Aufbau und Konfiguration einer Testumgebung für HEPM-Empfindlichkeitsuntersuchungen

Masterprojekt Elektrotechnik - Schwerpunkt Elektrotechnische Systementwicklung

KURZBESCHREIBUNG:

Moderne Systeme beinhalten heutzutage eine Vielzahl von elektronischen Komponenten. Viele technische Innovationen sind dabei erst durch den hohen Integrationsgrad mikroelektronischer Schaltungen ermöglicht worden, wodurch sie gegenüber elektromagnetischen Hochfrequenzfeldern (HF) hoher Leistung (High Power Electromagnetics, HPEM) anfälliger werden.  Solche Felder können für bewusste Angriffe auf die Elektronik kritischer Infrastrukturen eingesetzt werden (Intentional Electromagnetic Interference, IEMI). Das Fraunhofer INT führt HPEM-Empfindlichkeitsuntersuchungen durch, um diese Anfälligkeit zu untersuchen. Dafür stehen verschiedene leistungsstarke Quellen im Mikrowellenbereich zur Verfügung. Für die Tests und Messungen sind individuelle Verfahren notwendig, welche nicht durch käufliche Systemlösungen abgedeckt werden können.

Die Aufgabe in dieser Masterarbeit besteht darin, vorhandene Messgeräte und HF-Quellen in einer gemeinsamen Testumgebung zu integrieren und den Testablauf zu automatisieren. Dabei sollen an HF-Hochleistungsquellen Frequenz und Leistung nach Vorgaben eingestellt und geändert und die Prüflingsreaktion überwacht werden. Im Fehlerfall soll die Feldstärke automatisch ausgelesen werden. In einem weiteren Schritt könnten zusätzliche Testmöglichkeiten integriert werden.

Die Automatisierung der Testumgebung soll über eine Software geschehen, die mit Hilfe der Programmiersprache Python erstellt werden soll. Zunächst sollen die Funktionsweisen der verwendeten Messgeräte, Verstärker und HF-Generatoren erarbeitet werden. In einem weiteren Schritt wird die Software zur Steuerung der Testumgebung aufgesetzt. Zu einer vollständigen Untersuchung gehören daneben auch die Prüflingsüberwachung und die Protokollierung der Prüflingsreaktion, die ebenfalls integriert werden sollen. Nach der Implementierung der Automatisierung für die HF-Hochleistungspulsquellen ist es vorgesehen, das Verfahren mit Änderungen für CW-Untersuchungen (CW: Continuous Wave) zu übernehmen. Des Weiteren soll das automatisierte Testverfahren auf neue Messumgebungen angewendet werden.

Geschäftsfeld Elektromagnetische Effekte und Bedrohungen am Fraunhofer INT:

Das Fraunhofer-Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT erstellt einen umfassenden Überblick über die allgemeine Forschungs- und Technologielandschaft und das gesamte Spektrum technologischer Entwicklungen und führt theoretische und experimentelle Arbeiten auf dem Gebiet elektromagnetischer und nuklearer Effekte durch. Das Geschäftsfeld Elektromagnetische Effekte und Bedrohungen betreibt angewandte Forschung auf den Gebieten der Einkopplung elektromagnetischer Felder in Geräte und Systeme, der Beeinflussung elektronischer Schaltungen durch Felder und Störsignale sowie der Analyse elektromagnetischer Bedrohungen und greift dazu auf eigene hochmoderne und vielseitige Messinfrastruktur zurück.
 

PROJEKTPHASEN:

Masterprojekt 1:

• Vorarbeiten, Konzept, Testablauf.

Masterprojekt 2:

• Steuerung der einzelnen beteiligten Geräte.     

Masterthesis:

• Automatisierung der Testumgebung, Messung und Test.

Anzahl Plätze: 1

Co-Betreuer:

• Dr. Michael Suhrke (Fraunhofer Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT)