Referenzprojekt EMV-Emissionsmessung

Hochfrequenztechnik wird heute in vielen Bereichen des täglichen Lebens eingesetzt. Beispiele hierfür sind Kommunikations- und Multimediatechnologien wie Smartphones, WLAN oder Bluetooth. In Autos werden GPS-Navigation und DAB eingesetzt, in öffentlichen und sicherheitsrelevanten Bereichen werden ebenfalls Funktechniken im GSM-R- oder Tetra-Band zur Kommunikation eingesetzt. Dabei werden elektrische und elektronische Systeme durch Fortschritte in der Technik immer komplexer. Um leistungsfähigere Systeme in der Kommunikation zu ermöglichen, werden die Bandbreite und Frequenz der eingesetzten Dienste ständig erhöht. Ein Beispiel hierfür ist die Entwicklung der Mobilfunkstandards von GSM über UMTS zu LTE.

Auch viele Steuerungen und Fernsteuerungen sowie viele Mess- und Diagnosegeräte in Medizin und Wissenschaft arbeiten im Hochfrequenzbereich. Neben der stetig steigenden Zahl von Anwendungen nimmt auch die Vernetzung von Geräten untereinander zu, Stichwort Smart Home und IoT. Ein Beispiel hierfür ist die Mikrowelle, die das ISM-Band bei 2,4 GHz nutzt, um Speisen zu erwärmen und ggf. im gleichen Frequenzband mit der Haustechnik kommuniziert.

Alle diese Entwicklungen führen dazu, dass sich Geräte, Systeme und Dienste zunehmend untereinander beeinflussen, sodass Maßnahmen zu ergreifen sind, die die elektromagnetische Verträglichkeit gewährleisten.

Zwar lässt sich im Rahmen von Messungen eine Aussage treffen, ob Störsignale in einem Nutzband eine gewisse Leistung überschreiten. Für digitale Dienste wie zum Beispiel DAB oder DVB-T lässt sich jedoch mit aktuellen Messmethoden nicht feststellen, ob sie tatsächlich gestört werden. Es lässt sich kein Zusammenhang zwischen Empfangsfeldstärke, Störsignal und Bitfehlerrate abbilden. Die eigentliche Aufgabe besteht daher darin, festzustellen, ob ein Störsignal überhaupt in Lage ist, eine Übertragung zu stören.

Ein Ziel des Projekts war die Entwicklung eines portablen Messsystems, das gemäß den aktuellen Normen Störemissionen sowohl vor Ort als auch in einer Laborumgebung messen kann. Neben anderen Funktionen ermöglicht das Messgerät, auch empfangene Störsignale hinsichtlich der Beeinflussung auf digitale Dienste zu bewerten und eine zu erwartende Bitfehlerrate auszugeben.

Die technologische Herausforderung bestand einerseits im mobilen Einsatz und der sich daraus ergebenden Anforderung an das Energiemanagement und andererseits der Unabhängigkeit von einer Zwischenspeicherung der Daten. Hierzu war es erforderlich, Lösungen zur Reduzierung des Stromverbrauchs zu entwickeln, die die Funktionalität nicht beeinträchtigen. Das intelligente Zusammenspiel zwischen Hochleistungs-A/D-Wandlern und FPGAs zur Demodulation und Auswertung der Daten in Echtzeit bildete einen wesentlichen Erfolgsfaktor.

Als Ergebnis entstand ein tragbares, mobiles EMV-Messsystem, welches eine neue Benchmark darstellt und selbstverständlich Made in Germany ist.

PFIF begleitete das Projekt von der Antragstellung über die Projektdurchführung bis zum Abschluss der Förderung in allen förderbürokratischen Schritten. Die Unterstützung durch PFIF gewährleistete einen reibungslosen Projektablauf. Neben dem direkten Zuschuss für das Projekt konnten im Rahmen von ZIM DL weitere Fördermittel zur Unterstützung von Kongress-Teilnahmen sowie Zertifizierungskosten gewonnen werden.