6-2019

beamnet

Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Juni 6/2019 Jahrgang 24

HF- und

Mikrowellentechnik

Neuer Ultra Low Phase

Noise Amplifier

Macom, Seite 6


20-6000 MHz

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Editorial

Allokation: Ende ohne Schrecken

oder Schrecken ohne Ende?

Technische Beratung und Distribution

Autor:

Falko Ladiges

Teamleiter Produktmarketing

Pemco bei der WDI AG

Allokation meint in der Wirtschaft

die Verteilung der verfügbaren

Produktionsfaktoren,

wie Maschinen und Materialien,

auf die verschiedenen Produktionsmöglichkeiten.

Optimale

Allokation, d.h. bestmöglicher

Einsatz der Produktionsfaktoren,

sichert maximalen Gewinn. Es

darf also nichts vergeudet werden.

In einer Marktwirtschaft, so

die Theorie, wird die Allokation

durch flexible und anpassungsfähige

Märkte gesteuert.

Doch schauen wir einmal auf den

Bauteilmarkt! Da stellt sich die

Frage: Ist die Allokation am Ende

oder gönnt sie sich nur eine Verschnaufpause,

um nochmal richtig

durchzustarten? Denn hier gibt

es aktuell ständig Diskussionen

um Lieferfähigkeit, Termine und

Preise; die Lage ist recht angespannt:

Lieferfähigkeiten sind

eingeschränkt, Liefertermine

zögern sich hinaus und Preise

erreichen unerwartete Höhen.

Doch sieht der Autor wieder ein

ganz kleines Licht am Ende des

Tunnels. Auch wenn einige Hersteller

passiver Bauelemente,

insbesondere für MLCCs oder

Dickschichtwiderstände, offiziell

noch auf Allokationsmodus sind,

so scheinen sich bei anderen die

Lieferzeiten wieder auf deutlich

unter ein Jahr zu reduzieren oder

überhaupt Bestellplatzierungen

wieder möglich zu sein.

Das heißt aber, dass es damit

auch schlagartig wieder vorbei

sein kann. Denn Trends wie

E-Mobility, IoT und Smart Home

lassen sich wohl kaum aufhalten

und werden eher noch mehr an

Fahrt aufnehmen. Auch andere

Effekte, wie durch die USA

verhängte Strafzölle für Waren

aus China, Verknappung durch

gegenseitige Übernahmen langjähriger

Konkurrenten oder der

Fokus asiatischer Hersteller auf

den eigenen Markt, lassen den

Beobachter bezüglich eines

Endes der Allokation doch eher

skeptisch werden.

Wer letztes Jahr rechtzeitig

gehandelt und entsprechend

weitsichtig disponiert hat, der

kommt jetzt so langsam in die

glückliche Situation, die bestellten

Waren zu bekommen, wenn

er es sich leisten konnte und

nicht zwischenzeitlich in Schieflage

geraten ist. Denn die allokativen

MLCCs und Widerstände,

obwohl die Wertigkeit gegen null

strebte, können bei Projekten

über die Zeit zu echten Genickbrechern

geworden sein. Wenn

98% der Ware für die Produktion

vorhanden und bezahlt ist,

jedoch über Monate im Regal

versauert, weil die ausstehenden

2% nicht lieferbar sind, ist

die Kapitalbindung extrem hoch

und die Refinanzierung über die

Zeit ein wichtiger Aspekt, um

die Durststrecke zu überstehen.

Fraglich ist auch, inwieweit und

wie schnell sich eine preisliche

Erholung wieder einstellen kann

oder wird. Sicherlich war die

Preisspirale über Jahre immer

weiter nach unten getrieben worden

und viele Hersteller konnten

in einem über Jahre anhaltenden

Käufermarkt nicht mehr kostendeckend

produzieren. Durch die

Allokation und den Wechsel in

einen Verkäufermarkt haben sich

teilweise Preissprünge von mehreren

100% über die letzten 12

bis 18 Monate ergeben. Am einzelnen

Bauteil gemessen, ist die

Auswirkung sicherlich immer

noch marginal, doch bezogen auf

die großen benötigten Mengen

haben diese Preissteigerungen

einen erheblichen Anteil daran,

dass Projektkalkulationen quasi

nichtig wurden und entsprechende

Steigerungen bis hin

zum Endnutzer zu erwarten sind.

Fazit: Der Blick in die Glaskugel

bleibt eine Wissenschaft für

sich und es bleibt weiter spannend.


Bauelemente für die

Hochfrequenztechnik, Opto- und

Industrieelektronik sowie

Hochfrequenzmessgeräte

Treffen Sie uns auf der

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International Microwave Symposium

am 4. und 5. Juni 2019

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hf-praxis 6/2019 3


Inhalt 6/2019

Titelstory:

Neuer Ultra-Low-Phase-Noise-Verstärker

für 2 bis 18 GHz

Der MAAL-011151 gehört zu MACOMs Portfolio

von Breitbandverstärkern mit extrem niedrigem

Phasenrauschen. Er eignet sich optimal als rauscharme

Verstärkerstufe für Signalerzeugungsanwendungen. 6

Quarze und Oszillatoren:

Hochstabiler Clock-Oszillator

IQD hat eine neue Reihe HCMOS-basierender Clock-

Oszillatoren mit sehr geringer Frequenzabweichung eingeführt.

Die IQXO-923-Serie ist mit einer Frequenzstabilität

von bis zu ±5ppm über den gesamten industriellen

Arbeitstemperaturbereich von -40 bis +85 °C erhältlich. 29

Messtechnik:

Das Referenzgerät noch besser gemacht

Die Analysatorfamilie R&S FSW, die sich schon seit Jahren

durch hervorragende technische Daten auszeichnet, wurde

jetzt in entscheidenden Punkten weiter verbessert. In Daten,

Ausstattung und Bedienung weiter aufgewertet, zeigt sie sich

auch äußerlich in neuem Gewand. 16

Shielding Effectiveness

and Shielded Enclosure

Leakage Detector

System

This application note will focus on

the SELDS (Shielded Enclosure

Leakage Detector System)

approach. 8

4 hf-praxis 6/2019


Elektromechanik:

OCTIS-Steckverbinder für höhere

Datenübertragungsraten und kleinere

Geräte

Der OCTIS -Steckverbinder von Radiall ist eine

neue, umfassende Lösung und bietet die Möglichkeit

für höhere Datenraten und die Verkleinerung der

Geräte, die mit die wichtigsten Anforderungsfaktoren

von 4,5G- und zukünftigen 5G-Gerätentwicklungen

sind. 41

Bauelemente:

650-V-Hochfrequenz-

IGBTs mit Highspeed-

Technologie

Die 650-V-IGBTs der HB-Serie

von STMicroelectronics bieten,

gestützt auf die neue TFS-

Technologie (Trench Field

Stop) des Unternehmens,

Effizienz- und Performance-

Verbesserungen für Mediumund

Highspeed-Anwendungen

wie etwa PFC-Wandler,

Schweißgeräte, unterbrechungsfreie

Stromversorgungen und

PV-Wechselrichter. 37

Wireless:

Technologieentwicklung

für 5G-Millimeterwellen-

Funksysteme, Teil 1

Als die Mobilfunkbranche mit der

Entwicklung der fünften Mobilfunkgeneration

(5G) begann, schien 2020 in weiter Ferne.

Inzwischen befindet sich 2020 in greifbarer

Nähe und wird mit Gewissheit den Beginn des

5G-Jahrzehnts einläuten. 26

Funkmodule:

HF-LoRa-Module

bieten bessere

Leistung bei

geringeren Kosten

RS Components (RS),

die Handelsmarke der

Electrocomponents plc, bietet ihren

Kunden jetzt zwei neue Serien von

RF-Modulen. Die Module sind

für den Einsatz in LoRa-basierten

Low-Power-Wide-Area-Network-

Anwendungen (LPWAN) für das IoT

konzipiert. 42

hf-praxis 6/2019 5

5


Titelstory

Überlegene Signalerzeugung und Empfänger-Empfindlichkeit:

Neuer Ultra-Low-Phase-Noise-Verstärker

für 2 bis 18 GHz

vollständige Passivierung für

erhöhte Zuverlässigkeit bietet.

MACOM

www.macom.com

Parameter Einheit Wert

Frequenz GHz 2...18

Verstärkung (10 GHz) dB 16

Rauschzahl (10 GHz) dB 5

P1dB (10 GHz) dBm 17,5

Phasenrauschen

dBC/Hz -150

(12 GHz + 3 dBm, 1 kHz Offset)

Vorspannung V/mA 5/60

Abmessungen mm 2,8 x 1,73 x 0,1

Typische MAAL-011151-Die-Parameter

Der MAAL-011151 gehört zu

MACOMs Portfolio von Breitbandverstärkern

mit extrem

niedrigem Phasenrauschen.

Erhältlich in den Baugrößen 2,8

x 1,73 x 0,1 mm und 5 x 5 mm,

32-polig im AQFN-Gehäuse,

eignet er sich optimal als rauscharme

Verstärkerstufe für Signalerzeugungsanwendungen

in den

Bereichen Test & Measurement,

EW, ECM und Radar.

Wenn man die Frequenzstabilität

einer Signalquelle definiert,

ist das Phasenrauschen eine kritische

Spezifikation mit erheblichen

Auswirkungen auf die

Empfängerempfindlichkeit. Der

MAAL-011151 minimiert den

Phasenrauschbeitrag durch LO-

Signalverstärkung zur Verbesserung

der spektralen Integrität

für Test & Measurement- sowie

Kommunikationssysteme, der

Zielerfassung für Radar sowie

für Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsanwendungen.

Hochleistungsfähige

Signalgenerierung

Der MAAL-011151 hat 16 dB

lineare Verstärkung über das

Frequenzband von 2 bis 18 GHz,

eine P1dB von 17,5 dBm und 5

dB Rauschzahl bei 10 GHz mit

Ein- und Ausgängen, die vollständig

auf 50 Ohm abgestimmt

und DC-blockiert sind. Die

Verstärkersteuerung ist durch

die Verwendung einer Steuerschaltung

oder durch direkte

Vorspannung möglich. Der

MAAL-011151 wird mit einem

HBT-Prozess mit niedrigem Phasenrauschen

hergestellt, der eine

„Mit der Einführung der neuen

MAAL-011151 Ultra Low

Phase Noise Amplifier investieren

wir in ein Portfolio von

Signalgenerierungskomponenten,

das hochleistungsfähige

Kammgeneratoren, Mixer und

mehr umfasst“, sagt Graham

Board, Senior Director of Product

Marketing, MACOM. Und

fügt hinzu: „Mit der Erweiterung

dieses Portfolios um weitere diskrete

Verstärker, die zusätzliche

Frequenzen abdecken sowie

integrierte LO-Module mit niedrigem

Phasenrauschen werden

Systemdesigner von der nahtlosen

Gerätekompatibilität und

hohen Leistung über die gesamte

Signalkette hinweg profitieren.“

Im Bare-Die- und

Package-Format

Die MAAL-011151 Ultra

Low Phase Noise Amplifier

von MACOM werden heute

von Kunden in Bare-Die- und

Package-Formaten bemustert.

Unterstützung bei der Identifizierung

von MACOM-Produkten,

die optimiert wurden, um Angebote

anderer Anbieter zu ersetzen,

finden Interessenten im

MACOM Cross Reference Tool.

Weitere Informationen über den-

MAAL-011151 finden Leser

unter: www.macom.com/pro-

ducts/product-detail/MAAL-

011151 ◄

6 hf-praxis 6/2019


Messtechnik

Shielding Effectiveness and Shielded Enclosure Leakage

Detector System

Figure 1: AR Model CL-105A/CL-106A Shielding Effectiveness Leakage Detector System

This application note

will focus on the SELDS

(Shielded Enclosure

Leakage Detector

System) approach.

Today both commercial and

military industries are more

reliant than ever on electronics.

In addition, the need to protect

those electronics from potential

threats has become even more

vital. Threats like electromagnetic

interference (EMI) and

High-Altitude Electromagnetic

Pulse (HEMP) have the ability

to interrupt or even destroy the

functionality of unprotected

electronics. The military has

long been aware of the effects

of electromagnetic interference

and has taken proper precautions

to shield electronics, but in some

cases, additional measures are

required to ensure proper operation.

Therefore, the military

has, for a long time, often used

shielded rooms to house their

network and other equipment.

have become more stringent and

time-critical in testing the shielding

effectiveness of facilities.

The AR Model CL-105A/CL-

106A, Shielded Enclosure Leak

Detection System (SELDS),

is an instrument for verifying

the integrity of shielded enclosures.

The SELDS method can

be used at almost any stage of

enclosure construction, but it is

most accurate and efficient when

used after facility electromagnetic

barrier is fully complete.

SELDS can also be used to evaluate

the shielding effectiveness

of non-military and commercial

applications— Banks and Financial

Institutes, Data Centers,

Research and Medical hospitals,

Nuclear power plants, Subways,

Submarine pipelines, Telecomm

base stations, etc.

Basics

Any closed box could be considered

“shielded” to some

extent – even a lunch box – but

to achieve the level of shielding

needed to meet the stringent

requirements of standards such

as MIL-STD-188/125-1 and

MIL-STD- 461G, an enclosure

must be sealed to the extent that

signal leakage is minimal. The

main purpose of the MIL- STD-

188-125 Shielding Effectiveness

Source:

App Note #80, Shielding

Effectiveness and Shielded

Enclosure Leakage Detector

System (SELDS), AR, rf/

microwave instrumentation

Furthermore, as the entire world

is moving towards innovations

backed by emerging technologies

such as IoT (Internet of

Things), Blockchain, Automation,

AI (Artificial Intelligence),

etc., the need for storing

and protecting the proprietary

information has become extremely

critical. With the increased

amount of electromagnetic

pulse (EMP) and EMI threats,

the shielding requirements

Figure 2: Enclosure Feed-Wire Connection Diagram View

8 hf-praxis 6/2019


Messtechnik

®

(SE) test is to demonstrate the SE integrity

of a shielded room/facility, conduit, and

apertures Point-of-Entry (POE) as noted in

Appendix C and SELDS survey IAW MIL-

HDBK-423. The shielding effectiveness of

the shielded barrier required for high-risk

HEMP application is necessary for the protection

of ground-based electronics with

time-critical missions.

Part-1 of MIL-STD 188-125 “High-Altitude

Electromagnetic Pulse Protection for

Ground-Based Facilities Performing Critical,

Time-Urgent Missions Part 1 Fixed

Facilities” reference the military handbook

(MIL- HDBK-423) for Shielding Effectiveness

(SE) integrity test methods.

SELDS test method is an electromagnetic

method for locating leaks in welded and

brazed joints, including seams,patches, etc.

The final SELDS test during construction is

accomplished when the barrier is complete,

prior to the final acceptance test. Furthermore,

the SELDS technique is frequently

the basis of the built-in shield monitoring

capability required by MIlL-STD-188-125.

So, the ideal EMI shielded room would be

a metal box with no seams, openings, or

ingress from cables, but unfortunately, that’s

not possible due to the need for access to

the equipment and military personnel inside.

SE testing often identifies weaknesses in the

shield, which are not visually detectable.

There are two characteristics that determine

the electromagnetic shielding effectiveness

of an enclosure:

• the ability of the enclosure wall material

to reflect or dissipate the EM wave

energy, and

• the integrity of the wall; i.e., the tightness

of the contact between panels, doors,

and POE.

This application note will focus on the

SELDS approach defined in the military

handbook (MIL-HDBK-423), to determine

SE, using the AR rf/microwave instrumentation

(AR) CL-105A/CL-106A, shown in

Figure 1.

The AR SELDS

AR RF/Microwave Instrumentation has

unveiled a Shielded Enclosure Leak Detection

System (SELDS) for testing the electromagnetic

shielding effectiveness of EMI

enclosures. The new CL-105A/CL-106A

detection system allows detection at the most

likely points of degradation – the seams,

doors and filters connections, in a convenient

and hassle-free method. Discontinuities

permitting RF leakage at welds, seams,

corners, etc., can be detected and remedied

to ensure that the finished enclosure is properly

assembled.

The system consists of a Model CL-105A

Transmitter, Model CL-106A Receiver,

headphones and a rugged carrying case. The

incredible sensitivity of the model CL-105A

Receiver allows it to meet the most rigid

MIL standards (e.g. MIL-STD-188/125)

for shielded room acceptance. The system

is designed to make relative shielding effectiveness

measurements by passing a current

along the surface of an EMI enclosure

in order to sense the small magnetic fields

formed where breaks in the EMI enclosure

may occur.

The Model CL-105A Transmitter is used to

generate an output signal (96kHz) which is

connected to the EMI enclosure under test.

This device has an auto-adjusting output

that works with small, medium, and large

EMI enclosures. The 96 kHz signal is low

enough in amplitude to ensure that a relatively

uniform RF current flow occurs on

all sides of the enclosure. An LED indicator

illuminates green when the Transmitter has

adjusted the output to the optimum level for

the connected EMI enclosure.

The Model CL-106A Receiver has high sensitivity

(dynamic range: 120 dB) to detect

the smallest of magnetic fields produced at

breaks/discontinuities in the EMI enclosure

under test. This unit auto-zeros and features

an auditory output with a varying amplitude

related to the shielding effectiveness.

The auditory output is available through the

built-in speaker or included headphones. A

4-digit seven segment display is provided

to indicate relative shielding effectiveness

measurement values in dB. In addition, a

built-in LED light source provides illumination

when used in dark environments.

Principle operation

The Model CL-105A/CL-106A system is

comprised of two main parts; a Transmitter

and a Receiver. The Transmitter is designed

to drive a current through the skin of

a shielded enclosure. The CW output signal

has a frequency of 96kHz. The system is

designed to drive very low impedances;

thus, the Transmitter is operating as a current

source. The output current is nominally

800mA RMS.

For normal tests, the Transmitter will be connected

via feed wires to opposite corners of

the enclosure exterior and will transmit an

AC current across the metallic surface of the

enclosure. The Receiver cannot detect the

signal except at the points where the enclosure

has openings or metallic discontinuities

which cause a small magnetic field to

form. The unit is designed to allow detec-

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hf-praxis 6/2019 9

9


Messtechnik

Figure 3:

Actual SELDS

test setup

tion of small leakages within a

larger contiguous surface, not

for detecting intended openings

(e.g. open chamber door, waveguide

feedthrough). At any place

in the enclosure with a small

leak (e.g., a crack or seam gap),

there will be a small magnetic

field formed. The Receiver is

designed to detect these small

magnetic fields. As the Receiver

is moved along a seam and

encounters this magnetic field,

the display will indicate a relative

decibel value when detecting

a sufficient field level,

dependent upon the Receiver

sensitivity settings. An audible

tone will increase in volume at

higher value indications. The

audible tone is not calibrated

but is an indicator that simplifies

chamber probing without

requiring continuous observation

of the display. If a poor

seam or opening exists in the

enclosure walls, a signal will

be detected when scanning with

the Receiver. Detected signals

will cause the Receiver display

to indicate larger values, indicating

less shielding effectiveness.

The unit of measure is Shielding

Units (SU), which is a relative

measurement from the calibration

level set at AR’s factory.

The measured values obtained

by the system allow identifying

areas of potential RF leakage

and decreased shielding effectiveness

but cannot be directly

converted to Shielding Effectiveness

measurements obtained

using other methods.

The indication of shielding

effectiveness is directly related

to the quality of workmanship

of each seam, door seal, and filter

connection. When the system

is used to probe around these

places the maximum displayed

value indication pinpoints the

location of the fault, which may

be, among other things, a loose

bolt, bent panel, or corroded

door facing. The data acquired

by this system may be used as

a guide for: (1) immediate corrective

actions, (2) correlation

for proof of performance test

as a basis for future acceptance

tests, or (3) enclosure profiling.

Due to the high energy electromagnetic

fields which surround

each feed wire, a strong local

effect is created which may be

detected by the Receiver along

the path of the feed wire, and

if this effect is not taken into

account, the resulting readings

near the feed wires could be

misconstrued as indicating a

faulty seam. Due to this effect,

a second feed wire configuration

is used in which the feed

wires are placed in such a way

as to be an approximate mirror

image of the first configuration.

Chamber probing is then

repeated along the path of the

original feed wire to confirm

leakage points. The user who is

familiar with attenuation scales

on conventional RF measuring

equipment should notice that the

system is calibrated to indicate

direct shielding effectiveness

rather than field strength. That

is since an increase in received

signal occurs when the shielding

decreases, an increased signal

causes the displayed value to

decrease.

Integration

Careful attention must be given

to the connection and dress of

the Transmitter feed wires. For

all Transmitter feed wire configurations

used, the Transmitter

is connected at diagonally

opposite corners of the structure

being tested. Connecting across

diagonal corners will provide the

most evenly distributed signal

coverage across the structure.

By convention, the Transmitter

is physically located at and connected

to the front wall, which is

defined as the most accessible,

and is typically where the door

is located. The second Transmitter

feed wire should be dressed

along the vertical and horizontal

edges of the enclosure to a connection

point at the opposite diagonal

corner (see Figure 3 for an

actual setup). Use approximately

12 inches of No. 12AWG insulated,

stranded wire for the short

cable and as much as necessary

for the long cable.

If a bolt or screw head is not

available for attaching the ends

of the feed wires, drill and tap

the nearest frame member. Do

not tap through the panel. These

feed wires can be installed permanently

if desired to facilitate

future testing. The polarity of the

connections is inconsequential.

Enclosure probing

To perform enclosure probing,

first examine all six surfaces

inside the enclosure with the

door closed. Initially adjust the

Receiver audio volume knob

and gain setting to its maximum

(highest sensitivity), then

adjust both down as necessary

to accommodate the environment.

Holding the Receiver, so

that the probe tip is as close as

possible to and perpendicular

to the wall (floor, ceiling, or

one of the four sides), move the

unit slowly (about six inches a

second) down each seam. Stop

when a sharp increase in the

audible signal level is heard,

or when the displayed value

fluctuates noticeably, record

the seam position, the distance

of the apparent leak from the

nearest active feed wire, and

the Receiver reading.

For optimum sensitivity, the

probe should be perpendicular

to the surface being tested. The

Receiver units are on a logarithmic

scale. When taking measurements,

the value indicated

on the Receiver display is in

relative SUs.

Conclusion

No matter which standards must

be met, selecting the right Shielding

Effectiveness Leakage

Detector is the key to ensuring

commercial electronics and military

EMI rooms are adequately

shielded and are in compliance

with standards.

So, AR has all the technical

expertise and Shielding Effectiveness

Leakage Detector

System that you need to meet

the MIL-STD-188/125 requirements.

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10 hf-praxis 6/2019


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Messtechnik

Signaling-Tests an WLAN-802.11ax-Geräten

oder R&S®CMW500 erfüllt

werden können.

