ITG-Preis 2015 für hervorragende Veröffentlichungen Modeling of

ITG-Preis 2015
für hervorragende Veröffentlichungen
Dr. Johannes A. Russer
Modeling of Noisy EM Field Propagation Using
Correlation Information
Kurzfassung
In der Veröffentlichung “Modeling of Noisy EM Field Propagation Using Correlation
Information” wurde eine Methode zur Berechnung der Ausbreitung stochastischer
elektromagnetischer Felder vorgestellt. Solch eine Berechnung ist zum Beispiel bei der
Modellierung von Problemen der elektromagnetischen Verträglichkeit von hohem
Interesse. Beispielsweise sollen abgestrahlte Felder von Leiterbahnen oder integrierten
Schaltkreisen auf einer Platine keine benachbarten Komponenten stören. Sind die
tangentialen Feldkomponenten auf einer gedachten Einhüllenden um diese Platine
nach Betrag und Phase bekannt, so ist eine numerische Berechnung und damit eine
Vorhersage der elektromagnetischen Interferenz an einem benachbarten Ort gut
möglich. Bei stochastischen Feldern existiert eine solche Beschreibung allerdings nicht.
Berechnungen der Feldausbreitung unter Berücksichtigung von lediglich der
Feldintensität liefern sehr schlechte Abschätzungen der Interferenz. Eine akkurate
Berechnung ist allerdings möglich, wenn man mit Auto- und Kreuzkorrelationen der
Feldkomponenten auf der Einhüllenden arbeitet. Dafür ist eine Abtastung der
tangentialen elektrischen oder magnetischen Feldkomponenten an Paaren von
Raumpunkten und die Bildung der Auto- und Kreuzkorrelationsspektren der Abtastwerte
nötig. Die in dem Beitrag entwickelte Methode erlaubt eine Vorhersage der Ausbreitung
elektromagnetischer Wellen, die von unkorrelierten oder teilweise korrelierten
stationären stochastischen Quellen herrühren. Dank moderner Zeitbereichsmesstechnik
lässt sich diese Methode gut in der Praxis umsetzen.
Laudatio
Mit der gewürdigten Arbeit übertragen die Autoren die Systemtheorie für stochastische
Signale auf elektromagnetische Felder und Wellen. Ein wesentlicher Vorteil dieser
theoretisch sehr anspruchsvollen Vorgehensweise besteht darin, dass von den
betrachteten Feldern und Wellen nun keine Phaseninformationen mehr benötigt
werden, da diese vielfach nur sehr schwierig messtechnisch bestimmt werden können.
Trotzdem ist es möglich, nun unter der Nutzung von Korrelationsdaten der
Feldbeobachtungen, Aussagen z.B. über die wesentlichen Abstrahlungsrichtungen von
elektromagnetischen Störsignalen zu treffen. Da die stochastische Systemtheorie im
Bereich der elektromagnetischen Felder und Wellen bisher nur sehr vereinzelt genutzt
wurde, kann davon ausgegangen werden, dass diese sehr umfassende und
grundlegende Arbeit viele Wissenschaftler und Ingenieure zu weiteren Arbeiten auf
diesem Gebiet inspirieren wird.
Prof. Dr.-Ing. Thomas Eibert
Prof. Dr.-Ing. Werner Wiesbeck
Prof. Dr. rer. nat. Madhukar Chandra
Prof. Dr.-Ing. Dirk Manteuffel
Prof. Dr.-Ing. Rolf Schuhmann
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Dr. Johannes A. Russer
Technische Universität München, Lehrstuhl für Nanoelektronik
Johannes Russer erhielt im Jahr 2003 den Grad des Diplom-Ingenieurs im Studiengang
der Elektro- und Informationstechnik der Universität Karlsruhe. Im Jahr 2004 begann er
als wissenschaftlicher Assistent sein Doktoratsstudium an der University of Illinois in
Urbana-Champaign. In den Jahren 2007 bis 2010 arbeitete er als Ingenieurspraktikant
für die Firma Qualcomm Inc. Im Jahr 2010 wurde er an der University of Illinois
promoviert. Der Titel seiner Dissertation lautet ”Methodologies for electromagnetic field
modeling for computer aided analysis of multi-domain physical interactions”. Seit 2010
arbeitet Johannes Russer als wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für
Nanoelektronik an der Technischen Universität München. Seine Forschungsinteressen
beinhalten die Modellierung stochastischer elektromagnetischer Felder, Netzwerkmethoden zur elektromagnetische Feldmodellierung und Methoden zur Multiphysicsund Multiscale Modellierung.
Prof. Dr. Peter Russer (ITG-Preisträger 1979), Technische Universität München, CoAutor (Der Preis kann nur an ITG-Mitglieder verliehen werden; jede Person kann nur
einmal mit dem Preis ausgezeichnet werden.)
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