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StartseiteForschung aktuellElektronik in der Mikrowelle20.12.2007

Elektronik in der Mikrowelle

In einem Speziallabor traktieren Forscher Schaltkreise mit elektromagnetischer Strahlung

Physik. - Elektromagnetische Einstreuungen können gefährlich werden, etwa wenn ein Funkmast die ABS-Elektronik eines Autos verrückt spielen lässt oder eine Radarstation die Navigationselektronik eines Passagierflugzeugs. Um Schaltkreise resistent gegen strahlungsbedingte Ausfälle zu machen, wurde in Singapur kürzlich ein Speziallabor eingeweiht.

Von Ralf Krauter

Die Hersteller von Elektronikgeräten müssen sicherstellen, dass ihre Produkte auch in der Nähe leistungsstarker Sendemasten funktionieren.  (AP)
Die Hersteller von Elektronikgeräten müssen sicherstellen, dass ihre Produkte auch in der Nähe leistungsstarker Sendemasten funktionieren. (AP)

Singapur, Nanyang Technological University. Dicke Stahltüren mit elektronischen Codeschlössern führen in eine beige-gestrichene Halle vom Format eines Flugzeughangars. Darin befinden sich zwei riesige Versuchskammern, in denen Professor Kye Yak See untersucht, wie technisches Gerät aller Art mit elektromagnetischer Strahlung klar kommt. Bevor der Elektronik-Spezialist die Metalltür zur linken Versuchskammer öffnet, schaut er zweimal, ob die rote Warnlampe auch tatsächlich aus ist und drinnen keine Messung läuft. Andernfalls bestünde nämlich die Gefahr, nach Öffnen der Tür innerhalb von ein paar Sekunden gekocht zu werden. Die Kammer bietet ausreichend Platz für einen Bus, einen Düsenjet oder einen Panzer. Die nackten Wände sind aus geriffeltem Edelstahl.

" Das hier ist unser riesiger Mikrowellenofen. Das auffälligste daran sind diese beiden meterlangen spiralförmigen Quirle aus Stahl. Der rechts in der Ecke steht senkrecht auf dem Boden. Der links oben hängt waagerecht unter der Decke. Während einer Messung erzeugen die beiden Sendeantennen, die sie dort hinten sehen, in der Kammer ein intensives Mikrowellenfeld. Damit es überall gleich stark ist, rotieren die Quirle mit einer bestimmten Frequenz. Sie rühren das Feld sozusagen um, damit sich keine Resonanzen bilden und die Feldstärke überall gleich hoch ist. "

Bis zu 1000 Volt pro Meter beträgt die Feldstärke im Inneren der Kammer - hundertmal mehr, als die maximale Strahlungsstärke in unmittelbarer Nähe einer Handyantenne. Damit traktieren die Forscher ein militärisches Testobjekt, das vorne links in Hüfthöhe aufgebockt ist. Der rund drei Meter lange torpedoförmige Rumpf eines kleinen Flugzeugs.

" Dieses unbemannte Fluggerät setzen wir sehr intensiver elektromagnetischer Strahlung aus, deren Frequenz wir von ganz niedrig bis 18 oder 20 Gigahertz hochfahren. Wir decken also das komplette Radiospektrum ab. Wenn solch ein Flugkörper später dicht an einem starken Radarsender vorbei fliegt, dann ist er bei manchen Frequenzen schnell einmal ähnlich intensiver Strahlung ausgesetzt. Unsere Messungen sollen sicherstellen, dass er in solch einem Fall nicht einfach vom Himmel fällt, weil die Steuerelektronik verrückt spielt. "

Solche elektromagnetischen Interferenzen, hervorgerufen durch starke Störfelder, machen nicht nur Militärs Sorgen, die im Ernstfall nicht um die Einsatzbereitschaft ihrer Ausrüstung bangen wollen. Auch die Hersteller von Handys und Taschencomputern, von Automobil- und Flugzeugelektronik müssen sicherstellen, dass ihre Geräte in der Nähe leistungsstarker Sendemasten problemlos ihren Dienst tun. Weil immer mehr Bauteile auf immer engerem Raum zusammen gepackt werden, eine zunehmende Herausforderung, die schon viele auf dem linken Fuß erwischt hat.

" Wenn die Elektronik bei einer bestimmten Störstrahlung streikt, dann versuchen viele, das Problem zu beheben, indem sie zusätzliche Filter und elektrische Abschirmungen einbauen. Dieses Kurieren der Symptome birgt aber Nachteile: Die zusätzlichen Komponenten erhöhen das Gewicht, was insbesondere bei Flugzeugen kritisch ist, und sie machen die Fertigung komplizierter und damit teuerer. Der Ansatz, den wir hier verfolgen, ist ein anderer: Wir entwerfen Schaltungen von vornherein so, dass wir elektromagnetische Interferenzen vermeiden. Und wir sind sehr erfolgreich dabei. "

Mit den im September offiziell eingeweihten Versuchskammern, haben die Singapurer Elektronik-Experten nun beste Voraussetzungen ihre Forschung weiter voran zu treiben. Details zu seinen strahlungsresistenten Elektronikplatinen darf Kye Yak See aber leider nicht verraten. Kein Wunder: Zwei Drittel seiner Auftraggeber kommen aus dem Rüstungssektor und wollen sich nicht in die Karten schauen lassen.

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