Nahfeld-Fernfeld-Umrechnung für die Bestimmung der Abstrahlung von Leiterplatten basierend auf verbesserten Genetischen Algorithmen

Inhalt:
Zur Einschätzung der elektromagnetischen Verträglichkeit von Geräten, z.B. zum Nachweis der Einhaltung einschlägiger Normen, ist oft die Kenntnis der elektrischen Feldstärke im Fernfeld notwendig. Messungen im Nahfeld sind jedoch gegenüber Fernfeldmessungen weniger aufwändig und können ohne teure Meßumgebung, wie z.B. Freifeldmessplätzen oder Absorberhallen, durchgeführt werden. Der vorliegende Beitrag beschreibt ein auf Genetischen Algorithmen basierendes Verfahren, magnetische Nahfeldstärken auf elektrische Fernfeldstärken umzurechnen. Dazu wird zunächst das Magnetfeld an ausgewählten Beobachtungspunkten im Nahfeld bestimmt, dann werden elektrische und magnetische Dipolanordnungen gesucht, die das Nahfeld möglichst gut beschreiben. Diese Dipolanordnungen werden schließlich als Quellen für das gesuchte Fernfeld benutzt. Genetische Algorithmen sind anderen Verfahren, wie z.B. dem Äquivalenzprinzip, zwar in Hinsicht auf die Effizienz unterlegen, haben aber einige für den hier vorliegenden Fall wesentliche Vorteile. So müssen für Genetische Algorithmen Nahfeldwerte nur nach Betrag, nicht nach ihrer Phase, bekannt sein. Bei Antennenmessungen kann durch die Verwendung von Netzwerkanalysatoren eine eindeutige Phasenbeziehung zwischen Sende- und Empfangssignal, und damit zwischen der Feldstärke an den verschiedenen Messpunkten, einfach bestimmt werden. Bei der Störaussendungsmessung an einem realen Prüfling müsste mit zusätzlichem Aufwand ein Referenzsignal erfasst werden, relativ zu dem dann die Phasen der Aufpunktfeldstärken zu bestimmen wären. Außerdem soll auch nur von Kenntnis einiger Feldstärkekomponenten, die nicht notwendigerweise tangential zur Beobachtungsfläche gerichtet sind, ausgegangen werden. Schließlich soll später die Auswirkung der Umgebung auf das Strahlungsverhalten untersucht werden, z.B. wenn als Quelle eine Leiterplatte betrachtet wird, die dann in ein Gehäuse eingebaut wird. Dazu wird es von Vorteil sein, wenn als Ersatzquellen Strahler angesetzt werden, die die tatsächlichen Störquellen möglichst genau wiederspiegeln.