BILD 1: Beim Multi-User-Betrieb wird ein Kanal von beispielsweise 20 MHz Breite in Resource Units (RUs) aufgeteilt, die

in unterschiedlichen Größen kombiniert werden können

Im Gegensatz zur

Produktion, wo

Kalibrierung und

Prüfung von Sender

und Empfänger eines

WLAN-Produkts

im sogenannten

Non-Signaling-

Modus ablaufen,

sind Messungen mit

Signalisierung in

Entwicklung und

Qualitätssicherung

unverzichtbar.

Autor

Thomas A. Kneidel

Rohde & Schwarz

GmbH & Co. KG

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Diese sind jetzt auch für den

neuen Standard IEEE 802.11ax

möglich.

Im Non-Signaling-Modus wird

der Prüfling über eine elektrische

Drahtverbindung ferngesteuert.

Sowohl die Kalibrierung als auch

die Überprüfung von Sender und

Empfänger laufen zeitoptimiert

in diesem speziellen Betriebsmodus

ab.

Ein geeignetes Messgerät

dafür, wie das Communications

Manufacturing Test Set

R&S®CMW100, muss zu diesem

Zweck mit einem Signalgenerator

und einem Analysator

ausgestattet sein. Bei dieser

zeitoptimierten Mess- und Prüfmethode

wird in Kauf genommen,

dass für jedes zu testende

Chipset ein individuelles Fernsteuerprogramm

benötigt wird,

eine drahtgebundene Fernsteuerschnittstelle

vorhanden sein

muss und der Test unter nicht

realen Betriebsbedingungen

stattfindet.

Dabei läuft man allerdings

Gefahr, dass sich das Gerät

später im normalen Betrieb

unter Umständen anders verhält.

Dieses Risiko kann minimiert

werden, indem man die

WLAN-Funkkomponente zuvor

in Entwicklung und Qualitätssicherung

im Signaling-Modus

testet. Dabei emuliert das Messgerät

entweder einen Access

Point (AP) oder eine WLAN-

Station (STA), und der Prüfling

verbindet sich mit ihm wie unter

normalen Betriebsbedingungen.

Die Kontaktierung erfolgt in der

Regel per Koaxialkabel über

den Antennenanschluss. Durch

standardkonforme Signalisierung

kann das Messobjekt in

jeden gewünschten Betriebszustand

versetzt werden, der für

die Messungen benötigt wird.

Diese sind typischerweise:

• Überprüfung der Empfängerqualität

auf Basis einer PER-

Messung (Packet Error Rate)

• Bestimmung der HF-Eigenschaften

des Senders, mit

Sende leistungsmessung und

Analyse der Modulationsgenauigkeit

(EVM)

• Performance-Messungen

(Datendurchsatz)

• Protokollanalysen [1].

Solche Messungen waren schon

für die bisherigen WLAN-Standards

erforderlich. Die aktuelle

Version nach IEEE 802.11ax

bringt nun eine Reihe neuer

Techniken und damit verbundene

zusätzliche Testanforderungen

mit [2], die nur mit einem flexiblen

signalisierungsfähigen

Tester wie dem R&S®CMW270

Eine der WLAN-Schwachstellen

ist das verwendete Kanalzugriffsverfahren

CSMA / CA

(Carrier Sense Multiple Access /

Collision Avoidance), wie es bis

zum Standard 802.11ac bislang

umgesetzt war. Dieses versucht,

einen geordneten, störungsfreien

Betrieb mehrerer WLAN-Stationen

mit einem AP dadurch zu

gewährleisten, dass immer nur

eine Station senden darf. Nur

wenn der Kanal nicht belegt ist

und dies nach einer gewissen

Wartezeit immer noch der Fall

ist, darf eine STA senden.

Das Verfahren wird auch als

Listen-before-Talk bezeichnet.

Dennoch besteht die Gefahr,

dass die Übertragung mit der

einer anderen Station kollidiert,

die ebenfalls gewartet hat und

den Kanal nun für frei hält. Die

Folge ist ein Datenverlust, der

eine Wiederholung der Prozedur

und neuerliche Übertragung nach

sich zieht. Je mehr WLAN-Stationen

im Spiel sind, um so drastischer

steigen die anfallenden

Wartezeiten und sinkt die Effizienz

des zur Verfügung stehenden

Funkkanals.

Eine deutliche Verbesserung

bringt das mit 802.11ax nun

auch für WLAN verfügbare

OFDMA-Verfahren (Orthogonal

Frequency Division Multiplexing

Access). Dabei wird die

verfügbare Bandbreite in sogenannte

Resource Units (RU)

aufgeteilt, die der Access Point

den ihm zugeordneten Stationen

dynamisch und bedarfsabhängig

zuteilt (BILD 1).

Neben der RU teilt der AP der

STA auch die zu verwendende

Modulation (Modulation Coding

Scheme, MCS) mit. Für Messgeräte,

welche die Rolle eines AP

einnehmen, besteht damit erstmalig

bei WLAN die Möglichkeit,

im Signaling-Betrieb die

Sender-Messung einer WLAN-

Station auf ein bestimmtes MCS

zu beschränken.

12 hf-praxis 6/2019


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ein Low-Cost- oder ein High-

End-Gerät handelt (der Standard

unterscheidet zwei Qualitätsklassen

A und B).

Neue Testlösung für

802.11ax

BILD 2: Alle STAs müssen zeitsynchron innerhalb einer „Time of Departure Accuracy“ von 0,4 µs ihre Datenpakete an

den AP senden, beginnend mit dessen Triggersignal.

Uplink-OFDMA-

Synchronisation

Eine der Voraussetzungen für

den effizienten Parallelbetrieb

mehrerer WLAN-ax-Stationen

ist deren zeitliche Synchronisation.

Alle Stationen müssen

innerhalb einer Zeitspanne von

±0,4 µs mit dem Senden beginnen,

getriggert vom AP (BILD

2). Die Einhaltung dieser Toleranz

ist messtechnisch zu überprüfen.

Unused Tone Error

Zur Minimierung der gegenseitigen

Störung beim Parallelbetrieb

mehrerer STAs wurden

vom IEEE Obergrenzen für

die zulässige Störemission ins

benachbarte Spektrum festgelegt.

Ähnlich einer ACLR-Messung

(Adjacent Channel Leakage

Ratio) bei den zellularen Technologien

muss nun mithilfe einer

„Unused Tone Error“-Messung

die Einhaltung dieser Grenzwerte

überprüft werden.

Dynamic Power

Control

Eine weitere Neuerung des

802.11ax-Standards ist die

Dynamic Power Control. Zu

große Feldstärkeunterschiede

der verschiedenen STAs an der

AP-Empfangsantenne würden

den OFDMA-Betrieb einschränken.

Das lässt sich vermeiden,

indem die STAs ihre Sendeleistung

so anpassen, dass alle

Signale am AP mit etwa der

gleichen Feldstärke eintreffen.

Dazu übermittelt der AP die von

ihm gesendete Leistung an die

STAs, die daraufhin eine Empfangsfeldstärkemessung

(Receiver

Signal Strength Indication,

RSSI) durchführen.

Aus dem Ergebnis kann jede

STA die Pfaddämpfung auf der

Verbindung zum AP ableiten.

Darüber hinaus teilt der AP allen

Stationen die gewünschte Ziel-

RSSI an seiner Empfangsantenne

mit. Die STAs senden nun ihre

Datenpakete mit der gewünschten

Stärke zuzüglich der ermittelten

Pfaddämpfung. Sollen

mehrere STAs im Parallelbetrieb

an den AP senden, so wird fortwährend

deren jeweilige Sendeleistung

den vorherrschenden

Gegebenheiten angepasst.

Während WLAN-Stationen bislang

meist statisch mit der für

das jeweilige Land maximal

zulässigen Leistung sendeten,

vergrößert sich mit 802.11ax der

Sendepegelbereich deutlich – mit

Konsequenzen für die Kalibrierung

der Sendeleistung in der

Produktion.

Nicht nur der Dynamikbereich

des Sendepegels erhöht sich,

auch an die Genauigkeit der

Sendeleistung und der RSSI-

Messung stellt WLAN-11ax

erhöhte Anforderungen, die

davon abhängen, ob es sich um

Die Überprüfung der durch

802.11ax neu eingeführten

WLAN-Features stellt die Entwickler

vor Testaufgaben, die

im Non-Signaling-Betrieb nur

unzureichend gelöst werden können.

Es wird ein Tester benötigt,

der den Prüfling über Signalisierung

konfiguriert. Die Software-

Option R&S®CMW-KS657

versetzt einen R&S®CMW270

oder R&S®CMW500 in die

Lage, einen 802.11ax-Access-

Point bis 80 MHz Bandbreite

im SISO-Betrieb zu emulieren

und ein Teilnehmergerät (STA)

in allen Betriebsmodi – als Single-

oder Multi-User – zu testen.

Neben den 11ax-„Spezialitäten“

werden natürlich auch alle bisherigen

WLAN-Tests unterstützt.

Außerdem lassen sich unter Verwendung

des Message Analyzers

R&S®CMWmars alle Protokoll-

Nachrichten, die zwischen Tester

und Prüfling ausgetauscht werden,

aufzeichnen und in Echtzeit

mitverfolgen.

Speziell an Orten mit hoher

WLAN-Nutzerdichte – auf Flughäfen

und Messen, in Sportstadien

und Einkaufszentren – wird

der Einsatz von 802.11ax zu

einer deutlichen Effizienzsteigerung

führen, ein schlagender

Vorteil, der die Standardeinführung

erheblich beschleunigen

und die Fortschreibung

der WLAN-Erfolgsgeschichte

sicherstellen dürfte.

Referenzen

Thomas A. Kneidel: WLAN-

S i g n a l i s i e r u n g m i t d e n

Testern R&S®CMW270 /

R&S®CMW500. NEUES

(2011) Nr. 204, S. 6–8.

Dr. Michael Simon: WLAN

802.11ax beschleunigt die Kommunikation

in Multi-User-Szenarien.

NEUES (2017) Nr. 217,

S. 24–29. ◄

14 hf-praxis 6/2019


Messtechnik

Neue Spektrumanalysatoren

ermöglichen schnelle Messungen

Hersteller von HF-Komponenten, Sendern

und Modulen müssen erst komplexe Messungen

an breitbandigen HF-Signalen durchführen,

um ihre Produkte schnell auf den

Markt zu bringen. Mit der zunehmenden

Bedeutung von 5G NR wächst zudem in

Forschung, Entwicklung und Produktion

der Bedarf für Testlösungen zur Analyse

von Mobilfunksignalen, welche die Bandbreiten-

und HF-Anforderungen von 5G

erfüllen. Die neuen Mittelklasse-Signalund

-Spektrumanalysatoren R&S FSV3000

und R&S FSVA3000 von Rohde & Schwarz

sind für diese Anforderungen gut gerüstet.

Der R&S FSV3000 wurde entwickelt, um

komplexe Messungen einfach und schnell

aufzusetzen. Mit seiner hohen Messgeschwindigkeit

und einfachen Bedienung ist

er das richtige Gerät im Labor und in der

Produktionslinie. Die Analysebandbreite von

bis zu 200 MHz reicht aus, um beispielsweise

zwei 5G NR-Träger gleichzeitig zu

erfassen und zu analysieren.

Mit einer Analysebandbreite von bis zu 400

MHz, einem hohen Dynamikbereich und

einem ausgezeichneten Phasenrauschen von

-120 dBc/Hz reicht der R&S FSVA3000 in

Sachen Performance an die Highend-Klasse

heran. Zu seinem Einsatzportfolio gehören

anspruchsvolle Messaufgaben wie die

Linearisierung von Leistungsverstärkern,

die Erfassung kurzer Ereignisse oder die

Charakterisierung frequenzagiler Signale.

Sowohl mit dem R&S FSV3000 als auch

mit dem R&S FSVA3000 lassen sich bei 28

GHz EVM-Werte von besser als 1% für ein

100 MHz breites Signal erzielen. Zusammen

mit der Abdeckung der 5G-NR-Bänder bis

44 GHz emphelen sich die Geräte für die

Analyse von 5G-NR-Signalen.

Innovative Bedienung

Die Spektrumanalysatoren R&S FSV3000

und R&S FSVA3000 machen es einfach,

seltene Ereignisse einzufangen und komplexe

Messungen einzurichten. Mit der

ereignisbasierten Aktions-GUI wird immer

dann, wenn ein vorgegebenes Ereignis eintritt,

eine entsprechende Aktion ausgeführt,

beispielsweise das Speichern eines Screenshots

oder von I/Q-Daten.

Einknopf-Messfunktion

Die Einknopf-Messfunktion verkürzt die

Einrichtung des Geräts. Auf Knopfdruck

werden Parameter wie Mittenfrequenz, Span

oder Amplitudenreferenz auf das angelegte

Signal zugeschnitten, bei einem gepulsten

Signal sogar für den Gated Sweep. Für

normkonforme Messungen wie ACLR oder

Spectrum Emission Mask (SEM) wählt die

Ein-Knopf-Messfunktion die zur Norm passende

Parametertabelle aus.

SCPI-Recorder

Bei automatisiserten Produktionslinien mit

komplexen Messungen können externe PCs

die Steuerung der Messgeräte über SCPI-

Programme übernehmen. Der eingebaute

SCPI-Recorder beschleunigt die Programmierung

dieser Steuerskripte erheblich, da

alle manuellen Benutzereingaben in einfache

SCPI-Befehle oder in die Syntax gängiger

Programmiersprachen und Tools wie C++,

Python oder MATLAB© übersetzt werden.

Die smarte Signalgeneratorsteuerung

erleichtert die Einrichtung von HF-Messaufbauten,

für die zusätzlich ein Signalgenerator

von Rohde & Schwarz benötigt

wird. Änderungen an den Einstellungen des

Analysators werden direkt auf den Generator

übertragen. Zusätzlich kann die Bedienoberfläche

des Generators auf dem Analysator

angezeigt und bedient werden, sodass

der Anwender das gesamte Setup von einem

Gerät aus im Zugriff hat. Darüber hinaus

lassen sich die SCPI-Recorder von Analysator

und Generator koppeln.

Hochgeschwindigkeitsanalyse

R&S FSV3000 und R&S FSVA3000 sind

für hohe Geschwindigkeiten in automatisierten

Testsystemen ausgelegt. Beide eignen

sich perfekt für die Signalverarbeitung

in cloud-basierten Systemen. Die optionale

10-Gbit/s-LAN-Schnittstelle ermöglicht den

I/Q-Datentransfer zur Netzwerkseite selbst

bei den hohen Abtastraten, die für die Breitbandsignalanalyse,

beispielsweise für 5G,

erforderlich sind.

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Messtechnik

Das Referenzgerät noch besser gemacht

Bild 1: Geballte Analysetechnik. Der R&S FSW wurde in entscheidenden Punkten weiter verbessert

Die Analysatorfamilie

R&S FSW, die sich

schon seit Jahren

durch hervorragende

technische Daten

auszeichnet, wurde

jetzt in entscheidenden

Punkten weiter

verbessert. In Daten,

Ausstattung und

Bedienung weiter

aufgewertet, zeigt sie

sich auch äußerlich in

neuem Gewand.

Autor:

Dr. Wolfgang Wendler

Rohde & Schwarz

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Ein Gerät am oberen Leistungsende

weiter zu verbessern, gehört

zu den schwierigsten Design-

Aufgaben. Beim R&S FSW

(Bild 1) ist das gleich in mehreren

Punkten gelungen:

Verbesserte Daten

Das Phasenrauschen, eine entscheidende

Größe für viele

High-End-Applikationen, liegt

jetzt bei typ. –140 dBc/Hz bei

1 GHz und 10 kHz Trägeroffset

bzw. bei –133 dBc/Hz bei 10

GHz und 10 kHz Offset

Verbesserte

Ausstattung und

Funktionalität

• Der Touchscreen ist jetzt kapazitiv

und versteht neue Gesten

• Alle Modelle ab 26 GHz unterstützen

jetzt intern bis zu 2

GHz Modulationsbandbreite;

wer mithilfe eines Oszilloskops

R&S RTO bis zu 5 GHz

demodulieren will, kann diese

Möglichkeit mit ausgewählten

Modellen zusätzlich nutzen

• Die Echtzeitbandbreite lässt

sich bis 800 MHz ausbauen.

Bis 512 MHz breite Echtzeitsignale

können über die I/Q-

Schnittstelle gestreamt und

beispielsweise mit dem neuen

I/Q-Rekorder R&S IQW aufgezeichnet

werden

• Die Erstellung von Fernsteuerprogrammen

wird mit dem

Bild 2: Echtzeitanalyse mit 800 MHz Bandbreite, bei einer Mittenfrequenz

von 2,1 GHz, ermöglicht die gleichzeitige Erfassung des ISM- und LTE-Bandes.

Das Persistence-Spektrum (oben) farbcodiert die Spektren entsprechend

ihrer Auftrittshäufigkeit, während das Spektrogramm darunter die spektrale

Historie wiedergibt

16 hf-praxis 6/2019


Messtechnik

Bild 3: Analyse eines 5G-NR-Downlink-Signals bei 28 GHz mit der Option

R&S FSW-K145. Verschiedene Darstellungen wie EVM vs. Carrier oder das

Konstellationsdiagramm und die tabellarische Auflistung aller wichtigen

Parameter ermöglichen eine schnelle Charakterisierung bzw. Optimierung der

5G-Anwendung

Bild 4: Messung der kurzen Chirpsignale eines 2 GHz breiten Radarsignals mit

5 GHz Messbandbreite. Bei dieser Messung waren vor allem die schnelleren

rückläufigen Frequenz-Chirps interessant. Das Spektro gramm zeigt, dass

keine ungewollten Nebenlinien außerhalb des Bands auftreten

SCPI-Rekorder zum Kinderspiel.

Das Tool setzt manuelle

Bedienschritte unmittelbar in

Fernsteuerbefehle um und bietet

weitere Hilfen zur automatischen

Programmerzeugung

• Das Top-Modell R&S FSW85

weist jetzt für Messungen bis

67 GHz einen zweiten Eingang

mit der robusteren 1,85-mm-

Buchse zusätzlich zum bisherigen

1-mm-Anschuss auf und

misst jetzt noch empfindlicher

oberhalb von 50 GHz

800-MHz-

Echzeitanalyse

zur pegelrichtigen

Detektion kürzester

Signale

Bei der Entwicklung und Charakterisierung

frequenzagiler

Radarsysteme und Kommunikationslösungen

ist es wichtig,

Signale lückenlos zu erfassen,

extrem kurze Signale zu detektieren

oder längere Sequenzen

unterbrechungsfrei aufzuzeichnen.

Das geht nur mit

einem Echtzeitanalysator. Den

brauchen auch Regulierungsbehörden,

um ungewollte oder

nicht lizenzierte Signale sicher

aufzuspüren.

Aber auch bei einfacheren

Anwendungen ist die Echtzeitanalyse

ein hilfreiches Werkzeug.

Sporadische oder kurzzeitige

Ereignisse im Frequenzbereich,

das spektrale Verhalten von

Signalquellen bei Frequenzumschaltung

oder auch die Beeinflussung

von HF-Signalen durch

Digitalschaltungen lassen sich

mit sweependen Analysatoren

nur mühsam und zeitaufwendig

untersuchen. Konnte schon die

bisherige Version des R&S FSW

bis zu 512 MHz breite Spektren

in Echtzeit analysieren, so bietet

die neue Gerätegeneration mit

der Option R&S FSW-B800R

nun bis zu 800 MHz breite Analysefenster

an. Zum Realisieren

Lange Signalsequenzen aufzeichnen und wiedergeben

Top-Analysatoren wie der

R&S FSW können mehrere

Gigahertz breite Signale analysieren,

aber mit Bordmitteln

entweder nur live oder auf

der Basis sehr kurzer intern

gespeicherter Sequenzen. Die

Datenraten sind insbesondere

bei breitbandigen Messungen

derart hoch, dass nur

die schnellsten SSDs aus dem

Profiregal damit umgehen können,

und auch nur dann, wenn

die ganze Datenflussarchitektur

dafür ausgelegt ist. Abhilfe

schaffen externe Hochleistungs-Rekorder

wie der neue

R&S IQW. Angeschlossen an

die Digital-I/Q-HS-Schnittstelle

des R&S FSW kann

der R&S IQW lange Signalsequenzen

mit Bandbreiten

bis 512 MHz lückenlos mit

16 bit I/Q-Auflösung aufzeichnen.

Speist man das Gerät mit

dieser Maximalbandbreite,

was einer Transferrate von

2,5 GByte/s entspricht, reicht

eine 6,4-TByte-Wechsel-SSD

für 42 Minuten. Bei geringerer

Bandbreite sind mehrere Stunden

Aufzeichnungsdauer möglich.

Eine typische Anwendung

des R&S IQW ist das Konservieren

realer HF-Szenarien mit

einem R&S FSW als Frontend.

Die Daten lassen sich dank

eingebautem GPS-Modul mit

dem Aufnahmeort korrelieren.

Die Basisband-Signalkonserve

wird im Labor über einen

angeschlossenen Vektorsignalgenerator

R&S SMW200A

wieder in die Hochfrequenzlage

umgesetzt, um Testsetups

mit realitätsnahen Signalen

zu versorgen. Natürlich kann

sich der Rekorder aber auch

in reinen Laboranwendungen

nützlich machen. Seine Bedienung

ist über den Touchscreen

oder einen per LAN angeschlossenen

Rechner einfach

und komfortabel, zumal ein

Wizard bei der Einstellung

hilft. Für den Einsatz in sensiblen

Bereichen, etwa im

A&D-Umfeld, lässt sich die

Wechsel-SSD gegen Entnahme

sichern.

hf-praxis 6/2019 17


Messtechnik

Bild 5: Phasenrauschmessung

an

einem hochwertigen

Oszillator

bei 10 GHz mit der

Messapplikation

R&S FSW-K40.

Unten sind die

Messergebnisse

für verschiedene

Offsetfrequenzen

eingeblendet

rauschen des internen Lokaloszillators

bestimmt.

Niedriges Phasenrauschen hilft

bei der genauen Messung der

Modulationsqualität und bei

spektralen Messungen nah am

Träger wie etwa bei der Messung

der Nachbarkanalleistung von

schmalbandigen Übertragungssystemen

oder bei der Überprüfung

spektraler Masken. Nicht

zuletzt ist es unerlässlich, um

Komponenten wie VCOs oder

Synthesizer zu charakterisieren.

Die Phasenrauschperformance

des R&S FSW wurde deshalb

weiter verbessert. Mit –140 dBc/

Hz bei 10 kHz Offset und 1 GHz

Eingangsfrequenz sowie –133

dBc/Hz bei 10 GHz ist er derzeit

konkurenzlos. Diese Performance

lässt sich in Kombination

mit der Option R&S FSW-K40

für Phasenrauschmessungen nutzen,

für die bisher vollwertige

Phasenrauschmessplätze notwendig

waren (Bild 5).

