In dieser Arbeit wird das Verhalten der Störstrahlung großer Prüflinge untersucht mit dem
Ziel, vorhandene Standards für Störstrahlungstests wie CISPR 16 zu verbessern.
Diese Arbeit sieht als Standardtestumgebung einen reflektierenden, ausgedehnten Grund
vor, auf dem sich der Prüfling befindet. Die Strahlung, die dieser aussendet, wird durch
die Verteilung der elektrischen Feldstärke auf einer Testhalbkugel oberhalb des Grunds bewertet.
Ihr Zentrum befindet sich am Fußpunkt des Prüflings. Eine solche Halbkugel stellt
nahezu gleiche Abstände von etwa der Länge des Kugelradius' zwischen dem Prüfling und
den auf ihr definierten Meßpunkten her. Da die Halbkugel geschlossen ist, kann auf ihr das
gesamte vom Prüfling nach außen gestrahlte Feld nachgewiesen werden.
Meßabstände mit in Normen vorgegebenen Längen sind in der Praxis nicht immer einzuhalten,
vor allem dann, wenn sich Prüflinge in einer normalen Betriebsumgebung befinden.
In beengten Umgebungen ist es hilfreich, Meßabstände zu verkürzen. Hieraus ergibt sich
eine kleinere Testhalbkugel, die sich leichter abtasten läßt.
Bei kurzen Meßabständen jedoch können Meßsonden in das Nahfeld des Prüflings ragen.
Für diesen Fall werden in dieser Arbeit Feldeigenschaften in Prüflingsnähe untersucht. Aus
denen ergeben sich Mindestabstände zum Prüfling, jenseits derer sich gemessene Feldstärkewerte
zu größeren, in Normen vorgegebenen Abständen extrapolieren lassen.
Um die Verteilung der Feldstärke auf einer Testfläche zu beschreiben, wird der Begriff der
Halbwertsfläche eingeführt: Die Halbwertsfläche definiert jenen Teil der Testfläche, auf dem
die Dichte der abgestrahlten Leistung mindestens die Hälfte ihres Maximums beträgt. Die
Halbwertsfläche ergibt sich aus der Richtwirkung des Prüflings als Strahler. Sie ist somit
ein Maß für die Wahrscheinlichkeit, auf der Testfläche das Strahlungsmaximum zu finden.
Aus der Größe der Halbwertsfläche ergibt sich die nötige Anzahl an gleichmäßig auf der
Testfläche verteilten Meßpunkten, um das Strahlungsmaximum mit gegebener Wahrscheinlichkeit
zu finden. Wird an den Meßpunkten die Größe der Feldstärke berücksichtigt, läßt
sich die Anzahl der Meßpunkte optimieren und das Vertrauen in den Test erhöhen.
Als ein erster Schritt zur Entwicklung einer praktikablen Strahlungstestmethode wird die
Testdrahtmethode untersucht. Bei dieser Methode wird Strahlung mit einem langen, um
den Prüfling herum gespannten Draht erfaßt. Die Strahlung induziert in dem Draht einen
Strom, der an den Drahtabschlüssen gemessen werden kann. Weil der Draht i. allg. lang
ist, ist er sehr meßempfindlich. Ist er jedoch länger als eine Wellenlänge des abgestrahlten
Felds, sind sein Übertragungsfaktor und damit die Meßergebnisse schwer zu bestimmen.
Statistische Methoden der Auswertung werden hierzu untersucht.
Ein System aus kleinen Meßsonden kann denselben Teil des Prüflings abdecken wie ein
Testdraht. Weil als Übertragungsfaktor eines solchen Systems der einer Einzelsonde wirksam
ist, lassen sich Ergebnisse aus Messungen mit einem solchen System leichter auswerten.
Jedoch ist die Empfindlichkeit kleiner Sonden i. allg. gering. Der Weg zu einer praktischen
Anwendung führt somit vorerst in die Richtung herkömmlicher Meßantennen, die in einem
beweglichen System geeignete Testflächen abtasten. - (Die Dissertation ist veröffentlicht im Jörg Vogt Verlag, Dresden, Deutschland, http://www.vogtverlag.de, ISBN: 978-3-938860-25-0) / In this work the behavior of radiation emitted by large equipment is investigated. The aim
of investigation is to improve existing standardized radiation tests.
The radiation from an EUT (equipment under test) placed on reflecting ground is described
by the distribution of the electric field strength on a hemispheric test area, which encloses
the EUT placed in its center. This kind of area guarantees a nearly equal measurement
distance to the EUT from every point defined on it. This distance is
defined by the radius
of the hemisphere. However, measurement distances according to standards are difficult to
realize. Because of practical constraints shorter distances will become useful. This requires
a smaller test area, to be scanned more easily.
At shorter measurement distances field probes are possibly located in the near field of the
EUT. Therefore this work investigates the behavior of the field in the vicinity of the EUT to
find an adequate transition point, beyond which, field strength values can be extrapolated
to distances instructed by standards with confident results.
An important parameter of the field strength distribution is the half-power area. It defines
that part of the test area where the radiated power exceeds the half of its maximum. The
half-power area is related to the directivity of the EUT, which can be approximated by
antenna theory or statistics. If the directivity of the EUT is high, the half-power area is
small, and the probability to find the field maximum on the test area is low.
The size of the half-power area yields to a least number of observation points, equally
distributed on the test area, to find the field maximum with a high level of confidence. If
the field strength measured at any observation point is considered, the distance to other
observation points can be optimized, and the level of confidence in the test can be increased.
As a first step in developing a practicable field scanning method is highlighted: the test
wire method. This method establishes a measurement executed by a long wire which covers
the EUT. At its terminations current can be measured induced by the radiation. Because
the wire is long it is very sensitive. However, if it is longer than one wave length of the
radiation, the evaluation of results is difficult because of an uncertain transmission factor.
Therefore, some statistic methods are applied to describe the behavior of results and their
maxima.
Also a system of small probes, e. g. short dipoles, can cover the same part of the EUT as
a test wire. The measurement with small probes can be evaluated more easily because of
a unique transmission factor. However, their sensitivity is lower.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa.de:bsz:14-qucosa-27018 |
| Date | 09 February 2010 |
| Creators | Sorge, Wolfram |
| Contributors | Technische Universität Dresden, Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik, Prof. Dr.-Ing. Karl-Heinz Gonschorek, Prof. Dr.-Ing. habil. Ernst Habiger, Dr.-Ing. Franz Schlagenhaufer |
| Publisher | Saechsische Landesbibliothek- Staats- und Universitaetsbibliothek Dresden |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | deu |
| Detected Language | German |
| Type | doc-type:doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
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