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7-2015

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

EMV EMV-Abschirmung mit

EMV EMV-Abschirmung mit leitfähigen Textilien Für die Lösung von EMV-Problemen haben sich leitfähige Textilien seit Jahrzehnten bewährt. Neuere Entwicklungen auf der Basis von Spezialkunststoffen wie Aramiden und stromloser Vernickelung dringen inzwischen auch in neue Anwendungsgebiete vor. Dieser Artikel gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik. Leitfähige Textilien haben viele Vorteile. Sie sind sehr leicht, sehr flexibel, und dabei auch noch kostengünstig. Nachteilig waren bisher sowohl die geringe Dicke, die über die Eindringtiefe die Schirmwirkung bei tieferen Frequenzen begrenzt, als auch die relativ geringe Stabilität bei hohen thermischen, mechanischen und chemischen Belastungen. Für all diese Probleme gibt es inzwischen recht zufriedenstellende Lösungen. Zum einen durch die Verwendung sehr robuster Basismaterialien wie die bereits erwähnten Aramide (Markennamen sind z.B. Nomex oder Kevlar.) Deren Temperaturbereich erstreckt sich bis jenseits von 350 °C bei gleichzeitig sehr hoher mechanischer Stabilität. Zum anderen durch die Verwendung von reinem Nickel als korrosionsbeständiger Metallisierung und dessen stromloser Abscheidung. Letzteres reduziert die Abriebempfindlichkeit des Gewebes, da alle Fasern gleichmäßig von allen Seiten beschichtet werden. Bild1: Feinstruktur-Textilfaser metallisiert Bild 1 zeigt eine einzelne Faser nach Beschichtung und Herauslösung aus dem Gewebe unter dem Elektronen-Mikroskop. Das Problem der Eindringtiefe kann durch die Verwendung von mehrlagigen Geweben oder dickeren Filzmaterialien gelöst werden. Evtl. Brandschutz- Anforderungen sind zusätzlich durch eine entsprechende Beschichtung der Rückseite erfüllbar. Im folgenden wollen wir uns einigen typischen Anwendungen zuwenden. EMV-Dichtungen Dies ist die klassische Anwendung für leitfähige Textilien. Werden diese auf normale (Umwelt-)Dichtungsprofile aufgebracht, so entstehen entweder reine EMV- oder auch sogenannte Kombinationsdichtungen. Ein Beispiel einer solchen Kombidichtung ist in Bild 2 und 3 zu sehen. Die Basis ist ein EPDM-Profil mit Metallseele zum Aufstecken auf Blechprofile mit zwei getrennten Lippen für die EMV- und die Umweltdichtung. In der Regel wird die Umweltdichtung nach außen gelegt, um die Metallkontakte der EMV-Dichtung vor Umweltbelastungen zu schützen. Durch eine nachträgliche Vulkanisierung können mit diesem und ähnlichen Profilen vollständige Rahmendichtungen realisiert werden, welche z.B in Schaltschränken für den Bahn-Betrieb zum Einsatz kommen. Dass es so etwas für andere Anwendungen auch sehr viel kleiner gibt, ist in Bild 4 zu sehen. Es zeigt eine EMV- Dichtung aus leitfähigem Textil auf einem sehr weichen Kern aus PU-Schaum, kombiniert mit einem geschlossenzelligen Neoprenschaum als Umweltdichtung. Dieser ist mit einem Klebestreifen zur vereinfachten Montage versehen. Kabelumhüllung Versieht man das Gewebe mit einem metallisierten Reiß- oder Klettverschluss, so entsteht eine einfach aufzubringende und zu lösende Kabelabschirmung. Bei Bedarf können auch noch weitere Lagen, z.B. aus einer wasserdichten isolierenden Kunststofffolie, hinzugefügt werden. Spezialkleidung Eine offensichtliche Anwendung, die immer wichtiger wird, sind abschirmende Kleidungsstücke und persönliche Ausrüstungsgegenstände für Personen, die z.B. im medizinischen Bereich oder in Krisengebieten tätig sind. Auch für die Abschirmung von auslesbaren Reisepässen oder Personalausweisen sind leitfähige Textilien eine gute Wahl. Jürgen Leistner Infratron GmbH www.infratron.de Bild 2+3: Kombi-Dichtung mit leitfähigem Textil zum Aufstecken 34 hf-praxis 7/2015

