Schutz von komplexen elektronischen Systemen vor Störungen durch elektromagnetische Pulse hoher Leistung

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Das Versagen eines elektronischen Systems kann in der heutigen Zeit verheerende Folgenhaben, denn nicht nur die Wirtschaft sondern auch Menschenleben sind von diesen abhängig.Um die volle Funktionsfähigkeit sicherzustellen, ist die elektromagnetische Verträglichkeit(EMV) von elektronischen Systemen untereinander zu gewährleisten. Die Nachfrage nachimmer höheren Datenraten und kompakteren elektronischen Komponenten führt zu erhöhtenNutzsignalfrequenzen, niedrigeren Betriebsspannungen und höheren Packungsdichten, die miteiner erhöhten Empfindlichkeit der modernen elektronischen Systeme verbunden sind. Dadurchreagieren Systeme anfälliger auf äußere Störungen, insbesondere auf Störquellen, diebewusst zur Beeinflussung eines elektronischen Systems eingesetzt werden (z.B. aus terroristischenHintergründen). Diese Quellen zur Erzeugung elektromagnetischer Pulse extrem hoherLeistung (HPEM) decken schmalbandige Mikrowellenimpulse bis hin zu ultrabreitbandigenPulsen ab. Bei der Einkopplung in ein System kann es zu einer vorübergehenden Beeinträchtigungder Funktion bis hin zur Zerstörung von Halbleiterbauelementen kommen. Deshalbist die Entwicklung von Maßnahmen zur Härtung des zu schützenden Systems essentiell.Gegenstand der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung von Schutzkonzepten, die gegenHPEM-Störungsformen eingesetzt werden können, sowie die Analyse der Wirkung vonSchutzschaltungen in verschiedenen Bereichen wie der Spannungsversorgung oder auch derDatenübertragung von komplexen Systemen. Das Ansprechverhalten der Schutzelementewird hierbei messtechnisch und mit Hilfe von Simulationssoftware untersucht, was zu einerallgemeinen Ableitung eines Schutzkonzeptes für komplexe Systeme gegen Störungen durchHPEM und Richtlinien für neue Schutzkomponenten führt.