8-2019
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik
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August 8/<strong>2019</strong> Jahrgang 24<br />
HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
Echtzeit-Spektrumanalysatoren<br />
mit erweiterten Funktionen<br />
Rigol, Seite 20
PASSIVE PRODUCTS<br />
NOW<br />
up to<br />
65 GHz<br />
Adapters •Attenuators •Couplers<br />
DC Blocks •Splitters •Terminations<br />
SEE US AT<br />
BOOTH# 2240<br />
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DISTRIBUTORS<br />
7/17/19 3:50 PM
Editorial<br />
Smarte Lösungen<br />
für HF-Messtechnik von<br />
Technische Beratung und Distribution<br />
Autor:<br />
Dr.-Ing. Stephan Braun<br />
Gauss Instruments<br />
International GmbH<br />
Innovative EMV-Messtechnik<br />
Während der Markt für EMV-<br />
Messtechnik viele Jahre eher<br />
konservativ war, wurden in<br />
den letzten Jahren von mehreren<br />
Start-Up Unternehmen<br />
innovative Produkte auf den<br />
Markt gebracht. Diese Newcomer<br />
haben einige Gemeinsamkeiten.<br />
Sie haben das Thema<br />
„Digitalisierung“ aufgegriffen,<br />
sind meistens inhabergeführt und<br />
zeichnen sich durch neue technologische<br />
Lösungen aus. Die<br />
Gründer stammen in der Regel<br />
aus dem Hochschulumfeld, und<br />
die ersten neuen Produkte wurden<br />
z.B. beim VDE Prüf- und<br />
Zertifizierungsinstitut GmbH<br />
oder Daimler AG eingesetzt<br />
und teilweise auch vom VDE<br />
unterstützt.<br />
Solche Produkte sind z.T. auch<br />
15 Jahre später von keinem alteingesessenen<br />
Global Player in<br />
ähnlicher Art und Weise verfügbar.<br />
Warum? Das umfassende<br />
Fachwissen der Gründer und<br />
deren internationalen Teams,<br />
aber auch die motivierende<br />
Begeisterung und die Bereitschaft,<br />
den Dialog mit Kunden<br />
zu suchen, sind Schlüsselfaktoren<br />
für den Erfolg. Die Vernetzung<br />
mit der Industrie und<br />
mit Einrichtungen wie dem<br />
VDE sind ein weiterer Motor<br />
der Innovation und wichtig für<br />
den Erfolg und die Verbreitung<br />
von innovativen Lösungen im<br />
Bereich der EMV-Messtechnik.<br />
Erfolgreiche Prüflabore bei Herstellern<br />
oder als Teil von Prüfhäusern<br />
setzen sowohl die herkömmliche<br />
Technik als auch<br />
innovative Produkte dieser vergleichsweisen<br />
jungen Unternehmen<br />
ein. Durch diese Vielfalt<br />
schaffen sie sich die Möglichkeit,<br />
selbst innovativ zu sein,<br />
Prüfabläufe den Kundenwünschen<br />
anzupassen und die Messzeiten<br />
deutlich zu reduzieren.<br />
Man muss wissen: Gerade<br />
Vielfalt und kundenspezifische<br />
Anpassungen können von<br />
kleineren Unternehmen sehr viel<br />
leichter umgesetzt und bedient<br />
werden. Dies steigert die Wettbewerbsfähigkeit<br />
und Innovationskraft<br />
von Prüfhäusern, aber<br />
auch von Herstellern, welche<br />
Produkte auf EMV prüfen.<br />
Aufgrund der lebhaften Gründerszene<br />
in Deutschland ist<br />
davon auszugehen, dass sich<br />
in den nächsten Jahren weitere<br />
Unternehmen im Weltmarkt<br />
etablieren und mit innovativen<br />
Lösungen den Markt erobern.<br />
Die Trendwende ist also vollzogen.<br />
Der EMV-Markt ist sehr<br />
innovativ geworden. Durch<br />
immer mehr engagierte kleinere<br />
Hersteller steht den Kunden<br />
eine Vielzahl von innovativen<br />
Lösungen rund um das Thema<br />
„EMV-Test“ zur Verfügung.<br />
· Schalter und Schaltmatrizen<br />
im 19“ Einschub<br />
· Mobile Testgeräte<br />
USB & Ethernet Schnittstelle<br />
· Testkabel bis 50GHz<br />
· Rauschgeneratoren<br />
zur System- und Komponentenanalyse<br />
· Gaußsches Breitbandrauschen,<br />
Eb/No, C/No, C/I, C/N<br />
· Störstrahlungssichere<br />
HF-Verbindungen über Glasfaser<br />
· Digitale HF-Leistungsmesser bis 10kW<br />
· Messung von Vorwärts- und Rückwärtsleistung,<br />
VSWR und Temperatur<br />
· Lokale Messung und Fernabfrage<br />
· Programmierbare Alarmzustände<br />
mit optischer/akustischer Meldung,<br />
Relaisausgänge<br />
· Peak Power Meters<br />
municom GmbH<br />
Fuchsgrube 4<br />
83278 Traunstein<br />
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hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 3
Inhalt 8/<strong>2019</strong><br />
Die ganze Bandbreite<br />
der HF-und MW-Technik<br />
Programmable Phase Shifter Assembly<br />
with Ethernet Control<br />
August 8/<strong>2019</strong> Jahrgang 24<br />
HF- und<br />
Echtzeit-Spektrumanalysatoren<br />
mit erweiterten Funktionen<br />
Rigol, Seite 20<br />
Mikrowellentechnik<br />
Titelstory:<br />
Echtzeit-Spektrumanalysatoren<br />
mit erweiterten<br />
Funktionen<br />
Rigol setzte mit der Echtzeit-<br />
Spektrumanalysator-Serie<br />
RSA5000 einen Meilenstein.<br />
Jetzt wurde das Gerät mit<br />
dem Vektor-Signal-Analyzer-<br />
Modus und dem EMI-<br />
Vorabkonformitätsprüfungs-<br />
Modus erweitert. 20<br />
• 0 to 358.6° by 1.4° steps<br />
• Center frequency range from 1.5 GHz to 3.0 GHz<br />
• Each phase shifter can be assigned a different center<br />
frequency<br />
• Available with 1 to 8 individually controlled phase shifters<br />
• SMA or N female RF connectors<br />
• Ethernet, Serial, and Manual controls<br />
• Uses DHCP for easy network setup<br />
• 19 inch rack mountable chassis<br />
Typical Phase Accuracy from designated center frequency:<br />
• < 2° typical with 40 MHz bandwidth<br />
• < 4° typical with 80 MHz bandwidth<br />
• < 10° typical with 200 MHz bandwidth<br />
Schwerpunkt Messtechnik ab Seite 8<br />
Technologies means<br />
Peak Performance in Power Sensors:<br />
9kHz to 40GHz and 86dB Dynamic Range<br />
Die nächste Generation integrierter<br />
Netzwerkanalysatoren<br />
Die neuen Netzwerkanalysatoren der Serien E5080B, P50xxA<br />
und M980xA von Keysight Technologies bieten Funktionen und<br />
Leistungsfähigkeit der nächsten Generation in den Formfaktoren<br />
Benchtop, USB und PXI. 12<br />
• No-Zero, No-Cal<br />
• True RMS Sensors 9 kHz to 40 GHz<br />
High Accuracy on Any Signal with Any Modulation<br />
• Peak, Pulse and Averaging Sensors 10 MHz to 20 GHz<br />
Statistical Pulse & Fast Average Measurements<br />
• Wideband Pulse Profiling Sensors 50 MHz to 20 GHz<br />
Visual Time Domain Pulse Profile, Pulse & Fast Average<br />
Measurement<br />
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Highspeed-Interconnect-Analyzer zeigt<br />
detailliert an<br />
Teledyne LeCroy stellte seinen Highspeed-Interconnect-Analyzer<br />
WavePulser 40iX vor, der eine einzigartige Lösung für das<br />
umfangreiche Testen und Validieren vieler Verbindungstypen<br />
darstellt. 16<br />
4<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
JYEBAO<br />
4-W-Ka-Band-Endverstärker<br />
MACOM Technology Solutions, Inc. gab mit der Einführung des MAAP-011250 eine Erweiterung<br />
seines Portfolios an hochlinearen Ka-Band-Endstufen bekannt. Der MAAP-011250<br />
eignet sich für kommerzielle VSAT-Außeneinheiten der nächsten Generation. 35<br />
Neuste Version der Software SystemLink<br />
National Instruments präsentierte die neuste Version der SystemLink-Software. Die<br />
Software bietet eine zentrale Schnittstelle, über die Ingenieure Anwendungen, Tests und<br />
Hardware-Ressourcen für mehrere Anlagen und Prüfstände schnell einrichten und verwalten<br />
können. 48<br />
Neuer Koax-Steckverbindertyp 1.5-3.5<br />
Der neue Steckverbindertyp 1.5-3.5 von Telegärtner bietet die Leistungsfähigkeit größerer<br />
Typen bei deutlich geringerem Platzbedarf. 36<br />
Neue,<br />
hochflexible<br />
Testkabel<br />
von JYEBAO<br />
• Very Flexible<br />
(PUR jacket)<br />
• Stainless Precision<br />
Connectors used<br />
• Excellent RF<br />
performance<br />
• Extra sturdy connector/<br />
cable connection<br />
(Solder clamp designs)<br />
• Taper Sleeve added<br />
