DE102009035421B4 - Verfahren zur Nahfeldmessung von elektromagnetischen Emissionen im Zeitbereich - Google Patents

Verfahren zur Nahfeldmessung von elektromagnetischen Emissionen im Zeitbereich Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Messung der Nahfeldverteilung der elektromagnetischen Störaussendung von Messobjekten mit zwei oder mehreren elektrischen und / oder magnetischen Feldsonden, welche die elektrischen und / oder magnetischen Feldwerte an mehreren Messpunkten in der Umgebung des Messobjektes abtasten, dadurch gekennzeichnet, dass die tangentialen elektrischen und / oder magnetischen Feldkomponenten gleichzeitig von zwei Feldsonden gemessen werden und von den von beiden Feldsonden erfassten Messsignalen die Korrelationsfunktionen gebildet werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Nahfeldmessung von elektromagnetischen Emissionen im Zeitbereich sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Zur Beurteilung der elektromagnetischen Verträglichkeit von Schaltungen und Systemen ist die Messung der strahlungsgebundenen Störaussendungen von großer Bedeutung. Unter elektromagnetischer Verträglichkeit wird die Eigenschaft von Bauelementen, Schaltungen und Systemen verstanden, andere Einrichtungen nicht zu stören bzw. von anderen Einrichtungen nicht gestört zu werden. Die Eigenschaft, andere Einrichtungen nicht zu stören, wird als aktive elektromagnetische Verträglichkeit bezeichnet.
  • Zur Feststellung der aktiven elektromagnetischen Verträglichkeit werden die Störaussendungen gemessen. Diese Messungen erfolgen in der Regel spektral aufgelöst, so dass die spektrale Verteilung der Störaussendungen festgestellt werden kann.
  • Gegenüber den traditionellen spektralen Messmethoden bilden die im letzten Jahrzehnt entwickelten Zeitbereichsmethoden zur Messung elektromagnetischer Störaussendungen die Vorteile einer um Größenordnungen verringerten Messzeit sowie einer verbesserten Parametererfassung.
  • Verfahren und Anordnungen zur Zeitbereichsmessung der elektromagnetischer Störaussendungen wurden in der Patentschrift
    • DE 103 15 372 B4 2006.02.09 2005.03.31 „Verfahren und Vorrichtung zur Bereitstellung eines Messsignals und Vorrichtung zur Erfassung einer elektromagnetischen Störung“
    und in den Druckschriften
    • F. Krug, P. Russer, „The time-domain electromagnetic interference measurement system", IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, Vol. 45, No. 2, Mai 2003 S. 330 - 338,
    • F. Krug, D. Müller, P. Russer, Signal processing strategies with the TDEMI measurement system IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 53, No. 5, Oktober 2004 S. 1402 - 1408
    • S. Braun, F. Krug, und P. Russer, „A novel automatic digital quasi-peak detector for a time domain measurement system," 2004 InternationalSymposium on Electromagnetic Compatibility, EMC 2004, S. 919-924, 2004,
    beschrieben. Verfahren zur Zeitbereichsmessung strahlungsgebundener und leitungsgebundener elektromagnetischer Störemissionen weisen gegenüber den Frequenzbereichsverfahren eine Reihe wesentlicher Vorteile auf:
    • • Die Zeitbereichsmessung kann wesentlich schneller erfolgen als eine Messung im Frequenzbereich.
    • • Darüber hinaus liefert eine Zeitbereichsmessung auch die Phaseninformation sowie Impulsfominformation über die Störungen, die bei der Frequenzbereichsmessung in der Regel verloren gehen.
