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9-2017

Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

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September 9/<strong>2017</strong> Jahrgang 22<br />

HF- und<br />

Mikrowellentechnik<br />

PIN-Dioden-Schalter auf AlGaAs-Basis<br />

MACOM, Seite 72


ZX60-83LN+<br />

PMA3-83LN+<br />

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3x3 mm MMIC<br />

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0,5 bis 8 GHz<br />

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Bereich to use 0,5 for sensitive, bis 8 GHz intern high-dynamic-range terminiert und können receivers, daher instrumentation, auf einfachste Weise defense in Empfängern systems, LTE, mit<br />

hoher Empfindlichkeit und hohem Dynamikbereich, konkret in der Messtechnik, in Abwehrsystemen<br />

und<br />

WiFi,<br />

in<br />

S-Band<br />

den Bereichen<br />

and C-Band<br />

LTE, WiFi,<br />

radar,<br />

S-<br />

SatCom<br />

und C-Band-Radar,<br />

and more! They’re<br />

SatCom<br />

available<br />

und mehr<br />

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Geringes Rauschmaß, 1,3 dB<br />

•• Hohe Low Noise Verstärkung, Figure, 1.321 dB dB<br />

•• Exzellente High Gain, 21 Verstärkungs-Flatness, dB<br />

±0,7 dB<br />

(0,5...7 GHz)<br />

• Excellent Gain Flatness, ±0.7 dB<br />

• Hoher IP3, 35 dBm<br />

†<br />

• High IP3, +35 dBm<br />

• Hohe Ausgangsleistung, 23,2 dBm<br />

• High POUT, +23.2 dBm<br />

*See datasheet for suggested application circuit for PMA3-83LN+<br />

†Flatness specified over 0.5 to 7 GHz<br />

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553 revA<br />

DISTRIBUTORS<br />

553_RevA.indd 1<br />

6/14/17 4:16 PM


Editorial<br />

Messungen im Zeit- und Frequenzbereich<br />

Neue Produkte und Techniken<br />

verlangen nach neuen Möglichkeiten<br />

für Analyse und Dokumentation.<br />

Zentral hierbei sind<br />

Messungen im Zeit- und Frequenzbereich.<br />

In beiden Richtungen<br />

hat sich die Messtechnik<br />

mit der zu messenden Technik<br />

mitentwickelt oder ist ihr sogar<br />

vorangegangen und lässt kaum<br />

mehr Wünsche offen, von den<br />

Kosten abgesehen...<br />

Für Messungen im Zeitbereich<br />

stehen leistungsfähige digitale<br />

Echtzeit-Oszilloskope zur<br />

Verfügung. Doch alle Digitaltechnik<br />

kann gewisse Vorteile<br />

eines Analogoszilloskops nicht<br />

nachvollziehen. Daher gibt es<br />

Kombi-Scopes, die beide Verfahren<br />

intelligent kombinieren. Und<br />

zur Darstellung von Signalen als<br />

Funktion der Frequenz hält der<br />

Markt eine sehr breite Palette<br />

von Spektrumanalysatoren für<br />

alle Ansprüche bereit.<br />

Warum schreibe ich das hier?<br />

Weil ich meine, dass die Anwendungsziele<br />

von Messungen im<br />

Zeit- und Frequenzbereich sich<br />

gerade in Veränderung befinden.<br />

Die Gründe: Die Digitaltechnik<br />

stößt immer noch zu höheren Frequenzen<br />

vor und hat den Gigabit-Bereich<br />

schon erobert. Das<br />

aber zwingt Ingenieure aus dem<br />

Bereich der Digital- und Computertechnik,<br />

ihre Signale immer<br />

mehr aus der Sicht von HF- und<br />

Mikrowellen-Technikern zu<br />

betrachten, also letztendlich als<br />

analoge Änderungsvorgänge.<br />

Sie wissen aber oft nicht, dass<br />

dabei Messungen im Frequenzbereich<br />

wertvolle Einsichten<br />

Signal- und Systemverhalten<br />

im Zeitbereich eröffnen. Diese<br />

sind dringend nötig, um Highspeed-Systeme<br />

zu entwickeln,<br />

die zuverlässig arbeiten (Stichworte:<br />

Spikes, Delays, Hazards,<br />

Flankensteilheiten, Races) und<br />

störsicher sind. Da sind entsprechende<br />

Kenntnisse gefragt oder<br />

„echte“ HF- und Mikrowellen-<br />

Ingenieure, welche den entsprechenden<br />

Job innerhalb der Digitalanwendungen<br />

übernehmen und<br />

für Signal integrität sorgen. Dafür<br />

müssen sie vor allem Messungen<br />

im Zeitbereich fachlich korrekt<br />

durchführen.<br />

Bei dieser Transformation von<br />

Wissen und Können ist meines<br />

Erachtens nun Folgendes wichtig:<br />

Beide Fraktionen – die Digitaltechniker<br />

als auch die HF-Ingenieure<br />

– müssen das Denken<br />

sowohl im Zeitbereich als auch<br />

im Frequenzbereich beherrschen.<br />

Der Digitaltechniker von heute<br />

muss beim Darstellen eines Bitstroms<br />

auf einem Oszilloskopschirm<br />

eine Vorstellung davon<br />

besitzen, wie das zugehörige<br />

Frequenzspektrum aussieht. Nur<br />

dann kann er Rückschlüsse auf<br />

die immer wichtiger werdende<br />

Signalintegrität ziehen. Der HF-<br />

Ingenieur andererseits darf seine<br />

Tätigkeit nicht auf Signalstärken,<br />

Frequenzen, Frequenzgänge oder<br />

Bandbreiten im Zusammenhang<br />

mit Highspeed-Digitalsignalen<br />

beschränken, sondern sollte auch<br />

eine Vorstellung darüber entwickeln,<br />

wie diese im Zeitbereich<br />

von den Parametern des Kanals<br />

beeinflusst werden.<br />

Damit dies gelingt, gilt es, auf<br />

beiden Seiten Denkblockaden<br />

abzubauen. Anreiz dafür sind<br />

ganz pragmatische Gründe: Der<br />

Digitalingenieur wird erfolgreicher,<br />

wenn seine Signale<br />

und Taktraten Frequenzen im<br />

Mikrowellenbereich aufweisen.<br />

Und der HF-Techniker kann nun<br />

nicht nur in einem vom Prinzip<br />

her anderen Bereich tätig sein,<br />

bei Nutzung seines bereits vorhandenen<br />

hoffentlich profunden<br />

Analogwissens, sondern er wird<br />

dort einfach gebraucht.<br />

Ich wünsche den Lesern dieser<br />

Zeitschrift viel Erfolg auf<br />

ihrem Weg in die „analog-digitale“<br />

Welt!<br />

Ing. Frank Sichla<br />

hf-praxis<br />

T E S T S O L U T I O N S<br />

Rack Mounted<br />

Test Systems<br />

19“ and Half-Rack Chassis<br />

Amplifiers<br />

Generators<br />

Test Sets<br />

Signal Routing<br />

Signal Distribution<br />

Solutions<br />

Test Cables<br />

Handflex Coax Cable DC -18GHz<br />

Precision Test CBL Series 50Ω and 75Ω<br />

Quick Connect<br />

Flexible Test Cable 26GHz<br />

Armored Test Cable low loss 40GHz<br />

Network Analyser<br />

Cable 40GHz<br />

Technische Beratung und Distribution<br />

municom GmbH<br />

Fuchsgrube 4<br />

83278 Traunstein<br />

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Tel. +49 86116677-99 EN ISO 9001:2008<br />

1977 –<br />

<strong>2017</strong><br />

Jahre<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 3


Inhalt<br />

Die ganze Bandbreite<br />

der HF-und MW-Technik<br />

Zum Titelbild:<br />

September 9/<strong>2017</strong> Jahrgang 22<br />

HF- und Mikrowellentechnik<br />

PIN-Dioden-Schalter auf AlGaAs-Basis<br />

MACOM, Seite 72<br />

PIN-Dioden-Schalter<br />

auf AlGaAs-Basis<br />

M/A-Com Technology Solutions,<br />

Inc. (Macom) hat seine AlGaAs-<br />

Familie um drei PIN-Dioden-<br />

Schalter erweitert. Da heutige<br />

Multi-Market-Kunden nach<br />

mehr Bandbreite verlangen,<br />

wird die Verwendung hoher<br />

Frequenzen immer mehr zu einer<br />

Notwendigkeit. 72<br />

In dieser Ausgabe<br />

Messtechnik:<br />

Einfache Antennencharakterisierung unter<br />

Verwendung mehrerer VNAs<br />

Seit über 30 Jahren Ihr Partner für<br />

▶ Adapter<br />

▶ Equalizer<br />

▶ DC Blocks<br />

über 1 000 Modelle<br />

ab Lager lieferbar<br />

▶ Dämpfungsglieder von 0,5W bis 4kW<br />

fest, einstellbar und programmierbar<br />

▶ Wattmeter<br />

▶ Abschlusswiderstände von 1W bis 5kW<br />

▶ Leistungsteiler / Koppler<br />

▶ Stecker und konfektionierte Kabel<br />

Dieser Artikel zeigt, wie ein Set aus zwei Eintor-Vektornetzwerkanalysatoren<br />

(VNAs), die sich über eine LAN-Schnittstelle fernsteuern<br />

lassen, für kostengünstige skalare Transmissionsmessungen<br />

zur einfachen Antennencharakterisierung genutzt werden kann. 20<br />

Design:<br />

Thales UK nutzt AWR-Software beim<br />

GaN-MMIC/Packaging-Design<br />

www.tactron.de/tactron/lagerliste.html<br />

TACTRON ELEKTRONIK GmbH & Co. KG<br />

Thales UK übernahm im Rahmen des MAGNUS-Programms die<br />

Aufgabe, 10-W-GaN-MMICs zu designen. Die AWR-Softwarepakete<br />

Microwave Office, AXIEM 3D Planar Simulator und Analyst<br />

verhalfen zu einem erfolgreichen Abschluss des Projekts. 54<br />

Bunsenstr. 5/II ▪ D-82152 Martinsried<br />

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Tel.: +49 (0)89 89 55 69 0 ▪ Fax: +49 (0)89 89 55 69 29<br />

4<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong><br />

www.tactron.de ▪ info@tactron.de


9/<strong>2017</strong><br />

RF & Wireless International<br />

Five Steps to Selecting the<br />

Right RF Power Amplifier<br />

You need an RF power amplifier.<br />

You have measured the<br />

power of your signal and it<br />

is not enough. You may even<br />

have decided on a power level<br />

in watts that you think will<br />

meet your needs. Are you<br />

ready to shop for an amplifier<br />

of that wattage? With<br />

so many variations in price,<br />

size, and efficiency for amplifiers<br />

that are all rated at the<br />

same number of watts many<br />

RF amplifier purchasers are<br />

unhappy with their selection.<br />

76<br />

Designing Next-Generation<br />

AESA Radar, Part 2: Individual<br />

Antenna Design<br />

In the previous example, the 15<br />

x 5 array presented the radiation<br />

patterns for an ideal isotropic<br />

antenna (gain = 0 dBi)<br />

and a simple patch antenna. In<br />

addition to the array configuration<br />

itself, the design team<br />

will likely want to specify<br />

the radiation pattern and size<br />

constraints for the individual<br />

antenna elements. This operation<br />

can be performed using<br />

the synthesis capabilities in<br />

AntSyn, the antenna synthesis<br />

software from NI. 81<br />

Praxis:<br />

Mit der elektronischen Sicherung<br />

eFuse-Tastköpfe für bis zu 30 A<br />

Kurzschlussstrom sichern<br />

und AWR Connected Ansys HFSS für die EMV-<br />

Simulation. 64<br />

Messtechnik:<br />

40-MHz-Real-time-Handheld-<br />

Spektrum-Analyzer - das Labor<br />

in der Hand<br />

Ein gerne unterschätztes Risiko bei On-Wafer-<br />

Messungen, speziell von Leistungshalbleitern,<br />

ist das Verrutschen des Tastkopfes (Probe).<br />

Dadurch kann es unbeabsichtigt zu einem hohen<br />

Gleichstrom kommen, der sowohl das Messobjekt<br />

als auch die Probe zerstören kann [1]. 58<br />

Software:<br />

Höchst-Performance-Mischer mit<br />

NI AWR Software entwickelt<br />

Marki Microwave nutzte bei der Entwicklung<br />

der neuesten Mischer-Serie zur Simulation:<br />

Microwave Office für den Schaltungs entwurf<br />

Der SignalShark ist ideal für die Aufgabe geeignet,<br />

ganze Kommunikationskanäle in Echtzeit auf<br />

einmal zu betrachten. Draußen erfasst er lückenlos<br />

Feldsituationen an Orten, an denen Störungen<br />

auftreten. 40<br />

Rubriken:<br />

Editorial. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3<br />

Inhalt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4<br />

Funkmodule.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6<br />

Aus Forschung und Technik . . . . . . . . . . . . . 8<br />

Messtechnik.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10<br />

Wireless.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46<br />

Elektromechanik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53<br />

Design. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54<br />

Praxis.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58<br />

Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64<br />

Quarze & Oszillatoren. . . . . . . . . . . . . . . . . 66<br />

Bauelemente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68<br />

RF&Wireless. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76<br />

Antennen/Impressum . . . . . . . . . . . . . . . . . 96<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 5<br />

5


Funkmodule<br />

LTE-Funkmodul für industrielle IoT- und<br />

M2M-Anwendungen<br />

Ein speziell für anspruchsvolle<br />

industrielle IoT- und M2M-<br />

Anwendungen entwickeltes<br />

Mobilfunkmodul mit integriertem<br />

u-blox-LTE-Cat.1-Singlemode-Modem,<br />

komplettem IP<br />

Stack und voller GNSS-Funktionalität<br />

ist bei SE Spezial-Electronic<br />

ab sofort in Form des Bausteins<br />

LARA-R3121 von u-blox<br />

erhältlich. Bei der Konzeption<br />

des LARA-R3121-Moduls<br />

wurde größter Wert auf End-to-<br />

End-Sicherheitsfunktionen, wie<br />

sicheres Starten, sichere Transport-Layer,<br />

sichere Authentifizierung<br />

sowie sichere Schnittstellen<br />

und APIs, gelegt. Dank<br />

der integrierten FOTA-Funktion<br />

sind sogar sichere Firmware<br />

Updates „over the air“ möglich.<br />

Wie andere Mobilfunkmodule<br />

von u-blox ist das LARA-R3121<br />

zudem Teil des Nested-Design-<br />

Konzept, das eine einfache<br />

Migration und eine zukunftssichere,<br />

nahtlose Skalierbarkeit<br />

über alle Mobilfunktechnologien<br />

hinweg ermöglicht. Der<br />

maximale Datendurchsatz von<br />

10 Mbit/s im Downstream und<br />

5 Mbit/s im Upstream von LTE<br />

Cat.1 ermöglicht auch Videoübertragungen<br />

in guter Qualität.<br />

Das nur 26 x 24 mm große<br />

standardisierte LGA-Gehäuse<br />

gestattet eine einfache automatisierte<br />

Produktion. Da alle<br />

wesentlichen Modem-, Positionierungs-<br />

und Modulkomponenten<br />

von u-blox selbst entwickelt<br />

wurden, ist zudem eine<br />

langfristige Produktverfügbarkeit<br />

gewährleistet.<br />

■ SE Spezial-Electronic GmbH<br />

www.spezial.com<br />

Neue LTE-Cat.1-<br />

EMEA-Module<br />

HY-Line Communication<br />

erweitert das Sortiment der<br />

embedded Funkmodule der<br />

HL-Serie von Sierra Wireless<br />

um die LTE-Cat.1-EMEA-<br />

Module HL7690 und HL7692.<br />

Die kompakten Funkmodule<br />

der HL-Serie bieten eine noch<br />

nie da gewesene Skalierbarkeit<br />

zwischen 2G-, 3G- und<br />

4G-Netzwerken. Alle Module<br />

verfügen über einen CF3-<br />

Sockel und sind pin-kompatibel<br />

– auch mit der Next-Generation-WP-Serie.<br />

Die HL-Serie eignet sich für<br />

Anwendungen, die den Fokus<br />

auf kompakte Abmaße, lange<br />

Lebenszyklen und multiple<br />

Produkte in einer Plattform<br />

legen. Die neuen Module der<br />

HL769x-Serie unterstützen 4G<br />

LTE Cat.1 EMEA (Download<br />

10 Mbps, Upload 5 Mbps) und<br />

sind abwärtskompatibel zu 2G<br />

GSM. Über die AirVantage-<br />

Cloud-Plattform können die<br />

Module via FOTA-Update-<br />

Funktion mit aktueller Firmware<br />

versorgt werden. Weitere<br />

Merkmale sind der Embedded<br />

TCP/IP Stack mit TCP und FTP<br />

sowie die geringe Stromaufnahme<br />

von unter 1,4 mA im<br />

LTE-Standby- und Idle-Modus.<br />

SoC-Funkmodule mit<br />

Sub-GHz-Radio<br />

HY-Line Communication bietet<br />

mit der Blue Gecko SoC-Familie<br />

von Silicon Labs drahtlose<br />

SoC-Lösungen auf Modulbasis<br />

an. Der neue EFR32TM Blue<br />

Gecko eignet sich für energiefreundliche<br />

Anwendungen mit<br />

Bluetooth-5-Funktionalität. Für<br />

die schnelle Anwendungsentwicklung<br />

sorgt das EFR32 Blue<br />

Gecko Starter Kit. Die Blue<br />

Gecko SoC-Familie punktet<br />

mit hoher Portierbarkeit, der<br />

bereits auf Modulebene entwickelten<br />

Applikationen, Stacks<br />

und Software. Der neue EFR32<br />

Blue Gecko ist kompatibel mit<br />

Bluetooth 5 und verfügt über<br />

Flashspeicher bis zu 1 MB<br />

sowie 2,4-GHz- und Sub-GHz-<br />

Radio. Mit dem EFR32 Blue<br />

Gecko Startet Kit lassen sich<br />

Bluetooth-Geräte mit der Blue-<br />

Gecko-SoC-Familie schnell<br />

entwickeln. Zum Starter Kit<br />

gehören der Bluetooth Smart<br />

Software Stack und ein integrierter<br />

Debug-Adapter. Die<br />

Simplycitiy Studio Suite ermöglicht<br />

die grafische Anwendungsentwicklung<br />

und unterstützt<br />

Mesh-Netzwerk-Debug,<br />

Tracing sowie visuelles Energie-Profiling.<br />

Kompakte 4G-Modems<br />

Mit der Airlink-GL-Serie von<br />

Sierra Wireless bietet HY-<br />

Line Communication eines der<br />

kleinsten Ready-to-go-4G-Mobilfunkmodems<br />

für LTE Cat.1<br />

EMEA an. Das ultrakompakte<br />

Modem ist für IoT-Anwendungen<br />

mit 4G- und 3G-Konnektivität,<br />

2G-Fallback und<br />

Plug&Play-Integration konzipiert.<br />

Ausgelegt für den Betrieb<br />

unter rauen Bedingungen in Industrie<br />

und Fahrzeugen, punktet<br />

es mit geringem Platzbedarf<br />

von nur 67 x 51,5 x 23,5 mm<br />

und niedrigem Gewicht von nur<br />

60 g. Die Mobilfunkmodems<br />

der Airlink-GL-Serie verfügen<br />

über USB- und Seriell-Schnittstellen.<br />

Der niedrige Energieverbrauch<br />

von nur 0,8 mA<br />

im Sleep-Modus und von 8<br />

mA @ 12 V DC im aktiven<br />

Betriebszustand erleichtert<br />

die Integration in mobilen<br />

Anwendungen mit geringer<br />

Akku- bzw. Batteriekapazität.<br />

Mit der Softwareplattform<br />

Airvantage M2M Cloud lassen<br />

sich die Modems kostensparend<br />

dezentral verwalten und<br />

administrieren.<br />

■ HY-Line Communication<br />

Products<br />

www.hy-line.de<br />

6 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Aus Forschung und Technik<br />

5G und die „Killerapplikation“ autonomes Fahren<br />

Backgrounder zu 5G<br />

www Intel.de/newsroom<br />

www.intel.de<br />

Die in den letzten Jahren relativ<br />

schnell aufeinanderfolgenden<br />

neuen, internationalen Mobilfunkstandards<br />

haben jeweils<br />

erstaunliche Leistungssteigerungen<br />

gegenüber 3G mit sich<br />

gebracht:<br />

• 1998 machten die bedeutensten<br />

Standardisierungsgremien<br />

durch die Gründung der<br />

3rd Generation Partnership<br />

Group (3GPP) den Weg frei<br />

für weltweite Kooperation.<br />

• LTE und seine Erweiterungen<br />

– auch als 4G bezeichnet,<br />

haben maßgeblich zur raschen,<br />

weltweiten Durchsetzung<br />

des damals neuen Gerätetyps<br />

Smartphone geführt.<br />

• Der designierte Nachfolger<br />

5G wird u.a. auch die Technik<br />

für das Internet der Dinge sein<br />

und die globale Digitalisierung<br />

maßgeblich vorantreiben. Entscheidende<br />

Verbesserungen<br />

gegenüber 4G sind u.a.:<br />

• Daten können zehnmal schneller<br />

übertragen werden als mit<br />

4G, bis zu 10 GBit/s sind<br />

möglich.<br />

• Die Verbindungsdichte liegt<br />

gegenüber 4G um das Hundertfache<br />

höher, wobei 5G<br />

tausendmal so viel Kapazität<br />

bietet wie 4G.<br />

• Ein 5G-Netz kann wesentlich<br />

mehr Nutzer bei höheren<br />

Datenraten verkraften – unter<br />

50 MBit/s soll die Geschwindigkeit<br />

dabei - laut „Kompetenzzentrum<br />

Öffentliche IT“<br />

- nicht fallen.<br />

Die Kapazität einer LTE-Funkzelle<br />

hingegen liegt ungefähr bei<br />

200 Teilnehmern mit sehr langsamem<br />

Internetzugang.<br />

• Die Markteinführung in der<br />

EU ist für Jahr 2020 geplant.<br />

Es ist vorgesehen, den Standard<br />

Mitte 2018 fertigzustellen<br />

und Dienste 2019 oder 2020<br />

für Kunden in der EU auf breiter<br />

Front bereitzustellen.<br />

Im Gegensatz zu früheren technischen<br />

Generationssprüngen<br />

ist 5G ein Konglomerat<br />

unterschiedlicher Techniken.<br />

Schnellere Mobilfunkmodems<br />

in Smartphones und anderen<br />

Endgeräten sowie die bisherigen<br />

Funktechniken 2G, 3G, 4G und<br />

WLAN gehören ebenso dazu wie<br />

Updates in der Infrastruktur der<br />

Netzbetreiber.<br />

Die nächsten Generationen<br />

von Backbone-Systemen müssen<br />

Daten- und Kontrollebene<br />

getrennt voneinander realisieren,<br />

so dass funktionelle Änderungen<br />

an der Konfiguration<br />

vollständig per Software definiert<br />

und ohne Verzögerung und<br />

Ausfallzeiten umgesetzt werden<br />

können (Software Defined Infrastructure<br />

– SDI).<br />

Ihre volle Leistung werden solche<br />

Systeme nur mit Hilfe weitreichender<br />

Network Functions<br />

Virtualization (NFV) erreichen.<br />

Dabei werden Funktionsblöcke,<br />

die früher als eigenständige<br />

Hardwaremodule oder Geräte<br />

ausgeführt waren, in Software<br />

realisiert und mit Hilfe eines<br />

Hosts als virtuelle Maschine<br />

in einer SD-Umgebung bereitgestellt.<br />

Für solche Anwendungen hat<br />

Intel auf dem MWC <strong>2017</strong> eine<br />

Reihe von Produkten vorgestellt,<br />

darunter u.a. neue Versionen der<br />

Intel QuickAssist Technologie.<br />

Eine entscheidende Aufgabe<br />

wird der QuickAssist-Technologie<br />

zukommen. Sie stellt<br />

hardwarebasierende Hilfsfunktionen<br />

bereit, um Daten zu verschlüsseln<br />

und zu komprimieren.<br />

Datenpakete können damit<br />

vor dem Ausspähen geschützt<br />

8 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Aus Forschung und Technik<br />

®<br />

und besonders schnell zum Zielort geleitet<br />

werden. Das entlastet die Prozessoren in den<br />

Netzwerkkomponenten und gibt Rechenleistung<br />

für deren Kernaufgabe, die Kontrolle<br />

des Datenflusses, frei.<br />

Diese Produkte für das Backbone der Provider<br />

sind entscheidend, um die zusätzliche<br />

Kapazität für 5G bereitzustellen und auch die<br />

geforderte, extrem geringe Verzögerungszeit<br />

zwischen den Kommunikationsendpunkten<br />

zu gewährleisten. Die so genannte Latenz<br />

liegt mit einer Millisekunde mindestens um<br />

den Faktor zehn niedriger, als sie die bisherige<br />

Technik erreichen kann.<br />

Autonomes Fahren – eine<br />

Herausforderung für 5G?<br />

Auf dem Mobile World Congress <strong>2017</strong> in<br />

Barcelona zeigte Intel zum ersten Mal die<br />

Funkkompatibilität zwischen der 5G Intel<br />

Mobile Trial Platform und dem Ericsson 5G<br />

Radio Prototype-System, das in einem BMW<br />

740i eingebaut war, live vor Publikum.<br />

Gerade im Bereich der vernetzten, autonom<br />

oder assistiert agierenden Fahrzeuge sehen<br />

viele Branchenbeobachter die Killerapplikation<br />

für 5G Technik. Neben der höheren<br />

Geschwindigkeit und Bandbreite lockt hier<br />

vor allem die extrem geringe Latenzzeit.<br />

Um auf die dynamische Verkehrssituation<br />

eingehen zu können, muss die Verbindung<br />

zwischen Auto und anderen Verkehrsteilnehmern<br />

oder zentralen Leitstellen praktisch<br />

ohne jede Verzögerung ablaufen können.<br />

5G ist durch die definierte Latenzanforderung<br />

von einer Millisekunde zu dieser blitzschnellen<br />

Kommunikation fähig.<br />

In Kooperation mit Ericsson und Verizon,<br />

präsentierte Intel im Mai <strong>2017</strong> eine weitere<br />

VR-Demo am Rande der legendären<br />

„Speedway“-Motorsport- Arena in Indianapolis:<br />

Besucher des Indianapolis-500-Rennens<br />

konnten das Geschehen auch neben der<br />

Rennstrecke via VR-Brille in Form eines<br />

360-Grad- Videos live in 4k-Auflösung<br />

miterleben. Ermöglicht wird diese außergewöhnliche<br />

Consumer Experience dank der<br />

geringen Latenzzeit und hohen Leistungsfähigkeit<br />

des 5G-Netzwerks, das auf Intels<br />

5G Mobile Trial Platform basiert.<br />

Neben den autonomen Fahrzeugen dürften<br />

Anwendungen im eigenen Zuhause die<br />

ersten 5G-Einsatzbeispiele darstellen. Provider<br />

können ihren Kunden so, ohne kostspielige<br />

Glasfaseranschlüsse in die Wohnungen<br />

und Häuser zu verlegen, Multi-Gigabit-<br />

Bandbreiten für vielfältige Anwendungen<br />

anbieten.<br />

Hohe Kosten durch Upgrade für<br />

Provider<br />

Doch die potenziellen Vorteile sind nicht<br />

umsonst zu haben. Die GSMA Intelligence<br />

Agency schätzt, dass die Mobilfunkprovider<br />

bis 2020 zusammen 1,7 Trillionen US<br />

Dollar ausgeben müssen, um die Technik<br />

einzuführen. Allein in Deutschland soll der<br />

Kapitalaufwand bei 300 bis 500 Milliarden<br />

Euro liegen, prophezeit Telekom-Chef<br />

Timothy Höttges. Das ist nur als gemeinsame<br />

Kraftanstrengung aller Marktbeteiligten<br />

zu stemmen.<br />

Anwendungen bereit für 5G<br />

CEOs führender Mobilfunkunternehmen<br />

bezeichnen 5G schon lange nicht nur als<br />

Technologie, sondern als Revolution der<br />

mobilen Verbindungstechnik und auch<br />

als Geschäftsmodell. Wie Unternehmen<br />

und Kunden das Potenzial dieser bisher<br />

schnellsten drahtlosen Verbindungstechnik<br />

nutzen werden, lässt sich im Moment nur<br />

erahnen. Mit Smart Home, autonomen Fahrzeugen<br />

und dem Internet der Dinge stehen<br />

bereits heute Anwendungen bereit, die optimal<br />

zum Leistungsprofil von 5G passen. ◄<br />

WWW.AARONIA.DE<br />

ECHTZEIT USB<br />

SPECTRUM<br />

ANALYZER<br />

1Hz - 20GHz<br />

POI


Messtechnik<br />

Charakterisierung eines Spektrumanalysators<br />

Worauf kommt es bei der Auswahl an?<br />

Erstellt nach Informationen<br />

der<br />

Hameg Instruments GmbH<br />

www.hameg.com<br />

Die erreichbaren Messeigenschaften<br />

eines Spektrumanalysators<br />

nach dem Heterodynverfahren<br />

können bei entsprechendem<br />

Aufwand bis in<br />

extreme Bereiche getrieben werden.<br />

Für eine weitere Anwendung<br />

kommen solche Geräte<br />

allerdings aufgrund des ebenfalls<br />

hohen Preises (>100.000 Euro)<br />

nicht in Frage. Eine Vielzahl<br />

anstehender Signalanalyseaufgaben<br />

lässt sich schon mit deutlich<br />

geringerem Aufwand lösen.<br />

Welche Messeigenschaften bei<br />

der Auswahl eines geeigneten<br />

Messgeräts zu betrachten sind,<br />

soll anhand einiger Parameter<br />

verdeutlicht werden.<br />

Frequenzbereich<br />

Selbstverständlich ist der Frequenzbereich<br />

als wichtiger und<br />

preisbestimmender Parameter<br />

zu betrachten. Geräte mit einer<br />

oberen Frequenzgrenze von ca.<br />

1 GHz lassen Messungen in den<br />

meisten Funkamateurbereichen,<br />

in dem ISM-Band bei 433<br />

MHz, im Frequenzbereich des<br />

D-Netzes der Telekommunikation,<br />

in den terrestrischen Rundfunk-<br />

und Fernsehbändern sowie<br />

im interessierenden Frequenzbereich<br />

der EMV-Thematik zu.<br />

Oberhalb von 1 GHz wird der<br />

Geräteaufwand deutlich größer.<br />

Hier wird z.B. ein frequenzstabilisierter<br />

YIG-Oszillator<br />

(Yitrium-Iron-Garnet) als<br />

Umsetzoszillator verwendet,<br />

der die Gerätekosten hochtreibt.<br />

Frequenzauflösung<br />

Bevor die Frequenz eines Signals<br />

mit dem Spektrumanalysator<br />

gemessen werden kann, muss<br />

dieses Signal erfasst bzw. aufgelöst<br />

werden. Auflösung heißt<br />

dabei, es muss von benachbarten<br />

Signalen unterschieden werden<br />

können. Wichtige Kennwerte für<br />

die Trennbarkeit zweier benachbarter<br />

Spektrallinien mit stark<br />

unterschiedlicher Amplitude sind<br />

die Bandbreite und die Flankensteilheit<br />

der ZF-Filter.<br />

Die Frequenzauflösung eines<br />

Spektrumanalysators wird durch<br />

die Bandbreiten der ZF-Filter<br />

der Mischkette bestimmt. Ist<br />

die kleinste ZF-Bandbreite z.B.<br />

9 kHz, dann ist der kleinste Frequenzabstand,<br />

um zwei Spektrallinien<br />

voneinander trennen<br />

zu können, ebenfalls 9 kHz.<br />

Filterbandbreiten unter 10 kHz<br />

sind nur sinnvoll, wenn die Frequenzstabilität<br />

der Umsetzoszillatoren<br />

entsprechende Qualität<br />

aufweist. Auflösungen unter 10<br />

kHz werden daher teuer. In der<br />

Praxis treten derartige Anforderungen<br />

z.B. bei frequenzmodulierten<br />

Signalen auf.<br />

Das Verhältnis der 60-dB-Bandbreite<br />

zur 3-dB-Bandbreite wird<br />

als Formfaktor bezeichnet. Dabei<br />

gilt: Je kleiner der Formfaktor,<br />

desto besser die Fähigkeit des<br />

Analysators, eng benachbarte<br />

Signale zu trennen. Beträgt z.B.<br />

der Formfaktor 15, dann müssen<br />

zwei in der Amplitude um 60 dB<br />

unterschiedliche Signale sich in<br />

der Frequenz mindestens um den<br />

Faktor 7,5 der ZF-Filterbandbreite<br />

unterscheiden, um einzeln<br />

erkennbar zu sein. Andernfalls<br />

erscheinen sie als ein Signal auf<br />

dem Bildschirm.<br />

Der Formfaktor ist jedoch hier<br />

nicht der allein bestimmende<br />

Faktor. Ebenso wird die Trennbarkeit<br />

durch Rest-FM und die<br />

spektrale Reinheit der internen<br />

Oszillatoren beeinflusst.<br />

Frequenzstabilität<br />

Wichtig ist, dass Spek trumanalysatoren<br />

eine größere Frequenzstabilität<br />

besitzen als das<br />

Messsignal. Die Frequenzstabilität<br />

ist abhängig von der Stabilität<br />

des Umsetz-(Local-)Oszillators.<br />

Es wird zwischen Kurzzeit- und<br />

Langzeitstabilität unterschieden.<br />

Ein Maß für die Kurzzeitstabilität<br />

ist die Rest-FM. Rauschseitenbänder<br />

gehen ebenfalls in die<br />

Kurzzeitstabilität ein. Sie werden<br />

spezifiziert durch eine Dämpfung<br />

in dB und einen Abstand<br />

in Hz, bezogen auf das zu<br />

untersuchende Signal bei einer<br />

bestimmten Filterbandbreite. Die<br />

Langzeitstabilität wird überwie-<br />

10 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


EINE DESIGNPLATTFORM – KEINE HINDERNISSE<br />

EINFACH<br />

INTELLIGENTER<br />

NI AWR DESIGN ENVIRONMENT<br />

Die Plattform NI AWR Design Environment <br />

integriert System-, Schaltungs- und<br />

elektromagnetische Analysen für das<br />

Design anspruchsvoller Wireless-Produkte,<br />

von Basisstationen über Mobiltelefone<br />

bis hin zur Satellitenkommunikation. Die<br />

intuitive Bedienoberfläche, bewährte<br />

Simulationstechnologien und die offene<br />

Architektur der Plattform, die Lösungen<br />

von Drittanbietern unterstützt, ermöglichen<br />

erfolgreiches Entwickeln ohne jedes<br />

Hindernis. Entwickeln Sie einfach intelligenter.<br />

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©<strong>2017</strong> National Instruments. Alle Rechte vorbehalten. Analog Office, AXIEM, AWR, Microwave Office, National Instruments, NI und ni.com<br />

sind Marken von National Instruments. Andere erwähnte Produkt- und Firmennamen sind Marken oder Handelsmarken der jeweiligen Unternehmen.


Messtechnik<br />

gend durch die Frequenzdrift des<br />

LOs bestimmt. Eine Frequenzdrift<br />

von max. 150 kHz/h., wie<br />

sie beim HM5012/14 vorliegt,<br />

ist ein sehr guter Wert für ein<br />

Gerät ohne Synthesizer für die<br />

Abstimmung.<br />

Amplitudengenauigkeit<br />

Die Messwertausgabe erfolgt bei<br />

Spektrumanalysatoren im Allgemeinen<br />

in logarithmischer Form.<br />

Damit lässt sich ein Pegelumfang<br />

von z.B. 80 dB (entsprechend<br />

einem Spannungsverhältnis von<br />

10.000) direkt darstellen. Amplitudenfehler<br />

unterliegen damit<br />

zwei wesentlichen Ursachen,<br />

nämlich dem Amplitudenfrequenzgang<br />

und dem Logarithmierfehler.<br />

Gesamtfehler im<br />

Bereich von z.B. ±1 dB sind<br />

exzellente Werte.<br />

Dynamikbereich/<br />

Dynamikminderung<br />

Der Dynamikbereich ist ein<br />

wichtiges Qualitätsmerkmal und<br />

bezeichnet die Fähigkeit eines<br />

Spektrumanalysators, gleichzeitig<br />

kleine und große Signalamplituden<br />

korrekt darstellen zu<br />

können. Die Eingangspegel<br />

sind nach oben, aufgrund der<br />

begrenzten Linearität in der<br />

Mischkette, die selbst Verzerrungen<br />

oder Störsignale erzeugt,<br />

begrenzt. Nach unten wird die<br />

Dynamik durch das Rauschen<br />

begrenzt. Durch eine Reduzierung<br />

der Auflösungsbandbreite<br />

wird, da das Rauschen mit der<br />

Bandbreite zunimmt, eine Vergrößerung<br />

der Dynamik erreicht.<br />

Der (maximale) Dynamikbereich<br />

lässt sich aus den Spezifikationen<br />

ermitteln. Den ersten<br />

Hinweis gibt die Spezifikation<br />

für die Verzerrungen, wie z.B.<br />

70 dB bis zu einem Eingangspegel<br />

von -27dBm am Eingang bei<br />

0 dB Abschwächung. Um diese<br />

Werte nutzbar zu machen, muss<br />

der Spektrumanalysator in der<br />

Lage sein, Pegel von -97 dBm<br />

erkennen zu lassen. Die dafür<br />

erforderliche ZF-Bandbreite<br />

sollte nicht zu schmal sein, sonst<br />

ergeben sich Schwierigkeiten<br />

aufgrund von Seitenbandrauschen<br />

und Rest-FM. Die ZF-<br />

Bandbreite von 9 kHz ist ausreichend,<br />

um Spektrallinien mit<br />

diesem Pegel darzustellen. Der<br />

verzerrungsfreie Messbereich<br />

kann durch eine Reduzierung<br />

des Eingangspegels weiter ausgedehnt<br />

werden.<br />

Die einzige Einschränkung bildet<br />

dann die Empfindlichkeit<br />

des Analysators. Die maximal<br />

mögliche Dynamik wird erreicht,<br />

wenn die Spektrallinie mit dem<br />

höchsten Pegel den Referenzpegel<br />

gerade noch nicht überschreitet.<br />

Frequenzgang<br />

Der Frequenzgang eines Spektrumanalysators<br />

lässt sich als<br />

seine Amplitudenstabilität über<br />

der Frequenz beschreiben. Um<br />

einen möglichst guten Frequenzgang<br />

zu erhalten, müssen<br />

die Mischerverluste möglichst<br />

frequenzunabhängig sein. Für<br />

exakte Amplitudendarstellungen<br />

sollte der Frequenzgang<br />

im gesamten Bereich möglichst<br />

geringe Schwankungen aufweisen.<br />

Jedoch ist gerade diese<br />

Eigenschaft nur durch entsprechend<br />

großen Aufwand zu erzielen.<br />

Das System muss schon vom<br />

Prinzip her sehr frequenzlinear<br />

sein, weil sich Abweichungen<br />

meist nur sehr schwer auskalibrieren<br />

lassen.<br />

Eingangsempfindlichkeit<br />

Die Empfindlichkeit ist ein Maß<br />

für die Fähigkeit des Spektrumanalysators,<br />

kleine Signale messen<br />

zu können. Sie wird durch<br />

das Eigenrauschen bestimmt.<br />

Grundsätzlich können nur<br />

Signale gemessen werden, wenn<br />

sie genügend weit aus dem Rauschen<br />

„herausschauen“. Wie<br />

bei jeder aktiven Baugruppe<br />

teilt sich das Rauschen der<br />

Spektrumanalysatoren in thermisches<br />

und nichtthermisches<br />

Rauschen. Letzteres ist vor allem<br />

elektronisches Rauschen. Jede<br />

Rauschleistung ist direkt proportional<br />

zur Bandbreite, innerhalb<br />

der sie auftritt. Eine Bandbreitenreduzierung<br />

des Filters um eine<br />

Dekade senkt die Rauschleistung<br />

um 10 dB, was wiederum eine<br />

Empfindlichkeitssteigerung um<br />

10 dB bedingt.<br />

Spektrumanalysatoren werden<br />

über ein breites Frequenzband<br />

gewobbelt und sind schmalbandige<br />

Messinstrumente. Alle<br />

Signale, die im Frequenzbereich<br />

des Spektrumanalysators<br />

liegen, werden auf eine<br />

Zwischenfrequenz konvertiert<br />

R&S FSW Signal- und Spektrum-Analyzer<br />

Der FSW von Rhode & Schwarz ist ein Spitzengerät und erfüllt<br />

vielfältige Anwendererwartungen. Eigenrauschen und mögliche<br />

Analysebandbreite sind herausragend gut. So gelingt es, aktuelle<br />

Signale, etwa gemäß den Standards GSM, CDMA2000,<br />

WCDMA und LTE, korrekt und auf einfache Weise zu vermessen.<br />

Die wichtigsten Kennzeichen sind:<br />

• Frequency Range: 2 Hz bis 8/13,6/26,5/43/50/67/85 GHz<br />

• DANL bei 2 (20) GHz: -156 dBm/Hz (-150 dBm/Hz)<br />

• Phasenrauschen -137 dBc (1 Hz) in 10 kHz Abstand bei 1 GHz<br />

• Dynamikbereich 88 dB<br />

• Span bis 2 GHz<br />

• Echtzeitanalyse in max. 160 MHz Bandbreite<br />

• Messunsicherheit max. 0,4 dB bis 8 GHz<br />

• 31-cm-Touchscreen<br />

12 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Von 50 MHz bis 6 GHz:<br />

Leistungsfähige Oszilloskope<br />

vom Messtechnik-Profi.<br />

Schnelles Arbeiten, einfache Bedienung, präzise Ergebnisse:<br />

Multi<br />

Domain<br />

¸RTO2000: Turn your signals into success. (Bandbreiten: 600 MHz bis 6 GHz)<br />

¸RTE: Einfach. Leistungsfähig. (Bandbreiten: 200 MHz bis 2 GHz)<br />

¸RTM2000: Einschalten. Messen. Fertig. (Bandbreiten: 200 MHz bis 1 GHz)<br />

¸HMO3000: Das Oszilloskop für den Messalltag. (Brandbreiten: 300 MHz bis 500 MHz)<br />

¸RTB2000: Power of ten. (Bandbreiten: 70 MHz bis 300 MHz)<br />

¸HMO1X02: Great Value. (Bandbreiten: 50 MHz bis 300 MHz)<br />

¸Scope Rider: 2 minutes to be sure. (Bandbreiten: 60 MHz bis 500 MHz)<br />

Alle Oszilloskope von Rohde & Schwarz umfassen Zeitbereichs-,<br />

Logik-, Protokoll- und Frequenzanalyse in einem Gerät.<br />

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Messtechnik<br />

Zwischen dem zu analysierenden<br />

Frequenzbereich<br />

und der Auflösungsbandbreite<br />

bestehen physikalische<br />

Zusammenhänge, die bei einer<br />

Unterschreitung einer Mindestanalysezeit<br />

zu Fehlern<br />

in der Amplitudendarstellung<br />

führen. Dies lässt sich durch<br />

automatische Verknüpfung<br />

zwischen Frequenzbereich,<br />

Auflösungsbandbreite und<br />

Analysezeit vermeiden, hat<br />

jedoch in den Fällen Nachteile,<br />

wo es auf schnelle qualitative<br />

Analyse von Signalen<br />

ankommt. Im Spektrumanalysator<br />

erfolgt eine automatische<br />

Umschaltung der Filterbandbreite<br />

in Verbindung mit<br />

dem Frequenzbereich (Span),<br />

jedoch wird eine unkorrekte<br />

und durchlaufen ZF-Filter. Der<br />

Detektor dahinter sieht nur den<br />

Rauschanteil, der innerhalb der<br />

schmalen Filterbandbreite liegt.<br />

Daher wird auf dem Sichtschirm<br />

nur das Rauschen dargestellt,<br />

welches innerhalb des Durchlassbereiches<br />

der ZF-Filter liegt.<br />

Deshalb wird bei der Messung<br />

die maximale Empfindlichkeit<br />

immer mit dem schmalsten ZF-<br />

Filter erreicht. Bei einem Empfindlichkeitsvergleich<br />

zweier<br />

Spektrumanalysatoren ist darauf<br />

zu achten, dass man sich auf die<br />

gleiche Filterbandbreite bezieht.<br />

Bei Raumtemperatur beträgt die<br />

theoretisch erreichbare Messempfindlichkeit<br />

-134 dBm bei<br />

B = 10 kHz (Rauschbandbreite<br />

bzw. ideale rechteckförmige Filterkennlinie<br />

vorausgesetzt). In<br />

der Praxis ist die nicht zu erreichen,<br />

etwa -100 dBm sind als<br />

Standard anzusehen, ein Wert<br />

um -115 dBm ist als Grenze des<br />

vernünftig Machbaren anzusehen<br />

(jeweils B = 10 kHz).<br />

Bedeutung des<br />

Frontends<br />

Der nutzbare Frequenzbereich<br />

und die Grenzempfindlichkeit<br />

eines Spektrumanalysators<br />

hängen zum größten Teil vom<br />

Konzept und der technischen<br />

Ausführung des Eingangsteils<br />

Zusammenhänge<br />

Filtereinstellung mit der<br />

Uncal.-Anzeige signalisiert.<br />

Es gilt: Je schmaler die Filterbandbreite<br />

ist, desto geringer<br />

muss die Scan-Geschwindigkeit<br />

sein, um dem Filter<br />

korrektes Einschwingen<br />

zu ermöglichen. Wird die<br />

Scan-Geschwindigkeit zu<br />

groß gewählt, d.h., die Filter<br />

sind u.U. noch nicht eingeschwungen,<br />

so resultiert dies<br />

in unkorrekter Amplitudendarstellung<br />

des Spektrums.<br />

Im Allgemeinen werden die<br />

einzelnen Spektrallinien dann<br />

mit zu niedriger Amplitude<br />

dargestellt. Auf diese Weise<br />

sind praktische Grenzen für<br />

die kleinste Filterbandbreite<br />

gesetzt.<br />

(Frontends) ab. Das HF-Eingangsteil<br />

wird durch die Komponenten<br />

Eingangsabschwächer,<br />

Eingangsfilter, Mischer und<br />

Umsetzoszillator (LO) bestimmt.<br />

Das zu analysierende Signal<br />

gelangt über den in 10-dB-<br />

Schritten schaltbaren Eingangsabschwächer<br />

auf ein Eingangsfilter.<br />

Dieses Filter erfüllt mehrere<br />

Aufgaben: Es verhindert<br />

in gewissem Maße den Mehrfachempfang<br />

eines Signals, den<br />

Direktempfang der Zwischenfrequenz<br />

(ZF-Durchschlag) und<br />

Rückwirkungen des Oszillators<br />

auf den Eingang. Der Eingangsmischer<br />

ist, zusammen mit dem<br />

durchstimmbaren Oszillator<br />

(1. LO), für die Umsetzung der<br />

Eingangssignale zuständig. Er<br />

bestimmt die frequenzabhängige<br />

Amplitudencharakteristik und<br />

die dynamischen Eigenschaften<br />

des Geräts.<br />

Höchstzulässiger<br />

Eingangspegel<br />

Der maximal zulässige Eingangspegel,<br />

der eventuell gerade<br />

noch nicht zur Zerstörung der<br />

Eingangsstufe führt, ist z.B. 10<br />

dBm für den Eingangsmischer,<br />

und 20 dBm für den Eingangsabschwächer.<br />

Bevor der kritische<br />

Pegel erreicht wird, setzt eine<br />

Verstärkungskompression ein.<br />

Diese ist unkritisch, solange<br />

eine Kompression von 1 dB<br />

nicht überschritten wird. Darüber<br />

hinaus kann davon ausgegangen<br />

werden, dass der Analysator<br />

Nichtlinearitäten aufgrund<br />

von Übersteuerung produziert.<br />

Außerdem steigt die Gefahr<br />

einer unbemerkten Überlastung<br />

der Eingangsstufe, weil sich einzeln<br />

dargestellte Spektrallinien<br />

in der Abbildung auf dem Bildschirm<br />

auch bei einsetzender<br />

Verstärkungskompression meist<br />

nur unmerklich verändern. Auf<br />

jeden Fall entspricht die Abbildung<br />

der Amplituden nicht mehr<br />

den tatsächlichen Verhältnissen.<br />

Bei jeder Signalanalyse entstehen<br />

im Spektrum-Analysator selbst<br />

Verzerrungsprodukte, und zwar<br />

größtenteils verursacht durch die<br />

nichtlinearen Eigenschaften der<br />

Eingangsstufe. Sie liegen beim<br />

HM5012/14 in der Größenordnung<br />

von 70 dB unterhalb des<br />

Eingangspegels, solange dieser<br />

nicht größer als -27 dBm ist.<br />

Um größere Eingangssignale<br />

verarbeiten zu können, ist dem<br />

Mischer ein Eingangsabschwächer<br />

vorgeschaltet. Diese 70 dB<br />

verzerrungsfreier Bereich werden<br />

auch als nutzbarer Dynamikbereich<br />

des Analysators bezeichnet.<br />

Zum Unterschied dazu wird der<br />

(darstellbare) Anzeigebereich<br />

definiert als das Verhältnis vom<br />

größten zum kleinsten gleichzeitig<br />

angezeigten Pegel, ohne<br />

dass Intermodulationsprodukte<br />

des Analysators auf dem Bildschirm<br />

sichtbar sind.<br />

Das größte Eingangssignal,<br />

welches der Analysator bei jeder<br />

beliebigen Stellung des Abschwächers<br />

verarbeiten kann, ohne ein<br />

bestimmtes Maß an Verzerrungen<br />

zu überschreiten, wird „optimaler<br />

Eingangspegel“ genannt. Das<br />

Signal ist dabei soweit abgeschwächt,<br />

dass der Mischer keinen<br />

größeren Pegel als -27 dBm<br />

angeboten bekommt. Anderenfalls<br />

werden die spezifizierten<br />

70 dB Oberwellenabstand nicht<br />

eingehalten.<br />

Nullfrequenz-Marke<br />

Durch das Funktionsprinzip des<br />

Superheterodyne-Spektrumanalysators<br />

erscheint auf der linken<br />

Bildschirmseite auch ohne<br />

Eingangssignal eine Spektrallinie,<br />

welche als ,,Nullfrequenz-<br />

Marke“ oder ,,LO-Frequenz-<br />

Durchgriff“ bezeichnet wird.<br />

Dies tritt auf, wenn die Frequenz<br />

des LO gleich der ZF-<br />

Frequenz ist.<br />

Eine Ausweitung des Frequenzbereichs<br />

um 0 Hz ist nicht möglich,<br />

da der LO dann mit der Zwischenfrequenz<br />

schwingt und die<br />

ZF-Filter-Charakteristik abgebildet<br />

wird. Ein Kondensator am<br />

Eingang des Analysators wirkt<br />

darüber hinaus als Hochpass und<br />

verhindert, dass Gleichspannung<br />

zum Mischer gelangt.<br />

Anforderungen<br />

Die verschiedenen Einsatzgebiete<br />

der Spektrum-Analysatoren<br />

erfordern von diesen Geräten<br />

vielfältige Eigenschaften, die<br />

sich zum Teil untereinander ausschließen<br />

oder sich nur durch<br />

großen Aufwand zusammenfassen<br />

lassen.<br />

Das Anwendungsgebiet der<br />

Spektrum-Analysatoren liegt<br />

vor allen Dingen dort, wo die<br />

Genauigkeit und das zeitliche<br />

Auflösungsvermögen sowie die<br />

geringe Dynamik des Oszilloskops<br />

bei der Signalanalyse nicht<br />

mehr ausreichen. Dabei stehen<br />

großer Frequenzabstimmbereich,<br />

Filteranforderungen zwischen<br />

extrem schmalbandig und „Full-<br />

Span“-Darstellung sowie hohe<br />

Eingangsempfindlichkeit nicht<br />

unbedingt im Gegensatz zueinander.<br />

Sie lassen sich jedoch<br />

zusammen mit hoher Auflösung,<br />

großer Stabilität, möglichst<br />

geradem Frequenzgang,<br />

und geringem Eigenklirrfaktor<br />

meist nur unter großem Aufwand<br />

realisieren.<br />

Frequenzmessung<br />

Moderne Spektrumanalysatoren<br />

bieten drei Möglichkeiten, die<br />

Frequenzachse zu „scannen“:<br />

den gesamten Bereich in einem<br />

„Sweep“ (Full Span), pro Einheit<br />

(Div.) und Festfrequenzbetrieb<br />

(Darstellung im Zeitbereich,<br />

„Zero Scan“).<br />

Die Betriebsart „Full Span“ wird<br />

benutzt, um das Vorhandensein<br />

14 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


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Grassinger Str. 8, 83043 Bad Aibling, Tel +49 89 416159940, Fax +49 89 416159945


