Vergleich von Kfz.-Komponentenprüfverfahren zur Störfestigkeit bis 3 GHz

Abstract:
Neben den für Kraftfahrzeuge klassischen Störfestigkeitsprüfungen gegenüber elektromagnetischen Feldern von ortsfesten Sendeanlagen besteht die Notwendigkeit, die Störfestigkeit gegenüber mobilen Sendern (sogenannte „on board transmitter“) nachzuweisen. Dabei ist von der Prüftechnik der Frequenzbereich bis typischer Weise f = 3 GHz abzudecken. Aufgrund möglicher Abstände von einigen wenigen Zentimetern zwischen den Baugruppen bzw. elektrischen Leitungen des Fahrzeuges und der Antenne der mobilen Sendeanlage werden für diese Tests Prüffeldstärken von |E| = 100 – 200 V/m gefordert. Entsprechend dem üblichen Entwicklungsablauf einer elektronischen Kfz-Komponente sind neben der Abnahmeprüfung im Fahrzeug entsprechende Messungen an verschiedenen Musterständen im Labor notwendig, wozu geeignete Komponentenprüfverfahren benötigt werden. Als international genormtes Messverfahren steht derzeit nur das Antennenmessverfahren für den Frequenzbereich oberhalb von f = 400 MHz zur Verfügung. Dessen Anwendung führt vor allem im GHz-Bereich zu hohen Investitionskosten, da für die notwendigen Prüffeldstärken hohe Leistungen der Breitbandverstärker notwendig sind. Weiterhin treten Probleme im Messaufbau auf, da die verwendeten Hornantennen in diesem Frequenzbereich bei der kurzen Messentfernung von 1 m den gesamten Testaufbau mit Prüfling, Kabelbaum und Peripherie nicht mehr vollständig ausleuchten können. Es hat sich teilweise gezeigt, dass bei Fahrzeugprüfungen hervorgerufenen Störbeeinflussungen von Elektroniken nur mit sehr hohen Testfeldstärken und damit verbundenen kurzen Messabständen Antenne – Prüfling nachvollziehbar sind, wobei man sich dann im Nahfeld der Antenne befindet. Gegenwärtig werden alternative Testmethoden für Beeinflussungsmessungen im GHz-Bereich auf ihre Anwendbarkeit hin untersucht. Ziel der Arbeiten ist die Integration in die internationale Normenreihe ISO 11542. Zu ihnen gehören die Messverfahren Rohrkoppler, Moden-Verwirbelungskammer und Handy-Nachbildung (englisch: Portable Transmitter Test Method). Weitere Arbeiten befassen sich mit einer möglichen Erweiterung des Frequenzbereiches der Messverfahren BCI (englisch: Bulk Current Injection) und Streifenleitung nach ISO 11452 Teil 4 bzw. 5. Zur Beurteilung der Anwendbarkeit der Messverfahren im GHz-Bereich ist eine Abgrenzung der Wirkung von Direkteinstrahlung in den Prüfling und der Antennenwirkung der angeschlossenen Leitungen notwendig. Des Weiteren sind prinzipielle Wirkungsweise, Koppeleigenschaften und Einflussfaktoren im jeweiligen Messaufbau zu untersuchen. In diesem Beitrag werden dazu Ergebnisse für die Messverfahren Antenne, Rohrkoppler, BCI und Streifenleitung angeführt.