  • Bei den Zeitbereichsmethoden zur Messungen elektromagnetischer Störemissionen tritt das Problem der Dynamikbegrenzung durch die begrenzte Amplitudenauflösung breitbandiger Analog-Digital-Wandler mit Abtastraten im GHz-Bereich auf. Verfahren sowie Anordnungen zur zur Erhöhung der Dynamik wurden in den Offenlegungsschriften
    • DE 10 2005 026 928 A1 2006.02.09, „Verfahren und Vorrichtung zur Analog-Digitalwandlung eines Eingangssignals mit hoher Dynamik“,
    • DE 10 2005 032 982 A1 2006.02.16, „Verfahren und Vorrichtung zur Analog-Digital-Wandlung eines Eingangssignals“,
    sowie in den Druckschriften
    • S. Braun und P. Russer, „A low-noise multiresolution high-dynamic ultra-broad-band time-domain EMI measurement system," IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 53, 2005, S. 3354-3363.
    • S. Braun, T. Donauer, und P. Russer, ‚A Real-Time Time-Domain EMI Measurement System for Full-Compliance Measurements According to CISPR 16-1-1," IEEE Transactions on Electromagnetic Compatibility, vol. 50, S. 259-267, 2008.

    beschrieben. Bei dem in diesen Offenlegungsschriften und in dieser Veröffentlichung beschriebenen Verfahren wird der Amplitudenbereich des zu digitalisierenden Verfahrens in mehrere Bereiche unterteilt und das Signal auf mehrere Analog-Digital-Wandler aufgeteilt, welche unterschiedliche Amplitudenbereiche digitalisieren.
  • Gegenüber früheren Systemen zur Messung der Störaussendungen, bei denen Störaussendungen mit Hilfe eines abstimmbaren Empfängers gemessen wurden, weisen moderne Zeitbereichsmesssysteme den Vorteil wesentlich kürzerer Messzeiten auf, da bei diesen Systemen das Störsignal mit hoher Abtastrate in einem breiten Frequenzband digitalisiert wird und das Störaussendungsspektrum danach durch digitale Signalverarbeitung aus dem abgetasteten Signal berechnet wird.
  • Die Messung der strahlungsgebundenen Störaussendungen wird vielfach in einer geschirmten und breitbandig reflexionsfrei innen ausgekleideten Messkabine durchgeführt. Derartige Messkabinen sind sehr teuer.
  • Eine Alternative zu Messungen der Störaussendungen in großen Messkabinen steht in der Nahfeldmessung der Störaussendungen. Dabei wird mit Nahfeldsonden die räumliche Verteilung des elektrischen oder magnetischen Feldes oder sowohl des elektrischen als auch des magnetischen Feldes in einer Fläche oberhalb des zu vermessenden Objektes gemessen. Derartige Anordnungen sind z.B. in den Druckschriften
    • X. Dong, S. Deng, T. Hubing, und D. Beetner, „Analysis of chip-level EMI using near-field magnetic scanning," Electromagnetic Compatibility, 2004. EMC 2004. 2004 InternationalSymposium on, vol. 1, 2004.
    • A. Tankielun, U. Keller, E. Sicard, P. Kralicek, und B. Vrignon, „Electromagnetic Near-Field Scanning for Microelectronic Test Chip Investigation," IEEE EMC Society Newsletter (October 2006).
    • A. Tankielun, „Data Post-Processing and Hardware Architecture of Electromagnetic Near-Field Scanner," Dissertation, Fakultät für Elektrotechnik und Informatik der Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, (2007).
    beschrieben. Elektrische und magnetische Nahfeldsonden werden in den Druckschriften
    • D. Baudry, A. Louis, und B. Mazari, „Characterization of the open-ended coaxial probe used for near-field measurements in EMC applications," Progress In Electromagnetics Research, vol. 60, 2006, S. 311-333.
    • A. Tankielun, U. Keller, E. Sicard, P. Kralicek, und B. Vrignon, „Electromagnetic Near-Field Scanning for Microelectronic Test Chip Investigation," IEEE EMC Society Newsletter (October 2006).
    • T. Ordas, M. Lisart, E. Sicard, P. Maurine, und L. Torres, „Near-Field Mapping System to Scan in Time Domain the Magnetic Emissions of Integrated Circuits," Proceedings of the 18th International Workshop on Power and Timing Modeling Optimization and Simulation, 2008.

    beschrieben.
