Elektromagnetische Schirmung (eBook)

Hans A. Wolfsperger, geboren 1969 in Freiburg, widmet sich dem Thema "elektromagnetische Schirmung" seit seiner Studienzeit an der Universität Karlsruhe. Dort war er auch als EMV-Prüfingenieur tätig und begleitete unter anderem die Schirmgehäuseentwicklung der Schroff-GmbH. Er promovierte in Karlsruhe 2001. In den Jahren danach war er als technischer Leiter der emscreen GmbH in Taufkirchen verantwortlich für ca. 80 Raumschirmungsprojekte. 2008 wechselte er ans Raumfahrt-Testzentrum der IABG in Ottobrunn. Wolfsperger ist Gesellschafter der W+R Schirmungstechnik GmbH.

Zu diesem Buch 6
Inhalt 9
1 Einleitung 15
1.1 Warum Schirmung? 15
1.1.1 Vorkommen elektromagnetischer Felder 15
1.1.2 Schirmung in der EMV 18
1.1.3 Schirmung in der EMVU 21
1.1.4 Schirmung zum Informationsschutz 24
1.2 Abgrenzung des Begriffs elektromagnetische Schirmung 27
1.2.1 Nicht-elektromagnetische Felder, Wellen oder Strahlen 28
1.2.2 Elektromagnetische Strahlung, deren Abschirmung nicht zum Themengebiet elektromagnetische Schirmung gehört 30
2 Grundlagen und Begriffe 32
2.1 Der Feldbegriff 32
2.1.1 Die elektrische Feldstärke 33
2.1.2 Die elektrische Flussdichte 34
2.1.3 Die magnetische Flussdichte 35
2.1.4 Die magnetische Feldstärke 36
2.1.5 Die Materialgleichungen 37
2.1.6 Verhalten von elektrischen und magnetischen Feldern an Grenzflächen 39
2.2 Feldursachen 42
2.2.1 Ladungen als Ursache des elektrischen Feldes – der Satz vom Hüllenfluss 43
2.2.2 Die Quellenfreiheit des magnetischen Feldes 51
2.2.3 Magnetische Wechselfelder als Ursache des elektrischen Feldes – das Induktionsgesetz 54
2.2.4 Ströme als Ursache des magnetischen Feldes – das Durchflutungsgesetz 61
2.2.5 Übersicht Material- und Maxwellgleichungen 65
2.3 Wellenausbreitung 66
2.3.1 Entstehung einer elektromagnetischen Welle 66
2.3.2 Ebene Welle 72
2.3.3 Harmonische Welle 76
2.3.4 Dämpfung und Absorption 78
2.3.5 Reflexion 80
2.4 Darstellung von Zeitverläufen im Frequenzbereich 85
2.4.1 Fourier-Reihenentwicklung 86
2.4.2 Fourier-Transformation 90
2.5 Begriffe der elektromagnetischen Schirmung 92
3 Theorie der elektromagnetischen Schirmung 100
3.1 Feldtypen und deren Abschirmmechanismen 100
3.1.1 Das elektrostatische Feld – der elektrostatische Schirm 102
3.1.2 Das magnetostatische Feld – der magnetostatische Schirm 107
3.1.3 Das quasistationäre elektromagnetische Feld – der elektrodynamische Schirm 113
3.1.4 Elektromagnetische Wellen: Absorption, Reflexion und Transmission 147
3.2 Feldeinkopplung durch Öffnungen 187
3.2.1 Beschreibung der Feldeinkopplung mit Ersatzdipolen 189
3.2.2 Berechnung der Feldverteilung in perforierten Schirmen durch Dipol-Spiegelung 192
3.2.3 Schirmwirkung von Lochblechen und Drahtgeweben 205
3.2.4 Einkopplung von Feldern durch lange Schlitze 221
3.3 Theorie der Kabelschirmung 223
3.3.1 Die Kopplungsimpedanz 223
3.3.2 Die Kopplungsadmittanz 232
3.3.3 Die Kopplungsdämpfung 233
3.3.4 Kopplungsimpedanz und Kopplungsdämpfung versus Schirmdämpfung 236
4 Praxis der elektromagnetischen Schirmung 240
4.1 Materialien und Materialeigenschaften 241
4.2 Komponenten der elektromagnetischen Schirmung 265
4.3 Gehäuseschirmung 297
4.4 Raumschirmung 315
4.5 Kabelschirmung 380
5 Messverfahren und Normen 400
5.1 Messverfahren zur Bestimmung der Schirmdämpfung von Materialien (Intrinsic-Schirmdämpfung) 401
5.2 Genormte Verfahren zur Messung der Schirmdämpfung von Gehäusen 404
5.3 Genormte Verfahren zur Messung der Schirmdämpfung von geschirmten Räumen 415
5.4 Genormte Verfahren zur Messung der Einfügungsdämpfung von Filtern 421
5.5 Genormte Verfahren zur Messung der Schirmwirkung von Kabelschirmen, Schirmschläuchen und Verbindungssteckern 424
5.6 Alternative Messverfahren 432
6 Anwendungen elektromagnetischer Schirme 445
6.1 Der Schirm als EMV-Entstörmittel 445
6.2 Einsatz elektromagnetischer Schirme zum Schutz des Menschen 462
6.3 Einsatz elektromagnetischer Schirme in der Medizintechnik 472
6.4 Elektromagnetische Schirmung zum Informationsschutz 473
6.5 Schutz gegen EMP und vorsätzliche elektromagnetische Beeinflussung 479
Literaturverzeichnis 488
Stichwortverzeichnis 505