Messtechnik<br />

von Signalen im nutzbaren Frequenzbereich<br />

des Spektrumanalysators<br />

festzustellen. Hierbei<br />

wird der gesamte Frequenzbereich<br />

von 0 Hz bis zur oberen<br />

Grenzfrequenz des Analysators<br />

auf dem Bildschirm dargestellt.<br />

Für diese Betriebsart gibt<br />

es keine spezielle Schalterstellung.<br />

Sie liegt mit einer Mittenfrequenz-Einstellung<br />

von 500<br />

MHz und der Span-Einstellung<br />

1000 MHz/Div. vor.<br />

In den meisten Fällen wird ein<br />

kleinerer Span eingesetzt, um<br />

bestimmte Signale oder Frequenzbereiche<br />

genauer zu untersuchen.<br />

Das „Zoomen“ auf einen<br />

bestimmten Bereich erfolgt mittels<br />

der Mittenfrequenz-Abstimmung.<br />

Die eingestellte Mittenfrequenz<br />

lässt sich dabei auf<br />

dem Display kontrollieren. Die<br />

Skalierung der Frequenzachse<br />

wird durch den Schalter „Span“<br />

vorgenommen.<br />

In der „Zero-Span“-Betriebsart<br />

arbeitet der Analysator als<br />

ein auf eine diskrete Frequenz<br />

abgestimmter Empfänger mit<br />

wählbaren Bandbreiten.<br />

Das Video-Filter<br />

Die Messung kleiner Signale<br />

kann sich immer dann schwierig<br />

gestalten, wenn die Signalamplitude<br />

im gleichen Pegelbereich<br />

wie das mittlere Rauschen des<br />

Spektrumanalysators liegt. Um<br />

für diesen Fall die Signale besser<br />

sichtbar zu machen, lässt sich<br />

im Signalweg des Analysators<br />

hinter dem ZF-Filter ein Video-<br />

Filter zuschalten. Durch dieses<br />

Filter mit einer Bandbreite von<br />

wenigen kHz wird das interne<br />

Rauschen des Analysators gemittelt.<br />

Dadurch wird unter Umständen<br />

ein sonst im Rauschen verstecktes<br />

Signal sichtbar.<br />

Wenn die ZF-Bandbreite sehr<br />

schmal im Verhältnis zum eingestellten<br />

Span ist, sollte das<br />

Video-Filter nicht eingeschaltet<br />

werden, da dies zu einer zu niedrig<br />

dargestellten Amplitude auf<br />

Grund der Bandbreitenbegrenzung<br />

führen kann.<br />

Mitlaufgeneratoren<br />

Tracking-Generatoren sind spezielle<br />

Generatoren, bei denen<br />

die Frequenz des Ausgangssignals<br />

vom Spektrumanalysator<br />

gesteuert wird. So entsteht ein<br />

Ausgangssignal, welches exakt<br />

der Abstimmung des Analysators<br />

folgt. Aufgrund dieser Besonderheit<br />

erweitert ein Mitlaufgenerator<br />

(z.B. im HMS1010)<br />

die Anwendungsmöglichkeiten<br />

eines Spektrumanalysators<br />

wesentlich. Im „Full-Scan<br />

Mode“ erzeugt er ein gewobbeltes<br />

Signal über seinen gesamten<br />

zur Verfügung stehenden Frequenzbereich.<br />

Wird ein kleinerer<br />

Span verwendet, so entsteht ein<br />

Sinussignal, dessen Frequenz<br />

sich mit der Mittenfrequenz-<br />

Einstellung des Spektrumanalysators<br />

verändert.<br />

Die Ursache für den exakten<br />

„Mitlauf“ (Tracking) zwischen<br />

der steuernden und der generierten<br />

Frequenz liegt darin, dass<br />

sowohl der Spektrumanalysator<br />

als auch der Mitlaufgenerator<br />

vom gleichen spannungsgesteuerten<br />

Oszillator gesteuert<br />

werden; d.h., beide Baugruppen<br />

werden über den LO des Analysators<br />

synchronisiert. Das Ausgangssignal<br />

des Mitlaufgenerators<br />

entsteht durch Mischen<br />

zweier Oszillatorsignale. Das<br />

eine Signal wird im Mitlaufgenerator<br />

selbst erzeugt, das andere<br />

im Analysator. Ist die durch<br />

Mischung erzeugte Frequenz<br />

gleich der ZF des Spektrumanalysators,<br />

dann ist die Ausgangsfrequenz<br />

des Mitlaufgenerators<br />

gleich dessen Eingangsfrequenz.<br />

Dies gilt für alle „Span Modi“.<br />

Tracking bedeutet dabei, dass<br />

sich die Frequenz der Ausgangsspannung<br />

immer in der Mitte des<br />

Durchlassfilters des Analysators<br />

befindet. Oberwellenänderungen<br />

vorbehalten des Signals, seien<br />

sie im Mitlaufgenerator selbst<br />

oder im Analysator entstanden,<br />

liegen so außerhalb des Durchlassbereiches<br />

der Filter im Analysator.<br />

Auf diese Weise wird nur<br />

die Grundfrequenz des Mitlaufgenerators<br />

auf dem Bildschirm<br />

dargestellt. Frequenzgangmessungen<br />

über einen sehr großen<br />

Bereich sind möglich, ohne dass<br />

die Messung von spektralen<br />

Unzulänglichkeiten des Generatorsignals<br />

beeinflusst wird. ◄<br />

Hameg HMS1000/1010 Spectrum Analyzer<br />

Hameg HMS 1000 und 1010 haben den HM5014 abgelöst.<br />

Ihre technischen Eckdaten:<br />

• Frequenzbereich: 100 kHz - 1 GHz<br />

• Amplitudenmessbereich: -114 bis +20 dBm<br />

• Sweeptime: 20 ms - 1000s<br />

• RBW: 1 kHz - 1 MHz in 1-3 Steps, 200 kHz (-3 dB), zusätzlich<br />

9 kHz, 120 kHz, 1 MHz (-6 dB)<br />

• Spektrale Reinheit


Fachbuch-Vorankündigung:<br />

Joachim Müller<br />

Digitale Oszilloskope<br />

Der Weg zum professionellen Messen<br />

Das Oszilloskop ist eines der wichtigsten<br />

Messgeräte, das in allen Teilgebieten der<br />

Elektronik und auch darüber hinaus verwendet<br />

wird, um Signalverläufe über der Zeitachse<br />

darzustellen..Das in den 1930er Jahren<br />

erfundene Gerät hat, speziell in den zurückliegenden<br />

letzten zwei Jahrzehnten, eine rasante<br />

Weiterentwicklung vom ursprünglich<br />

reinen analogen zum volldigitalisierten Konzept<br />

erfahren. Mit der Digitalisierung konnten<br />

zusätzliche Funktionen realisiert werden,<br />

was dem Oszilloskop heute den Zugang zu<br />

seither noch nicht abgedeckten Applikationen<br />

eröffnet..Das dadurch für den Anwender<br />

deutlich gewachsene Hintergrundwissen<br />

vermittelt, auf praxis.bezogene Weise,<br />

das neue Werk.<br />

Das digitale Oszilloskop arbeitet unter<br />

völlig anderen Rahmenbedingungen, als<br />

das vergleichsweise einfache analoge Konzept.<br />

Durch die Analog-Digital-Wandlung<br />

entstehen Effekte, die bisher beim analogen<br />

Oszilloskop völlig unbekannt waren.<br />

Beispiele hierzu sind Aliasing oder Blindzeit..Beim<br />

Aliasing treten Geistersignale auf,<br />

die im ursprünglichen Signalverlauf nicht<br />

vorhanden sind..Durch Blindzeiten können<br />

relevante Signalereignisse unerkannt bleiben.<br />

Um diese und weitere Effekte zu beherrschen<br />

sind für den erfolgreichen Einsatz<br />

digitaler Oszilloskope entsprechende<br />

Kenntnisse ihres internen Funktionsprinzips<br />

essentiell.<br />

Der inhaltliche Schwerpunkt und die<br />

Darstellung von Praxis-Demonstrationen<br />

basieren auf einem R&S High-End-Oszilloskop,<br />

womit auch Auswirkungen in<br />

Grenzbereichen aufgezeigt werden können.<br />

Liegen beim Leser Anwendungssituationen<br />

vor, die geringeren Anforderungen<br />

entsprechen, können die vorgeschlagenen<br />

Versuchs.parameter auf ein entsprechend<br />

reduziertes Maß angepasst werden..Für<br />

die Umsetzung der vorgeschlagenen Praxis-Demonstrationen<br />

reichen in der Regel<br />

das vorhandene Oszilloskop und ein Laborgenerator.<br />

Ein Blick in den Inhalt zeigt, in<br />

welcher Breite das Thema behandelt wird:<br />

• Verbindung zum Messobjekt über passive<br />

und aktive Messköpfe<br />

• Das Vertikalsystem – Frontend und Analog-Digital-Converter<br />

• Das Horizontalsystem – Sampling und<br />

Akquisition<br />

• Trigger-System<br />

Digitale Oszilloskope<br />

• Frequenzanalyse-Funktion – FFT<br />

• Praxis-Demonstationen: Untersuchung<br />

von Taktsignalen, Demonstration Aliasing,<br />

Einfluss der Tastkopfimpedanz<br />

• Einstellungen der Dezimation, Rekonstruktion,<br />

Interpolation<br />

• Die „Sünden“ beim Masseanschluss<br />

• EMV-Messung an einem Schaltnetzteil<br />

• Messung der Kanalleistung<br />

Weitere Themen für die praktischen Anwendungs-Demos<br />

sind u.a.: Abgleich passiver<br />

Tastköpfe, Demonstration der Blindzeit,<br />

Demonstration FFT, Ratgeber Spektrumdarstellung,<br />

Dezimation, Interpolation,<br />

Samplerate, Ratgeber: Gekonnt triggern.<br />

Im Anhang des Werks findet sich eine<br />

umfassende Zusammenstellung der verwendeten<br />

Formeln und Diagramme.<br />

Das neue Werk von Joachim Müller führt in das professionelle Messen mit dem<br />

digitalen Oszilloskop ein und ergänzt im gleichen praxisbezogenen Stil die bisher<br />

vom Autor im beam-Verlag erschienenen Bände.<br />

Das Buch erscheint im dritten Quartal <strong>2017</strong>, Format 21 x 28 cm, durchgehend<br />

vierfarbig. Umfang ca. 380 Seiten<br />

beam-Verlag, Dipl.-Ing. Reinhard Birchel, Krummbogen 14, 35039 Marburg<br />

info@beam-verlag.de, www.beam-verlag.de


Messtechnik<br />

Signalgenerator integriert schnelles Daten-Streaming in<br />

kompaktem Gerät<br />

Der neue IZT S1010 Signalgenerator<br />

ist oft die optimale Lösung<br />

für anspruchsvolle Anwendungen,<br />

die ein umfangreiches,<br />

schnelles Daten-Streaming<br />

erfordern. Zusätzlich profitieren<br />

Anwender von den kleineren<br />

Abmessungen, im Vergleich zum<br />

bewährten S1000 mit externer<br />

Speichererweiterung. Das große<br />

Touch-Display sorgt für eine<br />

benutzerfreundliche Bedienung.<br />

Die Daten-Streaming-Funktionalität<br />

wird im IZT S1010 mittels<br />

schneller SSDs integriert, womit<br />

das parallele Streaming mehrerer<br />

VSGs (Virtual Signal Generators)<br />

ermöglicht wird. Dank<br />

der leistungsfähigen Streaming-<br />

Funktion können beispielsweise<br />

mehrere DAB-ETI-Signale<br />

(Ensemble Transport Interface)<br />

oder EDI-Signale (Encapsulation<br />

of DAB Interfaces) in Echtzeit<br />

moduliert werden, um Empfänger,<br />

Funkgeräte und Chips<br />

zu testen. Darüber hinaus sind<br />

mit dieser Konfiguration auch<br />

MRC-Tests (Maximum Ratio<br />

Combining) möglich. MRC ist<br />

ein leistungsfähiges Raumdiversitätsverfahren,<br />

das mehrere<br />

Signale kombiniert.<br />

Funktionen<br />

Der IZT S1010 beinhaltet alle<br />

erforderlichen digitalen Signalverarbeitungsfunktionen<br />

und<br />

wird mit 4 x 1 TB SSDs (optional)<br />

sowie einem 250-GB-SSD-<br />

Systemlaufwerk geliefert. Auf<br />

die SSD-Festplatten kann von<br />

extern über robuste HDD-Einschübe<br />

zugegriffen werden. Mit<br />

den SSD-Speichern können Testvektoren<br />

extrem schnell gespeichert<br />

bzw. gestreamt werden.<br />

Da die SSDs über keine beweglichen<br />

Teile verfügen, sind sie<br />

sehr robust. So kann der IZT<br />

S1010 in rauen Umgebungen<br />

und auch in großen Höhen eingesetzt<br />

werden.<br />

Der IZT S1010 verfügt über<br />

eine benutzerfreundliche GUI.<br />

Das integrierte TFT-Display<br />

ist dank Multitouch-Controller<br />

komfortabel zu bedienen. Der<br />

Signalgenerator kann über das<br />

integrierte TFT- oder über ein<br />

externes Display gesteuert werden.<br />

Auch Remote-Betrieb wird<br />

unterstützt.<br />

Der IZT S1010 ist in einem<br />

19-Zoll-Gehäuse mit drei<br />

Höheneinheiten untergebracht.<br />

Mit vielfältigen HF-Hardwareund<br />

Software-Optionen kann das<br />

Gerät entsprechend den Kundenanforderungen<br />

konfiguriert<br />

werden. Außerdem steht eine<br />

optionale Montageschiene für<br />

den Einbau in 19-Zoll-Schaltschränken<br />

zur Verfügung, wobei<br />

auch der Zugriff von der Geräterückseite<br />

gewährleistet ist.<br />

Neben der redundanten Wechselspannungsversorgung<br />

lässt sich<br />

eine optionale 12-V-Gleichspannungsversorgung<br />

installieren.<br />

Zudem ist der IZT S1010 mit<br />

einer optionalen optischen<br />

10-Gbit-LAN-Schnittstelle für<br />

den schnellen Datenaustausch<br />

zwischen den internen SSD-<br />

Speichern und einem externen<br />

Daten-Speichermedium erhältlich.<br />

Mit dieser Option sind<br />

extrem hohe Datentransferraten<br />

möglich.<br />

■ IZT GmbH<br />

www.izt-labs.de<br />

All-in-One-Signalisierungstester ermöglicht LTE-Advanced/1-Gbps-IP-Datendurchsatz<br />

Die Anritsu Corporation gab bekannt, dass<br />

der Funktionsumfang des beliebten Signalisierungstesters<br />

MD8475B als All-in-One-<br />

Basisstationssimulator durch die Markteinführung<br />

der Enhanced Multi-Signalling<br />

Unit MD8475B-071 und der LTE-4×4-<br />

MIMO-Option MX847550B-041 nun<br />

weiter verstärkt wurde.<br />

Das Hinzufügen dieser neuen Option<br />

unterstützt die Konfiguration einer Simulationsumgebung<br />

für 1-Gbps-IP-Datenverbindungen,<br />

die 4×4-MIMO mit höherer<br />

Modulation (256QAM) und Carrier<br />

Aggregation kombiniert. Bei den bisherigen<br />

1-Gbps-Simulatoren waren komplizierte<br />

Versuchsaufbauten mit mehreren<br />

Geräten erforderlich. Der All-in-One-<br />

Tester MD8475B vereinfacht jedoch den<br />

Messvorgang, sowohl um die Prüfeffizienz<br />

der Messung zu erhöhen als auch<br />

um die Investitionskosten zu senken. Die<br />

Erweiterung der MD8475B-Funktionen<br />

mit der neu veröffentlichten Enhanced<br />

Multi-Signalling-Unit MD8475B-071 und<br />

der Software LTE-4×4-MIMO-Option<br />

MX847550B-041 zur Evaluierung von<br />

Breitbandverbindungen wird bei der<br />

Entwicklung von 4×4-MIMO-Downlink-Mobilfunk-Endgeräten<br />

für LTE eine<br />

wesentliche Rolle spielen.<br />

Die Mobilfunknetz-Betreiber weltweit<br />

wollen stabile, qualitativ hochwertige<br />

Kommunikationsleistungen anbieten und<br />

erhöhen die Kapazitäten und Übertragungsgeschwindigkeiten<br />

der vorhandenen<br />

Netze und erforschen auch die Kommunikationssysteme<br />

der nächsten Generation.<br />

Der Einsatz dieser 1-Gbps-Datenraten<br />

ist ein wichtiger Schritt in Richtung des<br />

Angebots 5G-enhanced Mobile Broadband<br />

Services (eMBB-Dienste).<br />

Der Signalisierungstester MD8475B ist<br />

ein All-in-One-Basisstationssimulator zur<br />

Evaluierung verschiedener Kommunikationstechnologien<br />

von LTE-Advanced<br />

bis zu 2G. Seine umfassende Testabdeckung<br />

und die komfortable Bedienbarkeit<br />

mit bis zu acht HF-Testports, zudem<br />

SmartStudio (Zustandsmaschinen-GUI)<br />

mit einer Vielzahl von Parametereinstellungen,<br />

gewährleisten ein einfache Arbeit<br />

der Konfiguration einer Evaluierungsumgebung<br />

für Mobilfunkendgeräte, die Carrier<br />

Aggregation unterstützen.<br />

■ Anritsu, Corp.<br />

www.anritsu.com<br />

18 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Fachbücher für die<br />

Praxis<br />

Praxiseinstieg in die<br />

Spektrumanalyse<br />

Joachim Müller, ca. 200 Seiten,<br />

über 200, überwiegend farbige Abbildungen,<br />

Diagramme, Plots,<br />

Format 21 x 28 cm, Art.-Nr.: 118106,<br />

38,- €<br />

Das Buch vermittelt auf verständliche Weise den<br />

Praxiseinstieg in die Spektrumanalyse. Es richtet sich an<br />

alle, die sich tiefere Kenntnisse über die Spektrumanalyse<br />

aneigen wollen, sei es beruflich (z.B. Techniker, in der<br />

Ausbildung von Berufen der Kommunikationstechnologie)<br />

oder als ambitionierter Amateur. Viele Anleitungen für<br />

praktische Versuche erleichtern das Selbststudium.<br />

Es werden keine höheren Mathematik-Kenntnisse<br />

benötigt, der Schwerpunkt liegt auf der Praxis, wobei die<br />

unzähligen farbigen Grafiken zum leichteren Verständnis<br />

beitragen. Jedem Messpraxiskapitel ist ein Abschnitt<br />

„Hintergrundwissen“ zum jeweiligen Thema vorangestellt.<br />

Aus dem Inhalt:<br />

Hintergründe zur Spektrumanalyse: Zeit- und Frequenzbereich,<br />

Fourier, Kurvenformen<br />

• Spektrumanalyzer im klassischen Überlagerungsprinzip:<br />

Blockschaltbilder, Basiskonzept und Erweiterung, Frontend,<br />

ZF-Verarbeitung, Auflösefilter, Detektoren<br />

• Die Schlüsselmerkmale des Überlagerungsprinzips<br />

• Die Problemzonen des Analyzers: Rauschen, Kompression,<br />

Übersteuerung, Dynamik, Korrekturfaktoren<br />

• Moderne Analyzer-Konzepte: Neue Möglichkeiten durch FFT,<br />

Konzepte, Abtastung, Fensterung - Oszilloskope mit FFT<br />

• Messpraxis Amplitudenspektrum: Messen von niedrigen<br />

und hohen Pegel, Kanalleistung, Frequenzzähler, Messung<br />

in 75-Ohm-Systemen<br />

• Messpraxis Rauschen: Hintergrundwissen Rauschen,<br />

Rauschmaß, Rauschfaktor, Y-Methode, ENR und Präzisionsrauschquelle,<br />

Twice-Power-Methode, nützliche<br />

Softwaretools<br />

• Messpraxis Einseitenband-Phasenrauschen: Hintergrundwissen<br />

Seitenbandrauschen, S/N Verhältnis, Messgrenzen,<br />

Offset, Problem SBN des Analyzers<br />

• Messpraxis Verzerrungen und Intermodulation: Hintergrundwissen<br />

Verzerrungen und Intermodulation, 1-dB-<br />

Kompression, Harmonische, Intermodulationsprodukte,<br />

Interceptpunkte, Zweiton-Verfahren, Rückwirkungsfreies<br />

Zusammenschalten von Generatoren<br />

• Messpraxis Modulation: Hintergrundwissen Modulation,<br />

AM- und FM-Modulation, Seitenbänder, Impulsmodulation,<br />

Pulsdesensitation, Nullstellen<br />

• Messpraxis mit dem Tracking-Generator:..Hintergrundwissen<br />

Tracking-Generator, Blockschaltbild, Dämpfungsverlauf,<br />

Verstärkungsmessung (Magnitude S21), Filtermessung,<br />

Reflexionsmessbrücke, Antennenresonanzen, Rückflussdämpfung<br />

(Magnitude S11)<br />

• Der Spektrumanalyzer im Umfeld der EMV-Messung: Fakten<br />

zum Einsatz des Spektrumanalyzer für EMV-Messungen,<br />

Anforderungen aufgrund der Normung (CISPR), spezielle<br />

EMV-Detektoren (Q-Peak), Zukünftige Verkürzung der<br />

Messzeit durch FFT-Konzepte, sicherer Umgang mit der<br />

Netznachbildung<br />

• Panorama-Monitor: Unterschied zwischen Analyzer und<br />

Panorama-Monitor, Blockschaltbild, moderne Konzepte<br />

• Anhang: Formelsammlung, Diagramme und Tabellen für<br />

die tägliche Messpraxis<br />

Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter<br />

www.beam-verlag.de<br />

oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de


Messtechnik<br />

Einfache Antennencharakterisierung unter<br />

Verwendung mehrerer VNAs<br />

oder Laptops mit Betriebssystem<br />

Windows 7 oder höher sowie<br />

mit der ShockLineTM VNA-<br />

Software, die kostenfrei bei<br />

Anritsu erhältlich ist, gesteuert.<br />

Die MS46121A-Option 021 aktiviert<br />

die skalare Messfunktion<br />

(|S21|,|S12|), in der jedes angeschlossene<br />

Modul als separater<br />

physischer Messkanal erscheint.<br />

Der aktive ausgewählte Kanal<br />

ist immer die Impulsquelle.<br />

Die Empfangsschnittstelle(n)<br />

ist (sind) über das Antwortmenü<br />

(S11, S22 … S16 16)<br />

auswählbar.<br />

Bild 1: Die wichtigsten Antennencharakteristika<br />

Dieser Artikel zeigt, wie ein Set<br />

aus zwei Eintor-Vektornetzwerkanalysatoren<br />

(VNAs), die sich<br />

über eine LAN-Schnittstelle<br />

fernsteuern lassen, für kostengünstige<br />

skalare Transmissionsmessungen<br />

zur einfachen Antennencharakterisierung<br />

genutzt<br />

werden kann. Es werden Ergebnisse<br />

aus der Praxis angeführt,<br />

um aufzuzeigen, wie es möglich<br />

ist, mit sehr begrenzten Investitionen<br />

eine Antennen-Richtdiagramm-<br />

und Antennengewinnberechnung<br />

durchzuführen.<br />

In der Regel sind Antennenberechnungen<br />

kostenintensiv,<br />

kompliziert und benötigen viel<br />

Zeit bis Ergebnisse angezeigt<br />

werden. Während der VNA<br />

heutzutage als Standardwerkzeug<br />

für das Messen frequenzabhängiger<br />

Parameter gilt, gibt<br />

es den Nachteil, dass es virtuell<br />

unmöglich, ist die VNA-Ports bis<br />

zu den gewünschten Antennenstandorten<br />

zu verlängern, ohne<br />

dass es zu Problemen, wie etwa<br />

Kabelverlusten, kommt.<br />

Ing. C. Culotta-Lopez<br />

Dipl.-Ing. T. Dallmann<br />

IHF RWTH, Aachen,<br />

Deutschland<br />

Dipl.-Ing. F. Gerhardes,<br />

Anritsu, Deutschland<br />

Das in diesem Artikel beschriebene<br />

Projekt zeigt jedoch, dass<br />

ein VNA, wie z. B. der Eintor-<br />

Analysator MS46121A von<br />

Anritsu, als wertvolles und<br />

kostengünstiges Werkzeug für<br />

einfache Antennenmessungen<br />

dienen kann – wobei die ermittelten<br />

Messwerte der Antennencharakterisierung<br />

nahe an den in<br />

der Herstellerspezifikation angegebenen<br />

Werten liegen.<br />

Studentenprojekt<br />

Hintergrund dieses Projekts ist<br />

eine Studentenarbeit des Instituts<br />

für Hochfrequenztechnik<br />

der RWTH Aachen, die von<br />

der Anritsu GmbH unterstützt<br />

wurde. Die Aufgabe der Studenten<br />

bestand darin, ein Hardwarekonzept<br />

und eine Steuerungssoftware<br />

für einen Schrittmotor<br />

zur azimutalen Drehung<br />

der zu messenden Antenne zu<br />

entwerfen und zu entwickeln.<br />

Eine zusätzliche Anforderung<br />

bestand hinsichtlich der Visualisierung<br />

von Antennen-Richtdiagramm<br />

und Antennengewinn<br />

in einer MATLAB-Umgebung.<br />

Anritsu hat dieses Projekt mit<br />

der erforderlichen VNA-Hardware,<br />

einem Schrittmotor, einem<br />

Antennen-Dreibeinstativ und<br />

einer USLP 9142-Antenne von<br />

Schwarzbeck unterstützt. Die<br />

RWTH Aachen war für Entwurf,<br />

Entwicklung und Realisierung<br />

des Projekts verantwortlich.<br />

Nach der erfolgreichen Präsentation<br />

auf der German Microwave<br />

Conference 2015 wurde<br />

entschieden, das Projekt zu<br />

erweitern, um greifbare Ergebnisse<br />

zu erzielen.<br />

Versuchsanordnung<br />

Der MS46121A ist ein vollwertiges<br />

Eintor-USB-Vektoranalysatormodul<br />

mit Funktionen zur<br />

Durchführung von Zeitbereichsmessungen.<br />

Durch Hinzufügen<br />

eines zweiten Moduls kann der<br />

Prüfingenieur skalare Transmissionsmessungen,<br />

wie beispielsweise<br />

die S21-Messung,<br />

durchführen. In einer solchen<br />

Versuchsanordnung lässt sich<br />

jedes der Module als Impulsquelle<br />

nutzen, wobei das jeweils<br />

andere Modul als vollständig<br />

Vektor-korrigierter (kalibrierter)<br />

Empfänger fungiert. Für das<br />

Antennenmesskonzept sind zwei<br />

dieser Module ausreichend. Für<br />

komplexe Anwendungen, wie<br />

etwa für Tests von Mehrbereichsantennen,<br />

ist der Einsatz von bis<br />

zu 16 VNA-Modulen möglich,<br />

wovon ein Modul als Impulsgeber<br />

und die verbleibenden 15 als<br />

Empfänger fungieren.<br />

Das System wird vom Anwender<br />

mithilfe eines externen PCs<br />

Eine weitere Option (002) bietet<br />

Bandpass- und Tiefpass-Zeitbereichsmessungen<br />

mit Zeitbereichsfilterfunktion<br />

zum Messen<br />

von Parametern, wie z. B. dem<br />

Abstand zum Fehler oder der<br />

Impedanz.<br />

Für Antennenmessungen sind die<br />

VNA-Eckwerte der Dynamikbereich,<br />

die Impulsenergie und der<br />

Abtastbereich der Messung. Eine<br />

einfache Lösung zum Begrenzen<br />

des Dynamikbereichs ist das Verwenden<br />

langer Kabel mit hoher<br />

Einfügungsdämpfung am VNA-<br />

Prüfanschluss des VNA.<br />

Den idealen Versuchsaufbau<br />

erhält man, wenn die VNA-<br />

Hardware direkt und ohne jegliches<br />

Kabel an den Antennen<br />

angeschlossen wird und die<br />

Messdatenübertragung über<br />

einen preisgünstigen USB-Hub<br />

erfolgt, der mit einer Ethernet-<br />

LAN-Verbindung zu einem PC<br />

verlängert wird. Auf diese Weise<br />

werden unerwünschte Verluste<br />

vermieden, und man spart die<br />

Kosten für teure, lange Prüfport-<br />

Kabel. Im Ergebnis erreicht man<br />

eine Verbesserung des Dynamikbereichs.<br />

Mit einer Impulsenergie<br />

von +3 dBm (>23,2 MHz bis<br />

4 GHz) lassen sich Antennen-<br />

Nebenkeulen von bis zu -30 dB<br />

bei Frequenzen von bis zu 3 GHz<br />

charakterisieren, wobei sich die<br />

Antenne in einer Entfernung von<br />

bis zu 10 m befinden kann.<br />

20 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Bild 2: Relativer Antennengewinn der zu messenden Antenne (USLP 9143)<br />

Antennen-<br />

Charakteristika<br />

Die wichtigsten zu messenden<br />

Abstrahlcharakteristika (Bild<br />

1) sind:<br />

• Richtdiagramm<br />

• Abstrahlwinkel bei halber<br />

Antennenleistung<br />

• Nebenkeulen der Antenne<br />

• Antennengewinn<br />

Messungen des Antennengewinns<br />

erfordern im Wesentlichen<br />

die gleiche Messumgebung, wie<br />

die entsprechenden Messungen<br />

des Antennen-Richtdiagramms.<br />

Um den Antennengewinn von<br />

Antennen zu messen, die oberhalb<br />

von 1 GHz betrieben werden,<br />

werden üblicherweise<br />

Absorberkammern zwischen<br />

0,1 GHz und 1 GHz Bodenreflexionsbereiche<br />

genutzt.<br />

Innerhalb dieses Projektumfangs<br />

stehen drei unterschiedliche<br />

Messverfahren zur Messung<br />

des Antennengewinns zur<br />

Verfügung. Bei den ersten beiden<br />

handelt es sich um die sogenannten<br />

Messungen des „absoluten<br />

Gewinns“: die Zwei-Antennen-<br />

Methode und die Drei-Antennen-<br />

Methode, wogegen das dritte<br />

Messverfahren die Antennengewinn-Übertragungs-<br />

(oder auch<br />

Antennengewinn-Vergleichs)-<br />

Methode ist.<br />

Die Zwei-Antennen-Methode<br />

basiert auf der Friis-Übertragungsgleichung<br />

und erfordert<br />

zwei identische Prüfmuster der<br />

zu messenden Antenne: eine<br />

davon fungiert als abstrahlende<br />

Antenne, die andere als empfangende<br />

Antenne.<br />

Die Drei-Antennen-Methode<br />

wird angewendet, wenn nur ein<br />

Prüfmuster der zu messenden<br />

Antenne zur Verfügung steht.<br />

In diesem Falle können zwei<br />

weitere beliebige Antennen zur<br />

Durchführung von drei Messungen<br />

verwendet werden, die<br />

eine Berechnung der einzelnen<br />

Antennengewinne aller<br />

drei Antennen ermöglicht. Alle<br />

drei Messungen werden bei<br />

einer festen bekannten Entfernung<br />

zwischen abstrahlender<br />

Antenne und Sendeantenne vorgenommen.<br />

Antennenimpedanz<br />

Die Eingangsimpedanz einer<br />

Antenne wird über den auftretenden<br />

Reflexionskoeffizienten<br />

berechnet, der an den Antennenanschlüssen<br />

vorliegt, an die<br />

die Übertragungsleitung mit<br />

bekanntem Wellenwiderstand<br />

angeschlossen ist. Sind Magnitude<br />

und Phase des Reflexionskoeffizienten<br />

bekannt, ist eine<br />

Berechnung der Eingangsimpedanz<br />

der Antenne möglich.<br />

Wegen der realen Übergangsbedingungen<br />

wird der Gewinn<br />

einer Antenne durch die Verluste<br />

verringert, die auf Grund der<br />

Diskrepanz der Eingangsimpedanz<br />

der Antenne zum Wellenwiderstand<br />

auftreten. Den nach<br />

dieser Verringerung erreichten<br />

Antennengewinn nennt man den<br />

„realisierten Antennengewinn“.<br />

In unserem Fall wurde der<br />

Antennengewinn mithilfe eines<br />

VNA gemessen, der direkt an der<br />

zu messenden logarithmischperiodischen<br />

Antenne USLP<br />

9143 angeschlossen wurde sie,<br />

an einem auf einer Wiese stehenden<br />

Dreibeinstativ befestigt<br />

war. Der Frequenzbereich wurde<br />

zwischen 700 und 2000 MHz in<br />

100-MHz-Schritten mit einer<br />

Zwischenfrequenz-Bandbreite<br />

von 100 Hz und einer Impulsausgabe<br />

von +3 dBm kalibriert.<br />

Reichweite von<br />

Außenantennen<br />

Antennen-Messstandorte oder<br />

Reichweiten von Antennen lassen<br />

sich in die Kategorien Reichweite<br />

im Freien bzw. Reichweite<br />

in Innenbereichen (Absorberkammern)<br />

einteilen. Gemäß<br />

f [MHz] Spezifizierter Antennengewinn(1) Antennengewinn(2) Abweichung<br />

Antennengewinn<br />

700 6,40 dBi 6,39 dBi 6,40 dBi 0,01 dBi<br />

800 8,00 dBi 7,70 dBi 8,07 dBi 0,37 dBi<br />

1000 7,00 dBi 7,64 dBi 7,06 dBi 0,58 dBi<br />

2000 8,40 dBi 8,06 dBi 8,42 dBi 0,36 dBi<br />

Tabelle 1: Qualitativer Unterschied zwischen angewandten Berechnungsmethoden für die<br />

Kalkulation des Antennengewinns (für USLP 9143)<br />

f [MHz] Spezifizierter Antennengewinn Antennengewinn(2) Abweichung<br />

700 1,80 dBi 1,82 dBi 0,01 dBi<br />

800 7,50 dBi 7,87 dBi 0,37 dBi<br />

1000 7,40 dBi 6,82 dBi 0,58 dBi<br />

2000 9,00 dBi 9,37 dBi 0,36 dBi<br />

Tabelle 2: Qualitativer Unterschied zwischen spezifiziertem und berechnetem Antennengewinn (für<br />

SAS-571)<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 21


Bild 3: Ergebnisse Antennen-Richtdiagramm<br />

Messprinzip können sie ebenso<br />

in Reflexionsreichweite, Reichweite<br />

im Freiraum und Kompaktreichweite<br />

eingeteilt werden.<br />

Für diese Art Projekt trifft eine<br />

reflektionsfreie Reichweite im<br />

Freiraum, wie die so genannte<br />

Elevations- bzw. Neigungsreichweite,<br />

zu.<br />

Für die Messungen wird die<br />

Antenne in Fraunhofer-Entfernung<br />

platziert, was Fernfeld-<br />

Bedingungen nahekommt. Das<br />

Separieren der zu messenden<br />

Antenne von der Instrumentierungsantenne<br />

durch diese Entfernung<br />

voneinander verringert<br />

die Phasenfront-Abweichung<br />

von der empfangenen Wellenfront<br />

ausreichend, so dass ein<br />

Planwellen-Angriff möglich ist.<br />

Antennen-<br />

Versuchsaufbau<br />

Basierend auf den vorhandenen<br />

Außenbereichsbedingungen<br />

wurde eine Neigungsreichweite<br />

angepasst. Diese basierte auf<br />

einem gleichseitigen Dreieck mit<br />

einer Seitenlänge von 10,35 m,<br />

wobei die zu messende Antenne<br />

talwärts am Gipfelpunkt platziert<br />

wurde. Eines der Eintor-VNA-<br />

Module war direkt an der logarithmisch-periodischen<br />

Antenne<br />

USLP 9143 angeschlossen, die<br />

auf einer Zaber-Drehbühne montiert<br />

war. Das andere Modul war<br />

an eine auf einem Dreibeinstativ<br />

befestigte logarithmisch-periodischen<br />

Präzisionsantenne von<br />

TDK (die als Strahler fungierte)<br />

angeschlossen und ebenfalls auf<br />

einem Dreibeinstativ befestigt.<br />

Das Ziel bestand darin, das<br />

Antennen-Richtdiagramm und<br />

den Antennengewinn auf den<br />

vier Einzelfrequenzen 700, 800,<br />

1000 und 2000 MHz zu verifizieren.<br />

Die zu messende Antenne war<br />

auf dem Gipfelpunkt des Dreiecks<br />

befestigt, mit dem „Strahler“<br />

auf einer gegenüberliegenden<br />

Seite und mit einer<br />

Hornantenne (mit standardmäßigem<br />

Antennengewinn) auf der<br />

anderen Seite. Diese Anordnung<br />

gewährleistet, dass für die später<br />

geplanten Messungen des Antennengewinns<br />

keine mechanischen<br />

Änderungen vorgenommen werden<br />

müssen. Der Abstand und<br />

damit die Freiraumdämpfung<br />

(FSL) sind konstant und es ist<br />

lediglich eine Neuausrichtung<br />

mit einem Laser erforderlich,<br />

wenn von der Messung des<br />

Antennendiagramms zur Messung<br />

des Antennengewinns<br />

gewechselt wird.<br />

Ein MATLAB-Script wurde<br />

verwendet, um die ShockLine-<br />

VNA-Module über die Shock-<br />

Line-GUI-Software und den<br />

Zaber-Schrittmotor zu steuern.<br />

Messergebnisse<br />

Typische Ergebnisse für den<br />

Antennengewinn sind in den<br />

Tabellen 1 und 2 dargestellt,<br />

wobei die Antennen-Richtdiagramme<br />

in Bild 2 und 3 in<br />

Blickrichtung der Welle bis auf<br />

den Maximalwert normalisiert<br />

und mithilfe eines Filters mit<br />

beweglichem Mittelwert, der<br />

eine Spanne von 3 aufweist,<br />

geglättet wurden.<br />

Ein Vergleich der Ergebnisse mit<br />

der USLP 9143-Lieferantenspezifikation<br />

zeigt, dass Form und<br />

Gestalt zueinander passen, die<br />

Ergebnisse jedoch eingegrenzter<br />

und nicht so gleichmäßig sind,<br />

wie die vom Lieferanten angegebenen<br />

Ergebnisse. Grund dafür<br />

sind die, auf die nicht idealen<br />

Umgebungsbedingungen (Entfernung<br />

zur Erde, in der Nähe der<br />

Messfläche befindliche Lichtmasten,<br />

Gebäude usw.) zurückzuführenden,<br />

Reflexionen.<br />

Fazit<br />

Ziel der Messkampagne war es,<br />

den Nachweis über die Machbarkeit<br />

von Freiraum-Antennenmessungen<br />

„auf der Wiese“<br />

zu erbringen, bei denen Eintor-<br />

USB-VNA-Module MS46121A<br />

der ShockLine-Gerätefamilie<br />

von Anritsu zum Einsatz kommen,<br />

die mithilfe eines aktiven<br />

USB-to-LAN-Konverters über<br />

eine große Entfernung hinweg<br />

miteinander verbunden sind.<br />

Das geplante Ergebnis war ein<br />

qualitativer Vergleich zwischen<br />

den Werten, wie sie in der Lieferantenspezifikation<br />

für die USLP<br />

9143 angegeben sind, und den<br />

Messergebnissen des Antennen-<br />

Richtdiagramms und des realisierten<br />

Antennengewinns. Es war<br />

möglich aufzuzeigen, dass eine<br />

begrenzte Investition in Prüfund<br />

Messhardware hinreichend<br />

exakte Messergebnisse in einer<br />

Umgebung liefern kann, die für<br />

eine Antennencharakterisierung<br />

weit vom Optimalzustand entfernt<br />

ist. Der Versuchsaufbau<br />

eignet sich ideal für VHF- und<br />

UHF-Anwendungen, bei denen<br />

die Techniker an schnellen<br />

Ergebnissen interessiert sind,<br />

um Antennenkonstruktionen zu<br />

validieren.<br />

Quellenangaben<br />

1. Anritsu, ShockLine 1-Port<br />

USB VNA MS46121A, Online<br />

abrufbar unter https://www.<br />

anritsu.com/en-US/test-measurement/products/ms46121a<br />

2. Jeffrey A. Fordham: “An introduction<br />

to antenna test ranges,<br />

measurements and instrumentation”,<br />

Microwave Instrumentation<br />

Technologies, LLC: http://<br />

cuminglehman.com/wp-content/uploads/Introduction_to_<br />

Antenna_Test_Ranges_Measurements_Instrumentation.pdf<br />

3. S. Burgos, M. Sierra-Castañer:<br />

“Introduction to antenna<br />

measurement systems”, Technische<br />

Universität Madrid:<br />

http://ocw.upm.es/teoria-dela-senal-y-comunicaciones-1/<br />

antenna-design-and-measurement-techniques/contenido/<br />

MaterialCursoAthensUPM26/<br />

intro-antenna-meas_athens09_<br />

def2.pdf<br />

4. N.K. Nikolova, “Lecture 8:<br />

Basic Methods in Antenna Measurements”,<br />

Kanadischer Lehrstuhl<br />

für Hochfrequnz-Elektromagnetismus,<br />

2014: http://<br />

www.ece.mcmaster.ca/faculty/<br />

nikolova/antenna_dload/current_lectures/L08_Measure.pdf<br />

5. Sergiy Pivnenko, “Antenna<br />

Measurements - Fundamentals<br />

and Advanced Techniques”, 24.<br />

Internationale Mobile Sommerakademie<br />

zum Thema Lichtund<br />

Mikrowellen, Technische<br />

Universität Dänemark, 2014:<br />

http://www.itss.ems.elektro.<br />

dtu.dk/~/media/Subsites/ITSS/<br />

Forside/Programme(1)/Professors/L17%20%20Antenna%20<br />

easurements_ITSS2014.ashx<br />

22 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Funkanbindung für jedes Design<br />

Vernetzen Sie Ihr Design mit Microchips Drop-In-Modulen<br />

und Plug-and-Play-Entwicklungstools<br />

Der Anschluss Ihres Designs an das Internet, die Cloud und andere Einrichtungen wird<br />

mit dem umfangreichen und benutzerfreundlichen Funklösungen von Microchip nun<br />

noch einfacher. Drop-in-Module und Plug-and-Play-Entwicklungstools sind so<br />

konzipiert, dass sie für ein schnelles Prototyping und eine noch schnellere<br />

Markteinführung sorgen. Als Branchenführer bietet Microchip die Funklösung, die Sie für<br />

jede stromsparende Wi-Fi®-, Bluetooth®-Low-Energy (BLE)-, ZigBee®-3.0-, MiWi- Mesh-,<br />

Sigfox- oder Langstrecken- bzw. LoRa-Anwendung benötigen.<br />

MiWi <br />

www.microchip.com/wireless<br />

Der Name Microchip und das Logo sind eingetragene Warenzeichen; MiWi ist eine Marke der Microchip Technology Incorporated in den USA und anderen Ländern. Der Name LoRa und das dazugehörige Logo sind Marken der<br />

Semtech Corporation oder ihrer Tochtergesellschaften. Alle anderen Marken sind Eigentum ihrer jeweiligen Besitzer. © <strong>2017</strong> Microchip Technology Inc. Alle Rechte vorbehalten. DS70005228B. MEC2139Ger07/17


HF- und<br />

Mikrowellentechnik<br />

Schwerpunkt in diesem Heft:<br />

Messtechnik<br />

Active-Voltage-Rail-Tastkopf und SPMI<br />

Decoder<br />

Teledyne LeCroy erweiterte<br />

sein Programm um zwei neue<br />

Produkte - den RP4030, einen<br />

Active-Voltage-Rail-Tastkopf,<br />

sowie einen Decoder für serielle<br />

MIPI-System-Power-<br />

Management-Interface-Signale<br />

(SPMI). Der RP4030 misst<br />

kleine Schwankungen auf einer<br />

DC-Stromversorgung, während<br />

der SPMI Decoder die seriellen<br />

Nachrichten des SPMI-Busses<br />

auswertet und mit den Signalschwankungen<br />

auf der gemessenen<br />

DC-Versorgungsspannung<br />

korreliert.<br />

Diese Produkte sind optimal<br />

geeignet, um netz- oder batteriebetriebene<br />

Rechner- oder<br />

Embedded-Systeme, die Digital<br />

Power Management ICs (PMICs)<br />

zur Reduzierung des Energieverbrauchs<br />

oder zur Steigerung der<br />

Effizienz verwenden, zu testen.<br />

Sie erweitern die Messmöglichkeiten<br />

der Oszilloskope Teledyne<br />

LeCroy HDO8108 (1 GHz, 8<br />

Kanäle, 12 Bit) und HDO9404<br />

(4 GHz, 4 Kanäle, 10 Bit).<br />

Der RP0430 verfügt über einen<br />

großen integrierten Offset-<br />

Bereich (±30 V), eine geringe<br />

Abschwächung (x 1,2) und eine<br />

hohe DC-Eingangsimpedanz<br />

(50 kOhm). Diese Eigenschaften<br />

ermöglichen es, das Gleichspannungspotential<br />

einer DC-<br />

Stromversorgung mit einem dem<br />

Gleichspannungspegel entsprechenden<br />

Offset zu messen. Der<br />

Tastkopf hat 4 GHz Bandbreite<br />

– das ist doppelt so hoch wie bei<br />

Tastköpfen von Mitbewerbern.<br />

Für den RP4030 gibt es eine<br />

große Auswahl an Tastspitzen<br />

und Anschlussleitungen. Optional<br />

gibt es auch eine Tastspitze.<br />

Aufgrund der sehr hohen Bandbreite<br />

und der geringen Größe<br />

der Solder-in-Kabel oder U.FL-<br />

Leiterplattenbuchsen (3 x 3 mm)<br />

sind diese die erste Wahl, um bei<br />

kompakt aufgebauten tragbaren<br />

und batteriebetriebenen Geräten<br />

sehr viele Messspitzen und<br />

Kabel anzubringen.<br />

Die SPMI-Decoder-Option MIPI<br />

kommt Entwicklern tragbarer<br />

und batteriebetriebener Geräte<br />

entgegen, da diese immer häufiger<br />

MIPI SPMI verwenden,<br />

um die Kommunikation zwischen<br />

Embedded System CPUs<br />

und Power Management ICs<br />

(PMICs) zu vereinfachen. Ziel<br />

ist es hierbei, die gewünschte<br />

System-Performance zu erzielen<br />

und gleichzeitig den Energieverbrauch<br />

des embedded Systems<br />

für bestmögliche Effizienz zu<br />

regeln. Mit Teledyne LeCroys<br />

SPMI Decoder werden die protokollspezifischen<br />

Bereiche der<br />

erfassten SPMI-Signale farblich<br />

markiert, was eine intuitive Auswertung<br />

ermöglicht. Die decodierten<br />

Daten der SPMI-Signale<br />

erscheinen außerdem in einer<br />

Tabelle. Werden mehrere Busse<br />

gleichzeitig decodiert, so zeigt<br />

diese die Daten aller Decoder in<br />

zeitlicher Reihenfolge an. Der<br />

SPMI Decoder ist multi-master/<br />

multi-slave-fähig, bietet die volle<br />

Unterstützung der Befehls- und<br />

Arbitrierungssequenzen und<br />

unterstützt alle Sequenzen mit<br />

Pausen.<br />

Erweiterte Versorgungsspannungs-Analyse-Tools<br />

hat<br />

Teledyne LeCroy außerdem in<br />

Form einer erweiterten Versorgungsspannungsanalyse-Toolbox<br />

angekündigt. Diese Toolbox<br />

ermöglicht eine Analyse der Versorgungsspannungen<br />

je Signalperiode<br />

und zeigt die Mittelwerte<br />

aller gemessenen Perioden der<br />

vielen zur Verfügung stehenden<br />

Messparameter in einer Tabelle<br />

an. Mit der Anzeige der Messwerte<br />

je Signalperiode als Kurve<br />

und der Zoom+Gate-Funktion<br />

kann das zeitliche Verhalten der<br />

DC-Versorgung anschaulich dargestellt<br />

werden,<br />

■ Teledyne LeCroy<br />

http://teledyne.com<br />

Robustes 110-GHz-<br />

Messkabel<br />

Die neuen flexiblen Silverline-<br />

VNA-Messkabel von Times<br />

Microwave ermöglichen Messungen<br />

bis 110 GHz. Damit<br />

erweitert das Kabel die umfangreiche<br />

Silverline-Serie, in der es<br />

auch Low-PIM- und 75-Ohm-<br />

Varianten gibt. Die 110-GHz-<br />

Kabel werden mit 1-mm-Steckverbindern<br />

und in Längen von 7<br />

bis 45 cm konfektioniert geliefert.<br />

Die aus mehreren Schichten<br />

bestehende robuste Bewehrung/<br />

Armierung bewahrt das Kabel im<br />

Laboralltag vor Beschädigungen.<br />

Das Silverline-VNA (110 GHz)<br />

hat ein SWR von typ. 1.25 und<br />

ein Schirmmaß von >100 dB<br />

über den gesamten Frequenzbereich.<br />

Die Einfügedämpfung<br />

beträgt bei 50 GHz 10,76 dB/m<br />

und bei 110 GHz 16,42 dB/m.<br />

■ MRC Gigacomp<br />

GmbH & Co. KG<br />

www.mrc-gigacomp.com<br />

24 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Marktübersicht Messtechnik<br />

Superflexible HF-Testkabel für bis<br />

zu 40 GHz<br />

Optisch isolierter<br />

Hochspannungs-<br />

Tastkopf<br />

Teledyne LeCroy kündigte den<br />

neuen HVFO-Oszilloskoptastkopf<br />

(High-Voltage Fiber-Optically<br />

Isolated) an. Er verstärkt<br />

Teledyne LeCroy’s Messtechniklösungen,<br />

wie z.B. den einzigen<br />

Hochspannungs-Differenztastkopf,<br />

der für 1500 V DC<br />

Common Mode Tests ausgelegt<br />

ist, das 8-Kanal-Oszilloskop mit<br />

12 Bit Vertikalauflösung und<br />

den Motor Drive Analyzer für<br />

elektrische und mechanische<br />

Leistungsmessungen an dreiphasigen<br />

Systemen.<br />

Der HVFO ist ein erschwinglicher<br />

und zur Messung kleiner,<br />

auf der hohen Zwischenkreisspannung<br />

von Leistungselektroniken<br />

“floatenden“ Spannungen<br />

optimierter Tastkopf. Die<br />

optische Isolation zwischen der<br />

Tastkopfspitze und dem Oszilloskop<br />

verringert unerwünschte<br />

Belastung des Messobjekts und<br />

zusätzlich Rauschen, Verzerrungen,<br />

Overshoot, Ringing und<br />

transiente Störungen auf dem<br />

Messsignal.<br />

Der Aufbau des HVFO ist<br />

mit einem einzigen Laser und<br />

einem Lichtwellenleiter, über<br />

die man die optische Isolation<br />

erreicht und sowohl das modulierte<br />

Messsignal als auch die<br />

restlichen Steuerdaten überträgt,<br />

sehr einfach gehalten. Der<br />

HVFO ist klein genug, um auch<br />

bei beengten Platzverhältnissen<br />

Die Mikrowellen-Messtechnik<br />

stellt hohe elektrische und<br />

mechanische Anforderungen<br />

an die eingesetzten Messkomponenten.<br />

Ein sehr kritisches<br />

Teil bei der Auslegung eines<br />

Messsystems ist oft das Testkabel,<br />

das eine hohe mechanische<br />

Flexibilität bei sehr konstanten<br />

elektrischen Werten aufweisen<br />

soll. Mit neuen Produkten, basierend<br />

auf der Kabelserie 600x,<br />

erweitert JyeBao sein bestehendes<br />

Sortiment an HF-Testkabeln<br />

bis 40 GHz. Hochwertige<br />

Präzisions-Steckverbinder<br />

aus Edelstahl sind u.a. für die<br />

Serien K, SMA und N verfügbar.<br />

Sie sind durch eine entsprechende<br />

Kabeleinführung optimal<br />

auf das HF-Kabel abgestimmt,<br />

was eine exzellente Rückflussdämpfung<br />

(z.B. mit SMA von<br />

18 dB@18 GHz) ermöglicht.<br />

Das Testkabel wird durch einen<br />

PUR-Mantel vor mechanischen<br />

Einflüssen geschützt, für erhöhte<br />

Schutzanforderungen ist zusätzliche<br />

eine Armierung aus einer<br />

Edelstahl-, Nylon- oder PVC-<br />

Ummantelung eingesetzt werden.<br />

Ein Testkabel-Konfigurator<br />

mit Auswahlmöglichkeiten<br />

unterschiedlicher Kabel, Steckverbinder,<br />

Frequenzbereiche und<br />

Armierungen ist über die Web-<br />

Seite von JyeBao erreichbar.<br />

■ CompoTEK GmbH<br />

www.compotek.de<br />

eingesetzt werden zu können,<br />

verfügt für die meisten Anwendungen<br />

über ausreichende Leistung<br />

und passt selbst in kleine<br />

Messgeräte-Budgets.<br />

Der HVFO hat eine niedrige<br />

Kapazität und eine hohe Eingangsimpedanz.<br />

Da der Verstärker<br />

optisch isoliert ist, muss<br />

an der Tastkopfspitze nur das<br />

relativ kleine Gate-Treiber-<br />

Signal gemessen werden. Da<br />

die Belastung nur ungefähr ein<br />

Hundertstel der eines herkömmlichen<br />

Hochspannungs-Differenztastkopfs,<br />

beträgt, können<br />

Gate-Treiber-Signale auch in<br />

anspruchsvollen Umgebungen<br />

sicher und zuverlässig gemessen<br />

werden. Mit der HVFO<br />

erhält man auch bei schnelleren<br />

Signalen einen genaueren<br />

Signalverlauf, da die geringe<br />

Eingangs kapazität nur auf das<br />

kleine floatende Sensor Signal<br />

und nicht auf die hohe Gleichtaktspannung<br />

aufgeladen werden<br />

muss.<br />

■ Teledyne LeCroy<br />

www.teledyne.com<br />

ISO 9001<br />

ISO 14001<br />

OHSAS 18001<br />

HF- und<br />

Mikrowellen Filter<br />

Made in Germany<br />

Ausführliche Informationen und<br />

Preise zu ausgewählten Beispielen<br />

finden Sie auf unserer Webseite:<br />

wainwright-filters.com/de<br />

Für ein individuelles Angebot<br />

kontaktieren Sie uns bitte.<br />

Tiefpass<br />

Chebyshev<br />

Tiefpass<br />

Cauer (elliptisch)<br />

Mikrowellen-<br />

Tiefpass<br />

Stoppband ≤ 30 GHz<br />

Fco zwischen 1 GHz<br />

und 28 GHz<br />

Hochpass<br />

Chebyshev<br />

Hochpass<br />

Cauer (elliptisch)<br />

Mikrowellen-<br />

Hochpass<br />

Passband ≤ 26.5 GHz<br />

Fco zwischen 500 MHz<br />

und 11.5 GHz<br />

Bandsperrfilter<br />

L/C Design<br />

Cavity Design<br />

zwischen<br />

100 MHz und 15 GHz<br />

Festfrequenz oder<br />

einstellbar, auch<br />

computergesteuert<br />

Notch Filter<br />

Cavity Design<br />

Festfrequenz oder<br />

einstellbar, auch<br />

computergesteuert<br />

Notchbreiten ≥ 50 kHz<br />

Bandpassfilter<br />

Cavity Design<br />

Helical Design<br />

L/C Design<br />

Hoch/Tief Kombination<br />

auch im<br />

Mikrowellenbereich bis<br />

30 GHz<br />

Weitband<br />

Schmalband<br />

Festfrequenz oder<br />

einstellbar, auch<br />

computergesteuert<br />

Diplexer und<br />

Triplexer<br />

Cavity Design<br />

L/C Design<br />

PIM-Testing available<br />

Wainwright Instruments GmbH<br />

Graf-Rasso-Str. 1<br />

82346 Andechs<br />

Tel.: 08152-918230<br />

Fax: 08152-918255<br />

E-Mail: info@wainwright-filters.com<br />

Web: www.wainwright-filters.com/de<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 25