• Intended for lab use/<br />
intensive handling<br />
Anpassungs-<br />
Kennwerte unter<br />
der Lupe<br />
Mit aktuellem Bezug auf<br />
Basisstationen von Mobilfunk-Netzwerken<br />
versucht<br />
dieser Artikel, den Einfluss<br />
der Anpassung innerhalb<br />
der Antennenanlage auf<br />
die Reichweite deutlich zu<br />
machen. 42<br />
Rubriken:<br />
3 Editorial<br />
4 Inhalt<br />
6 LWL<br />
8 Schwerpunkt<br />
Messtechnik<br />
25 Quarze und Oszillatoren<br />
28 Bauelemente<br />
35 Verstärker<br />
36 Kabel und Stecker<br />
42 Antennen<br />
44 Grundlagen<br />
46 Wireless<br />
48 Software<br />
50 RF & Wireless<br />
5
LWL<br />
Lichtwellenleiter verschweißen mit<br />
Fusionsspleißern<br />
Bild 1: Glasfaser-Fusionsspleißer Ceyear-6481, Bild 2: Cleaver zum Brechen/Spalten der Glasfaser<br />
Vom Grundprinzip her ist das<br />
Verbinden von Glasfasern<br />
(Lichtwellenleitern, LWL)<br />
durch thermisches Verschweißen<br />
sehr einfach und verständlich.<br />
Die Praxis bringt jedoch<br />
viele Tücken mit sich. Denn<br />
Glasfasern sind hauchdünn,<br />
empfindlich und brüchig. Das<br />
Spleißen erfordert daher viel<br />
Erfahrung, eine sehr ruhige<br />
Hand und das richtige Werkzeug.<br />
Glasfaser-Fusionsspleißer<br />
wie der Ceyear-6481 (Bild 1, im<br />
deutschen Vertrieb der Meilhaus<br />
Electronic GmbH) unterstützen<br />
den Techniker und vereinfachen<br />
den Prozess des Spleißens, der<br />
in mehreren Arbeitsschritten<br />
erfolgt, darunter das Strippen,<br />
Reinigen, Spalten und Verschmelzen<br />
der Fasern.<br />
Eine der großen Herausforderungen<br />
beim Spleißen ist die<br />
exakte Ausrichtung der Glasfasern.<br />
Bei einem Durchmesser der<br />
Faserkerne von zum Teil nur 3<br />
bis 9 µm (Beispiel Monomode-<br />
Faser bzw. englisch Singlemode-<br />
Fiber, SMF) ist die punktgenaue<br />
Justierung mit Spezialgerät<br />
unbedingt erforderlich. Zum<br />
Vergleich: Ein menschliches<br />
Kopfhaar hat einen Durchmesser<br />
zwischen 40 und 120 µm.<br />
Zudem dürfen beim Spleißen,<br />
das meis tens mittels eines<br />
Lichtbogens realisiert wird, nur<br />
geringe Verluste innerhalb definierter<br />
Grenzwerte entstehen.<br />
Der Dämpfungswert gibt hierbei<br />
die Qualität des Spleißvorgangs<br />
wieder. Fehler entstehen<br />
unter a.a. durch zu großen oder<br />
kleinen Vorschub oder den Einschluss<br />
von Fremdstoffen wie<br />
Staub in der Spleißstelle. Daher<br />
sollte beim Spleißen stets auf<br />
höchste Sauberkeit geachtet werden.<br />
Gleichzeitig muss die Faser<br />
nach dem Spleißen einem definierten<br />
Zug standhalten.<br />
Zum Spleißen müssen zunächst<br />
die beiden LWL-Enden vorsichtig<br />
vom Coating befreit werden<br />
(Strippen). Bei diesem Absetzen<br />
der Isolation darf natürlich der<br />
LWL nicht beschädigt werden.<br />
Meist handelt es sich um ganze<br />
Bündel von bis zu 48 Fasern.<br />
Hier ist demnach viel Geduld,<br />
Zeit und Übersicht gefragt. Das<br />
Schneiden (Brechen/Spalten) der<br />
sorgfältig mit Isopropanol gereinigten<br />
Faser erfolgt mit einem<br />
Cleaver (Bild 2). Dabei müssen<br />
die abgetrennten Faser-Teile in<br />
einem integrierten Behälter zur<br />
Entsorgung aufgefangen werden,<br />
denn diese Teile sind für das<br />
Auge so gut wie unsichtbar und<br />
können zur Gefahr werden, wenn<br />
sie versehentlich in die Haut eindringen.<br />
Nun werden die zu verbindenden<br />
Enden in das Spleißgerät<br />
eingelegt (Bild 3) und dort<br />
mittels Schrittmotoren präzise<br />
ausgerichtet. Der Ceyear-6481<br />
ist wahlweise mit vier oder sechs<br />
Motoren für die aktive Kernjustage<br />
erhältlich. Das Display<br />
(Bild 4) zeigt die Ausrichtung<br />
in Vergrößerung (Ceyear-6481:<br />
4,3-Zoll/10,9-cm-Display mit<br />
320-facher Vergrößerung)<br />
zwecks Kontrolle der Ausrichtung<br />
durch den Anwender.<br />
Nach dem Ausrichten erfolgt das<br />
eigentliche Spleißen. Es dauert<br />
je nach Gerät einige Sekunden,<br />
beim Ceyear-6481 zum Beispiel<br />
typisch 7 s bei ca. 18 s hocheffizienter<br />
Heizzeit. Nach dem<br />
Spleißen erfolgen die Überprüfung<br />
der Verbindung anhand<br />
des Dämpfungswertes sowie ein<br />
Zugtest (1,96...2,25 N). Natürlich<br />
muss die neue Verbindungsstelle<br />
für den praktischen Einsatz<br />
im Anschluss gegen Einflüsse<br />
wie Feuchtigkeit, mechanische<br />
Beschädigungen etc. geschützt<br />
und versiegelt werden. Es kommt<br />
häufig Schrumpfschlauch zum<br />
Einsatz. Fusionsspleißgeräte wie<br />
der Ceyear-6481 haben hierfür<br />
ein eingebautes Heizteil.<br />
Für den Einsatz im Feld sind<br />
Spleißgeräte mit einem Akku<br />
ausgestattet. Hierbei ist zu<br />
beachten, dass des Schweißen<br />
beim Spleißvorgang sowie<br />
das Erhitzen des Schrumpfschlauches<br />
relativ viel Energie<br />
benötigen. Die Akku-Kapazität<br />
des Ceyear-6481 reicht z.B.<br />
für einen typischen Wert des<br />
Schmelzverbunds und thermischen<br />
Zyklus von 220 mal.<br />
Beim Ceyear-6481 wird die<br />
typische Spleißdämpfung mit<br />
0,02 dB (SMF), 0,01 dB (MMF),<br />
0,04 dB (DSF/NZDSF) angegeben.<br />
Die Rückflussdämpfung<br />
ist mit mindestens 60 dB<br />
spezifiziert. Mit der OTDR-<br />
Technik (Optical Time Domain<br />
Reflectometry/optische Zeitbereichsreflektometrie)<br />
können<br />
Reflexionen und Lauflängen<br />
der Lichtsignale in Glasfaser-<br />
Übertragungen ermittelt und<br />
analysiert werden. Mit diesen<br />
Geräten lässt sich auch die Qualität<br />
einer Spleißstelle genauer<br />
untersuchen. Mit dem Ceyear-<br />
6418C steht ein multifunktionales<br />
Handheld-Mini-OTDR für<br />
den mobilen Einsatz zur Verfügung,<br />
das mit vielen Optionen<br />
an die jeweiligen Anforderungen<br />
angepasst werden kann.<br />
■ Autor:<br />
Ernst Bratz<br />
Meilhaus Electronic GmbH<br />
www.meilhaus.de<br />
Bild 3: In den Glasfaser-Fusionsspließer Ceyear-6481 eingelegte Glasfaser, Bild 4: das Display mit Menü<br />
6 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
Schwerpunkt in diesem Heft:<br />
Messtechnik<br />
Neue Standards im Oszilloskop-Markt<br />
Tektronix, Inc. hat sein Produktportfolio<br />
an Oszilloskopen mit<br />
der Einführung des MDOs der<br />
Serie 3 und des MSOs der Serie<br />
4 erweitert. Die neuen Midrange-<br />
Oszilloskope wurden von Tektronix<br />
für unterschiedlichste<br />
anspruchsvolle Anwendungen<br />
entwickelt und zeichnen sich<br />
neben einem attraktiven Preis<br />
durch einen ausgezeichneten<br />
Bedienkomfort und das gleiche<br />
fortschrittliche Design der<br />
MSOs der Serien 5 und 6 aus.<br />
Das MDO der Serie 3 und das<br />
MSO der Serie 4 runden das<br />
Oszilloskop-Portfolio von Tektronix<br />
ab.<br />
Um unterschiedlichste Entwicklungsherausforderungen<br />
bewältigen zu können, benötigen<br />
die Ingenieure nicht nur leistungsfähige,<br />
sondern auch flexible<br />
Messinstrumente, die vor<br />
allem einfach einzusetzen sind.<br />
Das neue MDO der Serie 3 und<br />
das MSO der Serie 4 zeichnen<br />
sich durch das, laut Hersteller,<br />
jeweils größte Display in ihrer<br />
Klasse, einen sehr intuitiven<br />
Touchscreen, eine erstklassige<br />
Leistung und vielfältige Analyse-Möglichkeiten<br />
aus.<br />
Mit den Oszilloskopen MDO<br />
der Serie 3 und MSO der Serie<br />
4 sowie den MSOs der Serien<br />
5 und 6 verfügt Tektronix über<br />
ein modernes Produktportfolio<br />
mit einheitlicher Erscheinung<br />
und Bedienung. Die Geräte der<br />
Serien 3 und 4 nutzen das gleiche<br />
Bedienkonzept über Touchscreen<br />
und Frontpanel, wodurch wichtige<br />
Funktionen direkt zugänglich<br />
sind. Anstatt sich durch<br />
viele Menüs zu den jeweiligen<br />
Einstellungen zu klicken, reicht<br />
ein einfaches doppeltes Antippen<br />