Mithilfe einer digitalen PLL

kann der R&S FSW im I/Q-

Modus der Drift des Messobjekts

folgen und so auch VCOs

nah am Träger charakterisieren.

verschiedener Auflösebandbreiten

ist die FFT-Länge zwischen

32 und 16 384 einstellbar. Bis

zu 0,46 μs kurze Signale werden

mit einer Erfassungwahrscheinlichkeit

(POI) von 100% pegelrichtig

detektiert, Signale von

wenigen Nanosekunden noch

sicher erfasst, wenn auch nicht

pegelgenau. Mehr als 2 Millionen

Spektren pro Sekunde gehen

in die Auswertung ein. Weil das

menschliche Auge aber höchstens

30 Bilder pro Sekunde

verarbeiten kann, lassen sich

die üblichen Darstellungsformen

zur Informationsverdichtung

wählen, etwa das Persistence-

Spektrum (Nachleuchtmodus)

und das Spektrogramm (Bild

2). Ein Frequenzmaskentrigger

(FMT) wertet automatisch alle

2,34 Millionen Spektren pro

Sekunde aus und reagiert auf

anwenderdefinierte Ereignisse,

auch wenn diese nur wenige

Nanosekunden dauern.

Wer Echtzeitspektren über längere

Zeit aufzeichnen will, etwa

im Rahmen einer Feldmessung,

um sie später auszuwerten oder

über einen Signalgenerator „livelike“

in ein Laborszenario einzuspeisen,

kann die Messdaten bei

installierter Option R&S FSW-

B517 an einen I/Q-Rekorder wie

den neuen R&S IQW streamen.

Bei Ausnutzung der vollen Streamingbandbreite

von 512 MHz

lassen sich über 40 Minuten

lange Sequenzen in hoher Qualität

konservieren, bei geringeren

Bandbreiten noch deutlich

längere.

Breitbandige Analyse

von Radar- oder Kommunikationssignalen

mit 2 GHz interner

Bandbreite

Anspruchsvolle Radarapplikationen

und die neuesten Kommunikationsstandards

erfordern

sehr große Analysebandbreiten,

die aber nicht unbedingt im Echtzeitmodus

zur Verfügung stehen

müssen. So sind für die Analyse

von 5G-NR-Signalen bis zu

400 MHz Bandbreite nötig, für

WLAN 802.11ad- Signale sogar

2 GHz. Will man Verstärker für

5G NR digital vorverzerren,

um die Übertragungsqualität zu

erhöhen, muss mindestens ein

Nachbarkanal auf beiden Seiten

mitgemessen werden, was schon

1,2 GHz Bandbreite bedeutet.

Der R&S FSW bietet intern nicht

nur bis zu 2 GHz Analysebandbreite,

um diese Anforderungen

zu meistern, sondern auch die

passende Applikationssoftware

im Gerät, um automatisch die

Modulationsqualität von 5Goder

WLAN-Signalen zu messen

(Bild 3). WLAN 802.11ad-

Signale erfasst das Modell

R&S FSW67 im 60-GHz-Band

ohne zusätzlichen Konverter.

Wenn 2 GHz nicht

reichen …

Bandbreite ist durch nichts

zu ersetzen, außer durch noch

mehr Bandbreite. Die nächste

Generation von Automotive-

Radarsensoren wird mit 4 GHz

breiten Chirp-Signalen arbeiten.

Der neue WLAN-Standard

802.11ay setzt schon mindestens

5 GHz zur Analyse von zwei

Kanälen voraus. Ähnliche Tendenzen

sind im A&D-Bereich

zu erkennen.

Der R&S FSW mit der Option

B5000 und einem Oszilloskop

R&S RTO2064 bietet bis zu 5

GHz Analysebandbreite. Der

Frequenzgang der Kombi ist

anders als bei anderen Lösungen

vollständig entzerrt, und der

Anwender kann sofort loslegen,

ohne sich um die Kalibrierung

zu kümmern.

Ist die Option B5000 ins Topmodell

R&S FSW85 eingebaut,

lassen sich die 4 GHz breiten

Automotive-Radarsignale der

nächsten Generation bei 79

GHz direkt erfassen und analysieren

(Bild 4). Anders als die

Modellbezeichnung suggeriert,

reicht der Frequenzbereich des

R&S FSW85 bis 90 GHz, wobei

bis 85 GHz mit Vorselektion

gemessen werden kann.

Stehen andererseits Messungen

bei Frequenzen unterhalb von

67 GHz auf dem Plan, hält das

Gerät dafür einen zweiten HF-

Eingang mit dem robusteren

1,85-mm-Anschluss an der

Frontplatte bereit.

Analyse sehr reiner

Signale und Quellen

Die Güte eines Signal- oder

Spektrumanalysators wird im

Wesentlichen durch das Phasen-

SCPI-Rekorder und

neue Touchgesten

erleichtern die

Bedienung

Der Weg zu einem Geräte-Fernsteuerprogramm

kann lang und

steinig sein. Der Anwender muss

die SCPI-Befehle mühsam im

Handbuch suchen und dann die

Parametrisierung verstehen. Da

hilft auch das auf dem Gerät verfügbare

Onlinehandbuch wenig.

Der R&S FSW bietet nun mit

seinem serienmäßigen SCPI-

Rekorder die Möglichkeit, Programme

schnell und einfach zu

erstellen. Der Anwender schaltet

den Rekorder an und spielt

seine Messsequenz manuell

durch. Das Gerät übersetzt die

Eingaben automatisch in eine

Befehlsfolge unter Berücksichtigung

der Parametrisierung (Bild

6). Bestimmte Ergebnisabfragen

aus einer Tabelle werden hinzugefügt,

indem man die Tabelle

länger berührt und im anschließend

gezeigten Menü entschei-

18 hf-praxis 6/2019


Messtechnik

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Mobilfunk-

& EMV-

Messtechnik

Bild 6: Der SCPI-Rekorder schreibt mit, was der Benutzer macht. Hier ruft er die 5G-NR-Option auf, führt

eine Messung durch und fragt dann die EVM ab. Das Script kann in verschiedenen Formaten exportiert

werden

Schalten & Verteilen

von HF-Signalen

det, welche Parameter genau übernommen

werden sollen. Das fertige Scriptfile kann

dann sogar nach C++, MATLAB© oder

Python exportiert werden. Auch Synchronisierungssequenzen

lassen sich automatisch

einfügen. Nie war die Erstellung eines

Programms zur Ansteuerung eines Signalund

Spektrumanalysators einfacher, selbst

ungeübte Programmierer kommen schnell

zum Ziel.

Wichtiger noch als die einfache Programmerstellung

ist der manuelle Bedienkomfort.

Touchscreens haben sich bei Messgeräten

längst etabliert, da sie einen spürbaren Komfort-

und Effizienzgewinn bedeuten, sowohl

bei der Gerätekonfiguration als auch bei der

Ergebnisdarstellung. Der Bildschirm des

R&S FSW arbeitet nun kapazitiv und ist

damit so empfindlich wie der eines Smartphones.

Ein Wechsel der Frequenz oder des

Referenzpegels per Geste oder ein Hineinzoomen

in eine Messkurve mit zwei Fingern

erfolgen unmittelbar. Dabei kann der

Anwender entscheiden, ob auch kritische

Einstellungen wie die Änderung der Eichleitung

auf einen Wischbefehl hin möglich

sein sollen oder besser nicht.

Fazit

Der R&S FSW behauptet mit weiter verbesserten

Daten und Ausstattungsmerkmalen

seine technische Spitzenposition. Er bietet

nicht nur die größten internen Analysebandbreiten

im Normal- und Echtzeitbetrieb, sondern

auch zentrale HF-Parameter, wie z. B.

das Phasenrauschen, die derzeit von keinem

anderen Gerät erreicht werden. Zudem sind

Bedienung und Programmierung des Geräts

noch einfacher geworden. ◄

Mechanik

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hf-praxis 6/2019 19


HF-Technik

Rausch- und Fehlerangaben in modernen

Übertragungssystemen

Rauschen hin. Das Verhältnis

wird üblicherweise in dB ausgedrückt.

Die Energie per Symbol ist

gleich zur mittleren Leistung

(average power) über eine

Sekunde, dividiert durch die

Anzahl der Symbole in dieser

Zeit.

Wie lassen sich E S /N 0 und CNR

unter einen Hut bringen? Wenn

wir Zähler und Nenner mit der

Symbol Rate RS multiplizieren,

erhalten wir folgenden

Ausdruck:

Angenommen wird hier kein

Synchrone Code-Division Multiple

Access (S-CDMA)] Spreading.

Diese Gleichung sagt aus, warum

bei der Messung des CNR für

digital modulierte Signale typischerweise

die Rauschbandbreite

gleich der Symbol Rate angesetzt

wird: Das führt dazu, dass CNR

und E S /N 0 gleich sind.

In modernen

Übertragungssystemen

wie DOCSIS,

für schnelleren

Datentransport

im Kabel oder

Internet of Things

mit einem Träger

in einem belegten

Mobilfunkkanal,

erhalten

Rauschabstände

und Fehlerangaben

möglicherweise eine

höhere Bedeutung.

Quelle:

White Paper “Digital

Transmission: Carrier-to-

Noise Ratio, Signal-to-Noise

Ratio, and Modulation

Error Ratio”, 2006-2011

Broadcom Corporation and

Cisco Systems, Inc., CMTS-

WP101-R January 2012

freie Teilübersetzung von FS

Hier werden diese Parameter

darum etwas näher vorgestellt.

Die Tabelle nennt die in der

modernen digitalen Übertragungstechnik

wichtigen Rauschund

Fehlerangaben. Im Folgenden

werden einige davon

noch etwas näher erläutert.

Das CNR bei digitaler

Modulation

Die DOCSIS Radio Frequency

Interface Specification schreibt

als Minimum 35 dB CNR für

einen Downstream mit digital

modulierten Signalen vor. Zum

Vergleich: Für einen analogen

TV-Kanal fordert man meist

ein CNR von 46 dB oder höher,

sodass bei DOCSIS keine Probleme

zu erwarten sind. Das

für DOCSIS verlangte minimale

Upstream-CNR für digital

modulierte Signale ist sogar

nur 25 dB. Das C in CNR steht

für die mittlere Leistung des

digital modulierten Signals, oft

spricht man hier von der digitalen

Kanalleistung (digital channel

power). Es wird in der voll

genutzten Bandbreite des Signals

gemessen, wie beispielsweise 6

MHz für ein nordamerikanisches

DOCSIS-Downstream-Signal.

Wie das SNR lässt sich das CNR

nicht direkt messen, da man ein

Signal nicht vom Rauschen isolieren

kann. Moderne Messgeräte

können das isolierte Signal

aber intern errechnen und zur

Anzeige bringen. Das Aufmacherbild

zeigt Signal und Rauschen

allein sowie Rauschen plus

Signal und stammt von einem

entsprechend leistungsfähigen

Spectrum Analyzer.

E S /N 0 und CNR eines

digital modulierten

Signals

E S /N 0 ist der am meisten genutzte

Parameter, um bei der digitalen

Kommunikation den Rauschanteil

am gesamten Signal zu

repräsentieren. Dieser Parameter

ist definiert als Verhältnis

von mittlerer Energie E S per

QAM-Symbol zur spektralen

Rauschleistungsdichte. N 0 deutet

hier auf thermisches/weißes

Das SNR eines

demodulierten

digitalen Signals:

RxMER

Die Lösung besteht darin, eine

neue Quantität zu definieren, um

das SNR eines digitalen Basisbandsignals

darzustellen: das

Receive Modulation Error Ratio.

Das RxMER ist definiert als das

Verhältnis von average constellation

symbol power zur average

constellation error power,

s. auch Tabelle, ausgedrückt in

dB. Wie wir noch sehen werden,

betrifft das RxMER die demodulierten

komplexen Basisband-

Konstellationssymbole und misst

deren Qualität. Damit zeigt es

mehr den Status, den die Kommunikationsstrecke

im Endeffekt

aufweist, weil es ja diese

demodulierten Symbole sind, die

20 hf-praxis 6/2019


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8/23/18 9:08 AM


Abkürzung Name Definition Einheit

CNR (oder C/N) Carrier-to-Noise Ratio Verhältnis von Träger- oder Signalleistung zur Leistung des dB

weißen/thermischen Rauschens in einer spezifizierten Bandbreite;

Träger/Signal kann nicht direkt gemessen werden, da sich Träger/

Signal nicht vom Rauschen isolieren lassen, man ermittelt also

C+N und N und rechnet um

C/N 0

Carrier-to-Noise-Density

Ratio

Vergleichsbasis ist hier die spektrale Leistungsdichte des weißen/

thermischen Rauschens.

dB Hz

CNIR (oder C/(N+I))

E S /N 0

Carrier-to-Noiseplus-

Interference Ratio

Energy-Persymbol-to-

Noisedensity Ratio

Vergleichsbasis ist hier die gesamte Rauschleistung einschließlich

weißem Rauschens und Interferenzen in einer spezifizierten

Bandbreite.

bei digitaler Modulation das Verhältnis der mittleren Energie

eines QAM-Symbols zur spektralen Leistungsdichte des weißen

Rauschens

EVM Error Vector Magnitude Verhältnis von echtem Effektivwert (RMS Constellation Error

Magnitude) zum Spitzenwert (Peak Constellation Symbol

Magnitude)

MER Modulation Error Ratio Verhältnis von mittlerer Signalleistung zur mittleren Leistung des

Fehlersignals

RxMER

Receive Modulation

Error Ratio

gemessen in einem digitalen Empfänger nach der Demodulation

mit oder ohne adaptiver Angleichung (Equalization)

SNR (oder S/N) Signal-to-Noise Ratio (a) Allgemeine Angabe (b) Im Speziellen Verhältnis von

Signalleistung zu Rauschleistung, hervorgerufen im Basisband vor

der Modulation oder nach der Demodulation

TxMER

Transmit Modulation

Error Ratio

Tabelle: Für die aktuelle Übertragungstechnik wichtige Rausch- und Fehlerangaben

wird vom Sender produziert, reales Messergebnis mithilfe eines als

ideal anzunehmenden Messempfängers

dB

dB

%

dB

dB

dB

dB

fortlaufend richtige oder falsche

Bits (bit errors) am Empfängerausgang

nach Bearbeitung durch

die Forward Error Correction

(FEC) produzieren.

Mehr zum Modulation

Error Ratio

Das Modulation Error Ratio

(MER) wird bei digitalen komplexen

Basisbandsignalen oft

mit dem SNR gleichgesetzt oder

verwechselt. Wie nutzt man das

MER, um ein Datensignal zu

charakterisieren? Der Modulation

Error ist die Vektordifferenz

zwischen dem idealen Ziel-

Symbol-Vektor und dem übertragenen

Symbol-Vektor (Bild

1). Es geht hier um eine direkte

Messung der Modulationsqualität

(Bild 2). Das Modulation

Error Ratio wird normalerweise

in dB ausgedrückt:

MER in dB = 10 log (average

symbol power/average error

power)

Bild 3 illustriert das grafisch. Je

höher das MER, umso besser.

Das MER gewährleistet einen

gewissen Einblick in die Art der

vorliegenden Beeinträchtigung.

Eine mathematisch noch präzisere

Definition des MER (in

dB) lautet:

I und Q sind die realen (in-phase)

und imaginären (quadrature)

Teile jedes gesampelten idealen

Ziel-Symbol-Vektor, d I und d Q

sind die entsprechenden Teile

jedes Modulation Error Vectors.

Diese Definition setzt voraus,

dass ein Sample zugrundeliegt,

das lang genug ist, sodass

alle Konstellationssymbole in

gleichem Maße auftreten.

Man kann sagen, das MER zeigt

an, wie unscharf (“fuzzy”) die

Symbolpunkte einer bestimmten

Konstellation sind.

Bild 1: Error Vector als Differenz zwischen gemessenem Signal und dem

Referenz- oder Ziel-Signal (Quelle: Hewlett-Packard)

22 hf-praxis 6/2019


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HF-Technik

Bild 2: Der Modulation Error informiert über die Modulationsqualität (Quelle:

Hewlett-Packard)

Bild 3: Modulation Error Ratio als Verhältnis von Average Symbol Power zu

Average Error Power (Quelle: Hewlett-Packard)

Das Transmit MER

Auch das Transmit MER

(TxMER) ist von Interesse.

Das TxMER wird gemäß

Tabelle definiert. Bei einem

realen Test ist der Empfänger

jedoch nicht ideal und muss

daher seinen eigenen Teil zur

Verschlechterung des MER

beitragen. Dieser Beitrag ist

gering (wenige dB) und präzise

messbar. Daher ist eine

entsprechende Korrektur des

TxMER-Messergebnisses

möglich. ◄

Fachbücher für die

Praxis

Praxiseinstieg in

die

vektorielle

Netzwerkanalyse

Joachim Müller,

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Tabellen

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In den letzten Jahren ist es der

Industrie gelungen, hochwertige

vektorielle Netzwerkanalysatoren vom

schwergewichtigen Gehäuse bis auf

Handheldgröße zu verkleinern. Doch dem

nicht genug: Durch ausgefeilte Software

wurden einfache Bedienkonzepte bei

steigender Funktionalität erreicht.

Auch für den Funkamateur wird

neuerdings die Welt der Netzwerkanalyse

durch Selbstbauprojekte, deren Umfang

und Funktionalität den Profigeräten sehr

nahe kommen, erschlossen. Damit sind

die Voraussetzungen für die Anwendung

der vektoriellen Netzwerkanalyse im

Feldeinsatz aus Sicht der verfügbaren

Gerätetechnik geschaffen.Fehlte noch

die geräteneutrale Anleitung zum

erfolgreichen Einstieg in die tägliche

Praxis.

Das in Hard- und Software vom

Entwickler mit viel Engagement optimal

durchkonstruierte Gerät büßt alle seinen

hervorragenden Eigenschaften ein, wenn

sich beim Messaufbau grundlegende

Fehlerquellen einschleichen.

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24

hf-praxis 6/2019


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DISTRIBUTORS


Wireless

Bits-to-Beams:

Technologieentwicklung für

5G-Millimeterwellen-Funksysteme, Teil 1

Als die

Mobilfunkbranche

mit der Entwicklung

der fünften

Mobilfunkgeneration

(5G) begann, schien

2020 in weiter Ferne.

Inzwischen befindet

sich 2020 in greifbarer

Nähe und wird mit

Gewissheit den Beginn

des 5G-Jahrzehnts

einläuten.

Autor:

Dr. Thomas Cameron

Analog Devices

www.analog.com

Bild 1: 5G-Millimeterwellen-Einsatzszenarien

Fast täglich berichtet die Presse

über neue Feldversuche sowie

kommende kommerzielle

5G-Rollouts und bescheinigt

damit der Mobilfunkbranche

eine sehr spannende Zeit.

Viele

Herausforderungen

Momentan liegt der Schwerpunkt

der Branche bei 5G auf der

Anwendungskategorie Enhanced

Mobile Broadband (eMBB), die

eine extrem hohe Datenrate zur

Verfügung stellt und Dienste mit

hohen Bandbreiten unterstützt.

Dabei sind Beamforming-Techniken

für unterschiedliche Frequenzbänder

im Midband (3,4

bis 3,7 GHz) und im Highband

(28 GHz) nötig. Auch entstehen

erste Anwendungsfälle, zum

Beispiel die Industrieautomation,

welche von der geringen

Latenz der 5G-Netzwerkarchitektur

profitieren.

Erst vor wenigen Jahren diskutierte

die Branche über die

Möglichkeit, das Spektrum im

Millimeterwellenbereich für

den Mobilfunk zu nutzen und

die Herausforderungen für Entwickler

von Funksystemen zu

umreißen1. In kurzer Zeit ist sehr

viel geschehen und die Mobilfunkbranche

hat sich von ersten

Prototypen hin zu erfolgreichen

Feldversuchen rasant entwickelt.

Heute steht die Mobilfunkbranche

kurz vor den ersten kommerziellen

Einsätzen von 5G im

Millimeterwellenbereich. Viele

der ersten Implementierungen

sind feste oder ortsungebundene

Funkanwendungen. Darüber

hinaus wird es in naher Zukunft

jedoch auch echte mobile Connectivity

bei Frequenzen im

Millimeterwellenbereich geben.

Die ersten Standards sind vorhanden

und die Technologie

entwickelt sich schnell. Zudem

ist viel Wissen in den Einsatz

von Millimeterwellensystemen

eingeflossen. Trotz großer Fortschritte

müssen Entwickler von

Funksystemen auch zukünftig

viele Herausforderungen meistern.

Einige Herausforderungen

für HF-Entwickler erläutert der

folgende Beitrag. Er hat drei

Schwerpunkte. Im ersten Teil

wird auf einige der vorrangigen

Einsatzfälle für die Millimeterwellenkommunikation

eingegangen

und die anschließende

Analyse vorbereitet. Der zweite

und dritte Teil widmet sich den

Architekturen und der Technologie

für auf Millimeterwellen

basierte Basisstationssysteme.

Der zweite Teil erörtert Technologie

für die Beamformer und

erläutert, wie die erforderliche

Übertragungsleistung die Wahl

der Technologie für das System-

Frontend beeinflusst.

Obwohl der Beamformer in der

Presse weitgehend im Fokus

26 hf-praxis 6/2019


Wireless

Linkbudget 200-m-Verbindung bei

28 GHz/800 MHz Bandbreite

steht, gibt es einen ebenso wichtigen

Teilbereich des Funksystems,

die Umwandlung der Bits

in Millimeterwellenfrequenzen

(Bits to Millimeter Wave Frequency).

Vorgestellt wird hier

ein Signalkettenbeispiel für diesen

Systemteilbereich. Zusätzlich

werden neue Bauteile von

Analog Devices für diesen RF-

Bereich vorgeschlagen, die Entwickler

von Funksystemen dafür

nutzen können.

Einsatzszenarien und

Ausbreitung

Bei der Entwicklung von Technologie

ist es wichtig, deren späteren

Einsatz zu verstehen. Alle

Entwicklungsaufgaben erfordern

Kompromisse und mit entsprechendem

Knowhow können kreative

Innovationen entstehen.

Bild 1 zeigt zwei Szenarien im

28- und 39-GHz-Spektrum. Bild

1a veranschaulicht den Einsatzfall

eines drahtlosen Teilnehmeranschlusses

(Fixed Wireless

Access, FWA), bei dem versucht

wird, Haushalten in ländlichen

Bereichen die Übertragung von

Daten mit hoher Bandbreite zu

ermöglichen. In einem solchen

Fall befindet sich die Basisstation

meist auf einem Mast oder

Turm und muss aus Gründen

der Wirtschaftlichkeit ein großes

Gebiet abdecken.

