Gestrahlte Störaussendungen
Gestrahlte Störaussendungen (Radiated Emissions) sind unerwünschte elektromagnetische Störungen, die von elektronischen Geräten in den freien Raum abgestrahlt werden. Diese Emissionen können Interferenzen mit benachbarten Geräten verursachen und müssen kontrolliert werden, um die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) in Wohn-, Gewerbe- und Industrieumgebungen sicherzustellen.
Die Prüfung gestrahlter Störaussendungen ist für Geräte mit schnellen digitalen Schaltkreisen, Schaltnetzteilen oder jeglicher Ausrüstung erforderlich, die während des normalen Betriebs elektromagnetische Felder erzeugt. Die Einhaltung der Normen für gestrahlte Störaussendungen ist für die Produktzulassung in regulierten Märkten weltweit unerlässlich.
Warum gestrahlte Störaussendungen wichtig sind
Elektronische Geräte mit schnellen Schaltsignalen, hohen Taktfrequenzen oder unzureichender Abschirmung können elektromagnetische Energie abstrahlen, die andere Geräte stört. Ohne geeignete Designmaßnahmen können diese Emissionen:
Funkkommunikation oder drahtlose Geräte stören
Fehlfunktionen in empfindlichen elektronischen Geräten verursachen
Regulatorische Emissionsgrenzwerte verletzen
Regulatorische Auswirkungen:
Produkte, die Grenzwerte für gestrahlte Störaussendungen überschreiten, können nicht in regulierten Märkten verkauft werden
Die Neugestaltung von Produkten nach der Produktion ist kostspielig und zeitaufwändig
Vorab-Konformitätsprüfungen helfen, Probleme früh im Entwicklungszyklus zu identifizieren
Messaufbau
Testumgebung
Messungen gestrahlter Störaussendungen werden in kontrollierten elektromagnetischen Umgebungen durchgeführt:
Halb-Absorberhalle (SAC): Geschirmter Raum mit HF-absorbierenden Materialien an Wänden und Decke, leitfähiger Boden als Massefläche
Vollabsorberhalle (FAR): Vollständige HF-Absorption auf allen Oberflächen, verwendet für Antennendiagramme und drahtlose Geräteprüfungen
Freifeld-Messplatz (OATS): Außen- oder großer Innenbereich mit minimalen Reflexionen, kalibriert für Konformitätsprüfungen
Erforderliche Ausrüstung
Messantennen (Bikonisch, Log-periodisch oder Horn-Antennen je nach Frequenz)
EMI-Empfänger oder Spektrumanalysator
Drehtisch zum Drehen des Prüflings (DUT)
Antennenmast mit einstellbarer Höhe (typischerweise 1 bis 4 Meter)
Geschirmte Umgebung zur Eliminierung externer Störungen
Prüfablauf
Der Prüfling wird auf einem Drehtisch in einem festgelegten Abstand platziert (typischerweise 3 m, 10 m oder 30 m abhängig von Gerätegröße und Messplatz)
Das Gerät arbeitet in normalen oder ungünstigsten Betriebsmodi
Emissionen werden über den festgelegten Frequenzbereich gemessen (typischerweise 9 kHz bis 6 GHz oder höher)
Antennenhöhe und Ausrichtung des Prüflings werden variiert, um maximale Emissionspegel zu finden
Ergebnisse werden mit geltenden Grenzwerten verglichen
Frequenzbereich und Grenzwerte
Gestrahlte Störaussendungen werden typischerweise von 9 kHz bis 6 GHz oder höher bewertet, wobei die Messergebnisse in dBµV/m (elektrische Feldstärke) ausgedrückt werden.
Die Grenzwerte variieren abhängig von:
Produktkategorie (z.B. Wohn-, Industriebereich)
Messabstand (3 m, 10 m oder 30 m)
Klassifizierung der Betriebsumgebung
Anwendbare Normen
Grenzwerte für gestrahlte Störaussendungen sind in regionalen und internationalen Normen definiert:
Europa:
EN 55032 (CISPR 32) – Multimediageräte
EN 61000-6-3 – Fachgrundnorm für Wohn-, Gewerbe- und Leichtindustrieumgebungen
EN 61000-6-4 – Fachgrundnorm für Industrieumgebungen
USA:
FCC Part 15 Subpart B – Unbeabsichtigte Störstrahler (§15.109, §15.209)
International:
CISPR 11 – Industrie-, Wissenschafts- und Medizingeräte
CISPR 22 – Informationstechnikgeräte (ersetzt durch CISPR 32)
Häufige Ursachen für Nicht-Konformität
Typische Quellen übermäßiger gestrahlter Störaussendungen umfassen:
Hochgeschwindigkeits-Digitalsignale ohne ordnungsgemäße Filterung oder Terminierung
Unzureichende Gehäuseabschirmung (Spalten, Nähte, Lüftungsöffnungen)
Ungeschirmte oder schlecht verlegte interne Kabel
PCB-Layout-Probleme (lange Signalleitungen, unzureichende Masseflächen)
Fehlende oder ineffektive Kabelabschirmung und Steckverbinder-Erdung
Konstruktionsempfehlungen:
Verwenden Sie geeignete PCB-Layout-Techniken (Masseflächen, kontrollierte Impedanz)
Schirmen Sie Gehäuse mit leitfähigen Dichtungen an Nähten und Öffnungen ab
Bringen Sie Ferritperlen oder Gleichtaktdrosseln an Kabeln an
Implementieren Sie ordnungsgemäße Kabelführung und Abschirmungspraktiken
Filtern Sie Hochgeschwindigkeitssignale an Gehäusedurchführungen
Die Behebung dieser Probleme während der Entwicklungsphase reduziert das Risiko von Konformitätsausfällen bei formellen Prüfungen erheblich.
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