basis von Nahfeld-Messungen vorgeschlagen. NahfeldMessungen sind nur geringfügig durch die Messumgebung beeinflusst und minimieren die Einkopplung von benachbarten strahlenden Strukturen. Sie stellen außerdem mehr Informationen über die zu untersuchende Struktur zur Verfügung. In [7] und [8] wurde das Huygenssche Prinzip theoretisch für einen CISPR-25 Testaufbau durch Verwendung einer geschlossenen Huygens Oberfläche angewendet. Im Unterschied dazu verwendet das hier vorgeschlagene Verfahren eine nicht geschlossene Huygenssche Oberfläche (Abbildung 1.1(b)). Das vertikale elektrische Feld (Ez) wird an mehreren Punkten mit einer E-Feldsonde entlang der Randlinie der Huygensschen Oberfläche gemessen, die den Abschluss zu dem leitfähigen Messtisch bildet. Die entlang der Randlinie gemessenen Feldwerte werden in Verbindung mit bekannten Verteilungsfunktionen zur Abschätzung von Ez auf der gesamten Huygensfläche verwendet. Das E-Feld in 1 m Abstand wird dann durch Verwendung des berechneten Flächenstroms bestimmt.