Die größte Auswahl an<br />

Messzubehör<br />

ab Lager lieferbar<br />

Komponenten für die Messtechnik<br />

HF-Steckverbinder und Kabel<br />

Passive Komponenten<br />

Aktive Komponenten<br />

Messantennen<br />

USB-Synthesizer<br />

25MHz bis 27GHz<br />

VNA-Messkabel<br />

1.85mm (67GHz) bis N<br />

USB gesteuerte<br />

Abschwächer bis 40GHz<br />

Standard-Hornantennen<br />

Laborverstärker<br />

1GHz bis 40GHz<br />

Variable Hohlleiter-<br />

Abschwächer bis 110GHz<br />

Kalibrierkits 50 / 75 Ohm<br />

60GHz ISM-Band<br />

Sender und Empfänger<br />

GaN Verstärker 100W<br />

0,7 bis 2,7GHz<br />

USB gesteuerte<br />

Verstärker bis 40GHz<br />

Versandkosten freie Lieferung<br />

bei Angabe des Codes hf09 für<br />

Bestellungen bis Ende September<br />

Abschwächer, Lastwiderstände<br />

variable PIN-Dioden-Abschwächer<br />

Adapter (koaxial und Hohlleiter)<br />

Filter (abstimmbar und Hohlleiter)<br />

Frequenzteiler, -Vervielfacher<br />

PIN-Dioden-Limiter<br />

HF-Leistungs-Detektoren<br />

koaxiale Mikrowellenmischer<br />

kalibrierte Rauschquellen<br />

koaxiale 1- bis 12-fach Schalter<br />

Leistungsteiler und Koppler<br />

abstimmbare SMD-Oszillatoren<br />

Marktübersicht Messtechnik<br />

Vielkanal-LXI-Digitizer mit hoher<br />

Auflösung<br />

Spectrum hat eine neue Reihe von schnellen<br />

14- und 16-Bit-Digitizern auf LXI-Basis<br />

vorgestellt, passend für Anwendungen, bei<br />

denen eine große Anzahl Kanäle aufgezeichnet<br />

und analysiert werden muss: Zwölf neue<br />

Instrumente mit bis zu 24 vollsynchronen<br />

Kanälen erweitern Spectrums digitizerNetbox-Familie.<br />

Die 16-Bit-Modelle sind mit<br />

Abtastraten von 130 und 250 MS/s verfügbar,<br />

während die 14-Bit-Modelle mit einer<br />

Abtastrate von 500 MS/s aufwarten.<br />

Diese hohen Abtastraten und Auflösungen<br />

machen die DN6.44x-Serie zu einer guten<br />

Wahl für Breitbandaufzeichnungen. Um<br />

einen exzellenten Phasenbezug zwischen<br />

den Kanälen mit minimalem Phasenversatz<br />

zu erreichen, werden alle ADCs absolut<br />

synchron getaktet. Jeder Kanal hat dabei<br />

seinen eigenen programmierbaren Vorverstärker<br />

mit sechs Eingangsbereichen von<br />

±200 mV bis ±10 V, schaltbare Eingangsterminierungen<br />

von 50 Ohm und 1 MOhm<br />

sowie einen programmierbaren positiven<br />

Signaloffset für Unipolar-Signale.<br />

Die Analogbandbreite geht bis 250 MHz für<br />

das 500-MS/s-Modell und erlaubt so, elektrische<br />

Signale im Frequenzbereich zwischen<br />

DC und etwa 200 MHz aufzuzeichnen. Jedes<br />

DN6.44x ist mit einem Signalspeicher von<br />

512 MS/Kanal sowie einer fortschrittlichen<br />

Triggererkennung ausgestattet. Dabei können<br />

jeder Eingangskanal sowie zwei externe<br />

Triggereingänge als Triggerquellen einzeln<br />

genutzt oder auch mit AND/OR-Logik kombiniert<br />

werden.<br />

Die verschiedenen Aufzeichnungsmodi wie<br />

Einzelaufnahme (Transientenerfassung),<br />

Streaming (FIFO), segmentiert (Multiple<br />

Recording), torgesteuert (Gated Sampling)<br />

sowie die Kombination segmentierter Aufzeichnung<br />

von schnellen Signalteilen parallel<br />

zur langsamen Aufzeichnung des kompletten<br />

Signalverlaufs (ABA Modus), können mit<br />

einer internen Zeitstempel-Funktion kombiniert<br />

werden.<br />

Die Geräte sind mit einem industriellen<br />

Gehäuse mit integrierter Kühlung, austauschbarem<br />

Staubfilter sowie einem störungsarmen<br />

Netzteil ausgestattet. Alle<br />

Anschlüsse sind SMA-Buchsen. Verschiedene<br />

LEDs signaliseren den Zustand von<br />

Stromversorgung, Trigger und LAN. Basierend<br />

auf der LXI-Device-Spezifikation 2011<br />

rev 1.4, ist die digitizerNetbox eine optimale<br />

Plattform für Ingenieure und Wissenschaftler,<br />

die elektrische Signale in automatisierten<br />

oder ferngesteuerten Anwendungen aufzeichnen<br />

wollen. Voller Zugriff wird über<br />

eine handelsübliche GBit-Ethernet-Buchse<br />

zur Verfügung gestellt, was den Anschluss<br />

an beliebige PCs oder ein LANa ermöglicht.<br />

Im Lieferumfang finden sich alle<br />

Tools, um Daten zu erfassen, zu digitalisieren<br />

und Signale zu analysieren und zu<br />

dokumentieren.<br />

■ Spectrum Systementwicklung<br />

Microelectronic GmbH<br />

www.spectrum-instrumentation.com<br />

Bitfehlerraten-Testlösung für<br />

100G-Ethernet-PON<br />

Die Anritsu Corp. hat die 100G-EPON-<br />

Testlösung des Signalqualitätsanalysators<br />

der MP1800A-Baureihe auf den Markt<br />

gebracht. Die neuentwickelte 100G-EPON-<br />

Anwendungssoftware MX180014A und<br />

der Signalqualitätsanalysator MP1800A<br />

unterstützen Bitfehlerraten-Messungen von<br />

OLT (Optical Line Terminal) und ONU<br />

(Optical Network Unit) für den neusten<br />

100G-EPON-Standard. Der MP1800A ist<br />

ein modular aufgebauter Bitfehlerraten-<br />

Tester zum Messen an einer breiten Palette<br />

von Schnittstellen bis hin zu Mehrkanal<br />

64 Gbit/s. Die Mehrkanalsynchronisation<br />

und die Funktionen zur Skew-Anpassung<br />

des MP1800A sind optimal für OLT-Tests,<br />

die eine hochpräzise Zeiteinstellung erfordern.<br />

Außerdem werden BER-Messungen<br />

mit hoher Wiederholgenauigkeit durch ein<br />

Ausgangssignal höchster Qualität sowie<br />

durch eine hohe Eingangsempfindlichkeit<br />

erreicht. Die MX180014A-Software steuert<br />

den MP1800A, um ein Zweikanal-Prüfsignal<br />

mit Burstmustern und entsprechend<br />

eingestellter Skew zu erzeugen.<br />

MRC GIGACOMP GmbH & Co. KG<br />

■ Anritsu Corp.<br />

info@mrc-gigacomp.de<br />

www.anritsu.com<br />

www.mrc-gigacomp.de<br />

26 Tel. +49 89 4161599-40, Fax -45 26<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


K N O W - H O W V E R B I N D E T<br />

Marktübersicht Messtechnik<br />

Messempfänger setzte neue Maßstäbe<br />

beim Rauschflur<br />

EMV, WÄRME-<br />

ABLEITUNG UND<br />

ABSORPTION<br />

SETZEN SIE AUF<br />

QUALITÄT<br />

Maßgeschneiderte Produkte nach indi viduellen<br />

Vorgaben für kunden spezifische<br />

Anwendungen, hergestellt mittels<br />

modernster Technologie, stehen für<br />

uns im Vordergrund.<br />

Mehr als 30 Jahre Erfahrung, qualifizierte<br />

Beratung und applikative Unterstützung<br />

unserer Kunden sowie namhafte<br />

Kooperationspartner sind die Bausteine<br />

für unseren Erfolg.<br />

Die Messempfänger der Serie TDEMI<br />

eXtreme (TDEMI X) von Gauss Instruments<br />

mit einem Frequenzbereich von DC bis 40<br />

GHz, 645 MHz Echtzeitbandbreite, Multi-<br />

GHz-Realtime Scanning und niedrigstem<br />

Eigenrauschen bei 40 GHz, können ab<br />

sofort mit einem weiteren ultrarauscharmen<br />

Vorverstärker ausgestattet werden. Dieser<br />

Vorverstärker ist speziell für die Anforderungen<br />

im Frequenzbereich von 30 MHz<br />

bis 1 GHz entwickelt und optimiert. Der<br />

neuartige Vorverstärker verfügt über extrem<br />

niedriges Eigenrauschen sowie einen sehr<br />

hohen Dynamikbereich.<br />

Der erreichte Rauschboden mit Mittelwertdetektor<br />

und 120 kHz ZF-Bandbreite liegt<br />

über den gesamten Frequenzbereich bis<br />

1 GHz bei -15 dBµV, wie anhand der Messung<br />

in der Abbildung zu sehen ist. Dies entspricht<br />

einer Verbesserung von 5 bis 10 dB<br />

gegenüber allen anderen aktuell am Markt<br />

verfügbaren Lösungen. Ein weiterer Vorteil<br />

ist, dass die Messung in 3 bis 4 s über den<br />

gesamten Bereich von 30 MHz bis 1 GHz<br />

mit Quasispitzenwert und CISPR Average<br />

gleichzeitig erfolgen kann. Damit kombiniert<br />

das TDEMI X höchste Messgeschwindigkeit<br />

mit dem besten Rauschboden.<br />

In der Praxis bedeutet dies, dass EMV-<br />

Messungen in einer 10-m-Absorberhalle ab<br />

sofort mit höchster Empfindlichkeit erfolgen<br />

können. Die Performance steht sowohl im<br />

Receiver-Modus mit 325-MHz-Segmenten,<br />

im klassischen Empfängermodus als auch<br />

im Spektrogrammmodus mit 645-MHz-<br />

Echtzeitbandbreite zur Verfügung. Die<br />

Verwendung eines zusätzlichen externen<br />

Vorverstärkers ist für typische Messungen<br />

in einer 10-m-Halle damit nicht mehr notwendig.<br />

Einerseits wird somit die Messunsicherheit<br />

weiter reduziert und auch die<br />

Zuverlässigkeit und die Messgenauigkeit<br />

nochmals weiter erhöht, zum anderen werden<br />

die laufenden Kosten wie auch Kalibrierkosten<br />

weiter gesenkt, und die Auslastung<br />

der Halle bzw. der Durchsatz an Messungen<br />

kann weiter verbessert werden. Zusammen<br />

mit der Automatisierungssoftware EMI64k<br />

lassen sich die vielfältigen Möglichkeiten<br />

nahezu beliebig kombinieren. So können<br />

Messungen selbstverständlich mit Vormessung<br />

und Nachmessung mit finaler Maximierung<br />

auf klassische Weise erfolgen.<br />

Sollen die Messabläufe jedoch effizienter,<br />

schneller und mit höherer Qualität durchgeführt<br />

werden, so ist die Messung mit dem<br />

TDEMI X direkt mit dem Quasispitzenwert<br />

an sämtlichen Frequenzpunkten möglich.<br />

Aufgrund des exzellenten Rauschbodens<br />

ohne jegliche Eigenstörungen kann das<br />

Messsystem hervorragend für Emissionsmessungen<br />

nach CISPR 25 oder diversen<br />

OEM-Standards sowie VG-Normen eingesetzt<br />

werden. Erstmalig wird für diesen<br />

Frequenzbereich bei CISPR-konformen<br />

Messempfängern ein DANL von ca. -171<br />

dBm/Hz erreicht.<br />

Die Produktfamilie TDEMI X setzt somit<br />

nun auch im Bereich 30 MHz bis 1 GHz<br />

neue Maßstäbe hinsichtlich des Eigenrauschens.<br />

Selbstverständlich kann die Option<br />

mit allen weiteren Optionen kombiniert<br />

und jederzeit nachgerüstet werden. Damit<br />

erhält man das geringste Eigenrauschen von<br />

DC bis 40 GHz, welches derzeit am Markt<br />

für Messempfänger verfügbar ist. Bei den<br />

TDEMI-X-Messempfängern werden führende<br />

Technologien und patentierte Verfahren<br />

sowie höchstperformante Bauteile, wie<br />

z.B. solche ultrarauscharmen Verstärker eingesetzt,<br />

welche es erlauben, höchste Empfindlichkeit<br />

mit höchster Messgeschwindigkeit<br />

zu kombinieren. Der Einsatz der<br />

TDEMI-X-Geräte reicht von konventionellen<br />

EMV-Messungen nach CISPR oder<br />

MIL-461-Normen über den automobilen<br />

Einsatzbereich oder VG-Normen bis hin zu<br />

Messungen nach Funkstandards.<br />

■ Gauss Instruments GmbH<br />

www.tdemi.com<br />

Hohe Straße 3<br />

61231 Bad Nauheim<br />

T +49 (0)6032 9636-0<br />

F +49 (0)6032 9636-49<br />

info@electronic-service.de<br />

www.electronic-service.de<br />

Zeichnungsteile<br />

mittels Schneidplotter<br />

Stanzteilherstellung<br />

mittels Hoch leistungsstanze<br />

Zuschnitt<br />

„cut to length“<br />

Herstellung<br />

von O-Ringen<br />

Zuschnitt von<br />

Rollenware<br />

Stanzteilherstellung<br />

mittels Swing-Beam-<br />

Presse<br />

Zuschnitt mittels<br />

Wasserstrahltechnik<br />

ELECTRONIC<br />

SERVICE GmbH<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 27<br />

27


Marktübersicht Messtechnik<br />

Modulare PXIe Digitizer für<br />

breitbandige Anwendungen<br />

Zu den verfügbaren Aufzeichnungsmodi<br />

gehören Einzelaufnahme (Transientenerfassung),<br />

Streaming (FIFO), segmentiert<br />

(Multiple Recording), torgesteuert (Gated<br />

Sampling) sowie die Kombination segmentierter<br />

Aufzeichnung von schnellen<br />

Signalteilen parallel zur langsamen Aufzeichnung<br />

des kompletten Signalverlaufs<br />

(ABA Modus).<br />

Die Spectrum GmbH hat neun ultraschnelle<br />

Digitizer-Karten, basierend auf<br />

dem populären, modularen PXIe-Format<br />

(PXI Express), auf den Markt gebracht. Die<br />

neue M4x.22xx-Serie beinhaltet Modelle<br />

mit einem, zwei oder vier synchronen<br />

Kanälen. Jeder Kanal ist mit einem eigenen<br />

Analog/Digital-Umsetzer mit Abtastraten<br />

von 1,25 bis 5 GS/s ausgestattet. Der Eingangsverstärker<br />

ermöglicht die individuelle<br />

Programmierung von Verstärkung, Offset<br />

und Kopplung pro Kanal. Mit der Signalbandbreite<br />

von bis zu 1,5 GHz eignen sich<br />

die Produkte für automatisierte Testanwendungen,<br />

bei denen breitbandige Signale im<br />

Bereich DC bis GHz erfasst und analysiert<br />

werden müssen.<br />

Vielfältige Trigger- und<br />

Aufzeichnungsmodi<br />

erlauben eine einfache Signalerfassung.<br />

Der flexible Eingangsverstärker wird durch<br />

ein leistungsstarkes Triggersystem, einen<br />

4-GSample-Datenspeicher und eine Reihe<br />

von Erfassungs- und Auslesemodi ergänzt.<br />

Diese Kombination erlaubt es auch, komplexeste<br />

Signale zu erfassen und ohne<br />

größeren Aufwand mit anderen Modulen<br />

in einem Testsystem zu kooperieren.<br />

So kann z.B. die Triggerquelle jeder der<br />

Digitizerkanäle, einer der beiden externen<br />

Trigger, eine der acht Leitungen des PXI-<br />

Trigger-Busses oder der PXI-Star-Trigger<br />

sein. Zusätzlich zu dieser Auswahl können<br />

die verschiedenen Triggerquellen logisch<br />

verknüpft werden.<br />

Die Vorzüge<br />

der PXIe-Plattform-Modularität sind<br />

un übersehbar: Alle M4x.22xx-Karten<br />

basieren auf einem zwei Slot breiten Modul<br />

mit einem 4-Lane PCIe Gen 2 Interface.<br />

Das ermöglicht die Datenübertragung mit<br />

einer Geschwindigkeit von bis zu 1,7 GB/s,<br />

perfekt passend zu aktuellen High-Performance-PXIe-Systemen.<br />

Für die schnelle<br />

Datenanzeige und -weiterverarbeitung<br />

können die erfassten Signalformen schnell<br />

zur integrierten CPU-Karte übertragen<br />

werden. Genauso bietet sich eine Kombination<br />

mit anderen Modulen, wie z.B.<br />

Arbitrary-Waveform-Generatoren an, um<br />

anspruchsvolle Aufzeichnungs- und Wiedergabe-<br />

oder Stimulus-Response-Testsysteme<br />

zu erstellen.<br />

Für eine hohe Messqualität<br />

ist die M4x.22xx-Serie optimiert für dynamische<br />

Leistung. Integrierte Kalibrierung<br />

ist Standard und eine optimierte, hochqualitative<br />

Takterzeugung steuert die 8-Bit-<br />

ADCs synchron an, sodass präzise Zeitmessungen<br />

möglich sind und Phasenfehler<br />

zwischen den Kanälen minimiert werden.<br />

Die dynamischen Parameter sind führend in<br />

dieser Messgeräteklasse: bis zu 7,5 ENOB<br />

(effective Number of Bits), bis zu 46,9 dB<br />

SNR (Signal-to-Noise Ratio) sowie mehr<br />

als 62 dB SFDR (Spurious Free Dynamic<br />

Range).<br />

Die PXIe-Module sind ebenso mit der neusten<br />

FPGA-basierten Firmware ausgestattet,<br />

die eine Vorverarbeitung der Daten auf der<br />

Karte erlaubt. Die einfache Integration in<br />

Testsysteme erfolgt mithilfe der bewährten<br />

SPCM-Treiber für Windows und Linux; sie<br />

werden von Spectrum mitgeliefert. Neben<br />

den Treibern gibt es eine Reihe von Beispielen,<br />

die verschiedene Aufzeichnungsfunktionen<br />

zeigen. Zur Parametrierung und<br />

Steuerung der M4x-Digitizer bietet Spectrum<br />

die hauseigene leistungs starke Software<br />

SBench 6 an. SBench 6 unterstützt<br />

alle Schlüsselfunktionen des Digitizers,<br />

zusammen mit Datenanzeige, -speicherung<br />

und -analyse. Die neuen Karten der<br />

M4x.22xx-Serie sind ab sofort verfügbar<br />

und werden komplett mit Treibern und<br />

Beispielen sowie einer zweijährigen Herstellergarantie<br />

geliefert.<br />

■ Spectrum Systementwicklung GmbH<br />

www.spectrum-instrumentation.com<br />

28 28<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Marktübersicht Messtechnik<br />

18-GHz-Echtzeitmessung für Full-Compliance-Messungen<br />

höchster Präzision mit TDEMI X<br />

Messungen der Störfeldstärke werden im<br />

Frequenzbereich 1 GHz bis 40 GHz in<br />

einer Absorberhalle oder auf einem Freifeld-Messplatz<br />

durhcgeführt. Stark gerichtete<br />

Abstrahleigenschaften von Prüflingen<br />

oberhalb 1 GHz führen dazu, dass die Messung<br />

üblicherweise nur mit sehr kleinen<br />

Schritten des Drehtischs stattfinden sollte.<br />

Um Zeit zu sparen wird deshalb meist eine<br />

schnellere Vor- und anschließende Nachmessung<br />

durchgeführt, um den Aufwand zu<br />

begrenzen. Bei der Vormessung, die lediglich<br />

eine schnelle Übersichtsmessung darstellt,<br />

wird versucht, einzelne Frequenzen<br />

zu lokalisieren, bei denen die Emissionen<br />

einen kritischen Pegel erreichen. Bei der<br />

Nachmessung wird anschließend an diesen<br />

kritischen Frequenzpunkten im sog. Single-<br />

Frequency-Modus mit längerer Verweildauer<br />

nachgemessen und maximiert.<br />

Im Gegensatz hierzu kann jetzt mit dem<br />

Messempfänger TDEMI X von Gauss<br />

Instruments - dank mehreren Gigahertz<br />

Echtzeit-Messbandbreite (Option QCDSP-<br />

UG, UFSPA-UG) - sofort die abschließende<br />

Maximierung erfolgen. Durch ein speziell<br />

für diesen Zweck entwickeltes Hardwaremodul<br />

können Messungen über mehrere Gigahertz<br />

im Echtzeit-Spektrum analysatormodus<br />

durchgeführt werden. Beispielsweise kann<br />

man im Frequenzbereich 1 - 18 GHz mit<br />

einer hohen zeitlichen Auflösung alle Frequenzpunkte<br />

direkt messen und das Ergebnis<br />

maximieren. Über den gesamten Frequenzbereich<br />

werden die Ergebnisse in Echtzeit<br />

dargestellt. Es stehen die Detektoren Peak,<br />

Average und RMS zur Verfügung. Eine<br />

typische Emissionsmessung im Bereich<br />

1 – 18 GHz kann nun erstmalig derart<br />

durchgeführt werden, dass der Bereich in<br />

Echtzeit gemessen wird. Der Prüfling wird<br />

hierzu kontinuierlich gedreht, und es werden<br />

sowohl die Abstrahlrichtung als auch<br />

das Maximum dokumentiert. Die Prüfvorschriften<br />

der Norm CISPR 16-2-3 sowie<br />

der ANSI- und FCC-Standards werden bei<br />

dieser Prüfstrategie vollständig eingehalten.<br />

Herausfordernde Messungen, wie z. B. die<br />

Emissionsmessung eines Mikrowellenherdes,<br />

können einfach, schnell und damit<br />

höchsteffizient durchgeführt werden. Die<br />

Vorselektion, welche in allen Betriebsarten,<br />

insbesondere auch im Echtzeitmodus über<br />

den Frequenzbereich von DC – 40 GHz zur<br />

Verfügung steht, erlaubt z. B. die Messung<br />

der Oberwellen des Signals eines ISM-<br />

Bandes mit höchster Präzision und Dynamik<br />

zu messen. Hinsichtlich der totalen Messunsicherheit<br />

(Vorverstärker und Vorselektion<br />

aktiv) beträgt die Standardabweichung des<br />

TDEMI X im Frequenzbereich 1 – 18 GHz<br />

typischerweise 0,27 dB. So können z. B.<br />

sämtliche verschiedenen Betriebsarten eines<br />

Prüflings auf einfache und hocheffiziente<br />

Art und Weise gemessen werden. Vor- und<br />

anschließende Nachmessung entfallen, und<br />

die Auswertung gegenüber Grenzwertlinien<br />

sowie die anschließende Dokumentation der<br />

Messergebnisse erfolgt automatisch – nach<br />

Wunsch auch mit Hilfe eines Reportgenerators<br />

als MS-Word-Dokument.<br />

■ GAUSS INSTRUMENTS<br />

www.gauss-instruments.com<br />

Effizientere und effektivere Ortung externer PIM-Quellen<br />

Anritsu erweitert sein Portfolio an Messgeräten<br />

für Feldtests mit der Einführung<br />

des PIM Hunter, einer Prüfsonde zum<br />

Aufspüren passiver Intermodulation<br />

(PIM). Konzipiert für den Einsatz mit<br />

den Anritsu-Handheld-Analysatoren der<br />

Baureihen PIM Master, Spectrum Master<br />

und BTS Master, ermöglicht er den Fachleuten<br />

im Feldeinsatz PIM-Quellen exakt<br />

zu lokalisieren. Der PIM Hunter erfüllt<br />

damit den Bedarf des Weltmarkts nach<br />

einer einfachen und effizienten Methode,<br />

indem er die patentierte Distance-to-PIM<br />

(DTP)-Technologie von Anritsu, mit der<br />

die Entfernung zwischen Antenne und der<br />

externen PIM ermittelt wird. Ein Techniker<br />

kann mit dem PIM Hunter diese Entfernung<br />

im Kreisbogen abschreiten, um<br />

die exakte Quelle der externen PIM zu<br />

ermitteln. Zusammen mit einem Anritsu<br />

Handheld-Analysator, der die Funktion<br />

„Burst Detect Sweep Mode“ bietet<br />

verfügt, wird der PIM Hunter zu einem<br />

Kompaktwerkzeug, um die Reparatur vor<br />

Ort zu beschleunigen. Er wurde in seiner<br />

Bauweise kundenspezifisch gestaltet, so<br />

dass mit ihm externe PIM über den Frequenzbereich<br />

von 600 MHz bis 2.700 MHz<br />

festgestellt werden kann. Wird die Prüfsonde<br />

im Burst-Detect-Modus an einen<br />

Spektrumanalysator angeschlossen und<br />

ist ein geeignetes Bandpassfilter installiert,<br />

können Techniker IM3-Signalquellen,<br />

die PIM verursachen, nachverfolgen<br />

und lokalisieren. Wenn die Sondenspitze<br />

in die unmittelbare Nähe einer PIM-Quelle<br />

gelangt, steigt der PIM-Wert um gut 30 dB,<br />

was den exakten Ort des Störers angibt.<br />

Im Gegensatz zu herkömmlichen Nahfeldsonden<br />

nutzt der PIM Hunter eine<br />

zum Patent angemeldete Technologie, um<br />

unabhängig von der Ausrichtung der Sonde<br />

zur PIM-Quelle ein Signal auf einem konstanten<br />

Pegel zurückzusenden. Der PIM<br />

Master MW82119B ist ein batteriebetriebener<br />

PIM-Analysator mit einer Leistung<br />

von 40 Watt, der über die Leitungsabtastfunktion<br />

des Site Master verfügt. Mit der<br />

Site Master-Option ist der PIM Master in<br />

der Lage, die Leistung von Kabel- und<br />

Antennensystemen in vollem Umfang zu<br />

zertifizieren, PIM-Messungen, Distanceto-PIM-Messungen<br />

durchzuführen, die<br />

Rückflussdämpfung zu ermitteln, Vektorielle<br />

Transmissions- und Reflexionsmessungen<br />

(VSWR-Messungen) auszuführen,<br />

die Kabeldämpfung zu ermitteln und<br />

Distance-to-Fault-Messungen durchzuführen,<br />

ohne dass Abstriche bei der Messgenauigkeit<br />

gemacht werden müssen. Die<br />

Hochleistungs-Analysatoren der Baureihe<br />

BTS Master für Basisstationen, die als<br />

Handheld-Ausführung konzipiert sind, wurden<br />

speziell für den Einsatz in 4G/3G/2Gund<br />

WiMAX-Netzen entwickelt, aber auch<br />

für die CPRI-HF- und BBU-Emulation.<br />

■ Anritsu Corporation<br />

www.anritsu.com<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 29


Marktübersicht Messtechnik<br />

Digitizer für vielkanalige Hochfrequenzerfassung<br />

Die vielkanalige Signalaufzeichnung und<br />

-analyse von hochfrequenten Signalen wird<br />

mit den LX-Digitizern der DN6.22x-Serie<br />

von Spectrum deutlich einfacher geworden.<br />

Die neue Serie erweitert die populäre digitizerNETBOX-Serie<br />

durch acht Modelle mit<br />

hoher Kanalzahl, schneller Abtastrate und<br />

hohern Bandbreite. Das Einstiegsmodell<br />

DN6.221 ist mit 12, 16, 20 oder 24 Kanälen<br />

verfügbar. Jeder Kanal kann dabei mit einer<br />

Abtastrate von bis zu 1,25 GS/s betrieben<br />

werden. Das Spitzenmodell der Serie erhöht<br />

die Performance auf 5 GS/s bei sechskanaligem<br />

oder 2,5 GS/s bei zwölfkanaligem<br />

Betrieb. Im Lieferumfang des Geräts finden<br />

sich alle Tools, um Daten zu erfassen<br />

und zu digitalisieren sowie Signale zu analysieren<br />

und zu dokumentieren. Direkt nach<br />

dem Anschluss an den Hostrechner kann die<br />

mitgelieferte Software SBench 6 Professional<br />

gestartet werden. SBench 6 erlaubt die<br />

Kontrolle aller Aufzeichnungsmodi und<br />

Hardwareeinstellungen.<br />

Jeder Kanal der DN6.22x-Serie ist mit einem<br />

eigenen ADC, großem Aufzeichnungsspeicher<br />

von 1 GSample pro Kanal und einer<br />

unabhängigen Signalkonditionierung ausgestattet.<br />

Alle A/D-Wandler werden synchron<br />

getaktet und ermöglichen über den konstanten<br />

Phasenbezug Timing-Messungen zwischen<br />

den Kanälen mit der bestmöglichen<br />

Genauigkeit. Eingangsverstärker können<br />

die Signale skalieren, um den Dynamikbereich<br />

der 8-Bit-ADCs komplett auszunutzen.<br />

Die programmierbaren Eingangsbereiche<br />

gehen von ±200 mV bis ±2.5 V bei 50 Ohm<br />

Terminierung. Die DN6.221-Modelle mit<br />

1,25 GS/s Abtastrate werden mit Eingangsverstärkern<br />

mit 500 MHz Bandbreite geliefert,<br />

während die DN6.225-Modelle bei<br />

5 GS/s eine Bandbreite von 1,5 GHz aufweisen.<br />

Die verschiedenen Aufzeichnungsmodi,<br />

wie Einzelaufnahme, Streaming, segmentiert,<br />

torgesteuert sowie die Kombination<br />

segmentierter Aufzeichnung von schnellen<br />

Signalteilen parallel zur langsamen Aufzeichnung<br />

des kompletten Signalverlaufs<br />

(ABA Modus), lassen sich mit einer internen<br />

Zeitstempel-Funktion kombinieren.<br />

Die Geräte sind mit einem industriellen<br />

Gehäuse mit integrierter Kühlung, austauschbarem<br />

Staubfilter sowie einem störungsarmen<br />

Netzteil ausgestattet. Alle<br />

Anschlüsse sind als SMA-Buchsen ausgeführt.<br />

LEDs signalisieren den Zustand<br />

von Stromversorgung, Trigger und LAN.<br />

Zusammen mit den Geräten werden Treiber<br />

und Beispiele für nahezu jede populäre<br />

Programmiersprache geliefert. Dazu gehören<br />

C++, Visual Basic, VB.NET, C#, J#, Delphi,<br />

Java und Python. Genauso wird Software<br />

von Drittherstellern wie LabVIEW, Lab-<br />

Windows und MATLAB direkt unterstützt.<br />

Die komplette DN6.22x-Serie an digitizer-<br />

NETBOX-Produkten ist sofort verfügbar.<br />

■ Spectrum Systementwicklung<br />

Microelectronic GmbH<br />

www.spectrum-instrumentation.com<br />

Modulares Tastkopfsystem für präzise Messungen bis 9 GHz<br />

Das Tastkopfsystem R&S RT-ZM ist - in<br />

Kombination mit einem Oszilloskop von<br />

Rohde & Schwarz - eine technisch exzellente<br />

Lösung, um schnelle Signale einfach<br />

und präzise zu messen. Es bietet eine<br />

maximale Bandbreite von bis zu 9 GHz,<br />

einen DC-Offset-Bereich von ±16 V und<br />

die MultiMode-Funktion, die zwischen<br />

verschiedenen Messmodi bei gleicher<br />

Kontaktierung umschalten kann.<br />

Zur Messung von schnellen Datensignalen,<br />

beispielsweise an SuperSpeed-USB-<br />

Schnittstellen benötigen Anwender ein<br />

Oszilloskop, das Datenraten bis 5 GBit/s<br />

erfassen und analysieren kann, sowie<br />

entsprechende Tastköpfe. Das modulare<br />

Tastkopfsystem R&S RT-ZM stellt die<br />

optimale Kontaktierung zum Messobjekt<br />

her. Es bietet einen hohen Dynamikbereich<br />

und weist - je nach Messspitze und<br />

Messmodus - eine extrem niedrige Eingangskapazität<br />

von 32 bis 521 fF bis in<br />

den GHz-Bereich auf. Das R&S RT-ZM<br />

besteht aus den Verstärkermodulen R&S<br />

RT ZM15/30/60/90 mit 1,5 bis 9 GHz<br />

Bandbreite sowie verschiedenen austauschbaren<br />

Messspitzen und Tip-Modulen<br />

der R&S-RT-ZMA-Reihe.<br />

Der Nutzer der modularen Breitband-Tastköpfe<br />

kann dank der Multimode-Funktion<br />

zwischen den verschiedenen Messmodi<br />

Differentiell, Gleichtakt, Single-ended-P<br />

und Single-ended-N umschalten. Es reicht<br />

somit eine Kontaktierung am Messobjekt<br />

für umfassende Untersuchungen. Das<br />

Verstärkermodul ist das Herzstück des<br />

Systems. Der Nutzer schließt es über das<br />

R&S Probe Interface an ein Oszilloskop<br />

von Rohde & Schwarz an. Es eignet sich<br />

für Bandbreiten von 1,5 bis 9 GHz und<br />

lässt sich auf die Teilerverhältnisse 2 und<br />

10 mit einem Dynamikbereich von ±0,5<br />

bzw. ±2,5 V einstellen. Das Modul bietet<br />

zudem einen großen DC-Offset-Bereich<br />

von ±16 V, sodass auch bei großen Spannungen<br />

kleine Signaldetails mit maximaler<br />

Auflösung untersucht werden können. Ein<br />

Komfortmerkmal des Verstärkermoduls ist<br />

auch der ProbeButton, dessen Funktion<br />

der Nutzer am Oszilloskop konfigurieren<br />

kann, um z.B. das Umschalten zwischen<br />

Messmodi, das Starten und Stoppen von<br />

Messungen oder die Dokumentation von<br />

Messungen auf den R&S-ProbeButton<br />

zu legen.<br />

Mit dem im Verstärkermodul integrierten<br />

R&S ProbeMeter sind hochpräzise Spannungsmessungen,<br />

unabhängig vom Oszilloskop<br />

möglich. So lassen sich DC-Komponenten<br />

eines Messsignals parallel zur<br />

Oszilloskopmessung bestimmen. Die<br />

Genauigkeit liegt bei 0,05% mit einem<br />

Dynamikbereich von ±7 V. Für die Kontaktierung<br />

am Prüfling kann das modulare<br />

Tastkopfsystem R&S RT-ZM für<br />

jede Anwendung mit den passenden Tip-<br />

Modulen ausgestattet werden.<br />

■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG<br />

www.rohde-schwarz.com<br />

30 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


SIX DAYS<br />

THREE CONFERENCES<br />

ONE EXHIBITION<br />

EUROPEAN MICROWAVE WEEK <strong>2017</strong><br />

NÜRNBERG CONVENTION CENTER,<br />

NUREMBERG, GERMANY<br />

8TH - 13TH OCTOBER <strong>2017</strong><br />

EUROPEAN MICROWAVE WEEK <strong>2017</strong><br />

REGISTRATION<br />

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REGISTER ONLINE AT:<br />

www.eumweek.com<br />

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EUROPEAN MICROWAVE WEEK <strong>2017</strong><br />

THE ONLY EUROPEAN EVENT DEDICATED TO THE MICROWAVE AND RF INDUSTRY<br />

The EuMW <strong>2017</strong> team are excited to return to Nuremberg, a uniquely fascinating European city, full of medieval charm.<br />

Bringing industry and academia together, European Microwave Week <strong>2017</strong> is a SIX day event, including THREE cutting edge<br />

conferences and ONE exciting trade and technology exhibition featuring leading players from across the globe. Concentrating<br />

on the needs of engineers, the event showcases the latest trends and developments that are widening the field of applied<br />

microwaves. It also offers you the opportunity for face-to-face interaction with those driving the future of microwave technology.<br />

EuMW <strong>2017</strong> will see an estimated 1,700 - 2,000 conference delegates, over 4,000 visitors and in excess of 300 international<br />

exhibitors (inc. Asia & US).<br />

REGISTRATION TO THE EXHIBITION IS FREE!<br />

Pivotal to the week is the European Microwave Exhibition, which offers YOU the opportunity to see, first hand, the latest<br />

technological developments from global leaders in microwave technology.<br />

The exhibition will provide an unrivalled opportunity for visitors to view and ask questions related to the latest products,<br />

components and materials from our extensive selection of international exhibitors. It will also feature exhibitor demonstrations,<br />

Industrial Workshops and the annual European Microwave Week Microwave Application Seminars (MicroApps).<br />

• International Companies - meet the industry’s biggest names and network on a global scale<br />

• Cutting-edge Technology - exhibitors showcase the latest product innovations, offer hands-on demonstrations and<br />

provide the opportunity to talk technical with the experts<br />

• Technical Workshops - get first hand technical advice and guidance from some of the industry’s leading innovators<br />

BE THERE<br />

Exhibition Dates<br />

Opening Times<br />

Tuesday 10th October 09:30 - 18:00<br />

Wednesday 11th October 09:30 - 17:30<br />

Thursday 12th October 09:30 - 16:30<br />

FAST TRACK BADGE RETRIEVAL<br />

Entrance to the Exhibition is FREE and attending couldn’t be easier.<br />

VISITORS<br />

Registering for the Exhibition<br />

• Register as an Exhibition Visitor online at www.eumweek.com<br />

• Receive a confirmation email with barcode<br />

• Bring your barcode with you to the Exhibition<br />

• Go to the Fast Track Check In Desk and print out your visitor badge<br />

• Alternatively, you can register onsite at the self service terminals during the Exhibition<br />

Please note NO visitor badges will be mailed out prior to the Exhibition.


EUROPEAN MICROWAVE WEEK <strong>2017</strong><br />

THE CONFERENCES<br />

Don’t miss Europe’s premier microwave conference event. The <strong>2017</strong> week consists of three conferences and associated workshops:<br />

• European Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC) 9th - 10th October <strong>2017</strong><br />

• European Microwave Conference (EuMC) 10th - 12th October <strong>2017</strong><br />

• European Radar Conference (EuRAD) 11th - 13th October <strong>2017</strong><br />

• Plus Workshops and Short Courses (From 8th October <strong>2017</strong>)<br />

• In addition, EuMW <strong>2017</strong> will include for the 8th year, the Defence, Security and Space Forum on 11th October <strong>2017</strong><br />

The three conferences specifically target ground breaking innovation in microwave research through a call for papers explicitly inviting the<br />

submission of presentations on the latest trends in the field, driven by industry roadmaps. The result is three superb conferences created<br />

from the very best papers. For a detailed description of the conferences, workshops and short courses please visit www.eumweek.com.<br />

The full conference programme can be downloaded from there.<br />

FAST TRACK<br />

BADGE RETRIEVAL<br />

Register online and print out your badge in seconds onsite at the Fast Track Check In Desk<br />

CONFERENCE PRICES<br />

There are TWO different rates available for the EuMW conferences:<br />

• ADVANCE DISCOUNTED RATE – for all registrations up to and including 8th September<br />

• STANDARD RATE – for all registrations made after 8th September<br />

Please see the Conference Registration Rates table on the back page for complete pricing information.<br />

All payments must be in € Euro – cards will be debited in € Euro.<br />

Online registration is open now, up to and during the event until 13th October <strong>2017</strong><br />

DELEGATES<br />

Registering for the Conference<br />

• Register online at www.eumweek.com<br />

• Receive an email receipt with barcode<br />

• Bring your email, barcode and photo ID with you to the event<br />

• Go to the Fast Track Check In Desk and print out your delegate badge<br />

• Alternatively, you can register onsite at the self service terminals during the registration<br />

opening times below:<br />

- Saturday 7th October (16:00 - 19:00) - Sunday 8th October (07:30 - 17:00)<br />

- Monday 9th October (07:30 - 17.00) - Tuesday 10th October (07:30 - 17.00)<br />

- Wednesday 11th October (07:30 - 17.00) - Thursday 12th October (07:30 - 17.00)<br />

- Friday 13th October (07:30 - 10.00)<br />

Once you have collected your badge, you can collect the conference proceedings on USB stick and<br />

delegate bag for the conferences from the specified delegate bag area by scanning your badge.


CONFERENCE REGISTRATION INFORMATION<br />

EUROPEAN MICROWAVE WEEK <strong>2017</strong>, 8th - 13th October, Nuremberg, Germany<br />

Register Online at www.eumweek.com<br />

ONLINE registration is open from 1st June <strong>2017</strong> up to and during the event until 13th October <strong>2017</strong>.<br />

ONSITE registration is open from 16:00 on 7th October <strong>2017</strong>.<br />

ADVANCE DISCOUNTED RATE (up to and including 8th September) STANDARD RATE (from 9th September & Onsite).<br />

Reduced rates are offered if you have society membership to any of the following*: EuMA, GAAS, IET or IEEE.<br />

EuMA membership fees: Professional € 25/year, Student € 15/year.<br />

If you register for membership through the EuMW registration system, you will automatically be entitled to discounted member rates.<br />

Reduced Rates for the conferences are also offered if you are a Student/Senior (Full-time students 30 years or younger and Seniors 65 or older as of<br />

13th October <strong>2017</strong>).<br />

The fees shown below are invoiced in the name and on behalf of the European Microwave Association. EuMA’s supplies of attendance fees in respect<br />

of the European Microwave Week <strong>2017</strong> are exempted from German VAT under Article 4 no. 22a German VAT Act.<br />

ADVANCE REGISTRATION CONFERENCE FEES<br />

(UP TO AND INCLUDING 8TH SEPT.)<br />

CONFERENCE FEES<br />

ADVANCE DISCOUNTED RATE<br />

Society Member<br />

(*any of above)<br />

Non Member<br />

1 Conference Standard Student/Sr. Standard Student/Sr.<br />

EuMC € 470 € 130 € 660 € 190<br />

EuMIC € 360 € 120 € 510 € 170<br />

EuRAD € 320 € 110 € 450 € 160<br />

2 Conferences<br />

EuMC + EuMIC € 670 € 250 € 940 € 360<br />

EuMC + EuRAD € 640 € 240 € 890 € 350<br />

EuMIC + EuRAD € 550 € 230 € 770 € 330<br />

3 Conferences<br />

EuMC + EuMIC + EuRAD € 810 € 360 € 1140 € 520<br />

STANDARD REGISTRATION CONFERENCE FEES<br />

(FROM 9TH SEPT. AND ONSITE)<br />

CONFERENCE FEES<br />

STANDARD RATE<br />

Society Member<br />

(*any of above)<br />

Non Member<br />

1 Conference Standard Student/Sr. Standard Student/Sr.<br />

EuMC € 660 € 190 € 930 € 270<br />

EuMIC € 510 € 170 € 720 € 240<br />

EuRAD € 450 € 160 € 630 € 230<br />

2 Conferences<br />

EuMC + EuMIC € 940 € 360 € 1320 € 510<br />

EuMC + EuRAD € 890 € 350 € 1250 € 500<br />

EuMIC + EuRAD € 770 € 330 € 1080 € 470<br />

3 Conferences<br />

EuMC + EuMIC + EuRAD € 1140 € 520 € 1600 € 740<br />

WORKSHOP AND SHORT COURSE FEES<br />

(ONE STANDARD RATE THROUGHOUT)<br />

FEES<br />

STANDARD RATE<br />

Society Member<br />

(*any of above)<br />

Non Member<br />

Standard Student/Sr. Standard Student/Sr.<br />

Half day WITH Conference<br />

registration<br />

€ 100 € 80 € 130 € 100<br />

Half day WITHOUT<br />

Conference registration<br />

€ 130 € 100 € 170 € 130<br />

Full day WITH Conference<br />

registration<br />

€ 140 € 110 € 180 € 130<br />

Full day WITHOUT<br />

Conference registration<br />

€ 180 € 140 € 240 € 170<br />

Other Items<br />

STATE RECEPTION – 11TH OCT <strong>2017</strong><br />

Tickets for the State Reception are free, but are limited. They are<br />

available for delegates on a first-come, first-served basis.<br />

Proceedings on USB Stick<br />

All papers published for presentation at each conference will be on a<br />

USB stick, given out FREE with the delegate bags to those attending<br />

conferences. The cost for an additional USB stick is € 50.<br />

International Journal of Microwave and Wireless<br />

Technologies (8 issues per year)<br />

International Journal combined with EuMA membership:<br />

€ 67 for Professionals or € 57 for Students.<br />

Partner Programme and Social Events<br />

Full details and contacts for the Partner Programme and other Social<br />

Events can be obtained via the EuMW website www.eumweek.com.<br />

EUROPEAN MICROWAVE WEEK WORKSHOPS & SHORT COURSES<br />

SUNDAY 8th October<br />

Half Day SS-01 EuMC<br />

Full Day WS-01 EuMC<br />

Full Day WS-02 EuMC/EuMIC<br />

Full Day WS-03 EuMC<br />

Full Day WS-04 EuMC<br />

Full Day WS-05 EuMC/EuMIC<br />

Full Day WS-06 EuMC/EuMIC<br />

Full Day WS-07 EuMC<br />

Full Day WS-08 EuMC/EuMIC<br />

Full Day WS-09 EuMC/EuMIC<br />

Full Day WS-10 EuMC<br />

Full Day WS-11 EuMC<br />

Half Day WS-12 EuMC<br />

Full Day WS-13 EuMC<br />

Half Day WS-14 EuMC<br />

Half Day WS-15 EuMC<br />

MONDAY 9th October<br />

Full Day WM-01 EuMC<br />

Full Day WM-02 EuMC<br />

Full Day WM-03 EuMC<br />

Half Day WM-04 EuMC<br />

Half Day WM-05 EuMC<br />

Half Day WM-06 EuMC<br />

Half Day WM-07 EuMC<br />

Full Day WM-08 EuMC<br />

TUESDAY 10th October<br />

Full Day WTu-01 EuMC/EuMIC<br />

WEDNESDAY 11th October<br />

Half Day SW-01 EuMC/EuRAD<br />

Half Day WW-01 EuMC<br />

Half Day WW-02 EuMIC/EuRAD<br />

Half Day WW-03 EuMC/EuMIC<br />

THURSDAY 12th October<br />

Half Day WTh-01 EuMC/EuRAD<br />

Full Day WTh-02 EuRAD<br />

Full Day WTh-03 EuMC/EuMIC<br />

FRIDAY 13th October<br />

Full Day SF-01 EuRAD<br />

Half Day SF-02 EuMC/EuRAD<br />

Half Day SF-03 EuRAD<br />

Full Day WF-01 EuRAD<br />

Half Day WF-02 EuMC<br />

Half Day WF-03 EuMC/EuRAD<br />

Half Day WF-04 EuRAD<br />

Full Day WF-05 EuMC<br />

Full Day WF-06 EuMC/EuRAD<br />

Half Day WF-07 EuMC/EuRAD<br />

Half Day WF-08 EuMC/EuRAD<br />

SPECIAL FORUMS & SESSIONS<br />

Date Time Title Location No. of Days Fee<br />

Wednesday 11th October 08:30 - 18:30 Defence, Security & Space Forum St. Petersburg 1<br />

€ 20 for delegates (those registered for<br />

EuMC, EuMIC or EuRAD)<br />

Monday 9th - Wednesday<br />

11th October<br />

08:30 - 17:50 European Microwave Student School Neu Delhi 3 € 40<br />

Monday 9th - Wednesday<br />

11th October<br />

08:30 - 17:50 European Microwave Doctoral School Singapur 3 € 80<br />

€ 60 for all others (those not<br />

registered for a conference)