  • Zu einer vollständigen Charakterisierung des Nahfeldes genügt es, das emittierende Objekt auf einer das Objekt vollständig umschließenden Fläche zu vermessen, wobei eine vollständige Beschreibung durch Vermessung entweder des tangentialen elektrischen Feldes oder des tangentialen magnetischen Feldes entlang der Fläche erforderlich ist. Nahfeldmessungen entlang von das Objekt umschließenden zylindrischen Flächen sind in den Druckschriften
    • O.M. Bucci, C. Gennarelli, G. Riccio, V. Speranza, und C. Savarese, „Nonredundant representation of the electromagnetic fields over a cylinder with application to the near-field far-field transformation," Electromagnetics, vol. 16, 1996, S. 273-290.
    • F. D'Agostino, F. Ferrara, C. Gennarelli, G. Riccio, und C. Savarese, „NF-FF transformation with cylindrical scanning from a minimum number of data," Microwave and Optical Technology Letters, vol. 35, 2002.

    behandelt. Nahfeldmessungen entlang von das Objekt umschließenden sphär Flächen sind in den Druckschriften
    • Y. Rahmat-Samii und J. Lemanczyk, „Application of spherical near-field measurements to microwave holographic diagnosis of antennas," Antennas and Propagation, IEEE Transactions on, vol. 36, 1988, S. 869-878.
    • H. Thal und J. Manges, „Theory and practice for a spherical-scan near-field antenna range", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 36, 1988, S. 815-821.
    behandelt. Für beliebige Abtastgemetrien im Nahfeld wird die Bestimmung des Fernfeldes auf Basis der gemessenen Nahfeldverteilung in der Druckschrift
    • T.K. Sarkar und A. Taaghol, „Near-field to near/far-field transformation for arbitrary near-field geometry utilizing an equivalent electric current andMoM," IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 47, 1999, S. 566-573.
    beschrieben. Die Messung des Nahfeldes kann entlang unterschiedlicher Flächen erfolgen. Im folgenden wird bei der beschriebenen Erfindung die Abtastung des Nahfeldes exemplarisch entlang einer ebenen Fläche behandelt. In Abhängigkeit von der Geometrie des zu untersuchenden Messobjektes können sich jedoch auch andere Geometrien als vorteilhaft erweisen. Die Verwendung anderer Abtastgeometrien, ändert nichts an dem Prinzip und der Funktionsweise der hier vorgestellten Erfindung. Die für die Nahfeld-Fernfeld-Transformation verwendeten Algorithmen sind der gewählten Abtastgeometrie entsprechen der zitierten Literatur anzupassen.
  • Im Falle eines deterministischen elektromagnetischen Feldes ermöglicht die Kenntnis der tangentialen elektrischen oder magnetischen Feldverteilungen auf einer das Objekt umschließenden Fläche eine Berechnung der Winkelverteilung der abgestrahlten elektromagnetischen Energie. Ebenso kann in diesem Fall bei Einbettung des Objektes in eine beliebige Umgebung berechnet werden.
  • Bei genannten Methoden zur Messung der Nahfeldverteilung wird nur die räumliche Verteilung der Amplituden oder der Energiedichte gemessen. Es wird keine Korrelation zwischen den Amplituden an zwei beliebigen Abtastpunkten des Nahfeldes gebildet. Eine rechnerische Bestimmung der Fernfeldverteilung aus diesen gemessenen Nahfeldwerten bzw. eine Simulation der von dem Messobjekt in einer komplexen Umgebung hervorgerufenen räumlichen Feldverteilung ist hierbei nur für deterministische Nahfelder, d.h. für Nahfelder mit bekanntem räumlich-zeitlichem Verlauf, nicht jedoch für stochastische Nahfelder möglich.
  • Bei elektromagnetischen Störaussendungen handelt es sich um stochastische elektromagnetische Felder. Wie aus der Literatur, siehe z. B.
    • H. Bittel und L. Storm, Rauschen, Springer, Berlin, (1998).