auf den jeweiligen Messwert auf<br />
dem Display. Bei der Entwicklung<br />
hatten die Benutzerfreundlichkeit<br />
und Flexibilität höchste<br />
Priorität.<br />
Große Displays verbessern den<br />
Bedienkomfort und beschleunigen<br />
das Debugging und Analysieren.<br />
Das neue MSO der Serie<br />
4 verfügt durch das 13,3 Zoll<br />
große Display mit einer HD-<br />
Auflösung von 1920 x 1080 Pixel<br />
über das größte Display und, laut<br />
Hersteller, die höchste Auflösung<br />
seiner Klasse. Die Bandbreite<br />
geht bis zu 1,5 GHz und durch<br />
12-Bit-ADCs bieten die Geräte,<br />
laut Hersteller, die höchste Vertikalauflösung<br />
in ihrer Klasse.<br />
Außerdem sind dies die ersten<br />
Oszilloskope in dieser Klasse,<br />
die über sechs Eingangskanäle<br />
mit der innovativen FlexChannel-Technologie<br />
verfügen, bei<br />
der jeder Eingangskanal einfach<br />
durch das Anschließen eines<br />
Logiktastkopfs von einem Analogkanal<br />
in bis zu acht Digitalkanäle<br />
umgewandelt werden kann.<br />
Um unterschiedlichste Anforderungen<br />
abdecken zu können, ist<br />
das MSO der Serie 4 mit einer<br />
Bandbreite ab 200 MHz und<br />
verschiedenen Optionen erhältlich,<br />
wie Decodier- und Analysefunktionen<br />
für serielle Signale,<br />
Arbiträr-/Funktionsgenerator<br />
oder DVM/Frequenzzähler. Die<br />
neue Spectrum-View-Funktion<br />
ermöglicht eine Frequenzbereichsanalyse<br />
mit Zeitkorrelation<br />
und unabhängiger Spektrumeinstellung.<br />
Auch ist ein<br />
Leistungsanalyse-Paket verfügbar,<br />
um automatische AC-Line,<br />
Switching Device-, Ripple und<br />
Sequency-Measurements durchzuführen.<br />
Die Bandbreite und<br />
Optionen sind nachrüstbar. Alle<br />
8 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
Messtechnik<br />
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WWW.AARONIA.DE<br />
HIGH RANGE<br />
DRONE<br />
DETECTION<br />
SYSTEM<br />
Modelle bieten eine Abtastrate von 6,25 GS/s<br />
auf allen Analog- und Digitalkanälen. Die<br />
standardmäßige Aufzeichnungslänge liegt<br />
bei 31,25 Mpoints und lässt sich auf 62,5<br />
Mpoints erweitern.<br />
Das MDO der Serie 3 ist optimal als kompaktes,<br />
vielseitiges Messinstrument auf dem<br />
Arbeitstisch des Ingenieures geeignet. Es<br />
zeichnet sich durch ein modernes Design<br />
und, laut Hersteller, das größte Display in<br />
seiner Klasse mit 11,6 Zoll Bildschirmdiagonale<br />
sowie eine volle HD-Auflösung aus.<br />
Die Geräte haben dieselbe intuitive Bedienoberfläche<br />
wie der Rest des Portfolios und<br />
ähnliche Tasten und Schaltflächen, benötigen<br />
aber weniger als 16 cm Tiefe auf dem Tisch.<br />
Das MDO der Serie 3 ist mehr als ein Oszilloskop<br />
und deckt unterschiedlichste Debugging-<br />
und Validierungsaufgaben ab. Es enthält<br />
einen integrierten Spektrumanalysator<br />
bis 3 GHz mit getrenntem HF-Eingang und<br />
ähnliche Spezifikationen wie ein eigenständiger<br />
Spektrumanalysator. Das ermöglicht<br />
den Ingenieuren ein schnelles Debugging<br />
von Funkmodulen in deren Designs oder<br />
eine rasche Lokalisierung von Störquellen<br />
mit unerwünschten Störaussendungen, ohne<br />
dass ein weiteres Instrument benötigt wird.<br />
Sechzehn digitale Eingangskanäle sind für<br />
Mixed-Signal-Analysen verfügbar. Umfassende<br />
Debugging- und Trigger-Optionen<br />
für serielle Protokolle, optionale Leistungsmessungen<br />
und ein optionaler AFG setzten<br />
einen neuen Standard hinsichtlich der Flexibilität.<br />
Ein DVM/Frequenzzähler ist bei der<br />
Produktregistrierung kostenlos erhältlich.<br />
Das neue MDO der Serie 3 ist mit Bandbreiten<br />
von 100 MHz bis 1 GHz erhältlich.<br />
Die Modelle verfügen über eine Abtastrate<br />
von 2,5 oder 5 GS/s auf allen Analog- und<br />
Digitalkanälen. Die standardmäßige Aufzeichnungslänge<br />
liegt bei zehn Abtastpunkten.<br />
Zum Schutz von Investitionen<br />
sind die Bandbreite und die Optionen alle<br />
problemlos nachrüstbar. Die Entfernung<br />
zwischen der Frontseite des Oszilloskops<br />
und dem Messobjekt ist entscheidend, um<br />
einen vollen Einblick in schwierige Schaltungen<br />
zu erhalten. Sowohl das MDO der<br />
Serie 3 als auch das MSO der Serie 4 nutzen<br />
die TekVPI-Schnittstelle und unterstützen<br />
dadurch die gesamte Palette der differentiellen<br />
Spannungstastköpfe, aktiven Spannungstastköpfe<br />
und Stromtastköpfe von<br />
Tektronix, plus der kürzlich vorgestellten<br />
Power-Rail-Tastköpfe und optisch isolierten<br />
differentiellen Tastköpfe.<br />
Weitere Informationen unter:<br />
https://de.tek.com/innovative-scopes<br />
■ Tektronix, de.tek.com<br />
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signal-classification in real-time<br />
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Web: www.aaronia.de<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong><br />
9<br />
MADE IN GERMANY
Messtechnik<br />
Sampler-Extended Realtime-Oszilloskop<br />
Pico Technology hat ein neues<br />
und bis dato einzigartiges Oszilloskop<br />
entwickelt. Es handelt<br />
sich um ein Echtzeit-Oszilloskop<br />
mit 5 GHz analoger Bandbreite<br />
und erweitertem Sampler,<br />
der eine Multiplikation der<br />
Abtastrate von x2000 auf 1TS/s<br />
erlaubt.<br />
Herkömmliche Hochgeschwindigkeits-Echtzeit-Oszilloskope<br />
erfordern oft eine Datenbandbreite,<br />
die weit über der analogen<br />
Systembandbreite liegt und<br />
dadurch hohe Mehrkosten verursacht.<br />
Das PicoScope 9404<br />
SXRTO ist mit vier simultan<br />
arbeitenden Kanälen ausgestattet,<br />
die jeweils eine kostengünstige,<br />
niedrige Echtzeitabtastung<br />
von 500 MS/s und zugleich eine<br />
sehr hohe, bis dato einzigartige<br />
Äquivalenzzeit-Abtastung bis zu<br />
1 TS/s unterstützen. Die Kombination<br />
aus Echtzeit- und Äquivalenzzeitabtastung<br />
mit einer<br />
hohen Analogbandbreite erlaubt<br />
eine genaue Messung und Visualisierung<br />
digitaler Daten und<br />
analoger Hochgeschwindigkeitssignale.<br />
Das PicoScope 9404-05<br />
erfasst Puls- und Schrittübergänge<br />
bis 70 ps, Pulse bis 140 ps<br />
sowie Takte und Daten-Eye-Diagramme<br />
bis 3 Gb/s.<br />
Ein integrierter Trigger versorgt<br />
jeden Kanal mit voller Bandbreite,<br />
wobei die ETS-Erfassung<br />
durch Pretrigger deutlich über<br />
der Nyquist-Abtastrate liegt.<br />
Die sehr hohe Äquivalenzzeitabtastung<br />
ermöglicht bis zu 2<br />
Mio. getriggerte Captures pro<br />
Sekunde – und damit trumpft<br />
das neuste Oszilloskop aus dem<br />
Hause Pico Technology.<br />
Da viele Hochgeschwindigkeits-<br />
Signale ohnehin sich wiederholende<br />
Signale sind, setzt das<br />
PicoScope 9404 SXRTO getrost<br />
auf seine einzigartige Multiplikation<br />
der Äquivalenz-Abtastrate<br />
von x2000 auf 1TS/s und erreicht<br />
dadurch eine zeitlichen Auflösung<br />
von nur 1 ps, also 20.000-<br />
fach höher als die tatsächliche<br />
maximale Abtastrate. Wo es um<br />
die Erfassung transienter, sich<br />
nicht wiederholender Signale<br />
geht, arbeitet das PicoScope<br />
9404 SXRTO mit einer niedrigen<br />
und dadurch kostengünstigen<br />
Echtzeitabtastung von 500 MS/s.<br />
Im Gegensatz zu sogenannten<br />
Sampling-Oszilloskopen unterstützt<br />
die ETS-Technik des Pico-<br />
Scope 9404 SXRTO die Trigger-<br />
und Pre-Trigger-Erfassung<br />
und bietet dem Anwender so<br />
die Vertrautheit und Benutzerfreundlichkeit<br />
eines Echtzeit-<br />
Oszilloskops. Die drei Erfassungsmodi<br />
Echtzeit, ETS und<br />
Rollen zeichnen mit einer Auflösung<br />
von 12 Bit in einem<br />
gemeinsam genutzten Speicher<br />
von 250 kS auf.<br />
Der Anschluss des PicoScope<br />
9404 SXRTO an den PC erfolgt<br />
über USB 2.0 oder Ethernet/<br />
LAN. Die Software für Windows<br />