Marktübersicht Messtechnik<br />

Digitizer für vielkanalige Hochfrequenzerfassung<br />

Die vielkanalige Signalaufzeichnung und<br />

-analyse von hochfrequenten Signalen wird<br />

mit den LX-Digitizern der DN6.22x-Serie<br />

von Spectrum deutlich einfacher geworden.<br />

Die neue Serie erweitert die populäre digitizerNETBOX-Serie<br />

durch acht Modelle mit<br />

hoher Kanalzahl, schneller Abtastrate und<br />

hohern Bandbreite. Das Einstiegsmodell<br />

DN6.221 ist mit 12, 16, 20 oder 24 Kanälen<br />

verfügbar. Jeder Kanal kann dabei mit einer<br />

Abtastrate von bis zu 1,25 GS/s betrieben<br />

werden. Das Spitzenmodell der Serie erhöht<br />

die Performance auf 5 GS/s bei sechskanaligem<br />

oder 2,5 GS/s bei zwölfkanaligem<br />

Betrieb. Im Lieferumfang des Geräts finden<br />

sich alle Tools, um Daten zu erfassen<br />

und zu digitalisieren sowie Signale zu analysieren<br />

und zu dokumentieren. Direkt nach<br />

dem Anschluss an den Hostrechner kann die<br />

mitgelieferte Software SBench 6 Professional<br />

gestartet werden. SBench 6 erlaubt die<br />

Kontrolle aller Aufzeichnungsmodi und<br />

Hardwareeinstellungen.<br />

Jeder Kanal der DN6.22x-Serie ist mit einem<br />

eigenen ADC, großem Aufzeichnungsspeicher<br />

von 1 GSample pro Kanal und einer<br />

unabhängigen Signalkonditionierung ausgestattet.<br />

Alle A/D-Wandler werden synchron<br />

getaktet und ermöglichen über den konstanten<br />

Phasenbezug Timing-Messungen zwischen<br />

den Kanälen mit der bestmöglichen<br />

Genauigkeit. Eingangsverstärker können<br />

die Signale skalieren, um den Dynamikbereich<br />

der 8-Bit-ADCs komplett auszunutzen.<br />

Die programmierbaren Eingangsbereiche<br />

gehen von ±200 mV bis ±2.5 V bei 50 Ohm<br />

Terminierung. Die DN6.221-Modelle mit<br />

1,25 GS/s Abtastrate werden mit Eingangsverstärkern<br />

mit 500 MHz Bandbreite geliefert,<br />

während die DN6.225-Modelle bei<br />

5 GS/s eine Bandbreite von 1,5 GHz aufweisen.<br />

Die verschiedenen Aufzeichnungsmodi,<br />

wie Einzelaufnahme, Streaming, segmentiert,<br />

torgesteuert sowie die Kombination<br />

segmentierter Aufzeichnung von schnellen<br />

Signalteilen parallel zur langsamen Aufzeichnung<br />

des kompletten Signalverlaufs<br />

(ABA Modus), lassen sich mit einer internen<br />

Zeitstempel-Funktion kombinieren.<br />

Die Geräte sind mit einem industriellen<br />

Gehäuse mit integrierter Kühlung, austauschbarem<br />

Staubfilter sowie einem störungsarmen<br />

Netzteil ausgestattet. Alle<br />

Anschlüsse sind als SMA-Buchsen ausgeführt.<br />

LEDs signalisieren den Zustand<br />

von Stromversorgung, Trigger und LAN.<br />

Zusammen mit den Geräten werden Treiber<br />

und Beispiele für nahezu jede populäre<br />

Programmiersprache geliefert. Dazu gehören<br />

C++, Visual Basic, VB.NET, C#, J#, Delphi,<br />

Java und Python. Genauso wird Software<br />

von Drittherstellern wie LabVIEW, Lab-<br />

Windows und MATLAB direkt unterstützt.<br />

Die komplette DN6.22x-Serie an digitizer-<br />

NETBOX-Produkten ist sofort verfügbar.<br />

■ Spectrum Systementwicklung<br />

Microelectronic GmbH<br />

www.spectrum-instrumentation.com<br />

Modulares Tastkopfsystem für präzise Messungen bis 9 GHz<br />

Das Tastkopfsystem R&S RT-ZM ist - in<br />

Kombination mit einem Oszilloskop von<br />

Rohde & Schwarz - eine technisch exzellente<br />

Lösung, um schnelle Signale einfach<br />

und präzise zu messen. Es bietet eine<br />

maximale Bandbreite von bis zu 9 GHz,<br />

einen DC-Offset-Bereich von ±16 V und<br />

die MultiMode-Funktion, die zwischen<br />

verschiedenen Messmodi bei gleicher<br />

Kontaktierung umschalten kann.<br />

Zur Messung von schnellen Datensignalen,<br />

beispielsweise an SuperSpeed-USB-<br />

Schnittstellen benötigen Anwender ein<br />

Oszilloskop, das Datenraten bis 5 GBit/s<br />

erfassen und analysieren kann, sowie<br />

entsprechende Tastköpfe. Das modulare<br />

Tastkopfsystem R&S RT-ZM stellt die<br />

optimale Kontaktierung zum Messobjekt<br />

her. Es bietet einen hohen Dynamikbereich<br />

und weist - je nach Messspitze und<br />

Messmodus - eine extrem niedrige Eingangskapazität<br />

von 32 bis 521 fF bis in<br />

den GHz-Bereich auf. Das R&S RT-ZM<br />

besteht aus den Verstärkermodulen R&S<br />

RT ZM15/30/60/90 mit 1,5 bis 9 GHz<br />

Bandbreite sowie verschiedenen austauschbaren<br />

Messspitzen und Tip-Modulen<br />

der R&S-RT-ZMA-Reihe.<br />

Der Nutzer der modularen Breitband-Tastköpfe<br />

kann dank der Multimode-Funktion<br />

zwischen den verschiedenen Messmodi<br />

Differentiell, Gleichtakt, Single-ended-P<br />

und Single-ended-N umschalten. Es reicht<br />

somit eine Kontaktierung am Messobjekt<br />

für umfassende Untersuchungen. Das<br />

Verstärkermodul ist das Herzstück des<br />

Systems. Der Nutzer schließt es über das<br />

R&S Probe Interface an ein Oszilloskop<br />

von Rohde & Schwarz an. Es eignet sich<br />

für Bandbreiten von 1,5 bis 9 GHz und<br />

lässt sich auf die Teilerverhältnisse 2 und<br />

10 mit einem Dynamikbereich von ±0,5<br />

bzw. ±2,5 V einstellen. Das Modul bietet<br />

zudem einen großen DC-Offset-Bereich<br />

von ±16 V, sodass auch bei großen Spannungen<br />

kleine Signaldetails mit maximaler<br />

Auflösung untersucht werden können. Ein<br />

Komfortmerkmal des Verstärkermoduls ist<br />

auch der ProbeButton, dessen Funktion<br />

der Nutzer am Oszilloskop konfigurieren<br />

kann, um z.B. das Umschalten zwischen<br />

Messmodi, das Starten und Stoppen von<br />

Messungen oder die Dokumentation von<br />

Messungen auf den R&S-ProbeButton<br />

zu legen.<br />

Mit dem im Verstärkermodul integrierten<br />

R&S ProbeMeter sind hochpräzise Spannungsmessungen,<br />

unabhängig vom Oszilloskop<br />

möglich. So lassen sich DC-Komponenten<br />

eines Messsignals parallel zur<br />

Oszilloskopmessung bestimmen. Die<br />

Genauigkeit liegt bei 0,05% mit einem<br />

Dynamikbereich von ±7 V. Für die Kontaktierung<br />

am Prüfling kann das modulare<br />

Tastkopfsystem R&S RT-ZM für<br />

jede Anwendung mit den passenden Tip-<br />

Modulen ausgestattet werden.<br />

■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG<br />

www.rohde-schwarz.com<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 35


Messtechnik<br />

Kostengünstige Lösung für HF- und<br />

Protokoll-Konformitätstests<br />

Die Anritsu Corporation stellte<br />

das Konformitätstestsystem<br />

ME7800L vor, das einfache und<br />

kostengünstige HF-und Protokoll-Konformitätstests<br />

von<br />

3GPP-konformen LTE-Mobilfunkendgeräten<br />

ermöglicht.<br />

Anritsu ist in der Mobilfunkendgeräte-Branche<br />

als führendes<br />

Unternehmen für die Durchführung<br />

von HF-und Protokoll-<br />

Konformitätstests bekannt, vor<br />

allem auch durch die Konformitätstestlösungen<br />

ME7873LA<br />

(für HF-Tests) und ME7834LA<br />

(für Protokolltests) als die<br />

frühzeitige Unterstützung von<br />

Konformitätstests für moderne<br />

Technologien wie zum Beispiel<br />

LTE-A. Das System ME7800L<br />

ist eine natürliche Entwicklung<br />

aus diesen branchenführenden<br />

Modellen heraus, das ein neues<br />

Konzept im Bereich der 3GPP-<br />

Gerätezertifizierungsprüfung zur<br />

Verfügung stellt.<br />

Der weitverbreitete Einsatz von<br />

LTE-Modulen und LTE-Endgeräten<br />

lässt neuen Bedarf am<br />

Markt aufkommen: Die Hersteller<br />

möchten Zeit und Kosten<br />

ihrer Regressionstests reduzieren<br />

oder sind auf der Suche nach<br />

einem Weg, die Konformitätstests<br />

ihrer Mid-Range-Produkte<br />

kostengünstig durchzuführen;<br />

die Netzbetreiber suchen ein<br />

kostengünstiges Testsystem, das<br />

nur die wichtigsten benötigten<br />

Testfunktionen beinhaltet. Das<br />

einfache Konformitätstestsystem<br />

ME7800L ist die Lösung<br />

der Messtechnikbranche für<br />

diese Aufgaben.<br />

Da sich die Markteinführung<br />

und der Einsatz des Internets<br />

der Dinge (IoT) beschleunigt,<br />

besteht außerdem eine Nachfrage<br />

nach einer preisgünstigeren<br />

Möglichkeit zur Durchführung<br />

von Geräte- und Modulzertifizierungen,<br />

die mit den Sollkosten<br />

der Geräte und den damit in<br />

Verbindung stehenden Entwicklungskosten<br />

zusammenpasst.<br />

Eine solche Lösung wird durch<br />

das Vorhandensein einer Funktion<br />

sowie einer Testabdeckung<br />

ermöglicht, die für solche IoT-<br />

und Zertifizierungsanforderungen<br />

optimiert wurden. Eine optimierte<br />

Lösung garantiert zudem<br />

eine schnellere Markteinführung,<br />

wobei sämtliche HF-, RRM- und<br />

Protokolltests gemeinsam über<br />

eine einzige Testplattform durchgeführt<br />

werden können.<br />

Das ME7800L bietet kostengünstige<br />

LTE-, HF- und Protokoll-Konformitätstests,<br />

wobei<br />

die gesamte Hard- und Software<br />

zum Testen der LTE-Grundfunktionen<br />

bequem in einem Paket<br />

untergebracht ist. Die HF- und<br />

Protokoll-Konformitätstests können<br />

gleichzeitig durchgeführt<br />

werden, während die HF-Konformitätstests<br />

TRx-, Leistungsund<br />

RRM-Tests unterstützen.<br />

Beim ME7800L handelt es sich<br />

um ein gemäß GCF/PTCRB<br />

zugelassenes Konformitätstestsystem,<br />

das die 3GPP-Standards<br />

erfüllt.<br />

■ Anritsu EMEA<br />

www.anritsu.com<br />

ZDF setzte bei DVB-T2-Umschaltung auf Rohde & Schwarz und Fraunhofer HHI<br />

In einer der größten Umschaltaktionen der<br />

Rundfunkgeschichte Deutschlands ist der<br />

Regelbetrieb von DVB-T2 HD in diesem<br />

Jahr planmäßig gestartet. Das ZDF, die<br />

größte deutsche öffentliche Rundfunkanstalt,<br />

hat für seine Headend-Implementierung<br />

die R&S AVHE100 Encodingund<br />

Multiplexing-Lösung von Rohde &<br />

Schwarz mit der HEVC-Technologie des<br />

Fraunhofer HHI eingesetzt.<br />

Das System von Rohde & Schwarz wird<br />

zur zentralen Signalverarbeitung sowie<br />

für Encoding und Multiplexing des neuen<br />

DVB-T2-Netzwerks eingesetzt. Dabei<br />

nutzt es den neuen HEVC-Codec, um<br />

höchste Videoqualität bei kleinstmöglicher<br />

Datenrate zu erreichen. Als Systemlösung<br />

bietet es Echtzeit-HEVC-Encoding von<br />

Auflösungen bis zu 4K/UHD mit bis zu<br />

60 Bildern pro Sekunde. Den integrierten<br />

HEVC-Encoder hat das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut<br />

HHI entwickelt, das<br />

auch maßgeblich an der Entwicklung des<br />

HEVC-Standards beteiligt war. Für den<br />

erfolgreichen Einsatz ist der wesentliche<br />

Vorteil des R&S AVHE100 die beste am<br />

Markt verfügbare Bildqualität für HEVCenkodierte<br />

Inhalte dank des integrierten<br />

Fraunhofer HHI HEVC-Encoders. Zahlreiche<br />

Qualitäts- und Stabilitätstests durch<br />

das ZDF gegenüber den etablierten Mitbewerbern<br />

haben das bewiesen. Dazu kommt<br />

der angewandte statistische Multiplex, mit<br />

dem sich die verfügbare Bandbreite optimal<br />

ausnutzen lässt. Die Zuschauer erhalten<br />

so eine herausragende Bildqualität.<br />

Überzeugt hat auch das Systemkonzept<br />

mit seiner einheitlichen Bedienoberfläche,<br />

die übersichtlich, einfach zu handhaben<br />

und trotzdem extrem leistungsstark<br />

ist. Einen weiteren Pluspunkt sammelte<br />

Rohde & Schwarz mit einer speziellen<br />

Dolby-Implementation für das Audioverhalten,<br />

die genau den Anforderungen des<br />

ZDF entspricht.<br />

Das R&S AVHE100 ist eine komplett softwarebasierte<br />

Encoding- und Multiplexing-<br />

Lösung, die auf Standard-IT-Komponenten<br />

betrieben wird. Damit bietet das Unternehmen<br />

eine äußerst flexible Lösung, die sich<br />

für jeden Kunden individuell zusammenstellen<br />

lässt. Erweiterungen und Verbesserungen<br />

im Rahmen der Kodier- und Übertragungsstandards<br />

sind leicht einzupflegen<br />

und können auch auf bestehenden Systemen<br />

einfach nachgerüstet werden. Darüber<br />

hinaus bietet das R&S AVHE100 ein<br />

besonders ausgeklügeltes Redundanzkonzept.<br />

Viele Sicherheits-Features sorgen für<br />

eine besonders hohe Ausfallsicherheit für<br />

den 24/7 Betrieb.<br />

■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG<br />

www.rohde-schwarz.com<br />

■ Fraunhofer HHI<br />

www.hhi.fraunhofer.de<br />

36 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Messtechnik<br />

Neuer Chipsatz und neue Oszilloskop-<br />

Architektur<br />

Mit der Ankündigung des neuen<br />

Phoenix-Oszilloskop-Chipsatzes<br />

und der Ultravision-II-Oszilloskop-Architektur<br />

setzte Rigol<br />

Technologies einen weiteren<br />

Meilenstein in seiner 19-jährigen<br />

Geschichte der Test- und<br />

Messinstrumente-Innovationen.<br />

Die neuen, innovativen Technologien<br />

werden nach Jahren der<br />

Entwicklung dazu beitragen,<br />

das Rigol-Portfolio so zu verändern,<br />

dass das Unternehmen<br />

auch die Anforderungen sehr<br />

leistungsfähiger Anwendungen<br />

erfüllen wird.<br />

Der Phoenix-Chipsatz<br />

umfasst drei Chips, die nach<br />

Sternen des Sternbilds Phönix<br />

benannt sind. Der analoge Frontend<br />

Chip mit der Bezeichnung<br />

Beta Phoenicis ermöglicht eine<br />

Frontend-Bandbreite von bis zu<br />

4 GHz und integriert alle Funktionen,<br />

wie sie digitale Oszilloskop-Analogmodule<br />

benötigen.<br />

Dazu gehört auch das 1-MOhm-<br />

Kanaleingangs-Dämpfungsglied<br />

für schnell realisierbare und<br />

rauscharme Signalerfassung.<br />

Zusätzlich zum analogen Frontend<br />

Chip stellte Rigol auch den<br />

Signalprocessing Chip Ankaa<br />

vor, der die Datenerfassung mit<br />

10 GSa/s unterstützt, sowie den<br />

Probe Amplifier Chip Gamma<br />

Phoenicis, der Differentialtastköpfe<br />

bis zu 6 GHz unterstützt.<br />

Diese ASIC-Bausteine sind<br />

komplette Eigenentwicklungen<br />

und basieren ausschließlich auf<br />

Rigol-Knowhow.<br />

UltraVision-II-<br />

Architektur<br />

Der Phoenix-Chipsatz ermöglicht<br />

es Rigol, die Leistungsfähigkeit<br />

seiner Oszilloskope<br />

mit der neuen UltraVision-II-<br />

Architektur zu revolutionieren.<br />

Diese Neuerungen werden in<br />

Produkten mit deutlich schnelleren<br />

Signalerfassungsraten,<br />

neuen Filter- und Trigger-Funktionen<br />

und noch nie dagewesenen<br />

Speichertiefen und Suchfunktionen<br />

resultieren. In Kombination<br />

mit der Hardware-Performance<br />

des Phoenix-Chipsatzes wird<br />

UltraVision II die Kundenerwartungen<br />

im Markt der 1- bis<br />

4-GHz-Oszilloskope mehr als<br />

erfüllen.<br />

Während der Vorstellung des<br />

Chipsatzes im chinesischen<br />

Suzhou zeigte Rigol einen<br />

Oszilloskop-Prototypen mit<br />

Phoenix-Chips und der Ultravision-II-Architektur.<br />

Mit 4 GHz<br />

FUNK<br />

tioniert!<br />

Kabellose Klangerlebnisse – die Multikanal-<br />

Audiofunkmodule WA-TX-03S und WA-RX-03S<br />

machen sie möglich. Bei der Übertragung<br />

von Audiosignalen im über 90 dB großen<br />

Dynamikbereich wird dank Kompandertechnik<br />

eine sehr gute Rauschunterdrückung erreicht.<br />

Der zwischen 5 und 10 mW einstellbare Ausgangs<br />

pegel und der einstellbare Mute-Pegel<br />

machen die Anwendung besonders flexibel.<br />

Bandbreite, 20 GSa/s Echtzeit-<br />

Sample-Rate und 1 Billion<br />

Punkte Speichertiefe zeigt dieser<br />

Prototyp, dass es bald einen<br />

neuen Player im Markt der Hochleistungs-Oszilloskope<br />

geben<br />

wird. Die Einführung von Produkten<br />

mit dem neuen Phoenix-<br />

Chipsatz erlaubt es Rigol jetzt,<br />

mit seinem optimalen Preis/<br />

Leistungs-Ansatz diese Produkte<br />

auch einem neuen Kundenkreis<br />

anzubieten, der auf leistungsstarke<br />

Instrumente und hervorragende<br />

Applikationsunterstützung<br />

Wert legt. Die offizielle Ankündigung<br />

der ersten Produkte mit<br />

dem Phoenix-Chipsatz ist für<br />

Ende <strong>2017</strong> zu erwarten, wobei<br />

die ersten Auslieferungen an<br />

Kunden noch im vierten Quartal<br />

<strong>2017</strong> geplant sind.<br />

■ Rigol Technologies Europe<br />

GmbH<br />

info-europe@rigol.com<br />

www.rigol.eu<br />

Die Wireless Sender- und Empfängermodule eignen sich z.B. für kabel lose<br />

Konferenzsysteme und Mikrofonsysteme oder Audioguides in Museen. Nutzen<br />

Sie unsere Technologie und Kompetenz für Ihre Ideen.<br />

Vertrieb durch:<br />

Friedrich-Ebert-Str. . 51429 Bergisch Gladbach<br />

Tel.: 0 22 04 / 58 47 51<br />

Fax: 0 22 04 / 58 47 67<br />

www.reimesch.de . kontakt@reimesch.de<br />

Vertrieb durch:<br />

WA-TX-03S /<br />

WA-RX-03S<br />

Hervorragende Tonqualität<br />

im 863-<br />

865 MHz Band dank<br />

Rauschunterdrückung<br />

Schleißheimer Str. 263 . 80809 München<br />

Tel.: +49 / 89 / 35 82 83-60<br />

Fax: +49 / 89 / 35 82 83-66<br />

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hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 37<br />

circ_hf-praxis_WA-03S_94x134.indd 1 13.07.17 14:15


Fachbücher für die<br />

Praxis<br />

Praxiseinstieg in die<br />

vektorielle<br />

Netzwerkanalyse<br />

Joachim Müller,<br />

21 x 28 cm, 142 Seiten,<br />

zahlr. Abb. und Tabellen<br />

ISBN 978-3-88976-159-0,<br />

beam-Verlag 2011, 32,- €<br />

Art.-Nr.: 118100<br />

In den letzten Jahren ist es der Industrie gelungen,<br />

hochwertige vektorielle Netzwerkanalysatoren vom<br />

schwergewichtigen Gehäuse bis auf Handheldgröße zu<br />

verkleinern. Doch dem nicht genug: Durch ausgefeilte<br />

Software wurden einfache Bedienkonzepte bei steigender<br />

Funktionalität erreicht.<br />

Auch für den Funkamateur wird neuerdings die Welt<br />

der Netzwerkanalyse durch Selbstbauprojekte, deren<br />

Umfang und Funktionalität den Profigeräten sehr nahe<br />

kommen, erschlossen. Damit sind die Voraussetzungen<br />

für die Anwendung der vektoriellen Netzwerkanalyse im<br />

Feldeinsatz aus Sicht der verfügbaren Gerätetechnik<br />

geschaffen.<br />

Fehlte noch die geräteneutrale Anleitung zum erfolgreichen<br />

Einstieg in die tägliche Praxis.<br />

Das in Hard- und Software vom Entwickler mit viel Engagement<br />

optimal durchkonstruierte Gerät büßt alle seinen<br />

hervorragenden Eigenschaften ein, wenn sich beim Messaufbau<br />

grundlegende Fehlerquellen einschleichen.<br />

Dieses Buch beschäftigt sich mit den Grundlagen des<br />

Messaufbaus, unabhängig vom eingesetzten Gerät, um<br />

den Praxiseinstieg zu meistern.<br />

Ein Ausschnitt aus den<br />

wichtigsten Themen:<br />

• Hintergründe zur vektoriellen<br />

Netzwerkanalyse<br />

Elektrisch lang, elektrisch kurz,<br />

Reflexionsfaktor, Smithdiagramm<br />

• S-Parameter, Netzwerkparameter<br />

n-Tore, Welle, Matrizenschreibweise<br />

• Der Datenaustausch im Touchstone<br />

Fileformat<br />

• Grundfunktionen in der Gerätetechnik<br />

Skalar oder vektoriell, direktives Element,<br />

Selbstbauprojekte<br />

• Kalibrierung – Festlegung der<br />

Messbezugsebene<br />

Kalibriernormale, Offset, Embedding, Schrittfür-Schritt-Anleitung<br />

• Messungen an Antennen<br />

Wahl der Bezugsebene, Einfluss der<br />

Zuleitung, Fremdsignale<br />

• Untersuchungen an Leitungen<br />

Leitungsqualität, Stoßstellen,<br />

Steckverbindungen, Leitungstransformation,<br />

die Sünden beim Kabelanschluss<br />

• Messungen an Bauteilen<br />

Eigenresonanzen von Kondensatoren und<br />

Spulen, Quarze und Quarzfilter, Verstärker<br />

• Gruppenlaufzeit<br />

Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter<br />

www.beam-verlag.de<br />

oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de


Messtechnik<br />

Neuer Analoger High-End-HF-/<br />

Mikrowellensignalgenerator<br />

Der bis zu 20 GHz einsetzbare<br />

analoge Signalgenerator R&S<br />

SMA100B stellt hochreine<br />

Signale mit niedrigsten Phasenrauschwerten<br />

bei allen Offsetfrequenzen<br />

bereit (1 GHz,<br />

–152 dBc/Hz, 20 kHz Offset).<br />

Ingenieure müssen daher keine<br />

Kompromisse mehr zwischen<br />

Ausgangsleistung und störungsfreiem<br />

Dynamikbereich (Spurious<br />

Free Dynamic Range,<br />

SFDR) eingehen. Der SMA100B<br />

erzeugt bis zu 38 dBm HF-Ausgangsleistung<br />

mit einem 6-GHz-<br />

Gerät und bis zu 32 dBm im<br />

Mikrowellenbereich mit einem<br />

20-GHz-Gerät. Oberwellen sind<br />

im gesamten Frequenzbereich<br />

extrem niedrig; über 6 GHz liegen<br />

sie sogar deutlich unter 70<br />

dBc bei 18 dBm Ausgangsleistung.<br />

Nichtharmonische Signalanteile<br />

liegen unter 110 dBc<br />

bei einem Ausgangssignal von<br />

1 GHz.<br />

Reinste Signale für<br />

hochgenaue Tests<br />

Zum Testen moderner A/D- und<br />

D/A-Wandler werden reinste<br />

Signale mit niedrigstem Phasen-<br />

und Breitbandrauschen<br />

benötigt. Der R&S SMA100B<br />

ist derzeit der einzige analoge<br />

Signalgenerator, der zusätzlich<br />

zum hochreinen analogen HF-<br />

Signal gleichzeitig ein zweites,<br />

unabhängig einstellbares,<br />

hochreines und synchronisiertes<br />

Taktsignal bis zu einer Frequenz<br />

von 6 GHz zur Verfügung stellen<br />

kann. Auf diese Weise können<br />

A/D- Wandler mit einem einzigen<br />

analogen Signalgenerator<br />

charakterisiert werden. Durch<br />

das extrem niedrige Breitbandphasenrauschen<br />

des Clock-Synthesizer-Ausgangssignals<br />

(100<br />

MHz, –175 dBc/Hz, 30 MHz<br />

Offset) kann das echte Signalzu-Rausch-Verhältnis<br />

moderner<br />

A/D-Wandler nachgewiesen<br />

werden. Zusammen mit dem<br />

exzellenten Breitbandrauschen<br />

des HF-Signals ist der neue R&S<br />

SMA100B somit die perfekte<br />

Referenz für die Charakterisierung<br />

hochwertiger A/D-Wandler.<br />

Der R&S SMA100B ist ebenso<br />

die perfekte Wahl als Taktquelle<br />

zur Charakterisierung von D/A-<br />

Wandlern. Aufgrund des extrem<br />

niedrigen Phasenrauschens ist<br />

der resultierende Jitter des Signals<br />

minimal und beeinflusst<br />

die Messergebnisse der D/A-<br />

Wandler nicht.<br />

Beste Radarsignale<br />

Der R&S SMA100B ist mit<br />

einem leistungsstarken Pulsmodulator<br />

ausgestattet und erzeugt<br />

Pulse mit kürzesten Anstiegsund<br />

Abfallzeiten und einem<br />

Ein-/Ausverhältnis unter 90 dB.<br />

Durch eine digitale und hochgenaue<br />

automatische Pegelregelung<br />

(ALC) werden die absoluten<br />

Pegel von kurzen Pulsen<br />

hochgenau und reproduzierbar<br />

ausgegeben. Die Regelung der<br />

Pulsamplitude steht ab einer<br />

Pulsbreite von 100 ns zur Verfügung.<br />

Diese Eigenschaften erlauben<br />

Tests an modernen Radarempfängern<br />

mit unübertroffener<br />

Genauigkeit in anspruchsvollen<br />

Pulsszenarien.<br />

Vor der Gesamtintegration eines<br />

Radarsystems werden oft hochreine<br />

Lokaloszillator-Signale<br />

zur Verifikation der Systemperformance<br />

benötigt. Der R&S<br />

SMA100B ist dafür die ideale<br />

Lösung, da er Signale mit hohem<br />

Pegel und extrem niedrigem trägernahen<br />

Phasenrauschen (10<br />

GHz, –83 dBc/Hz, 10 Hz Offset)<br />

bereitstellen kann.<br />

Hochqualitative<br />

Basisstationen<br />

Die Selektivität eines Basisstationsempfängers<br />

wird unter anderem<br />

daran bemessen, wie gut<br />

große Störsignale unterdrückt<br />

werden. Bei der Simulierung von<br />

Inband- und Außerband-Störsignalen<br />

mit dem R&S SMA100B<br />

sorgt die Option Ultra Low Phase<br />

Noise des Geräts dafür, dass sich<br />

Phasen- und Breitbandrauschen<br />

des simulierten Störsignals nur<br />

minimal auf das Nutzsignal<br />

auswirken. Nur durch die hervorragende<br />

Signalqualität des<br />

R&S SMA100B lässt sich die<br />

echte Störunterdrückung einer<br />

Basisstation nachweisen (z.B.<br />

Breitbandrauschen bei 10 GHz<br />

unter –160 dBc/Hz bei 30 MHz<br />

Offset).<br />

Verschleißfreie<br />

Eichleitung<br />

Mit der Option Ultra High<br />

Output Power kann der R&S<br />

SMA100B Ausgangspegel bis zu<br />

38 dBm zur Verfügung stellen.<br />

Damit werden externe Verstärker<br />

in automatisierten Testumgebungen<br />

überflüssig. Durch die<br />

integrierte verschleißfreie, elektronische<br />

Eichleitung, die jetzt<br />

auch in 20-GHz-Geräten standardmäßig<br />

eingebaut ist, stellt<br />

Rohde & Schwarz sicher, dass<br />

auch bei Millionen von Pegelumschaltzyklen<br />

die Nutzungsdauer<br />

des Testsystems maximiert wird<br />

und kein Verschleiß am Gerät<br />

auftritt. Darüber hinaus werden<br />

dadurch erstmals extrem<br />

schnelle Pegeleinstellzeiten in<br />

einem Mikrowellensignalgenerator<br />

erreicht.<br />

Plug & Play<br />

Der R&S SMA100B ist in das<br />

R&S Legacy Pro Programm eingebunden<br />

und ersetzt problemlos<br />

obsolete Signalgeneratoren von<br />

Rohde & Schwarz oder anderen<br />

Herstellern in automatisierten<br />

Testumgebungen ohne die<br />

Notwendigkeit, Messsoftware<br />

zu modifizieren.<br />

■ telco_ins_291113 Rohde &Schwarz 29.11.2013 1<br />

www.rohde-schwarz.com<br />

Ein rundes<br />

Programm<br />

• AT Schnitt Quarze<br />

• Uhrenquarze<br />

• TCXO/VCTCXO<br />

• SAW Filter<br />

• Clock Oszillatoren<br />

• Quarzfilter<br />

www.telcona.de<br />

info@telcona.de<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 39


Messtechnik<br />

40-MHz-Real-time-Handheld-Spektrum-<br />

Analyzer - das Labor in der Hand<br />

Bild 1: Der SignalShark von Narda STS im Laboreinsatz: mit der sogenannten Schnüffelsonde, einer<br />

Spezialantenne, auf Fehlersuche in Schaltungen von Komponenten der Kfz-Industrie<br />

Narda Safety Test Solutions<br />

GmbH<br />

info.narda-de@l3t.com<br />

www.narda-sts.com<br />

Bereits im Februar dieses Jahres<br />

hat Narda Safety Test Solutions<br />

den SignalShark in einer Premiere<br />

dem Fachpublikum auf<br />

dem Mobile World Congress<br />

(MWC) in Barcelona präsentiert.<br />

Am SignalShark führt kein Weg<br />

vorbei, wenn es darum geht, versteckte,<br />

sporadische oder kurzzeitig<br />

auftretende Störsignale<br />

in immer dichter genutzten<br />

Frequenzbändern mobil schnell<br />

aufzuspüren und sicher zu orten.<br />

Der extrem leistungsfähigen<br />

Real-time Handheld Spectrum-<br />

Analyzer ist mit seinem handlichen<br />

Format in der Lage, die<br />

komplexen Mess- und Analyseaufgaben<br />

von heute sicher und<br />

zeitsparend auf dem Niveau von<br />

Laborgeräten zu erfüllen. Er<br />

kann in Echtzeit zum Beispiel<br />

ganze Kommunikationskanäle<br />

auf einmal betrachten, ohne in<br />

der Frequenz hin und her springen<br />

zu müssen. Draußen erfasst<br />

er verlässlich lückenlos Feldsituationen<br />

an Orten, an denen<br />

tatsächlich Störungen auftreten.<br />

Im Labor kann derselbe flexible<br />

Spectrum Analyzer als erster<br />

seiner Art auch für aufwendige<br />

Auswertungen zuverlässig und<br />

komfortabel weiter genutzt werden,<br />

ohne dass der Anwender<br />

ein zusätzliches Gerät einstellen,<br />

lernen, geschweige denn<br />

anschaffen muss.<br />

40 MHz RTBW:<br />

SignalShark -<br />

der Signal Analyzer<br />

Wenn bei heutigen Handheld-<br />

Analyzern überhaupt Echtzeitmessungen<br />

unterstützt werden,<br />

so enden diese meist bei einer<br />

Echtzeitbandbreite (RTBW<br />

– Real-time Bandwidth) von<br />

10 MHz. Der SignalShark bietet<br />

mit 40 MHz das Vierfache<br />

an Bandbreite. RTBW bedeutet,<br />

dass der Receiver innerhalb<br />

dieser definierten Bandbreite in<br />

Echtzeit in der Lage ist, auch<br />

kurze, sporadisch auftretende<br />

Signale lückenlos zu erfassen,<br />

ohne dass auch nur ein einziges<br />

Ereignis verpasst wird. Solche<br />

„flüchtigen“ Ereignisse sind<br />

mit herkömmlichen Methoden<br />

kaum zu entdecken und nehmen<br />

extrem viel Zeit in Anspruch.<br />

Innerhalb des 40 MHz breiten<br />

Echtzeit-Analysefensters sind<br />

spektrale Ereignisse zeitlich<br />

lückenlos abgebildet, sodass<br />

darin kein auch noch so kurzer<br />

Impuls „durch die Maschen<br />

schlüpfen“ und vom SignalShark<br />

unentdeckt bleiben kann. Dies<br />

wird durch eine POI (Probability<br />

of Intercept) von 100% bei<br />

Signalen mit einer Signaldauer<br />

> 3,125 µs gewährleistet. Das<br />

bedeutet auch, dass innerhalb<br />

dieser Bandbreite die IQ-Daten<br />

der Signale aufgezeichnet und<br />

analysiert werden können, was<br />

zum Beispiel eine Breitbanddemodulation<br />

und Signalidentifikation<br />

erlaubt. Jetzt sind auch<br />

diese komplexen Messungen vor<br />

Ort bzw. in schwierigen Umgebungen<br />

möglich.<br />

In der HF-Messtechnik kommt<br />

es aus Zeit-, Kosten- und Sicherheitsgründen<br />

heute mehr denn je<br />

darauf an, eine möglichst hohe<br />

Echtzeitbandbreite abzubilden.<br />

Denn aufgrund der wachsenden<br />

Datenraten bzw. Signaldichten<br />

in den zur Verfügung stehenden<br />

Frequenzbändern müssen<br />

die einzelnen Träger unweigerlich<br />

eine höhere Bandbreite in<br />

Anspruch nehmen. Ihre Signale<br />

werden „agiler“ und können in<br />

der Frequenz hin und her springen,<br />

das heißt, bei drohenden<br />

Interferenzen blitzschnell die<br />

Frequenz wechseln und damit<br />

„Fading“ vermeiden.<br />

Obwohl bereits immer ausgeklügeltere<br />

Komprimierungsalgorithmen<br />

entwickelt werden,<br />

müssen die Dienste also in die<br />

Breite ausweichen. Dass 10 MHz<br />

Echtzeitbandbreite heute diesen<br />

Anforderungen nicht mehr genügen,<br />

machen aktuelle Mobilfunktechniken<br />

deutlich: LTE zum<br />

Beispiel nutzt eine Bandbreite<br />

von 20 MHz, während 2,4 GHz<br />

WLAN 40 MHz nutzt, und dies<br />

sogar gemeinsam mit Bluetooth<br />

und Mikrowellenherden.<br />

40 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Messtechnik<br />

Weshalb moderne<br />

Dienste höhere<br />

Bandbreiten nutzen<br />

Aufgrund neuer Entwicklungen<br />

in der Kommunikationstechnologie,<br />

verbunden mit einer<br />

dras tischen Zunahme an Datenvolumen,<br />

das per Funk übertragen<br />

werden muss, herrscht<br />

auf den belegten Frequenzbändern<br />

„extrem viel Verkehr“.<br />

Tendenz steigend! Auslöser<br />

hierfür sind Errungenschaften<br />

wie ein wachsendes LTE/5G-<br />

Mobilfunknetz und das „Internet<br />

of Things“ (Iot), „Car to Car“-<br />

(C2C oder C2x) oder „Machine<br />

to Machine“-Communication<br />

(M2M) auch das Mobilnetz in<br />

weiten Teilen nutzen. In Verbindung<br />

mit immer höheren Datenraten<br />

führt dies zwangsläufig zu<br />

höheren Signaldichten und komplexeren<br />

Modulationsverfahren,<br />

größeren Signalbandbreiten und<br />

einer höheren Wahrscheinlichkeit,<br />

dass untereinander Interferenzen<br />

auftreten. Besonders für<br />

ältere Dienste wächst dadurch<br />

die Gefahr von Übertragungsproblemen.<br />

Moderne Kommunikationsdienste,<br />

zum Beispiel<br />

bei sicherheitsrelevanten<br />

Anwendungen in automatisierten<br />

Produktionsprozessen der Kfz-<br />

Industrie, können sich solche<br />

Probleme oder gar komplette<br />

Verbindungsunterbrechungen<br />

unmöglich leisten.<br />

Volle Desktop Power<br />

für unterwegs<br />

In der Entwicklung geht der<br />

Trend unaufhaltsam in Richtung<br />

wireless und mobil. Daher<br />

sollten auch Messinstrumente,<br />

die zum Großteil an diesen<br />

Industrieprozessen beteiligt<br />

sind, in der Lage sein, dieser<br />

Strömung zu folgen und Ereignisse<br />

in realen Umgebungen zu<br />

erfassen. Das führt zu erheblich<br />

kürzeren Entwicklungszeiten,<br />

Stichwort „Time to Market“. Das<br />

Optimum: alle Anforderungen<br />

an eine größtmögliche Mobilität<br />

erfüllen, aber idealerweise,<br />

ohne später Einbußen bei den<br />

Auswertungen im Labor in Kauf<br />

nehmen zu müssen. Durch seine<br />

exzellente Performance und<br />

Flexibilität empfiehlt sich der<br />

SignalShark als erstes Handheld<br />

überhaupt auch für den vollwertigen<br />

Einsatz im Labor. Ein einziges<br />

Gerät verbindet „das Beste<br />

aus zwei Welten“ mit – jede für<br />

sich – extrem unterschiedlichen<br />

Herausforderungen.<br />

Dem Anwender steht auch<br />

unterwegs im Feld die volle<br />

Desktop Power zur Verfügung.<br />

Draußen überzeugt der Signal-<br />

Shark in seiner Paradedisziplin<br />

durch uneingeschränkte Mobilität,<br />

sein nach MIL-Standards<br />

geprüftes, robustes Gehäuse<br />

und eine intuitive Bedienung per<br />

10.4’’-Touchscreen. Im Labor<br />

wiederum, wo es auf höchste<br />

Leistungsfähigkeit ankommt,<br />

erlauben seine umfangreichen<br />

Anschlussmöglichkeiten und<br />

die Kompatibilität zu stationären<br />

Peripherie-Geräten selbst aufwendige<br />

Messungen. So muss<br />

der Labor-Techniker weder auf<br />

seinen gewohnten großen Monitor<br />

noch auf Bedienkomfort bei<br />

der Eingabe oder sonstige Vorzüge<br />

eines stationären Arbeitsplatzes<br />

verzichten. Denn der<br />

SignalShark verfügt über ein<br />

HDMI-Display-Port sowie die<br />

Möglichkeit, Maus, Tastatur und<br />

externe Festplatte anzuschließen.<br />

Eine besondere Erwähnung verdienen<br />

in diesem Zusammenhang<br />

die vier Hochfrequenz-<br />

Eingänge am Gerät, die sogar per<br />

Remote-Steuerung umgeschaltet<br />

werden können. Die vier bringen<br />

- neben der obligatorischen<br />

Anschlussmögilchkeit für eine<br />

automatische Antenne - gleich<br />

mehrere Vorteile mit sich: Der<br />

Anwender kann zum Beispiel<br />

eine omnidirektionale Antenne<br />

anschließen, die alle Richtungen<br />

gleichermaßen erfasst<br />

und gleichzeitig eine Antenne,<br />

welche eine ganz bestimmte<br />

Richtung überwacht. Im Labor<br />

bietet die Möglichkeit, mehrere<br />

Testleitungen anschließen und<br />

umschalten zu können, neben<br />

der Zeitersparnis eine größere<br />

Zuverlässigkeit und Konstanz<br />

der Messergebnisse.<br />

Ein weiteres Beispiel sind sogenannte<br />

Pre-Compliance-Messungen<br />

in der Kfz-Industrie. Um<br />

Zeit und Entwicklungskosten<br />

zu sparen, können erste EMV-<br />

Bild 2: Die umfangreichen Anschlussmöglichkeiten und die<br />

Kompatibilität des SignalShark zu stationären Peripherie-Geräten<br />

lassen selbst bei aufwändigen Auswertungsarbeiten im Labor<br />

nichts an Komfort vermissen<br />

Messungen vorab durchgeführt<br />

werden, um eine reibungslose<br />

Endabnahme in EMV-Laboren<br />

zu gewährleisten. Das funktioniert<br />

besonders gut mit dem<br />

SignalShark, da er zum einen<br />

hervorragend geschirmt ist, und<br />

daher selbst keine Ergebnisse<br />

verfälscht. Zudem bringt es hier<br />

Vorteile, einen möglichst handlichen<br />

Analyzer zu verwenden.<br />

Er versetzt den Anwender in<br />

die Lage, beispielsweise Neuentwicklungen<br />

zunächst isoliert<br />

auf dem Labortisch zu testen<br />

und anschließend mit demselben<br />

Gerät jene Komponenten während<br />

der Fahrt eingebaut im Kfz<br />

durchzumessen, ob sie auch tatsächlich<br />

im Verbund ordnungsgemäß<br />

funktionieren.<br />

Vollautomatische<br />

Peilung:<br />

Receiver & „Direction<br />

Finding“-System<br />

Ein weiteres Entwicklungsziel<br />

des SignalShark war die vollautomatisierte<br />

Peilung von Störern.<br />

Mit Hilfe seiner automatischen<br />

DF-Antenne kann ein erfasstes<br />

Signal sekundenschnell gepeilt<br />

werden.<br />

Anpassungsfähig:<br />

Bestimmen, was er ist<br />

Die Entwicklung neuer Technologien<br />

schreitet immer schneller<br />

voran. War es vor ein paar Jahren<br />

noch fortschrittlich, dass ein<br />

Telefon drahtlos kommunizieren<br />

konnte, sind heute mobile<br />

Datenkommunikation, WLAN,<br />

Bluetooth und NFC Standard.<br />

Wer heute ein Messgerät kauft,<br />

möchte sichergehen, dass er hiermit<br />

auch die Technologien von<br />

morgen messen und meistern<br />

kann. Hierfür bietet Narda eine<br />

breite Palette von „Application<br />

Packages“ an, mit denen sich<br />

der SignalShark an die jeweiligen<br />

Anwendungen anpassen<br />

lässt. Diese Palette wird stetig<br />

erweitert und bietet so Zukunftssicherheit.<br />

Fazit<br />

Es sind die Summe der technischen<br />

Parameter und Fähigkeiten<br />

sowie seine Flexibilität,<br />

die den neu entwickelten<br />

SignalShark zu dem perfekten<br />

Real-time-Handheld-Spectrum<br />

Analyzer und „Direction<br />

Finding“-System für Einsätze<br />

im Labor und im Feld qualifizieren.<br />

Dazu zählen sein Frequenzbereich<br />

von 9 kHz bis<br />

8 GHz, die extrem hohe Sweep<br />

Rate von 40 GHz/s (RBW ≥<br />

100 kHz), sowie die in dieser<br />

Kategorie herausragende Echtzeitbandbreite<br />

von 40 MHz. So<br />

definiert der SignalShark den<br />

Stand der Technik, der mit Blick<br />

auf künftige Entwicklungen – 5G<br />

wird kommen – beste Voraussetzungen<br />

zur lückenlosen Detektion<br />

und Analyse, Klassifizierung<br />

und Lokalisierung von HF-<br />

Signalen schafft. ◄<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 41


Messtechnik<br />

Skalierbarer PXI-Mikrowellen-Signalgenerator<br />

für komplexe Signale<br />

Keysight Technologies, Inc.<br />

präsentiert den weltweit ersten<br />

skalierbaren PXIe-Mikrowellen-Signalgenerator,<br />

der den<br />

Frequenzbereich bis 44 GHz<br />

abdeckt und Modulationsbandbreiten<br />

bis 1 GHz bietet. Das<br />

Gerät eignet sich dadurch optimal<br />

zur Erzeugung komplexer<br />

Signale für aufkommende<br />

5G- und andere Breitband-<br />

Anwendungen, beispielsweise<br />

DVT-Anwendungen (Design<br />

Verification Test) in der Luft-/<br />

Raumfahrt/Wehrtechnik.<br />

Der neue PXIe-Signalgenerator<br />

M9383A kombiniert Keysights<br />

einzigartige DDS-Technologie<br />

mit einem Synthesizer-VCO<br />

und erzielt dadurch ein extrem<br />

geringes Phasenrauschen. Hinzu<br />

kommen hervorragende Basisbandspezifikationen,<br />

wie z.B.<br />

1% EVM – ein kritischer Parameter<br />

bei Pre-5G-Signalen mit<br />

800 MHz Bandbreite.<br />

Unter Verwendung der Key sight-<br />

Software Signal Studio oder<br />

SystemVue können Ingenieure<br />

jetzt von Keysight validierte Pre-<br />

5G-Standardsignale (5GTF) und<br />

5G-Signalkandidaten, wie z.B. 8<br />

x 100 MHz OFDM Component<br />

Carriers erzeugen. Die genannten<br />

Softwarepakete unterstützen<br />

auch die Erzeugung benutzerdefinierter<br />

Signale für künftige<br />

Wireless-, 5G-New-Radio- und<br />

Luft-/Raumfahrt/Wehrtechnik-<br />

Anwendungen. Der PXIe-Vektorsignalgenerator<br />

M9383A<br />

ist Bestandteil von Keysights<br />

5G-Referenztestlösung, die<br />

bereits im Rahmen von 5G-Entwicklungsprojekten<br />

in den Sub-<br />

6/28/39-GHz-Bändern eingesetzt<br />

wird.<br />

Der neue PXIe-Signalgenerator<br />

bietet nicht nur Vorteile hinsichtlich<br />

Kompaktheit und Messgeschwindigkeit,<br />

sondern ist<br />

darüber hinaus skalierbar und<br />

jederzeit aufrüstbar. So können<br />

beispielsweise vektorielle oder<br />

analoge Konfigurationen durch<br />

zusätzliche Kanäle erweitert<br />

werden. Auch der Frequenzbereich,<br />

die Bandbreite und andere<br />

Leistungsmerkmale können<br />

erweitert bzw. nachgerüstet werden,<br />

falls künftige Signalstandards<br />

dies erfordern. Die Eingänge<br />

für ein externes IQ-Signal<br />

unterstützen Modulationsbandbreiten<br />

bis 2 GHz.<br />

Keysight gibt auf alle seine<br />

Messgeräte standardmäßig drei<br />

Jahre Gewährleistung und sorgt<br />

mit seiner branchenführenden<br />

Core-Exchange-Strategie für<br />

schnelle Abwicklung von Kalibrierungen<br />

und Reparaturen;<br />

das bedeutet für den Anwender<br />

maximale Systemverfügbarkeit<br />

und geringere Messgeräte-<br />

Lebenszykluskosten.<br />

5G-Entwickler benötigen aktuelle<br />

Tools, die es ihnen ermöglichen,<br />

neue Signalformate, Szenarien<br />

und Topologien schnell<br />

und einfach zu erproben.<br />

■ Keysight Technologies<br />

Deutschland GmbH<br />

www.keysight.com<br />

Signalqualitätsanalysator unterstützt zeitgleich durchgeführte Messungen<br />

Anritsu hat den Signalqualitätsanalysator<br />

(SQA) MP1900A BERT auf den<br />

Markt gebracht, eine vielseitige Lösung<br />

zum Messen von PCI-Express-Bussen<br />

der nächsten Generationen 4 und 5 sowie<br />

der neusten 400-GbE/200-GbE-Ethernet-Netzwerke.<br />

Mit einem umfassenden<br />

Schnittstellensupport ist der MP1900A<br />

eine All-in-One-Lösung für exakte Messungen<br />

von elektronischen und optischen<br />

Hochgeschwindigkeits-Endgeräten der<br />

nächsten Generation sowie von optischen<br />

Transceivern<br />

Die leistungsfähigen Bitfehlerraten-Tester<br />

(BERTs) SQA MP1900A können in der<br />

frühen Entwicklungsphase eine exakte<br />

Evaluierung von Hochgeschwindigkeits-<br />

Schnittstellendesigns vornehmen. Mit<br />

seiner stark erweiterbaren All-in-One-<br />

Plattform lässt sich die Leistung von netzwerkseitigen<br />

Schnittstellen, wie z.B. der<br />

400, 200 und 100 GbE, aber auch von<br />

internen PCI-Express-Busschnittstellen<br />

messen. Dieses trägt dazu bei, die Zeiten<br />

für die Designevaluierung zu verkürzen<br />

und Testkosten zu senken. Die Techniker<br />

können sich auf einen hohen Grad<br />

an Messsicherheit verlassen, denn der<br />

SQA MP1900A BERT bietet die beste<br />

Leistung seiner Klasse. Der integrierte<br />

Pulsmustergenerator (PPG) verfügt über<br />

das branchenbeste intrinsische Jitter von<br />

typischerweise 115 fs rms sowie über eine<br />

Anstiegs-/Abfallzeit von 12 ps (typisch).<br />

Der gesamte Spitze-Spitze-Jitter beträgt<br />

maximal 6 ps (typisch), die Eingangsempfindlichkeit<br />

des internen Fehlerdetektors<br />

15 mV (typisch).<br />

Der SQA MP1900A BERT lässt sich<br />

auch mit Peripheriegeräten konfigurieren,<br />

wodurch eine erweiterte Messfunktionalität<br />

erreicht wird. Eine integrierte<br />

Lösung befähigt den MP1900A<br />

im besonderen Maße, 32- und 64-Gbaud-<br />

PAM4-Signale zu erzeugen, die für<br />

200/400-GbE-Messungen, BER-Messungen,<br />

bei der Jitter- und Amplituden-<br />

Rauschinjektion und beim Hinzufügen<br />

von Emphasis erforderlich sind, um eine<br />

vielseitige und zukunftssichere Unterstützung<br />

entsprechender Standards zu<br />

gewährleisten.<br />

Der MP1900A verfügt über eine einfach<br />

bedienbare, intuitive grafische Benutzeroberfläche<br />

(GUI), mit der Blockdiagramme<br />

auf dem großen 12,1-Zoll-Touchpanel-<br />

Display des Messgeräts angezeigt werden<br />

können. Fernsteuerbefehle, die jede<br />

GUI-Funktion abbilden, können auf dem<br />

Bildschirm dargestellt werden, um so die<br />

Einstellzeit für automatisierte Messungen<br />

zu verkürzen.<br />

■ Anritsu, Corp.<br />

www.anritsu.com<br />

42 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


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VHF/UHF<br />

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Messtechnik<br />

Testlösung für bessere Charakterisierung<br />

breitbandiger Millimeterwellen-Designs<br />

Bild 1: Der Breitband-Millimeterwellen-Netzwerkanalyzer Keysight<br />

N5291 ermöglicht es Entwicklern, vertrauensvoll Designs der<br />

neuen Generation zu charakterisieren<br />

Keysight präsentierte eine breitbandige<br />

Millimeterwellen-Netzwerkanalysator-Lösung<br />

mit<br />

bislang unerreichter Systemgenauigkeit<br />

über den gesamten<br />

Frequenzbereich bis 120 GHz.<br />

Die neue Millimeterwellen-Testlösung<br />

Keysight N5290/91A<br />

liefert Messergebnisse mit<br />

Metrologielabor-Genauigkeit,<br />

die es Entwicklern ermöglichen,<br />

anspruchsvolle Millimeterwellen-Designs<br />

verlässlich<br />

zu charakterisieren. Die neue<br />

Testlösung bietet eine extrem<br />

hohe Amplituden- und Phasenstabilität<br />

von


Messtechnik<br />

Basisbandversion des Vektorsignal-<br />

Transceivers der zweiten Generation<br />

• Anwendungs- und benutzerspezifisch<br />

anpassbarer FPGA<br />

bereich und bieten integrierte<br />

Timing- und Triggerfunktionen.<br />

Das neue Modell bietet<br />

12-fache Bandbreite<br />

und einen größeren<br />

anwenderprogrammierbaren<br />

FPGA bei 50%<br />

weniger Platzbedarf<br />

National Instruments trägt mit<br />

seinen Systemen für Ingenieure<br />

und Wissenschaftler zur Bewältigung<br />

der weltweiten technischen<br />

Herausforderungen bei.<br />

Das Unternehmen stellte jetzt<br />

- speziell für anspruchsvolle<br />

Transceiver-Tests - die Basisbandversion<br />

seines Vektorsignal-<br />

Transceivers (VST) der zweiten<br />

Generation vor. Das Modul<br />

PXIe-5820 bietet die 12-fache-<br />

Bandbreite und einen größeren,<br />

anwenderprogrammierbaren<br />

FPGA bei 50% weniger Platzbedarf.<br />

Es ist der branchenweit<br />

erste Basisband-Transceiver mit<br />

einer Bandbreite von 1 GHz für<br />

komplexe I/Q-Signale, mit dem<br />

sich anspruchsvolle Testanwendungen<br />

bei RF-Frontendmodulen<br />

und -Transceivern, u. a. mit<br />

Hüllkurvenverfolgung, digitaler<br />

Vorverzerrung (DPD) und<br />

5G-Signalen, durchführen lassen.<br />

Der PXIe-5820 verbindet einen<br />

Digitizer und einen Arbiträrsignalgenerator<br />

für I/Q-Breitbandsignale<br />

mit einem leistungsstarken<br />

FPGA in einem PXI-<br />

Express-Modul, das nur zwei<br />

Steckplätze belegt. Mit einer<br />

Bandbreite von 1 GHz für komplexe<br />

I/Q-Signale eignet sich der<br />

Basisband-Transceiver für eine<br />

Vielzahl von Anwendungen, wie<br />

z. B. das Testen von I/Q-Basisbandsignalen<br />

von Wireless- und<br />

Mobilfunk-Chipsets, die Hüllkurvenverfolgung<br />

digital vorverzerrter<br />

Signale für Leistungsverstärker<br />

sowie die Erzeugung<br />

und Analyse von Signalen für<br />

neue Mobilfunkstandards wie<br />

5G, 802.11ax und LTE-Advanced<br />

Pro.<br />

Produktmerkmale:<br />

• 1 GHz Echtzeitbandbreite für<br />

die Erzeugung und Analyse<br />

komplexer I/Q-Signale<br />

• Erforderliche Messgenauigkeit<br />

für das Testen von 802.11ax-<br />

Geräten mit einer EVM-Leistung<br />

von -54 dB<br />

• Differenzielle 2-Kanal-I/Q-<br />

Messung des Basisbands mit<br />

4-Vpp-Eingangs- bzw. 2-Vpp-<br />

Ausgangsspannungshub<br />

• 10-fache Messgeschwindigkeit<br />

dank FPGA-basierter<br />

Messung und optimierter<br />

Messsoftware<br />

• Kompakte Größe und nahtlose<br />

Synchronisierung zwischen<br />

Basisband- und RF-Transceivern<br />

für MIMO-Konfigurationen<br />

(Multiple Input, Multiple<br />

Output) mit 2x2, 4x4, 8x8<br />

oder höher im PXI-Formfaktor<br />

• Niedriges Grundrauschen und<br />

hoher nutzbarer Dynamikbereich<br />

(SFDR)<br />

• Einfache Programmierung<br />

dank einheitlicher Softwareumgebung<br />

für RF- und<br />

Basisband-Transceiver<br />

Der Basisband-Transceiver ist<br />

integraler Bestandteil der NI-<br />

Plattform, die Anwendern das<br />

Erstellen intelligenterer Prüfsysteme<br />

ermöglicht. Die Plattform<br />

umfasst mehr als 600 PXI-Produkte<br />

– von DC bis hin zu Frequenzen<br />

im mm-Wellenbereich,<br />

die durchsatzstarke Datenübertragungen<br />

über PCI-Express-<br />

Schnittstellen der 3. Generation<br />

unterstützen. Darüber hinaus<br />

ermöglichen sie Synchronisierungen<br />

im Sub-Nanosekunden-<br />

Mithilfe der produktivitätssteigernden<br />

Funktionen der Entwicklungsumgebungen<br />

Lab-<br />

VIEW und der Testmanagementsoftware<br />

TestStand in<br />

Kombination mit dem dynamischen<br />

Ecosystem aus Partnern,<br />

zusätzlicher IP und Applikationsingenieuren<br />

können Anwender<br />

ihre Prüfkosten zudem weiter<br />

senken, Markteinführungszeiten<br />

verkürzen und ihre Prüfsysteme<br />

schon jetzt auf die Anforderungen<br />

von morgen vorbereiten.<br />

■ National Instruments<br />

Germany GmbH<br />

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hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 45