    • P. Russer, „Noise Analysis of Linear Microwave Circuits with General TopolÄogy", in: „Review of Radio Sience 1993-1996", Hrsg.: W. Ross Stone, Oxford University Press, S. 361-393, (1996).
    • P. Russer, S. Müller, „Noise analysis of linear microwave circuits", International Journal of, Numerical Modelling, Electronic Networks, Devices and Fields, No. 3, S. 287-316, 1990,
    bekannt ist, können stochastische Signale und Feldgrößen nicht numerisch durch Amplitudenwerte charakterisiert werden. Stochastische Größe sind vielmehr im Zeitbereich durch Korrelationsfunktionen bzw. im Frequenzbereich durch Korrelationsspektren zu charakterisieren. In der gennanten Literatur wird auch ausführlich beschrieben, wie die Transformationsbeziehungen für Korrelationsspektren aus den linearen Transformationsbeziehungen für die komplexen Amplituden harmonischer Signale folgen. Ist z.B. die Transformationsbeziehung für die Nahfeld-Fernfeld-Transformation harmonischer Signale für eine bestimmte Abtastgeometrie bekannt, so kann daraus direkt eine Transformationsbeziehung für die Nahfeld-Fernfeld-Transformation der Korrelationsspektren der stochastischen Feldgrößen abgeleitet werden.
  • Für eine vollständige Beschreibung der stochastischen Nahfeldverteilung, die eine Berechnung der Fernfeldwinkelverteilung bzw. eine Berechnung der Energieverteilung in einer beliebigen Umgebung, in welche das strahlende Objekt eingebettet wird, ermöglicht, sind daher die Korrelationsfunktionen bzw. Korrelationsspektren messtechnisch zu erfassen, wobei in jedem Abtastpunkt die Autokorrelationsfunktion bzw. das Autokorrelationsspektrum des gemessenen Feldwertes zu bestimmen ist und für jedes Paar von Abtastpunkten die Kreuzkorrelationsfunktion bzw. das Kreuzkorrelationsspektrum zu messen ist. Zur Realisierung dieses Messverfahrens wird das elektrische und / oder magnetische Feld gleichzeitig an zwei verschiedenen Messpunkten mit Feldsonden gemessen und es wird aus den digitalisierten Messsignalen beider Feldsonden die durch digitale Signalverarbeitung in bekannter Weise die Kreuzkorrelationsfunktion und / oder das Kreuzkorrelationsspektrum gebildet.
  • Ein System, bei dem die Störemissionen von zwei unabhängigen Antennen detektiert werden und die von den Antennen erfassten Signale in zwei unabängigen Kanälen digitalisiert und weiter verarbeitet werden wird in der Offenlegungsschrift
  • Verfahren und Anordnung zur Umgebungsstörkompensierten Emissionsmessung im Zeitbereich sowie in der Druckschrift
    • Arnd Frech, Amer Zakaria, Stephan Braun und Peter Russer „Ambient Noise Cancelation with a Time-domain EMI Measurement System using Adaptive Filtering", Proc. 2008 Asia-Pacific Sympsoium on Electromagnetic Compatibility, 19-22 May 2008, Singapore, 2008.
    beschrieben. Bei diesem Verfahren werden von einer ersten Antenne die Störaussendungen des Messobjektes einschließlich der Umgebungsstörungen aufgenommen und von einer zweiten Antenne, welche vom Messobjekt weiter entfernt angeordnet ist in erster Linie die Umgebungsstörungen aufgenommen. Nach digitalisierung beider Messignale werden durch digitale Signalverarbeitung die Umgebungsstörungen kompensiert.