ist im Lieferumfang enthalten<br />
(PicoSample 4). Die grafische<br />
Benutzeroberfläche ist touchkompatibel<br />
und zeigt Wellenformen,<br />
Messungen und Statistiken<br />
in benutzerdefinierter<br />
Größe und Format an. Es können<br />
bis zu vier unabhängige<br />
gezoomte Trace-Ansichten verwendet<br />
werden, um Abbildungsdetails<br />
anzuzeigen.<br />
Typische Anwendungsbereiche<br />
Typische Anwendungsbereiche<br />
des PicoScope 9404 SXRTO<br />
sind Telekom- und Radartests,<br />
HF-, Mikrowellen- und Gigabit-<br />
Messungen digitaler Systeme,<br />
die Analyse schneller Datenschnittstellen<br />
(Ethernet, HDMI<br />
1, PCI, SATA, USB 2.0) oder<br />
auch Pre-Compliance-Tests.<br />
Im Lieferumfang enthalten sind<br />
ein PicoScope 9404-05 (PQ<br />
181), Software und Gebrauchsanleitung<br />
(Download) sowie<br />
Netzteil. Optionales Zubehör<br />
beinhaltet niederohmige Sonden<br />
mit hoher Bandbreite der<br />
PicoConnect 900 Serie (HF-,<br />
Mikrowellen- und Puls-Sonden<br />
für breitbandige Signale bis 5<br />
GHz) oder Gigabit-Sonden für<br />
Datenströme wie USB 2, HDMI<br />
1, Ethernet, PCIe und SATA.<br />
■ Meilhaus Electronic GmbH<br />
www.meilhaus.de<br />
UWB<br />
10 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
K N O W - H O W V E R B I N D E T<br />
Neuer Empfänger mit 120 MHz Bandbreite<br />
Messtechnik<br />
EMV, WÄRME<br />
ABLEITUNG UND<br />
ABSORPTION<br />
SETZEN SIE AUF<br />
QUALITÄT<br />
Der IZT R5010 ist ein Breitbandempfänger<br />
mit einem Frequenzbereich bis zu 6<br />
GHz, 120 MHz Echtzeitbandbreite und Leistungsfähiger<br />
interner Signalverarbeitung.<br />
Typische Anwendungen sind COMINT-<br />
Systeme, Satellitenüberwachung, breitbandige<br />
HF-Recorder und Qualitätsmessungen<br />
in mobilen Kommunikationsnetzwerken.<br />
Der IZT R5010 nutzt die neueste Tunergeneration<br />
von IZT und baut auf den etablierten<br />
Empfängerserien IZT R3000 und IZT R4000<br />
auf. Dadurch stehen viele Features der bisherigen<br />
Baureihen auch für den IZT R5010<br />
zur Verfügung. Ein Beispiel hierfür ist die<br />
Synchronisation von internen Taktgebern<br />
mit einer externen Quelle oder einem eingebauten<br />
GNSS-Empfänger.<br />
Für die Signalverarbeitung nutzen die neuen<br />
Receiver modernste FPGA-Technologie. Der<br />
IZT R5010 liefert eine Echtzeitbandbreite<br />
von 60 MHz, die jedoch problemlos durch<br />
Softwareoptionen auf 80 oder auf 120 MHz<br />
erweitert werden kann.<br />
Der flexible Job Control des IZT R5010 ermöglicht<br />
dem Nutzer, komplexe Scanszenarios<br />
zu definieren, welche der Receiver<br />
umsetzt. Präzise Zeitstempel ermöglichen<br />
die Berechnung der Empfangszeit für jedes<br />
Sample mit einer Abweichung von unter<br />
einer Nanosekunde. Die Ausgabe erfolgt<br />
über UDP/IP in Form von I/Q-Daten mit<br />
eingebetteten Metadaten. Diese Art der Ausgabe<br />
ermöglicht den Einsatz des Receivers<br />
in Kombination mit der IZT Signal Suite<br />
oder die Integration in größere Systeme mit<br />
anderen Software-Lösungen.<br />
■ IZT GmbH<br />
www.izt-labs.de<br />
Sicherstellung der Qualität von Ultra-Wideband Devices<br />
Elastomer- und Schaumstoffabsorber<br />
Europäische Produktion<br />
Kurzfristige Verfügbarkeit<br />
Kundenspezifisches Design<br />
oder Plattenware<br />
-EA1 & -EA4<br />
Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1)<br />
bzw. 4 GHz (EA4)<br />
Urethan oder Silikon<br />
Temperaturbereich von 40°C bis 170°C<br />
(Urethanversion bis 120°C)<br />
Standardabmessung 305mm x 305mm<br />
Das Bedürfnis nach mehr Sicherheit in<br />
einigen Wireless-Anwendungen erfordert<br />
neue Technologien. Die Ultra-Breitband-Technologie<br />
(UWB) versucht, diese<br />
Anforderungen zu erfüllen.<br />
Zu den wichtigsten Anwendungen gehören<br />
mobile Finanzanwendungen und<br />
Zugriffstransaktionen, sowie Location<br />
Services bis hin zu Zugangssystemen,<br />
z.B. an Fahrzeugen, wo ein wirksamer<br />
Schutz vor Hacking-Angriffen gewährleistet<br />
sein muss.<br />
Für den UWB-Chipsatz-Test (IEEE<br />
802.15.4(z)) hat LitePoint den IQgig-<br />
UWB entwickelt, die erste vollständig<br />
integrierte Testplattform auf Systemebene<br />
für UWB, die einen nahtlosen und<br />
kostengünstigen Übergang vom Labor zur<br />
Produktion ermöglicht.<br />
Die LitePoint-IQgig-UWB-Testplattform<br />
bietet umfangreiche Tests des Physical-<br />
Layers und Kalibrierung von Geräten, die<br />
mit der UWB-Technologie ausgestattet<br />
sind. Das System verfügt über präzise<br />
Trigger- und Analysefunktionen. Diese ermöglicht<br />
z.B. Time-of-Flight-Messungen<br />
mit Pikosekunden-Auflösung sowie<br />
umfassende Sender- und Empfängertests<br />
mit einer Bandbreite von über 1 GHz und<br />
einer Empfängerempfindlichkeit von bis<br />
zu -100 dBm. Decawave, ein führender<br />
Hersteller von UWB Halbleitern, setzt<br />
LitePoint IQgig-UWB, laut Kundenangaben,<br />
die weltweit erste One-Box-UWB-<br />
TestLösung, ein, um seine wegweisenden<br />
UWB-Produkte zu testen.<br />
■ Industrial Electronics GmbH<br />
www.ie4u.de<br />
MLA<br />
Multilayer Breitbandabsorber<br />
Frequenzbereich ab 0,8GHz<br />
ReflectivityLevel 17db oder besser<br />
Temperaturbereich bis 90°C<br />
Standardabmessung 610mm x 610mm<br />
Hohe Straße 3<br />
61231 Bad Nauheim<br />
T +49 (0)6032 96360<br />
F +49 (0)6032 963649<br />
info@electronicservice.de<br />
www.electronicservice.de<br />
ELECTRONIC<br />
SERVICE GmbH<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 11<br />
11
Messtechnik<br />
Die nächste Generation integrierter<br />
Netzwerkanalysatoren<br />
Die neuen Netzwerkanalysatoren<br />
der Serien E5080B, P50xxA und<br />
M980xA von Keysight Technologies<br />
bieten Funktionen und<br />
Leistungsfähigkeit der nächsten<br />
Generation in den Formfaktoren<br />
Benchtop, USB und PXI. Durch<br />
die Kombination von hoher<br />
Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit<br />
mit erstklassigem<br />
Dynamikbereich, Spurrauschen<br />
und Temperaturstabilität sowie<br />
einer Vielzahl von Softwareanwendungen<br />
ermöglichen die<br />
neuen Analysatoren Ingenieuren<br />
eine umfassende Gerätecharakterisierung.<br />
Die neuen Analysatoren<br />
integrieren eingebaute<br />
Pulsgeneratoren und Modulatoren,<br />
Spektralanalyse und Zeitbereichsanalyse<br />
(TDR) in einem<br />
einzigen Gerät. Dies spart Zeit,<br />
da moderne Geräte vollständig<br />
charakterisiert werden können,<br />
ohne dass zusätzliche Testhardware<br />
erforderlich ist.<br />
Unternehmen aus den Bereichen<br />
Hochgeschwindigkeits-Digitaltechnik,<br />
Wireless, Luft- und<br />
Raumfahrt, Verteidigung und<br />
Automotive benötigen integrierte<br />
aktive und passive Komponenten<br />
für Geräte wie Mobiltelefone,<br />
Satellitenkommunikation<br />
und 5G-Basisstationen, um<br />
die Leistungsfähigkeit zu steigern<br />
und die Größe der Endprodukte<br />
zu reduzieren. Diese hochintegrierten<br />
Geräte erfordern<br />
hochintegrierte Testlösungen,<br />
die den Herausforderungen des<br />
Hochfrequenztests gerecht werden<br />
und gleichzeitig erweiterte<br />
Funktionalität und Leistungsfähigkeit<br />
bieten.<br />
Die neuen Netzwerkanalysatoren<br />
der Serien E5080B, P50xxA und<br />
M980xA von Keysight ermöglichen<br />
es Kunden:<br />
• Testaufbauten zu vereinfachen,<br />
die schnell rekonfiguriert und<br />
kalibriert werden können<br />
• die Anzahl der Teile in einem<br />
Testaufbau zu reduzieren, um<br />
Wartungskosten und Ausfallzeiten<br />
zu minimieren<br />
• mit einem einfach zu automatisierenden<br />
Setup die Testzeiten<br />
zu verkürzen und den Durchsatz<br />
zu verbessern<br />
• die Genauigkeit zu erhöhen,<br />
indem Verluste durch zusätzliche<br />
Verbindungen und<br />