Wireless<br />

Umstellung von 4G auf 5G<br />

Erweiterte RadioVerse-<br />

Wireless-Technologie<br />

und Design-Ökosystem<br />

legen Fundament für<br />

die Umstellung von 4G<br />

auf 5G<br />

Analog Devices<br />

www.analog.com<br />

Analog Devices, Inc. kündigte<br />

das neueste Update seiner Radio-<br />

Verse-Technologie und des dazugehörigen<br />

Design-Ökosystems<br />

an. Für Wireless-Carrier und die<br />

Hersteller von Telekommunikations-Equipment<br />

vereinfacht sich<br />

hierdurch die Entwicklung von<br />

Funksystemen zur Umstellung<br />

ihrer Mobilfunk-Basisstationen<br />

von 4G- auf 5G-Netzwerke.<br />

Das erweiterte Radio-<br />

Verse-Portfolio<br />

von ADI umfasst neue Transceiver-Hardware,<br />

Softwaretools<br />

und eine robuste Designumgebung<br />

für die kleineren, weniger<br />

Strom verbrauchenden Funk-<br />

Lösungen, die in den Netzwerken<br />

der nächsten Generation<br />

benötigt werden. Das neue Angebot<br />

ermöglicht die schnelle Evaluierung<br />

und Entwicklung von<br />

Funk-Designs für 4G-Kleinzellen<br />

und massive MIMO-Systeme<br />

als 5G-Vorstufe, die entscheidende<br />

Komponenten für die<br />

Umstellung auf 5G darstellen.<br />

Dies ermöglicht höhere Datenraten<br />

und verbessert gleichzeitig<br />

die Konnektivität und den<br />

Datendurchsatz in dicht besiedelten<br />

und durch starken Datenverkehr<br />

geprägten Bereichen wie<br />

zum Beispiel Bürogebäuden,<br />

Sportarenen und öffentlichen<br />

Verkehrsmitteln.<br />

Ausgelegt für das<br />

Funk-Design<br />

auf der Schaltungs-, Architektur-,<br />

System- und Softwareebene,<br />

umfasst das aktualisierte<br />

RadioVerse-Release auch den<br />

HF-Transceiver AD9375 als<br />

neueste Ergänzung der von<br />

ADI angebotenen Serie hochintegrierter,<br />

breitbandiger HF-<br />

Transceiver. Der AD9375 ist der<br />

erste HF-Transceiver mit chipintegriertem<br />

DPD-Algorithmus<br />

(Digital Pre-Distortion). Dieses<br />

richtungsweisende Design verringert<br />

die Leistungsaufnahme<br />

der DPD-Funktion gegenüber<br />

konkurrierenden Lösungen um<br />

90%.<br />

Die Verlagerung des DPD-<br />

Systems vom FPGA auf den<br />

Transceiver halbiert die Zahl der<br />

benötigten seriellen JESD204B-<br />

Lanes, was eine gravierende<br />

Senkung des Stromverbrauchs<br />

mit sich bringt – insbesondere<br />

angesichts der Tatsache, dass<br />

die Zahl der Antennen von 2<br />

auf 128 steigt, um die Anforderungen<br />

an die Funkkanaldichte<br />

für massive MIMO-Systeme in<br />

Pre-5G-Implementierungen zu<br />

erfüllen. Zu den weiteren Vor-<br />

46 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


C<br />

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Passbands from 900 to 11400 MHz<br />

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und bester Selektivität bei hoher Stopband-Unterdrückung<br />

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Wireless<br />

zügen gehört ein kompakteres<br />

Layout der Funkschaltungen,<br />

was wiederum das Routing und<br />

das Systemdesign vereinfacht,<br />

die Größe der Basisstationen<br />

verringert und Designern die<br />

Verwendung eines kostengünstigeren,<br />

weniger komplexen<br />

FPGA erlaubt. In Kleinzellen<br />

ermöglichen diese Vorteile mehr<br />

Frequenzbänder pro Zelle, um<br />

die Netzwerkkapazität zu steigern<br />

– bei minimalen Auswirkungen<br />

auf den Stromverbrauch<br />

und die Größe des Systems.<br />

Der Transceiver<br />

AD9375<br />

ermöglicht ein einheitliches<br />

Funkplattform-Design, das<br />

über einen Bereich von 300<br />

MHz bis 6 GHz abstimmbar<br />

ist, ein JESD204B-Interface<br />

mit 6 GBit/s nutzt und weniger<br />

als 5 W aufnimmt. Ähnlich<br />

wie der preisgekrönte AD9371,<br />

verfügt auch der AD9375 über<br />

zwei 100-MHz-Empfänger, zwei<br />

250-MHz-Sender, einen Beobachtungsempfänger<br />

mit zwei<br />

Eingängen und einen Sniffer-<br />

Empfänger mit drei Eingängen.<br />

Die integrierte DPD-Lösung des<br />

Transceivers unterstützt 3G- und<br />

4G-Signale mit einer Momentan-<br />

Signalbandbreite bis zu 40 MHz.<br />

Zusätzlich zum AD9375 enthält<br />

das RadioVerse-Portfolio<br />

an Transceiver-Hardware<br />

auch breitbandige Bausteine<br />

für Basestation-Architekturen<br />

von Makro- über Pico- bis zu<br />

Femto-Formaten. Hinzu kommen<br />

extrem stromsparende,<br />

schmalbandige Transceiver für<br />

IoT-Anwendungen, die nach<br />

großer Reichweite, betriebssicheren<br />

Netzwerken und langer<br />

Batterielebensdauer verlangen.<br />

Beschleunigte<br />

Entwicklung von<br />

Funk-Lösungen<br />

Die RadioVerse-Technologie<br />

und das zugehörige Ökosystem<br />

sind dafür konzipiert, den<br />

Kunden bei der Reduzierung<br />

der Größe, des Gewichts und<br />

der Leistungsaufnahme ihrer<br />

Funk-Lösungen zu helfen und<br />

gleichzeitig ein Maximum an<br />

Funk-Performance zu wahren.<br />

Hierzu wird ein neues Kleinzellen-Referenzdesign<br />

mit einer<br />

kompletten, mit dem AD9375<br />

bestückten JESD204B-to-<br />

Antenna-Funksignalkette angeboten.<br />

Dieses hilft den Kunden<br />

bei der weiteren Vereinfachung<br />

des Designs und der Verkürzung<br />

der Markteinführungszeit, während<br />

gleichzeitig die Entwicklungskosten<br />

minimiert werden.<br />

Das in Zusammenarbeit mit dem<br />

Funklösungs-Anbieter Benetel<br />

Ltd. entwickelte Referenzdesign<br />

unterstützt 2x2 20 MHz LTE mit<br />

250 mW Ausgangsleistung pro<br />

Antenne und nimmt weniger als<br />

10 Watt auf – und dies in einem<br />

Format von nur 88 x 83 mm.<br />

Die RadioVerse Prototyping-Plattformen<br />

von ADI ermöglichen auch die<br />

fortschrittliche Simulation und<br />

Analyse des Transceivers mit<br />

MATLAB®- und Simulink®,<br />

Gerätetreibern und vollständigen<br />

Evaluierungssystemen mit<br />

direkter Anbindung an FPGA-<br />

Entwicklungsplattformen sowie<br />

Hardware von Drittanbietern für<br />

einen kurzen Weg vom Konzept<br />

bis zur Markteinführung.<br />

Die Designumgebung verkürzt<br />

die Markteinführungszeit der<br />

Kunden durch den Zugang zur<br />

EngineerZone®, der Technical<br />

Support Community von ADI<br />

im Internet. Neben Customer-<br />

Support-Foren finden sich dort<br />

Anleitungs-Videos, Fachartikel,<br />

Webcasts und Produkt-<br />

Highlights.<br />

Analog Devices wird seine<br />

RadioVerse-Designumgebung<br />

weiter ausbauen und hierzu<br />

Partnerschaften mit führenden<br />

Anbietern von Leistungsverstärkern<br />

(PAs) eingehen, darunter<br />

NXP Semiconductors N.V. und<br />

Skyworks Solutions, Inc. Den<br />

Kunden werden dabei Prüfberichte<br />

des AD9375 DPD mit<br />

PA-Produkten von unterschiedlichen<br />

Ausgangsleistungen und<br />

Frequenzen geboten. Besuchen<br />

Sie die Website des RadioVerse<br />

Alliance Network, das in den<br />

vergangenen 12 Monaten rasch<br />

auf 20 Unternehmen gewachsen<br />

ist. Unter anderem gibt es sieben<br />

neue Referenzdesigns für Drohnen,<br />

drahtlose Überwachung und<br />

Software Defined Radio. ◄<br />

GPRS/GNSS-Kombimodul mit Bluetooth 4.0 dual mode<br />

Das GPRS/GNSS- Quad-Band-<br />

Kombimodul MC60E unterstützt<br />

Bluetooth 3.0 und Bluetooth<br />

4.0 BLE. Der Baustein<br />

ist Pin-kompatibel zum GSM/<br />

GNSS-Kombimodul MC60<br />

von Quectel und in einem kompakten<br />

Gehäuse mit Abmessungen<br />

von 18,7 mm × 16,0<br />

mm × 2,1 mm untergebracht.<br />

Das GPRS/GNSS-Kombimodul<br />

MC60E basiert auf der<br />

MT2503DV/EB-Plattform,<br />

welche die Chipsätze MT6261<br />

(GSM/GPRS) und MT3333<br />

(GNSS) von Mediatek vereint.<br />

Der im Modul integrierte Low<br />

Noise Amplifier sorgt - selbst<br />

bei schwachen Signalen - für<br />

ausgezeichnete Acquisitionund<br />

Tracking-Eigenschaften.<br />

Die Tracking-Empfindlichkeit<br />

von -167 dBm ermöglicht<br />

den Einsatz passiver GNSS-<br />

Antennen.<br />

Die im Modul integrierte<br />

„Extended Prediction Orbit“-<br />

Funktion (EPO) ist vergleichbar<br />

mit einem globalen offline<br />

Positionierungssystem<br />

(Assisted Global Positioning<br />

System, AGPS) und ermöglicht<br />

das Herunterladen und<br />

Aktualisieren von EPO-Daten.<br />

Basierend auf diesen Daten<br />

kann mit QuecFastFix Online<br />

die Zeit bis zur ersten Positionserkennung<br />

(time to first fix,<br />

TTFF) aus dem Kaltstart auf<br />

4,5 s optimiert werden.<br />

Der Strombedarf des MC60E<br />

zeichnet sich durch besonders<br />

niedrigen Peak-, Ruhe-, und<br />

Durchschnittsverbrauch aus.<br />

Mit diesen Features ist das<br />

Kombimodul besonders für<br />

Anwendungen geeignet, die<br />

eine energieeffiziente Bluetooth-Funktionalität<br />

benötigen.<br />

Darüber hinaus bietet der<br />

Baustein GNSS für die Satellitennavigation<br />

und verfügt über<br />

eine Dual SIM Single Standby-<br />

Funktion für das GPRS. Damit<br />

eröffnen sich eine Reihe von<br />

M2M-Anwendungen wie<br />

tragbare Geräte, Fahrzeug-,<br />

Personen- und Tier-Tracking-<br />

Systeme usw.<br />

MSC Technologies liefert<br />

neben Mustern des Quectel-<br />

Kombimoduls MC60E auch<br />

Evaluierungs-Boards und<br />

TE-A Kits.<br />

■ MSC Technologies GmbH<br />

info@msc-technologies.eu<br />

www.msc-technologies.eu<br />

48 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Elektromechanik<br />

MICRO CRYSTAL SWITZERLAND<br />

Innovative Halterung mit hochwertiger,<br />

robuster Mechnik<br />

„Zusätzliche Hände“ für die<br />

Techniker bietet Clampman, die<br />

neue Halterung von Meilhaus.<br />

Die meisten Techniker, Ingenieure<br />

und Entwickler kennen die<br />

Situation: Bei der Messung an<br />

einer Platine oder Baugruppe<br />

würde man sich mindestens zwei<br />

zusätzliche Hände wünschen. Die<br />

Baugruppe selbst muss sicher und<br />

zuverlässig gehalten werden. Ein<br />

oder mehrere Tastspitzen müssen<br />

präzise platziert und unter<br />

Umständen mehrere Minuten<br />

oder länger „zitterfrei“ anvisiert<br />

werden – gerade bei SMD durchaus<br />

eine schwierige Ausgabe.<br />

Schließlich sollen gleichzeitig<br />

am Messgerät die nötigen Einstellungen<br />

vorgenommen oder<br />

während der Messung angepasst<br />

werden. Für solche Fälle<br />

stellt Meilhaus Electronic den<br />

ClampMan vor. Die Grundversion<br />

besteht aus einem robusten,<br />

hydraulischen Stativ auf einem<br />

schweren, standfesten Fuß.<br />

Daran befestigt ist die sehr flexibel<br />

einstellbare, solide Halterung<br />

für die Platine oder Baugruppe.<br />

Diese Halterung ist so<br />

ausgeführt und drehbar, dass<br />

man die Baugruppe wenn nötig<br />

sowohl von der Ober- als auch<br />

der Unterseite gut erreichen kann<br />

und auch Baugruppen unter Versorgungsspannung<br />

eingespannt<br />

werden können.<br />

Auf dieser Halterung wiederum<br />

werden ein oder mehrere hydraulische<br />

Arme befestigt, welche die<br />

Tastspitzen oder Sonden halten.<br />

Der Vorteil dieser Arme ist die<br />

präzise, hydraulische Ausführung,<br />

die einerseits ganz freie<br />

Bewegungen in alle Richtungen<br />

erlaubt und andererseits mit<br />

nur einer Stellschraube in der<br />

gewünschten Position bequem,<br />

sicher und „wackelfrei“ fixiert<br />

wird. Somit eignet sich der<br />

ClampMan zum Beispiel auch<br />

für den Entwickler oder Servicetechniker,<br />

der auf einer Baugruppe<br />

nicht nur misst sondern<br />

auch lötet. In vielen Bereichen,<br />

insbesondere auch bei HF-Messungen,<br />

ist eine sichere Positionierung<br />

und Fixierung der Messsonden<br />

möglich. Zudem kann ein<br />

Messaufbau wenn gewünscht<br />

auch über mehrere Tage unverändert<br />

erhalten bleiben, und<br />

verschiedene Prüflinge können<br />

immer wieder auf genau dieselbe<br />

Position geführt werden. So ist<br />

sichergestellt, dass Messungen<br />

nicht durch eine andere Position<br />

des Prüflings verfälscht werden.<br />

Und ganz nach Bedarf können<br />

zusätzliche Arme und Halterungen<br />

für Tastköpfe ergänzt<br />

werden.<br />

Der ClampMan ist ab sofort bei<br />

Meilhaus Electronic erhältlich,<br />

zum Beispiel im Web-Shop<br />

www.meilhaus.de.<br />

■ Meilhaus Electronic GmbH<br />

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Aircom Premium ist der<br />

innovative Nachfolger des<br />

bekannten Aircom Plus. Es<br />

handelt sich um ein ultradämpfungsarmes<br />

Kabel mit<br />

einer oberen Grenzfrequenz<br />

von 12 GHz. Die Dämpfungswerte<br />

sprechen dabei für sich:<br />

75 dB/100 m @ 12 GHz.<br />

• bewährte Qualität durch<br />

strenge Qualitätskontrollen<br />

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Langzeitstabilität<br />

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Die SSB-Electronic GmbH<br />

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zur neuen international<br />

gültigen Qualitätssnorm ISO<br />

9001:2015 ausgezeichnet worden.<br />

Der TÜV Süd bestätigte,<br />

dass die internen Prozesse<br />

den internationalen Standards<br />

entsprechen. So ist geprüft<br />

und sichergestellt, dass nur<br />

hochwertigste Produkte und<br />

Dienstleistungen geliefert bzw.<br />

erbracht werden. Das Unternehmen<br />

ist damit hervorragend<br />

für kontinuierlich angelegtes<br />

Wachstum in internationalen<br />

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hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 53<br />

53


Design<br />

Thales UK nutzt AWR-Software beim GaN-MMIC/Packaging-<br />

Design für das EU-MAGNUS Programm<br />

Bild 1: Layout des MMICs für den ersten Gießereibodenlauf. Verstärker wurden außerhalb des Chips<br />

kombiniert<br />

AWR Group, NI<br />

www.awrcorp.com<br />

Thales UK ist eines von sechs<br />

Unternehmen aus fünf europäischen<br />

Ländern, die in das MAG-<br />

NUS-Programm, ein europäisches<br />

Defense Agency Projekt<br />

einbezogen wurden. Das Ziel<br />

dieses Projektes ist es, europäische<br />

Anwendungstechnologien<br />

für Gallium-Nitrid (GaN) und<br />

Silicon (SiC) zu entwickeln.<br />

Die Technologien sollen in<br />

modernsten Radaranlagen, der<br />

Kommunikation und in elektromagnetischen<br />

Systemen für<br />

die elektronische Kriegsführung<br />

eingesetzt werden, und<br />

zwar im elektromagnetischen<br />

Spektrum von 2-18 Gigahertz.<br />

Thales UK war für das Design<br />

von 10-W-GaN- MMICs verantwortlich,<br />

basierend auf dem<br />

0,25-µm-Foundry-Prozess von<br />

United Monolithic Semiconductors.<br />

Parallel zu dieser Aktivität<br />

wurden auch Arbeiten im<br />

Bereich der Verpackungsgestaltung<br />

und der thermischen Analyse<br />

durchgeführt. Sobald die<br />

MMICs realisiert und verpackt<br />

worden waren, wurden sie dazu<br />

verwendet, ein Demonstrationssystem<br />

aufzubauen, das Thales<br />

UK dann verwendete, um einen<br />

30-W-MMIC-Leistungsblock<br />

zu designen. Dafür waren zwei<br />

Foundry-Läufe vorgesehen.<br />

Tabelle 1 zeigt die Spezifikationen<br />

des MMICs.<br />

Die Ziele für dieses Design<br />

waren: Ein Frequenzbereich von<br />

6 - 18 GHz, 10 dB Verstärkung<br />

und 10 W Ausgangsleistung. Es<br />

wurde entschieden eine nichtuniforme<br />

verteilte Topologie für<br />

den Verstärker zu verwenden, die<br />

ideal für Breitbandbetrieb geeignet<br />

ist, da sie in sich selbst stabil<br />

arbeitet. Das Ziel war, zwei<br />

verteilte Verstärker auf einem<br />

Chip zwischen einem Paar von<br />

Splittern/Combinern anzuordnen.<br />

Beim ersten Foundry-Lauf<br />

wurden die Verstärker außerhalb<br />

des Chips kombiniert, beim<br />

zweiten Foundry-Lauf erfolgte<br />

die Zusammenschaltung auf<br />

dem Chip.<br />

Die Lösung<br />

Die MMIC-Designs erfolgten<br />

unter Verwendung von Ni AWR<br />

Design Environment, spezi-<br />

Tabelle 1: Spezifikationen des MMIC<br />

Bild 2: Passive Strukturen, simuliert in AXIEM<br />

54 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Design<br />

ell mit der Microwave Office<br />

Schaltungsdesign-Software.<br />

Die passiven Strukturen wurden<br />

im AXIEM 3D Planar EM-<br />

Simulator simuliert und das<br />

Package schließlich in Analyst,<br />

einem nach der Finite Elemente<br />

Methode arbeitenden EM-Simulator<br />

untersucht.<br />

Das Layout des MMICs für den<br />

ersten Foundry-Lauf, bei dem<br />

die Verstärker erst außerhalb<br />

des Chips kombiniert wurden,<br />

zeigt Bild 1. Die Drain- und die<br />

Gateanschlüsse, mit den Kondensatoren<br />

in Serie zu jedem<br />

FET, sind zu erkennen. Es gibt<br />

auch einen Shunt-Widerstand,<br />

der die FETs mit der benötigten<br />

Vorspannung versorgt. Das Team<br />

musste allerdings eine eigene<br />

Hochleistungs-Induktivität<br />

entwickelt, was mit Hilfe von<br />

NI WAR Design Environment<br />

erfolgte.<br />

Bild 2 zeigt die passiven Strukturen<br />

(Hochstrom-Drossel,<br />

Drain-Struktur, Lange-Koppler),<br />

simuliert in AXIEM. Aus<br />

Bild 3 sind die Kleinsignal-Onwafer-Ergebnisse<br />

zu ersehen,<br />

die beim ersten Lauf für S21<br />

und S22 erreicht wurden. Die<br />

magenta-farbene Linie entspricht<br />

der simulierten Verstärkung, die<br />

etwas größer als10 dB ist. Es gab<br />

eine hervorragende Übereinstimmung<br />

zwischen den gemessenen<br />

und den simulierten Ergebnissen.<br />

Das galt auch für die Ausgangsleistung<br />

und die PAE, wie<br />

Bild 4 deutlich zeigt. Ungefähr<br />

5 W Output lieferte jeder einzelne<br />

Verstärker, bei leichten<br />

Abfall am oberen Bereichsende<br />

18 GHz. Der Wirkungsgrad lag<br />

im ganzen Band über 20 Prozent.<br />

Die Tabelle zeigt die Ergebnisse<br />

für alle Chips:.<br />

Bild 3: On-wafer-Ergebnisse, die beim ersten Foundry-Lauf für S21 und S22 erzielt wurden<br />

Bild 4: Simulationsresultate für Ausgangsleistung und PAE<br />

Der erste Foundry-Lauf<br />

erbrachte folgende<br />

Ergebnisse:<br />

Durchschnittliche Verstärkung<br />

> 10.5 dB<br />

Verstärkungsschwankungen<br />

über der Frequenz:<br />

±0.75 dB<br />

Schwankungen bei S21<br />

< 1 dB<br />

Bild 5: Layout des MMICs für den zweiten Foundry-Lauf<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 55


Design<br />

Rückflussdämpfung am Eingang<br />

> 12 dB<br />

Rückflussdämpfung am Ausgang<br />

> 8.5 dB<br />

Stabiler k-Faktor >1<br />

Ausgangsleistung,<br />

unsymmetrisch<br />

~37 dBm<br />

Verbreitung < 0.5 dB<br />

Bild 6: Simulierte Resultate für den Lange-Signalkoppler<br />

Flacher, gesättigter Ausgangsleistungsverlauf<br />

über der Frequenz,<br />

Welligkeit


Design<br />

Drei Stecker ...<br />

Screw-Variante<br />

Handscrew-Variante<br />

Bild 10: Resultate des in Ni AWR Design Environment designten<br />

Wilkinson-Leistungsteilers<br />

Push-Pull-Variante<br />

... eine Buchse.<br />

Bild 11: Gemessene Leistung im Bereich von 6-18 GHz<br />

Hier einige Daten:<br />

• Eingangs-Rückflussdämpfung<br />

>15 dB<br />

• S22 kleiner als -20 dB<br />

• Entkopplung > 17 dB<br />

• Verstärkung 33 - 40 dB<br />

• Return Loss: 10 dB<br />

• Ausgangsleistung: 30 W,<br />

gemessen zwischen 6 und 18<br />

Gigahertz, wie Bild 11 zeigt.<br />

Warum Ni-AWR Design<br />

Environment<br />

Entscheidend für den Erfolg<br />

dieses Projekts waren die<br />

extrem genauen Modelle der<br />

Ni-WAR-Design-Umgebung.<br />

Die Möglichkeit, beim Design<br />

nahtlos zwischen der Microwave<br />

Office Design-Umgebung,<br />

der AXIEM EM-Simulation<br />

der passiven Elemente<br />

und der Analyst EM-Simulation<br />

des Packages hin und her<br />

zu wechseln, erleichterte den<br />

schnellen Ablauf des Projekts<br />

beträchtlich. ◄<br />

Über Thales UK<br />

Thales UK ist einer der<br />

weltweit führenden Pioniere<br />

in den Bereichen<br />

Luft- und Raumfahrt, Verteidigung,<br />

Transportwesen,<br />

Sicherheit und Raumfahrttechnik.<br />

Das Unternehmen<br />

stellt weltweit führende<br />

Technologie für den zivilen<br />

und den Verteidigungsbereich<br />

her.<br />

Coax<br />

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Kompakte IP68 HF-Steckverbinderserie<br />

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hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 57 Karl Gärtner GmbH D-71144 Steinenbronn E-Mail: info@telegaertner.com 57


Praxis<br />

Mit der elektronischen Sicherung eFuse-Tastköpfe<br />

für bis zu 30 A Kurzschlussstrom sichern<br />

Bild 1: Anwendung eines Hochfrequenz-Tastkopfes auf einer<br />

Flachbaugruppe (Gleichspannung wird zugeführt, HF-Abstrahlung<br />

wird gemessen)<br />

Bild 2: Brandspuren eines Kurzschlusses nach Verrutschen der<br />

Probe. In vielen Fällen wird die teure Probe dabei zerstört<br />

Ein gerne unterschätztes Risiko<br />

bei On-Wafer Messungen, speziell<br />

von Leistungshalbleitern,<br />

ist das Verrutschen des Tastkopfes<br />

(Probe). Dadurch kann<br />

es unbeabsichtigt zu einem<br />

hohen Gleichstrom kommen,<br />

der sowohl das Messobjekt<br />

als auch die Probe zerstören<br />

kann [1]. Oder es kommt zu<br />

einer unzuverlässigen Kontaktierung,<br />

was als Folge meist<br />

verfälschte Messergebnisse<br />

nach sich zieht. Grundsätzlich<br />

kann es nicht nur beim täglichen<br />

Experimentieren mit<br />

empfindlichen Bauteilen und<br />

Baugruppen, sondern sogar<br />

in Fertigungstestanlagen und<br />

automatisierten Messplätzen,<br />

zu hohen Schäden durch Erzeugung<br />

eines Kurzschlusses oder<br />

eines unkontrollierten Stromanstiegs<br />

kommen.<br />

Hochwertige Gleichstrommessspitzen<br />

und Hochfrequenz-(HF-)<br />

Tastköpfe werden auch zunehmend<br />

bei der Entwicklung von<br />

Leiterplatten mit Chip-on-Board<br />

Technologie oder HF-Bausteinen<br />

im Gehäuse verwendet. Sind<br />

die Halbleiterbausteine einmal<br />

eingelötet, ist ein Entfernen<br />

des Bausteins zur Analyse mit<br />

einem hohen Risiko verbunden,<br />

da beim Auslöten durch hohen<br />

Temperaturstress zusätzlicher<br />

Schaden entstehen kann, was<br />

wiederum zu falschen Analyseergebnissen<br />

führen kann.<br />

Bei geschicktem Leiterplattendesign<br />

mit koplanaren<br />

Mikrostreifenleitungen und<br />

0Ω-Brückenwiderständen reicht<br />

jedoch das Auslöten eines<br />

0Ω-Brückenwiderstandes aus,<br />

um einen Tastkopf zerstörungsfrei<br />

auf den HF-Anschluss des<br />

aktiven Bausteins zu setzen.<br />

Der kontaktierte Tastkopf mit<br />

50-Ω-Wellenwiderstand und Verbindung<br />

zum 50-Ω-Messgerät<br />

stellt damit gleichzeitig den HF-<br />

Abschluss dar. Ein Beispiel für<br />

eine solche Messung zeigt Bild 3.<br />

Auf der zu testenden Leiterplatte<br />

befindet sich ein Verstärkerbaustein,<br />

dessen Verstärkungsfaktor<br />

mit zwei Tastköpfen und einem<br />

NWA (Netzwerkanalysator)<br />

gemessen wird. Der notwendige<br />

Gleichstrom wird mit einem Bias-<br />

Tee zugeführt. Die elektronische<br />

Sicherung (genannt eFuse, Markenname<br />

der Agil-Elektronik<br />

GmbH [2]) befindet sich in dieser<br />

Schaltung auf dem Netzwerkanalysator.<br />

Zunächst wird die<br />

primäre Versorgungsspannung in<br />

die eFuse eingespeist, anschließend<br />

wird das Bias-Tee vor der<br />

HF-Probe mit dem Ausgang der<br />

eFuse verbunden.<br />

Der maximale zulässige Gleichstrom<br />

kann in der eFuse passend<br />

zur Anwendung eingestellt werden.<br />

Überschreitet der Strom in<br />

der Probe diesen Maximalwert<br />

während der Messung irgendwann,<br />

reagiert die Sicherung und<br />

regelt den Strom innerhalb von<br />

etwa 300 ns ab. Diese extrem<br />

schnelle Abschaltung sorgt für<br />

eine so schnelle Reduktion der<br />

elektrischen Energiemenge beim<br />

Auftreten des Kurzschlusses,<br />

dass die Zerstörung der Probe<br />

Sachnummer Maximale DC Spannung Maximaler DC Strom Typische Anschaltzeit Abmessungen (Breite-Tiefe-Höhe)<br />

eFuse 2-100-10 100 V 10 A


Praxis<br />

Autor<br />

Bild 3: eFuse 3-080-30 im Praxiseinsatz mit der manuellen Probe-<br />

Station für Leiterplatten MaPS [2]<br />

bzw. der Leiterbahn in den meisten<br />

Fällen verhindert werden<br />

kann. Nach dem Abschalten<br />

geht der Gleichstromanschluss in<br />

den hochohmigen Zustand über,<br />

und es wird keine nennenswerte<br />

Leistung in der eFuse in Wärme<br />

umgewandelt.<br />

Zur Integration in automatisierten<br />

Messplätzen dient eine<br />

RS232-Schnittstelle, mit deren<br />

Hilfe alle Funktionen der eFuse<br />

ferngesteuert werden können.<br />

Dazu können Gerätestatus und<br />

aktueller Strom ausgelesen<br />

werden.<br />

Den aktuellen Anwendungstrends<br />

folgend war für viele<br />

Tests die seit Jahren im Markt<br />

befindliche eFuse 2 mit einem<br />

maximal handhabbaren Gleichstrom<br />

von 10 A nicht mehr ausreichend.<br />

Deshalb ergänzt seit<br />

rund einem Jahr die eFuse 3-080-<br />

30 die Anwendungspalette für<br />

Ströme bis 30 A. Mit der maximalen<br />

Gleichspannung von 80 V<br />

wird damit eine Gleichleistung<br />

von 2400 Watt gegen Kurzschluss<br />

geschützt. Dies ist bei<br />

der sehr kompakten Bauform<br />

dieses Gerätes eine bemerkenswert<br />

hohe Leistung.<br />

Neben dem beschriebenen<br />

Haupteinsatzgebiet in Forschung<br />

und Entwicklung können diese<br />

Geräte auch als Zusatzgeräte für<br />

Stromversorgungen zur Kontrolle<br />

und besonders schnellen<br />

Absicherung von Betriebsströmen<br />

Einsatz finden, wenn die<br />

bestehende Abschaltgeschwindigkeit<br />

nicht ausreicht. Besteht<br />

beispielsweise bei älteren Geräten<br />

aller Gerätetypen die Angst<br />

vor Überströmen durch Alterung<br />

oder Defekt, kann mit der<br />

eFuse eine einfache und effiziente<br />

Zusatzabsicherung geleistet<br />

werden.<br />

Die HF-Spezialisten der vertreibenden<br />

bsw. TestSystems<br />

Dr. Maximilian Tschernitz hat jahrelang in der Entwicklung<br />

von HF-Schaltungen gearbeitet. Er ist heute als Hochfrequenz-<br />

Spezialist im Vertrieb der bsw TestSystems & Consulting AG<br />

tätig. Kontakt: 07031-410089-28, info@bsw-ag.co<br />

& Consulting AG haben in den<br />

letzten Jahren einige Erfahrung<br />

mit der eFuse gesammelt. Ein<br />

eigentlich nicht witziges Detail<br />

am Rande hierbei ist, dass einer<br />

der Kunden mit den meisten<br />

im Einsatz befindlichen eFuses<br />

ursprünglich eine klar ablehnende<br />

Haltung dem Gerät gegenüber<br />

hatte. Erst als das eigentlich<br />

sicher auszuschließende Ereignis<br />

bei einer zeitkritischen Entwicklung<br />

doch passierte, besann<br />

man sich des Produkts und hat<br />

heute eine zweistellige Anzahl<br />

an allen Messplätzen als Standard<br />

im Einsatz.<br />

Verwendete Literatur<br />

[1] M. Ibrahim Khalil *, Armin<br />

Liero **, Andreas von Müller<br />

** und Thomas Hoffmann ***:<br />

Current Switch-Off Solution to<br />

Bild 4: die eFuse 3-080-30 für 0 - 80 V Gleichspannung und 0 - 30 A Gleichstrom [2]<br />

Protect RF Power Transistors<br />

during Measurements; Microwave<br />

Journal, July-5, 2007.<br />

*) Ferdinand-Braun-Institut<br />

für Höchstfrequenztechnik<br />

(FBH), Gustav-Kirchhoff-Str.<br />

4, D-12489 Berlin, Germany<br />

**) Agil-Elektronik GmbH, Am<br />

Borsigturm 40, D-13507 Berlin,<br />

Germany<br />

***) Ing.-Büro Elekon, Am<br />

Steinbergpark 32, D-13437 Berlin,<br />

Germany<br />

[2] MAPS Probe Station: kommerziell<br />

verfügbarer Probe Station<br />

Baukasten; bsw TestSystems<br />

& Consulting AG, www.<br />

bsw-ag.com<br />

[3] AGIL-Elektronik GmbH;<br />

Wittestr. 49, D-13509 Berlin,<br />

www.agil-elektronik.de ◄<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 59


Praxis<br />

Neue Einsatzmöglichkeiten für Radar -<br />

die Physik bleibt die gleiche<br />

dem Duplexer sowie der Anzeigeeinheit<br />

verbunden. Eine weitere Verbindung zum<br />

Empfänger erlaubt ein gezieltes Freischalten<br />

des Antenneneingangs zum Schutz der<br />

Eingangsstufen und eine Zeitsteuerung der<br />

Verstärkung.<br />

Seit seiner Erfindung im späten 19. Jahrhundert<br />

hat man Radar erheblich weiterentwickelt.<br />

Heute zeigt sich diese Technik<br />

in enormer Vielfalt und deckt eine breite<br />

Palette von Anwendungen ab. Sie reichen<br />

von einfachen, preisgünstigen Dauerstrich-<br />

Radargeräten (CW), mit denen die Polizei<br />

Temposünder jagt, bis zu komplizierten<br />

Phasenarrays in bodengestützten, schiffsgestützten<br />

und luftgestützten Radarsystemen.<br />

Ein typisches Phasenarray (auch als<br />

aktiv elektronisch gesteuertes Array, AESA,<br />

bezeichnet) besteht aus hunderten oder gar<br />

tausenden Transceiver-Modulen, die heute<br />

als hochentwickelte Halbleitergeräte realisiert<br />

sind.<br />

Mit der Weiterentwicklung hin zu höheren<br />

Frequenzen und größeren Bandbreiten kommen<br />

nun neue Anwendungen in Sicht, die<br />

man sich bisher nicht vorstellen konnte. Eine<br />

Bildgebung, die mit Mikrowellen großer<br />

Bandbreite arbeitet und im Gegensatz zu<br />

Röntgenstrahlen Gewebe nicht ionisiert,<br />

liefert andere Einblicke im Vergleich zu<br />

anderen Bildgebungsverfahren. Dies ermöglicht<br />

vielversprechende Anwendungen<br />

beispielsweise in der Medizin. Radargestützte<br />

Gestenerkennung mit einer Auflösung<br />

bis hinunter in den Submillimeterbereich<br />

eröffnet Anwendern neue Wege der<br />

Gerätebedienung1. Radar ermöglicht fahrerloses<br />

Fahren und die Ausstattung von<br />

Drohnen mit Systemen zur Ortung und<br />

Kollisionsvermeidung. Das THz-Band mit<br />

seinen einzigartigen Eigenschaften bezüglich<br />

chemischer und biologischer Materie<br />

inspiriert sowohl wissenschaftliche als<br />

auch nicht-wissenschaftliche Gruppen zu<br />

neuen Anwendungen bei der Bildgebung<br />

und bei der Sensorik. In einer Zeit, in der<br />

die Radartechnik sich neue Anwendungsbereiche<br />

erobert, werfen wir zunächst einen<br />

Blick auf die physikalischen Grundlagen<br />

der Radartechnik.<br />

Funktionsprinzip<br />

Mit Radar kann man physikalische Informationen<br />

über ein oder mehrere Ziele ermitteln:<br />

Ort, Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung,<br />

Form, Identität oder schlicht Vorhandensein.<br />

Ein Primärradar erreicht dies durch<br />

Empfang und Verarbeitung reflektierter<br />

elektromagnetischer Wellen, ein Sekundärradar<br />

aus einer Antwort, die das Zielobjekt<br />

zurücksendet. Die meisten Radargeräte senden<br />

ein gepulstes HF- oder Mikrowellensignal<br />

in Richtung des fraglichen Ziels und<br />

empfangen die Reflexionen mit der gleichen<br />

Antenne.<br />

Bild 1 zeigt das Blockschaltbild eines Pulsradarsystems,<br />

das seine grundsätzliche Wirkungsweise<br />

verdeutlicht. Die wichtigste<br />

Baugruppe ist der Hauptzeitgeber oder<br />

PRF-Generator (PRF, Pulse Repetition<br />

Frequency). Er spielt die entscheidende<br />

Rolle bei der Synchronisierung aller Baugruppen<br />

und ist mit dem Pulsmodulator,<br />

Die Radargleichung<br />

Die Radargleichung beschreibt die wichtigsten<br />

Leistungsparameter eines Radargeräts<br />

und liefert eine Grundlage für das<br />

Verständnis der Messungen, die im Interesse<br />

der optimalen Leistung durchgeführt<br />

werden. Diese Gleichung kann auf verschiedene<br />

Weise formuliert werden. Gleichung 1<br />

zeigt eine Form der Radargleichung, welche<br />

die maximale Reichweite eines Radars in<br />

Metern angibt. Zum besseren Verständnis<br />

der Gleichung und der vorgenommenen<br />

Annahmen wird es dem Leser angeraten,<br />

die Ableitung der Formel nachzuvollziehen.<br />

Hierbei ist:<br />

R = maximale Distanz in Metern<br />

PT = Sendeleistung in Watt<br />

GT = Gewinn der Sendeantenne<br />

GR = Gewinn der Empfangsantenne<br />

[### auch G?]<br />

λ = Wellenlänge des Radarsignals<br />

in Metern<br />

σ = Streuquerschnitt des Ziels<br />

(RCS radar cross secion) in<br />

Quadratmetern<br />

Giovanni D’Amore<br />

Keysight Technologies<br />

www.keysight.com<br />

Bild 1: Prinzipschaltbild eines Pulsradarsystems.<br />

60 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Fachbücher für die<br />

Praxis<br />

abschreckt. Durchforstet man die einschlägige Fachliteratur<br />

oder das Internet findet man viele Stellen zum Thema Smith-<br />

Diagramm, oft sind für das Verständnis Mathematikkenntnisse<br />

eines Hochschulstudiums Voraussetzung, eine grundlegende<br />

Einführung zur Handhabung sucht man vergeblich.<br />

Diese Lücke will dieses Buch schließen. Eine praxisnahe Einführung<br />

in den Aufbau und die Handhabung des Diagrammes, allgemeine<br />

Mathematikkenntnisse die zu einer elektrotechnischen<br />

Ausbildung gehören, reichen dabei völlig aus. Wie man sich<br />

dann auf dem Parkett der gekrümmten Linien bewegt, entweder<br />

mit Papier und Bleistift, mit komfortabler Software oder<br />

einem modernen Vektoranalyzer bleibt dem Leser überlassen<br />

– alles ist möglich..<br />

Smith-Diagramm<br />

Einführung und<br />

Praxisleitfaden<br />

Joachim Müller,<br />

21 x 28 cm, 117 Seiten,<br />

zahlr. Abb. und Diagramme<br />

ISBN 978-3-88976-155-2,<br />

beam-Verlag 2009, 29,80 €<br />

Art.-Nr.: 118082<br />

Das Smith-Diagramm, in den 30er- Jahren des vorigen Jahrhundert<br />

von Philiph Smith entwickelt, ist bis heute das wichtigste<br />

Instrument zur bildlichen Darstellung der Anpassung in<br />

HF-Systemen.<br />

Mehr noch, es ist das Werkzeug schlecht hin um die Vorgänge<br />

an HF-Systemen überhaupt zu durchschauen. Jeder der schon<br />

versucht hat, Anpassung zwischen verschieden Komponenten<br />

herzustellen, z.B. zwischen Senderendstufe und Antenne, war<br />

bestimmt schon geneigt, nach dem was sich vor seinen Augen<br />

abgespielt hat, an Voodoozauber zu glauben.<br />

Mit dem Smith-Diagramm im Werkzeugkoffer lässt sich so<br />

mancher Zauber enthüllen.<br />

Allerdings ist das Smith-Diagramm auf den ersten Blick ein<br />

undurchdringlicher Dschungel an gekrümmten Linien der eher<br />

Aus dem Inhalt:<br />

• Der Weg zum Smith-Diagramm – Schritt für<br />

Schritt<br />

Komplexe Zahlen, Reflexion bei Einzelimpulsen und<br />

kontinuierlichen Sinussignalen, Reflexionsfaktor,<br />

Anpassfaktor, Rückflußdämpfung, VSWR,<br />

Kreisdiagramme<br />

• Das Reflexionsdiagramm – Grundlage für das<br />

Smith-Diagramm<br />

• Die Verwandtschaft des Smith-Diagramms<br />

Schmidt-Buschbeck-Diagramm, Carterdiagramm<br />

• Praxis mit dem Smith-Diagramm<br />

Kompensation von Blindanteilen, Ortslinie über<br />

Frequenz, Betrachtung von Leitungen, die Leitung als<br />

Transformator, elektrisch kurze bzw. elektrisch lange<br />

Leitung<br />

• Die S-Parameter und das Smith-Diagramm<br />

• Das Leitwert-Smith-Diagramm<br />

Darstellung von Leitwerten im Smith-Diagramm,<br />

Parallelschaltung von Bauelementen<br />

• Grundelemente unter der Lupe<br />

Ortslinien von Induktivitäten und Kapazitäten, das<br />

Bauelement Leitung – Stubs<br />

Anpassung mit dem L-Glied<br />

• Hilfsmittel für die Arbeit mit dem Smith-Diagramm<br />

Software: Smith-Chart, WinSmith, RFSim99<br />

Messtechnik: FA-Vektorieller Antennenanalysator,<br />

miniVNA, Analyser nach N2PK<br />

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Praxis<br />

k<br />

T<br />

B n<br />

F n<br />

S/N<br />

= Boltzmann-Konstante<br />

= Raumtemperatur in Kelvin<br />

= Rauschbandbreite des<br />

Empfängers in Hertz<br />

= Rauschzahl<br />

= Mindestanforderung für das<br />

Signal-Rauschverhältnis<br />

Die Herleitung beginnt mit der Analyse<br />

eines einfachen sphärischen Scatter-Ausbreitungsmodells<br />

eines isotropischen Strahlers<br />

oder einer punktförmigen Antenne. Radarsysteme<br />

arbeiten aber gemeinhin nicht mit<br />

Rundantennen, sondern mit Richtantennen,<br />

welche die abgestrahlte Energie gebündelt<br />

auf ein Ziel richten. Der Antennengewinn<br />

einer Radarantenne ist definiert als Quotient<br />

der Leistung der gerichteten Abstrahlung<br />

im Verhältnis zu der abgestrahlten Leistung<br />

eines idealen Rundstrahlers. In der<br />

Gleichung erscheint der jeweilige Gewinn<br />

der Sende- und der Empfangsantenne separat.<br />

Verwendet man für Sende- und Empfangsrichtung<br />

die gleiche Antenne, kann<br />

man der Einfachkeit halber beide Werte als<br />

gleich annehmen.<br />

Wenn der Radarstrahl das Ziel trifft, wird<br />

er in verschiedene Richtungen reflektiert.<br />

Ein Bruchteil der abgestrahlten Leistung<br />

des Radarsignals wird auch zum Radarsystem<br />

zurückgeworfen. Wie groß dieser<br />

Bruchteil ist, hängt vom Streuquerschnitt<br />

(Radar Cross Section, RCS) des Ziels ab.<br />

Der Streuquerschnitt wird in einer Flächeneinheit<br />

angegeben (z.B. in Quadratmetern).<br />

Er ist ein Maß der Größe des Ziels, so wie<br />

das Radarsystem es sieht.<br />

Ein Teil des in Richtung der Antenne zurückgestrahlten<br />

Signals wird von dieser aufgefangen.<br />

Der Empfangspegel hängt von der Leistungsdichte<br />

des zurückkommenden Signals<br />

und der wirksamen Fläche der Antenne ab.<br />

Der hauptsächlich begrenzende Faktor beim<br />

Empfänger ist das Rauschen und daraus<br />

resultierend das Signal-Rauschverhältnis.<br />

Die theoretische Untergrenze der<br />

Rauschleistung am Eingang des Radarempfängers<br />

wird als „Johnson-Rauschen“ oder<br />

thermisches Rauschen bezeichnet. Dieses<br />

Rauschen stammt aus der zufälligen Bewegung<br />

der Elektronen, es ist proportional zur<br />

Temperatur. Das tatsächliche Rauschen am<br />

Ausgang des Empfängers ist immer größer<br />

als das thermische Rauschen. Das liegt<br />

daran, dass im Empfänger zusätzliches<br />

Rauschen entsteht. Dieses Rauschen wird<br />

in Gleichung 1 so berücksichtigt, dass das<br />

Johnson-Rauschen mit einem Rauschfaktor<br />

multipliziert wird (und das Ergebnis mit der<br />

Verstärkung des Empfängers).<br />

Gleichung 1 beschreibt die maximale Reichweite<br />

unseres Radarsystems basierend auf<br />

der Sendeleistung, dem Antennengewinn,<br />

dem Streuquerschnitt des Ziels, der Rauschzahl<br />

des Systems sowie dem minimalen<br />

Signal-Rauschverhältnis. Das ist ein vereinfachtes<br />

Modell der Systemleistung, in<br />

Wirklichkeit liegen die Verhältnisse noch<br />

etwas komplizierter. Die Systemleistung<br />

wird von etlichen weiteren Faktoren beeinflusst,<br />

auch von einigen Modifikationen der<br />

Annahmen, die bei der Aufstellung dieser<br />

Gleichung gemacht wurden. Zwei weitere<br />

Aspekte, die berücksichtigt werden sollten,<br />

sind Dämpfung und Pulsintegration, die bei<br />

der Signalverarbeitung zum Tragen kommen.<br />

Dämpfung findet sich sowohl im Sende- als<br />

auch im Empfangspfad.<br />

Bei einem klassischen gepulsten Radarsystem<br />

kann man annehmen, dass von einem<br />

bestimmten Ziel mehrere Impulse empfangen<br />

werden, und zwar in mehreren Positionen<br />

der Radarantenne. Das liegt daran,<br />

dass der Öffnungswinkel der Antenne größer<br />

ist als 0 und der Radarstrahl einige Zeit<br />

auf dem Objekt verweilt. Daher werden von<br />

jedem Zielobjekt mehrere Echos empfangen,<br />

die man überlagern kann, um so die<br />

Leistung der Radaranlage zu verbessern.<br />

Diese Überlagerung ist nicht ideal, daher<br />

beschreibt man den Effizienzgewinn durch<br />

den Empfang mehrerer Echos über die folgende<br />

Gleichung.<br />

Hierbei ist:<br />

Ei(n)<br />

LT<br />

LR<br />

= Effizienzfaktor durch die<br />

Überlagerung<br />

= Dämpfung im Sendepfad<br />

= Dämpfung im Empfangspfad<br />

Bei Radarsystemen mit mehreren Antennen<br />

wächst die Reichweite proportional mit<br />

deren Zahl (wenn man davon ausgeht, dass<br />

jede Antenne die gleiche Leistung bringt).<br />

Die Radargleichung verstehen<br />

Die empfangene Leistung am Eingang des<br />

Radarempfängers ist proportional zu Sendeleistung,<br />

Antennengewinn und Streuquerschnitt<br />

(also dem Maß, in dem das<br />

Ziel das Radarsignal reflektiert). Vielleicht<br />

noch wichtiger ist die Proportionalität zur<br />

vierten Potenz der Entfernung zum Ziel.<br />

Bedenkt man den hohen Leistungsverlust,<br />

den der Weg zum und vom Ziel mit sich<br />

bringt, erscheint eine möglichst hohe Sendeleistung<br />

wünschenswert. Auf der anderen<br />

Seite bringen hohe Sendeleistungen eigene<br />

Probleme mit sich, etwa die Notwendigkeit<br />

der Wärmeabfuhr, Gefahr des Spannungsdurchbruchs,<br />

dynamischer Leistungsbedarf,<br />

Größe und Kosten des Systems.<br />

Der zweite Teil dieses Artikels stellt die Charakteristik<br />

des Radarsystems vor, beschreibt<br />

verschiedene Kompressionstechniken und<br />

erläutert, wie man ein gepulstes Radarsystem<br />

misst.<br />

Literatur:<br />

https://atap.google.com/soli/<br />

http://literature.cdn.keysight.com/litweb/<br />

pdf/5992-1386EN.pdf?id=2715324<br />

62 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


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Software<br />

Höchst-Performance-Mischer mit NI AWR<br />

Software entwickelt<br />

Bild 1: Markis T3-Mischer<br />

Die Firma Marki Microwave bietet<br />

eine in den letzten 20 Jahren<br />

sehr gut ausgebaute Serie von<br />

im Industriebereich führenden<br />

High-Performance-Mischern an,<br />

die Frequenzen bis 65 GHz verarbeiten<br />

können. Markis Ziel ist<br />

es, Technologien zu entwickeln,<br />

die es Designern und Herstellern<br />

aus der HF- und Mikrowellen-Industrie<br />

ermöglichen,<br />

noch schneller und einfacher zu<br />

entwickeln und zu produzieren<br />

und dabei störende Komplexität<br />

sowie einengende Performance-Barrieren<br />

zu überwinden.<br />

Dabei helfen Marki Microwave<br />

die über Jahrzehnte hinweg<br />

gesammelten Erfahrungen in der<br />

Entwicklung hochleistungsfähiger<br />

Mikrowellenkomponenten.<br />

Design-Team sich auf die Verbesserung<br />

des Design-Prozesses<br />

ihrer High-Performance-Produkte<br />

zu konzentrieren. Denn<br />

diese waren bisher nur in Handarbeit<br />

herstellbar, sodass sie sich<br />

für den Massen- bzw. High-<br />

Volume-Markt nicht eigneten.<br />

Die Mischer-Haupt-Serie T3<br />

(Bild 1) stellt Marki Microwaves<br />

Flaggschiff dar und enthält -<br />

nach Herstellerangaben - die<br />

anspruchsvollsten Mischer, die<br />

überhaupt lieferbar sind. Diese<br />

Mischer sind für Applikationen<br />

vorgesehen, in denen Intermodulations-Produkte<br />

z.B. dritter Ordnung<br />

(IP3) oder das Kompressionsverhalten<br />

(1-dB Compression)<br />

erhebliche Begrenzungen<br />

für die System-Performance<br />

darstellen. Werden die Oszillatoren<br />

über einen Treiber, wie<br />

den integrierten LO-Verstärker<br />

in T3A-Bausteinen, mit einem<br />

rechteckförmigen LO-Signal<br />

angesteuert, dann erreichen sie<br />

höchstmögliche Werte für IP3,<br />

1-dB-Compression und Nebensignal-Unterdrückung,<br />

insbesondere<br />

bei Frequenzen über<br />

10 GHz. Die Herausforderung<br />

bestand letztlich darin, MMIC<br />

T3s so zu entwickeln, dass sie<br />

in großen Mengen hergestellt<br />

und somit in den Massenmarkt<br />

eingebracht werden konnten.<br />

Der Weg zur Lösung<br />

Es gab mehrere Hürden und<br />

Anstrengungen bei diesem<br />

Unternehmen, aber dank der<br />

verwendeten Software Microwave<br />

Office konnten die De-<br />

Die Design-Herausforderung<br />

Die MMIC-Mischer, die es zu<br />

entwickeln galt, wurden durch<br />

Simulation mit der Software NI<br />

AWR Design Environment, speziell<br />

hierbei Microwave Office<br />

für den Schaltungsentwurf und<br />

AWR Connected ANSYS HFSS<br />

für die EMV-Simulation, nahezu<br />

perfekt vorausdefiniert.<br />

AWR Group, NI<br />

www.awrcorp.com<br />

Nachdem das Unternehmen<br />

seine Serie von einfachen Doppelbalance-Mischern<br />

auf den<br />

Markt gebracht hatte, begann<br />

Christopher Marki mit seinem<br />

Bild 2: IIP3 für den MT3-0113H mit 20 dBm LO-Pegel, a) simuliert.<br />

b) gemessen<br />

64 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Software<br />

Bild 3: Übertragungseffizienz<br />

(Conversion Efficiency) für<br />

eine ZF von 100 MHz bei<br />

Downconversion, a) simuliert,<br />

b) gemessen<br />

signer ihr Konzept innerhalb des<br />

zweiten Quartals 2016 bereits<br />

im ersten Anlauf durchführen<br />

und abschließen. „Die schließlich<br />

gebauten Mischer-Exemplare<br />

arbeiteten hervorragen und<br />

erwiesen sich als sehr ähnlich zu<br />

den Voraussagen der Simulation.<br />

Sie waren nun dafür geeignet,<br />

im Sommer auf den Markt<br />

gebracht zu werden. Dann, eines<br />

Morgens, hatte das Design Team<br />

eine weitere Idee und entschloss<br />

sich, das Ergebnis in Microwave<br />

Office noch etwas zu verbessern.<br />

Mit einer spontanen Simulation<br />

konnte die nichtlineare Inband-<br />

Performance nochmals um 2 bis<br />

4 dB verbessert werden. Diese<br />

zusätzliche Performance bedeutete,<br />

dass die Designer die Linearität<br />

ohne Abstriche bei anderen<br />

Kennwerten verdoppelt hatten.<br />

Damit erreichten die Marki-<br />

Mischer, mit ihren üblichen IP3-<br />

Werten von normalerweise 28<br />

dBm, zur Produkten einen IP3<br />

von 31 dBm im gesamten Einsatzbereich.<br />

Während des Entwicklungsprozesses<br />

fragte sich insgeheim<br />

wohl jeder Designer manchmal,<br />

ob man der Software trauen oder<br />

nicht? Und auch Christopher<br />

Marki kam zuweilen ins Grübeln<br />

und fragte sich, ob er das<br />

Engineering nicht beenden und<br />

an den Markt gehen sollte. Da<br />

er aber fest auf die von Microwave<br />

Office gelieferte Lösung<br />

vertraute, stärkte dies auch dem<br />

Design-Team den Rücken bei<br />

der Anfertigung eines neuen<br />

Maskensets, das nicht unerheblich<br />

zu den Entwicklungskosten<br />

beitrug. Es zeigte sich jedoch<br />

sehr schnell: Das neue Design<br />

arbeitete perfekt! Die Screenshots<br />

in Bild 2 und 3 zeigen die<br />

Leistungsfähigkeit der originalen<br />

Generation 1 im Vergleich zur<br />

neuüberarbeiteten Generation<br />

2. Der höhere IP3 ist dabei der<br />

Schlüsselparameter. ◄<br />

Fachbücher für die<br />

Praxis<br />

Hochfrequenz-<br />

Transistorpraxis<br />

Schaltungstechnik, Einsatzprinzipien, Typen und<br />

Applikationen<br />

Frank Sichla, 17,5 x 25,5 cm, 278 Seiten,<br />

zahlr. Abb. und Tabellen ISBN 978-3-88976-153-8,<br />

beam-Verlag 2008, 24,- €<br />

Art.-Nr.:118070<br />

Obwohl heute integrierte Schaltungen die Elektronik<br />

dominieren, haben diskrete Transistoren besonders im<br />

HF-Bereich noch immer hohe Bedeutung, denn es gibt<br />

einfach zu viele Problemstellungen, für die einzig und<br />

allein sie die optimale Lösung darstellen.<br />

Diskrete Transistoren sind keineswegs „out“, sondern<br />

machen nach wie vor Fortschritte. Mit neusten Technologien<br />

werden immer höhere Frequenzen erschlossen<br />

sowie erstaunlich geringe Rauschfaktoren erzielt.<br />

Dieses Buch beschreibt die Anwendung der Bipolar- und<br />

Feldeffekttransistoren im HF-Bereich, indem es die<br />

Schaltungstechnik praxisorientiert erläutert und mit<br />

einer Fülle von ausgewählten Applikationsschaltungen<br />

für Einsteiger als auch erfahrene Praktiker illustriert.<br />

Aus dem Inhalt:<br />

• Bipolartransistoren<br />

• Die „Bipo“-Grundschaltungen<br />

• Die beliebtesten Schaltungstricks<br />

• „Bipo“-Leistungsverstärker<br />

• FETs im Überblick<br />

• FET-Grundschaltungen<br />

• SFETs, MESFETs und Dualgate-MOSFETs<br />

• Die Welt der Power-MOSFETs<br />

• Rund um die Kühlung<br />

• Transistorschaltungen richtig aufbauen<br />

• Kleinsignal-Verstärkerschaltungen<br />

• HF-Leistungsverstärker<br />

• Oszillatorschaltungen<br />

• Senderschaltungen<br />

• Mess- und Prüftechnik<br />

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hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 65