  • Die in dieser Patentschrift beschriebene Erfindung gibt ein Verfahren an, welches es erlaubt, stochastische Nahfelder messtechnisch so zu erfassen, dass aus den gewonnenen Daten die Fernfeldverteilung der spektrlen Leistungsdichte und die spektrale Energiedichteverteilung in komplexen Umgebungen berechnet werden können. Die erfindungsgemäße Lösung des Problems besteht darin, in einer oberhalb des Messobjektes oder in einer das Messobjekt umschließenden Fläche das zur Fläche tangentiale elektromagnetische Feld mit jeweils zwei elektrischen und / oder magnetischen vektoriellen Feldsonden abzutasten und dabei die Richtung und Betrag der tangentialen elektrischen und / oder magnetischen Feldkomponenten paarweise gleichzeitig in zwei verschiedenen Abtastpunkten zu messen und für jedes Paar von Messwerten die Korrelationsfunkion und / oder das Korrelationsspektrum der von beiden Feldsonden gemessenen Feldwerte zu bilden.
  • Sind die Autokorrelationsspektren der tangentialen elektrischen und / oder magnetischen Feldkomponenten in allen Abtastpunkten, sowie die Kreuzkorrelationsspektren der gemessenen Feldwerte für alle Paare von Abtastpunkten bekannt, so läßt sich aus diesen Parametern in bekannter Weise die Winkelverteilung der spektralen Leistungsdichte im Fernfeld sowie die räumliche Verteilung der spektralen Energiedichte in komplexen Umgebungen des Messobjekts berechnen.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung zur Durchführung des Verfahrens. Auf einer Grundplatte 1 befindet sich das Messobjekt 2, dessen Störaussendungen zu bestimmen sind. Die Grundplatte 1 ist vorzugsweise metallisch leitend ausgebildet. Oberhalb des Messobjektes 2 werden zwei Nahfeldsonden 4 und 5 entlang einer Fläche 3 bewegt. Bei den Nahfeldsonden 4 und 5 handelt es sich entweder um elektrische oder magnetische Nahfeldsonden. Derartige Nahfeldsonden sind in der Literatur beschrieben. Jede der beiden Nahfeldsonden 4 und 5 misst Richtung und Amplitude bzw. die Amplitudenkomponenten in zwei tangentialen Richtungen des elektrischen oder magnetischen Feldes. Die von den Nahfeldsonden aufgenommenen Signale werden zunächst in analogen Filter- und Verstärkerschaltungen 6 und 7 bandbegrenzt und linear verstärkt, dann in Analog-Digital-Wandler 8 und 9 digitalisiert und anschließend in einer zentralen Rechen- und Steuereinheit 10 weiter verarbeitet. In der zentralen Rechen- und Steuereinheit 10 werden die digitalisierten Signale in bekannter Weise digital so überlagert, dass dabei die Kreuzkorrelationsfunktionen der Signale bestimmt werden. Durch digitale Fourier-Transformation werden in 10 auch die Korrelationsspektren bestimmt. Dabei werden für einen Kanal durch digitale Signalverarbeitung die Autokorrelationsfunktion und / oder das Autokorrelationsspektrum bestimmt. Des weiteren werden von zwei unabhängigen Feldsonden für maximal N(N - 1)/2 unterschiedliche Paare der N gewählten Abtastpunkte die Kreuzkorrelationsfunktionen und / oder das Kreuzkorrelationsspektren bestimmt. Das Ergebnis wird in dem Speicher 11 gespeichert und dort für die weitere Verarbeitung und / oder die Anzeige bereitgestellt.
