HPM-Detektionssystem mit Frequenzbestimmung

Abstract

In allen Bereichen unserer Gesellschaft hält moderne und komplexe Elektronik Einzug. Mit zunehmender Komplexität und Vernetzung wächst auch das Potential für Bedrohung solcher kritischer Infrastruktur durch Hochleistungsmikrowellen (HPM), die solche Systeme zeitweise stören oder permanent außer Kraft setzen können. In der Vergangenheit wurde am Fraunhofer INT ein HPM-Detektionssystem entwickelt, dass über die Fähigkeiten einfacher Warnempfänger zur einfachen Anzeige von gefährlichen HPM-Ereignissen hinausgeht. In einem nächsten Schritt wurde mit einem vierkanaligen System die Detektion der Richtung eines HPM-Angriffs realisiert. Der Beitrag gliedert sich wie folgt: Vorüberlegungen für die HPM-Detektion (die zu einer analogen Ausführung des Detektors führen); Konzept zur HPM-Amplitudenmessung: Der Frequenzbereich erstreckt sich von 500 MHz bis etwa 4 GHz, die Messdynamik umfasst 60 dB, beginnend bei etwa 10 V/m. Die Schirmung des Demonstrators wurde erfolgreich bis 1 kV/m ausgemessen. Gepulste Signale konnten bis zu einer Kürze von 10 ns gemessen werden; Konzept zur HPM-Frequenzmessung (Prinzipschaltbild des HPM-Frequenzdiskriminators); Realisierung eines HPM-Detektionssystems mit Frequenzbestimmung (hierzu 5 Abb.: Kennlinie des Frequenzdiskriminators; Ausgangsimpuls des Frequenzdiskriminators, HF-Pulslänge = 100 ns; Blockschaltbild des HF-Teils des HPM-Detektors mit Frequenzmessung; Demonstrator des Konzeptes der Frequenzerkennung und einkanaliger Amplitudenmessung; Blockschaltbild des gesamten HPM-Detektors mit Frequenzmessung) sowie Softwarekonzept (Benutzeroberfläche). Das Konzept eines kompakten Gesamtsystems mit integrierter Spannungsversorgung und Signalübertragung per Lichtwellenleiter wurde im Labor, wie auch bei Freifeldmessungen, erfolgreich bestätigt.