Erhöhung der Korrelation zwischen BCI- und Antennenprüfverfahren durch Bestimmung von Abschlussimpedanzen mittels potenzialfreier Messung mit Stromsensoren

Abstract

Der Nachweis der Störfestigkeit gegen gestrahlte Felder muss häufig durch eine Antennenprüfung (ALSE, [1]) in einer elektromagnetisch abgeschirmten Messumgebung mit geringen Reflexionen erbracht werden. Hohe Kosten und ein entsprechender Raumbedarf für die Absorberkabine sind mit diesem Verfahren verbunden. Außerdem kann die kalibrierte Feldstärke für bestimmte Frequenzen und Polarisierungen sehr empfindlich auf kleine Änderungen des Aufbaus reagieren [1]. Dies erhöht deutlich den Zeitaufwand und die Komplexität des ALSE-Verfahrens und erschwert die Reproduktion eines Messergebnisses. Als Alternative bietet sich das Strominjektionsverfahren (BCI, [2]) an, bei dem ein Magnetfeld in der BCI-Zange einen HF-Strom in einen Kabelbaum induziert. Obwohl der Aufbau des Prüflings, des Prüfkabelbaumes und anderer Peripheriegeräte auf dem Prüftisch (Abbildung 1rechts) in beiden Verfahren identisch erfolgt, ist leider die Vergleichbarkeit der Verfahren oft nicht gegeben [3,4]. In Abbildung 1-links sind die gemessenen Stromverläufe am Ende einer Einfachleitung in einem Testaufbau nach Norm für die beiden Testmethoden gegenübergestellt. Es ist ersichtlich, dass verschiedene Koppelmechanismen in den beiden Verfahren zu verschiedenen Störstromverläufen am DUT (Device Under Test)-Eingang führen. Die Ströme am DUT-Eingang und evtl. auf der Seite der für den Betrieb des DUT notwendigen „Load-Box“ sind für einen Ausfall verantwortlich. Die unterschiedlichen Amplituden können durch eine frequenzabhängige Anpassung der eingespeisten Leistung angepasst werden. Durch eine Verschiebung der BCI-Zange entlang der Leitung, bekommt man einen weiteren Freiheitsgrad, der die Anpassung des Stroms sogar auf beiden Seiten erlauben kann. Damit kann die Korrelation zwischen den BCIund Antennenprüfverfahren deutlich erhöht werden. In [5] sind zwei Verfahren für die Bestimmung der Position und der Einspeiseleistung der BCI-Zange vorgestellt. Für die Auswahl dieser Parameter ist es notwendig, die Impedanz der Abschlüsse zu kennen, was in der Praxis ein Problem darstellt. Eine direkte Bestimmung der Abschlussimpedanzen ist nicht zielführend, da der zusätzliche Messaufwand zu hoch wäre. Die Bestimmung der Abschlussimpedanz sollte im tatsächlichen Testaufbau mit einer potenzialfreien Messmethode durchgeführt werden können. Induktive Verfahren sind hierfür besonders geeignet. In diesem Beitrag werden Verfahren für die induktive Impedanzmessung an einer Testleitung unter Verwendung eines Stromsensors oder der BCI-Einkoppelzange als Messmittel vorgestellt und ausführlich diskutiert.