  • In einer in 2 dargestellten vorteilhaften Weiterbildung dieser Anordnung werden die Nahfeldsonden von zwei Manipulatoren, bestehend aus Hebeln 12 und 13 und mechanischen Antriebseinheiten 14 und 15 bewegt, wobei die Steuerung dieser Bewegung von der zentralen Signalverarbeitungseinheit 10 vorgenommen wird. Über die Signalverarbeitungseinheit 10 und die Antriebseinheiten 14 und 15 werden die beiden an den Hebeln 12 und 13 befestigten Feldsonden in x- und y-Richtung nach einem in der Signalverarbeitungseinheit gespeicherten Programm in zeitlicher Folge so in bestimmten Abtastpunkten sowie für Paare von Abtastpukten die vektoriellen tangentialen Feldkomponenten gemessen werden und aus den gemessenen Signalen durch digitale Signalverarbeitung die Auto- und Kreuzkorrelationsfunktionen gebildet werden. Da nach dem Eindeutigkeitssatz nur die Erfassung der elektrischen oder der magnetischen tangentialen Feldkomponenten erforderlich ist, uns pro Abtastpunkt zwei elektrische oder magnetische Feldkomponenten zu erfassen sind, sind bei N Abtastpunkten 2N Signale zu erfassen. Daraus lassen sich 2N Autokorrelationsfunktionen und 2N(2N - 1)/2 Kreuzkorrelationsfunktionen bestimmen. Die Anzahl der zur Charakterisierung des stochastischen Nahfeldes erforderlichen Korrelationsfunktionen wächst somit quadratisch mit der Anzahl der vorgesehenen Abtastpunkte, so dass die Messung zeitlich nur auf Basis der hier vorgeschlagenen Zeitbereichsmesstechnik bewältigt werden kann.
  • 3 zeigt die schematische Darstellung einer linearen Anordnung 16 von Feldsonden 20, welche durch einen Schalter 21 ausgewählt werden. Dabei können von jeder Feldsonde zwei Polarisationsrichtungen ausgewählt werden. 4 zeigt eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung mit zwei linearen Anordnungen von Feldsonden 16 und 17. Die Ausführung linearen Anordnungen von Feldsonden 17 ist gleich der von linearen Anordnungen von Feldsonden 16. Die linearen Feldsonden werden hier nur in y-Richtung bewegt. Die Auswahl der Feldsonden 20 in x-Richtung sowie der Polarisationsrichtung erfolgt durch Ansteuerung von der zentralen Rechen- und Steuereinheit 10 über die Schalter 21 in den Feldsonden 16 und 17. Die Schalter 21 sind in bekannter Weise durch gesteuerte elektromechanische oder elektronische Schalter realisiert. Die Signale der über die Schalter 21 ausgewählten Feldsonden 20 und Polarisationsrichtungen der linearen Anordnungen von Feldsonden 16 und 17 werden den analogen Filter- und Verstärkerschaltungen 6 und 7 zugef
    ührt und dann wie oben beschrieben weiter verarbeitet. Die Auswahl der Feldsonden in y-Richtung durch Schalter kann in wesentlich kürzerer Zeit erfolgen als die Auswahl eines Abtastpunktes durch Bewegung der Feldsonden in beiden Richtungen, wie sie bei der Anordnung nach 2 erfolgt. Dadurch läßt sich die gesamte Messzeit wesentlich verkürzen.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführung der erfindungsgemässen Anordnung nach 6 wird eine flächenhafte Anordnung 22 von Feldsonden 20, wie in 5 schematisch dargestellt verwendet. Die Feldsonden 20 in der flächenhafte Anordnung 22 von und die jeweiligen Polarisationsrichtungen werden voneinander unabhängig über von der zentralen Rechen- und Steuereinheit 10 gesteuerte Schalter 24 und 25 ausgew ählt. Die Signale der über die Schalter 24 und 25 augewählten Feldsonden 20 und Polarisationsrichtungen werden den analogen Filter- und Verstärkerschaltungen 6 und 7 zugef ührt und dann wie oben beschrieben weiter verarbeitet. Da in der Anordnung nach 6 die Auswahl der Feldsonden in beiden Richtungen durch Schalter und ohne Positionsänderung der Feldsonden erfolgt, kann die Auswahl der Messpunkte in wesentlich kürzerer Zeit als bei den Anordnungen nach 2 und 4 erfolgen. Dadurch wird die Meßzeit wesentlich verkürzt.