externe Schalter vermieden<br />
werden<br />
• die Hardware zuzuschneiden,<br />
um sie leicht an zukünftige<br />
Testanforderungen anzupassen<br />
Die neuen Netzwerkanalysatoren<br />
von Keysight enthalten die folgende<br />
Anwendungs-Software<br />
für Messungen:<br />
• Automatic Fixture Removal<br />
• Zeitbereichsanalyse (TDR)<br />
• grundlegende gepulste HF-<br />
Messungen<br />
• skalare Mischer/Wandler-<br />
Messungen<br />
• Verstärkungskompressions-<br />
Messungen<br />
• Spektrumanalyse<br />
■ Keysight Technologies<br />
www.keysight.com<br />
Neue Vertriebs- und Service-Vereinbarung<br />
Die Sindelfinger bsw Test-<br />
Systems und Consulting AG<br />
und ihre niederländische Tochtergesellschaft<br />
haben mit der<br />
kanadischen Focus-Microwaves-Gruppe<br />
eine Vertriebsund<br />
Service-Vereinbarung<br />
getroffen. Für die deutschsprachige<br />
DACH-Region und die<br />
BeNeLux-Länder übernimmt<br />
die bsw ab sofort Vertrieb und<br />
Service für die Focus-Gesellschaften<br />
Focus Microwaves,<br />
Auriga PIV Tech und Mesuro.<br />
Die bsw ist seit über 20 Jahren<br />
bekannt im Markt für komplexe<br />
Turn-Key-Systemlösungen, u.a.<br />
mit den Schwerpunkten Load<br />
Pull, Rauschparameter und<br />
Pulsed IV. Dazu bsw-Vorstand<br />
Roland Blaschke: „Wir haben<br />
in den letzten Jahren verfolgt,<br />
wie Focus mit innovativen<br />
und hochinteressanten neuen<br />
Tunern auf den Markt ging.<br />
Auch die aktuellen Auriga PIV<br />
Systeme sind eine hardwareund<br />
softwareseitig extrem verbesserte<br />
Generation. Focus hat<br />
exakt zu den aktuellen Trends<br />
5G und Leistungswachstum<br />
passende Produkte mit ansprechendem<br />
Preis-Leistungs-Verhältnis<br />
entwickelt. Das hat uns<br />
bewogen, unsere bisherige<br />
Strategie zu prüfen und diese<br />
Partnerschaft im Interesse<br />
unserer Kunden einzugehen.<br />
Wir wollen unseren Kunden<br />
auf ihr Bedürfnis abgestimmte,<br />
technisch perfekte und gleichzeitig<br />
wirtschaftlich interessante<br />
Lösungen anbieten. Deshalb<br />
sind wir diesen Schritt<br />
gegangen und freuen uns nun<br />
auf neue Möglichkeiten mit<br />
den Kollegen in Kanada, USA<br />
und Großbritannien!“ Nach<br />
der Entwicklung seines ersten<br />
manuellen Tuners im Jahr 1973<br />
sowie weiterer Erfindungen<br />
gründete Dr. Christos Tsironis<br />
Focus Microwaves. Mittlerweile<br />
in der zweiten Generation<br />
geführt, ist Focus Microwaves<br />
bis heute außergewöhnlich<br />
innovativ. Die neue Gerätegeneration<br />
zeigt marktführende<br />
Spezifikationen bei sehr gutem<br />
Preis/Leistungs-Verhältnis. Für<br />
aktuelle Anwendungen wie 5G<br />
geht an diesen Tunern kein<br />
Weg vorbei.<br />
■ bsw Test Systems &<br />
Consulting AG<br />
www.bsw-ag.com<br />
12 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
Messtechnik<br />
Spektrumanalysatoren mit einem<br />
Frequenzbereich bis 44 GHz<br />
Von der Idee bis zum Service,<br />
HF-Technik aus einer Hand<br />
NEU - Vollständig gefiltertes<br />
USB 3.1 Gen 1 Modul<br />
Für die Prüfung von Geräten mit<br />
hohen Datenraten unter abgeschirmten<br />
Bedingungen.<br />
Abschirmwirkung >80 dB bei bis zu<br />
6000 MHz.<br />
Mobilfunk-<br />
& EMV-<br />
Messtechnik<br />
Die Spektrumanalysatoren der Ceyear-4041-<br />
Serie gehören in die Sparte HF-Produkte im<br />
höheren GHz-Bereich und decken einen Frequenzmessbereich<br />
von 9 kHz bis 44 GHz<br />
ab (Modell 4041D: 20 GHz, Modell 4041E:<br />
26,5 GHz, Modell 4041F: 32 GHz, Modell<br />
4041G: 44 GHz). Alle vier Modelle sind<br />
mit einem Vorverstärker ausgestattet, sodass<br />
sie eine sehr hohe Empfindlichkeit bei beliebigen<br />
Frequenzpunkten bieten. Außerdem<br />
haben die Geräte einen niedrigen DANL<br />
(Displayed Average Noise Level), exzellente<br />
Werte für Phasenrauschen und eine<br />
hohe Scan-Geschwindigkeit.<br />
Vielzahl von Messfunktionen<br />
Eine Vielzahl von Messfunktionen ist serienmäßig<br />
enthalten oder als Option erhältlich,<br />
darunter etwa der Interferenz-Analysator-<br />
Kanal-Scanner, der AM/FM/PM-Analysator<br />
und das Power-Meter. Die Bedienung der<br />
Geräte ist einfach und intuitiv: Das helle<br />
12,1 Zoll (30,7 cm) große LC-Display ist<br />
mit virtuellen Tasten auf einem kapazitiven<br />
Touchscreen ausgestattet, daneben<br />
stehen analoge Knöpfe und Druckschalter<br />
zur Verfügung.<br />
Für den mobilen Einsatz<br />
Die Spektrumanalysatoren der Serie 4041<br />
sind als tragbare Boxen von geringer Größe,<br />
geringem Gewicht und geringen Stromverbrauch<br />
entworfen und damit hervorragend<br />
für den mobilen Einsatz geeignet. Die Messfunktionen<br />
umfassen Kanalleistung, belegte<br />
Bandbreite, Nachbarkanal-Leistungsverhältnis,<br />
Audio-Demodulation, Träger/Rausch-<br />
Verhältnis und Emissionsmaske. Als Test-<br />
Optionen stehen die Interferenz-Analyse<br />
(Spektrogramm-Plot, RSSI), ein Analog-<br />
AM/FM/PM-Analysator, Kanal-Scanner<br />
und hochpräzises Power-Meter etc. zur<br />
Verfügung.<br />
Hohe Benutzerfreundlichkeit<br />
Die Geräte der Ceyear-Serie 4041 zeichnen<br />
sich auch durch ihre hohe Benutzerfreundlichkeit<br />
aus. So verfügen sie über eine Funktion<br />
One-Button Quick Measurement, die<br />
eine Schnellmessung mit nur einem Knopf<br />
ermöglicht. Neben den Standard-Schnittstellen<br />
LAN und USB verfügen die Geräte über<br />
einen Zero-Span-IF/Zwischenfrequenz-Ausgang,<br />
einen Trigger-Eingang und schließlich<br />
einen VGA-Ausgang zur Bilddarstellung<br />
auf externen Anzeigegeräten.<br />
Die Geräte eignen sich für die Anwendung<br />
in der Luft- und Raumfahrt ebenso wie für<br />
die Anwendung in der Radar-, Kommunikations-<br />
oder Navigationstechnik. Im Lieferumfang<br />
enthalten sind Netzkabel, Schnellstart/Quickstart-Guide,<br />
USB-Kabel und<br />
Konformitäts-Zertifikat.<br />
■ Meilhaus Electronic GmbH<br />
www.meilhaus.com<br />
Schalten & Verteilen<br />
von HF-Signalen<br />
Mechanik<br />
Präzisionsfrästeile<br />
& Gehäuse<br />
HF-Komponenten &<br />
Distribution von IMS<br />
Connector Systems<br />
MTS Systemtechnik GmbH<br />
D-86690 Mertingen<br />
www.mts-systemtechnik.de<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 13
Messtechnik<br />
Frischer Wind in der Mittelklasse<br />
Nur wenn das Ereignis eintritt,<br />
wird die Aktion ausgeführt und<br />
in einem Journal zur späteren<br />
Analyse aufgezeichnet.<br />
Die ebenfalls neue Einknopf-<br />
Messfunktion verkürzt die Einrichtung<br />
des Geräts. Auf Knopfdruck<br />
werden die für die Darstellung<br />
maßgeblichen Parameter<br />
wie Mittenfrequenz, Span und<br />
Pegelbereich auf das angelegte<br />
Signal zugeschnitten, bei einem<br />
gepulsten Signal sogar für den<br />
Gated Sweep. Für normkonforme<br />
Messungen wie ACLR<br />
oder Spectrum Emission Mask<br />
(SEM) an Kommunikationssignalen<br />
wählt die Einknopf-<br />
Messfunktion die zur Norm<br />
passenden Einstellungen für<br />
Kanalabstand, Kanalbandbreite,<br />
Messzeit usw. aus.<br />
Die obere Mittelklasse<br />
bietet heute<br />
Eigenschaften, die vor<br />
ein paar Jahren noch<br />
dem Premiumsegment<br />
vorbehalten waren.<br />
Zwei neue Modelle sind<br />
der Beweis.<br />
Autor:<br />
Martin Schmähling<br />
Rohde & Schwarz<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.rohde-schwarz.com<br />
Von einer neuen Gerätegeneration<br />
wird erwartet, dass sie die<br />
Leistung der Vorgänger übertrifft<br />
und die technischen Fortschritte<br />
sichtbar macht, die zwischenzeitlich<br />
erzielt wurden. Die Signalund<br />
Spektrumanalysatoren R&S<br />
FSV3000 und R&S FSVA3000<br />
erfüllen diese Erwartung ohne<br />
Einschränkungen. Mit besseren<br />
HF-Daten, höherer Messgeschwindigkeit<br />
und pfiffigen<br />