Downlink

(Basisstation)

Antennenelemente 256 64

Gesamtausgangsleistung am PA (dBm) 33 19

Antennengewinn (dB) 27 21

Tx EIRP (dBm) 60 40

Pfadverlust (dB) 135 135

Empfangsleistung (dBm) -75 -95

thermisches Grundrauschen (dBm) -85 -85

Rx-Rauschzahl (dB) 5 5

SNR pro Rx-Element (dB) 5 -15

Rx-Antennengewinn (dB) 21 27

Rx-SNR nach Beamforming (dB) 26 12

Tabelle 1: Beispiel einer 5G-Basisstation

Bei den ersten Implementierungen

wird von einer Outdoorzu-Outdoor-Abdeckung

ausgegangen,

bei der die Teilnehmermodems

(Customer Premises

Equipment, CPE) im Freien

montiert sind und der Link so

aufgebaut ist, dass er die beste

Over-the-Air-Verbindung ermöglicht.

In der Annahme, dass

die Antenne nach unten ausgerichtet

ist und die Benutzer eine

feste Position haben, ist möglicherweise

kein großer vertikaler

strahllenkender Bereich

(Steering Range) erforderlich.

Allerdings kann die übertragene

Leistung recht hoch sein

und über 65 dBm EIRP (Equivalent

Isotropic Radiated Power)

betragen, um die Funkabdeckung

zu maximieren und bestehende

Infrastruktur zu nutzen.

Bild 1b skizziert ein dicht besiedeltes

städtisches Gebiet, in dem

sich die Basisstation an einem

niedrigeren Standort, beispielsweise

auf einem Dach oder an

einer Hausfassade, befindet –

zukünftig vielleicht auf Straßenlaternen

oder anderen Befestigungen

auf Straßenniveau

montiert.

Auf jeden Fall muss diese Art

von Basisstation eine vertikale

Abtastung (Vertical Scanning)

ermöglichen, um Signale über

die gesamte Gebäudefassade zu

liefern – mit der weiteren Verbreitung

von Mobilgeräten früher

oder später vielleicht auch

an mobile oder ortsungebundene

Nutzer am Boden (Fußgänger

und Fahrzeuge).

Uplink (CPE)

In diesem Fall muss die übertragene

Leistung nicht unbedingt so

hoch sein wie im Falle des dicht

besiedelten städtischen Gebietes,

wobei sich Niedrigenergiefenster

(Low-E-Glas) bei der

Durchdringung vom Außen- in

den Innenbereich als problematisch

erwiesen hat. Wie gezeigt,

ist eine höhere Flexibilität im

Strahlabtastungsbereich (Beam

Scanning Range) erforderlich,

und zwar auf der horizontalen

und der vertikalen Ebene. Die

wichtigste Erkenntnis an dieser

Stelle ist, dass es keine Patentlösung

gibt. So bestimmt das

jeweilige Einsatzszenario die

Beamforming-Architektur, die

wiederum die Wahl der HF-

Technologie beeinflusst.

Ein praktisches Beispiel mit

einem einfachen Linkbudget

soll die Anforderungen an die

Übertragungsleistung einer

Millimeterwellen-Basisstation

gemäß Tabelle 1 veranschaulichen.

Der zusätzliche Pfadverlust,

verglichen mit dem bei

Mobilfunkfrequenzen, ist eine

große Hürde bei Millimeterwellenfrequenzen.

Darüber hinaus

sind Hindernisse wie Gebäude,

Laub oder Menschen zu berücksichtigen.

Es gibt eine Fülle von Arbeiten,

die sich in den letzten Jahren

mit der Ausbreitung bzw. Übertragung

bei Millimeterwellen

beschäftigen. Einen guten

Überblick enthält der Artikel

“Overview of Millimeter Wave

Communications for Fifth-

Generation (5G) Wireless Networks-with

a Focus on Propagation

Models.” [2] Darin werden

mehrere Modelle diskutiert

und verglichen und die Abhängigkeit

des Pfadverlustes von

der Umgebung veranschaulicht

sowie Szenarien mit und ohne

Sichtverbindung (Line-of-Sight,

LOS, bzw. Non-Line-of-Sight,

NLOS) verglichen. Ohne hier

auf Details einzugehen, lässt sich

im Allgemeinen sagen, dass ein

NLOS-Szenario für eine feste

Mobilfunkimplementierung

herangezogen werden sollte,

wobei die gewünschte Reichweite

und die Geländebeschaffenheit

zu berücksichtigen sind.

Im hier erwähnten Beispiel geht

es um eine Basisstation im städtischen

Außenbereich mit einer

Reichweite von 200 m. Angenommen

wurde ein Pfadverlust

von 135 dB bei einem Outdoorzu-Outdoor-Link

ohne Sichtverbindung.

Bei der Durchdringung

vom Außen- in den Innenbereich

kann der Pfadverlust sogar 30 dB

größer sein. Wenn hier dagegen

das LOS-Modell annehmen würden,

kann der Pfadverlust in etwa

nur 110 dB betragen. In diesem

Fall werden 256 Elemente in der

Basisstation und 64 Elemente

in der Ausrüstung am Standort

des Endanwenders (Customer

Premise Equipment, CPE)

angenommen. In beiden Fällen

kann die Ausgangsleistung mit

einer Siliziumimplementierung

erreicht werden. Die Verbindung

wird als asymmetrisch angenommen,

was eine gewisse Erleichterung

beim Uplinkbudget mit

sich bringt. Die durchschnittliche

Verbindungsqualität in diesem

Fall sollte im Downlink eine

Quadratur-Amplituden-Modulation

mit 64 Stufen (QAM64) und

im Uplink QAM16 ermöglichen.

Die Verbindungsqualität im

Uplink lässt sich verbessern,

indem man, falls erforderlich, die

Übertragungsleistung im CPE

bis zu den jeweiligen gesetzlichen

Grenzwerten erhöht.

Dehnt man die Reichweite der

Verbindung auf 500 m aus, wird

der Pfadverlust um etwa 150

dB steigen. Dies ist machbar,

hf-praxis 6/2019 27


Wireless

Bild 2: Verschiedene Beamforming-Konzepte

Millimeterwellen-

Beamforming

Es gibt analoge, digitale und

hybride Konzepte zur Formung

des Antennensignals (Bild 2),

wobei das analoge Beamforming

(ABF) in den letzten Jahren viel

diskutiert wurde. Beim ABF

werden die digitalen Signale in

und aus Breitband-Basisbandoder

ZF-Signale gewandelt. Ein

Funkempfänger übernimmt die

Auf- und Abwärtswandlung. Bei

Hochfrequenz (z.B. 28 GHz)

wird der einzelne HF-Pfad in

mehrere Pfade aufgeteilt. Dort

findet das Beamforming statt,

indem die Phase jedes Pfads so

gesteuert wird, dass ein Beam

im Fernfeld in Richtung des

betreffenden Benutzers geform

wird. Dies ermöglicht es, einen

Strahl pro Datenpfad zu lenken.

Theoretisch lässt sich mit dieser

Architektur jeweils ein Nutzer

bedienen.

Der digitale Beamformer entspricht

genau dem, wonach es

sich anhört. Die Phasenverschiebung

ist rein in der digitalen

Schaltung implementiert

und wird über ein Transceiver-

Array in das Antennenarray

eingespeist. Vereinfacht gesagt,

befindet sich an jedem Antennenelement

ein individueller Empfänger.

Allerdings könnten in

der Praxis je nach gewünschter

Sektorenform mehrere Antennenelemente

pro Funksystem

vorhanden sein.

Digitales Beamforming ermöglicht

die höchste Kapazität

und Flexibilität und schafft die

Voraussetzung für die Roadmap

hin zu Multi-User-MIMO bei

Millimeterwellenfrequenz, ähnlich

wie Midband-Systeme. Es

ist hochkomplex und, angesichts

derzeit verfügbarer Technologie,

wird sowohl in HF- als auch in

Digitalschaltkreisen übermäßig

viel DC-Leistung verbraucht.

Trotz allem wird aufgrund der

zukünftigen technologischen

Entwicklung das digitale Beamforming

für Millimeterwellen-

Funksysteme sich verbreiten.

Das praktischste und effektivste

Beamforming-Konzept der

nahen Zukunft ist der hybride

digital/analoge Beamformer, der

im Wesentlichen digitales und

analoges Beamforming kombiniert

und in einem Bereich

mehrere Beams gleichzeitig

erzeugt (Spatial-Multiplexing,

SM). Indem man Leistung in

Richtung der gewünschten Nutzer

mit schmalen Beams lenkt,

kann die Basisstation das gleiche

Spektrum wiederverwenden, um

gleichzeitig mehr als nur einen

Nutzer zu bedienen.

Während es verschiedene Konzepte

für den in der Literatur

beschriebenen Hybrid-Beamformer

gibt, ist das hier gezeigte

Subarray-Verfahren das praktischste

und im Wesentlichen

eine Wiederholung der Schritte

von analogen Beamformern.

Aktuelle Systeme unterstützen

zwei bis acht digitale Beams,

die sich gleichzeitig für einzelne

Nutzer nutzen lassen. Alternativ

können zwei oder mehr

MIMO-Layer für eine geringere

Anzahl an Nutzern zur Verfügung

gestellt werden.

Zum Autor Dr. Thomas Cameron

ist Director of Wireless Technology

bei Analog Devices. In dieser

Funktion leistet er Beiträge

zu branchenführender Innovation

bei integrierten Schaltkreisen

für Mobilfunkbasisstationssysteme.

Derzeit arbeitet er an

der Forschung und Entwicklung

von Funktechnologie für

5G-Systeme in Mobilfunk- und

Millimeterwellenfrequenzbändern.

Vor seiner aktuellen Position

bei Analog Devices war er

Director of Systems Engineering

für die Communications

Business Unit. Seinen Ph.D. in

Electrical Engineering hat Thomas

vom Georgia Institute of

Technology erhalten. Er hält sieben

Patente im Bereich Drahtlostechnologie

und hat zahlreiche

technische Paper und Artikel

verfasst. ◄

erhöht aber die Komplexität der

Funksysteme im Uplink und im

Downlink. Außerdem steigt der

Leistungsbedarf erheblich.

Teil 2: Beamformer „Genauer betrachtet“ folgt. Den kompletten Artikel finden

Sie jetzt schon unter: www.beam-verlag.de/fachartikelarchiv-hf-technik/

28 hf-praxis 6/2019


Quarze und Oszillatoren

Hochstabiler Clock-Oszillator

IQD hat eine neue Reihe HCMOS-basierender

Clock-Oszillatoren mit sehr geringer

Frequenzabweichung eingeführt. Die

IQXO-923-Serie ist mit einer Frequenzstabilität

von bis zu ±5ppm über den gesamten

industriellen Arbeitstemperaturbereich von

-40 bis +85 °C erhältlich.

Verfügbar entweder für eine Versorgungsspannung

von 1,8 V (IQXO-923-18) oder

3,3 V (IQXO-923-33) präsentiert sich dieser

neue Clock-Oszillator in einem hermetisch

dichten, 3,2 x 2,5 mm großen Keramikgehäuse

mit einer Höhe von 1,1 mm.

Frequenzen können innerhalb eines

Bereiches von 10 bis 160 MHz spezifiziert

werden. Der Clock-Oszillator bietet zudem

eine Anschwingzeit von 5 ms. Mit einem

Phasenjitter von typisch 0,4 ps (12 kHz bis

20 MHz) und Phasenrauschen von -99 dBc/

Hz bei 100 Hz sowie -144 dBc/Hz bei 10 kHz

sind diese Oszillatoren ideal als möglicher

Ersatz für teurere TCXOs geeignet. Anwendungsbereiche

sind unter anderem Ethernet,

Netzwerke, intelligente Messgeräte, SONET,

Test- und Messsysteme, WLAN und Wi-Fi.

Der IQXO-923 enthält eine Enable/Disable-

Funktion an Pin 1 als Standard. Geliefert

werden kann er entweder auf einer Rolle

gegurtet oder im Gurtabschnitt. Weitere

Informationen sind auf der Webseite von

IQD unter www.iqdfrequencyproducts.

com zu finden.

■ IQD

www.iqdfrequencyproducts.de

Mikrowellen-Synthesizer

generiert Signale bis 18 GHz

Der Baustein 8V97003 ist ein breitbandiger

Mikrowellen-Synthesizer auf Basis einer

Phase Lock Loop (PLL) und kann Signale

mit Frequenzen bis 18 GHz erzeugen. Dieser

Baustein hat einen integrierten Voltage Controlled

Oscillator (VCO) mit einer Figure of

Merit von -237 dBc/Hz und sehr geringem

Phasenrauschen sowie RMS-Phasen-Jitter.

Der Einsatztemperaturbereich beträgt -40

bis +95 °C. Anwendungsmöglichkeiten sind

Beamforming-Applikationen wie 5G oder

Massive-MIMO-Systeme sowie drahtlose

Backhauls, 5G mmWave, Satelliten- und

Phased-Array-Antennen. Der IC arbeitet

an 3,3 V und hat Lownoise-integrierte

LDOs. Der 8V97003 ist lieferbar im 7 x 7

mm messenden 48-VFQFN-Gehäuse. Die

minimale Frequenz ist 187,5 MHz.

PLL-Typ: Fractional-N, Integer-N, Ausgangsleistung:

4...13 dBm, Interface: SPI/

TTL/andere.

■ Integrated Device Technology

www.idt.com

hf-praxis 6/2019 29

29


Software

Kostenlose Module helfen, LoRa-Anwendungen schneller auf

den Markt zu bringen

Neben einem LoRaWAN-kompatiblen

Protokoll-Stack bietet

er eine ereignisgesteuerte Laufzeit

mit Power Management,

Timer-Handling und eine flexible

Simulationsumgebung mit

logischer Zeit, um das Debugging

und Regressionstests zu

vereinfachen.

Firmware-Updates über

das Funknetzwerk

Zukünftige Schwerpunkte

der LoRa Basics Suite sind

Firmware-Updates über das

Funknetzwerk (FUOTA), sowohl

auf dem Endgerät als auch auf

dem Backend-Server, sowie

Data-Science-Notebooks für

die rechnerunabhängige Performance-Analyse.

„Als langjähriger ASIC- und

Elektronikdesign-Dienstleister

und Anbieter funkbasierter IoT-

Produkte und -Systeme suchen

wir seit langem nach besseren

Mitteln und Methoden, um

neue Produkte schneller, einfacher

und zuverlässiger zu

entwickeln“, so Marcel Wappler,

Head of IoT & LPWAN

bei Miromico. „Semtechs neue

LoRa Basics Suite bietet einige

Verbesserungen und dringend

benötigte Funktionen, um LoRabasierte

Knoten und Gateways

einfach zu erstellen.“ Wappler

weiter: „LoRa Basics Mac ist

ein ausgereifter Open-Source-

LoRaWAN-Stack der zweiten

Generation – mit vielen Vorteilen

gegenüber früheren Stacks,

u.a. verbesserte Softwarequalität

und Portabilität, reduzierter

Speicherbedarf, Trennung von

Bootloader und Anwendung

sowie neue Tools für die Simulation

und das automatische Testen

der Funktion und Konformität.

Damit können wir neue IoT-

Produkte schneller, einfacher,

zuverlässig und kostengünstig

auf den Markt bringen.“

Um den Zugriff auf diese Tools

zu vereinfachen, stehen alle

LoRa-Basics-Module in Semtechs

LoRa Developer Portal

zur Verfügung, das auch Zugriff

auf Schulungen, Dokumentation,

technische Ressourcen und Community-Tools

bietet. ◄

Semtech Corporation

www.semtech.com

Die Semtech Corporation stellte

mit LoRa Basics neue Software-

Module vor, damit sich LoRabasierte

IoT-Anwendungen

schneller auf den Markt bringen

lassen und Kunden ihren ROI

(Return on Investment) schneller

realisieren können. Alle LoRa-

Basics-Versionen werden auf

Semtechs LoRa Developer Portal

als Open Source zur Verfügung

gestellt.

LoRa-Basics-Paket

„Mit unserem kostenlosen und

benutzerfreundlichen LoRa-

Basics-Paket lassen sich LoRabasierte

Lösungen schneller auf

den Markt bringen“, erklärte Steven

Hegenderfer, Senior Director

des Developer Ecosystems

der Wireless Sensing and Products

Group bei Semtech. „LoRa

Basics ist kompatibel zur LoRa

Alliance und ermöglicht Designern

sowie Unternehmen ein

schnelleres Entwickeln ihrer

Anwendungen.“

Die Motivation hinter LoRa

Basics ist, die üblichen LoRa-

WAN-Funktionen bereitzustellen,

die alle Entwickler von

Endgeräten, Gateways oder

LoRaWAN-basierten Lösungen

implementieren müssen, und

hierdurch eine kostenlose Open-

Source-Software bereitzustellen,

die die Spezifikationen erfüllt.

Die Software-Bausteine repräsentieren

Best Practices für die

Umsetzung LoRaWAN-basierter

Technologien. Entwickler können

sich dann auf ihre Lösungen

konzentrieren und ihre Anwendungen

zu geringeren Kosten

schneller auf den Markt bringen.

„Im IoT-Markt kommt es darauf

an, die Entwicklung von IoT-

Lösungen zu vereinfachen und

diese schnell auf den Markt zu

bringen“, so Robin Duke-Woolley,

CEO beim IoT-Analysten

Beecham Research. „LoRa

Basics ist eine Ergänzung im

Markt, da sie dazu beitragen

wird, dass sich Entwickler stärker

auf neue Funktionen konzentrieren

können.“

Der erste Softwarebaustein

(LoRa Basics Station) wurde

im Januar 2019 angekündigt

und gleichzeitig auf GitHub

veröffentlicht. Dabei handelt

es sich um einen neuen LoRa-

WAN-basierten Gateway Packet

Forwarder mit sicheren und

robusten Datenkommunikations-

und Remote-Gateway-

Management-Protokollen, der

für Linux-basierte Gateways und

ressourcenbeschränkte Embedded-Gateways

gleichermaßen

geeignet ist. LoRa Basics MAC,

der zweite Baustein, stellt die

Firmware bereit, die Entwickler

von Endgeräten benötigen,

um LoRaWAN-basierte Funksysteme

in Betrieb zu nehmen.

30 hf-praxis 6/2019


Bauelemente

Koaxialer 25-W-Abschluss

für DC bis 18 GHz

Mini-Circuits’ neues Produkt TERM-25W-

183S+ ist ein koaxialer Abschlusswiderstand

(Termination) mit SMA-Anschlüssen.

Dieser Abschluss kann bis zu 25 W

aufnehmen und funktioniert im Bereich

DC bis 18 GHz. Dabei wird eine exzellente

Rückflussdämpfung von 26 dB bis

zu 18 GHz erreicht. Dieses Bauteil ist mit

SMA-Steckern aus rostfreiem Material sowie

mit einem robusten Aluminum-Kühlkörper

ausgestattet. Die Produkte der TERM-Serie

sind mit verschiedenen Powerratings und

Anschlusstypen ausgestattet.

Weitere technische Daten

Einsatztemperaturbereich -55 bis +100 °C

Lagertemperaturbereich -55 bis +100 °C

Impedanz 50 Ohm

Rückflussdämpfung im Bereich

DC...6/6...12,4 GHz typ. 34/30 dB

Rückflussdämpfung im Bereich

DC...6/6...12,4 GHz min. 20,8/17,7 dB

Gewicht max. 409 g

Koaxialer Adapter verbindet

1,85-mm-Stecker mit

2,92-mm-Buchse

Im Frequenzbereich von DC bis 40 GHz

einsetzbar ist der von Mini-Circuits angebotene

Adapter 185M-KF+ für die Verbindung

1,85-mm-M nach 2,92-mm-F. Dabei

wird ein exzellentes SWR von nominell

1,04 sichergestellt, verbunden mit einer Einfügedämpfung

von 0,12 dB sowie flachem

Kennwertverlauf über die gesamte Einsatzbandbreite.

Dieses Bauteil beruht auf einer

robusten Konstruktion mit rostfreiem Stahl

und weist eine Länge von nur 0,79 Inch auf.

Weitere technische Daten

Einsatztemperaturbereich -55 bis +100 °C

Lagertemperaturbereich -55 bis +100 °C

Impedanz 50 Ohm

Einfügedämpfung DC...8/26,5...40 GHz

typ. 0,04/0,22 dB

Einfügedämpfung DC...8/26,5...40 GHz

max. 0,2/0,4 dB

SWR DC...8/26,5...40 GHz typ. 1,01/1,04

SWR DC...8/26,5...40 GHz max. 1,15/1,15

MMIC-Verstärker für 30 MHz

bis 2 GHz mit Shutdown-

Feature

Der MMIC TSS-23HLN+ von Mini-Circuits

ist ein Verstärker mit ultrahohem Dynamikbereich

und einem Einsatzfrequenzbereich von

30 MHz bis 2 GHz. Dieses Modell enthält

auch ein internes Shutdown-Feature, welches

es erlaubt, den Verstärker im Umfeld von

großen Signalen zu schützen und die Versorgungsleistung

zu minimieren. Dieser Verstärker

erreicht einen extrem hohen IP3 von

42,6 dBm. Das Rauschmaß wird mit 1,4 dB

angegeben und die für 1 dB erforderliche Ausgangsleistung

mit 28,5 dBm. Der Baustein

arbeitet an einfachen 8 V und besitzt ein 3 x

3 mm messendes QFN-Gehäuse.

Kleiner LTCC-Balun für

Bluetooth, Zigbee und

Lowband-WiFi

Von Mini-Circuits kommt mit dem Bauteil

BLNK1-252R+ ein LTCC-Balun-Transformator

mit einem Impedanzverhältnis von

1:1. Der Balun ist optimiert für die Nutzung

im 2,4...2,5-GHz-Band in Bluetooth-, Zigbee-

und Lowband-WiFi-Applikationen.

Dieses Modell ist dazu in der Lage, bis zu

500 mW Eingangsleistung zu verarbeiten.

Die Einfügedämpfung wird mit 0,3 dB angegeben,

die Amplituden-Unbalance mit 0,7

dB und die Phasen-Unbalance (relativ zu

180°) mit 0,7°. Das ultrakleine Keramikgehäuse

misst 0,04 x 0,02 x 0,02 Inch und

ist mit umlaufenden Kontaktflächen zwecks

bestmöglicher Lötbarkeit ausgestattet.

Weitere technische Daten

Einsatztemperaturbereich -45 bis +85 °C

Lagertemperaturbereich -45 bis +85 °C

Einfügedämpfung max. 1,3 dB

Rücklaufdämpfung durch Unbalance min.

9 dB, typ. 29 dB

Adapter für N auf SMA

Der N-Female to SMA-Male Bulkhead

Adapter von Mini-Circuits mit der Bezeichnung

NFFL-SM50+ arbeitet im Frequenzbereich

von DC bis 18 GHz. Dieses neue

Modell weist nominell 0,14 dB Einfügedämpfung

und ein SWR von 1,17 auf.