Quarze & Oszillatoren<br />

Neue MEMS-Oszillator-Familie<br />

Die jüngste MEMS-Oszillator-Familie von<br />

IQD wurde für Anwendungen entwickelt,<br />

die nach AEC-Q100 qualifizierte, Kfztaugliche<br />

Produkte erfordern. Die Reihe<br />

setzt sich aus vier Modellen zusammen,<br />

die Variationen bei Gehäuseform, Versorgungsspannung<br />

und Frequenzbereich<br />

abdecken. Sie sind sämtlich ab Werk programmierbar,<br />

wodurch sehr kurze Lieferzeiten<br />

sowohl für Design-in-Stückzahlen<br />

als auch für die volle Produktion gewährleistet<br />

werden.<br />

Die Modelle IQMS-116AUTO und IQMS-<br />

117AUTO sind beide in Kunststoffgehäusen<br />

SOT23-5 untergebracht, bei denen die<br />

Lötverbindungen sichtbar sind und deshalb<br />

in vollem Maße inspiziert werden können.<br />

Dabei weist der IQMS-116AUTO einen<br />

Frequenzbereich von 1 bis 110 MHz auf,<br />

der IQMS-117AUTO hingegen einen<br />

Bereich von 115,2 bis 137 MHz.<br />

Für Kunden, die SMT-Kunststoffgehäuse<br />

bevorzugen, stehen die Modelle IQMS-<br />

114AUTO und IQMS-115AUTO in fünf<br />

verschiedenen Standardgrößen zur Verfügung,<br />

nämlich 2 x 1,6, 2,5 x 2, 3,2 x 2,5,<br />

5 x 3,2 sowie 7 x 5 mm. Dabei hat der<br />

IQMS-114AUTO einen Frequenzbereich<br />

von 1 bis 110 MHz, während der IQMS-<br />

115AUTO mit einem Bereich zwischen<br />

115,2 und 137 MHz lieferbar ist.<br />

Dieses neue Angebot eignet sich besonders<br />

für Anwendungen wie Infotainment-<br />

Systeme, Geräte zur Kollisionserkennung,<br />

die fahrzeuginterne Vernetzung sowie die<br />

Regelung des Antriebsstrangs in der Kraftfahrzeugindustrie<br />

oder dann, wenn Applikationen<br />

Oszillatoren benötigen, die unter<br />

extremen Temperaturen arbeiten.<br />

Alle Modelle sind für den Standard-<br />

Temperaturbereich im Auto von -40 bis<br />

+125 °C ausgelegt, können aber auch<br />

für den Betrieb über den industriellen<br />

Standard-Temperaturbereich von -40<br />

bis +105 °C oder für Anwendungen mit<br />

extremen Temperaturen von -55 bis +125<br />

°C spezifiziert werden. Für den Einsatz<br />

im industriellen Bereich ist der IQMS-<br />

116AUTO auch mit einem Betriebstemperaturbereich<br />

von -40 bis +85 °C erhältlich.<br />

Die Frequenzstabilität ist wahlweise<br />

bis herunter auf ±20 ppm bei den Modellen<br />

IQMS-114AUTO, IQMS-115AUTO<br />

und IQMS-116AUTO sowie auf ±25 ppm<br />

beim IQMS-117AUTO über sämtliche<br />

zur Wahl stehenden Betriebstemperaturen<br />

spezifizierbar.<br />

Fünf Spannungsoptionen sind verfügbar:<br />

1,8, 2,5, 2,8, 3 und 3,3 V, wobei der<br />

Stromverbrauch ohne Last bis auf 4,5 mA<br />

absinkt. Sämtliche Modelle haben einen<br />

CMOS-Ausgang; bei 15 pF Last ist mit<br />

einer Anstiegs- und Abfallzeit von 2,5<br />

bis 3 ns in Verbindung mit einem Tastverhältnis<br />

von 45/55% zu rechnen. Wahlweise<br />

gibt es eine Enable/Disable-Funktion<br />

an Pad 3.<br />

Die neue Familie von automobiltauglichen<br />

MEMS-Oszillatoren ergänzt das bereits<br />

vorhandene Angebot an Quarzkristallen &<br />

Oszillatoren für Kraftfahrzeuge von IQD.<br />

Weitere Informationen stehen unter www.<br />

iqdfrequencyproducts.de zur Verfügung.<br />

■ IQD Frequency Products Ltd<br />

www.iqdfrequencyproducts.de<br />

Quarz-Serie für vielfältige<br />

Wireless-Anwendungen<br />

Jauch führt seit neustem eine Quarz-Serie<br />

im Programm, die besonders für Wireless-<br />

Anwendungen (WA) geeignet ist. Die JXS-<br />

WA-Quarze eignen sich aufgrund ihrer<br />

hohen Frequenzstabilität und ihres sehr<br />

niedrigen Resonanzwiderstandes besonders<br />

für IoT-Anwendungen. Sie werden in 14<br />

für Wireless-Anwendungen üblichen Frequenzen<br />

angeboten. Typische Frequenzen<br />

wie zum Beispiel 24, 26, 32, 37,4, 38.4<br />

oder 40 MHz werden häufig von RF ASICs<br />

für Wireless-Anwendungen, wie Bluetooth<br />

low Energy (BLE), Bluetooth Smart, Zigbee,<br />

ISM, LoRa, LPWAN, usw. verwendet.<br />

Des Weiteren eignet sich diese besondere<br />

Quarz-Serie auch für Anwendungen in der<br />

Telekommunikation oder in Wearables, in<br />

tragbaren kleinen Computersystemen. Diese<br />

JXS-WA-Quarze sind in den Standardgehäusen<br />

2016, 2520 und 3225 erhältlich.<br />

■ Jauch Quartz GmbH<br />

www.jauch.de<br />

32,768-kHz-Low-ESR-Quarz<br />

verbessert Oszillator-Performance<br />

Die Micro Crystal AG bietet nun den populären<br />

32,768-kHz-Quarz auch mit tiefem<br />

ESR an. Die tiefe Impedanz erhöht die<br />

Sicherheitsmarge und erlaubt erweiterten<br />

Einsatz, verglichen mit einem Standartquarz.<br />

Nun hat man die Möglichkeit die gewünschten<br />

Eigenschaften zu optimieren.<br />

Die 32,768-kHz-Quarze von Micro Crystal<br />

sind in tausenden von Anwendungen<br />

weltweit im Einsatz und weisen eine hohe<br />

Zuverlässigkeit aus. Man findet sie in:<br />

• Wearables und Fitnessarmbändern<br />

• IoT, Smart Pens<br />

• industriellen Anwendungen und Systemon-Chip<br />

• medizinischen Geräten<br />

• für Automotive qualifizierten Ausführungen,<br />

dort optimal für Notrufeinheiten,<br />

drahtlose Start- und Schließsysteme.<br />

Hier der Link zu den verschiedenen Quarz-<br />

Familien: www.microcrystal.com/index.php/<br />

products/quarz-crystal-32768.<br />

■ Micro Crystal AG<br />

www.microcrystal.com<br />

66 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Quarze & Oszillatoren<br />

Neue Präzisions-Referenztaktgeber<br />

sperrigen Quarzoszillatoren mit<br />

begrenzten Frequenzoptionen<br />

oder „stromverbrauchenden“<br />

internen Oszillatorschaltungen<br />

einer MCU, die in der Regel<br />

keine hohe Genauigkeit bieten<br />

und gleichzeitig I/O-Pins verbrauchen.<br />

Hier die wesentlichen Features:<br />

• geringe Stromaufnahme von<br />

2,5 µA (100 kHz, SiT1569)<br />

bzw. 5,5 µA (100 kHz,<br />

SiT1576)<br />

• industrieller Temperaturbereich<br />

(-40 bis +85 °C)<br />

• präziser Takt verbessert Batterielebensdauer<br />

(±5 ppm<br />

SiT1576 bzw. ±50 ppm<br />

SiT1569)<br />

• exzellentes Jitter-Verhalten:<br />

2,2 ns RMS Period Jitter<br />

(100 kHz, SiT1576) bzw. 4<br />

ns (100 kHz, SiT1569)<br />

• höchste Zuverlässigkeit und<br />

Ausfallsicherheit, MTBF<br />

1 Mrd. h<br />

■ Endrich Bauelemente<br />

Vertriebs GmbH<br />

www.endrich.com<br />

Die Endrich Bauelemente GmbH<br />

hat die neuen SiT1569-Oszillatoren<br />

und den SiT1576, einen<br />

Super-TCXO, von SiTime in<br />

ihr Sortiment aufgenommen.<br />

Diese Timing-Lösungen für Frequenzen<br />

im Bereich von 1 Hz bis<br />

2 MHz (SiT1576) bzw 1 Hz bis<br />

462 kHz (SiT1569) werden im<br />

einem 1,5 x 0,8 x 0,6 mm messenden<br />

CSP (Chip-Scale-Paket)<br />

produziert und ermöglichen<br />

es, batteriebetriebene IoT-Sensoren<br />

bis zu zehn Jahre lang zu<br />

betreiben.<br />

Durch die Verwendung der revolutionären<br />

TempFlat-MEMSund<br />

Mixed-Signal-Technologie<br />

bieten diese Oszillatoren eine<br />

extreme Zeitmessgenauigkeit<br />

und damit eine außerordentliche<br />

Möglichkeit, Leistung<br />

einzusparen.<br />

Die ultrazuverlässigen Low-Jitter-Referenztaktgeber<br />

SiT1576<br />

und SiT1569 sind so konzipiert,<br />

dass sie Mikrocontroller<br />

(MCUs) und analoge Frontend-<br />

Module in einer Vielzahl von<br />

tragbaren Applikationen sowie<br />

in IoT-Anwendungen takten.<br />

Diese MEMS-Timing-Lösungen<br />

ermöglichen eine bislang unerreichte<br />

Größenreduzierung und<br />

Verbesserung der Batterielebensdauer<br />

durch den Austausch von<br />

Uhrenquarz misst nur 2 x 1,2 x 0,6 mm<br />

Der neue Quarz KX-327RF für<br />

die Frequenz von 32,768 kHz<br />

ist ein AEC-Q200 qualifiziertes<br />

Bauteil und mit seinem<br />

erweiterten Temperaturbereich<br />

von -40 bis +125 °C<br />

bestens für die Automobilbranche<br />

geeignet. Er ist<br />

derzeit für eine Lastkapazität<br />

vom12,5 pF verfügbar. Geyer<br />

erweitert mit diesem Bauteil<br />

sein Quarzangebot für den<br />

Automobilbereich. Das Bauteil<br />

ist ebenso ideal für den<br />

Einsatz in Realtime-Clock-<br />

Anwendungen im Bereich<br />

E-Mobility wie für IoT-Industrieanwendungen.<br />

Dieser neue<br />

Quarz ist RoHS-konform und<br />

bleifrei lötbar.<br />

■ Geyer-Electronic<br />

info@geyer-electronic.de<br />

www.geyer-electronic.de<br />

Temperaturstabile Uhrenquarz-Serie<br />

Die Endrich Bauelemente GmbH bietet<br />

erste Muster der neuen Uhrenquarz-Serie<br />

CM315G von Citizen Finedevice an. Der<br />

Frequenzverlauf dieser neuen kHz-Quarze<br />

folgt als Funktion dem Temperaturverlauf<br />

dritter Ordnung, ähnlich wie bei MHz-<br />

Quarzen mit AT-Schnitt. Der Winkel, in<br />

dem das Quarzplättchen aus dem Basismaterial<br />

geschnitten wird, hat einen dominierenden<br />

Einfluss auf die Frequenzabweichung<br />

des Quarzes über die Temperatur.<br />

Mit dieser Innovation eines speziellen<br />

XY-Schnittes erzielt Citizen Finedevice<br />

eine Verbesserung der Temperaturstabilität<br />

um den Faktor 2 bis 3 gegenüber herkömmlichen<br />

kHz-Versionen. Erste Tests<br />

zeigen Stabilitätswerte von ±20 ppm bei<br />

Temperaturen zwischen -10 und +60 °C,<br />

von ±40 ppm bei -20 bis +70 °C, von -30<br />

bis +50 ppm bei -40 bis +25 °C und von<br />

+30 bis -85 ppm bei Temperaturen von<br />

25 bis +85 °C. Würde beispielsweise ein<br />

herkömmlicher Quarz ein Jahr lang bei<br />

-20 °C betrieben werden, ergäbe sich ein<br />

Zeitfehler von ca. 35 min, während er bei<br />

der neuen Version nur bei ca. 15 min läge.<br />

Die Quarze der neuen Serie CM315G eignen<br />

sich insbesondere für Applikationen<br />

im Bereich des Smartmeterings und der<br />

drahtlosen Kommunikation. Sie kommen<br />

überall dort zum Einsatz, wo eine genaue<br />

Zeitsynchronisation erforderlich ist, um<br />

Batterieleistung zu sparen. Die Serienproduktion<br />

ist für das zweite Quartal 2018<br />

vorgesehen.<br />

■ Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH<br />

endrich@endrich.com<br />

www.endrich.com<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 67


Bauelemente<br />

Energieeffizientester, driftfreier<br />

Operationsverstärker<br />

können“, erläuterte Ross Yu,<br />

Marketingmanager für Dust<br />

Networks. „Durch seinen ultrageringen<br />

Stromverbrauch und<br />

seine hohe Genauigkeit ist dieser<br />

Operationsverstärker ein perfekter<br />

Begleiter für SmartMesh-<br />

Funknetzwerke von Dust Networks.<br />

Jetzt können hochgenaue<br />

Messungen an Stellen erfolgen,<br />

an denen dies bisher nicht möglich<br />

war.“<br />

Ein Anwendungsbeispiel ist<br />

das Referenzboard für drahtlose<br />

Strommessung, DC2369A,<br />

das den Operationsverstärker<br />

LTC2063, das SmartMesh-IP-<br />

Modul LTP5901-IPM und weitere<br />

Micropower-Komponenten<br />

zu einer galvanisch getrennten<br />

Plattformen für Strommessungen<br />

kombiniert, die durch kleine Batterien<br />

gespeist wird und mit einer<br />

Batterieladung jahrelang läuft.<br />

Analog Devices, Inc.<br />

http://lt.linear.com<br />

www.analog.com<br />

Analog Devices, Inc. präsentierte<br />

mit dem LTC2063 einen driftfreien<br />

Operationsverstärker, der<br />

sich bei einer Betriebsspannung<br />

von 1,8 V mit einem Stromverbrauch<br />

von nur 1,3 µA typ. (2 µA<br />

max.) begnügt. Dieser Micropower-Operationsverstärker<br />

zeichnet<br />

sich durch kompromisslose<br />

Spezifikationen aus, u.a. durch<br />

eine maximale Eingangs-Offsetspannung<br />

von nur 5 µV bei<br />

25 °C und eine maximale Temperaturdrift<br />

von nur 0,06 µV/K<br />

im Bereich von -40 bis +125 °C.<br />

Der maximale Eingangs-Biasstrom<br />

beträgt nur 15 pA bei 25<br />

°C bzw. 100 pA über den Temperaturbereich<br />

von -40 bis +125<br />

°C. Diese hervorragenden Eingangsspezifikationen<br />

erlauben<br />

die Verwendung hochohmiger<br />

Gegenkopplungswiderstände.<br />

Dadurch bleibt der Stromverbrauch<br />

gering, ohne dass die<br />

Genauigkeit leidet – auch bei<br />

höheren Temperaturen.<br />

Rail-to-rail-Eingänge und -Ausgänge<br />

vereinfachen den Betrieb<br />

an einer unipolaren Spannungsquelle<br />

und vergrößern den<br />

Dynamikbereich. Der Operationsverstärker<br />

enthält ein EMI-<br />

Filter mit einer Dämpfung von<br />

114 dB bei 1,8 GHz. Durch<br />

das geringe 1/f-Rauschen, wie<br />

es für die driftfreie Architektur<br />

typisch ist, eignet sich der<br />

LTC2063 bestens zur Verstärkung<br />

und Aufbereitung niederfrequenter<br />

Sensorsignale in<br />

industriellen und automobilen<br />

Hochtemperatursystemen sowie<br />

für mobile und Funksensornetzwerk-Anwendungen.<br />

Der LTC2063 ist im SOT-23-<br />

oder SC70-Gehäuse erhältlich.<br />

Die SC70-Version bietet einen<br />

Shutdown-Modus, der den Ruhestrom<br />

auf nur noch 90 nA reduziert.<br />

Das ermöglicht gepulste<br />

Sensoranwendungen mit ultrageringem<br />

Stromverbrauch während<br />

der inaktiven Perioden. Beispielsweise<br />

begnügt sich ein im<br />

Datenblatt beschriebener, mit<br />

kleinem Tastverhältnis arbeitender<br />

Sauerstoffsensor mit einem<br />

durchschnittlichen Stromverbrauch<br />

von nur 200 nA. „Der<br />

LTC2063 ermöglicht eine völlig<br />

neue Klasse von Präzisions-<br />

Messlösungen, die an beliebiger<br />

Stelle platziert werden<br />

Leistungsmerkmale:<br />

• sehr geringer Betriebsstrom:<br />

max. 2 µA<br />

• Offsetspannung: max. 5 µV<br />

• Offsetspannungsdrift: max.<br />

0,02 µV/K<br />

• Eingangs-Biasstrom: typ. 3<br />

pA, max. 30 pA (-40 bis +85<br />

°C), max. 100 pA (-40 bis<br />

+125 °C)<br />

• integriertes EMI-Filter<br />

(114 dB Dämpfung bei 1,8<br />

GHz)<br />

• Shutdown-Stromaufnahme:<br />

typ. 90 nA, max. 170 nA<br />

• Rail-to-Rail-Ein- und Ausgänge<br />

• Betriebsspannungsbereich:<br />

1,7 bis 5,25 V<br />

• AVOL: typ. 140 dB<br />

• geringer Ladungsverlust beim<br />

Hochfahren in gepulsten<br />

Anwendungen<br />

• spezifizierte Temperaturbereiche:<br />

-40 bis +85 °C & -40<br />

bis +125 °C<br />

• sechspoliges SC70- oder fünfpoliges<br />

TSOT-23-Gehäuse ◄<br />

68 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Bauelemente<br />

350-mA-Synchron-DC/DC-Abwärtsregler<br />

Anwendungen vorgeschriebenen<br />

EMV-Grenzwerte nach<br />

CISPR25, Class 5. Die kurze<br />

Mindest-On-Zeit von nur 45 ns<br />

ermöglicht es, bei einer konstanten<br />

Schaltfrequenz von 2 MHz,<br />

eine Eingangsspannung von 16<br />

V auf eine Ausgangsspannung<br />

ab 1,5 V umzusetzen. Durch die<br />

Kombination aus dem nur 2 mm<br />

x 2 mm großen DFN-Gehäuse<br />

oder dem thermisch optimierten,<br />

10-poligen MSOP-Gehäuse<br />

und der hohen Schaltfrequenz,<br />

die die Verwendung sehr kleiner<br />

externer Induktivitäten und<br />

Kondensatoren erlaubt, ist der<br />

LT8606 eine äußerst kompakte<br />

und thermisch effiziente Lösung.<br />

Analog Devices, Inc.<br />

http://lt.linear.com<br />

www.analog.com<br />

Analog Devices, Inc., die kürzlich<br />

Linear Technology Corporation<br />

übernommen hat, präsentierte<br />

jetzt den LT8606, einen<br />

350-mA-Synchron-Abwärts-<br />

Schaltregler für Eingangsspannungen<br />

bis 42 V. Durch seine<br />

einzigartige Synchrongleichrichter-Topologie<br />

erreicht der<br />

Regler bei - 2 MHz Schaltfrequenz<br />

- einen Wirkungsgrad von<br />

92%. Die hohe Schaltfrequenz<br />

ermöglicht es, störempfindliche<br />

Frequenzbänder wie z. B. AM-<br />

Rundfunk zu vermeiden und<br />

Leistungsmerkmale<br />

• Weiter Eingangsspannungsbereich: 3,0 V bis 42 V<br />

• Ultra-geringer Ruhestrom im Burst Mode®:<br />


Bauelemente<br />

Präzisions-<br />

Dämpfungsglieder für<br />

Millimeterwellen<br />

Für Frequenzen von DC bis<br />

50 GHz einsetzbar ist das neue<br />

koaxiale Präzisions-Dämpfungsglied<br />

HSWA2-63DR+<br />

von Mini-Circuits. Es besitzt<br />

50 Ohm Impedanz und dämpft<br />

Eingangsleistungen bis 1 W um<br />

3, 6, 10 oder 20 dB. Der Attenuator<br />

besitzt 2,4-mm-Anschlüsse<br />

male/female. Das SWR liegt bei<br />

typisch 1,2. Eine hohe Präzision<br />

und eine thermisch sowie<br />

mechanisch robuste Ausführung<br />

auf Basis von rostfreiem Stahl<br />

zeichnen diesen Attenuator aus.<br />

Das Gehäuse ist 22,12 mm lang<br />

und hat einen maximalen Durchmesser<br />

von 9,14 mm. Vielfältige<br />

Anwendungsmöglichkeiten finden<br />

sich in den Bereichen Anpassung,<br />

Anzeige, automatische<br />

Testaufbauten, Militär und Leistungsmessung.<br />

Weitere technische Daten<br />

• Arbeitstemperaturbereich<br />

-55 bis +100 °C<br />

• Lagertemperaturbereich<br />

-55 bis +100 °C<br />

• SWR bis/ab 26,5 GHz<br />

typ. 1,1/1,2, max. 1,35/1,7<br />

SMT-Bandfilter für<br />

1160...1400 MHz<br />

Der 50-Ohm-Bandpass CBP-<br />

1280F+ von Mini-Circuits ist<br />

ein koaxial aufgebauter keramischer<br />

Resonator im schirmenden<br />

Gehäuse für SMT mit<br />

26,7 x 22,2 mm Footprint. Das<br />

schmalbandige Filter kann aufgrund<br />

seiner guten mechanischen<br />

und elektrischen Eigenschaften<br />

einschließlich Temperaturverhalten<br />

vielseitig in den Bereichen<br />

Mobilfunk, Breitbandtechnik,<br />

drahtlose Netze, feste Drahtlostechnik<br />

oder Flugwesen und<br />

Radar eingesetzt werden.<br />

Weitere technische Daten<br />

• Arbeitstemperaturbereich<br />

-40 bis +85 °C<br />

• Lagertemperaturbereich<br />

-55 bis +100 °C<br />

• Eingangsleistung max. 1 W<br />

• Center-Frequenz<br />

typ. 1280 MHz<br />

• Durchlassdämpfung<br />

typ. 1 dB, max. 2 dB<br />

• SWR typ. 1,5 max. 1,9<br />

• Dämpfung DC bis 1 GHz min.<br />

20 dB, typ. 30 dB<br />

• SWR DC bis 1 GHz typ. 20<br />

• Dämpfung 1570...2700 MHz<br />

min. 20 dB, typ. 30 dB<br />

• SWR 1570...2700 MHz typ. 20<br />

Bidirektionaler<br />

hochbelastbarer<br />

Richtkoppler<br />

Der Richtkoppler BDCH-25-<br />

272 von Mini-Circuits wurde<br />

für den Einsatzfrequenzbereich<br />

zwischen 700 MHz und<br />

2,7 GHz entwickelt. Er lässt<br />

sich in 50-Ohm-Systemen mit<br />

Leistungen bis 150 W einsetzen<br />

und besitzt einen DC-Pfad für<br />

bis zu 2,5 A. Der Richtkoppler<br />

lässt sich aufgrund dieser Eigenschaften<br />

in leistungsfähigen Sendesystemen,<br />

etwa beim Rundfunk<br />

und in der Wehrtechnik,<br />

vielseitig einsetzen. Der Koppelfaktor<br />

beträgt typisch 26,4<br />

+/-0,5 dB (800 bis 2500 MHz).<br />

Auch das SWR erreicht gute<br />

Werte, der Return Loss wird<br />

mit typisch 29 dB für alle Ports<br />

angegeben. Das Gehäuse misst<br />

0,5 x 1 x 0,051 Zoll.<br />

Weitere technische Daten<br />

• Arbeitstemperaturbereich<br />

-55 bis +105 °C<br />

• Lagertemperaturbereich<br />

-55 bis +105 °C<br />

• Einfügedämpfung über theoretischem<br />

Wert von 0,01 dB<br />

typ. 0,2, max. 0,3 dB<br />

• Richtschärfe bei 700...2700<br />

(800...2500) MHz typ. 18<br />

(19,5) dB, min. 12 (13,5) dB<br />

• Return Loss Eingang/Ausgänge<br />

typ. 29, min. 21 dB<br />

Vierfach-Splitter/<br />

Combiner für 2 bis 18<br />

GHz<br />

Der neue Splitter/Combiner<br />

ZN4PD-02183+ von Mini-<br />

Circuits ist für den Frequenzbereich<br />

von 2 bis 18 GHz vorgesehen<br />

und kann in 50-Ohm-<br />

Systemen bis zu 30 W auf vier<br />

Ausgänge aufteilen bzw. von<br />

dort zusammenführen. Dabei<br />

besteht ein DC-Pass 600 mA<br />

bzw. 150 mA/Port. Die Isolation<br />

wird mit typisch 20 dB angegeben,<br />

die Amplituden-Unbalance<br />

mit typisch 0,3 dB, die Phasen-<br />

Unbalance mit typisch 3,5°. Der<br />

Baustein hat ein robustes Aluminiumgehäuse<br />

mit den Maßen<br />

2,5 x 4 x 0,38 Zoll (Anschlüsse<br />

SMA-f). Mögliche Anwendungen<br />

liegen in der drahtlosen<br />

Kommunikationstechnik,<br />

bei Empfängern und Sendern<br />

(CATV), in der Messtechnik<br />

(Labor), beim Zellularfunk und<br />

bei ISM-Lösungen.<br />

Weitere technische Daten<br />

• Arbeitstemperaturbereich<br />

-55 bis +100 °C<br />

• Lagertemperaturbereich<br />

-55 bis +100 °C<br />

• Verlustleistung max. 500 mW<br />

• Einfügedämpfung über den<br />

theoretischen 6 dB typ. 1 dB,<br />

max. 1,6 dB<br />

• Isolation min. 16 dB,<br />

typ. 20 dB<br />

• Amplituden-Unbalance max.<br />

0,8 dB<br />

• Phasen-Unbalance max. 6°<br />

• SWR Port S typ. 1,45, max. 1,8<br />

• SWR Port 1 bis 4<br />

typ. 1,35, max. 1,5<br />

Halbleiter-HF-SP2T-<br />

Schalter<br />

Der HSWA2-63DR+ von<br />

Mini-Circuits ist ein Zweifach-<br />

Umschalter (Single Pole 2<br />

Throw, auch SPDT Single Pole<br />

Double Throw) auf Halbleiterbasis<br />

für Frequenzen bis 6 GHz und<br />

Leistungen bis 30 dBm (CW).<br />

Er verbindet geringe Kosten<br />

mit einer hohen Isolation und<br />

einer kurzen Umschaltzeit. Der<br />

nominelle Betriebsspannungsbereich<br />

beträgt 2,7 bis 5,5 V.<br />

Dieser Schalter besitzt ein 4 x<br />

4 mm messendes 20-poliges<br />

MCLP-Gehäuse. Damit eignet<br />

sich das Produkt für eine breite<br />

Palette von HF-Anwendungen.<br />

Weitere technische Daten<br />

• Arbeitstemperaturbereich<br />

-40 bis +105 °C<br />

• Lagertemperaturbereich<br />

-65 bis +150 °C<br />

• Versorgungsspannung<br />

min. 0,3 V, max. 5,5 V<br />

• Versorgungsstrom pro Pin<br />

max. 800 mA<br />

• Steuerspannung<br />

min. -0,3 V, max. 3,6 V<br />

• Ein-Dämpfung 2...3 (4..5)<br />

GHz typ. 1 (1,25) dB, max.<br />

1,2 (1,55) dB<br />

• Isolation zum gemeinsamen<br />

Port 2...3 (4..5) GHz min. 65<br />

(52) dB, typ. 68 (57) dB<br />

• Isolation zum Umschalt-Ports<br />

2...3 (4..5) GHz min. 59 (62)<br />

dB, typ. 54 (60) dB<br />

• Return Loss alle Ports<br />

4...5 GHz typ. 15 dB<br />

• IP2 (3) typ. 110 (65) dBm<br />

• 1-dB-Kompression min.<br />

33 dB, typ. 35 dB<br />

■ Mini-Circuits<br />

www.minicircuits.com<br />

70 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Bauelemente<br />

350-mA-Synchron-DC/DC-Abwärtsregler<br />

Bild 1: 42-V/350-mA/2,2-MHz Synchron-DC/DC-Abwärtsregler für<br />

Eingangsspannungen von 3 bis 42 V<br />

Analog Devices<br />

www.analog.com<br />

Analog Devices, Inc., die kürzlich<br />

Linear Technology Corporation<br />

übernommen hat, präsentierte<br />

jetzt den LT8606, einen<br />

350-mA-Synchron-Abwärts-<br />

Schaltregler für Eingangsspannungen<br />

bis 42 V. Durch seine<br />

einzigartige Synchrongleichrichter-Topologie<br />

erreicht der<br />

Regler bei - 2 MHz Schaltfrequenz<br />

- einen Wirkungsgrad von<br />

92%. Die hohe Schaltfrequenz<br />

ermöglicht es, störempfindliche<br />

Frequenzbänder wie z. B. AM-<br />

Rundfunk zu vermeiden und<br />

winzige externe Bauelemente<br />

einzusetzen; dadurch erhält man<br />

eine äußerst kompakte Gesamtlösung.<br />

Im Standby-Betrieb ohne Last<br />

arbeitet der Regler im Burst<br />

Mode mit einem Ruhestrom von<br />

weniger als 3µA; der Chip eignet<br />

sich dadurch ideal für „Alwayson“-Systeme.<br />

Durch seinen weiten<br />

Eingangsspannungsbereich<br />

von 3 bis 42 V eignet sich der<br />

Regler für Automobil-Anwendungen,<br />

die auch in Kaltstartund<br />

Stop-Start- Situationen eine<br />

geregelte Spannung erfordern;<br />

der Chip funktioniert schon bei<br />

Eingangsspannungen ab 3,0V<br />

und widersteht Transienten von<br />

über 40 V, wie sie bei einem<br />

plötzlichen Lastabfall an der<br />

Lichtmaschine auftreten können.<br />

Die internen 650-mA-Schalter<br />

liefern maximal 350 mA Dauer-<br />

Ausgangsstrom.<br />

Niedrige Dropout-<br />

Spannung<br />

Der LT8606 hat unter allen<br />

Betriebsbedingungen eine sehr<br />

niedrige Dropout-Spannung<br />

von nur 175 mV bei 300 mA.<br />

Der Regler kommt dadurch in<br />

Automobil-Anwendungen problemlos<br />

mit Kaltstartbedingungen<br />

zurecht. Störstrahlung und<br />

Störspannung werden durch<br />

Spread-Spectrum-Frequenzmodulation<br />

und spezielle Designtechniken<br />

minimiert. Der Regler<br />

erfüllt die in vielen Automobilund<br />

industriellen Anwendungen<br />

vorgeschriebenen EMV-Grenzwerte<br />

nach CISPR25, Class 5.<br />

Die kurze Mindest-On-Zeit von<br />

nur 45 ns ermöglicht es, bei einer<br />

konstanten Schaltfrequenz von<br />

2 MHz, eine Eingangsspannung<br />

von 16 V auf eine Ausgangsspannung<br />

ab 1,5 V umzusetzen.<br />

Durch die Kombination<br />

aus dem nur 2 x 2 mm großen<br />

DFN-Gehäuse oder dem thermisch<br />

optimierten, 10-poligen<br />

MSOP-Gehäuse und der hohen<br />

Schaltfrequenz, die die Verwendung<br />

sehr kleiner externer<br />

Induktivitäten und Kondensatoren<br />

erlaubt, ist der LT8606 eine<br />

äußerst kompakte und thermisch<br />

effiziente Lösung.<br />

Der LT8606 vereint auf einem<br />

einzigen Chip zwei energieeffiziente<br />

Leistungsschalter,<br />

die notwendige Boost-Diode,<br />

einen Oszillator sowie die komplette<br />

Steuerungselektronik und<br />

Logik. Der Burst-Mode-Betrieb<br />

gewährleistet bei niedrigen<br />

Ausgangsströmen einen hohen<br />

Wirkungsgrad und eine geringe<br />

Ausgangsspannungswelligkeit<br />

von weniger als 10mV SS . Spezielle<br />

Design-Techniken und ein<br />

Hochgeschwindigkeitsprozess<br />

ermöglichen einen hohen Wirkungsgrad<br />

über einen weiten<br />

Eingangsspannungsbereich, und<br />

die Current-Mode-Topologie<br />

sorgt für kurze Einschwingzeiten<br />

und hervorragende Regelschleifenstabilität.<br />

Als weitere<br />

Besonderheiten bietet der Chip:<br />

interne Kompensation, „Power-<br />

Good“-Flag, Ausgangs-Soft-<br />

Start/Tracking und Übertemperaturschutz.<br />

Der LT8606EDC verwendet ein<br />

2 x 2 mm großes, 8-poliges DFN-<br />

Gehäuse, der LT8606EMSE ein<br />

thermisch optimiertes MSOP-<br />

10-Gehäuse. Die für industrielle<br />

Anwendungen vorgesehenen<br />

Versionen LT8606IDC<br />

und LT8606IMSE sind für den<br />

Sperrschichttemperaturbereich<br />

von –40 bis +125 °C spezifiziert<br />

und werden auch über diesen<br />

Temperaturbereich getestet. ◄<br />

CelsiStrip ®<br />

Thermoetikette registriert<br />

Maximalwerte durch<br />

Dauerschwärzung.<br />

Bereich von +40 ... +260°C<br />

GRATIS Musterset von celsi@spirig.com<br />

Kostenloser Versand ab Bestellwert<br />

EUR 200 (verzollt, exkl. MwSt)<br />

Bild 2: Links: Typische Applikationsschaltung für einen Abwärtsregler 5 W, 2 MHz mit dem LT8606.<br />