Ausstattungsdetails empfehlen<br />
sie sich als hochwertige Standardmessgeräte<br />
für den Laborund<br />
ATE-Einsatz und meistern<br />
sogar anspruchsvolle Messaufgaben<br />
im Bereich Breitbandkommunikation<br />
und A&D.<br />
Sehr gut oder noch<br />
besser<br />
Die äußerlich und bedientechnisch<br />
gleichen Modellreihen<br />
R&S FSV3000 und R&S<br />
FSVA3000 unterscheiden sich in<br />
den Leistungsdaten und Anwendungsschwerpunkten.<br />
Der R&S<br />
FSV3000 wurde entwickelt,<br />
um komplexe Messungen einfach<br />
und schnell durchzuführen.<br />
Mit seiner hohen Messgeschwindigkeit<br />
und einfachen<br />
Bedienung ist er das richtige<br />
Gerät im Labor und in der Produktionslinie.<br />
Mit einer Analysebandbreite<br />
von bis zu 200 MHz<br />
erfasst und analysiert er zwei<br />
5G NR-Träger gleichzeitig. Mit<br />
einer Analysebandbreite von<br />
bis zu 400 MHz, einem hohen<br />
Dynamikbereich und einem<br />
Phasenrauschen von -120 dBc/<br />
Hz (bei 1 GHz, 10 kHz Offset)<br />
klopft der R&S FSVA3000 bei<br />
der Highend-Klasse an. Zu seinem<br />
Einsatzportfolio gehört<br />
beispielsweise die Linearisierung<br />
von Leistungsverstärkern,<br />
die Erfassung kurzer Ereignisse<br />
oder die Charakterisierung frequenzagiler<br />
Signale.<br />
Seltene Ereignisse<br />
automatisch einfangen<br />
Die ereignisbasierte Aktions-<br />
GUI von R&S FSV3000 und<br />
R&S FSVA3000 macht es einfach,<br />
seltene Ereignisse einzufangen.<br />
Der Benutzer muss nur<br />
ein Auslösekriterium wie einen<br />
ACLR- oder Grenzwertfehler<br />
aus einem Dropdown-Menü<br />
wählen und eine durchzuführende<br />
Aktion wie ein Screenshot<br />
oder das Speichern von<br />
I/Q-Daten festlegen (Bild 1).<br />
Beim Aufbau komplexer Messzyklen<br />
in einer automatisierten<br />
Produktions linie übernehmen<br />
externe PCs die Steuerung<br />
der Messgeräte über SCPI-<br />
Programme. Der eingebaute<br />
SCPI-Recorder beschleunigt die<br />
Programmierung dieser Steuerskripte<br />
erheblich. Alle manuellen<br />
Benutzereingaben werden<br />
in SCPI-Befehle übersetzt, die<br />
nativ gespeichert oder in der<br />
Syntax gängiger Programmiersprachen<br />
und Tools wie C++,<br />
Python oder MatLab exportiert<br />
werden können.<br />
Für viele HF-Messaufgaben wird<br />
eine Kombination aus Signalgenerator<br />
und Spektrumanalysator<br />
benötigt, wobei deren Einstellungen<br />
häufig aufeinander<br />
abzustimmen sind. Sollen beispielsweise<br />
die Eigenschaften<br />
eines Verstärkers bei bestimmten<br />
Mobilfunksignalen vermessen<br />
werden, so müssen Frequenzund<br />
Pegeleinstellung von Generator<br />
und Analysator zueinander<br />
passen. Die smarte Signalgeneratorsteuerung<br />
von R&S<br />
FSV3000 und R&S FSVA3000<br />
übernimmt diese Synchronisation<br />
automatisch. Über den<br />
Kopplungsmanager steuert der<br />
Analysator direkt den Generator.<br />
Frequenz- oder Pegeländerungen<br />
am Analysator werden auf diesen<br />
14 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
Messtechnik<br />
Bild 1: Die ereignisbasierte Aktionsfunktion ermöglicht eine effiziente Fehlersuche. Benutzerdefinierte Regeln zum Auslösen von Aktionen, etwa einem<br />
Screenshot, werden bequem am Bildschirm festgelegt.<br />
übertragen. Zusätzlich kann die<br />
Bedien oberfläche des Generators<br />
auf dem Analysator angezeigt<br />
und bedient werden, sodass der<br />
Anwender das gesamte Setup<br />
von einem Gerät aus im Zugriff<br />
hat. Darüber hinaus lassen sich<br />
die SCPI-Recorder der Geräte<br />
zur Erstellung eines kombinierten<br />
Fernsteuerprogramms<br />
koppeln.<br />
Hochgeschwindigkeitsanalyse<br />
R&S FSV3000 und FSVA3000<br />
wurden für Messanwendungen<br />
in automatisierten Testsystemen<br />
entwickelt. Sie führen Spektrummessungen,<br />
Modulationsanalysen<br />
sowie Betriebsartenund<br />
Frequenzwechsel in kürzester<br />
Zeit durch. FFT-basierte<br />
ACLR- und SEM-Messungen<br />
sind schneller als gesweepte<br />
Messungen und ohne Nachteile<br />
bei der Dynamik. Das Portfolio<br />
an Demodulationsoptionen<br />
umfasst modernste Standards<br />
wie 5G NR (Bild 2), LTE und<br />
WLAN 802.11ac und ax. Darüber<br />
hinaus stehen universelle<br />
Messanwendungen wie Rauschzahl,<br />
Phasenrauschen, Vektorsignaldemodulation<br />
und Verstärkermessungen<br />
zur Wahl.<br />
In cloud-basierten Testsystemen<br />
erfolgt die Signalanalyse<br />
auf Servern. Dies erfordert<br />
die Übertragung großer Mengen<br />
an I/Q-Daten. Die R&S-<br />
FSV3000-Familie ist auch für<br />
diese Betriebsart optimal vorbereitet.<br />
Ihre Signalverarbeitungsarchitektur<br />
und die optionale<br />
10-GBit/s-LAN-Schnittstelle<br />
ermöglichen den I/Q-Datentransfer<br />
zur Netzwerkseite selbst<br />
bei den hohen Abtastraten, die<br />
für große Analysebandbreiten<br />
erforderlich sind.<br />
Fazit<br />
Bild 2: R&S FSV3000 und R&S FSVA3000 sind bereit für 5G NR. Bei 28 GHz werden EVM-Werte von besser als 1 % für ein<br />
100 MHz breites Signal erzielt.<br />
Für Messaufgaben in Labor<br />
und Produktion bieten R&S<br />
FSV3000 und R&S FSVA3000<br />
jede Menge attraktiver Funktionen<br />
und eine für die Klasse<br />
beispiellose HF-Performance<br />
und Messgeschwindigkeit. Den<br />
immer komplexer werdenden<br />
Messalltag erleichtern sie durch<br />
Autokonfiguration, ereignisbasierte<br />
Aktionen und einen SCPI-<br />
Recorder. Als Frontend in einer<br />
ATE-Umgebung mit cloudbasierter<br />
Signalanalyse streamen<br />
sie breitbandige I/Q-Daten per<br />
10-Gbit/s-LAN-Schnittstelle an<br />
den Cloudrechner. ◄<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 15
Messtechnik<br />
Highspeed-Interconnect-Analyzer zeigt<br />
detailliert an<br />
sehr präzise serielle Datenkabel,<br />
Kanäle, Stecker, Durchkontaktierungen,<br />
Backplanes, Leiterplatten,<br />
Chip- und SoC-Packages<br />
und vieles mehr. Die gemessenen<br />
S-Parameter können auch für<br />
zusätzliche Analysen verwendet<br />
werden, einschließlich Time<br />
Gating, De-Embedding von Verbindungen,<br />
Augendiagramme,<br />
optimierte Equalizer-Einstellungen,<br />
Simulation von seriellen<br />
Datenmustern und erweiterte<br />
Jitter-Analyse mit Aufteilung in<br />
Komponentenelemente.<br />
Teledyne LeCroy stellte seinen<br />
Highspeed-Interconnect-Analyzer<br />
WavePulser 40iX vor, der<br />
eine einzigartige Lösung für das<br />
umfangreiche Testen und Validieren<br />
vieler Verbindungstypen<br />
darstellt. Der WavePulser 40iX<br />
ist das optimale Tool (Standalone)<br />
für Hardware-Entwickler<br />
und Testingenieure im Hochgeschwindigkeitsbereich<br />
zur Charakterisierung<br />
und Analyse von<br />
Verbindungen und Kabeln für<br />
serielle Highspeed-Protokolle<br />
wie PCI Express, HDMI, USB,<br />
SAS, SATA, Fibre Channel, InfiniBand,<br />
Gigabit Ethernet und<br />
Automotive Ethernet.<br />
Hohe räumliche<br />
Auflösung<br />
Bisher wurden Zeit- und Frequenzbereichstests<br />
getrennt.<br />
Signalintegritätsingenieure verwenden<br />
TDRs, um die Step-/<br />
Impulsantwort durch Erzeugen<br />
eines Impedanzprofils zu charakterisieren.<br />
TDRs zeichnen<br />
sich durch eine hohe räumliche<br />
Auflösung aus, die eine präzise<br />
Lokalisierung von Störstellen<br />
entlang der Übertragungsleitung<br />
ermöglicht, die durch Veränderungen<br />
im Impedanzprofil<br />
gekennzeichnet sind. Für den<br />
Frequenzbereichstest werden<br />
VNAs, die sich durch einen<br />
hohen Dynamikbereich auszeichnen,<br />
typischerweise verwendet,<br />
um S-Parameter von<br />
Hochfrequenzkomponenten zu<br />
messen. Bei der Anpassung an<br />
Highspeed-Interconnect-Tests<br />
leiden VNAs unter der Notwendigkeit,<br />
die Reaktion auf DC<br />
