Methoden zur Messdatenverarbeitung und Erhöhung der Sensitivität für EMV-Nahfeldmessungen

Die ursprünglich für die Charakterisierung von Antennen entwickelte Nahfeldmesstechnik kann auch im Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit gewinnbringend eingesetzt werden. Die Informationen über das Nahfeld geben einen tieferen Einblick in das Verhalten von Schaltungen und ermöglichen dadurch gezielte Optimierungen. Außerdem kann ein etwaiges Fehlverhalten detektiert werden. Gerade bei Schaltungen mit kleinen Abmessungen, an denen die direkte Messung von Strömen und Spannungen schwierig ist, ist die Nahfeldmessung eine interessante Alternative. Die Herausforderung besteht darin, gleichzeitig eine gute Ortsauflösung und eine hohe Sensitivität zu erzielen. Bedingt durch das Funktionsprinzip der Sonde ist dies am unteren Ende des betrachteten Frequenzbereichs von 100 kHz bis 3,16 GHz besonders schwierig. In der vorliegenden Arbeit wird die Ermittlung der magnetischen Feldstärke in einer Ebene im Nahfeld von Platinen aus den phasenrichtig mit einem vektoriellen Netzwerkanalysator aufgenommenen Messdaten untersucht. Die erarbeitete Sondenkompensation ermöglicht es, die Sensitivität durch den Einsatz von vergleichsweise großen Sonden zu erhöhen, da die oftmals geforderte Voraussetzung, dass das Feld im Bereich der Sonde homogen sei, entfallen kann. Zum Einsatz kommen Kompensationsverfahren im Ortsfrequenzbereich und alternativ im Ortsbereich. Beide Methoden werden in der Arbeit analysiert und weiterentwickelt. Außerdem wird gezeigt, dass die Sondenkompensation auch gemeinsam mit einem Verstärker mit niedriger Eingangsimpedanz eingesetzt werden kann.