03.12.2013, 11:36 Uhr | 0 |

Unsichtbare Strahlung Messgerät erkennt elektromagnetische Angriffe

Ein neues Messgerät kann Stärke, Frequenz und Richtung eines elektromagnetischen Angriffes orten. Damit soll der Schutz vor elektromagnetischen Impulsen, die elektronische Geräte zerstören können, verbessert werden.

Ausrüstung zur Erkennung elektromagnetischer Angriffe
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Ausrüstung zur Erkennung elektromagnetischer Angriffe: Das Antennenset mit Stativ tastet die Umgebung ab, ein Radiowellen-Messgerät verarbeitet die Signale und der Computer rechnet die relevanten Daten aus. 

Foto: Fraunhofer INT

Das Geschäftsfeld „Elektromagnetische Effekte und Bedrohungen“ ist eines der Spezialgebiete in der anwendungsorientierten Forschung des Fraunhofer-Instituts für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT in Euskirchen bei Bonn. Die Wissenschaftler forschen zur elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV), zu elektromagnetischen Waffenwirkungen und entsprechenden Schutzmaßnahmen. Mit leistungsstarken Feldsimulationsanlagen testen sie militärische und zivile Anwendungen.

Elektromagnetische Impulse lassen elektrische Geräte „verrückt“ spielen

Was elektromagnetische Felder anrichten können, wenn sie gezielt eingesetzt werden, ist uns aus dem Kino bekannt. In „Ocean’s Eleven“ legt George Clooney damit die Stromversorgung von Los Angeles lahm und in der Filmtrilogie „Matrix“ ist der elektromagnetische Impuls (EMP) die einzig wirkungsvolle Waffe gegen feindliche Kampfroboter. Der EMP, den die Filmhelden aussenden, verändert die Spannung in der Umgebung so, dass Regler, Schalter und Platinen in elektronischen Geräten „verrückt“ spielen.

Zwar halten elektrische Geräte eine gewisse Strahlung aus und für die „elektromagnetische Verträglichkeit (EMV)“ gibt es Grenzwerte. Aber gezielte starke Impulse, wie etwa aus „High Power Microwave“-Quellen können elektronische Systeme – nicht nur im Film – im nahen Umkreis beschädigen oder zerstören. Die Strahlung ist unsichtbar und die Betroffenen wissen nicht, warum Computer oder Maschinen ausfallen oder woher der Angriff kommt. Will man die Geräte wirksam vor EMP schützen, müssen sie in einen Faradayschen Käfig eingekapselt werden.

„Was auf der Leinwand funktioniert, ist auch in der Realität denkbar“, sagt Michael Jöster vom Fraunhofer-Institut in Euskirchen. Die Forscher beschäftigen sich dort intensiv mit der Frage, wie diese Angriffe aufgespürt werden können. Dafür haben sie ein Messgerät entwickelt, dass in der Lage ist, Stärke, Frequenz und Richtung der elektromagnetischen Attacke zu bestimmen. Die Anforderungen an die Technik sind groß. Der Detektor muss sehr hohe Feldstärken mit sehr kurzen Impulsen erfassen und darf selbst nicht gestört oder beschädigt werden.

Messgerät kann Art, Ort und Dauer der EMP-Attacke ermitteln

Zum Demonstrator des INT gehören vier spezielle Antennen, die das Umfeld des zu schützenden Objekts abtasten. Jede deckt einen Bereich von 90 Grad ab und spürt alle Arten von elektromagnetischen Quellen auf. Ein Hochfrequenzmodul bereitet die Signale für eine Messung auf, die ermittelt, wann sich der elektromagnetische Impuls ein- und ausschaltet. Ein per Lichtwellenleiter angeschlossener Computer in einer Überwachungsleitstelle errechnet dann die Werte des Signals und stellt sie auf einem Bildschirm dar. „Wie mit einem sechsten Sinn identifizieren wir Art und Ort der unsichtbaren Angriffsquelle sowie die Dauer der Attacke. Die Betroffenen können diese Informationen verwenden, um rasch geeignete Schutzmaßnahmen einzuleiten“, erklärt Jöster.

„Die Bedeutung von elektronischen Bauteilen wird in Zukunft weiter zunehmen. Die einzelnen Geräte komplett vor elektromagnetischen Strahlen zu schützen, wäre zwar theoretisch möglich, jedoch viel zu teuer. Gefragt sind Systeme, die solche Angriffe aufspüren. Denn nur wer weiß, was ihn angreift, kann darauf auch richtig reagieren“, so Jöster.

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Von Gudrun von Schoenebeck
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