zu extrapolieren und unter Verwendung<br />
von unübersichtlichen<br />
Analyse-Tools für die Simulation,<br />
Emulation, Zeitsteuerung<br />
und Jitter-Analyse von Zeitbereichen.<br />
Keines der beiden Prüfgeräte<br />
erfüllt die Anforderungen<br />
von Designingenieuren, die<br />
Verbindungen bei Highspeed-<br />
Signalen testen und validieren.<br />
Der WavePulser 40iX vereinfacht<br />
den Prozess des Highspeed-Interconnect-Tests<br />
und der<br />
Validierung durch die Vereinheitlichung<br />
von Zeit- und Frequenzbereichs-Charakterisierungen<br />
erheblich. Der WavePulser<br />
40iX führt in einer einzigen<br />
Erfassung und in einem Gerät<br />
eine vollständige S-Parameter-<br />
Frequenzcharakterisierung wie<br />
ein Vektor-Netzwerkanalysator<br />
(VNA), ein Impedanzprofil wie<br />
ein Zeitbereichsreflektometer<br />
(TDR) und eine umfangreiche<br />
Toolbox durch.<br />
Der WavePulser 40iX ist schnell<br />
kalibriert und einfach zu bedienen.<br />
Er vereinfacht die Komplexität<br />
des physikalischen<br />
Signalwegs und charakterisiert<br />
Der mmWave-Vektorsignal-<br />
Transceiver (VST) wurde für<br />
die Herausforderungen beim<br />
Testen von RFIC-Transceivern<br />
und -Leistungsverstärkern für<br />
5G-Millimeterwellen entwickelt.<br />
Merkmale der<br />
Testlösung:<br />
• Messqualität für hohe technische<br />
Anforderungen im<br />
Labor<br />
• eine Architektur, die auf die<br />
spezifischen Anforderungen<br />
der Fertigungsprüfung von<br />
Millimeterwellenchips zugeschnitten<br />
ist<br />
• einheitliche Softwareumgebung,<br />
die Messung und Automatisierung<br />
vereinfacht<br />
NI-Lösungen verwenden den<br />
mmWave-VST, der einen RF-<br />
■ Teledyne LeCroy<br />
http://teledynelecroy.com<br />
Kosten und Risiken für 5G-Millimeterwellen-Tests<br />
gesenkt<br />
Signalgenerator, einen RF-<br />
Signalanalysator und integriertes<br />
Switching mit 1 GHz Echtzeitbandbreite<br />
bei Frequenzen von<br />
bis zu 44 GHz kombiniert. Der<br />
VST kann zusätzlich zu den im<br />
Labor vorhandenen PXI-basierten<br />
Charakterisierungssystemen<br />
nativ in das NI Semiconductor<br />
Test System (STS) integriert und<br />
für Anwendungen in der Serienfertigung<br />
eingesetzt werden. Ein<br />
Tester basierend auf der modularen<br />
PXI-Plattform unterstützt<br />
Ingenieure bei der schnellen und<br />
kosteneffizienten Integration<br />
neuer Messfunktionen wie 5G<br />
in ihre Prüfzelle und verringert<br />
darüber hinaus das Risiko einer<br />
verzögerten Markteinführung.<br />
Das Produkt bietet verschiedene<br />
Neuerungen, um die Anforde-<br />
16 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
ungen beim Testen von 5G-Millimeterwellen-Geräten<br />
zu erfüllen. Das neue kalibrierte<br />
integrierte Switching für bis zu 32<br />
Kanäle sorgt für eine höhere Genauigkeit<br />
von Beamforming- und Phased-Array-Messungen<br />
ohne zusätzliche Infrastruktur. Das<br />
modulare Design ermöglicht genaue und<br />
kosteneffiziente Messungen bei gleichzeitiger<br />
Aufwärtskompatibilität mit zukünftigen<br />
5G-Bändern. Mit diesen Innovationen können<br />
Ingenieure gleichzeitig Messungen bei 5<br />
bis 21 GHz und 26 bis 44 GHz durchführen.<br />
■ National Instruments<br />
www.ni.com<br />
Netzwerk/Spektrum-<br />
Analysatoren und<br />
HF-Komponenten<br />
Messtechnik<br />
• 2-Tor-Lösungen von 5 kHz bis 20 GHz<br />
• Analyse von Kabeln, Antennen, Komponenten<br />
und Signalen<br />
• Kombigeräte mit integriertem Spektrumanalysator<br />
verfügbar<br />
Zu den Produktdetails:<br />
www.anritsu.com/en-GB/test-measurement/<br />
rf-microwave/vector-network-analyzershandheld<br />
Handheld-Spectrum-Master-<br />
Serie:<br />
• tragbare, batteriebetriebene<br />
Spektrumanalysatoren für den<br />
Feldeinsatz<br />
• Frequenzbereich von 9 kHz bis 54 GHz<br />
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100 MHz Echtzeit-Analysebandbreite und<br />
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EMV-<br />
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Leistungsverstärker<br />
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Laborsoftware<br />
Anritsu ist ein weltweit anerkannter Spezialist<br />
im Bereich der HF-Messtechnik sowie<br />
hochwertiger HF- & Mikrowellen-Komponenten.<br />
EMCO Elektronik betreut seit dem<br />
1.4.<strong>2019</strong> den Bereich Süddeutschland (PLZ<br />
6-9) für folgende Produktgruppen:<br />
Shockline VNA-Serie:<br />
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im Kompaktformat<br />
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• Frequenzbereich von 50 kHz bis 92 GHz<br />
• Test von passiven Komponenten in Produktion,<br />
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bis 110 GHz, wie z.B.<br />
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info@emco-elektronik.de<br />
www.emco-elektronik.de<br />
17<br />
POSITIONING - TIMING -<br />
NAVIGATION<br />
Zeit- & Frequenzstandards<br />
GPS/GNSS Simulatoren<br />
Störsignal-Simulatoren<br />
Enterprise NTP Server<br />
Distributionssysteme<br />
PTB Masterclocks<br />
HF- & MIKROWELLEN-<br />
MESSTECHNIK<br />
Puls- & Signalgeneratoren<br />
Zeit- & Frequenzzähler<br />
Netzwerkanalysatoren<br />
Spektrumanalysatoren<br />
Leistungsmessköpfe<br />
HF-Schaltfelder<br />
HF- & MIKROWELLEN-<br />
KOMPONENTEN<br />
Hohlleiterkomponenten bis 325 GHz<br />
HF-Komponenten bis 100 GHz<br />
SATCOM-Komponenten<br />
RF-over-Fiber<br />
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Subsystem<br />
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Messtechnik<br />
Neue PCIe-Karten bieten bis zu 80 synchronisierte AWG-<br />
Kanäle in einem PC<br />
Spectrum Instrumentation hat<br />
eine einzigartige Lösung für<br />
Anwender geschaffen, die<br />
mehrkanalige AWGs benötigen:<br />
Mit 8 AWG-Kanälen auf<br />
einer einzigen PCIe-Karte von<br />
nur 168 mm Länge bieten sich<br />
großartige neue Möglichkeiten<br />
für sehr kompakte und kostengünstige<br />
Testsysteme. Die beiden<br />
neuen 8-Kanal-Karten ergänzen<br />
die aktuelle „65er“-Serie der<br />
Arbitrary-Waveform-Generatoren.<br />
Mit dem zusätzlichen<br />
„Star-Hub“ Synchronisations-<br />
Modul können bis zu 80 vollständig<br />
synchrone AWG-Kanäle<br />
in einem einzigen PC realisiert<br />
werden. Standardmäßig bieten<br />
alle Karten der „65er“-Serie<br />
einen großen internen Speicher<br />
von 512 MSamples, um sehr<br />
viele Wellenformen zu speichern<br />
und wiederzugeben. Außerdem<br />
wird durch Verwendung der<br />
Spectrum Instrumentation<br />
GmbH, Germany<br />
sales@spectruminstrumentation.com<br />
www.spectruminstrumentation.com<br />
PCIe-x4-Schnittstelle eine fünfbis<br />
zehnmal höhere Datenübertragung<br />
als bei anderen AWG-<br />
Lösungen erreicht, mit einer<br />
FIFO-Streaming-Geschwindigkeit<br />
von 700 MByte/s. Dies ist<br />
ideal für automatisierte Tests,<br />
wenn viele verschiedene Testsignale<br />
über viele Kanäle wiedergegeben<br />
werden müssen.<br />
Anwendungsbereiche<br />
Die neuen Karten sind perfekt<br />
geeignet für Anwendungsgebiete<br />
wie Materialprüfung, Automotive,<br />
Robotik, Luftfahrt, medizinischer<br />
und industrieller Ultraschall,<br />
LIDAR, Radar und Sonar.<br />
„Die neue AWG-Kartenfamilie<br />
weist ein um mehr als 20 % niedrigeres<br />
Rauschen auf als unsere<br />
Vorgänger-Serien“, berichtet<br />
Oliver Rovini, CTO von Spectrum.<br />
„Außerdem haben diese<br />
Karten jetzt eine Auflösung von<br />
16 statt 14 Bit und einen zwanzigmal<br />
genaueren Takt, mit nur<br />
±1 ppm. Wir haben bereits eine<br />
Universität, die mit unseren<br />
präzisen AWGs die Platzierung<br />
einzelner Atome kontrolliert.“<br />
Mit 8 Kanälen pro Karte werden<br />
die Kosten pro Kanal drastisch<br />
gesenkt. Die Systemkosten von<br />