Alle technischen Eigenschaften verändern

sich nur leicht mit der Frequenz von DC

bis 18 GHz. Dieser Adapter ist mit einem

robusten, dreifachbeschichteten Gehäuse

ausgerüstet und besitzt einen vergoldeten

Beryllium-Kupfer-Innenstift.

Weitere technische Daten

Einsatztemperaturbereich -45 bis +100 °C

Lagertemperaturbereich -45 bis +100 °C

SWR DC...8/8...12/12...18 GHz

typ. 1,05/1,19/1,17

SWR max. 1,3

■ Mini-Circuits

sales@minicircuits.com

www.minicircuits.com

hf-praxis 6/2019 35


Bauelemente

Abschlusswiderstand für bis zu 18 GHz

In vielen HF-Anwendungen werden

Abschlusswiderstände benötigt,

um Reflexionen zu vermeiden

und Bauteile zu schützen.

Seit vielen Jahren haben sich

hochwertige Abschlüsse in der

Verstärkertechnik sehr bewährt.

Doch auch für HF-basierende

Energieerzeuger sind sie eine

gute Lösung. Denn gerade in

den Anwendungsbereichen

von industriellen Mikrowellen,

Plasmaerzeugung und in

der Medizintechnik sind stabile

und leistungsfähige Abschlusswiderstände

notwendig. Den

Wunsch nach immer höheren

Arbeitsfrequenzen kann der

neue Abschluss von Telemeter

Electronic, mit erweitertem

Frequenzbereich bis 18 GHz,

voll und ganz erfüllen. Er hält

zudem hohen Temperaturen

bis zu 100 °C stand, ohne seine

Belastbarkeit zu verringern (mit

De-Rating der Leistung kann der

Abschluss sogar bis zu 150 °C

eingesetzt werden). Die spezielle

Substrattechnologie garantiert

eine stabile HF-Belastbarkeit

von maximal 5 W.

Für Serienanwendungen ist

der Abschlusswiderstand auch

gegurtet als Tape-and-Reel-

Ausführung zur automatischen

Bestückung und optional auch

mit Stripline-Anschluss erhältlich.

Neben einer großen Auswahl

an weiteren Vorzugsmodellen

für ein breites Frequenzspektrum

und Leistungen bis zu 1650

W realisiert Telemeter Electronic

auch kundenspezifische

Lösungen, bei vergleichsweise

geringen Serienstückzahlen.

■ Telemeter Electronic GmbH

www.telemeter.info

Kompakte

Koaxialschalter

Besonders bei kritischen Platzbedingungen

bieten sich die

neuen Miniatur-Koaxialschalter

der ARV-Serie von Telemeter

Electronic als Lösung an. Die

SPDT-Relais sind mit SMAoder

Pin-Anschlüssen ausgestattet

und weisen in der Pin-Variante

eine Größe von nur 15,9 x

15 x 11,2 mm auf. Im Vergleich

zu gewöhnlichen SPDT-Relais

sind diese Schalter daher um bis

zu 85% kleiner und überzeugen

dennoch mit einer erstaunlich

guten Performance, wie z. B.

einem SWR von maximal 1,7

und einer Einfügedämpfung von

0,7 dB. Je nach Modell reicht der

Frequenzbereich von DC bis 8

oder 18 GHz, als SMD-Variante

sogar bis 26,5 GHz.

■ Telemeter Electronic GmbH

www.telemeter.info

2 kW HF-LDMOS-

Transistor für

ISM-Anwendungen

Ampleon stellt den ersten Baustein

einer Serie von HF-Leistungsbauelementen

vor, der auf

der ART-Variante (Advanced

Rugged Technology) seiner

High-Voltage-LDMOS-Prozesstechnologie

der 9. Generation

basiert. Das Verfahren

wurde entwickelt, um hochrobuste

Transistoren für Betriebsspannungen

von bis zu 65 V zu

ermöglichen.

Der erste Baustein dieser Art,

der ART2K0FE, ist ein 2-kW-

Transistor mit einem Frequenzbereich

von 0 bis 650 MHz,

der in einem Keramikgehäuse

mit Lufthohlraum ausgeliefert

wird. Er widersteht härtesten

Bedingungen, wie sie in industriellen,

wissenschaftlichen und

medizinischen Anwendungen

(ISM; Industry, Science, Medical)

häufig auftreten. Dazu zählt

die Ansteuerung von CO2-Hochleistungslasern,

Plasmageneratoren

und MRT-Scannern. Die

ART-Bausteine eignen sich für

den Einsatz in diesen Anwendungen,

da sie VSWR-Fehlanpassungen

von 65:1 bei 65 V

vertragen, die CO2-Laser und

Plasmageneratoren im Betrieb

aufweisen können.

Die auf dem ART-Prozess basierenden

Bausteine weisen hohe

Impedanzen auf, um sie während

der Entwicklungsphase

einfacher in Produkte integrieren

zu können und eine größere

Produktkonsistenz in der

Serienfertigung sicherzustellen.

Der Prozess ermöglicht auch die

Fertigung von Bauelementen, die

einen höheren Wirkungsgrad als

andere LDMOS-Transistoren

aufweisen. Dies verringert die

Betriebskosten von Endanwendungen,

da weniger elektrische

Energie in Wärme umgewandelt

wird. Außerdem erzielen

die Bausteine eine höhere Leistungsdichte,

d.h. sie lassen sich

in kleineren und kostengünstigeren

Gehäusen verbauen,

was wiederum den Platzbedarf

auf der Leiterplatte und somit die

Systemkosten verringert.

36 hf-praxis 6/2019


K N O W - H O W V E R B I N D E T

Bauelemente

Die ART-Reihe bietet auch eine hohe Durchbruchsspannung,

die garantiert, dass die

Bausteine über die gesamte Lebensdauer

konstant und zuverlässig arbeiten. Ampleon

garantiert außerdem

eine Verfügbarkeit für 15

Jahre, damit Produktentwickler

langfristig planen

können. Der ART2K0FE

im Keramikgehäuse mit

Lufthohlraum steht ab

sofort als Muster mit

Referenzschaltungen für

verschiedene Frequenzen

zur Verfügung. Mit dem

ART2K0PE bietet Ampleon

auch eine Version aus

vergossenem Kunststoff

mit niedrigerem Wärmewiderstand.

Die Serienfertigung

beider Varianten

wird im zweiten Halbjahr 2019 beginnen.

■ Ampleon Netherlands B.V.

www.ampleon.com

EMV, WÄRME­

ABLEITUNG UND

ABSORPTION

SETZEN SIE AUF

QUALITÄT

Elastomer- und Schaumstoffabsorber

Europäische Produktion

Kurzfristige Verfügbarkeit

Kundenspezifisches Design

oder Plattenware

650-V-Hochfrequenz-IGBTs mit Highspeed-Technologie

-EA1 & -EA4

Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1)

bzw. 4 GHz (EA4)

Urethan oder Silikon

Temperaturbereich von ­40°C bis 170°C

(Urethanversion bis 120°C)

Standardabmessung 305mm x 305mm

Die 650-V-IGBTs der HB-Serie von

STMicroelectronics bieten, gestützt auf

die neue TFS-Technologie (Trench Field

Stop) des Unternehmens, Effizienz- und

Performance-Verbesserungen für Mediumund

Highspeed-Anwendungen wie etwa

PFC-Wandler, Schweißgeräte, unterbrechungsfreie

Stromversorgungen und PV-

Wechselrichter. Zur Serie gehören auch

automotive-taugliche Bausteine gemäß

AEC-Q101 Rev. D.

Als Neuzugang zum STPower-Portfolio

zeichnet sich die neue HB2-Serie dank

ihres niedrigen V CEsat -Werts von 1,55

V durch hervorragende Leitungseigenschaften

aus. Gleichzeitig verbessern

sich die dynamischen Eigenschaften

dank der reduzierten Gateladung, die ein

schnelles Schalten bei niedrigen Gateströmen

erlaubt. Die herausragenden thermischen

Merkmale tragen darüber hinaus

zur Maximierung der Zuverlässigkeit und

der Leistungsdichte bei, wobei die neuen

Produkte als überaus wettbewerbsfähige

Lösungen auf dem Markt positioniert sind.

Die IGBTs der HB2-Serie können wahlweise

mit einer für den vollen oder den

halben Strom ausgelegten Diode spezifiziert

werden, oder aber mit einer Schutzdiode

gegen versehentliche Verpolung,

sodass zusätzlicher Freiraum zum Optimieren

des Verhaltens für bestimmte

Applikationsanforderungen gegeben ist.

Der 40-A-Baustein STGWA40HP65FB2

ist als erster der neuen 650-V-Bausteine

jetzt in einem Long-Lead-Gehäuse der

Bauart TO-247 erhältlich. Weitere Informationen

auf www.st.com/igbt-hb2-series.

■ STMicroelectronics, www.st.com

MLA

Multilayer Breitbandabsorber

Frequenzbereich ab 0,8GHz

Reflectivity­Level ­17db oder besser

Temperaturbereich bis 90°C

Standardabmessung 610mm x 610mm

Hohe Straße 3

61231 Bad Nauheim

T +49 (0)6032 9636­0

F +49 (0)6032 9636­49

info@electronic­service.de

www.electronic­service.de

ELECTRONIC

SERVICE GmbH

hf-praxis 6/2019 37

37


Bauelemente

Hocheffizienter 750-W-HF-Transistor

Ampleon stellte mit dem BLF-

0910H9LS750P einen hocheffizienten

750-W-HF-Transistor

vor, der einen Wirkungsgrad

von 72,5% bei 915 MHz und ein

robustes Design bietet, das ihn

optimal für industrielle und professionelle

HF-Leistungselektronik

macht. Das Bauteil arbeitet

am besten bei Frequenzen von

902 bis 928 MHz und eignet sich

somit für den Einsatz in industriellen,

wissenschaftlichen und

medizinischen Systemen sowie

für professionelle Kochanwendungen.

Der hohe Wirkungsgrad

minimiert den Energieverbrauch

bei der Bereitstellung

einer bestimmten Ausgangsleistung,

senkt die Betriebskosten,

verringert die Wärmeabfuhr

und ermöglicht einfachere und

kostengünstigere Kühllösungen,

kompaktere Systeme und damit

geringere Herstellungskosten.

Durch sein robustes Design hält

der BLF0910H9LS750P einer

lastseitigen Fehlanpassung stand,

die einem SWR von maximal

10 entspricht – und zwar über

alle Phasen hinweg. Damit lassen

sich Systemdesigns vereinfachen

und weniger komplexe

Schaltungsmechanismen verwenden,

was die Stückliste des

Endprodukts verkleinert und die

Gesamtausbeute in der Fertigung

verbessert.

Der BLF0910H9LS750P basiert

auf dem Gen9HV-50V-Prozess

von Ampleon, der derart ausgereift

ist, dass ein hohes Maß an

Produktkonstanz gewährleistet

ist. Zusammen mit umfassender

Anwendungsunterstützung hilft

dies den Herstellern von Endgeräten,

die Markteinführung ihrer

Produkte zu beschleunigen. Der

vorab abgestimmte Eingang

erleichtert die Integration in

Endanwendungen. Die Breitbandfähigkeiten

ermöglichen

eine bessere Kontrolle und Flexibilität

während des Betriebs.

Der BLF0910H9LS750P ist ab

sofort über Ampleon und Distributoren

wie Digikey und RFMW

erhältlich.

■ Ampleon Netherlands B.V.

www.ampleon.com

Flexibler High-Performance-Bluetooth-IC

Das nRF51822 Bluetooth Low

Energy System-on-Chip (SoC)

wurde weiterentwickelt zum

AS_NRF51 Flex-BLE, einem

flexiblen IC mit Bluetooth LE

Connectivity. Der AS_NRF51

Flex-BLE ist eine ultradünne

Version von Nordics nRF51822

SoC mit etwa 35 µm. Damit

stehen Applikationen in den

Bereichen Wearables und Logistik

bis zum Internet of Things

offen. Der nRF51822 wurde um

eine 32-Bit-Arm-Cortex-M0-

CPU herum gebaut und bietet

2,4 GHz Multiprotocol Radio,

256 kB/128 kB Flash und 32

kB/16 kB RAM.

■ American Semiconductor

Nordic Semiconductor

Fachbücher für die Praxis

Digitale

Oszilloskope

Der Weg zum

professionellen

Messen

Joachim Müller

Format 21 x 28 cm, Broschur,

388 Seiten,

ISBN 978-3-88976-168-2

beam-Verlag 2017, 47,90 €

Ein Blick in den Inhalt zeigt,

in welcher Breite das Thema

behandelt wird:

• Verbindung zum Messobjekt

über passive und aktive

Messköpfe

• Das Vertikalsystem – Frontend

und Analog-Digital-

Converter

• Das Horizontalsystem –

Sampling und Akquisition

• Trigger-System

• Frequenzanalyse-Funktion

– FFT

• Praxis-Demonstationen:

Untersuchung von Taktsignalen,

Demonstration

Aliasing, Einfluss der Tastkopfimpedanz

• Einstellungen der Dezimation,

Rekonstruktion, Interpolation

• Die „Sünden“ beim Masseanschluss

• EMV-Messung an einem

Schaltnetzteil

• Messung der Kanalleistung

Weitere Themen für die praktischen

Anwendungs-Demos

sind u.a.: Abgleich passiver

Tastköpfe, Demonstration der

Blindzeit, Demonstration FFT,

Ratgeber Spektrumdarstellung,

Dezimation, Interpolation,

Samplerate, Ratgeber:

Gekonnt triggern.

Im Anhang des Werks findet

sich eine umfassende Zusammenstellung

der verwendeten

Formeln und Diagramme.

Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de

oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de

38 hf-praxis 6/2019


Antennen

Multiband-Antennen für Fahrzeuge, IoT und M2M

werden auch erheblich widerstandsfähigere

und ebenso manipulationssichere

Varianten mit

stahlverschraubten Bolzen oder

flachem Profil angeboten.

Verfügbare Frequenzen liegen in

den Bereichen für GPS, GNSS,

LTE (MiMo), WiFi (MiMo oder

Dualband) sowie ISM. Individuelle

Anpassungsmöglichkeiten

erlauben den flexiblen Einsatz:

• Antennenfamilie wählen

• Frequenz bestimmen

• Kabellänge festlegen

• Verbindungsstecker auswählen

CompoTEK GmbH

www.compotek.de

CompoTEKs Antennen-Partner

PulseLarsen hat neue Produktfamilien

im Sortiment, die Anwender

flexibel einsetzen können.

Die Anwendungsmöglichkeiten

für diese Multiband-Lösungen

sind dabei sehr weit gefächert.

Versorgungsfahrzeuge, öffentliche

Verkehrsbetriebe sowie

der Landwirtschafts- und Sicherheitssektor

zählen beispielsweise

dazu.

Darüber hinaus sind auch Fernsteuerungsapplikationen

und

Überwachungsanwendungen

kein Problem. Hierbei ermöglichen

die GNSS-Lösungen eine

präzise weltweite Navigation,

und im Bereich „Zellularkommunikation“

werden von 2G bis

hin zu 5G samt LTE MiMo alle

Frequenzen abgedeckt. Sofern

schnelle Übertragungsraten

erforderlich sind, kann PulseLarsen

mit Dual-WiFi- und

MiMo-Varianten bei 2,4 GHz

weiterhelfen.

Die verschiedenen Multiband-

Familien bringen Navigation und

Datenübertragung für eine vollständige

telematische Lösung

zusammen. Qualität und Langlebigkeit

dieser PulseLarsen- Produkte

erkennt man anhand deren

IP67-Zertifizierung (wasserdicht

und UV-geschützt). Zusätzlich

LTE-MiMo/

WiFi-MIMO/

GNSS-Antenne

Die „NETZ 5 in 1“ von

Maxtena ist eine LTE-MIMO/

WiFi-MiMo/GNSS-Antenne

und eignet sich für hohen

Datendurchsatz, Streaming,

Video, industrielle sowie IoT-

Applikationen. Diese 5-in-1-

Lösung umfasst zwei LTE-

Antennen, zwei WiFi-Antennen

und eine GNSS-Antenne.

Die LTE-MiMo/WiFi-MiMo/

GNSS-Antenne misst 141,98 x

66,5 mm und lässt sich leicht

montieren. Sie besitzt integrierte

SMA-Anschlüsse.

Frequenzen:

1561/1575,42/1602 MHz,

6968...2690 MHz,

2,4/5 GHz,

Kabel: RG-174 (GNSS)/

CFD-200 (LTE)/CFD-200

(WiFi). Der Gewinn wird

mit 3 bis 8 dBi angegeben,

das SWR mit 2 und 4 an 50

Ohm, je nach Frequenz.

■ Maxtena, Inc.

www.maxtena.com

GNSS-Tripleband-Antennen für präzise Timing-Anwendungen

Tallysman aus Kanada erweiterte

seine Produktpalette um

eine neue Generation von

Highend-GNSS-Tripleband-

Antennen für präzise Timing-

Anwendungen.

Gepaart mit einem geeigneten

Multiband-GNSS-Empfänger

(z.B. NV08C-RTK-M/NVS

oder ZED-F9T/u-Blox) sind

Genauigkeiten auf Nanosekunden-Ebene

realisierbar.

Die Antennen sind optimal für

weltweite Anwendungen geeignet,

da Kompatibilität zu allen

gängigen GNSS-Systemen

besteht (Empfang von GPS-,

BeiDou-, Galileo- und Glonass-Daten).

Alle Tripleband-GNSS-Antennen

von Tallysman können mit

verschiedenen Kabellängen,

Steckverbindern und Gehäusetypen

konfiguriert werden.

Somit entsteht eine optimale,

auf die konkrete Anwendung

abgestimmte Antennen-Empfänger-Kombination.

■ CompoTEK GmbH

www.compotek.de

hf-praxis 6/2019 39


Antennen

Leistungsfähige Antenne für Smartwatches

Die Firma Fractus

Antennas ist

spezialisiert auf die

Entwicklung und

Herstellung optimierter

Antennenprodukte

für effektive mobile

Kommunikation. Hier

wird das Modell RUN

mXTEND Antenna

Booster FR01-S4-224

für Smartwatches näher

vorgestellt.

Diese Anpassschaltung ist im

Evaluation Board implementiert

Eine Smartwatch ist eine Kombination

aus Armbanduhr und

Smartphone; die Bezeichnung

wurde aus dem Namen Smartphonewatch

abgeleitet. Diese

Uhr hat neben einem elektronischen

Display noch zusätzliche

Sensoren und Funktionen eines

Smartphones. Smartwatches

werden an verschiedenen Innovations-Brennpunkten

benötigt.

Quelle:

Looking to maintain peak

performance in your

Smartwatch?

2018 Fractus Antennas, S.L.,

info@fractusantennas.com,

www.fractusantennas.com

Teilübersetzung von FS

SWR und gesamte Effizienz über der Frequenz

Die RUN-mXTEND-

Lösung

zeichnet sich durch eine besonders

gute Performance aus. Sie

erreicht 80% Freiraumeffizienz,

während die meisten anderen

Lösungen nur auf etwa 50%

kommen. Trotz seiner hohen

Leistungsfähigkeit bleibt der

RUN mXTEND Antenna Booster

klein. Er wurde speziell

entwickelt, um Multiband-Performance

in drahtlosen Geräten

sicherzustellen. Damit ist

weltweiter Einsatz bei geringen

Kosten möglich. Mögliche

Kommunikationsstandards

schließen Bluetooth, ISM, WIFI

und WLAN ein. Basierend auf

Fractus Antennas’ proprietärer

Virtual-Antenna-Technology,

gehört die RUN mXTEND zu

einer neuen Generation von

Antennenprodukten, die darauf

ausgerichtet ist, konventionelle

Antennenlösungen durch miniaturisierte,

ab Lager lieferbare

Komponenten zu ersetzen, welche

über ein intelligentes Design

verfügen.

Dieser technologische Durchbruch

hat zu einer Anzahl spezifisch

entwickelter Produkte

geführt, welche einen großen

Teil von drahtlosen Applikationen

ansprechen – Smartwatches

stellen nur eine der vielfältigen

Einsatzumgebungen

dar, in denen sich diese kleinen

Antennen zuhause fühlen.

Der RUN mXTEND Antenna

Booster wurde auf Basis von

Glas-Epoxy-Substrat ausgeführt.

Die Kennzeichen

der RUN-mXTEND-Antenna-

Lösung sind bemerkenswert und

ermöglichen einen breiten Einsatzbereich.

Die wesentlichen

Eigenschaften sind:

• hohe Effizienz

• geringe Größe

• kosteneffektiv

• einfache Nutzung

(Pick&Place)

• Multiband-Charakteristik

(weltweite Standards)

• Standardprodukt (keine Customization)

Die Anwendungsmöglichkeiten

sind äußerst vielseitig und

umfassen, neben Smartwatches,

Wearables, M2M, IoT, Funkmodule,

drahtlose Messgeräte

und Fernsteuersensoren. Das

Entwicklungs-Board bietet eine

Testumgebung und erlaubt die

Überprüfung folgender Kenndaten

im Bereich 2,4 bis 2,5 GHz:

• durchschnittliche Effizienz

>75%

• Spitzengewinn (Peak Gain)

2,2 dBi

• SWR


Elektromechanik

OCTIS-Steckverbinder für höhere Datenübertragungsraten

und kleinere Geräte

OCTIS steht für Outdoor Connector

Transceiver Inside

System. Dahinter steckt die

Firma Radiall, ein führendes

Unternehmen in Design, Entwicklung

und Herstellung von

Interconnect-Lösungen. Sie hat

nun ihr Produktportfolio mit der

OCTIS-Serie für die Anwendung

im Außenbereich, wie sie beispielsweise

für Basisstationen

der Telekommunikation benötigt

werden, erweitert.

Neue, umfassende

Lösung

Der OCTIS -Steckverbinder ist

eine neue, umfassende Lösung

und bietet die Möglichkeit für

höhere Datenratenübertragungen

und die Verkleinerung der

Geräte, die mit die wichtigsten

Anforderungsfaktoren von 4,5Gund

zukünftigen 5G-Gerätentwicklungen

sind. Das Flaggschiff

der Produktreihe ist der

SFP-Stecker, ein Steckverbinder,

der den Anschluss eines Glasfaserkabels

an die Hardware über

einen Transceiver ermöglicht,

der sich auf der Kabelseite statt

auf der Hardwareplatine befindet.

Dieses neue Steckverbinderkonzept

bietet viele Vorteile,

verhindert einerseits das Risiko

einer Beschädigung der Glasfaser

beim Zusammenstecken

durch den Installateur und andererseits

wird keine Anschlussbuchse

an der Hardware benötigt.

Darüber hinaus kann die

Hardware der Geräte miniaturisiert

werden, da der Transceiver

nicht mehr ein Drittel des

Platzes auf der Karte einnimmt,

sondern im OCTIS eingesetzt

ist. Der OCTIS-Steckverbinder

ist der kleinste auf dem Markt,

was bedeutet, dass eine große

Anzahl dieser Steckverbinder

auf sehr kleinem Raum untergebracht

werden können.