Rechts: Wirkungsgrad eines 12 V EIN zu 5 V AUS – Abwärtsreglers<br />

www.celsi.com<br />

www.spirig.com<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 71


Bauelemente<br />

PIN-Dioden-Schalter auf AlGaAs-Basis<br />

Typ Frequenz Einfügedämpfung Isolation<br />

MASW-011094 24...37 GHz 0,6 dB bei.<br />

28...34 GHz<br />

MASW-011029 60...110<br />

GHz<br />

1,3 dB bei.<br />

75...100 GHz<br />

MASW-011087 14...38 GHz 0,9 dB bei.<br />

16...35 GHz<br />

Tabelle 1<br />

>26 dB bei .<br />

26...37 GHz<br />

33 dB bei.<br />

75...100 GHz<br />

32 dB bei.<br />

16...35 GHz<br />

M/A-Com Technology Solutions,<br />

Inc. (Macom) hat seine<br />

AlGaAs-Familie um drei PIN-<br />

Dioden-Schalter erweitert. Da<br />

heutige Multi-Market-Kunden<br />

nach mehr Bandbreite verlangen,<br />

wird die Verwendung hoher<br />

Frequenzen immer mehr zu<br />

einer Notwendigkeit. Im E- und<br />

W-Band sind die Übertragungsverluste<br />

und die Signalintegrität<br />

entscheidend für die Effizienz<br />

der Systeme.<br />

D i e E i g e n s c h a f t e n d e r<br />

A l G a A s - Te c h n o l o g i e i n<br />

HF/µW-Anwendungen sorgt<br />

dafür, dass sich mit PIN-basierten<br />

AlGaAs-Schaltern bei diesen<br />

hohen Frequenzen minimale<br />

Signalverluste erzielen lassen.<br />

Auf der Basis seiner AlGaAs-Technologie<br />

entwickelte<br />

Macom den MASW-011094,<br />

einen Hochleistungs-PIN-Dioden-Schalter<br />

in SPDT-Konfiguration<br />

für das Ka-Band, den<br />

MASW-011029, einen breitbandigen<br />

PIN-Dioden-Schalter<br />

in SP3T-Konfiguration und den<br />

MASW-011087, einen PIN-Dioden-Schalter<br />

in SP4T-Konfiguration<br />

für das Ka-Band.<br />

Die geringen Verluste reduzieren<br />

das erzeugte Rauschen, während<br />

gleichzeitig die Integrität<br />

des Sende- und Empfangssignals<br />

gewahrt bleibt. Darüber<br />

hinaus ist dank der niedrigeren<br />

Verluste weniger Kompensationsaufwand<br />

im weiteren Verlauf<br />

der HF/µW-Signalkette<br />

nötig. Obwohl es auch andere<br />

Technologien gibt, haben AlGaAs-basierte<br />

Schalter durch ihre<br />

Eignung für hohe Leistungen<br />

und ihre geringen Verluste klare<br />

Vorteile zu bieten. Ein diskreter<br />

Hetero struktur-AlGaAs-PIN-<br />

Dioden-Schalter erzielt gegenüber<br />

anderen Schaltern dieser<br />

Klasse eine Halbierung der<br />

Hochfrequenz-Einfügedämpfung,<br />

was sich durch zuverlässige<br />

System-Performance in<br />

den höheren Frequenzbändern<br />

äußert.<br />

Durch Bandlücken-Engineering<br />

wurden in der Mikrowellen-<br />

Industrie seit mehr als 20 Jahren<br />

neuartige Halbleiterstrukturen<br />

entwickelt. Mithilfe der Eigenschaften<br />

mehrerer Quantentöpfe,<br />

Überstrukturen und Heterostrukturen<br />

wurde eine neue Art<br />

von Halbleitern geschaffen, die<br />

wiederum mithilfe der Molekularstrahl-Epitaxie<br />

und der<br />

metallorganischen Gasphasen-<br />

Epitaxie hergestellt werden.<br />

Diese Bandlücken-Prinzipien<br />

wurden auf die Entwicklung der<br />

patentierten AlGaAs-Technologie<br />

von Macom angewandt, was<br />

zu einem beträchtlichen Fortschritt<br />

in der HF-Performance<br />

von PIN-Dioden führte.<br />

„Diese Bauelemente ergänzen<br />

unsere bestehende Serie breitbandiger<br />

AlGaAs-Schalter“,<br />

sagt Jack Kennedy, Senior Vice<br />

President und General Manager,<br />

Aerospace & Defense Solutions<br />

bei Macom. „Wir haben außerdem<br />

die Bias-Netzwerk-Chips<br />

MABT-011000, MA4BN1840-1<br />

und MA4BN1840-2 für die<br />

bestehende Breitband-Serie<br />

MA4AGSW entwickelt, sodass<br />

wir nun insgesamt ein breitgefächertes<br />

Angebot für einen<br />

großen Umfang an Breitbandanwendungen<br />

zu bieten haben.“<br />

Auf der AlGaAs-Technologie<br />

von Macom basierend, ist die<br />

Familie von AlGaAs- Produkten<br />

durch die Eignung für Frequenzen<br />

bis 110 GHz, hohe<br />

Isolation und eine geringe Einfügedämpfung<br />

gekennzeichnet.<br />

Die Bauelemente sind als reflektive<br />

oder terminierte Versionen<br />

erhältlich, sodass der Kunde<br />

die Auswahl unter einem breiten<br />

Angebot an Hochleistungs-<br />

Bauteilen hat.<br />

Muster sind umgehend verfügbar.<br />

Finale Datenblätter und<br />

zusätzliche Produktinformationen<br />

gibt es auf der Macom-<br />

Website. Einige Performance-<br />

Parameter der drei Schalter<br />

bringt Tabelle 1.<br />

■ M/A-Com Technology<br />

Solutions, Inc.<br />

www.macom.com<br />

72 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Bauelemente<br />

Temperaturvariable Abgleichwiderstände<br />

Sota (Vertrieb: Kamaka Electronic Bauelemente<br />

Vertriebs GmbH) ist ein anerkannter<br />

Marktführer von Hi-Rel-Widerstandskomponenten.<br />

Die temperaturvariablen<br />

Abgleichwiderstände (TVAs) bieten<br />

den Verbrauchern daher exzellente Eigenschaften.<br />

Die Gehäusegröße beträgt 0,15<br />

x 0,125 x 0,018 Zoll.<br />

Es kann zwischen drei Temperaturkoeffizienten<br />

der Dämpfungswerte (TCA)<br />

gewählt werden: -0,003, -0,007 und -0,009.<br />

Die Dämpfungswerte liegen zwischen 1<br />

und 10 dB. Die Komponenten besitzen<br />

zudem ein planares Design mit lötbaren<br />

oder bedrahtbaren Anschlüssen für die<br />

Hybridtechnologie. Im Vergleich zur<br />

aktiven Temperaturkompensationsschaltung<br />

haben die Abgleichwiderstände von<br />

Sota eine geringere Signalverzerrung, eine<br />

geringe Intermodulation und einen geringeren<br />

Phasenübergang.<br />

■ Kamaka Electronic Bauelemente<br />

Vertriebs GmbH<br />

www.kamaka.de<br />

Keramische Vielschicht-Chipkondensatoren für<br />

Pulsentladungen<br />

Von Novacap, einer Marke von<br />

Knowles Capacitors, sind keramische<br />

Vielschicht-Chipkondensatoren,<br />

dediziert für Pulsentladungen<br />

in Anwendungen wie<br />

elektronische Zünder, Kampfmittel<br />

sowie Ölfeld-Prospektion<br />

und -Erschließung, erhältlich.<br />

Diese Kondensatoren bieten<br />

die außergewöhnliche Zuverlässigkeit,<br />

welche durch keramische<br />

Vielschicht-Herstellung<br />

mithilfe von fortschrittlichen<br />

Keramik- und Elektrodenrezepturen<br />

möglich wird, mit dünnen,<br />

dichten und präzisen Dielektrikumsschichten,<br />

um einzigartige<br />

und diffizile Anforderungen<br />

mit un übertroffener Qualität<br />

zu erfüllen. Die Energiedichte<br />

übertrifft die von konventionellen<br />

Klasse-1-Materialien und<br />

liefert exzellente Pulse kurzer<br />

Dauer bei Temperaturen von bis<br />

zu 200 °C.<br />

Dielektrikumsrezeptur<br />

Diese Hochtemperatur- und<br />

Hochenergiekondensatoren werden<br />

mit einer Dielektrikumsrezeptur<br />

gefertigt, die ausgelegt<br />

ist für den zuverlässigen Betrieb<br />

unter einzelnen oder multiplen,<br />

repetitiven Pulsen hoher<br />

Energie, welche in typische<br />

EFI- (Exploding Foil Initiator)<br />

und LEEFI-Schaltungen (Low<br />

Energy Exploding Foil Initiator)<br />

feuern, wo die resistiven Lasten<br />

im Bereich zwischen 0,1 und<br />

0,25 Ohm liegen.<br />

Die Entladungspulsbreite, welche<br />

typisch unter 100 ns liegt,<br />

wird mit den Lastbedingungen<br />

variieren, welche von den induktiven<br />

und resistiven Lastkomponenten<br />

beeinflusst werden.<br />

Aufgrund des außergewöhnlich<br />

niedrigen ESR und der niedrigen<br />

Signalverzerrung eignen<br />

sich die Bauteile für weitere<br />

Hochtemperaturanwendungen,<br />

wie Stromversorgungsfilterung,<br />

Energiespeicherung und Kopplung/Entkopplung.<br />

Alle Teile werden zu 100%<br />

mittels Pulstests geprüft und<br />

bei Temperaturextremen bis zu<br />

200 °C evaluiert, konform zu<br />

den Explosionsbedingungen bei<br />

Zündern für Kampfmittel und<br />

Ölfeld-Exploration/Seismik. Als<br />

weiteres Sicherheitsfeature sind<br />

diese Pulsenergiekondensatoren<br />

mit integrierten Ableitwiderständen<br />

mit unterschiedlichen<br />

Widerstandswerten lieferbar.<br />

Viele Größen<br />

Die Bauteile werden in Chipgrößen<br />

von 1825 bis 7565 angeboten,<br />

andere Größen, Spannungen<br />

und Nennkapazitäten sind in<br />

Einzel-, Serien- und Serien/<br />

Parallel-Arrangements für kundenspezifische<br />

Anwendungen<br />

verfügbar und bieten außergewöhnliche<br />

Entladungsenergie<br />

bei erhöhten Spannungen. Ein<br />

500-MOhm-Sicherheits-Ableitwiderstand<br />

ist Standard, andere<br />

Werte sind ebenfalls verfügbar.<br />

Die Entwicklungsingenieure<br />

von Novacap sind bereit, um bei<br />

der Entwicklung der passenden<br />

Lösung zu helfen.<br />

■ Knowles (UK) Ltd.<br />

www.knowlescapacitors.com<br />

5 - ) 6 4 , - 7 6 5 + 0 ) ,<br />

/ > 0<br />

1 D H <br />

2 = H J A H <br />

B <br />

<br />

H<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

- 6 9 1 + 7 / > E I " / 0 <br />

5 ) 6 - 1 6 - 7 1 ) 6 1 <br />

. - 4 6 1 / 7 / 5 ; 5 6 - - / - 4 6 -<br />

0 . 2 - 6 - <br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 73


Bauelemente<br />

HF- und Mikrowellenbauteile im<br />

Hosentaschenformat<br />

Im Labor und während der Entwicklung<br />

eines Projekts werden häufig spezielle Bauelemente<br />

benötigt. Sie sollen natürlich - auch<br />

in Kleinstmengen - schnell verfügbar und<br />

leicht handelbar sein. Selbst wenn kleine<br />

Mengen möglich sind, ist die Bauform für<br />

den unkomplizierten Einsatz im Labor meist<br />

ungeeignet. So müssen z.B. kleine SMD-<br />

Bauformen erst für den Einsatz präpariert<br />

werden und sind nicht sofort einsetzbar.<br />

Es gibt heute diverse „Hilfsmittel“, wie z.B.<br />

Evaluierungs-Boards, oder für HF-Bauelemente<br />

auch sogenannte Test-Fixtures. Dies<br />

sind Apparaturen in denen die HF-Bauelemente<br />

leicht eingesetzt und getestet werden<br />

können.<br />

Wirklich spezialisiert hat sich US Hersteller<br />

Crystek mit einer Vielzahl von HF-<br />

Bauelementen, die prädestiniert sind für<br />

den Laboreinsatz und bei der Entwicklung.<br />

Hierzu gehört eine große Auswahl an vorkonfektionierten<br />

HF-Kabeln, RedBox- und<br />

Pocket-Produkten. Zu den RedBox-Produkten<br />

zählen z.B. VCOs, Verstärker, Duale<br />

DC Spannungsquellen, Bias Tees oder leere<br />

Boxen für den individuellen Gebrauch. Alle<br />

RedBox-Produkte sind mit SMA Anschlüssen<br />

versehen. Zu den Pocket-Produkten<br />

zählen diverse HF-Bauteile wie z.B. HF-<br />

Leistungsmesser, DC-Blocks, Dämpfungsglieder,<br />

Hoch-, Hoch-, Tief-, Bandpass- und<br />

SAW Filter, passive Frequenzverdoppler<br />

und Frequenzquellen (Referenzoszillatoren).<br />

Sie sind in einem robusten und<br />

kompakten Metallgehäuse mit SMA- oder<br />

BNC- Anschlüssen untergebracht. Im Labor,<br />

bei der Entwicklung, oder für Vertriebsmitarbeiter,<br />

die Oszilloskope, Spektrum Analysatoren<br />

und andere Systeme testen oder<br />

vorstellen, ohne schwere Signalgeneratoren<br />

nutzen zu müssen, ist das ein enormer Vorteil.<br />

Nachfolgend werden die erwähnten Produktreihen<br />

etwas näher erläutert.<br />

RedBox-Produkte mit<br />

SMA-Anschlüssen<br />

und einer Größe von<br />

knapp 32 x 32 x 15 mm<br />

(1.25 x 1.25 x 0.59“)<br />

VCOs im RedBox-Package (Bild 1) mit<br />

SMA-Anschlüssen gibt es in über 300 Frequenzbereichen<br />

ab 38 MHz bis über 6 GHz,<br />

mit verschiedenen Versorgungsspannungen<br />

von 2 bis 15 V DC , diversen Push-Pull Abstufungen<br />

und Tuning Empfindlichkeiten.<br />

Bild 1<br />

Bild 2<br />

Rauscharme Verstärker von 100 MHz bis<br />

6 GHz sind mit drei SMA-Anschlüssen ausgestattet:<br />

Eingang, Ausgang und Stromversorgung<br />

+5 V mit knapp 60 mA Stromverbrauch.<br />

Der Breitbandverstärker hat eine<br />

kleine Signalverstärkung von 18 dB mit einer<br />

Ausgangsleistung von 17 dBm. Die typische<br />

Rauschunterdrückung liegt bei 3.5 dB, der<br />

IP3 erreicht +30 dBm. Applikationen für<br />

diesen Verstärker sind zum Beispiel IF- oder<br />

HF-Trennverstärker, Basisstationen oder<br />

Laboranwendungen. (Bild 2)<br />

Bild 3<br />

Die Bias-Tees decken den Bereich von<br />

50 MHz bis 6 GHz ab. Einige Daten: niedriger<br />

Eingangsverlust von typ. 0.5 dB bei<br />

2 GHz, hohe Isolation von typ. 35 dB bei<br />

1 GHz, großer Arbeitstemperaturbereich von<br />

-40 bis +85 °C, 2 W HF-Leistung, 15 V DC<br />

Spannung und 1 A Eingangsstrom. (Bild 3)<br />

Auch duale DC-Spannungsquellen sind<br />

im robusten RedBox-Gehäuse mit SMA-<br />

Anschlüssen verfügbar. Sie liefern - nach<br />

Anschluss einer 6-V DC -Spannungsquelle<br />

- zwei saubere Ausgangsspannungen mit<br />

je 250 mA Belastbarkeit. Erhältlich sind<br />

Ausführungen mit Ausgangsspannungen<br />

von 1.8, 2.5, 3.3 und 5 V DC . Sie sind prädestiniert<br />

für den Laboreinsatz, wenn eine<br />

Gleichstromquelle mit zwei Ausgangsspannungen<br />

benötigt wird.<br />

Darüber hinaus sind leere RedBoxen mit drei<br />

oder vier SMA-Anschlüssen für den individuellen<br />

Einsatz verfügbar. Sie haben ein<br />

robustes Aluminiumgehäuse in der Größe<br />

von knapp 32x32x15 mm, sind vielseitig<br />

einsetzbar und erlauben eine Leiterplattendicke<br />

von 0,8 mm für eine exakt mittige<br />

Verbindung.<br />

Pocket-Produkte mit SMA- und<br />

BNC-Anschlüssen im robusten<br />

Metallgehäuse<br />

Die BNC-Versionen verwenden einen<br />

Metallzylinder mit 14 mm Durchmesser und<br />

einer Gesamtlänge inkl. BNC-Anschlüssen<br />

- von knapp 66 mm. Die SMA-Versionen<br />

werden als Metallzylinder mit 11 mm Durchmesser<br />

und einer Gesamtlänge inkl.SMA-<br />

Anschlüssen - von 38 mm geliefert.<br />

Nachfolgend eine kleine<br />

Produktübersicht:<br />

Bild 4<br />

Leistungsdetektoren im stabilen Metallgehäuse<br />

und SMA-Anschlüssen für kostengünstige<br />

HF-Leistungsmessung. Einsatzgebiet<br />

in mobilen Messgeräten und im<br />

Labor. Einige Daten: Frequenzbereich von<br />

10 MHz bis 4 GHz, Signalmessbereich -10<br />

dBm bis +10 dBm, maximales Eingangssignal<br />

+30 dBm, 100 pF Video-Kapazität,<br />

Arbeitstemperaturbereich von -20 bis +70<br />

°C (Bild 4).<br />

Hochpass-Filter 7ter Ordnung (Tschebyscheff)<br />

im robusten Metallgehäuse mit<br />

50-Ohm-BNC-Anschlüssen sind perfekt<br />

für den Einsatz im Labor und für Testgeräte<br />

geeignet. Die Filter für Frequenzen<br />

von 10 MHz, 25 MHz, 45 MHz, 50 MHz,<br />

74 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Bauelemente<br />

Bild 5<br />

80 MHz, 100 MHz und 150 MHz erreichen<br />

eine hohe Unterdrückung von Frequenzen<br />

außerhalb des angegebenen Frequenzbandes,<br />

sind mit 4 W/+36 dBm HF belastbar und<br />

haben einen Arbeitstemperaturbereich von<br />

-40 bis +85 °C (Bild 5).<br />

Bild 6<br />

Hochpass-Filter 7ter Ordnung (Butterworth)<br />

mit 50-Ohm-SMA-Anschlüssen<br />

sind erhältlich für die Frequenzen 100<br />

MHz, 300 MHz, 500 MHz, 700 MHz und<br />

1 GHz haben ebenfalls eine hohe Unterdrückung<br />

im Sperrbereich. Leistung und<br />

Temperaturbereich entsprechen den BNC-<br />

Versionen (Bild 6).<br />

Tiefpass-Filter 9ter Ordnung (Tschebyscheff)<br />

im robusten Metallgehäuse und<br />

50-Ohm BNC-Anschlüssen sind perfekt für<br />

den Einsatz im Labor und für Testgeräte<br />

geeignet. Die Filter haben hohe Dämpfung<br />

im Sperrbereich und sind für Durchlassbereiche<br />

von DC – 4 MHz, 7 MHz, 10 MHz,<br />

15 MHz, 21 MHz, 25 MHz, 50 MHz, 70<br />

MHz und 90 MHz erhältlich und vertragen<br />

eine Leistung von 4 W bei einem Arbeitstemperaturbereich<br />

von -40 bis +85 °C.<br />

Bild 7<br />

Tiefpass-Filter 7ter Ordnung (Tschebyscheff)<br />

im robusten Metallgehäuse mit<br />

50-Ohm-SMA-Anschlüssen haben Eigenschaften<br />

wie die BNC-Versionen und sind<br />

für die Freqenzbereiche von DC – 50 MHz,<br />

100 MHz bis 1 GHz in 100-MHz-Schritten<br />

und weiter bis 2.4 GHz in 200-MHz- und<br />

400-MHz-Schritten erhältlich (Bild 7).<br />

Bild 8<br />

Bandpass /SAW-Filter mit 50-Ohm-SMA-<br />

Anschlüssen werden in einem robusten<br />

Metallgehäuse geliefert und bieten Centerfrequenzen<br />

von 433.9 bis 2441.8 MHz<br />

sowie Bandpassbreiten von 7 MHz bis 83.5<br />

MHz (Bild 8)<br />

Bild 9<br />

Dämpfungsglieder mit BNC- Anschlüssen<br />

zeichnen sich durch folgende Daten aus:<br />

Impedanz 50 Ohm, Belastbarkeit 2 W, Arbeitstemperaturbereich<br />

von -40 bis +85 °C,<br />

Dämpfungstoleranz von ±0.3 dB, Frequenzbereich<br />

DC bis 1 GHz, Dämpfungswerte<br />

von 1 dB bis 20 dB. (Bild 9)<br />

Bild 10<br />

Dämpfungsglieder mit SMA-Anschlüssen<br />

sind durch folgende Daten charakterisiert:<br />

Impedanz 50 Ohm, Dämpfungen von 1 dB<br />

bis 20 dB, Belastbarkeit 0.5 W und 1 W,<br />

Arbeitstemperaturbereich -40 bis +85 °C,<br />

Dämpfungstoleranz ±0.3, 0.5 und 1 dB, Frequenzbereich<br />

von DC bis 3 GHz. (Bild 10)<br />

Frequenzverdoppler im robusten Metallgehäuse<br />

mit SMA-Anschlüssen wurden<br />

ebenfalls für Test- und Laboranwendungen<br />

entwickelt. Eine Version verdoppelt die Eingangsfrequenzen<br />

von 0.85 GHz bis 2 GHz<br />

auf 1.7 GHz bis 4 GHz. Der Input-drive-<br />

Level beträgt +10 dBm bis +20 dBm, die<br />

Isolation liegt bei 33 dB und der Wandlungsverlust<br />

bei typ. 15 dB. Die zweite Ausführung<br />

verdoppelt Eingangsfrequenzen von 2<br />

GHz bis 4 GHz auf 4 GHz bis 8 GHz. Der<br />

input-drive-Level beträgt +10 dBm bis +20<br />

dBm, die Isolation liegt bei 33 dB und der<br />

Wandlungsverlust bei typisch 13 dB. Der<br />

Bild 11<br />

Arbeitstemperaturbereich geht von -40 bis<br />

+85 °C (Bild 11).<br />

DC Blocks haben einen Frequenzbereich<br />

von 300 MHz bis 3 GHz. Sie zeichnen sich<br />

durch einen sehr geringen Eingangsverlust<br />

von max. 0.5 dB, einen flachen Frequenzgang<br />

und eine hohe Rückflussdämpfung<br />

bis 3 GHz aus. Die DC-Eingangsspannung<br />

beträgt maximal 16 V DC , bei einem Arbeitstemperaturbereich<br />

von -55 bis +90 °C.<br />

Frequenzquellen stehen mit den Pocket-<br />

Oszillatoren im robusten Metallgehäuse<br />

zur Verfügung. Es gibt drei verschiedene<br />

Referenz-Oszillatoren:<br />

CPRO low-jitter HCMOS-Oszillatoren mit<br />

SMA-Anschlüssen gibt es für Frequenzen<br />

von 4 MHz bis 156.25 MHz, mit 25ppm<br />

Frequenzstabilität im Temperaturbereich<br />

von 0 - 70 °C, bei einer Eingangsspannung<br />

von 3.3 V<br />

Die PPRO Serie, ein 3V-clipped-sine TCXO<br />

mit einer Frequenzstabilität von maximal<br />

2.5ppm im Temperaturbereich von -20 bis<br />

+75 °C für Frequenzen von 10 MHz bis 40<br />

MHz (Bild 12).<br />

CPROBS5-True-sinewave SAW-Oszillatoren<br />

mit BNC-Anschlüssen, 10 MHz und<br />

100 MHz, 25ppm Frequenzstabilität von<br />

0 bis 70 °C und 5V Versorgungsspannung<br />

sowie die RFPRO mit SMA-Anschlüssen,<br />

3.3V Versorgung, -150 bis 100ppm Frequenzstabilität<br />

von -20 bis +70 °C, für die<br />

Referenzfrequenzen 500 MHz und 1 GHz.<br />

Bild 12<br />

Umfassende Laborsortimente mit Standardprodukten,<br />

oder individuell zusammengestellt<br />

sind erhältlich (Bild 12).<br />

Autor: Falko Ladiges<br />

WDI AG, fladiges@wdi.ag<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 75


Test & Measurement<br />

Five Steps to Selecting the Right<br />

RF Power Amplifier<br />

AR Modular RF<br />

www.ar-worldwide.com<br />

You need an RF power amplifier.<br />

You have measured the<br />

power of your signal and it is<br />

not enough. You may even have<br />

decided on a power level in watts<br />

that you think will meet your<br />

needs. Are you ready to shop<br />

for an amplifier of that wattage?<br />

With so many variations<br />

in price, size, and efficiency<br />

for amplifiers that are all rated<br />

at the same number of watts<br />

many RF amplifier purchasers<br />

are unhappy with their selection.<br />

Some of the unfortunate results<br />

of amplifier selection by watts<br />

include: unacceptable distortion<br />

or interference, insufficient gain,<br />

premature amplifier failure, and<br />

wasted money. Following these<br />

five steps will help you avoid<br />

these mistakes:<br />

Step 1 - Know Your Signal<br />

Step 2 - Do the Math<br />

Step 3 - Window Shopping<br />

Step 4 - Compare Apples to<br />

Apples<br />

Step 5 - Bells and Whistles<br />

Step 1 – Know Your<br />

Signal<br />

You need to know two things<br />

about your signal: what type of<br />

modulation is on the signal and<br />

the actual Peak power of your<br />

signal to be amplified. Knowing<br />

the modulation is the most<br />

important as it defines broad<br />

variations in amplifiers that will<br />

provide acceptable performance.<br />

Knowing the Peak power of your<br />

signal will allow you calculate<br />

your gain and/or power requirements<br />

in later steps.<br />

Signal Modulation and<br />

Power- CW, SSB, FM, and<br />

PM are easy<br />

To avoid distortion, amplifiers<br />

need to be able to faithfully process<br />

your signal’s peak power.<br />

No matter what the modulation<br />

type is, you need to know the<br />

peak power. Fortunately, for<br />

many modulation types average<br />

power is the same as peak<br />

power: CW, SSB (single tone<br />

and voice), FM, and Phase<br />

Modulation all have average<br />

equal to peak power. The power<br />

in these RF carriers is relatively<br />

easy to measure with an average<br />

power meter, a spectrum analyzer,<br />

or an RF wattmeter. Many<br />

RF amplifiers are rated for CW<br />

power, so that spec will apply for<br />

SSB (single tone and voice), FM,<br />

and PM signals as well.<br />

Watch Out for Amplitude<br />

Modulation<br />

AM peak power depends on<br />

the percentage of modulation,<br />

but you should allow for 100%<br />

modulation, which creates signal<br />

peaks of 4 x the un-modulated<br />

carrier, or +6 dB. That means<br />

that you would need a 400 W<br />

amp to faithfully amplitude<br />

modulate a 100 W CW signal.<br />

If you have less power available,<br />

or “headroom”, your amplifier<br />

will be operating in compression,<br />

which will distort the signal<br />

76 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


RF & Wireless<br />

Modulation Format Approx. PAR (dB) Without CFR Approx. PAR (dB) With CFR<br />

64QAM 3.7 N/A<br />

8VSB 6.5...8.1 4...6<br />

W-CDMA (DL) 10.6 2.2...6.5<br />

WIMAX/OFDM/WLAN 12...13 6...7<br />

by “clipping” or cutting off the<br />

peaks of the waveform.<br />

AM Peak Power (dBm) = CW<br />

Power (dBm) + 6 dB (100%<br />

modulation)<br />

AM Peak Power (Watts) = CW<br />

Power (Watts) x 4 (100% modulation)<br />

A 100 W amplifier will begin to<br />

clip a 100 W carrier as soon as<br />

any AM is applied. Clipping is<br />

a form of distortion that causes<br />

more problems than just reducing<br />

signal “readability”. Clipping<br />

also causes increased harmonic<br />

products in the form of<br />

carriers of substantial power,<br />

which can cause interference<br />

far off-frequency. Note that AM<br />

average power is not the same as<br />

CW average power, as it varies<br />

with the modulation depth.<br />

Multi-Tone and Complex<br />

Modulation Peak Power<br />

If your signal is composed of<br />

multiple discrete CW, SSB, FM<br />

or PM carriers, you can essentially<br />

add the powers of all the<br />

carriers to arrive at a peak power<br />

level. If the number of carriers<br />

is dynamic, or the signal is<br />

created by complex (phase and<br />

amplitude) modulation you will<br />

need to resort to other means<br />

of measurement. If you have a<br />

peak power meter, and you are<br />

sure no other significant contributions<br />

to the signal power<br />

are present, it should provide a<br />

valid peak measurement. Checking<br />

with a spectrum analyzer<br />

is always prudent to be sure of<br />

what a broadband power sensor<br />

is “seeing”. Lacking a peak<br />

power meter, a spectrum analyzer<br />

with a broadband statistical<br />

power measurement like CCDF,<br />

or a format-specific analyzer that<br />

can report peak power, with an<br />

average power measurement<br />

you can estimate a peak power<br />

level based on your signal format<br />

Peak-to-Average Ratio<br />

(PAR) or Crest Factor. For example,<br />

64QAM has a PAR value<br />

of about 3.7 dB. PAR actually<br />

uses the RMS value, not average,<br />

so add 1.5 dB to the average<br />

power to get RMS power.<br />

For a 64QAM signal with 0 dBm<br />

average power:<br />

0 dBm average + 1.5dB<br />

= 1.5 dBm RMS<br />

1.5 dBm RMS + 3.7 dB PAR<br />

= 5.2 dBm peak<br />

These higher PAR levels translate<br />

to higher power being needed<br />

in an amplifier. That can be<br />

seen as inefficiency, as the heavy<br />

lifting is being done at lower<br />

power levels, or as a reasonable<br />

cost of increasing the density of<br />

the data. Crest Factor Reduction<br />

(CFR) schemes that pre-clip the<br />

signal can reduce the PAR for<br />

some types of modulation, but<br />

even so, complex modulated<br />

signals will still degrade slowly<br />

over a wide power range as the<br />

signal peaks are increasingly<br />

clipped in the amplifier (see fig.<br />

1). This causes progressively<br />

increasing digital errors and<br />

also pushes energy into adjacent<br />

channels, creating “noise”.<br />

It is important to remember that<br />

PAR for complex-waveform<br />

signals can vary with the data<br />

payload sent, so try to test your<br />

system with a worst-case data<br />

set. Pseudo-Noise (PN) data<br />

produced by a signal generator<br />

may not represent your worstcase<br />

signal.<br />

So What if the Amplifier<br />

Runs out of Headroom?<br />

Running an amplifier out of the<br />

linear range doesn’t just mean<br />

you get less power out. It can<br />

create big problems:<br />

1. You can damage the amplifier.<br />

Power amps typically specify<br />

a P1 level to represent a<br />

safe power output level (see<br />

Step 4 for a brief discussion<br />

about P1). It is good practice<br />

to make sure your peak signal<br />

levels stay under the P1 level to<br />

avoid over-driving the amplifier.<br />

Some of the excess power that<br />

can not be translated into the<br />

output waveform can appear<br />

on the output transistors as<br />

heat. Typical destructive levels<br />

for these expensive devices are<br />

about P6 or P7, only 5...6 dB<br />

above P1. Add attenuation to<br />

the amplifier input as necessary<br />

to keep under P1 levels. Many<br />

AR Modular RF amplifier designs<br />

offer over-drive protection<br />

in the form of an Automatic<br />

Limiter Circuit (ALC) to<br />

prevent accidental over-drive<br />

levels. Amplifiers employing<br />

newer Gallium-Nitride (GaN)<br />

devices are more damage-resistant<br />

than the LDMOS devices<br />

that preceded them.<br />

2. You can ruin your signal.<br />

As your signal peaks cannot be<br />

reproduced with the same gain<br />

as the lower level signals, they<br />

are distorted. This can mean<br />

the amplifier is useless at your<br />

desired power level, and must<br />

be used with lower gain or<br />

drive levels and less power out.<br />

In general, you must adjust the<br />

input level to reduce the output<br />

power, or get a bigger amp.<br />

Many AR Modular RF models<br />

offer wide-range gain controls<br />

that help with fixed power levels.<br />

3. You can make other problems.<br />

The power that is missing<br />

from your distorted signal<br />

is appearing somewhere else –<br />

as interference out of your frequency<br />

channel or as harmonics<br />

way off-frequency. Complexmodulated<br />

signals can create<br />

interference in adjacent channels.<br />

Harmonics is especially a<br />

problem with broadband amplifiers<br />

that amplify the 1st or 2nd<br />

harmonic of the lower frequencies<br />

covered. Since no filters<br />

can be employed, a conservative<br />

design with lots of headroom is<br />

needed.<br />

Figure 1 shows an OFDM signal<br />

degrading in an amplifier as the<br />

Peak power approaches and<br />

crosses over the P1 compression<br />

point. The lowest trace is an<br />

uncompressed signal with better<br />

than a 45 dB SNR. The middle<br />

Trace 2 shows the input signal 10<br />

dB higher than for Trace 1, with<br />

signal peaks just touching the<br />

P1 point. While the gain across<br />

the data channel has increased<br />

by 10 dB, Intermodulation distortion<br />

has created “shoulders”<br />

of noise, reducing the SNR to<br />

33 dB. Increasing the drive by<br />

only 5 dB in Trace 3 shows that<br />

the power in the adjacent channels<br />

has increased by 16 dB, and<br />

SNR has been reduced to about<br />

22 dB. Your specific application<br />

will determine what level of SNR<br />

is required or can be tolerated.<br />

Complex Modulation Needs<br />

More Headroom But How<br />

Much?<br />

As shown, complex-modulation<br />

formats exhibit high Peak<br />

powers compared to their Average<br />

power. With CFR schemes,<br />

digital and amplifier linearization<br />

techniques, and the variables of<br />

the signal payload, the effective<br />

PAR and range of acceptable<br />

non-linearity is wide. Most digital<br />

formats can suffer modest to<br />

moderate distortion and remain<br />

usable. For example, absent<br />

other distortion, WLAN modulation<br />

can still provide acceptable<br />

performance when peak power<br />

is limited to an amplifier’s P1<br />

power point (see Step 4 for an<br />

explanation of P1).<br />

OFDM modulation with a PAR<br />

of 12 may allow a peak power<br />

de-rating of as much as 6 dB<br />

from Peak. Even de-rating by 6<br />

dB leaves the Peak power still 6<br />

dB over average, and that must<br />

allowed for by either backing<br />

off the CW P1 point by 6 dB or<br />

by adding 6 dB of headroom to<br />

the output power rating of the<br />

amp. Your specific application<br />

must determine the effective<br />

PAR value you apply to the average<br />

power of your signal when<br />

calculating the peak power,<br />

but peak power will always be<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 77


RF & Wireless<br />

Figure 1: OFDM Signal-to-Noise ratio (SNR) decreases and IMD increases as<br />

Peak Power output is compressed<br />

significantly more than average<br />

power. Using an effective PAR of<br />

6...7 dB should provide a useful<br />

working number.<br />

Pulse Modulation<br />

Measuring pulse peak power<br />

can be done easily with a peak<br />

power meter regardless of pulse<br />

width. You can also calculate<br />

peak power by dividing Average<br />

Power by the duty cycle of the<br />

pulse modulation. For example,<br />

for a pulsed RF train with an<br />

Average power of 0 dBm and a<br />

duty cycle of 15%:<br />

Duty Cycle (dB) = 10 log (duty<br />

cycle ratio)<br />

0 dBm + 10 log (0.15) = 8.24<br />

dBm Peak<br />

Try to use representative pulse<br />

trains or a worst-case scenario<br />

to obtain Peak values that will<br />

allow enough headroom for your<br />

pulse peaks.<br />

Step 2 – Do the Math<br />

– Do You Need Gain<br />

or Power Numbers?<br />

Your application determines<br />

either the signal level you want<br />

your amplifier to produce (in<br />

watts or dBm) or the amount of<br />

gain you require. If you require<br />

a specific signal level, the difference<br />

between that power level<br />

and the peak power of your<br />

signal is the minimum degree<br />

of amplification, or gain, you<br />

require. If you have a specific<br />

gain requirement then your<br />

signal peak power added to the<br />

gain will provide the minimum<br />

power out necessary for the<br />

amplifier to produce.<br />

Power Out (dBm) – Peak Power<br />

In (dBm) = Gain (dB) Required<br />

For example, you may know<br />

the Peak Envelope Power (PEP)<br />

required to provide a specific<br />

Effective Radiated Power (ERP)<br />

at an antenna. In that case, for a<br />

signal with a peak power of 10<br />

dBm and a desired PEP of 50 W:<br />

dBm = 10 log (milliwatts)<br />

10 log (50,000 mW) = 47 dBm<br />

47 dBm PEP - 10 dBm Peak =<br />

37 dB Gain @ 50 W Peak Output<br />

(10 dBm Input)<br />

Many RF amplifiers will have<br />

different power input specifications,<br />

but 0 dBm is fairly common.<br />

In the example above, to<br />

avoid over-driving the amplifier,<br />

it may be necessary to add 10 dB<br />

attenuation to the RF amplifier<br />

input to reduce the input power<br />

to 0 dBm. In that case the example<br />

looks like this:<br />

47 dBm PEP - 10 dBm Peak +<br />

10 dB Attenuation = 47 dB Gain<br />

(0 dBm Input)<br />

If you know the gain required<br />

but not the wattage necessary to<br />

provide it, add the peak power<br />

to the gain, and convert the sum<br />

to watts:<br />

Peak Power (dBm) + Gain (dB)<br />

= Peak Power out (dBm)<br />

Power (Watts) = antilog 10<br />

(dBm/10)<br />

For example, you have a peak<br />

signal power of 3 dBm and<br />

require a gain of 40 dB to obtain<br />

a final peak power level of 43<br />

dBm to drive a larger power<br />

amplifier. Remember to add 3<br />

dB to the gain to compensate<br />

for the 3 dB attenuator to bring<br />

the input level to 0 dBm:<br />

0 dBm Peak + 40 dB Gain + 3<br />

dB Attenuation = 43 dBm = 20<br />

W Peak<br />

If your signal level is below 0<br />

dBm, you can search for amplifiers<br />

with higher gain that will<br />

produce the desired power level<br />

in Step 3. To determine the maximum<br />

Input Power level for an<br />

amplifier, subtract gain from the<br />

CW P1 power out:<br />

Peak Power out dB - Gain dB =<br />

Peak Input Level<br />

For example, to find the peak<br />

input level for a 20 W amp with<br />

48 dB gain:<br />

20 W = 43 dBm<br />

43 dBm - 48 dB = -5 dBm<br />

Step 3 – Window<br />

Shopping: Select by<br />

Type, Frequency, and<br />

Power<br />

This step is where you can<br />

begin to pre-select amplifiers<br />

that might meet your requirements.<br />

Here is where CW and<br />

pulse amps will diverge. The<br />

other big break point for selection<br />

is whether you are shopping<br />

for a “module”, or a system. A<br />

module is usually a smaller unit<br />

that comes with or without a heat<br />

sink, and usually without any<br />

controls or indicators, designed<br />

to be integrated into an assembly.<br />

A full system is self-contained,<br />

complete with chassis, cooling,<br />

AC-DC power supplies, frontpanel<br />

and remote controls and<br />

indicators.<br />

As amplifiers are usually designed<br />

over more frequency<br />

ranges than power levels, it<br />

can save time to first screen a<br />

vendor’s lists by power out, then<br />

by frequency, then by gain.<br />

78 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


RF & Wireless<br />

Remember, Cheap Specs will<br />

Shrink in the Wash – Shop<br />

for a Size Larger<br />

At this early stage of the process<br />

it is essential to make your initial<br />

selection based on a wider<br />

range of advertised powers and<br />

frequencies than you think you<br />

need. Print out the data sheets<br />

for any potential candidates for<br />

further scrutiny in Step 4. As you<br />

zoom into the specs you will find<br />

that the band edges may not perform<br />

as well as you might wish,<br />

or the power specs quoted are<br />

overly optimistic. You might<br />

need to get an amplifier with<br />

wider coverage to improve flatness<br />

across your frequency band,<br />

or pick a slightly more powerful<br />

amplifier than the rating specified<br />

to get a reasonable margin<br />

of gain or power. You may also<br />

find that another spec will invalidate<br />

otherwise attractive features,<br />

like poor Harmonic specs<br />

from an amplifier being pushed<br />

a little too hard.<br />

Step 4 – Comparing<br />

Apples to Apples<br />

Here is where you need to look<br />

closely at the specs. Depending<br />

on the amplifiers you have<br />

selected so far, you need to make<br />

an educated choice which amps<br />

will actually provide the gain and<br />

power for your application. The<br />

important thing to accomplish at<br />

this step is to make sure you are<br />

comparing “apples to apples” or<br />

in this case usable watts to usable<br />

watts.<br />

Signal Linearity and Usable<br />

Watts<br />

All amplifiers will compress at<br />

some level. So this discussion<br />

will short-cut past the relative<br />

virtues of amplifier classes of<br />

operation so frequently seen<br />

in amplifier literature. Either<br />

an amplifier is class A or it is<br />

not. If it is, the amplifier may<br />

be relied on to provide superior<br />

performance in terms of fidelity,<br />

low distortion, and immunity<br />

to SWR over the entire linear<br />

power range.<br />

AR Modular RF can provide<br />

class A RF power amplifiers that<br />

exhibit the highest signal linearity<br />

for the most demanding Modulation usually requires<br />

applications, like the KAW2180, some of linearization to be effective<br />

when using power levels<br />

a 100 W minimum dual-band<br />

class A amplifier that operates above P 1 . Your job here is to<br />

from 0.01 to 1000 MHz. All look through all the specs of<br />

other types of RF amplifier (usually<br />

class AB) will provide some cut” so far, and make sure that<br />

amplifiers that have “made the<br />

more distortion in exchange for any amp specified in watts,<br />

for efficiency, and may require or anything other than P 1 watts,<br />

some spec-diving to figure out you find the P 1 level specification.<br />

If you don’t, you may dis-<br />

how many linear watts you will<br />

really get.<br />

cover that the rated power is the<br />

saturation level. AR Modular<br />

RF power amplifier ratings can RF typically specifies a minimum<br />

power level below P 1 as<br />

be expressed in many kinds of<br />

watts: average, P 1 , CW, peak, the rated power out. See if any<br />

ALC watts, even Peak-to-Peak amp specifications provide you<br />

(P-P). You job here is to “normalize”<br />

all the results to a com-<br />

look at P 1 power levels, include<br />

with a margin, and when you<br />

mon and meaningful value, like that margin in your comparison.<br />

P1 watts, so a direct comparison<br />

can be made.<br />

Gain – Too Much of a Good<br />

Thing?<br />

P 1 Power vs. Saturated<br />

Power<br />

Make sure you are checking the<br />

gain of the amplifiers that can<br />

All amplifiers exhibit gain compression<br />

at higher operating and referencing it to your signal<br />

provide the power out you want,<br />

levels, meaning the gain (not the level. The designed input power<br />

level) decreases as input power level may be too far from your<br />

rises. The output level at which signal level. You don’t want to<br />

the power has deviated from have to add a preamplifier or<br />

true linearity by 1 dB is typically<br />

specified as the P 1 point. it is not unusual have to add a<br />

use excessive attenuation, but<br />

Even class A amplifiers have a small amount of attenuation on<br />

P 1 point. The P 1 power level is the input. Pick an amplifier that<br />

the most useful reference to output<br />

power as it can be measured you can add a pad on the input<br />

provides enough margin that<br />

directly and accurately and indicates<br />

the practical power limit later to reduce the power out of<br />

in case you find it is necessary<br />

that may be safely and conservatively<br />

employed. Beyond the P 1<br />

the amplifier. Variable gain is a<br />

useful feature for setting system<br />

point, as input power increases, levels.<br />

compression also increases until<br />

the departure from linear gain is Converting CW to AM Specs<br />

-3 dB, or one-half the power out<br />

As stated before, AM peak power<br />

that occurs at lower powers. This<br />

is 4x CW power or +6 dB. Use<br />

is known as the saturation level<br />

the P 1 level for CW watts to calculate<br />

AM power. Divide CW-<br />

or P 3 . This is not generally regarded<br />

as a usable or safe power<br />

rated power by 4 (or subtract 6<br />

level. The P 1 level is typically<br />

dB) to estimate available AM<br />

about 2 dB below the P 3 saturated<br />

power level.<br />

power. If the specs say something<br />

like “100 W CW, AM,<br />

Saturated Power P 3 - 2 dB<br />

FM, PM, SSB”, it does not<br />

= Usable Power P<br />

mean you may modulate a 100<br />

1<br />

W carrier with 100% AM. You<br />

For example, for an amp specified<br />

at 100 W out P 3 satura-<br />

with 100% AM. With an under-<br />

should be able to modulate 25 W<br />

ted power, the actual “usable” powered amp, your only alternative<br />

available to produce low-<br />

power, or P 1 level, is found:<br />

distortion AM is to reduce the RF<br />

100 W P 3 - 2 dB = 50 dBm P 3 “drive” to the amp until the unmodulated<br />

carrier is 25% of the<br />

- 2 dB = 48 dBm P 1 = antilog 10<br />

(4.8) = 63 Ws P 1 linear output (-6 dB), drastically<br />

reducing the output power. This<br />

is an especially poor outcome if<br />

the original power spec was for<br />

saturated power, as the result is<br />

decreased by another 37%.<br />

CW P 1 Watts : 4<br />

= AM Peak Watts<br />

Flatness and ALC Power<br />

Levels<br />

Most RF amplifiers specify flatness.<br />

In general, the wider the<br />

frequency coverage, the looser<br />

the flatness spec becomes. Flatness<br />

is a good indication of the<br />

relative quality of broadband<br />

design quality. Flatter amps are<br />

easier to use as the gain is more<br />

predictable.<br />

Automatic Level Control (ALC)<br />

is a feature mainly used for CW<br />

modulation. RF power amplifiers<br />

with ALC will usually specify an<br />

ALC Power level in addition to<br />

P 1 Watts. The main function of<br />

ALC is to provide overdrive protection<br />

to the device at the output<br />

of the amplifier. For CW signals<br />

the ALC level defines the maximum<br />

RF level available from<br />

the amplifier, regardless of drive<br />

level. ALC can help protect the<br />

amplifier from over-drive, and<br />

can also provide improved flatness,<br />

especially for CW signals.<br />

An adjustable ALC can allow<br />

you to vary the ALC level below<br />

the P 1 point. ALC is a “friendly”<br />

limiter, creating much lower distortion<br />

than P 1 . The ALC function<br />

will need to be slowed or<br />

disabled for non-CW modulated<br />

signals, or serious distortion<br />

will result. Amplifiers with ALC<br />

Fast/Slow selection can enable<br />

some limited ALC functionality<br />

for non-CW signals, but it will<br />

be less responsive. For amplifiers<br />

with variable gain, reducing<br />

the gain below the ALC<br />

limit will also reduce flatness<br />

as the gain lowers. See Figure<br />

2 for an example.<br />

RF Pulse Amplifiers -<br />

A Different World<br />

Pulse amplifiers are a separate<br />

breed of RF amplifier. Pulse<br />

amplifiers are rated in peak<br />

watts. Pulse-specific amp designs<br />

come in two types depending<br />

on the pulse modulation<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 79


RF & Wireless<br />

Figure 2: Typical ALC Limit & 1 dB Compression of KAW4040<br />

method. The first, pulse gated<br />

amplifiers can have a CW signal<br />

applied to the input and an external<br />

gating signal is applied to the<br />

amp to produce the pulsed output.<br />

Alternatively, a pulse train is<br />

applied to the amp input and the<br />

gating is used to quiet the amp<br />

between pulses. The non-gating<br />

type has design features specifically<br />

for preserving the shape<br />

of pulsed signals with fast risetimes.<br />

A CW rated amp can also<br />

pass pulses, but the highest pulse<br />

fidelity is obtained by design features<br />

not usually contained in a<br />

CW amp. If your main requirement<br />

is for pulse performance,<br />

select from pulse amps with the<br />

correct peak power rating. If<br />

your modulation format is not<br />

strictly “pulse”, but is a TDMA<br />

or “bursted” signal with very fast<br />

rise-times, you may find a CW<br />

amplifier will not be able to faithfully<br />

reproduce your signal, as<br />

the signal for practical purposes<br />

is really more like a pulse, and<br />

you may be better served by a<br />

non-gated pulse-type amplifier.<br />

Harmonic Distortion – Trouble<br />

is Just an Octave Away<br />

Having worked your way down<br />

to a short list of amps that will<br />

meet your P 1 , gain and frequency<br />

requirements, you need to pick<br />

an amplifier with low harmonic<br />

levels, as compared to other like<br />

designs. Harmonics are a relative<br />

indicator of amplifier design quality<br />

and stress. Harmonic distortion<br />

is measured in dBc, or the<br />

power level as compared to the<br />

output carrier power.<br />

Harmonic specs vary widely,<br />

from relatively high levels in<br />

the low teens, like -13 dBc, to<br />

much lower levels like -60 dBc<br />

or less. The higher power range<br />

of numbers is usually associated<br />

with broader-band amplifiers that<br />

can not employ a filter at the harmonic<br />

frequency as it is in the<br />

gain passband. Out of the gain<br />

passband, filters can knock harmonics<br />

down, but a filter following<br />

a high power amplifier can<br />

get really hot, depending on the<br />

energy absorbed, and that heat<br />

can lead to a short filter life. For<br />

narrower amps with a bandwidth<br />

less than an octave wide, a better<br />

scheme is to reduce them with a<br />

conservative design and then a<br />

cooler-running filter, if needed.<br />

Make sure when comparing harmonics<br />

specs you understand<br />

any big differences as they can<br />

be the result of completely different<br />

types of amplifiers. If you<br />

require the absolute minimum of<br />

harmonic distortion, use a class<br />

A amplifier.<br />

Wide-Band or Band-Switched<br />

– Automatic or Manual<br />

Transmission?<br />

Finally, make sure how your<br />

wide-band operating frequencies<br />

are provided, either by “bandswitching”<br />

or by a true, single<br />

broad-band design. Some frequencies<br />

just can not be effectively<br />

amplified by the same<br />

design if they are too far apart. If<br />

you can switch from one band to<br />

another (by switching from one<br />

amplifier to another) you may<br />

be able to get improved gain,<br />

flatness and harmonic distortion<br />

performance for less cost.<br />

Step 5 – Shop for<br />

Features – The “Bells<br />

and Whistles”<br />

When you have worked your<br />

way this far you should have a<br />

short list of the available amplifiers<br />

in the power and frequency<br />

range that have a good chance<br />

of meeting your needs. Within<br />

this selection you can shop for<br />

the accessory functions that<br />

will make your amplifier more<br />

usable, like blanking, remote<br />

controls, variable gain control,<br />

SWR tolerance, efficiency or<br />

power consumption, size, other<br />

kinds of protection, interfaces,<br />

and finally cost.<br />

Some intangible factors can<br />

make a big difference to your<br />

long-term happiness with your<br />

final selection. Chief among<br />

these is robustness of design,<br />

which appears as a gain or power<br />

margin above the rated power,<br />

which will equate to longer life<br />

with fewer problems. Other factors<br />

include the vendor’s willingness<br />

to adapt a design for<br />

your specific needs, a long-term<br />

commitment to service by the<br />

vendor, and responsive customer<br />

support.<br />

About Impedance Mismatch<br />

Tolerance<br />

You may feel some important<br />

factors have been left out of<br />

this selection process, like load<br />

impedance variability. The truth<br />

is no one knows what happens<br />

with random SWR. Almost<br />

anything is possible, even gain.<br />

The main thing is you want to<br />

avoid damaging the amplifier.<br />

Remember, reflected power has<br />

done its work, and whether it is<br />

an antenna or another amplifier,<br />

the important thing is to present<br />

the signal accurately to the load<br />

at as close to the right level as<br />

you can, and survive whatever<br />

returns. AR Modular RF is<br />

known for RF power amplifiers<br />

that can withstand nearly infinite<br />

mismatch conditions, like the<br />

KAW4040, a 200...500 MHz<br />

amplifier rated for 500 W CW<br />

(minimum), with P 1 well above<br />

the 500 W level, and full SWR<br />

protection.<br />

At this point, you may find no<br />

amplifier is a perfect fit for you.<br />

AR Modular RF would like<br />

to speak with you about your<br />

requirements. We routinely produce<br />

quality custom amplifier<br />

modules and systems and can<br />

modify our existing designs to<br />

meet your needs. AR Modular<br />

RF fabricates all our amplifiers in<br />

Bothell, Washington, where the<br />

company has attained the reputation<br />

for making and supporting<br />

the finest RF Power amplifiers<br />

for almost two decades. ◄<br />

80 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


RF & Wireless<br />

Design<br />

Designing Next-Generation AESA Radar<br />

Part 2: Individual Antenna Design<br />

Figure 8: Antenna design “Specsheet” user interface showing the electrical requirements input (a),<br />

physical constraints input (b) and database of candidate antenna types for use in EM optimization<br />

In the previous example, the 15<br />

x 5 array presented the radiation<br />

patterns for an ideal isotropic<br />

antenna (gain = 0 dBi) and a<br />

simple patch antenna. In addition<br />

to the array configuration<br />

itself, the design team will likely<br />

want to specify the radiation<br />

pattern and size constraints for<br />

the individual antenna elements.<br />

This operation can be performed<br />

using the synthesis capabilities<br />

in AntSyn, the antenna synthesis<br />

software from NI.<br />

AntSyn uses an electromagnetic<br />

solver driven by proprietary evolutionary<br />

algorithms to explore<br />

multiple design options based on<br />

antenna specifications defined<br />

by the engineer. These specifications<br />

include typical antenna<br />

metrics, physical size constraints<br />

and optional candidate antenna<br />

types (the user may select from<br />

a database of antenna types or<br />

let the software automatically<br />

select likely antenna types to<br />

optimize), s. figure 8.<br />

AntSyn creates antenna geometries<br />

from its database of<br />

design types and then applies<br />

EM simulation and its unique<br />

evolutionary optimization to<br />

modify those design to achieve<br />

the required electrical performance<br />

and size constraints. A<br />

run time update of the design<br />

types under investigation is<br />

listed along with a “star” rating<br />

system to indicate which designs<br />

are close to achieving the<br />

desired performance. Users are<br />

able to review the results and<br />

design styles as the simulation<br />

progresses. Promising designs<br />

can then be exported into an EM<br />

tool from NI or supported thirdparty<br />

EM simulators, figure 9.<br />

The design flow between AntSyn<br />

and NI AWR Design Environment<br />

is shown in figure 10,<br />

where AntSyn takes antenna<br />

requirements and generates<br />

an antenna for use in the NI<br />

EM tools which will create the<br />

antenna pattern for the VSS phased<br />

array model.<br />

Dr. Gent Paparisto, Joel<br />

Kirshman and David Vye,<br />

AWR Group, NI<br />

Figure 9: The AntSyn project tree (left) lists the original specsheet as well as all attempted antenna<br />

designs with their “star” rating showing how well the antenna came to desired results. Individual<br />

antenna results can be viewed with the interface (right) and exported to supported EM tools<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 81


RF & Wireless<br />

Figure 10: Operations and products used to create a new antenna design for EM analysis and incorporation into<br />

the VSS phased array model<br />

Due to its relatively small size<br />

and easy fabrication, a square<br />

ring patch antenna was chosen<br />

from the potential antennas created<br />

by AntSyn. The antenna<br />

was exported using the AXIEM<br />

options and then imported into<br />

a new EM structure (AXIEM)<br />

in the initial phased array project.<br />

The re-simulated antenna is<br />

shown in figure 11. This simulation<br />

provided the antenna pattern<br />

used to replace the original<br />

patch antenna used in the 15<br />

x 5 phased array (figure 12a)<br />

with the new antenna pattern<br />

shown in 12b. The new phased<br />

array results for both the original<br />

antenna (red trace) and the<br />

square ring patch (green trace)<br />

are shown in figures 12 c and d.<br />

Modeling Complex<br />

Interactions<br />

The mutual coupling between<br />

antenna elements affects antenna<br />

parameters like terminal impedances,<br />

reflection coefficients<br />

and hence the antenna array performance<br />

in terms of radiation<br />

characteristics, output signal-tointerference<br />

noise ratio (SINR),<br />

and radar cross section (RCS).<br />

The most recent release (version<br />

13) of VSS includes new capabilities<br />

for more accurate simulation<br />

of these parameters including<br />

enhanced modeling of element<br />

patterns, including mutual<br />

coupling. The next section will<br />

look at these recent advances in<br />

advanced phase array modeling,<br />

including accurate representation<br />

of the feed structure.<br />

As mentioned, designers can<br />

define gains or full radiation patterns<br />

for each antenna element<br />

in the phased array. This allows<br />

them to use different radiation<br />

patterns for internal, edge and<br />

corner elements of the phased<br />

array, s. figure 13. The radiation<br />

pattern of each antenna element<br />

will likely be affected by its position<br />

in the phase array.<br />

These patterns may be measured<br />

in the lab or calculated in<br />

the integrated electromagnetic<br />

(EM) simulator such as AXIEM<br />

or Analyst. A simple approach<br />

to characterizing the appropriate<br />

radiation pattern for a given<br />

element is to use a 3X3 phased<br />

array and excite one element,<br />

either the internal element, one<br />

of the edge elements, or one of<br />

the corner elements, while terminating<br />

all others.<br />

This will provide the internal,<br />

edge, and corner element radiation<br />

patterns, which can then<br />

be automatically stored in data<br />

files using the NI AWR software<br />

output data file measurements<br />

(the same technique used in the<br />

example above). This approach<br />

would include the effect of<br />

mutual coupling from first-order<br />

neighbors. An array with a larger<br />

number of elements may<br />

be used to extend mutual coupling<br />

to first- and second-order<br />

neighbors.<br />

It is also important to capture<br />

the mutual coupling between<br />

neighboring elements. The<br />

VSS phased array model does<br />

this through a coupling table<br />

defined in configuration file.<br />

Different coupling levels can be<br />

defined based on distance from<br />

each other.<br />

In figure 14, the coupling, which<br />

is specified in magnitude (dB)<br />

and phase (degrees), is defined<br />

for two different distances (adjacent<br />

side elements: radius c1<br />

and adjacent corner elements:<br />

radius c2).<br />

Modeling Impairments<br />

and Yield Analysis<br />

RF hardware impairments of<br />

the array will affect the resulting<br />

side lobe levels and beam<br />

patterns, and ultimately reduce<br />

system-level performance. For<br />

transmitter arrays, side lobe<br />

levels from imperfectly formed<br />

beams may interfere with external<br />

devices or make the transmitter<br />

visible to countermeasures.<br />

In radar systems, side lobes may<br />

also cause a form of self-induced<br />

multipath, where multiple<br />

copies of the same radar signal<br />

arrive from different side lobe<br />

directions, which can exaggerate<br />

ground clutter and require expensive<br />

signal processing to remove.<br />

Therefore, it is critical to identify<br />

the source of such impairments,<br />

observe their impact on the array<br />

performance, and take steps to<br />

reduce or eliminate them.<br />

Figure 11: AntSyn generated square ring antenna imported into AXIEM and simulated to generate<br />

antenna patterns used by VSS phased array model<br />

82 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


RF & Wireless<br />

impacts amplifier compression.<br />

Therefore, it is imperative to be<br />

able to simulate the interactions<br />

between the antenna array and<br />

the individual RF links in the<br />

feed network.<br />

RF Link Modeling<br />

Figure 12: a) original antenna pattern of single patch antenna used in original phased array analysis,<br />

b) antenna pattern for square ring antenna generated by AntSyn, c) and d) comparison of radiation<br />

patterns from phased arrays based on simple patch antenna and square ring patch<br />

The VSS phased array configuration<br />

file, allows engineers<br />

to simulate array imperfections<br />

due to manufacturing flaws or<br />

element failure. All gain/phase<br />

calculations are performed internally<br />

and yield analysis can be<br />

applied to the block in order to<br />

evaluate sensitivity to variances<br />

of any of the defining phased<br />

array parameters. As an example,<br />

VSS was used to perform an<br />

element failure analysis on a 64<br />

element (16 x 4) array, producing<br />

the plots in figure 15 which<br />

illustrate the side lobe response<br />

degradation.<br />

Systematic errors that may be<br />

compensated include inter-chain<br />

variations caused by asymmetrical<br />

routing (layout), frequency<br />

dependencies, noise, temperature,<br />

and varied mismatching<br />

due to changing antenna impedance<br />

with steer angle which also<br />

NI AWR software products<br />

include the simulation and modeling<br />

technology to capture these<br />

impairments accurately and<br />

incorporate these results into<br />

the VSS phased array assembly<br />

model. This is an important<br />

functionality since RF links are<br />

not ideal and can cause the array<br />

behavior to deviate significantly.<br />

The phased array assembly can<br />

operate in either the RX or TX<br />

modes, supporting the configuration<br />

of the array element geometry,<br />

each element’s antenna<br />

characteristics, the RF link<br />

characteristics, and the common<br />

linear characteristics of the<br />

combiner/splitter used to join<br />

the elements together. The configuration<br />

is performed primarily<br />

through a text data file, with<br />

commonly swept settings either<br />

specified directly via block parameters<br />

(such as steering angles),<br />

or specified in the data file but<br />

capable of being overridden via<br />

block parameters (such as individual<br />

element gain and phase<br />

adjustments).<br />

The configuration of the phased<br />

array assembly may be divided<br />

into several sections:<br />

• Array geometry - defines the<br />

number of elements, their<br />

RF impairments can also be<br />

caused by any number of items<br />

relating to the feed network<br />

design and related components.<br />

Figure 13: The VSS phased array model supports assigning different antenna patterns to individual<br />

elements, allowing designers to more accurately represent corner, edge and center elements<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 83


RF & Wireless<br />

placement, and any geometry<br />

related gain and phase tapers<br />

• Antenna characteristics –<br />

defines antenna gain, internal<br />

loss, polarization loss,<br />

mismatch loss, and radiation<br />

patterns for both receive and<br />

transmit configurations<br />

• RF link characteristics –<br />

defines links for individual<br />

elements including gain,<br />

noise, P1dB. Supports 2-port<br />

RF nonlinear amplifiers using<br />

large signal nonlinear characterization<br />

data typically consisting<br />

of rows of input power<br />

or voltage levels and corresponding<br />

output fundamental,<br />

harmonic, and/or intermodulation<br />

product levels.<br />

Frequency-dependent data is<br />

also supported<br />

• Assignment of antenna and RF<br />

link characteristics to individual<br />

elements<br />

Figure 14: 64 element array showing the mutual coupling table<br />

used in the configuration file to specify the amount of coupling<br />

between elements, allowing more accurate simulation of<br />

terminal impedances, reflection coefficients, etc.<br />

Figure 15: Side lobe degradation to element failures 2% and 5%<br />

• Power splitter characteristics<br />

– splits the incoming signal<br />

into n-connected output ports<br />

• Mutual coupling characteristics<br />

(previously discussed)<br />

One common challenge is<br />

that not all RF links should be<br />

equal. For example, gain tapers<br />

are commonly used in phased<br />

arrays; however, when identical<br />

RF links are used for all antenna<br />

elements, elements with higher<br />

gains may operate well into compression<br />

while others operate in<br />

a purely linear region, causing<br />

undesired array performance.<br />

To avoid this problem, designers<br />

often use different RF link<br />

designs for different elements.<br />

While this is a more complicated<br />

task, it will result in more<br />

efficient phased arrays and VSS<br />

phased-array modeling allows<br />

them to achieve this.<br />

To assist the design team creating<br />

the feed network and provide<br />

the RF link to the systems<br />

team, VSS includes capability<br />

to automatically generate the<br />

characteristics of the phased<br />

array element link defined by<br />

these data tables. The designer<br />

starts by creating a schematicbased<br />

link design per the system<br />

requirements. A “measurement”<br />

extracts the design characteristics,<br />

which can include circuitlevel<br />

design details (i.e. nonlinearities)<br />

through Microwave<br />

Office co-simulation, and saves<br />

a properly formatted data file for<br />

use with the phased array assembly<br />

model, s. figure 16.<br />

In-situ Nonlinear<br />

Simulations<br />

An accurate simulation must also<br />

account for the interactions that<br />

occur between the antenna elements<br />

and the driving feed network.<br />

The problem for simulation<br />

software is that the antenna<br />

and the driving feed network<br />

influence each other. The antenna’s<br />

pattern is changed by setting<br />

the input power and relative<br />

phasing at its various ports. At<br />

the same time, the input impedances<br />

at the ports change with<br />

the antenna pattern. Since input<br />

impedance affects the performance<br />

of the nonlinear driving<br />

Figure 16: Measurement in VSS extracts characterization of RF link designs and allows assignment for individual elements in the<br />

phased array<br />

84 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


RF & Wireless<br />

Figure 17: Characterizing changing antenna feed impedance as a<br />

function of beam steering using the variable phase and attenuator<br />

settings defined in the feed network design<br />

At this point the designer can<br />

directly investigate the power<br />

amplifiers non-linear behavior as<br />

a function of the load (antenna)<br />

impedance. With the load-pull<br />

capability in Microwave Office,<br />

the PA designers can investigate<br />

output power, compression and<br />

any other number of non-linear<br />

metrics defining the amplifier<br />

behavior, figure 18. With a<br />

detailed characterization of the<br />

RF links for each individual element,<br />

the overall system simulation<br />

is able to indicate trouble<br />

areas, figure 19 that would have<br />

previously gone undetected until<br />

expensive prototypes were made<br />

and tested in the lab.<br />

Figure 18: Simulated<br />

antenna<br />

feed impedance<br />

vs. frequency superimposed<br />

over<br />

power load-pull<br />

contours for a<br />

broadband MMIC<br />

power amplifier<br />

circuit, the changing antenna<br />

pattern affects the overall system<br />

performance.<br />

In this case, the input impedance<br />

of each element in the<br />

array must be characterized for<br />

all beam steering positions. The<br />

array is only simulated once in<br />

the EM simulator. The resulting<br />

S-parameters are then used by<br />

the circuit simulator, which also<br />

includes the feed network and<br />

amplifiers. As the phase shifters<br />

are tuned over their values,<br />

the antenna’s beam is steered.<br />

At the same time, each amplifier<br />

sees the changing impedance at<br />

the antenna input it is attached<br />

to, which affects the amplifier’s<br />

performance.<br />

In this final example, the PAs are<br />

nonlinear, designed to operate<br />

at their 1 db compression point<br />

(P1dB) for maximum efficiency.<br />

They are, therefore, sensitive to<br />

the changing load impedances<br />

Figure 19: Phased array simulations with RF<br />

link effects including the impact of impedance<br />

mismatch between power amplifier and<br />

steered antenna array<br />

presented by the array. The beam<br />

of a 16 element array is steered<br />

by controlling the relative phasing<br />

and attenuation to the various<br />

transmit modules, figure 17.<br />

In practice, the harmonic balance<br />

simulation used to characterize<br />

the power amplifiers<br />

with Microwave Office takes<br />

substantial time to run with 16<br />

power amplifiers. Therefore, the<br />

beam is steered with the amplifiers<br />

turned off. The designer then<br />

turns on the individual power<br />

amplifier for specific points of<br />

interest once the load impedance<br />

from the directed antenna<br />

has been obtained.<br />

Conclusion<br />

The capability to design and<br />

verify the performance of the<br />

individual components along<br />

with the entire signal channel<br />

that defines the AESA radar is<br />

a necessity as element counts<br />

increase and antenna /electronics<br />

integration advances. Through<br />

circuit simulation, system-level<br />

behavioral modeling, and electromagnetic<br />

analysis operating<br />

within a single design platform,<br />

development teams can<br />

investigate system performance<br />

and component-to-component<br />

interaction prior to costly prototyping.<br />

References<br />

1. www.nssl.noaa.gov/publications/mpar_reports/LMCO_<br />

Consult2.pdf<br />

2. www.astron.nl/other/workshop/MCCT/MondayPatel.pdf<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 85