EMV Bild 4: Miniatur Kombi-Dichtung Bild 7: UAV für maritimen Einsatz EMV-Zelte Normgerechte EMV-Messungen in einem zertifizierten Prüflabor sind teuer. Und wenn erst in diesem Stadium festgestellt wird, dass ein EMV-Problem vorliegt, dann wird es meist richtig teuer: Terminüberschreitungen und mühsam nachträglich vorgenommener EMV-Schutz können schnell das Budget ins Wanken bringen. Immer mehr Firmen versuchen daher, bereits im Vorfeld mögliche Probleme zu erkennen und abzustellen. Hierfür ist zum einen eine entsprechende Messtechnik erforderlich (Antennen, Analyzer, etc.), und zum anderen eine geeignete Messumgebung. Für die messtechnische Beurteilung der EMV-Eigenschaften einer Anwendung ist eine vollständig geschirmte und reflexionsfreie Umgebung erforderlich. Nur so können Störungen des Messaufbaus durch die Umgebung und eine Störung der Umgebung durch den Messaufbau, sowie auch eine Messbeeinflussung durch stehende Wellen, vermieden werden. Sofern es sich um normgerechte Messungen handelt, werden hierfür aufwändig geschirmte und HF-gedämpfte Räume oder Container benötigt. Für viele einfachere Untersuchungen, wie sie im Entwicklungs- oder Prüfalltag häufig vorkommen, haben sich EMV-Zelte als flexible und preiswerte Alternative etabliert. Sie bestehen aus leichtem, leitfähigem Textil und können einfach von der Decke abgehängt oder mithilfe einer Rahmenkonstruktion aufgestellt werden. Je nach den Erfordernissen stehen einund zweilagige Ausführungen mit verschiedenem Zubehör zur Verfügung (Bild 5 und 6). Außer für Messanwendungen werden EMV-Zelte auch zur lokalen Sicherstellung der Abhörsicherheit, z.B. bei sicherheitskritischen Anwendungen eingesetzt. Geschirmte Räume und Gehäuse Leitfähige Gewebe oder Filze können auch als Wandabschirmung in Räumen verwendet werden. Die Abschirmwirkung ist zwar nicht so gut wie bei Metallblechen, in vielen Fällen aber ausreichend. Dafür sind sie wesentlich flexibler und dadurch, gerade in schwierigen Einbausituationen, einfacher aufzubringen. Auch zur Abschirmung von Kunststoffgehäusen können aufgeklebte oder umspritzte Textilien eine interessante Alternative sein und so. u.U. teure Metallgusslösungen ersetzen. Reine Textilabschirmungen in Spezialanwendungen Die EMV-Anforderungen im militärischen Bereich sind naturgemäß besonders hoch. Bei fliegendem Gerät wie bei der in Bild 7 abgebildeten Drohne kommt noch die Forderung nach geringstem Gewicht und minimalem Raum-Verbrauch hinzu. Außerdem stellen die hohe Dichte an HiTech-Anwendungen auf engem Raum sowie der notwendige Schutz vor feindlichen Gegenmassnahmen zusätzliche Herausforderungen dar. In diesem Fall kann es sinnvoll sein, leitfähige Textilien direkt auf kundenspezifische Träger aufzulaminieren und so möglichst nahtlos in das komplexe Innenleben zu integrieren. Bei einem großen Flugzeug wie dem neuen A400-M kommen weitere Anforderungen aus dem klassischen Luftfahrtbereich hinzu. Aber auch sie können mit geeignet ausgerüsteten Textilien durchaus erfüllt werden. Eine direkte Integration in die Rumpfkonstruktion mittels Klemmtechnik und / oder Vernähen, sowie leitfähige Klettverbindungen können in diesem Fall zusätzlich Gewicht sparen. So ist das Flugzeug auch im Flug mit geöffneter Heckklappe gegen feindliche Störbeeinflussung vollständig geschützt. Der vollständige Qualifikationsbericht für das verwendete leitfähige Textil umfasst 87 Seiten. Bild 5+6: Links das EMV-Zelt mit Rahmenkonstruktion, rechts zum Abhängen mit Bodenplatten Copyright für alle Fotos: Infratron GmbH hf-praxis 7/2015 35

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