Auf den Punkt

gebracht:

• kompakteste Outdoor-Lösung

auf dem Markt

• gebrauchsfertiges Design eines

Verbindungselements

• keine einzelne Anschlussbuchse

notwendig, als Druckguss-Interface

im Geräterahmen

• resistent gegen raue Umgebungen:

Wasser- und Staubdichtheit,

Korrosion, extreme

Temperaturen, EMI-Abschirmung,

Blitzschlag

• einfache und sichere Installation

• thermisches Management

von Transceivern durch den

OCTIS

• verfügbar als auch als RJ45-

und Power-Variante

■ Radiall GmbH

www.radiall.com

Fachbücher für die

Praxis

Praxiseinstieg in die

Spektrumanalyse

Joachim Müller,

21 x 28 cm, 198 Seiten,

zahlr. überwiegend farbige Abb.

Diagramme, Plots

ISBN 978-3-88976-164-4,

beam-Verlag 2014, 38,- €

Art.-Nr.: 118106

Ein verständlicher Einstieg in die

Spektrumanalyse - ohne höhere

Mathematik, der Schwerpunkt liegt

auf der Praxis mit Vermittlung von

viel Hintergrundwissen.

Hintergrundwissen:

• Der Zeit- und Frequenzbereich,

Fourier

• Der Spektrumanalyzer nach dem

Überlagerungsprinzip

• Dynamik, DANL und Kompression

• Trace-Detektoren, Hüllkurvendetektor,

EMV-Detektoren

• Die richtige Wahl des Detektors

• Moderne Analyzer, FFT, Oszilloskope

mit FFT

• Auswahl der Fensterung - Gauß,

Hamming, Kaiser-Bessel

• Die Systemmerkmale und Problemzonen

der Spektrumanalyzer

• Korrekturfaktoren, äquivalente

Rauschbandbreite, Pegelkorrektur

• Panorama-Monitor versus Spektrumanalyzer

• EMV-Messung, Spektrumanalyzer

versus Messempfänger

Messpraxis:

• Rauschmessungen nach der

hf-praxis 6/2019 41

Y-Methode, Rauschfaktor, Rauschmaß

• Einseitenbandrauschen, Phasenrauschen

• Signal/Rauschverhältnis, SNR,

S/N, C/N

• Verzerrungen und 1 dB-Kompressionspunkt

• Übersteuerung 1.Mischer - Gegenmaßnahmen

• Intermodulationsmessungen

• Interceptpoint, SHI, THI, TOI

• CW-Signale knapp über dem

Rauschteppich

• Exakte Frequenzmessung (Frequenzzählerfunktion)

• Messung breitbandiger Signale

• Kanalleistungsmessung, Nachbarkanalleistungsmessung

• Betriebsart Zero-Span

• Messung in 75-Ohm-Systemen

• Amplituden- und Phasenmodulation

(AM, FM, WM, ASK, FSK)

• Impulsmodulation, Puls-Desensitation

• Messungen mit dem Trackingenerator

(skalare Netzwerkanalyse)

• Tools auf dem PC oder App’s fürs

Smart-Phone

Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de

oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de


Funkmodule

HF-LoRa-Module bieten noch bessere

Leistung bei geringeren Kosten

tieren. Darüber hinaus bedeutet

die Verwendung des 2,4-GHz-

Bands, dass das Modul weltweit

eingesetzt werden kann.

Die LAMBDA80-Serie ist in

SMT- und DIP-Gehäusen erhältlich

und umfasst ein Quarzimpedanzanpassungs-Netzwerk

und ein Tracklayout, um eine

einfache digitale Schnittstelle

und einen direkten Antennenanschluss

zu ermöglichen. Die

Programmierung der Module

kann über die SPI-Schnittstelle

erfolgen. ◄

Neues 2,4-GHz-

Frontend-Modul

CelsiStrip ®

Thermoetikette registriert

Maximalwerte durch

Dauerschwärzung.

Bereich von +40 ... +260°C

GRATIS Musterset von celsi@spirig.com

Kostenloser Versand ab Bestellwert

EUR 200 (verzollt, exkl. MwSt)

www.celsi.com

RS Components GmbH

de.rs-online.com

www.spirig.com

RS Components (RS), die Handelsmarke

der Electrocomponents

plc, bietet ihren Kunden

jetzt zwei neue Serien von RF-

Modulen. Die Module sind für

den Einsatz in LoRa-basierten

Low-Power-Wide-Area-Network-Anwendungen

(LPWAN)

für das IoT konzipiert.

Die LAMBDA62-Serie arbeitet

im 868/915-MHz-Frequenzband

und liefert eine HF-Ausgangsleistung

von 22 dBm. Dies bedeutet

eine Steigerung von 2 dBm gegenüber

herkömmlichen Modellen.

Die Module haben auch

ein empfindlicheres Empfangsteil

mit -148 dBm gegenüber

-137 dBm. Ein weiteres wichtiges

Merkmal ist der deutlich

geringere Stromverbrauch der

Module. Im LoRa-Transceivemodus

liegt er bei 4,6 mA im

Vergleich zu 10 mA bei der vorherigen

Generation.

Die LAMBDA62-Module bieten

nicht nur eine verbesserte Leistung,

sondern sind jetzt auch zu

einem günstigeren Preis als vergleichbare

Produkte erhältlich.

Dies macht sie für neue Designs

sowie für Überarbeitungen oder

Aktualisierungen vorhandener

Designs äußerst attraktiv, da die

neuen Module dieselbe Pinbelegung

aufweisen.

Zusätzlich hat RS auch die

LAMBDA80-Serie von LoRa-

Modulen ab Lager verfügbar.

Das Modul basiert auf dem kürzlich

herausgebrachten Semtech

SX1280 Silicon. Es ist für den

Betrieb bei 2,4 GHz ausgelegt.

Der SX1280-Transceiver ermöglicht

die Kommunikation

über einen sehr weiten Bereich

bei höheren Frequenzen. Hinzu

kommt eine geeignete Linearität,

um starken Interferenzen standzuhalten.

Weiterhin zeichnet

den Transceiver sein minimaler

Stromverbrauch aus. Diese Serie

bietet zusätzlich eine viel höhere

Bandbreite sowie Datenraten

als die 868/915MHz-Versionen.

Dadurch eröffnen sich neue

Anwendungsmöglichkeiten, die

von der großen Reichweite und

den höheren Datenraten profi-

Der Baustein QPF4206B von

Qorvo ist ein 2,4-GHz-Frontend-Modul

(FEM) für WiFi-

802.11ax-Systeme. Dieses FEM

besteht aus einem 2-GHz-Power-

Amplifier, einem Spannungsregler,

einem SPDT-Schalter

und einem umgehbaren Lownoise-Amplifier

(LNA). Der

QPF4206B bietet 33 dB Tx-

Verstärkung und 16 dB Rx-Gain,

bei einem LNA-Rauschmaß von

2,1 dB. Er ist optimiert für 5 V

Betriebsspannung. Das FEM ist

im kompakten Surface-Mount-

Gehäuse mit 3 x 3 mm Footprint

verfügbar und eignet sich optimal

für Accesspoints, drahtlose

Router, Gateways und Internetof-Things-Applikationen.

Frequenz: 2412 bis 2484 MHz,

Tx Power: 19 bis 25 dBm, Einfügedämpfung:

6 dB (Bypass).

Das Gehäuse hat 16 Pins.

■ Qorvo, Inc.

www.qorvo.com

42 hf-praxis 6/2019


5G und IoT

IoT-Anwendungen durch LoRa-basierte

Beschleuniger vereinfacht

Semtech Corporation stellte

eine robuste Plattform für neue

LoRa-basierte Lösungen vor:

Building-Blöcke für Entwickler,

Cloud-Dienste und verwaltbare

Hardware. Semtech unterstreicht

damit sein Engagement, IoT-

Lösungen von morgen zu vernetzten

und bietet daher ein komplettes

Paket von Entwicklungsbeschleunigern

an, mit denen

sich das Design, die Umsetzung

und Verwaltung LoRa-basierter

IoT-Anwendungen rationalisieren

und vereinfachen lässt.

In der heutigen schnelllebigen

Technologiewelt ist es für den

Erfolg von Entwicklern und Systemintegratoren

von entscheidender

Bedeutung, die Bedürfnisse

der Kunden hinsichtlich

verbesserter Betriebsabläufe,

Prozesse und ROI (Return

on Investment) rund um das

Internet der Dinge schnell zu

erkennen und zu erfüllen. Die

jüngsten Fortschritte bei IoT-

Cloud-Plattformen haben viel

dazu beigetragen, den Aufbau

von IoT-Anwendungen und

erweiterte Analysen zu vereinfachen

– sobald die erforderlichen

Daten in der Cloud abgelegt

sind. Die Vernetzung älterer und

neuer Geräte am Netzwerkrand

(Edge) zur sicheren Erfassung

dieser Daten ist jedoch weiterhin

eine Herausforderung. Darüber

hinaus stehen IoT-Innovatoren

Semtech

www.semtech.com

vor dem Problem, die Lücke zu

einer ausgereiften Lösung mit

verschiedenen Edge-Vernetzungsmöglichkeiten

zu schließen,

was durch fragmentierte

Ökosysteme und Lösungen

erschwert wird und sich nur an

erfahrene Hardware-Entwicklungsteams

richtet.

Schneller ROI

Semtech hat erkannt, dass durch

die Vorteile des LoRaWAN-Protokolls

(stromsparend, große

Reichweite und flexible öffentliche

oder private Bereitstellung)

und die Tatsache, dass

LoRaWAN heute verfügbar ist,

Anbieter nun sichere, skalierbare

und verwaltbare LoRa-

WAN-basierte IoT-Lösungen

aufbauen und umsetzen können,

die einen schnellen ROI garantieren.

Da sich die Entwicklung

LoRaWAN-basierter Lösungen

weiter vereinfacht, steht diesen

Innovatoren mehr Spielraum zur

Verfügung, um Lösungen zu entwickeln,

die den Bedürfnissen

ihrer Kunden schneller und mit

weniger Entwicklungsaufwand

entsprechen.

„IoT-Lösungen haben das Potenzial,

die Welt zu verändern,

indem sie analytische Erkenntnisse

liefern, die die Art und

Weise ändern, in der wir leben,

arbeiten und natürliche Ressourcen

verbrauchen“, so Alistair

Fulton, Vice President und

General Manager der Wirelessand

Sensing Products Group

bei Semtech. „Viele Entwickler

und Systemintegratoren möchten

diese Gelegenheit nutzen,

benötigen dafür aber einfach

einsetzbare Beschleuniger, mit

denen sie IoT-Anwendungen

schneller entwickeln können.

Semtech vereinfacht die Entwicklung

von IoT-Lösungen,

indem wir neue Produkte und

Dienstleistungen anbieten, die

LoRa zur einfachsten Wahl

machen, um IoT-Lösungen zu

entwickeln und zu verwalten.

Dadurch können unsere Kunden

schneller einen höheren Mehrwert

und eine schnellere Markteinführung

erzielen.“

Diese LoRa-basierte Plattform

konzentriert sich auf drei wesentliche

Bereiche für die schnelle

Entwicklung und Umsetzung

von IoT-Anwendungen, die den

offenen LoRaWAN-Standard der

LoRa Alliance und deren Ökosystem

unterstützen:

LoRa Basics

Grundlegende Code-Building-

Blöcke, die Entwickler dabei

helfen, den von ihren Kunden

gewünschten ROI schneller zu

realisieren. Der erste dieser Building-Blöcke,

die LoRa Basics

Station (LoRaWAN-Gateway-

Firmware), wurde im Januar

2019 angekündigt und gleichzeitig

auf GitHub veröffentlicht.

Zu den künftigen Schwerpunkten

gehören die Geräte-Firmware,

Firmware-Updates über Funk

(FUOTA) und die Analyse der

Netzwerk-Performance. Um den

Zugriff auf diese Tools zu vereinfachen,

hat Semtech seine LoRa

Community zu einem offenen

Portal für Entwickler-Ökosysteme

überarbeitet, um Zugriff

auf ein umfassendes Paket von

Schulungen, technischen Ressourcen

und Community-Tools

bereitzustellen.

LoRa-Cloud

Cloud-Dienste, die einfach einsetzbare

„Zutaten“ enthalten, die

Anbieter nutzen können, um mit

weniger Entwicklungsaufwand

einen schnelleren Mehrwert zu

schaffen. Ab sofort steht auch

LoRa-Cloud-Geolokalisierung

als erster von mehreren dieser

Dienste zur Verfügung, die allesamt

voraussichtlich in Laufe

dieses Jahres eingeführt werden.

Dieser Service ermöglicht

es Entwicklern, IoT-Lösungen

schneller zu entwickeln, die

multimodale Standortfunktionen

(einschließlich Wi-Fi, GNSS und

LoRaWAN-basierte Geolokalisierung)

zu nutzen – und das

ohne komplexe Entwicklungsprozesse

(und Wiederholungen),

wie es beim Erstellen einer von

Grund auf neuen Lösung erforderlich

ist. Der Service ist von

Anfang an darauf ausgelegt,

Flexibilität bei der Umsetzung,

Kosteneffizienz und Benutzerfreundlichkeit

zu bieten.

Modembasierte

LoRa-Hardware

Hardware-Plattformen, mit

denen sich IoT-Lösungen einfacher

umsetzen und verwalten

lassen. Semtech wird eine

neue flexible Modem-basierte

Hardwareplattform zusammen

mit einem Cloud-basierten

Gerätebereitstellungs- und

Managementservice auf den

Markt bringen, mit dem sich

das gesamte Lebenszyklusmanagement

LoRa-basierter Geräte

erheblich vereinfacht sowie die

Entwicklung und Bereitstellung

sicherer, vollständig verwalteter

IoT-Lösungen beschleunigt.

Bei der Weiterentwicklung dieser

Tools und Dienste konzentriert

sich Semtech auf die Bedürfnisse

der Kunden (Lösungsanbieter

und Systemintegratoren), die

täglich daran arbeiten, das Versprechen

des IoT für ihre vielen

Kunden in den Bereichen Consumer,

Enterprise und Industrie

einzulösen. Dafür sollen einfach

einsetzbare, zugängliche Tools

zur Verfügung stehen, mit denen

die Kunden ihre Neuerungen

schneller umsetzen können. ◄

hf-praxis 6/2019 43


Using NI AWR Software

Design of a BAW Quadplexer Module, part 1

With the development of the

LTE-Advanced and orthogonal

frequency division multiple

access (OFDMA) techniques,

multiple carrier technology has

become important in the mobile

communication industry. Designers

are meeting the challenge

of working with multi-carrier

signal-frequency systems by

using diplexers and duplexers

in RF circuits to separate different

carriers. For example, two

carrier signals can be separated

by using a diplexer. The transmit

and receive aggregated-carrier

functionality is greatly enhanced

by compact-designed duplexers

and multiplexers.

This application note describes

the design of a carrier aggregation

(CA) bulk acoustic wave

(BAW) quadplexer module.

The module is intended for the

LTE-3 and LTE-7 bands, with

high in-band and cross-band

isolation. Qorvo TQQ1003 and

TQQ1007 BAW duplexers were

used for the duplexer and the

circuit was designed with the

NI AWR Design Environment

platform, specifically Microwave

Office circuit design software.

The design is described in

steps: filter, t-junction, diplexer,

and quadplexer.

Figure 1 shows general working

structure of carrier aggregation

technique [1]. CA technology

can incorporate carriers of different

(inter-band) frequency

bands, as well as carriers of the

same (intra-band) frequency

bands, and carriers in the same

frequency band can be either

intra-band contiguous or noncontiguous.

The easiest way to

arrange aggregation would be to

use contiguous component carriers

within the same operating

frequency band (as defined for

LTE), called intra-band contiguous.

This might not always

be possible, due to operator

frequency allocation scenarios,

in which case non-contiguous

carriers can be employed. In

fact, non-contiguous frequency

allocation is the more commonly-used

technique, which

is advantageous since filter

technology used for separating

carriers often performs better

for non-contiguous signals than

for contiguous signals. In addition,

it is far more difficult to

use inter-band (different band)

carriers since processing these

signals requires complicated and

advanced transmitter and receiver

structures. Figure 2 shows

frequency allocation of the intraband

and inter-band carriers [1].

Figure 4: Schematic of the quadplexer module

This application

note describes the

design of a carrier

aggregation (CA) bulk

acoustic wave (BAW)

quadplexer module.

National Instruments, Co.

www.ni.com/awr

Carrier Aggregation

BAW Filter

Technology

Bulk acoustic wave (BAW)

technology enables designers

to create narrowband filters

with exceptionally steep filter

skirts and excellent rejection.

This makes BAW the technology

of choice for many challenging

interference problems.

BAW delivers these benefits

at frequencies above 1.5 up to

6 GHz and is used for many

of the new LTE bands above

1.9 GHz, making it a complementary

technology to surface

acoustic wave (SAW), which

is most effective at lower frequencies.

A piezoelectric film is

sandwiched between two metal

films as shown in Figure 3. The

equivalent Butterworth/Van-

Dyke circuit model consists of

a fixed structure capacitance in

parallel with a frequency dependent

electro-mechanical resonant

circuit. In the Van Dyke model

[2] shown in Figure 3 (left side),

the series and parallel cascaded

BAW resonators are arranged

in a ladder configuration. The

passband frequency is tuned by

modifying the shunt resonators.

In the design presented in this

application note, BAW filters

Figure 1: Working mechanism of the CA (image courtesy of Qorvo)

44 hf-praxis 6/2019


RF & Wireless

Figure 2: Allocation of the intra-band and inter-band carriers (image courtesy of Qorvo)

Figure 3: BAW resonator (right) and BAW cross-section (left) of a Van Dyke

model

Figure 5: General structure of the quadplexer

were configured into a quadplexer

design, which was simulated

and realized to work with

B3 and B7 LTE bands, covering

between 1710 and 1880 MHz

and between 2500 and 2690

MHz, respectively. Two BAW

duplexers were used in order to

separate the Tx and Rx signals

at the bands. Specifications for

the quadplexer were high inband

and cross-band isolation,

good reflection loss (below 10

dB), and fine insertion low above

-6 dB. Figure 4 shows the basic

circuit structure and ports defining

the quadplexer.

General Structure of

the Quadplexer

The quadplexer is developed by

combining two duplexers via a

diplexer that consists of two filters.

In order to design the quadplexer,

the S-parameters of the

BAW duplexers provided in a

Touchstone file were processed

using Microwave Office software.

Two options were evaluated

for the creation of the

common node for the two duplexers.

One option was to design

a power divider/combiner based

on a coupler that splits and combines

input power to and from

the duplexers. An ideal coupler

would introduce an additional

3 dB of insertion loss for

all frequencies, which was not

desirable because of the two-fold

increase in the overall insertion

loss. Option two was to design a

frequency divider that switches

lower frequencies to one path

and higher frequencies to another

path, thereby avoiding much

of the 3-dB power loss incurred

with a passive coupler architecture.

Once the system requirements

of the quadplexer were

defined, the diplexer and other

network details were designed.

From the common node to the

duplexers, the diplexer consisted

of several sections, such as

filters, matching networks, and

t-junctions. Figure 5 shows the

general circuit model.

Filter

Diplexers are often required for

dual-band operation; therefore,

the diplexer is a key component

in the transceiver module. Since

hf-praxis 6/2019 45


RF & Wireless

Figure 6: Structure of the proposed diplexer

Figure 7: Stepped-impedance open stub

diplexers are intended for use in

handheld devices and personal

communication systems, they

need to be as compact and planar

as possible, and the common

procedure is to combine

two bandpass filters (BPF) via

an optimized t-junction [3]. It is

important to design the BPFs for

low insertion loss, the appropriate

bandwidth, selectivity, and

out-of-band rejection.

In addition, the isolation of the

overall system is an important

parameter in order to avoid

unnecessary loading at the frontend

devices. BPF filters present

controllable transmission

zeros, which is the frequency at

which the transfer function of a

linear two-port network has zero

transmission. This ensures an

acceptable stopband rejection is

available to maximize isolation

between crossbands (transmit/

receive frequencies).

Figure 6 shows the structure of

the proposed diplexer, which

consists of two BPFs, a stepped-impedance

resonator (SIR),

and a matching circuit between

filters combined at the antenna

port with a t-junction/matching

structure. The t-junction is typically

used in a combining circuit

and requires careful design

of the width and length of the

microstrip transmission lines,

which was accomplished using

Microwave Office software [4].

The center frequencies of designed

BPFs were 1.8 and 2.6

GHz for the B3 and B7 LTE

bands, respectively. There was

a tradeoff between the order and

dimensions of the filters. In order

to constrain the size, a first-order

Chebyshev filter was preferred

due to the fewer number of reactive

components, low ripple at

the passband, and steep roll-off

at the skirt of the transition bands

[4]. In order to design the BPF,

one transmission line and two

stepped-impedance open stubs

were used because they generated

two transmission zeros near

the passband frequency [5] and

the bandwidth of the filters could

be easily controlled by relocating

those transmission zeros. The

two stepped-impedance stubs

provided low loss, good selectivity,

and a steep transition band.

Figure 7 shows the configura-

Figure 8: Filter parameters of the BPF for the B3 LTE band

Figure 9: S-parameter results of the EM simulation for the B3 LTE bandpass

filter

46 hf-praxis 6/2019


RF & Wireless

Figure 11: S-parameters of the EM simulation results for the B7 bandpass

filter

Figure 10: Circuit elements and variables of the B7 band BPF

tion of the stepped-impedance

model, where each step equals

a Lambda/4 electrical length at

the center frequency of the filter

and Z1 and Z2 are the impedance

of each segment.

The line width and length of the

microstrip transmission lines

were calculated according to the

electrical length of the quarterwave

length for a Rogers Duroid

6010 substrate with a dielectric

constant of 10.8 and thickness

of 0.635 mm. The calculations

were done using the TX-LINE

transmission-line calculator in

Microwave Office software. Two

identical stepped-impedance

open stubs were used in order to

increase the stopband rejection

ratio. Figure 8 shows the filter

parameters of BPF for the B3

band with center frequency of

1.8 GHz in Microwave Office

software.

After the element variables

were calculated and estimated,

the next step was simulation.

Two simulation approaches

were considered. One is a linear

simulation in which overall

system parameters are calculated

by separately cascading

the S-parameters of each of the

elements. This simulation provides

insight about the circuit

performance and matching characteristics

of the elements. The

second approach is to use electromagnetic

(EM) simulation to

analyze overall circuit behavior,

validating the accuracy of the

individual transmission line elements

and their use in this modeling

effort, and addressing any

non-modeled parasitics such as

coupling effects.

Both approaches account for

substrate features such as height

of the substrate, height of the

open space above the layout,

and non-idealities of the conductor.