RF & Wireless<br />

Products<br />

High-Power Broadband<br />

Microwave Combiners<br />

New Line of Straight Waveguide<br />

Sections<br />

Link Microtek has launched a new range<br />

of broadband microwave combiners for<br />

use in high-power amplifier systems<br />

(HPAs) for applications such as automotive<br />

EMC testing. These combiners<br />

enable high power, broadband and low<br />

loss combination of microwave signals<br />

with performance that cannot be achieved<br />

by other methods such as Wilkinson.<br />

For example, the AMRC-8-7/16 is a<br />

3...6 GHz, 8-way combiner offering<br />

loss of only around 0.3 dB whilst able<br />

to combine powers with output up to<br />

1000 W easily. It is a radial design with<br />

eight N-type input ports and one 7/16<br />

output port. Since the design is reciprocal,<br />

it can be used as a power splitter as<br />

well. The unit is of small size (190 mm<br />

long, 56 mm diameter) and low weight<br />

(1.1 kg), being fabricated in aluminum.<br />

This device is unpainted but a black<br />

satin paint finish is also available.<br />

Combining power from microwave<br />

amplifier modules is an increasing<br />

requirement as module pricing becomes<br />

lower and power and broadband capability<br />

increases. A solid state combined<br />

HPA can reach the output of vacuum<br />

tube devices but can also offer ‘graceful<br />

degradation’ upon failure of a single<br />

module rather than the catastrophic<br />

‘all or nothing’ performance when a<br />

tube fails.<br />

■ Link Microtek, Ltd.<br />

www.linkmicrotek.com<br />

Pasternack has released a new series of<br />

straight waveguide sections in sizes ranging<br />

from WR-10 to WR-137. Typical<br />

applications include instrumentation, test<br />

benches, high-efficiency RF/Microwave<br />

transmission, SatCom, MilCom, radar and<br />

telecom networks.<br />

Pasternack’s new line of straight waveguide<br />

sections consists of 62 models that operate in<br />

the frequency range of 5.85 to 110 GHz and<br />

in 13 waveguide bands from C to W band.<br />

Wideband Synthesizer with<br />

Integrated VCO<br />

Richardson RFPD, Inc. announced the availability<br />

and full design support capabilities<br />

for a new wideband synthesizer from Analog<br />

Devices, Inc. The ADF4356 allows<br />

implementation of fractional-N or integer-<br />

N phase-locked loop (PLL) frequency synthesizers<br />

when used with an external loop<br />

filter and an external reference frequency.<br />

A series of frequency dividers at another<br />

frequency output permits operation from<br />

53.125 to 6800 MHz. The ADF4356 has an<br />

integrated VCO with a fundamental output<br />

frequency ranging from 3.4 to 6.8 GHz.<br />

Additional key features of the ADF4356<br />

include:<br />

• Integer channel: -227 dBc/Hz; Fractional<br />

channel: -225 dBc/Hz<br />

• Integrated RMS jitter (1 kHz to 20 MHz):<br />

97 fs for 6 GHz output<br />

• High resolution, 52-bit modulus<br />

• Phase frequency detector (PFD) operation<br />

to 125 MHz<br />

• Reference input frequency operation to<br />

600 MHz<br />

• Maintains frequency lock over -40 to<br />

+85 °C<br />

They also deliver SWR as low as 1.03:1.<br />

These waveguide straights are available in<br />

section lengths from 3 inches to 12 inches<br />

and are made of either painted copper alloy<br />

or gold-plated, oxygen-free hard copper<br />

(OFHC) and feature UG, CPR and UBRstyle<br />

flanges. These straight waveguides are<br />

ideally suited for aerospace, defense, industrial,<br />

test and instrumentation, telecom and<br />

medical industries.<br />

“We are pleased to offer this full range of<br />

waveguide straights that support over 13<br />

bands and are available in section lengths<br />

from 3 to 12 inches. They perfectly complement<br />

our rapidly expanding waveguide<br />

component portfolio and deliver quality<br />

construction and consistent performance,”<br />

said Steven Pong, Product Manager at<br />

Pasternack.<br />

Pasternack’s straight waveguide sections are<br />

in stock and ready for immediate shipment<br />

with no minimum order quantity.<br />

■ Pasternack<br />

www.pasternack.com<br />

• Phase noise: -113 dBc/Hz @ 100 kHz<br />

offset at 5 GHz<br />

• Programmable divide by 1, 2, 4, 8, 16,<br />

32, or 64 output<br />

• Analog and digital power supplies: 3.3 V<br />

• Charge pump and VCO power supplies:<br />

5 V typical<br />

• Logic compatibility: 1.8 V<br />

• Programmable output power level<br />

• RF output mute function<br />

■ Richardson RFPD<br />

www.richardsonrfpd.com<br />

86 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


RF & Wireless<br />

Products<br />

1...2700 MHz, RF Power GaN<br />

on SiC Transistor<br />

includes a Kelvin-source pin to help minimize<br />

gate-ringing and reduce system losses.<br />

Band 1 Uplink/Downlink<br />

BAW Duplexer<br />

Richardson RFPD, Inc. announced the<br />

availability and full design support capabilities<br />

for a new GaN on SiC depletionmode<br />

HEMT from NXP Semiconductors.<br />

The AFG24S100HR5 is a 125 W CW RF<br />

power GaN transistor that operates from 1 to<br />

2700 MHz and includes input-matching for<br />

extended bandwidth performance. With its<br />

high gain and high ruggedness, this device<br />

is suitable for a range of CW, pulse and<br />

wideband RF applications, including public<br />

mobile radios, ISM (industrial, scientific and<br />

medical), wideband laboratory amplifiers,<br />

and wireless cellular infrastructure.<br />

Key features of the AFG24S100HR5<br />

include:<br />

• Operating voltage: 50 V dc<br />

• Gain (in 2500 MHz narrowband test circuit):<br />

16 dB CW, 18 dB pulse<br />

• Efficiency (in 2500 MHz narrowband test<br />

circuit): 64.2% CW, 66.8% pulse<br />

• Thermal resistance: 0.86 K/W<br />

• Ruggedness: >20:1 SWR<br />

• Package: NI-360H-2SB ceramic flanged<br />

The new device is part of the lineup of NXP<br />

RF power transistors for ISM and broadcast<br />

applications that are available from Richardson<br />

RFPD. These devices are designed to<br />

simplify the use of solid-state RF in highpowered<br />

ISM applications at frequencies<br />

from 1 to 600 MHz, as well as applications<br />

in the 915, 1300 and 2450 MHz frequency<br />

bands for FM radio and VHF and UHF TV<br />

broadcast.<br />

New 1 kV SiC MOSFETs<br />

Richardson RFPD, Inc. announced the availability<br />

from stock and full design support<br />

capabilities for two silicon carbide power<br />

MOSFETs from Wolfspeed, a Cree Company.<br />

The C3M0065100J (65 mOhm) and<br />

C3M0120100J (120 mOhm) MOSFETs<br />

are additions to Wolfspeed’s family of 1<br />

kV MOSFETs featuring its C3M technology<br />

and N-channel enhancement mode.<br />

The MOSFETs are available in TO-263-7L<br />

(seven-lead) surface mount packages that<br />

The new devices are versatile for a range of<br />

applications, including renewable energy,<br />

EV battery charging, HV DC/DC converters,<br />

and switch mode power supplies.<br />

Fully-Integrated Power<br />

Amplifier for 18, 23 and<br />

26 GHz<br />

Richardson RFPD, Inc. announced the availability<br />

and full design support capabilities<br />

for a new power amplifier from MACOM<br />

Technology Solutions Inc. The MAAP-<br />

118260 is a packaged linear power amplifier<br />

that operates from 17.7 to 26.5 GHz<br />

and provides 28.5 dB of gain and 37 dBm<br />

output third order intercept point (OIP3)<br />

with more than 28.5 dBm of output P1dB.<br />

The device is assembled in a lead-free, fullymolded<br />

5 mm, 24-lead, QFN package and<br />

consists of a four-stage power amplifier with<br />

integrated, on-chip power and envelope<br />

detectors. It includes on-chip ESD protection<br />

structures to ease the implementation<br />

and volume assembly. The new PA is suitable<br />

for use in 18, 23 and 26 GHz cellular<br />

backhaul and point-to-point applications.<br />

Additional key features of the MAAP-<br />

118260 include:<br />

• typical bias: 5 V, 650 mA<br />

• P sat : 1.26 W<br />

• power added efficiency (PAE): 18%<br />

■ Richardson RFPD, Inc.<br />

www.richardsonrfpd.com<br />

RFMW, Ltd. announced design and sales<br />

support for a Band 1 BAW duplexer filter.<br />

The Qorvo QPQ1282 supports Band<br />

1 LTE, small cells, mobile routers and<br />

repeater designs with uplink pass band<br />

frequencies from 1920 to 1980 MHz and<br />

downlink pass band frequencies from 2110<br />

to 2170 MHz. No external matching is<br />

necessary and the QPQ1282 offers 48 dB<br />

attenuation between bands. Power handling<br />

is 29 dBm.<br />

Ultra-Low Loss DPDT<br />

Antenna Swap Switch<br />

RFMW, Ltd. announced design and sales<br />

support for a DPDT antenna switch from<br />

Skyworks. The SKY13698-694LF offers<br />

insertion loss of only 0.27 dB over the<br />

wide frequency range of 400 to 5900 MHz<br />

supporting emerging, high band applications<br />

such as LAA/LTE-U and sub-6 GHz.<br />

Port to port isolation is 30 dB. No external<br />

DC blocking capacitors are required on<br />

the RF path as long as no DC voltage is<br />

applied externally. The SKY13698-694LF<br />

DPDT switch is provided in a compact<br />

Quad Flat No-Lead (QFN) 1.83 × 1.83<br />

× 0.5 mm package.<br />

CATV High-Linearity,<br />

Low Noise Gain Block<br />

RFMW, Ltd. announced design and sales<br />

support for a high linearity gain block<br />

from Qorvo. Featuring >-75 dBc CSO,<br />

the RFCA8830 covers 45 to 1218 MHz<br />

as a DOCSIS 3.1 compliant amplifier<br />

for HFC optical nodes, laser drivers and<br />

balanced antenna applications. Gain measures<br />

19 dB and noise figure is


RF & Wireless<br />

Products<br />

Public Safety Band 9, 12 &<br />

16 Way Power Dividers<br />

World’s Smallest LTE Cat M1/NB1<br />

Multimode Module for IoT and M2M<br />

Public Safety Band Power Dividers Combiners<br />

all optimized for excellent performance<br />

covering from 5 MHz to 500 MHz.<br />

Weatherproof IP 67/68 for the harshest<br />

environment and their rugged construction<br />

makes them ideal for public safety<br />

networks. Available in Type-N, SMA,<br />

BNC & TNC Female connector styles.<br />

IP67/68 Attenuators<br />

Attenuation values up to 90 dB in a single<br />

package! Available in N-Male/Female<br />

configuration covering all public safety<br />

and commercial wireless bands from Hz to<br />

2.5 GHz. Indoor/outdoor use with 2.5 W<br />

average (1 kW peak) power handling.<br />

Standard attenuation values of 40, 50,<br />

60, 70, 80 & 90 dB available from Stock.<br />

High Power Public Saftey<br />

Combiners<br />

MECA’s Low Frequency addition to<br />

the H-Series, 100-watt Wilkinson high<br />

power combiner/dividers. Available in<br />

2 & 4-way configurations covering 5 to<br />

500 MHz. SWR of 1.3 accommodating<br />

load SWR’s of 2 or better! N and SMA<br />

connectors. Weatherproof IP 67/68 rated.<br />

4.3/10.0 DIN 1, 2, 5 & 10 Watt<br />

Resistive Terminations<br />

MECA offers a line of resistive, 4.3/10.0<br />

DIN Male & Female 50 ohm loads efficiently<br />

designed for high performance, cost<br />

effective solutions weatherproof IP67/68<br />

rated. Available in; 1, 2, 5 & 10 watt max<br />

power rated from stock – four weeks.<br />

■ MECA Electronics, Inc.<br />

www.e-meca.com<br />

The SARAR410M02B from u-blox is a<br />

configurable LTE Cat M1/NB1 multimode<br />

module with worldwide coverage. It is the<br />

industry’s smallest module available in the<br />

market today, measuring just 16 x 26 mm,<br />

to offer both LTE Cat M1 and Cat NB1 in<br />

a single hardware package, as well as softwarebased<br />

configurability for all deployed<br />

bands. The SARAR410M02B multimode<br />

global module supports ultralow power<br />

consumption and costoptimized solutions<br />

making it ideal for the development of<br />

LPWA IoT applications.<br />

SARAR410M02B allows customers to use a<br />

single hardware version globally. This provides<br />

enormous efficiencies in logistics and<br />

SKU management. Customers can easily<br />

respond to changes in business or market<br />

conditions, since supported frequencies and<br />

operator configuration decisions can now<br />

be made at “zero hour” or even later in the<br />

field. The flexibility extends further with<br />

the ability to select modes dynamically between<br />

Cat M1and Cat NB1 as either single<br />

or preferred connection.<br />

“The innovations included in the ublox<br />

SARAR410M02B provide customers with<br />

the potential to dramatically expand market<br />

reach, to differentiate their products and<br />

maximize their return-on-investment using<br />

this single, versatile, global solution,” said<br />

Patty Felts, Principal Product Manager, Cellular<br />

at u-blox. “SARAR410M02B provides<br />

new and inventive ways to broaden horizons<br />

and to realize economies of scale that simply<br />

were not possible or feasible until now.<br />

It is an exciting advance in ublox’s leadership<br />

position in cellular IoT connectivity.”<br />

Critical firmware updates can be delivered<br />

with ublox proprietary uFOTA (firmware<br />

over the air) client/server solution that uses<br />

LWM2M, a light and compact protocol that<br />

is ideal for IoT applications. This enables<br />

customers to continue using the same hardware<br />

for future enhancements to features,<br />

functionalities or operator certifications,<br />

making it wellsuited for crucial applications<br />

running on devices that may be deployed in<br />

the field over long periods of time.<br />

Another benefit of SARAR410M02B is the<br />

hardware readiness for future support of<br />

voice functionality via VoLTE over Cat M1,<br />

which can be used for applications requiring<br />

a level of human interaction, as is the case for<br />

security applications such as alarm panels.<br />

Thanks to ublox nested design, migration<br />

to SARAR4 Series from other ublox 2G,<br />

3G and 4G modules is made easy.<br />

SARAR410M02B provides an extended<br />

temperature range of -40 to +85 °C, and supports<br />

Power Save Mode (PSM) and Extended<br />

Discontinuous Reception (e-DRX), which<br />

can extend battery lifetime up to 10 years.<br />

3GPP Coverage Enhancement permits the<br />

module’s connectivity to reach deeper into<br />

buildings and basements, and even underground<br />

when compared to other air interface<br />

technologies such as GSM or Cat 1.<br />

The SARAR4 Series covers applications<br />

in many areas, such as gas/water/electricity<br />

metering, city street lighting, building<br />

automation, HVAC, industrial monitoring<br />

and control, telematics, insurance, asset &<br />

vehicle tracking, security systems, alarm<br />

panels, outpatient monitoring and many<br />

consumer wearables.<br />

■ u-blox<br />

www.u-blox.com<br />

88 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


RF & Wireless<br />

Products<br />

Wireless SoC Portfolio Supports Full Bluetooth 5<br />

Connectivity and Expands Memory Options<br />

New High-Temperature<br />

MLC Chip Capacitors<br />

Silicon Labs expands its Wireless Gecko<br />

system-on-chip (SoC) portfolio with new<br />

multiband SoCs supporting full Bluetooth 5<br />

connectivity and more memory options. Silicon<br />

Labs’ new EFR32xG13 SoCs offer developers<br />

greater flexibility and more capabilities<br />

for applications using a single wireless<br />

protocol or requiring more memory for multiprotocol<br />

solutions, larger customer applications<br />

or for storage of over-the-air (OTA)<br />

images. The EFR32xG13 devices also offer<br />

an advanced on-chip oscillator to reduce bill<br />

of materials (BOM) cost, security acceleration,<br />

capacitive sensing, low-power sensing<br />

and enhanced RF performance.<br />

The new EFR32xG13 family supports<br />

all Bluetooth 5 features and capabilities,<br />

enabling four times the range, twice the<br />

speed and eight times greater broadcasting<br />

capacity than Bluetooth 4, as well as<br />

improved co-existence with other wireless<br />

protocols. The EFR32xG13 SoCs feature a<br />

2 Mbps PHY that supports faster throughput<br />

or reduced power consumption due<br />

to lower transmit (TX) and receive (RX)<br />

times. The SoCs also integrate a new 125<br />

kbps and 500 kbps coded PHY that enables<br />

much longer communications, quadrupling<br />

the range of Bluetooth connections compared<br />

to existing devices running Bluetooth 4.<br />

The EFR32xG13 SoCs provide sufficient<br />

flash memory (512 kB) and RAM (64 kB)<br />

to run applications using Zigbee, Thread<br />

and Bluetooth 5 in single-protocol mode<br />

and to support multiprotocol combinations<br />

of Bluetooth with Zigbee, Thread or proprietary<br />

stacks (running on sub-GHz or 2.4 GHz<br />

networks). The EFR32BG13 family is an<br />

ideal choice for Bluetooth mesh applications<br />

as the SoCs are designed to run both<br />

Bluetooth mesh and Bluetooth 5 stacks and<br />

to support both smartphone and Bluetooth<br />

mesh connectivity.<br />

The new SoCs include an on-chip oscillator<br />

that eliminates the need for an external<br />

32 kHz crystal typically required for Bluetooth<br />

low energy devices. This integrated<br />

precision low-frequency resistor-capacitor<br />

(RC) oscillator (PLFRCO) enables developers<br />

to save in BOM cost when used in highvolume<br />

designs requiring a 32 kHz crystal<br />

to meet Bluetooth low energy sleep clock<br />

accuracy specifications. The PLFRCO is<br />

differentiated from similar integrated oscillators<br />

offered by other Bluetooth devices as<br />

it guarantees robust, reliable Bluetooth low<br />

energy connections across the devices’ entire<br />

operating temperature range.<br />

The EFR32xG13 SoCs’ exceptional energy<br />

efficiency enables longer battery life and<br />

lower vampire current for Energy Star compliant<br />

devices. Sleep current is now six percent<br />

lower than EFR32xG12 SoCs and 44<br />

percent lower than first-generation Wireless<br />

Gecko devices.<br />

The EFR32xG13 family is pin-compatible<br />

with all Wireless Gecko SoCs in QFN48<br />

packages, further extending flexible memory,<br />

peripheral and feature options for existing<br />

customers. The Wireless Gecko portfolio is<br />

supported by Silicon Labs’ full suite of Simplicity<br />

Studio development tools, available<br />

to developers free of charge.<br />

■ Silicon Labs<br />

www.silabs.com<br />

One year on from the initial launch of<br />

a new range of high-temperature MLC<br />

chip capacitors, Knowles capacitor<br />

brands Novacap and Syfer Technology<br />

have jointly announced a significant<br />

extension to the product offering. As<br />

with the initial launch, this announcement<br />

coincided with another IMAPS<br />

event – the HiTEN <strong>2017</strong> symposium<br />

in Cambridge UK. The Knowles Capacitors<br />

HiT range of MLCCs has an<br />

operating temperature range of -55<br />

to +200 ºC. The range offers tin over<br />

nickel terminations that had not been<br />

previously available in the company’s<br />

other high temperature MLCC ranges.<br />

Launch specifications<br />

encompassed both Stable (C0G) and<br />

ultra stable (X7R) dielectric options<br />

in case sizes 0805 to 2220, with capacitance<br />

spread of 4.7 pF to 3.3 µF and<br />

rated voltages of 16 to 630 V DC. To be<br />

announced at HiTEN <strong>2017</strong> is the increase<br />

in specified max capacitor values<br />

for the 500/630 V parts – upper limit<br />

now 68 nF – and the addition of an 0603<br />

case size in X7R material (C0G being<br />

hot on the heels).<br />

Compliant and lead free<br />

This range, both RoSH compliant and<br />

lead free, is manufactured to exacting<br />

standards using Knowles unique screen<br />

printing process to provide a high quality<br />

component suitable for demanding<br />

applications. Projects in oil exploration,<br />

geothermal, military, automotive underhood<br />

and avionics will find the wide<br />

capacitance range of interest.<br />

■ Knowles (UK) Ltd.<br />

www.knowlescapacitors.com<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 89


RF & Wireless<br />

Test & Measurement<br />

E-Mobility Test, Measurement Innovations Enabling Cost-<br />

Effective, High-Power/High-Voltage Product Deployments<br />

Keysight Technologies, Inc.<br />

today announced the launch of<br />

a suite of test and measurement<br />

solutions for the rapidly growing<br />

battery, HEV/EV and HEMS<br />

markets.<br />

The global electric vehicle market – ranging<br />

from mild hybrids to battery electric vehicles<br />

and HEMS – are fast growing and very<br />

dynamic, with a large number of new application<br />

areas and implementation characteristics.<br />

Based on these dynamics, many cell<br />

and battery manufacturers are facing challenges<br />

to deal with the exponential demand<br />

for costly, high-power/high-voltage cells in<br />

the 300 V range. This is compared to the<br />

traditional, more cost-efficient 12 V cells.<br />

Keysight’s suite of electric vehicle and<br />

HEMS solutions provide design and test<br />

engineers powerful, versatile and efficient<br />

solutions that will help drive their innovations<br />

to market faster, and at a lower cost.<br />

EV1003A Power Converter Test Solution<br />

– designed specifically to address the efficiency,<br />

safety, regulatory and environmental<br />

challenges associated with the HEV/<br />

EV and HEMS markets. Currently, it’s the<br />

only commercial off-the-shelf regenerative<br />

power system with highly integrated<br />

safety features that protect operators and<br />

the devices under test.<br />

RP7900 Series Regenerative Power System<br />

– offers battery emulation capabilities, such<br />

as 2-quadrant (source/sink) operation and<br />

programmable output resistance. In addition,<br />

the power system provides the added<br />

benefit of safely and cleanly regenerating<br />

greater than 85% of power back into the<br />

grid – which increases efficiency based on<br />

reduced energy consumption and cooling<br />

requirements.<br />

BT2191A Self-Discharge Measurement<br />

(SDM) System – for cell designers, the<br />

BT2191A SDM system offers a new way<br />

to accurately measure Li-Ion cells’ selfdischarge<br />

currents, within a significantly<br />

reduced amount of time and with a settling<br />

time as low as one to two hours. This new<br />

patented technique allows engineers to dramatically<br />

reduce the design cycle-time and<br />

helps to optimize self-discharge performance<br />

and characteristics of battery cells.<br />

BT2152A Self-Discharge Analyzer (SDA) –<br />

for LiIon cell manufacturers, the BT2152A<br />

SDA offers a new type of analyzer that measures<br />

in parallel self-discharge currents on<br />

a large number of cells, providing a significant<br />

reduction in the time required to discern<br />

good versus bad cell self-discharge<br />

performance. This helps achieve dramatic<br />

reductions in work-in-process inventories,<br />

working capital and facility costs.<br />

■ Keysight Technologies Inc.<br />

www.keysight.com<br />

Multipath Fading Simulator for Satellite Link Emulator<br />

IZT GmbH provides a new<br />

and powerful Fading Simulation<br />

option for its IZT C3040<br />

Satellite Link Emulator. The<br />

Multipath Fading Simulator<br />

allows for precise modelling<br />

reflections of the signals on terrain,<br />

fixed and moving objects,<br />

both in satellite and terrestrial<br />

communication networks.<br />

The IZT C3040 Satellite Link<br />

Emulator is a cost-effective,<br />

time-saving solution for satellite<br />

and aircraft RF link testing.<br />

Accurate, comprehensive and<br />

repeatable simulation of uplink,<br />

payload and downlink in the<br />

IZT C3040 enables system<br />

engineers to create realistic<br />

scenarios for testing their<br />

product in a laboratory environment.<br />

On the downlink,<br />

the signal can be affected by<br />

effects of the ionosphere, large<br />

and small scale fading, interference<br />

by other signals and<br />

thermal noise. Therefore, for<br />

satellite system developers is<br />

essential to get a realistic and<br />

application optimized fading<br />

simulation. The new Fading<br />

Simulator supports up to eight<br />

propagation paths (taps) with<br />

a variable delay between 0<br />

and 100 ohms, configurable in<br />

0.1 ns (plus latency of all other<br />

active processing stages) on top<br />

of the set link delay. Each tap<br />

can be processed with an individual<br />

Doppler spectrum with a<br />

maximum Doppler of ±50 kHz.<br />

Various Doppler spectra with<br />

models like Rayleigh or Ricean<br />

fading are generated online or<br />

can be streamed from HDD to<br />

the Fading Simulator circuit<br />

block. This concept allows<br />

users to apply their own, specific<br />

fading models. The simulation<br />

of terrestrial networks<br />

requires a different feature set<br />

compared to satellite networks,<br />

as a low minimum latency<br />

and a related Fading Channel<br />

Simulator is needed. In addition<br />

to using the IZT C3040 as<br />

a simulator for satellite links,<br />

the new Fading Simulation<br />

option makes it also suitable<br />

for simulating complex terrestrial<br />

channels. All eight fading<br />

paths of the IZT C3040 Fading<br />

Simulator are completely independent<br />

and their delays can be<br />

easily changed.<br />

Key applications which will<br />

benefit from the IZT C3040<br />

with its powerful and flexible<br />

Fading Simulator are systems<br />

like LEO-, GEO-, MEO-satellites,<br />

modems, transmitter and<br />

receiver testing, telemetry tracking<br />

systems, range verification<br />

and training/education.<br />

■ IZT GmbH<br />

www.izt-labs.de<br />

90 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


RF & Wireless<br />

Test & Measurement<br />

Microwave/RF Test Assemblies for Use with Multiport VNA<br />

W. L. Gore & Associates (Gore) has<br />

announced that Rohde & Schwarz (R&S)<br />

is endorsing Gore Phaseflex Microwave/<br />

RF Test Assemblies for use with its new<br />

R&S ZNBT20 multi-port VNA. The new<br />

R&S ZNBT20 from Rohde & Schwarz is<br />

the first true multiport vector network analyzer<br />

in the microwave range with up to<br />

16 integrated test ports. The unique hardware<br />

architecture from the R&S ZNBT8<br />

has been extended to 20 GHz. This allows<br />

users to characterize multiple devices<br />

under test in parallel and thus increase<br />

throughput tremendously. The R&S ZNBT<br />

offers the high measurement performance<br />

of a two-port network analyzer at each of<br />

its test ports.<br />

To address the demanding requirements<br />

of high-density and modular test instruments<br />

for wireless devices and aerospace<br />

systems, Gore has introduced Gore Phaseflex<br />

Microwave/RF Test Assemblies, Type<br />

0N – the smallest, lightest, most internally<br />

ruggedized assembly on the market today<br />

for modular, multi-port, and multi-site<br />

test applications. Gore’s high-density test<br />

assemblies ensure consistent, repeatable<br />

measurements with stable electrical performance<br />

up to 50 GHz.<br />

Josef Wolf, Vice President T&M Analysis<br />

Products at Rohde & Schwarz, says:<br />

„With Gore we have found an ideal provider<br />

for microwave cable assemblies. Offering<br />

highly reliable, phase stable cables,<br />

their products are the perfect match for our<br />

multi-port VNA solution. This enables us<br />

to offer our customers the fast and reliable<br />

test results they expect from Rohde<br />

& Schwarz.“<br />

■ W. L. Gore & Associates<br />

electronics.usa@wlgore.com<br />

www.gore.com<br />

VNA Microwave/RF Test Assemblies Set Industry Standard<br />

for VNAs through 70 GHz<br />

W. L. Gore & Associates (Gore) has expanded<br />

the functional frequency range of its<br />

FF Series Gore VNA Microwave/RF Test<br />

Assemblies, now offering stable, reliable<br />

performance up to 70 GHz. This upgrade<br />

addresses industry requirements for enhanced<br />

performance in the 60...70 GHz range<br />

where there is increased need to maintain<br />

measurement accuracy, especially in Vector<br />

Network Analyzers (VNAs), Communication<br />

Testing, and mm-Wave to name<br />

a few key applications. Constant and/or<br />

highly repetitive movement of cables can<br />

compromise the measurement precision of<br />

high-performance VNAs. Leading manufacturers<br />

such as Keysight and Rohde &<br />

Schwarz choose Gore VNA Microwave/RF<br />

Test Assemblies because of the improved<br />

performance and reliability they see with<br />

their equipment.<br />

Accurate and repeatable<br />

measurements<br />

Gore VNA Microwave/RF Test Assemblies<br />

maintain excellent insertion loss and SWR.<br />

Unlike conventionally designed RF test<br />

assemblies, Gore’s assemblies ensure accurate<br />

and repeatable measurements because<br />

of their excellent phase and amplitude stability<br />

with flexure. And prior to shipment,<br />

all Gore VNA Microwave/RF Test Assemblies<br />

are tested for return loss, insertion loss,<br />

phase stability, and loss stability up to their<br />

maximum operating frequency.<br />

Constructed with an abrasion-resistant polymer<br />

braid around a flexible armor casing,<br />

Gore VNA Microwave/RF Test Assemblies<br />

are extremely durable. They withstand crush<br />

forces of more than 800 pounds force/inch<br />

and have an auto-limiting bend radius of<br />

2.25 in (57.2 mm). Even with this armored<br />

and rugged construction, Gore VNA Microwave/RF<br />

Test Assemblies maintain excellent<br />

flexibility, which increases the cable’s life.<br />

Gore VNA Microwave/RF Test Assemblies<br />

include NMD-style ruggedized connectors<br />

for direct attachment to VNA test ports<br />

and allow the use of test port-compatible<br />

adapters for best durability and stability.<br />

The combination of the assembly’s ruggedized<br />

construction and NMD-style connector<br />

ensures longer flex life with consistent<br />

performance and reduced frequency<br />

of recalibration.<br />

The new 70 GHz Gore VNA Microwave/<br />

RF Test Assemblies are in production now<br />

and can be specified online with the Gore<br />

Microwave/RF Assemblies Builder.<br />

■ W. L. Gore & Associates<br />

www.gore.com<br />

hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 91


RF & Wireless<br />

Test & Measurement<br />

Support of Signaling OTA<br />

Testing<br />

Products<br />

New Diplexers and<br />

Multiplexers<br />

LTE TDD Band 40 BAW Filter<br />

Anritsu Company and ETS-Lindgren<br />

announce groundbreaking support of IEEE<br />

802.11 ac/n/a/g/b Over-the-Air (OTA)<br />

testing with an enhanced solution that<br />

integrates the Anritsu Wireless Connectivity<br />

Test Set MT8862A with the CTIAcompliant<br />

ETS-Lindgren EMQuest EMQ-<br />

100 Antenna Measurement Software. The<br />

accurate and flexible turnkey solution<br />

now supports 802.11 ac/n/a/g/b WLAN<br />

standards, providing device developers<br />

and manufacturers with a single solution<br />

to characterize and validate designs<br />

in accordance with current and emerging<br />

versions of the 802.11 standards.<br />

The MT8862A is the first solution for<br />

testing 802.11 in ac/n/a/g/b devices in<br />

full signaling mode with built-in communications<br />

protocols. The MT8862A<br />

can conduct fast and accurate RF receiver<br />

and transmitter measurements for<br />

WLAN without the need of any device<br />

control. It can also perform end-to-end<br />

data throughput tests, as well as capture<br />

real-time protocol messages. The<br />

MT8862A and EMQuest EMQ-100 provide<br />

a comprehensive solution that can<br />

test devices based on revisions of IEEE<br />

802.11 technologies. Specialized calibration<br />

and validation methods are supported<br />

for WLAN OTA testing and other<br />

analysis, including TRP/TIS. The Wireless<br />

Connectivity Test Set MT8862A is<br />

a multi-version IEEE 802.11 instrument<br />

with the capability for wireless device<br />

calibration, WLAN RF parametric testing<br />

and functional testing, including Network<br />

Mode. IEEE 802.11ac/n/a/b/g revisions<br />

are all supported for testing the transmitter<br />

and receiver performance of a multirevision<br />

WLAN device. ETS-Lindgren‘s<br />

EMQuest EMQ-100 offers a wide range<br />

of fully parameterized test methods for<br />

measuring basic antenna performance<br />

metrics, as well as testing both radiated<br />

and conducted performance of various<br />

wireless devices. Flexible in its design,<br />

the EMQuest EMQ-100 can be used to<br />

analyze antennas in stand-alone applications,<br />

or to test an embedded antenna<br />

system and radio module against any of<br />

the industry standard OTA radiated performance<br />

test requirements.<br />

■ ETS-Lindgren, Inc.<br />

www.ets-lindgren.com<br />

RLC Electronics´ diplexers and multiplexers<br />

are available in two, three of four<br />

channel versions. Adjacent passbands may<br />

be designed for a contiguous or non-contiguous<br />

response. For passband frequencies<br />

below 2 GHz, lumped element designs will<br />

often achieve the desired response in the<br />

smallest package. At higher frequencies (up<br />

to 40 GHz), distributed coaxial structures<br />

are employed to realize the lowest possible<br />

loss. RLC Electronics can supply multiplexers<br />

for most applications, including commercial,<br />

telecommunications, and military<br />

specifications.<br />

■ RLC Electronics, Inc.<br />

www.rlcelectronics.com<br />

Broadband GaN Transistors<br />

Provide 65 W<br />

RFMW, Ltd. announced design and sales<br />

support for two unmatched discrete GaN<br />

on SiC HEMTs. Operating from DC to<br />

3.7 GHz with a 50 V supply rail, Qorvo provides<br />

the QPD1015L in an eared package<br />

and the QPD1015 in an earless package.<br />

Both transistors offer 20 dB of gain and a<br />

P sat of 48.5 dBm. PAE is 74%. Target markets<br />

include commercial and military radar,<br />

communications, avionics, jammers and test<br />

instrumentation.<br />

■ RFMW, Ltd.<br />

info@rfmw.com<br />

www.rfmw.com<br />

RFMW, Ltd. announced design and sales<br />

support for a 90 MHz, sub-band B40 BAW<br />

filter. The Qorvo QPQ1288 supports base<br />

station infrastructure, repeaters and boosters<br />

for designs with pass band frequencies<br />

from 2300 to 2390 MHz. No external<br />

matching is necessary and the QPQ1288<br />

offers 45 dBm attenuation at 2473 MHz.<br />

Power handling is 29 dBm.<br />

■ RFMW, Ltd.<br />

info@rfmw.com<br />

www.rfmw.com<br />

Cellular Module is Embedded<br />

in Personal Mobility<br />

Wheelchair<br />

WHILL KK., a Japanese company specialized<br />

in innovative products for the mobility<br />

industry, has launched a new revolutionary<br />

wheelchair for personal mobility<br />

featuring cloud connectivity based on a<br />

3G cellular module from u-blox. The nextgeneration<br />

WHILL Model C embodies the<br />

next generation of power wheelchairs for<br />

enhanced mobility. It is a personal electric<br />

vehicle that combines a sleek design with<br />

the latest innovative functionalities, enabling<br />

users to live an active lifestyle. Sturdy and<br />

compact with two powerful electric motors<br />

and patented front Omniwheels, it maneuvers<br />

equally well indoors and outdoors.<br />

The ublox 3G cellular module embedded<br />

in WHILL Model C features worldwide<br />

UMTS/HSPA and GPRS/EDGE coverage<br />

92 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


RF & Wireless<br />

Products<br />

with a small footprint also enabling easy and<br />

costeffective bolting-on of a ublox GNSS<br />

receiver such as the MAX7C. As WHILL<br />

KK is looking into autonomous driving for<br />

people with disabilities, ublox plans to contribute<br />

with wireless positioning and connectivity<br />

technology.<br />

■ u-blox<br />

www.u-blox.com<br />

TDD Band 41 BAW Filter<br />

Multi-Throw Switches for<br />

4.5G Infrastructure<br />

1218 MHz and has on-chip active bias for<br />

consistent and repeatable performance over<br />

temperature. The QPB7400 finds applications<br />

in single-ended and push-pull optical<br />

receivers, low-noise drop amplifiers and<br />

distribution amplifiers. Drawing 105 mA<br />

from a 5 V bias, typical gain in application<br />

circuits is 10.5 dB. Qorvo offers this amplifier<br />

in a SOT89 package.<br />

■ RFMW, Ltd.<br />

www.rfmw.com<br />

27 dB Gain CATV Power<br />

Doubler<br />

RFMW, Ltd. announced design and sales<br />

support for a 194 MHz, sub-band B41 BAW<br />

filter. The Qorvo QPQ1285 supports TDD<br />

macro cell and small cell designs with pass<br />

band frequencies from 2496 to 2690 MHz.<br />

No external matching is necessary and<br />

the QPQ1285 offers 40 dBm attenuation<br />

at 2402 MHz. Power handling is 29 dBm.<br />

RFMW, Ltd.<br />

info@rfmw.com<br />

www.rfmw.com<br />

500 W, 50 V GaN IMFET<br />

RFMW, Ltd. announced design and sales<br />

support for a high efficiency, L-band IMFET<br />

from Qorvo. The Qorvo QPD1003 offers<br />

500 W P3dB power for L-band commercial<br />

or defense radar operating from 1.2 to<br />

1.4 GHz, including AESA radar. 50 V bias<br />

and GaN technology offer efficiency enhancements.<br />

PAE is 65% and small signal gain<br />

is 20 dB. I/O matched to 50 ohms means<br />

design time is minimized.<br />

■ RFMW, Ltd.<br />

info@rfmw.com<br />

www.rfmw.com<br />

RFMW, Ltd. announced design and sales<br />

support for high throw count switches from<br />

Peregrine Semiconductor. Optimized for<br />

4G and 4.5G wireless infrastructure switching<br />

applications such as robust digital<br />

pre-distortion (DPD) loops, filter banks and<br />

transmit/receive (T/R) path signal routing,<br />

the PE42462 (SP6T), PE42482 (SP8T) and<br />

PE42412 (SP12T) offer 35 to 41dB of portto-port<br />

isolation, high linearity,


448-RevT.indd 1


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DISTRIBUTORS<br />

448 rev T<br />

2/1/17 9:55 AM


Antennen<br />

Kleine Antenne für 863...870 und 902...928 MHz<br />

Grandis links und rechts – Artikelnummern<br />

SR42I010-L und SR42I010-R<br />

Antenova, Ltd., Hersteller von Antennen<br />

und RF-Antennenmodulen für M2M und das<br />

Internet der Dinge, stellte eine neue Antenne<br />

namens Grandis vor. Es handelt sich um eine<br />

SMD-Antenne, die baulich kleiner ist als<br />

Vorgänger oder übliche vergleichbare Produkte<br />

anderer Hersteller, aber in den Bändern<br />

863...870 MHz und 902...928 MHz verbesserte<br />

Leistung erbringt. Sie zielt direkt<br />

auf die zunehmende Anzahl von M2M- und<br />

IoT-Anwendungen unter Verwendung der<br />

LPWAN-Protokolle ab.<br />

Grandis SR42I010-R in der Ecke einer<br />

Platine positioniert<br />

Mit Grandis hat Antenova die Größe der<br />

LPWAN-Antenne auf 12 x 11 x 1,6 mm reduziert<br />

und zugleich die Leistung der Antenne<br />

verbessert. Grandis ist eine Flachantenne,<br />

die eine Bodenplatte zur Ausstrahlung nutzt<br />

und an der Ecke einer Platine positioniert<br />

werden kann.<br />

Verlauf der Rückflussdämpfung (Dualband-<br />

Einstellung: 863...928 MHz, nur ISM 868:<br />

863...870 MHz, nur ISM 915: 902...928 MHz)<br />

Antenova bietet Platinenentwicklern bei der<br />

Positionierung der Antenne innerhalb eines<br />

Designs Flexibilität, weshalb die Grandis-<br />

Antenne in zwei Varianten geliefert wird,<br />

links und rechts, damit Entwickler den Ort<br />

der Antenne auf der Platine wählen können.<br />

LPWAN ist eine zunehmend beliebte Wahl<br />

für IoT- und Smart-City-Anwendungen, da<br />

es weniger Strom verbraucht, sodass die Batterien<br />

innerhalb der einzelnen Geräte länger<br />

halten. Die Grandis-Antenne von Antenova<br />

deckt die späteren LPWAN-Standards für<br />

angeschlossene Geräte im IoT und im Smart<br />

Cities ab: LoRa, SigFox und Weightless-P.<br />

Grandis eignet sich für alle Anwendungen in<br />

den Bändern 863...870 und 902...928 MHz,<br />

damit sie in industriellen, wissenschaftlichen<br />

und medizinischen Anwendungen,<br />

Smart-Zählern, Netzwerkgeräten, Fertigungsautomatisierung,<br />

landwirtschaftlicher<br />

und Umweltüberwachung und Consumer<br />

Tracking weltweit eingesetzt werden kann.<br />

Verlauf des Stehwellenverhältnisses<br />

Antenova CEO Colin Newman bemerkte:<br />

„Der Markt für LPWAN-Verbindungen<br />

wächst, und wir sind uns einer Vielzahl<br />

von Kundenanwendungen bewusst, die eine<br />

kleine Antenne mit großer Leistung benötigen.<br />

Diese Antenne wird diesen Anforderungen<br />

sehr gut gerecht.“<br />

■ Antenova, Ltd.<br />

www.antenova-m2m.com<br />

Wasserdichte<br />

LTE/4G-Antenne für<br />

Oberflächenmontage<br />

HY-Line Communication<br />

erweiterte das Antennensortiment<br />

um die MIMO-Blade-<br />

Multiband-Antenne von EAD.<br />

Die MIMO-Blade ist eine wasserdichte<br />

Antenne zur Oberflächenmontage<br />

auf nichtmetallischen<br />

Flächen, wie<br />

Fensterscheiben oder Armaturenbrettern.<br />

Sie zeichnet sich<br />

durch 2 dBi Gewinn, einen Frequenzbereich<br />

von 690 bis 2700<br />

MHz, Rundstrahlcharakteristik<br />

und kompakte Abmessungen<br />

aus. Mit den mitgelieferten<br />

Saugnäpfen, doppelseitigem<br />

Klebeband oder via Klettverschluss<br />

lässt sich die MIMO-<br />

Blade LTE einfach anbringen.<br />

Wahlweise gibt es die LTE<br />

MIMO-Blade mit SMA- oder<br />

TS9-Steckverbinder mit 2 x 1<br />

m Kabel. Durch ihre kompakte<br />

Bauweise ist diese Multiband-<br />

Antenne für verschiedene Einsatzbereiche<br />

konzipiert, z.B.<br />

für Verkaufsräume, Terminals<br />

oder Automaten. Auch feuchte<br />

und nasse Umgebungen sind<br />

kein Installationshindernis.<br />

■ HY-Line Communication<br />

Products<br />

www.hy-line.de<br />

96 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


Antennen<br />

Mobile Lösung für<br />

3D-Antennenmessungen<br />

Die neuste Entwicklung der Aaronia AG<br />

ist eine leichte und handliche isotrope<br />

Antenne: die IsoLOG 3D Mobile. Sie ist<br />

mit jedem beliebigen Spektrumanalysator<br />

kompatibel und ist nach dem Auspacken<br />

sofort betriebsbereit. Die optimale Lösung<br />

für 3D-Messungen bei Zeitdruck und für<br />

unterwegs also. Die Antenne benötigt keine<br />

Software-Installationen, Netzanschlüsse<br />

und keine Hardware-Wechsel. Anschließbar<br />

ist sie über den N-Anschluss (male) an<br />

jeden beliebigen Spectrum Analyzer oder<br />

an jedes Oszilloskop.<br />

Jede IsoLOG 3D Mobile beinhaltet einen<br />

eingebauten, aufladbaren Akku, der bis zu<br />

sechs Stunden Betriebsdauer gewährt, sowie<br />

einen zuschaltbaren Bypass-Vorverstärker<br />

mit niedrigem Rauschen. Der integrierte<br />

Vorverstärker erlaubt die Messung sehr<br />

schwacher Signale. Nutzt man den Bypass-<br />

Modus, ist die Antenne auch für sehr starke<br />

Signale geeignet. Die Antenne kann entweder<br />

über den USB-Ausgang oder über die<br />

manuellen Bedientasten an der Antenne<br />

gesteuert werden. Es wurde auch eine ultraschnelle<br />

Chopper-Funktion integriert. Durch<br />

die Nutzung spezieller, störungsfreier HF-<br />

Schalter bietet diese Funktion eine automatische<br />

und unendliche Antennenrotation<br />

mit einer Schaltdauer von bis zu 50 kHz.<br />

Diese Besonderheit verwandelt die Iso-<br />

LOG 3D Mobile in eine voll funktionsfähige<br />

3D-Antenne ohne die Notwendigkeit<br />

einer USB-Steuerung. Alle Antennen werden<br />

bei Aaronia in Deutschland entwickelt,<br />

individuell hergestellt und kalibriert. Dies<br />

garantiert höchste Qualitätsstandards, durch<br />

die Aaronia jedem Kunden volle zehn Jahre<br />

Garantie für alle Antennen bieten kann.<br />

■ Aaronia AG<br />

www.aaronia.de<br />

Patch-Antennen für die<br />

Satellitenkommunikation<br />

Die CompoTEK GmbH erweitert ihr innovatives<br />

Antennenangebot um weitere Produkte<br />

für die Satellitenkommunikation.<br />

Keramische Patch-Antennen für satellitengestützte,<br />

präzise Zeitbestimmung (GNSS:<br />

GPS, Glonass, Galileo) sowie für uni- und<br />

bidirektionale Datenkommunikation (Iridium,<br />

Globalstar) sind seit kurzem verfügbar.<br />

Mit verschiedenen Baugrößen des Strahlers<br />

(12 x 12, 15 x 15, 18 x 18 und 25 x 25 mm)<br />

können vielfältige Einbauanforderungen realisiert<br />

werden. Die Patch-Strahler sind zirkular<br />

polarisiert und erreichen einen Gewinn<br />

zwischen 0 und 5 dBi, je nach Baugröße.<br />

Eine Besonderheit von Patch-Antennen ist,<br />

dass die Mittenfrequenz nach kundenspezifischen<br />

Bedürfnissen festgelegt werden<br />

kann. CompoTEK bietet diesen Service,<br />

um die jeweilige Antenne auf individuelle<br />

Anforderungen der Anwendung und die<br />

reale Einsatzumgebung optimal abzustimmen.<br />

Auch Dualband-Lösungen (z.B. GPS<br />

& Glonass, GPS & Iridium, GPS & Globalstar)<br />

sind auf einem Patch realisierbar.<br />

Die Voraussetzung für eine erfolgreiche<br />

Antennenanpassung (Tuning) ist das Vorhandensein<br />

des anwendungsspezifischen<br />

Gehäuses und der Platine, auf der der Patch-<br />

Strahler aufgebracht wird (siehe Bild). In<br />

einem ersten Schritt werden die Muster auf<br />

die Platine aufgelötet und unter Berücksichtigung<br />

des Gehäuses feinabgestimmt.<br />

Anschließend werden die abgestimmten<br />

Muster vom Kunden in seinem Gerät/<br />

Gehäuse gegengeprüft und verifiziert. Nach<br />

erfolgreichen Tests und der Freigabe erfolgt<br />

dann die finale Serienfertigung. Die Mindestbestellmenge<br />

für kundenspezifische Patch-<br />

Antennen liegt bei 1000 Stück.<br />

Typische Einsatzgebiete für keramische<br />

Patch-Antennen sind Navigationssysteme,<br />

Flottenmanagement, Ortung, Logistik und<br />

verschiedene Industrieanwendungen.<br />

■ CompoTEK GmbH<br />

www.compotek.de<br />

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Einkaufsführer im Archiv als<br />

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und Business-Talk aus der<br />

Elektronik-Branche<br />

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hf-praxis 9/<strong>2017</strong> 97


Antennen<br />

Flachantenne für Metalloberflächen<br />

Bild 1: Zenon-Antenne (Art.-Nr. SR4W030)<br />

Bild 2: Die Zenon-Antenne strahlt von verschiedenen<br />

Materialien ab<br />

Bild 3: Die Antennen-Rückflussdämpfung der Zenon auf<br />

verschiedenen Materialien<br />

Antenova Ltd hat mit dem<br />

Versand der neuen 2,4-GHz-<br />

Antenne Zenon begonnen, der<br />

ersten aus der neuen REFLEC-<br />

TOR-Serie des Unternehmens.<br />

Die neue Antennenfamilie<br />

arbeitet – ohne Verstimmung<br />

- auf Metalloberflächen bzw.<br />

in Fällen, wo das Produktgehäuse<br />

überwiegend aus Metall<br />

besteht - eine Situation, welche<br />

die Antennenfunktion normalerweise<br />

deutlich erschwert.<br />

Die REFLECTOR-Antennen<br />

bestehen aus zwei Schichten,<br />

die voneinander galvanisch<br />

getrennt sind, um einen RF-<br />

Schirm gegenüber der zweiten<br />

Schicht zu bieten. Das bedeutet,<br />

dass die Antenne auf einem<br />

beliebigen Material positioniert<br />

werden kann und faktisch in die<br />

Richtung ausstrahlt, die vom<br />

Grundmaterial abweist. Antenova<br />

stellte die REFLECTOR-<br />

Familie an Antennen erstmals<br />

auf der Embedded World vor,<br />

wo die Muster viel Interesse<br />

erweckten.<br />

Zenon (SR4W030), ist eine<br />

2,4-GHz-Hochleistungsantenne<br />

für Bluetooth, WiFi,<br />

ZigBee und ISM. Die Antenne<br />

hat äußerst geringe Maße<br />

von nur 23 mm x 16 mm x<br />

1,6 mm. Sie wird aus hartem<br />

FR4-Laminat hergestellt und<br />

über ein 1,13-mm-Kabel mit<br />

einem IPEX-MHF-Stecker<br />

angeschlossen. Das Entwicklungsteam<br />

von Antenova wendet<br />

beim Antennendesign ein<br />

Konzept an, welches das Unternehmen.<br />

Design für Integration‘<br />

bzw. DFI nennt, wobei<br />

die letztliche Integration der<br />

Antenne im Produkt des Kunden<br />

schon zu Beginn des Designvorgangs<br />

berücksichtigt wird<br />

und wesentlich zur Gestaltung<br />

des Antennendesigns beiträgt.<br />

Zenon wurde somit für die<br />

schnelle und einfache Integration<br />

in ein Kundendesign entwickelt.<br />

Sie kann einfach mit einem<br />

selbstklebenden Abziehstreifen<br />

befestigt werden und lässt sich<br />

entweder in ein neues Design<br />

einfügen oder nachträglich in<br />

ein bereits vorhandenes Design<br />

einbauen. Jegliche Abstimmung<br />

bzw. jeglicher Abgleich entfällt.<br />

■ Antenova<br />

www.antenova.com<br />

hf-Praxis<br />

ISSN 1614-743X<br />

Fachzeitschrift für HFund<br />

Mikrowellentechnik<br />

• Herausgeber und Verlag:<br />

beam-Verlag.<br />

Krummbogen 14.<br />

35039 Marburg.<br />

Tel.: 06421/9614-0.<br />

Fax: 06421/9614-23.<br />

info@beam-verlag.de.<br />

www.beam-verlag.de<br />

• Redaktion:<br />

Dipl.-Ing. Reinhard Birchel (RB).<br />

Ing. Frank Sichla (FS).<br />

redaktion@beam-verlag.de<br />

• Anzeigen:<br />

Frank Wege.<br />

Tel.: 06421/9614-25.<br />

Fax: 06421/9614-23.<br />

frank.wege@beam-verlag.de<br />

• English Contact:<br />

Myrjam Weide.<br />

Fon.: +49-6421/9614-16.<br />

m.weide@beam-verlag.de<br />

• Erscheinungsweise:<br />

monatlich<br />

• Satz und Reproduktionen:<br />

beam-Verlag<br />

• Druck & Auslieferung:<br />

Brühlsche.<br />

Universitätsdruckerei<br />

Der beam-Verlag übernimmt<br />

trotz sorgsamer Prüfung der<br />

Texte durch die Redaktion keine<br />

Haftung für deren inhaltliche<br />

Richtigkeit.<br />

Handels- und Gebrauchsnamen,<br />

sowie Warenbezeichnungen<br />

und dergleichen werden in der<br />

Zeitschrift ohne Kennzeichnungen<br />

verwendet.<br />

Dies berechtigt nicht zu der<br />

Annahme, dass diese Namen im<br />

Sinne der Warenzeichen- und<br />

Markenschutzgesetzgebung als<br />

frei zu betrachten sind und von<br />

jedermann ohne Kennzeichnung<br />

verwendet werden dürfen.<br />

98 hf-praxis 9/<strong>2017</strong>


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