Empfindlichkeitsuntersuchungen an Sicherheitstechnik unter Einfluss hochfrequenter Störsignale

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.

Eine gemeinsame Grundlage vieler kritischer Anlagen und Einrichtungen sind Sicherungsysteme gegen unbefugten Zutritt. Passive Schutzmaßnahmen wie die Umzäunung einer Anlage werden in vielen Fällen durch aktive Systeme wie Bewegungsmelder, Lichtschranken, Alarmanlagen und elektronische Schließungen ergänzt. Eine eingehende exemplarische Untersuchung eines kombinierten Testsystems kann Aufschluss über Schwachstellen und mögliche Härtungsmaßnahmen geben.

Die Aufgabe in dieser Masterarbeit besteht darin, in einem ersten Schritt einzelne Module von gängigen Systemen zur Anlagen- und Gebäudesicherung in einem realen Systemen nachempfundenen Prüfaufbau zu integrieren. Um dessen Reaktionen bei Störung nachvollziehen zu können, sind geeignete Ansätze zur Überwachung des Gesamtaufbaus sowie seiner Komponenten während der testweisen Beaufschlagung mit starken Störfeldern zu entwickeln. Das kann die einfache Videoüberwachung der Systemanzeigen ebenso einschließen wie die Auslese von Betriebsparametern über Datenleitungen. Nach der Erarbeitung von Kriterien zur Einschätzung der Schwere eines Systemversagens unter IEMI sollen mit den vorhandenen Experimentiereinrichtungen am Fraunhofer INT realistische Störversuche im Labor nachgestellt werden. Auf der Grundlage der gewonnenen Kenntnisse über die Empfindlichkeit des Gesamtsystems sollen außerdem Ansätze zur Verbesserung des Aufbaus entstehen.

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.

Co-Betreuer: Dr. Michael Suhrke (Fraunhofer Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT) Email: michael.suhrke@int.fraunhofer.de

PROJEKTPHASEN:

Masterprojekt 1: Recherche Sicherheitstechnik, Entwicklung Konzept für Testaufbau und Monitoring.

Masterprojekt 2:  Beschaffung der Gerätschaften, Aufbau des Prüfsetups, Implementierung des Monitoring-Konzepts.     

Masterthesis: Messungen am Prüfaufbau, Analyse der Empfindlichkeiten, Entwicklung von Ansätzen zur Härtung.

Anzahl Plätze: 1