After initially developing

the circuit parameters (line

widths, lengths) using the schematic-based

transmission line

elements, it was decided that

the EM simulation approach

would provide better accuracy

and insight about circuit behavior

after manufacturing.

Figure 9 shows the S-parameters

of the B3 LTE bandpass filter.

The S11 parameters show the

reflection loss as well as the matching

characteristics. The S21

parameters show the insertion

loss over frequency in which

some signals are attenuated more

than others due to the intended

filtering.

As shown in the Figure 9, the

BPF for the B3 band at 1.8 GHz

has excellent return loss (below

20 dB) and transmission zero

(band rejection) at the B7 band

(2.6 GHz), which will provide

satisfactory isolation for the

diplexer. Circuit elements and

variables of the B7 LTE band

BPF are shown in Figure 10. The

two filters have similar circuit

layout with different dimensions.

Den kompletten Artikel finden Sie jetzt schon unter:

www.beam-verlag.de/fachartikelarchiv-hf-technik/

The simulation results for the B7

band BPF are shown in Figure

11. Transition zero is adjusted

to be in the counter-frequency

band in order to have favorable

isolation in the diplexer. Looking

at the insertion losses of the

both filters, it can be seen that

the signal has very little attenuation

over the bands and that the

reflection of the filter has been

kept to a minimum. The next step

was to combine the two bandpass

filters with a t-junction in

order to create a diplexer. ◄

Figure 12: The t-junction model circuit with impedance notations

hf-praxis 6/2019 47


RF & Wireless

Lowprofile SMT

Automotive Antennas

Miniature Terminated SPDT

Switch

RLC Electronics introduced an addition to

the miniature SPDT switch product line. This

switch is offered in a unique package with

connectors in a T configuration for ease of

connection/mating at the system level, and

is a perfect drop-in replacement for pin

diode switches. The switch is offered in both

surface mount and connectorized versions

and operates from DC to 18 GHz. Standard

options are available include Indicators

and TTL Drivers. The switch measures

1” x 1” x 0.9”

■ RLC Electronics, Inc

www.rlcelectronics.com

0.5 W MMIC Amplifier offers

34 dB Gain

New lowprofile SMT automotive antennas

from AVX/Ethertronics that provide

best-in-class RF performance and give

global coverage are now available from

TTI, Inc., a world leading specialist distributor

of electronic components. The

antennas support different worldwide

frequency bands and ensure superior

performance, yet occupy minimal PCB

real estate. These automotive antennas

provide broadband coverage across 4G/

LTE, 3G, GPS, WiFi, V2X or BT networks,

with turning capabilities to deliver

optimized performance.

AVX/Ethertronics‘ Universal Broadband

Embedded LTE/LPWA antenna

(Part Number P822601) utilises Isolated

Magnetic Dipole (IMD) technology,

which provides superior RF field

containment and less interference or

reaction with surrounding components,

important in the electronically-busy

automotive environment. The devices

resist detuning and maintain a reliable

radio link regardless of usage position.

Peak gain over different frequencies are

689...960 MHz 2.6 dBi; 1710...2200

MHz 4.4 dBi, and 2500...2700 MHz 3.4

dBi. The devices have a very small PCB

footprint of only 49.6 x 8 x 3.2 mm.

AVX/Ethertronics WiFi/BT/Zigbee

ceramic chip antenna (Part Number

1001312) also offers the advantages of

IMD technology, enabling design engineers

to provide the key requirements of

high functionality and superior performance

in smaller, thinner designs. Measuring

only 2 x 1.2 x 0.5 mm it operates

over the 2400...2485 MHz frequency

range with peak gain of 1.88 dBi.

AVX/Ethertronics provides a wide range

of SMT stamped metal antennas for

V2X applications. Antenna PN 1002289

provides exceptional characteristics,

such as Vertical Polarization, ideal to

improve performance in Vehicle-to-

Infrastructure communications.

■ TTI, Inc.

www.ttieurope.com

RLC Electronics announced the addition of

a miniature Terminated (Absorptive) SPDT

Switch. The switch provides proven reliability,

long life and excellent electrical performance.

It features extremely low insertion

loss (< 0.3 dB at 18 GHz) and SWR (1.5 max

at 18 GHz) while maintaining high isolation

(>60 dB at 18 GHz). This miniature Terminated

SPDT switch measures 1.2” x 2.09” x

0.52” (standard unit is 2.25” x 2.25”). The

standard model is DC...18 GHz, but versions

are available up to 50 GHz. Standard

RF power rating is 2 watts cw limited by the

termination. Terminations can be provided

in either an internal or external configuration,

or can be replaced by SMA, 2.92 or

2.4 mm connectors for special applications.

■ RLC Electronics, Inc

www.rlcelectronics.com

Switch with Connectors in a

T Configuration

RFMW, Ltd. announced design and sales

support for a GaAs pHEMT/MESFET

amplifier IC. Qorvo’s model QPB8958

provides up to 34 dB of flat gain at 1000

MHz with P1dB of 27 dBm. Spanning a

band width of 50 to 1003 MHz with 1 dB

of gain slope, the QPB8958 offers low noise

and low distortion in a compact, 5 x 7 mm

QFN package using a single 24 V supply.

Originally designed for 75 ohm circuits in

DOCSIS 3.1 amplifiers, head-end CMTS

equipment and broadband CATV hybrid

modules, this MMIC can be characterized

for 50 ohm environments where high level,

flat gain is needed.

■ RFMW, Ltd.

info@rfmw.com

www.rfmw.com

Tunnel Diode Detectors

Pasternack has introduced a new product

line of coaxial packaged tunnel diode detectors

that are in-stock and available with no

MOQ required. These detectors are ideal for

48 hf-praxis 6/2019


RF & Wireless

prototype and proof-of-concept applications

used in aerospace and defense, military and

commercial radar, test and measurement,

SatCom applications and more.

Pasternack’s comprehensive offering includes

26 models of tunnel diode detectors that

feature rugged Germanium planar construction

and operate over octave and broadband

frequencies that range from 100 MHz to 26

GHz. These zero biased designs are available

in both positive and negative video output

polarities and offer excellent dynamic range

with very efficient low-level signal detection.

Another added benefit is an extremely

fast pulse response risetime of 5 ns typical.

These detectors have maximum input power

handling of 17 dBm and exhibit a flat video

output response across wide frequency bands

over a maximum temperature range of -65 to

+115 °C. All models are RoHS and REACH

compliant and available in compact cylindrical

packages that feature an SMA male RF

input connector and an SMA female video

output connector.

Pasternack’s new tunnel diode detectors are

in stock and available for same-day shipping.

■ Pasternack

www.pasternack.com

Highenergy Doublesided

Chip Resistor

TT Electronics launched first-of-its-kind

Highenergy Doublesided Chip Resistor, for

maximum surge performance in a compact

space (HDSC resistors). HDSC chip resistors

are untrimmed for improved pulse performance

– the only doublesided untrimmed

chip resistors on the market – and are ideal

for industrial and medical applications such

as power supplies, circuit breakers, and

medical monitor input protection.

HDSC resistors are well-suited for replacement

of large chip or multiple chip solutions

used to achieve pulse withstanding. Designers

can reduce size and weight whilst

increasing surge protection for EMC regulatory

compliance and product reliability.

Their small footprint for given ratings saves

PCB area, creating additional advantage for

designers of compact SMD circuits in power

conversion, motion control and protection

applications.

TT’s HDSC resistors are available in four

sizes from 0805 to 2512 and withstand up to

6.5 kV peak for a 1.2/50 µs surge and up to

6 kW for a 0.1 ms pulse. This product is designed

for protection and discharge applications

in compact power supplies and power

control circuits where a resistance tolerance

of 5% is suitable.

TT Electronics. Plc.

www.ttelectronics.com

Rohde & Schwarz and

MediaTek Validate 5G New

Radio Capabilities

Rohde & Schwarz and MediaTek have successfully

conducted 5G signaling tests using

a device equipped with MediaTek‘s new

Helio M70 5G modem, ensuring the modem

is compatible and ready for 5G NR deployment.

The tests were carried out using an

R&S CMW500 wideband radio communication

tester and the new R&S CMX500 5G

NR signaling tester. The test setup provided

a 5G network simulation with a signaling

connection compliant with 3GPP Release

15. 5G NR will initially operate in nonstandalone

(NSA) mode, largely relying

on existing 4G LTE infrastructure, and then

migrate to standalone (SA) mode using 5G

NR network infrastructure.

The R&S CMX500 5G NR signaling tester

can be easily integrated into the existing

Rohde & Schwarz LTE test setup. Together

with the R&S CMW500 wideband communication

tester, it provides a versatile test

solution during R&D. The R&S CMX500

supports both SA and NSA mode. Using this

future-proof setup, developers of 5G user

equipment and infrastructure can quickly

and reliably demonstrate and assure 5G NR

compliance of their devices.

■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG

www.rohde-schwarz.com

GaN & SiC for Power

Electronics Tech Hub

Richardson RFPD, Inc. announced the

launch of the GaN & SiC for Power

Electronics Tech Hub, a microsite featuring

the latest news on gallium nitride

(GaN) and silicon carbide (SiC) innovations,

news and product releases. The

new GaN & SiC for Power Electronics

Tech Hub offers a robust library of GaN

and SiC new product features and technical

resources, including white papers

and videos, as well as links to online

purchasing and the option to sign-up for

product updates via email. Richardson

RFPD’s broad selection of GaN and

SiC products and resources help speed

time-to-market as power conversion

applications rapidly transition to GaN

and SiC technologies.

Silicon carbide (SiC) offers significant

advantages in high-power, high-voltage

applications where power density, higher

performance and reliability are of

the utmost importance. Solar inverters,

welding, plasma cutters, fast vehicle

chargers and oil exploration are a few

examples of industrial applications that

benefit from the higher breakdown field

strength and improved thermal conductivity

that SiC offers over silicon

(Si) material.

Gallium nitride, a wide band gap semiconductor,

is rapidly displacing silicon

as the material of choice for power transistors.

With superior material properties

and simplicity of use, GaN technology

allows designers to set new standards

for efficiency, power density, size and

weight.

■ Richardson RFPD

www.richardsonrfpd.com

hf-praxis 6/2019 49


RF & Wireless

Network Synthesis Wizard Automates

Interactive Matching-Circuit Design

This application note

highlights the network

synthesis module within

the NI AWR Design

Environment platform,

an electronic design

automation (EDA)

software technology

that reduces design

time in the domain

of network synthesis

by automating the

development of

impedance-matching

circuits.

Figure 1: Network synthesis addresses multi-band matching challenges

National Instruments

ni.com/awr

Network synthesis technology

is used for RF/microwave applications

to ensure that the input

impedance of an electrical load

or the output impedance of its

corresponding signal source

maximizes the power transfer

by minimizing signal reflection

from the load that occurs from

impedance mismatch.

Network synthesis is helpful at

the earliest stages of a design to

help determine reasonable performance

targets based on device

performance limits, device sizing

(decisions on active device periphery),

part selection for discrete

packaged transistors, and other

early design decisions.

Network Synthesis

Wizard

The network synthesis wizard

accelerates design starts and

enables designers to more fully

explore design options through

the creation of optimized twoport

matching networks with

discrete and distributed components

based on user-defined

performance goals.

This synthesis solution is particularly

helpful for challenging

broadband single- and multistage

amplifiers and antenna/

amplifier matching networks

Figure 2: Embedded antenna and RF front-end in wireless wearable device (images courtesy of Striiv)

50 hf-praxis 6/2019


RF & Wireless

Figure 3: The search engine explores possible topologies by expanding the

solution up to the maximum number of sections as defined by the user

(Figure 1). The tool aids designers

in developing impedancematching

networks between

front-end components. As the

footprints of RF components

shrink, to meet market demand

for smaller embedded radios in

internet of things (IoT) smart

devices (Figure 2), for example,

the network synthesis wizard

helps designers save space, consolidating

component-to-component

matching networks by

directly transforming the impedance

between each component

rather than to an intermediary

characteristic impedance (such

as 50 ohms).

With a given set of user input

specifications (performance

requirements), the synthesis

algorithm searches circuit topologies

and optimizes component

parameter values to generate

candidate matching networks for

power and low-noise amplifiers,

as well as inter-stage and intercomponent

impedance-matching

networks.

Optimization

Technology

The network synthesis wizard

is made possible with recent

advances in computer processing

power and the introduction

of genetic algorithm methods.

Network synthesis leverages

the algorithms first employed

within the NI AWR software

AntSyn antenna design, synthesis,

and optimization tool (awrcorp.com/antsyn)

and, as such,

results in a rigorous optimizer.

The optimizers use recombination

and selection to rapidly

and robustly explore numerous

points randomly distributed over

the design space. This provides

in a more efficient and faster

approach to investigating design

possibilities and identifying optimum

solutions.

The method used by the searchbased

synthesis engine to determine

candidate circuit topologies

is based on input from the userspecification

of which element

type, such as capacitors, inductors,

and transmission lines, is to

be used in the series and shunt

slots. The synthesis tool then

performs an exhaustive search,

exploring all possible topologies

by expanding the solution up to

a maximum number of sections

as defined by the user, as shown

in Figure 3.

Heuristic methods are used to

determine what element can

follow an existing element.

Through this self-learning process,

the synthesizer understands

that certain elements, such as

two different width transmission

lines, can be placed serially

to form a stepped-impedance

transformer or a fully-distributed

transmission line network for

Furthermore, networks can be

optimized for noise, power, or

interstage matching. The optimum

reflection coefficients are

specified over frequency and

can be provided in the form of

load-pull data, network parameter

data files, or circuit schematics.

Specifications for network

topology include series and shunt

component types and maximum

number of sections.

Figure 4: The synthesis definition dialog allows users to specify basic network parameters, including circuit location

among networks to be matched, port numbering, and frequency band.

hf-praxis 6/2019 51


RF & Wireless

Figure 5: Load-pull contours for power and PAE (left), as well as the intersection of these contours (right)

higher frequencies. On the other

hand, two serial capacitors would

not make sense from a matching

perspective, consequently, those

search efforts are not pursued.

The optimization goals are specified

in the wizard using a dedicated

set of synthesis measurements.

Specialized measurements

are provided for input

noise matching, amplifier outputpower

matching, and interstage

matching. The optimum reflection

coefficients are specified

over frequency and can be provided

in the form of load-pull

data, network parameter-data

files, or circuit schematics.

Additional practical considerations

coded into the synthesizer

include the ability to constrain

the DC open and short paths

in the topology search. For

instance, the user can stipulate

that the side of the matching circuit

next to the device will be DC

open, so as not to short the drain

or collector. Users can also stipulate

minimum and maximum

component limits and discrete

values to reflect actual available

(discrete) parts as well as place

constraints on the first and last

components in the network. This

constraint enables designers to

ensure the physical practicality

of the synthesized network, such

as designing a wide (low impedance)

transmission line termination

adjacent to a large periphery

device. In addition, the impact

of pre-existing bias or feed

networks can be incorporated

into the synthesis network. The

search results are then presented

from best to worse (in addressing

the performance goals) as

each expansion is added.

Interactive User

Interface

The network synthesis user interface

(UI) lets designers inter-

Figure 7: Candidate matching networks and corresponding performance provide users with a method to compare different results

52 hf-praxis 6/2019


RF & Wireless

the available functionality that is

built into the Microwave Office

optimizer, such as sloped goals,

being supported by the network

synthesizer as well.

Additional goals that are not

load-pull based can also be

added. Figure 6 shows the overlap

load-pull contours versus

frequency and the initial synthesized

matching network which

follows the frequency trajectory

of the contours over the

desired bandwidth. User-specified

target goals can be added to

address harmonic terminations

to improve linearity and efficiency.

Extending the frequency

range of the analysis shows that

the synthesizer has generated a

matching network to provide the

desired impedance at the targeted

fundamental frequencies as

well as the second and third harmonic

frequencies.

Figure 6: PAE/power overlap load-pull contours at three fundamental frequencies and user-defined additional goals

for second and third harmonic terminations with resulting network synthesis generated matching circuit

actively develop an unlimited

number of networks optimized

for noise, power, or matching

networks between amplifier

stages or between different components,

such as an amplifier

and antenna.

The optimum reflection coefficients

are specified over frequency

and can be provided in the form

of load-pull data, network parameter

data files, or circuit schematics.

Within the synthesis

definition tab (Figure 4), users

can specify a default impedance

or the impedance of the desired

source/load network as well as

the desired match frequencies.

The components tab lets users

specify the two target networks

to be matched from an automatically

populated list of project

networks (schematics), as well

as a set certain of constraints on

the matching network, including

the number of sections, topology,

component type, and configuration

(series/shunt).

Valid topologies are determined

by the types of components

selected and the value specified

for the maximum number

of sections. Each section is either

a series component or a

shunt component. The wizard

considers topologies having

the maximum number of sections,

such as N, and with fewer,

down to N-3 sections, as previously

noted.

An Example: Load

Pull

The wizard interfaces directly

with load-pull data within

Microwave Office software

for the instances where designers

want to develop matching

networks based on nonlinear,

load-sensitive performance data.

To illustrate, the locus of impedances

resulting in power-added

efficiency (PAE) and power contours

over a given frequency

range are plotted on a 5-ohm

Smith chart (63% PAE and

1-dB power compression point

at ~125 watts or 51 dBm, 5 frequencies

from 1.8 to 2.0 GHz),

as shown in Figure 5.

Alternatively, the designers

could plot the overlapping contours,

which represent the intersection

of the PAE and 1 dB gain

compression contours, as shown

on the right side of Figure 5.

Instead of providing impedance

goals, designers can optionally

specify load-pull results directly

from within Microwave Office

software. The user simply needs

to stipulate the goals, in this

case 63% PAE and 51 dBm output

power, instead of a specific

impedance for each frequency

point. In this instance, the automation

built into the synthesizer

tool works from performance

goals rather than impedances,

which is a much more intuitive

approach. The synthesizer provides

this capability for subbands

in support of multi-band

matching networks. Goals can

be weighted differently, with all

Post-Synthesis

Review

At the end of the synthesizer

run, a user-defined number of

candidate networks are generated.

This provides the designer

with an easy and quick method

to compare performance results

for each network along with a

pictogram of the generated layout

to provide a visual aid to the

designer, as shown in Figure 7.

Conclusion

NI AWR software provides

network synthesis technology

to accelerate design starts and

explore design options using

automated generation of impedance-matching

circuits. The

synthesis tool generates candidate

networks based on userdefined

goals, suggested element

types to be utilized in the

topology search, element constraints/limits,

and more. The

search engine explores possible

topologies by expanding

the solution up to the maximum

number of sections as defined by

the user. To learn more about the

NI AWR Design Environment

network synthesis wizard and

other innovative features within

the software, visit awrcorp.com/

whats-new. ◄

hf-praxis 6/2019 53


RF & Wireless

Design Microwave Filters Using NI AWR

Software

Figure 2: Structure of the six-resonator MSF with galvanic connection

The challenge in

this project was to

investigate the potential

selective capabilities of

a new type of structure

and simulate a highly

selective microstrip

microwave filter on that

basis.

National Instruments

Corporation

AWR Design Environment

www.ni.com

Synthesis of new structures

inherently has certain difficulties,

since purely analytical

methods do not allow for designers

to obtain the required result

and a full-wave 3D electromagnetic

(EM) simulation significantly

increases the design time

and makes it difficult to analyze

the potentialities of the structure.

Solution

Under the guidance of the Professor

G. M. Aristarkhov, undergraduate

student I. N. Kirilov

and graduate student O.V. Arinin

designed a highly selective filter.

The students chose the NI AWR

Design Environment platform,

specifically Microwave Office

circuit design software, for the

initial analysis of the structure.

The software made it possible to

quickly and accurately analyze

the capabilities of this structure

and achieve an increased frequency

selectivity compared to

traditional comb structures with

additional EM couplings between

non-adjacent resonators.

A distinctive feature of the examined

structure was the opposite

connection of the comb

sections, their EM coupling,

and the additional galvanic

connection between the comb

sections (a microstrip bridge

between the third and fourth

resonators). Thus, in this structure,

two ways of increasing the

Company

Moscow Technical University

of Communication and Informatics

(MTUCI) in Moscow,

Russia is a large educational

and scientific center for the

training of highly qualified

specialists in the field of telecommunications,

informatics,

radio engineering, economics,

and management. To date, the

university has about 14,000

intramural and extramural,

order of the filters were realized

simultaneously, both due to the

EM coupling between the resonators,

and due to the galvanic

connection between them. This

made it possible to design a compact

highly-selective filter with

a limited number of resonators.

Both designed filters were made

on a substrate with a relative permittivity

of 9.8 and thickness h =

1 mm. In the multistep six-reso-

bachelors, graduate, and postgraduate

students.

54 hf-praxis 6/2019


RF & Wireless

nator structure shown in Figure

1, due to the EM coupling between

all the resonators, only

three working attenuation poles

were formed at finite frequencies.

Additionally, the inclusion

of a galvanic connection

enabled the designers to form

three more working attenuation

poles and to reduce the dimensions

of the filter. The areas of

the filter substrates were S1 =

605 mm 2 for the structure shown

in Figure 1, and S2 = 472 mm 2

for the structure with an additional

galvanic connection shown

in Figure 2.

Conclusion

NI AWR Design Environment

software was chosen for this project

because the students have

ready access to the complete

suite of tools through the AWR

University Program and use the

software regularly in their engineering

courses.

The simple and intuitive user

interface enables them to easily

learn how to work with modern

Figure 1: Counter-comb structure of a six-resonator microstrip filter (MSF) with increased one-sided frequency

selectivity

software for developing communication

systems and it

offers a full set of tools for the

design of both individual circuits

and full communication

systems. NI AWR software

has enabled the students to

complete their assigned tasks

and to concentrate on gaining

knowledge and skills.

Note: The design discussed in

this success story was also presented

at the Systems of Signal

Synchronization, Generating

and Processing in Telecommunications

(SYNCHROINFO) Conference,

Microstrip filters based

on counter-comb structures with

additional galvanic connection,

by G. M. Aristarkhov, O. V. Arinin,

and I. N. Kirillov. It can be

downloaded by IEEE members

on IEEE Xplore at ieeexplore.

ieee.org/document/8456933. ◄

Von ISS bis Deep Space -

Faszination Weltraumfunk

Dieses Buch stellt den Weltraumfunk

näher vor und beschreibt, wie Satelliten,

Raumstationen, Raumsonden und Lander

mit der Erde kommunizieren. Dazu dienen

ausgewählte Satellitensysteme und

Raumfahrt-Missionen als anschauliche

Beispiele.

