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2-2014

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HF-Praxis 2-2014

Titelstory

Titelstory Feldanalysator zur Prüfung der gestrahlten EMV-Störfestigkeit Feldsensor Interface-Modul Feldsensor Bild 1. Feldanalysatoren der FA7000-Reihe (Bilder nicht maßstabsgetreu) Bei Prüfungen der gestrahlten Störfestigkeit ist es üblich, das elektrische Feld mittels einer Sonde für Hochfrequenzfelder (HF-Felder) am Ort des Prüflings (UUT) zu messen. Die meisten HF-Feldsonden sind darauf ausgelegt, den Effektivwert eines kontinuierlichen (CW) elektrischen Feldes bei unterschiedlichsten Frequenzen und Amplituden zu messen. Jason Galluppi, Supervisor Systems Control Software AR RF Microwave Instrumentation Auch zur Messung modulierter Felder werden häufig HF-Feldsonden eingesetzt, was im Allgemeinen bei diodenbasierten HF-Feldsonden jedoch ungünstig ist. Je nach analoger Reaktionszeit und Abtastrate ist die Messung eines modulierten Feldes mit einer diodenbasierten HF-Feldsonde unvorhersehbar und liefert unter Umständen fehlerhafte Ergebnisse. Betrachtung der Kalibrierfaktoren Bei manchen Messungen modulierter Felder, beispielsweise bei denen des MIL-STD 461, lassen sich Kalibrierfaktoren für die Beziehung zwischen der Modulationsamplitude und der CW- Amplitude bestimmen. Diese Kalibrierfaktoren sind jedoch nur für die konkrete Amplitude und das Modulationsverfahren brauchbar, für welche sie bestimmt wurden. Außerdem ist die Funktion nur bei einem langsam modulierten Feld mit ebenfalls langsamer analoger Reaktionszeit der HF-Feldsonde gewährleistet. Die analoge Reaktionszeit der meisten modernen diodenbasierten HF-Feldsonden ist jedoch relativ schnell, was in Verbindung mit einer niedrigen Abtastrate zu instabilen Messwerten führt. In einem solchen Fall kann durch Mittelwertbildung vieler Messungen über die Zeit ein stabiler Messwert erreicht werden. Für Anwendungen, bei denen ein schnell gepulstes Feld gemessen werden muss, sind die meisten diodenbasierten HF-Feldsonden nicht brauchbar. Diese „sehen“ zwar die Pulse, sind aber nicht schnell genug, um sie konsistent zu messen. Zusätzliche Berechnungen Einige der aufgeführten Probleme lassen sich durch Verwendung von HF-Feldsonden mit Thermoelementen lösen, wobei diese aber nur einen Mittelwert des Feldes liefern können. Da in der Regel der maximale Effektivwert des Feldes gewünscht wird, sind folglich zusätzliche Berechnungen nötig, für die es wiederum der exakten Kenntnis der Modulation bedarf. Darüber hinaus erhält der Anwender von HF-Feldsonden dieses Typs keine visuelle Darstellung der Modulationshüllkurve. Damit bleiben Fragen zur Gültigkeit der Modulation, wie sie auf den Prüfling wirkt, zurück. Die Modulationshüllkurve sehen zu können, ist äußerst nützlich für die Verifizierung der Wellenform und das Erkennen etwaiger Verzerrungen, die möglicherweise durch Elemente im Signalerzeugungspfad verursacht werden. Verzerrungen können zum Beispiel bei gepulsten Hochfrequenzsignalen auftreten, die von einem Verstärker verstärkt werden, der in die Sättigung getrieben wird oder dessen Lastimpedanz schlecht angepasst ist. Dadurch kann es zu Einschwing (Overshoot), Droop oder Nachschwingeffekten (Ringing) kommen. Als Antwort auf die angeführten Probleme und Unstimmigkeiten hat ‚AR RF Microwave Instrumentation‘ einen neuen Feldanalysator entwickelt. Es handelt sich dabei um eine neue Art von HF-Feldsonde. Mit diesen - zum Patent angemeldeten - Geräten können neben kontinuierlichen elektrischen Feldern auch modulierte elektrische Felder gemessen werden. Diese Instrumente ermöglichen es dem Anwender, mit einem Display und einer Bedienoberfläche, vergleichbar einem Oszilloskop, das elektrische Feld im Zeitbereich darzustellen und zu vermessen. Tabelle 1 zeigt einen Vergleich zwischen Feldanalysatoren und den oben aufgeführten herkömmlichen HF-Feldsonden. 8 hf-praxis 2/2014

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