  • In der in 7 schematisch dargestellten vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung nach 2 ist zwischen den Feldsensoren 4 und 5 und den den analogen Filter- und Verstärkerschaltungen 6 und 7 eine von der zentralen Rechen- und Steuereinheit 10 gesteuerte Schalteinheit 26 eingefügt, die es ermöglicht, die Zuordnung der Signalusgänge der Feldsensoren 4 und 5 zu den Eingängen der analogen Filter- und Verstärkerschaltungen 6 und 7 zu verändern. Dadurch können die Signale für beide Polarisationsrichtungen eines der beiden Feldsensoren an die Eingänge der analogen Filter- und Verstärkerschaltungen 6 und 7 gegeben werden und es kann auf diese Weise die Korrelationsfunktion der beiden Signalkomponenten unterschiedlicher Polarisation bei einer Feldsonde bestimmt werden.
  • In der in 9 schematisch dargestellten vorteilhaften Weiterbildung der Anordnung nach 4 werden zwei in 8 schematisch dargestellte lineare Anordnungen 28 und 29 von Feldsonden 20, welche durch zwei Schalter 21 und 27 ausgewählt werden verwendet. Die lineare Anordnung von Feldsonden 29 ist baugleich mit der lineare Anordnung von Feldsonden 28. Dabei können durch die Schalter 21 und 27 voneinander unabhängig zwei Feldsonden und für jede der beiden Feldsonden unabhängig die Polarisationsrichtungen ausgewählt werden. Polarisationsrichtungen ausgewählt werden. Die Auswahl der Feldsensoren und Polarisationsrichtungen erfolgt von der zentralen Rechen- und Steuereinheit 10. Eine von der zentralen Rechen- und Steuereinheit 10 gesteuerte Schalteinheit 26 ermöglicht es, die Zuordnung der Signalusgänge der von den Schaltern 21 und 27 in den lineare Anordnungen von Feldsonden 28 und 29 ausgewähten Feldsensoren und Polarisationsrichtungen den Eingängen der analogen Filter- und Verstärkerschaltungen 6 und 7 zu verändern. Dabei können den Eingängen von 6 und 7 die Ausgangssignale von Feldsensoren aus beiden oder nur aus einer der lineare Anordnungen von Feldsonden 28 und 29 zugeführt werden und es können auch an die Eingänge von 6 und 7 die beiden unterschiedlichen Polarisationssignale einer Feldsonde gegeben werden. Auf diese Weise lassen sich alle Kreuzkorrelationsfunktionen von allen Paaren von Signalkomponenten bestimmen.
  • Figurenliste
    • 1 Schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Anordnung.
    • 2 Schematische Darstellung einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung mit gesteuerten Positioniermodulen.
    • 3 Schematische Darstellung einer linearen Feldsondenanordnung.
    • 4 Schematische Darstellung einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung mit gesteuerten Positioniermodulen und zwei linearen Feldsondenanordnungen.
    • 5 Schematische Darstellung einer flächenhaften Feldsondenanordnung.
    • 6 Schematische Darstellung einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung mit einer flächenhaften Feldsondenanordnung.
    • 7 Schematische Darstellung einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung mit einer Polarisationsauswahleinheit.
    • 3 Schematische Darstellung einer Weiterbildung der linearen Feldsondenanordnung.
    • 9 Schematische Darstellung einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung mit einer Polarisationsauswahleinheit.

Claims (12)

  1. Verfahren zur Messung der Nahfeldverteilung der elektromagnetischen Störaussendung von Messobjekten mit zwei oder mehreren elektrischen und / oder magnetischen Feldsonden, welche die elektrischen und / oder magnetischen Feldwerte an mehreren Messpunkten in der Umgebung des Messobjektes abtasten, dadurch gekennzeichnet, dass die tangentialen elektrischen und / oder magnetischen Feldkomponenten gleichzeitig von zwei Feldsonden gemessen werden und von den von beiden Feldsonden erfassten Messsignalen die Korrelationsfunktionen gebildet werden.
  2. Verfahren zur Messung der Nahfeldverteilung der elektromagnetischen Störaussendung von Messobjekten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Feldsonden die tangentialen elektrischen Feldkomponenten entlang einer Fläche (im Folgenden Messfläche genannt) im Nahfeldbereich des Messobjektes messen, wobei in den ausgewählten Messpunkten die beiden vektoriellen Komponenten des zur Messfläche tangentialen elektrischen Feldes erfasst werden.
