Virtuelle Straße zur EMV-Prüfung vernetzter Automobile

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Die Verkehrssicherheit eines Autos ist nicht alles. Die Informations- und Kommunikationssysteme im Fahrzeug müssen ebenfalls strengen Vorgaben genügen. Eine neue Abschirmhalle für die Mess- und Prüfeinrichtung „Virtuelle Straße“ (Vista) erlaubt nun das Prüfen der Störfestigkeit vernetzter Fahrzeuge.

Eine vernetzte Mobilität ist auf zahlreiche Funktechniken angewiesen, die unter anderem im Auto untergebracht werden müssen. So verlockend die Möglichkeiten moderner Informations- und Kommunikationssysteme auch sind, Entwickler müssen bei der Integration dieser Systeme und Komponenten wesentliche Rahmenbedingungen beachten, schreibt Harald Ansorge in seinem Springer-Beitrag „Integration EMV-sicherer Funkkomponenten“. Um die elektromagnetische Verträglichkeit der verbauten Systeme ganzheitlich zu testen, müssen die Fahrzeuge allerdings in einer EMV-Halle gefahren werden.

Weil die Systeme auf vielfältige Art und Weise gestört werden können, müssen die elektronischen Systeme unter realistischen Bedingungen geprüft werden. Vor diesem Hintergrund hat das Thüringer Innovationszentrum Mobilität (ThlMo) der TU Ilmenau eine Abschirmhalle als erste Ausbaustufe für die Mess- und Prüfeinrichtung „Virtuelle Straße“ (Vista) eröffnet. Das Vista-Labor ermöglicht den Forschern einen kontrollierten Zugang zu allen funktechnischen Aspekten von Autos, die sich künftig immer mehr zu „rollenden Smartphones“ entwickeln werden. Zwar eröffnet diese Entwicklung den Unternehmen in Automobil-, Zuliefer- sowie Informations- und Kommunikationstechnik-Branchen ein enormes ökonomisches Potenzial.

EMV-Prüfung vernetzter Systeme

Doch angesichts der Komplexität dieser elektronischen Systeme besteht zunächst großer Forschungs- und Entwicklungsbedarf: „Das Auto der Zukunft wird energieeffiziente und umweltfreundliche Fahrzeugtechnologien bis hin zur Elektromobilität mit intelligenten Informations- und Kommunikationssystemen vereinen“, so der Sprecher des ThIMo, Professor Matthias Hein. „Derartige Systeme sollen das Autofahren komfortabler, aber durch die Vernetzung und zuverlässige Interaktion mit der Fahrzeugumgebung vor allem sicherer machen.“.

Die nach nur 6-monatiger Installationsdauer fertiggestellte Abschirmhalle ermöglicht mit 16 Metern Länge, 12 Metern Breite und neun Metern Höhe Messungen in dem für die Anwendungen besonders interessanten Frequenzbereich von 70 Megahertz (MHz) bis 6000 MHz. Um unerwünschte Einstrahlungen von außen sowie Reflexionen von Decke und Wänden zu unterdrücken (Echofreiheit), ist die Abschirmhalle wie ein Faraday’scher Käfig konstruiert und mit pyramidenförmigen Absorbern ausgekleidet. In der Halle befindet sich ein EMV-tauglicher Rollenprüfstand (EMV: elektromagnetische Verträglichkeit), der dazu dient, ein Fahrzeug in Bewegung zu setzen ohne es zu fahren.

Nahfeldmessung integrierter Antennen

Auf diese Weise erhalten die Forscher Zugriff auf alle wesentlichen Faktoren, die bei der Wechselwirkung zwischen der Fahrzeugfunktion und dessen Funkumgebung eine Rolle spielen. In der zweiten Ausbaustufe wird die Vista-Anlage um eine Nahfeldmesseinrichtung ergänzt, die es ermöglicht, sämtliche in einem Fahrzeug verbauten Antennen genauestens zu charakterisieren. In der dritten und letzten Ausbaustufe schließlich werden in der Kammer Beleuchtungsantennen installiert, die realistische Funkkommunikationsverhältnisse von der Straße ins Labor holen.