Aus dem Inhalt:

• Das Dezibel in der

Kommunikationstechnik

• Das Dezibel und die-Antennen

• Antennengewinn, Öffnungswinkel,

Wirkfläche

• EIRP – effektive Strahlungsleistung

• Leistungsflussdichte,

Empfänger- Eingangsleistung und

Streckendämpfung

• Dezibel-Anwendung beim Rauschen

• Rauschbandbreite, Rauschmaß und

Rauschtemperatur

• Thermisches, elektronisches und

kosmisches Rauschen

• Streckenberechnung für

geostationäre Satelliten

• Weltraumfunk über kleine bis

mittlere Entfernungen

• Erde-Mond-Erde-Amateurfunk

• Geostationäre und umlaufende

Wettersatelliten

• Antennen für den Wettersatelliten

• Das „Satellitentelefon“ INMARSAT

• Das Notrufsystem COSPAS-SARSAT

• So kommuniziert die ISS

• Kommunikation mit den Space

Shuttles

• Das Deep Space Network der NASA

• Die Sende- und Empfangstechnik

der Raumsonden u.v.m.

Frank Sichla, 17,5 x 25,3 cm, 92 S., 72 Abb.

ISBN 978-3-88976-169-9, 2018, 14,80 €

hf-praxis 6/2019 55


RF & Wireless

Boosting GaN performance and enabling true GaN-IC technology

At PCIM 2019, imec demonstrated a

functional GaN half-bridge monolithically

integrated with drivers. Mounted

on a buck-convertor test board, the chip

converts an input voltage of 48 Volt to

an output voltage of 1 Volt, with a pulse

width modulation signal of 1 MHz. The

achievement leverages on imec’s GaNon-SOI

and GaN-on-QST® technology

platforms, reducing parasitic inductance

and boosting commutation speed.

Today, GaN power electronics are dominated

by off-the-shelf discrete components.

Half-bridges – common subcircuits

in power systems – are fabricated

by separate discrete components, either

in separate packages, or integrated in one

package, especially for the higher voltage

ranges. Realizing half-bridges on chip

by using GaN-on-Si technology, is very

challenging, especially at high voltages.

This is because half-bridges designed

on GaN-on-Si technology are limited in

performance by a back-gating effect that

negatively affects the high-side switch of

the half-bridge, and switching noise that

disturbs the control circuits.

To unlock the full potential of GaN

power technology, imec monolithically

co-integrated a half-bridge and drivers

in one GaN-IC chip. Complemented by

low voltage logic transistors, a suite of

passive components for low-ohmic and

high-ohmic resistors, and a MIM-capacitor,

high-end integrated power systems

can be realized on one single die. Imec’s

solution builds on imec’s GaN-on-SOI and

GaN-on-QST® technology platforms that

allow for a galvanic isolation of the power

devices, drivers and control logic, by the

buried oxide and oxide-filled deep trench

isolation. This isolation scheme not only

eliminates the detrimental back-gating

effect that negatively affects the highside

switch of the half-bridge, but also

reduces the switching noise that disturbs

the control circuits. With the design of a

co-integrated level shifter for driving the

high-side switch, a dead-time controller to

avoid overlapping gate input waveforms,

and an on-chip pulse-width modulation

circuit, highly integrated buck and boost

convertors can be fabricated.

To further boost the performance of these

monolithic integrated power systems,

imec aims to extend its platform with

additional co-integrated components,

such as Schottky diodes and depletionmode

HEMTs.

■ Imec

www.imec.be

Custom Low-PIM

Coaxial Cable

Assemblies

Pasternack has expanded its offering

of low-PIM coaxial cable

assemblies to offer customers

even more connector options

to address DAS, wireless infrastructure,

multi-carrier communication

systems, WISP,

small cell installations and PIM

testing applications. Pasternack’s

line of low-PIM coaxial cable

assemblies now consists of

160 standard configurations

that boast PIM levels of


RF & Wireless

Highspeed End

Launch Connectors

Fairview Microwave, Inc. has

introduced a new extended series

of mmWave, removable, end

launch, PCB connectors that

are ideal for SERDES applications

like cloud servers, superinterfaces.

Typical specifications

of 1.6 SWR, 13 dB Directivity,

1dB Insertion loss and 0.4

dB frequency sensitivity. Also

available are Attenuators, Terminations,

Bias Tee’s, DC blocks

and adapters.

■ MECA Electronics, Inc.

www.e-meca.com

Right Angle SMA

Inner DC Block

MECA has expanded it’s family

of RoHS compliant DC Blocks

to include Right Angle SMA

model covering wireless band

applications from 0.4 to 3 GHz.

Typical SWR 1.35 and 0.3 dB

max. Insertion loss. Models also

available in 7/16 DIN, SMA, N,

BNC & TNC configurations with

RF power ratings to 500 watts

(2.5 kW peak) and breakdown

voltages to 2.5 kV making them

ideal for eliminating unwanted

DC voltages or surges to tower

top amplifiers. Made is USA –

36 month warranty.

■ MECA Electronics, Inc.

www.e-meca.com

N Male 10 W

Resistive Termination

MECA’s latest addition to the

extensive line of resistive & low

PIM Terminations announces a

NEW Resistive 10 W, N Male,

50 ohms Load (410-1). Precision

designed as a high performance,

cost effective solution for applications

up to 12.4 GHz. Offering

max. SWR specifications of 1.15

DC to GHz, 1.2 3...6 GHz and

1.5 up to 12.4 GHz. Made is USA

& 36 month warranty.

■ MECA Electronics, Inc.

www.e-meca.com

Small-Angle

Antennas with Stable

and High Gain

KP Performance Antennas has

released a new line of 33-degree

and 45-degree sector antennas

with stable and high gain that are

ideal for wireless internet

service provider

(WISP) applications

such as base station

access point antennas.

KP’s new small-angle

ProLine series of sector

antennas consists

of three models that

deliver interference

mitigation with azimuth

and elevation

side-lobe suppression.

These small-angle sectors offer

ease and customization of installation

with included brackets and

hoisting hook. They are ideal for

frequency-reuse and LTE deployments

in the 2 GHz band. These

sector antennas feature extremely

high front-to-back ratios

and small side-lobes, helping to

reduce noise in the link. This line

is offered with 2 or 4 ports and a

frequency range of 2300...2700

or 4900...5900 MHz, depending

on the model. They also boast

33° or 45° azimuth beamwidth

and 19-20 dBi of gain.

■ KP Performance Antennas

www.kpperformance.com

computing and high-speed networking.

Fairview’s new line

of highspeed, end launch, PCB

connectors consists of 16 models

operating in a wide bandwidth

that supports high data rates and

SWR as low as 1.1. They are

offered with four end launch

connector interface options: 1

mm (110 GHz), 1.85 mm (67

GHz), 2.92 mm (40 GHz) and

2.4 mm (50 GHz). These highperformance,

end launch connectors

are reusable and don’t

require any soldering. Some of

the models in this line feature

reduced profiles with a 0.350-

inch mounting width, allowing

for more launches to fit

into the same PCB area. These

connectors are offered in male

and female genders and are

constructed with an outer conductor

made of stainless steel and

a gold-plated beryllium copper

center contact.

■ Fairview Microwave

www.fairview-microwave.

com

C-UAS Antenna

Cobham Antenna Systems is pleased to

announce the launch of its new Tripleband

Helix antenna. The new Helix, model

number TAMH-1.6-2.4-5.8/2453, is designed

to SWaP principles – improved

performance while reducing Size, Weight

and Power requirement.

This is achieved by housing three antennas

in one radome, covering the three most

popular commercially used bands: 1.6 GHz

(GPS), 2.4 GHz and 5.8 GHz. It is of particular

benefit to portable systems, being

lighter and easier to handle. Furthermore,

for fixed installations, its SWaP efficiencies

make mounting three antennas in close

proximity much more straightforward. Its

three-into-one configuration also reduces

wind-loading.

These benefits meet Counter-Drone

System (or C-UAS; Counter-Unmanned

Aerial Systems) requirements – especially

important following the recent and

much reported hazardous incursions into

restricted airspace over airports by illegally

flown commercial drones. All three

of the antennas within the radome are Helix

(i.e. circular-polarised), which ensures the

greatest probability of coupling with the

antenna on the target drone, under most

flight conditions. Each provides 13 dBi

gain and narrow, 33-degree beam-widths,

which reduces the possibility of it interfering

with non-hostile systems operating

in the same bands.

This new model is the latest of Cobham’s

many similar products. The company is

investing in producing further versions,

which will also cover the 915 MHz band

and all GPS bands (L1 to L5). Cobham also

provides Directional flat-panel antennas,

Sector antennas and Omni antennas, covering

individual bands, as well as a selection

of ultra-wideband antennas (which

can future proof any system), many of

which are already being used for C-UAS

applications.

■ Cobham Antenna Systems

www.cobham.com

hf-praxis 6/2019 57


RF & Wireless

RFMW Receives General

Atomics Supplier of the

Year Award

General Atomics Aeronautical Systems,

Inc. (GA-ASI), an affiliate of General

Atomics, in recognition of Outstanding

Quality and Delivery Performance has

awarded RFMW with their Supplier

of the Year Award at a ceremony held

at RFMW’s corporate office in San

Jose, CA.

The GA-ASI spokesperson stated, “Your

commitment to excellence contributed

to timely, high-quality production of

Predator series remotely piloted aircraft

systems, radars, and electro-optic and

related mission systems solutions to

support security priorities worldwide.”

Upon acceptance of the award, Joel

Levine, President of RFMW congratulated

everyone involved, including the

RFMW Warehouse, Value Add group,

Product Management and Sales teams.

2019 marks RFMW’s 16th year in

business and this award highlights our

continued commitment to customer

service excellence that comes with specialization

and focus. Our team works

in harmony both internally, from sales

to shipping, and externally, with our

customers and suppliers to provide ontime

delivery of the highest performance

and most advanced products in the RF

/ Microwave industry.”

General Atomics Aeronautical Systems,

Inc. (GA-ASI), an affiliate of General

Atomics, is the leading designer and

manufacturer of proven, reliable Remotely

Piloted Aircraft (RPA) systems,

radars, and electro-optic and related

mission systems, including the Predator

RPA series and the Lynx Multi-mode

Radar. With more than five million

flight hours, GA-ASI provides longendurance,

mission-capable aircraft with

integrated sensor and data link systems

required to deliver persistent flight that

enables situational awareness and rapid

strike. The company also produces a

variety of ground control stations and

sensor control/image analysis software,

offers pilot training and support services,

and develops meta-material antennas.

■ RFMW

www.rfmw.com

Rohde & Schwarz and

Unisoc Conducted the new

LTE UE Category Cat-1bis

Conformance Test Cases

Rohde & Schwarz and Unisoc Technology

Co. have joined efforts to successfully pass

RF and radio resource management (RRM)

conformance test cases for the new Cat-1bis

category for LTE user equipment as defined

by the Global Certification Forum (GCF).

By opening up this new 3GPP Release 13

feature for certification, both companies are

driving the implementation of future internet

of things (IoT) scenarios forward.

The new LTE UE category Cat-1bis corresponds

to category 0 known from machine

type communications (MTC), but offers

data rates as high as category 1. It is consequently

suitable for a variety of applications

such as wearables or feature phones. With

an uplink rate of 5 Mbps and a downlink

rate of 10 Mbps, this highly cost-effective

cellular communications technology fills the

gap between low-power narrowband IoT and

traditional broadband IoT, meeting 80% of

today’s IoT application requirements while

providing additional solutions for future

IoT scenarios.

■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG

www.rohde-schwarz.com

180...210 MHz Ultra-low Noise

Amplifier

Richardson RFPD, Inc. announced the availability

and full design support capabilities

for an ultra-low noise amplifier from WanTcom.

At 12 V DC operation, the unconditionally-stable

WBA0180210A offers 0.27 dB

noise figure, with 27 dB of gain and 10 dBm

P1dB. Available in a standard SMA-connectorized

gold plated package, it benefits from

WanTcom‘s proprietary LNA technologies,

high-frequency microelectronics assembly

techniques, and longstanding reputation for

high reliability. Additional key features of

the WBA0180210A include:

- +/-0.1 dB gain flatness

- 23 dBm output IP3

- 1.25 SWR

- 50 Ohm impedance

- >34 years MTBF

■ Richardson RFPD

www.richardsonrfpd.com

Ultra-wide Band Power

Limiter

RFMW, Ltd. announced design and sales

support for a high power, SMT RF limiter.

The RFuW Engineering model number

RFLM-200802MA-299, Silicon, PIN-Diode

Limiter Module offers both high power CW

and peak power protection in the 20 MHz to

8 GHz frequency range. Capable of handling

power up to 25 W average (44 dBm) and

peak power up to 125 W (51 dBm) pulsed

(pulse width = 1 µs, duty cycle = 0.1%), the

RFLM-200802MA-299 maintains low flat

leakage to less than 20 dBm (typical), and

reduces spike leakage to less than 0.2 ergs.

Recovery time is 25 dB of small signal gain.

Offered in Die format, the TGA2224 draws

58 hf-praxis 6/2019


RF & Wireless

320 mA from a 26 volt supply and the circuit

is matched to 50 ohms for ease of use.

■ RFMW, Ltd.

www.rfmw.com

802.11ax FEM offers High

Throughput

RFMW, Ltd. announced design and sales

support for an 802.11ax front end module

(FEM). The Qorvo QPF4206B optimizes

the power amplifier for 5 V operation while

maintaining linear output power and leading-edge

throughput. Integrating a 2.4 GHz

power amplifier (PA), regulator, single-pole

two-throw switch (SP2T), bypassable low

noise amplifier (LNA), and power detector

into a small 3 x 3 mm package, it also contains

DIE level filtering for harmonics and

5 GHz rejection offering improved range

and coverage. Designed for access points,

wireless routers, residential gateways and

CPEs in the 2400 to 2500 MHz frequency

range, the QPF4206B provides 33 dB of

Tx gain and 15.5 dB of Rx gain with LNA

noise figure of 2.1 dB.

■ RFMW, Ltd.

www.rfmw.com

Super Broadband SSPA

offers up to 350 W

RFMW, Ltd. announced design and sales

support for a multi-decade, GaN, solid state

power amplifier from Aethercomm. Model

number SSPA 0.020-1.000-350 operates

from 20 to 1000 MHz and delivers a linear

output power of 100 to 200 W for higher

Par waveforms but typical saturated power

levels of 300...400 watts are available from

100-900 MHz. The SSPA 0.020-1.000-350

can be blanked on and off in less than 10

µs. Designed for high shock and vibration

environments, it can be used on-board airborne

platforms as well as ground-based

applications with 50 V dc access. Typical

small signal gain is 53...57 dB. Offered in a

modular housing that is approximately 6.3“

(w) X 12.8“ (l) X 1.8“ (h), DC and logic

connections are accessible via a single 9W4

DSUB connector. The RF input connector

is an SMA female. The RF output connector

is a TNC female.

■ RFMW, Ltd.

www.rfmw.com

Temperature-conditioned,

Lowloss RF Cable

Assemblies

Pasternack has introduced a new line of

temperature-conditioned, high-reliability

RF cable assemblies that are ideal for avionics,

military electronics, IFF, SatCom,

ECM and other mission critical applications.

Pasternack’s new series of pre-conditioned,

lowloss, high-reliability cable assemblies

consist of 128 basic configurations from

three different cable types for a total of more

than 1100 part numbers that are all available

within 24 hours. These cables provide

operating frequencies to 18 GHz and SWR

as low as 1.35. Captivated stainless steel

connectors and thermally pre-conditioned,

triple-shielded coaxial cable are assembled

using J-STD soldering processes and

WHMA-A-620 workmanship criteria. The

combination of stable materials, processing

and acceptance testing work together

to create a dependable cable assembly for

applications where performance over time is

important or the cost of failure is high. The

final commercial off-the-shelf (COTS) cable

assemblies are 100% tested and include a

test report, as well as material lot traceability.

They are ideal for defense, aerospace

and transportation industries, or any place

where system operability is critical.

■ Pasternack

www.pasternack.com

Relay Controlled

Programmable

Attenuators

Fairview Microwave, Inc. has introduced

a new line of relay controlled

programmable attenuators that offer

accurate and stable performance with

very low harmonic distortion (IMD)

and cover multiple RF frequency bands

down to DC.

They are popular for use in military

and commercial satellite and ground

communication systems, cable modem

and cellular telephone testing, radar,

telecommunications and automatic test

equipment (ATE). Typical applications

include signal conditioning and level

control, matching impedances of sources

and loads, and measuring the gain

or loss of two-port devices.

Fairview’s new line of relay controlled

programmable attenuators consists of

six models that cover broad frequency

bands from DC to 2 GHz with attenuation

levels ranging from 0 to 127 dB.

These attenuator designs have 6 to 8

relay bits with attenuation steps ranging

from 0.25 to 64 dB for precise tuning

capability, depending on the model.

Typical performance includes low insertion

loss ranging from 0.8 to 3.5 dB,

input power up to 1 W CW and attenuation

accuracy of ± 0.5 dB. Models are

offered in 50 and 75 Ohm configurations

and feature bidirectional performance

capability for added convenience. These

attenuator assemblies are available in

rugged, nickel-plated brass packages

with either female F-type or SMA connectors.

Each relay bit has a designated

RFI pin with a DC bias of 12 V dc.

■ Fairview Microwave

www.fairview-microwave.com

hf-praxis 6/2019 59


10/12/18 2:58 PM

Available in Plastic SMT & Unpackaged Die

www.minicircuits.com P.O. Box 350166, Brooklyn, NY 11235-0003 (718) 934-4500 sales@minicircuits.com

598 Rev Orig_P

DISTRIBUTORS


Aktuelles/Impressum

EMV 2019:

Internationale Fachmesse mit Workshops

Grafik und Bild © Mesago

Die EMV in Stuttgart zeigte

sich 2019 erneut als wegweisende

Plattform für die Branche

der elektromagnetischen Verträglichkeit.

Die Veranstaltung

überzeugte sowohl mit einem

breitgefächerten Produkt- und

Dienstleistungsportfolio direkt

auf der Messe als auch mit topaktuellem

Expertenwissen in den

Workshops. Auf mehr als 4.200

Quadratmetern präsentierten

121 ausstellende Unternehmen

ihre Produkte und Services und

zeigten sich äußerst zufrieden.

Erstrangige

Business- und Networking-Plattform

Die EMV war auch 2019 der

Treffpunkt entscheidungskräftiger

EMV-Spezialisten. 2.779

Fachbesucher informierten sich

über neuste Entwicklungen im

Bereich EMV-Labore, Mess- und

Prüfsysteme, Simulationssoftware

bis hin zur Hochfrequenztechnik.

Wer einen Überblick

über die angebotenen Innovationen

gewinnen wollte, konnte

sich auf dem Messeforum gezielt

informieren. Die 20-minütigen

Produktpräsentationen von

Ausstellern sowie Kompaktseminare

waren für alle Besucher

und Workshop-Teilnehmer frei

zugänglich.

„Die EMV ist für mich eine

Win-Win-Situation. Die Messe

ist kompakt und jeder weiß, was

der andere anbietet. In Kombination

mit den Workshops zeichnet

sich die Veranstaltung durch

drei Komponenten aus: Networking,

Weiterbildung und neue

Trends“, resümiert Jens Greiner,

Geschäftsführer der aktivEngineering

GmbH.

Umfassendes Weiterbildungsangebot

mit

Praxisbezug

Parallel zur Fachmesse gab es 40

Workshops mit insgesamt 1.043

Buchungen. Die Workshops

dienten als individuelle Weiterbildungsplattform

und boten

den Teilnehmern ein abwechslungsreiches

und hochkarätiges

Programm. Besonders begehrt

waren:

• EMV-Wissen für Neu- und

Quereinsteiger, Prof. Dr.

Matthias Richter, Westsächsische

Hochschule Zwickau

• Bestimmung der Messunsicherheitsbilanzen

für Störfestigkeitsprüfungen,

Dr. Bernd

Jäkel, Siemens AG

• Electromagnetics and Compatibility

Made Simple, Power

Distribution Design on PCBs,

Mark Montrose, Montrose

Compliance Serv., Inc.

Dass ein Workshop zum Grundlagenwissen

für Neu- und Quereinsteiger

zu den am meisten

gebuchten Workshops der EMV

gehört, erklärt der Referent Prof.

Dr. Matthias Richter folgendermaßen:

„Das Angebot an Grundlagenkursen

für Quereinsteiger

im Bereich EMV in dieser kompakten

Form und mit der Möglichkeit

der anwendungsorientierten

Vertiefung in anderen

Workshops ist recht überschaubar.

Die EMV-Workshops bieten,

neben zahlreichen Spezialthemen,

die Möglichkeit, sich in

drei Stunden Grundkenntnisse

anzueignen. Diese Bandbreite an

EMV-Themen macht die Veranstaltung

einzigartig.“

Insgesamt zeigte sich die EMV

2019 erneut als ideale Plattform

für den Dialog zwischen Anwendern

und Experten. Die Fachmesse

bestätigt ihre Stellung als eine der

führenden europäischen Veranstaltungen

im Bereich der elektromagnetischen

Verträglichkeit.

Die nächste EMV – Internationale

Fachmesse mit begleitendem

Kongress für Elektromagnetische

Verträglichkeit – findet

vom 17. bis 19.3.2020 erstmals

in Köln statt.

■ Mesago Messe Frankfurt

www.mesago.de

hf-Praxis

ISSN 1614-743X

Fachzeitschrift

für HF- und

Mikrowellentechnik

• Herausgeber und Verlag:

beam-Verlag

Krummbogen 14

35039 Marburg

Tel.: 06421/9614-0

Fax: 06421/9614-23

info@beam-verlag.de

www.beam-verlag.de

• Redaktion:

Dipl.-Ing. Reinhard Birchel

Ing. Frank Sichla (FS)

redaktion@beam-verlag.de

• Anzeigen:

Myrjam Weide

Tel.: +49-6421/9614-16

m.weide@beam-verlag.de

• Erscheinungsweise:

monatlich

• Satz und Reproduktionen:

beam-Verlag

• Druck & Auslieferung:

Brühlsche

Universitätsdruckerei

Der beam-Verlag übernimmt

trotz sorgsamer Prüfung der

Texte durch die Redaktion

keine Haftung für deren inhaltliche

Richtigkeit. Alle Angaben

im Einkaufsführer beruhen auf

Kundenangaben!

Handels- und Gebrauchsnamen,

sowie Warenbezeichnungen

und dergleichen

werden in der Zeitschrift ohne

Kennzeichnungen verwendet.

Dies berechtigt nicht zu der

Annahme, dass diese Namen

im Sinne der Warenzeichenund

Markenschutzgesetzgebung

als frei zu betrachten

sind und von jedermann ohne

Kennzeichnung verwendet

werden dürfen.

62 hf-praxis 6/2019


OSZILLATOREN

Breitband Oszillatoren

BWO Oszillatoren

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Weitere Informationen erhalten Sie über –>

HEILBRONN Berliner Platz 12 • 74072 Heilbronn

Tel. +49 (0) 7131 7810-0 • Fax +49 (0) 7131 7810-20

HAMBURG Gutenbergring 41 • 22848 Norderstedt

Tel. +49 (0) 40 514817-0 • Fax +49 (0) 40 514817-20

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