  3. Verfahren zur Messung der Nahfeldverteilung der elektromagnetischen Störaussendung von Messobjekten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Feldsonden die tangentialen magnetischen Feldkomponenten entlang einer Fläche (im Folgenden Messfläche genannt) im Nahfeldbereich des Messobjektes messen, wobei in den ausgewählten Messpunkten die beiden vektoriellen Komponenten des zur Messfläche tangentialen magnetischen Feldes erfasst werden.
  4. Verfahren zur Messung der Nahfeldverteilung der elektromagnetischen Störaussendung von Messobjekten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Feldsonden die tangentialen elektrischen und magnetischen Feldkomponenten entlang einer Fläche (im Folgenden Messfläche genannt) im Nahfeldbereich des Messobjektes messen, wobei in den ausgewählten Messpunkten die beiden vektoriellen Komponenten des zur Messfläche tangentialen elektrischen und magnetischen Feldes erfasst werden.
  5. Verfahren zur Messung der Nahfeldverteilung der elektromagnetischen Störaussendung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass von den von beiden Feldsonden erfassten Messsignalen die Korrelationsfunktionen und / oder Korrelationsspektren gebildet werden.
  6. Verfahren zur Messung der Nahfeldverteilung der elektromagnetischen Störaussendung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3 und Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Gesamtzahl von N auf der Messfläche ausgewählten Messpunkten und dabei 2N von den Nahfeldsonden erfassten Signalen eine Anzahl von 2N Autokorrelationsspektren und 2N(2N - 1) Kreuzkorrelationsspektren gebildet werden.
  7. Verfahren zur Messung der Nahfeldverteilung der elektromagnetischen Störaussendung nach Anspruch 4 und Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Gesamtzahl von N auf der Messfläche ausgewählten Messpunkten und dabei 4N von den Nahfeldsonden erfassten Signalen eine Anzahl von 4N Autokorrelationsspektren und 4N(4N -1) Kreuzkorrelationsspektren gebildet werden.
  8. Verfahren zur Messung der Nahfeldverteilung der elektromagnetischen Störaussendung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Feldsonden auf einer Messfläche mit Hilfe von mechanischen Antriebseinheiten bewegt und von einer zentralen Rechen- und Steuereinheit gesteuert positioniert werden.
  9. Verfahren zur Messung der Nahfeldverteilung der elektromagnetischen Störaussendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwei lineare Anordnungen von Feldsonden auf einer Messfläche mit Hilfe von mechanischen Antriebseinheiten in einer Richtung bewegt und von einer zentralen Rechen- und Steuereinheit gesteuert positioniert werden und die Feldsonden in den linearen Anordnungen von Feldsonden von der zentralen Rechen- und Steuereinheit 10 ausgewählt werden.
  10. Verfahren zur Messung der Nahfeldverteilung der elektromagnetischen Störaussendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldsonden in einer flächenhaften Anordnung positioniert sind und diese Feldsonden sowie die jeweiligen Polarisationsrichtungen von der zentralen Rechen- und Steuereinheit ausgewählt werden.
  11. Verfahren zur Messung der Nahfeldverteilung der elektromagnetischen Störaussendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Feldsensoren und den analogen Filter- und Verstärkerschaltungen eine von der zentralen Rechen- und Steuereinheit gesteuerte Schalteinheit eingefügt ist, die es ermöglicht, die Zuordnung der Signalausgänge der Feldsensoren zu den Eingängen der analogen Filter- und Verstärkerschaltungen zu verändern.
  12. Verfahren zur Messung der Nahfeldverteilung der elektromagnetischen Störaussendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass lineare Anordnungen von Feldsonden, welche durch zwei Schalter ausgewählt werden, verwendet werden, wobei durch diese Schalter der zentralen Rechen- und Steuereinheit zwei Feldsonden und für jede der beiden Feldsonden unabhängig die Polarisationsrichtungen ausgewählt werden können.
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