Hightech-Elektronik-Experimente - Außergewöhnliche Elektronik-Projekte für das 21. Jahrhundert

4 EMP-Kanone im Kilowatt- Bereich (S. 28-29)

Die in Abb. 4.1 gezeigte Schaltung einer Impulskanone arbeitet im Fre- quenzbereich bis 100 MHz und liefert dabei Spitzenleistungen von eini- gen Kilowatt. Zum Betrieb ist das Solid-State-Teslamodul aus Kapitel 2 (Abb. 2.1) erforderlich. Um eine empfindliche Schaltungsanordnung auf Halbleiterbasis zu zer- stören, sind gewisse Voraussetzungen zu erfüllen. Die meisten Mikro- prozessoren bestehen aus Feldeffekt-Transistoren (FETs), welche bei sehr niedrigen Spannungen arbeiten. Sobald diese Spannungen über- schritten werden, entsteht eine nicht mehr reversible Beschädigung.

In weniger ernsten Fällen führt dies zu einer Entprogrammierung. Zur Erzeugung von Störspannungen müssen über den Leiterbahnen stehen- de Energiewellen erzeugt werden. Dieser Effekt kann durchMikrowellen mit schnellen Anstiegszeiten und kurzer Burst-Dauer erzielt werden. Maßgebend ist der Quotient aus Energie und Wellenlänge. Mikrowellenimpulse können auf verschiedene Arten erzeugt werden. Flusskompressionsgesteuerte Explosivgeneratoren können aus einigen Hundert Kilowatt (kJoule) Spitzenleistungen vonmehreren Gigawatt er- zeugen. Explosivgeneratoren erfordern die Verwendung von hochbri- santem Sprengstoff.

Die Flusskompression erfordert ähnlich wie bei einer Nuklearzündung eine genaue zeitliche Steuerung. Hier bietet sich wieder der Einsatz von Krytrons (siehe Kapitel 1) an. Bei einem anderen Verfahren werden explodierende Drähte verwendet. Ein explodierender Draht unterbricht schlagartig den Stromfluss in einer LCR-Schaltung (siehe das im Franzis-Verlag erschienene Buch „Neue Experimente mit EMPs, Tesla- und Mikrowellen, ISBN 978-3- 7723-4214-1). Dabei wird ein sehr schneller und energiereicher elektro- magnetischer Impuls (EMP) erzeugt. Doch nun zur Schaltung in Abb. 4.1: Mit der gleichgerichteten Hoch- spannung aus dem Solid-State-Teslamodul wird der Kondensator C1 aufgeladen.

Bei Erreichen der Zündspannung an der Funkenstrecke schlägt diese durch. Der Strom durch L1 steigt schnell an. Die Energie schwingt dann wie in einem Reihenschwingkreis hin und her, bis die Funkenstrecke erlischt. Dann beginnt das Spiel von Neuem. Zur ein- wandfreien Funktion muss der Spalt der Funkenstrecke variierbar sein. Die Funkenstrecke muss auf jeden Fall durchschlagen, bevor die maxi- male Ladespannung von 5 kV am Kondensator C1 erreicht ist. Für C1 wird ein 50-nF-Kondensator verwendet.

In Abb. 4.2 ist die Funkenstre- ckemit den drei vorgeschalteten 47- / -Widerständen zu sehen.DerKon- densator C1 ist ein sogenannter Slapper- bzw. Stripline-Kondensator, dessen Eigeninduktivität sehr gering ist. Er erzeugt schnelle Anstiegs- zeiten und wird gerne für zeitgenaue Sprengstoffzünder verwendet. In Abb. 4.3 ist der Aufbau der EMP-Kanone ohne das Solid-State-Teslamo- dul und die Funkenstrecke zu sehen. In die Ausgangsleitung zur kapazi- tiven Antenne ist eine Spule geschaltet.