Karten-basierten Lösungen werden<br />
dadurch erheblich günstiger<br />
als bei einer Komplettlösung,<br />
selbst unter Berücksichtigung<br />
des für die Karten notwendigen<br />
PCs. Durch den jetzt niedrigen<br />
Preis eröffnen sich ganz neue<br />
Anwendungsbereiche, weil vorher<br />
aufgrund der hohen Kosten<br />
die Anschaffung einer Multikanal-AWG-Komplettlösung<br />
nicht<br />
möglich war.<br />
Um bei Tests die realen Bedingungen<br />
noch besser zu simulieren,<br />
verfügen die Karten der<br />
„65er“-Serie über mehr internen<br />
Speicher als andere AWG-Karten.<br />
Mit 512 MSamples können<br />
die Karten sehr viele detaillierte<br />
und präzise Testsignale speichern<br />
und wiedergeben, für den<br />
Frequenzbereich von DC bis<br />
60 MHz.<br />
Die beiden neuen AWG-<br />
Karten M2p.6533-x4 mit<br />
acht 40-MS/s-Kanälen, und<br />
M2p.6568-x4 mit acht 80-MS/s-<br />
Kanälen sind umschaltbar auf<br />
vier Kanäle mit 125 MS/s. Im<br />
Gegensatz zu den anderen sechs<br />
Modellen, die bis zu vier Kanäle<br />
bieten und schon seit zwei Monaten<br />
erhältlich sind, brauchen die<br />
beiden neuen 8-Kanal-Versionen<br />
ein zusätzliches Kühlsystem,<br />
so dass sie im PC zwei Slots<br />
benötigen. Alle acht Modelle<br />
der „65er“-Serie haben die<br />
halbe PCIe-Kartenlänge von nur<br />
168 mm. Der maximale Output<br />
beträgt, selbst bei den 8-Kanal-<br />
Versionen, ±6 V in 1 MOhm<br />
oder ±3 V in 50 Ohm. Die Karten<br />
werden mit der Software<br />
„SBench 6“ von Spectrum ausgeliefert,<br />
so dass ein sofortiger<br />
Betrieb, inklusive Kartensteuerung<br />
und Signalerzeugung,<br />
möglich ist.<br />
AWGs und Digitizer<br />
kombinieren<br />
Werden bei einem Testsystem<br />
sowohl AWGs als auch Digitizer<br />
benötigt, wie z. B. bei Stimulus-Response-Anwendungen<br />
oder Closed-Loop-Systemen,<br />
kann das „Star-Hub“ Modul<br />
von Spectrum bis zu 16 verschiedene<br />
M2p-Karten synchronisieren.<br />
Die neuen AWGs der<br />
M2p.65xx-Serie passen dabei<br />
perfekt zu den 16-Bit-Digitizern<br />
der M2p.59xx-Serie, die 2018<br />
vorgestellt wurde. Die „59er“-<br />
Digitizer bieten ein bis acht<br />
Kanäle mit Abtastraten zwischen<br />
20 MS/s und 125 MS/s. Der Star-<br />
Hub verteilt einen gemeinsamen<br />
Takt und alle Triggersignale an<br />
jede Karte, wodurch ein vollständig<br />
synchroner Betrieb gewährleistet<br />
ist. Star-Hub-Systeme eignen<br />
sich auch für Anwendungen,<br />
bei denen mehrere Testpunkte<br />
oder Sensor-Arrays gleichzeitig<br />
mit verschiedenen Testsignalen<br />
stimuliert werden müssen.<br />
Treiber und Software<br />
Die Steuerung und Erzeugung<br />
von Signalen mit den Spectrum<br />
AWGs ist unkompliziert: Die<br />
Karten sind vollständig programmierbar,<br />
und es gibt kostenlose<br />
Treiber für die gängigsten Sprachen<br />
(wie C ++, VB.NET, C#, J#,<br />
Delphi, Java oder Python) sowie<br />
Drittanbieter-Software wie Lab-<br />
VIEW und MATLAB. Alternativ<br />
können Anwender die bewährte<br />
Spectrum-Software „SBench 6<br />
Professional“ verwenden.<br />
Leichte Integration<br />
Nach der Installation in einem<br />
PC können die AWG-Karten<br />
problemlos in jedes Testsystem<br />
integriert werden. Die Signalausgänge<br />
sowie die Clock- und<br />
Triggereingänge werden über<br />
SMB-Anschlüsse an der Frontblende<br />
bereitgestellt. Dort befinden<br />
sich außerdem vier MMCX-<br />
Multifunktions-Anschlüsse,<br />
für verschiedene Aufgaben wie<br />
zusätzliche digitale Ausgangskanäle<br />
(Marker-Kanäle), Takt,<br />
Trigger, Statusausgang und<br />
asynchrone I/O-Lines. Damit<br />
lassen sich die AWG-Karten der<br />
„65er“-Serie problemlos an fast<br />
alle automatisierten Testsysteme<br />
einpassen ◄<br />
18 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
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Kompetenz in<br />
Messtechnik seit 1977!<br />
Glasfaser-Fusionsspleißen leicht gemacht<br />
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Erwähnte Firmen- und Produktnamen sind zum Teil eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Hersteller. Irrtum und Änderung vorbehalten. © <strong>2019</strong> Meilhaus Electronic. Zusätzliche Bilder: Pixabay
Messtechnik<br />
Echtzeit-Spektrumanalysatoren mit<br />
erweiterten Funktionen<br />
Letzes Jahr setzte<br />
Rigol Technologies mit<br />
der neuen Echtzeit-<br />
Spektrumanalysator-<br />
Serie RSA5000 einen<br />
Meilenstein. Jetzt<br />
wurde das Gerät mit<br />
dem Vektor-Signal-<br />
Analyzer-Modus und<br />
dem EMI-Vorabkonformitätsprüfungs-Modus<br />
erweitert.<br />
Autor:<br />
Boris Adlung<br />
Rigol Technologies Europe<br />
GmbH<br />
www.rigol.eu<br />
Diese Serie kombiniert somit<br />
vier unterschiedliche Gerätetypen/Modi<br />
in einem Gerät<br />
und ist daher sehr vielseitig<br />
einsetzbar:<br />
• sweep-basierender Spektrumanalysator<br />
nach dem Überlagerungsprinzip<br />
mit herausragender<br />
Spezifikation<br />
• Echtzeit-Spektrumanalysator<br />
mit einer Echtzeit-Bandbreite<br />
von bis zu 40 MHz<br />
• Vektor-Signal-Analysator für<br />
die Demodulation von digital<br />
modulierten Signalen<br />
• EMI-Modus für die EMV-<br />
Vorabkonformitätsprüfung<br />
Bereits erworbene Geräte können<br />
bei Bedarf der Zusatzfunktionen<br />
mit einem Firmware<br />
Upgrade und der neuen Option<br />
erweitert werden.<br />
Hintergrund der<br />
Entwicklung<br />
Durch den Bedarf an immer<br />
höheren Datenraten ist die Messung<br />
gerade in dem oft genutzten<br />
ISM-Frequenzbereich sehr<br />
anspruchsvoll. Eine Messung<br />
nur mit einem Spektrumanalysator<br />
ist hierbei alleine nicht mehr<br />
ausreichend, da sich die Signale<br />
sehr schnell ändern können und<br />
eine größere Bandbreite in einer<br />
kürzeren Zeitspanne belegt werden<br />
kann. Ein sweep-basierender<br />
Spektrumanalysator kann verwendet<br />
werden um z.B. die HF-<br />
Charakteristik von Signalen über<br />
den Frequenzbereich mit einer<br />
sehr hohen Genauigkeit zu vermessen.<br />
Hierbei bietet Rigols<br />
RSA-Serie eine erweiterte Messfunktion<br />
(AMK, Advanced Measurement<br />
Kit) an, um z.B. den<br />
Einfluss des Hauptsignals auf<br />
die Nachbarkanäle mit der ACP<br />
(Adjacent Channel Power) oder<br />
die belegte Bandbreite (occupied<br />
Bandwidth) zu vermessen.<br />
Auch lassen sich Einzelkomponenten<br />
eines Senders (Verkabelung,<br />
Stecker, Antenne, Verstärker,<br />
Mixer etc.) optimal und<br />
mit sehr hoher Qualität vermessen.<br />
Sobald analysiert werden<br />
soll, was der Empfänger eines<br />
Systems alles „sieht“, reicht<br />
ein sweep-basierender Analyzer<br />
nicht mehr aus. Abhilfe bietet der<br />
Echtzeit-Spektrumanalysator.<br />
Messmöglichkeiten<br />
Durch die nahtlose Erfassung des<br />
Zeitsignals und sehr schnellen<br />
FFT-Umrechnung in den Frequenzbereich<br />
lassen sich alle<br />
Signale erkennen, die auch ein<br />
Empfänger erfasst. Eine mögliche<br />
Doppelbelegung von einem<br />
Band in der begrenzten ISM-<br />
Ressource lässt sich z.B. bei der<br />
Netzeinrichtung (einer Büroplanung,<br />
Produktionslinie usw.)<br />
somit erkennen und vermeiden,<br />
um eine störungsfreie Koexistenz<br />
mehrerer unterschiedlicher<br />
Funksysteme zu gewährleisten.<br />
Durch die unterschiedlichen Darstellungsmöglichkeiten<br />
ist der<br />
Echtzeitmodus eine deutliche<br />
Bereicherung. Der Frequenzbereich<br />
in Kombination mit dem<br />
Zeitbereich lässt sich (mit maximaler<br />
Bandbreite bis zu 40 MHz)<br />
und einer Wasserfalldarstellung<br />
auf einem Display kombinieren.<br />
Verglichen mit der sweep-basierenden<br />
Variante kann man entweder<br />
den Frequenzbereich oder<br />
mit Zero-Span den Zeitbereich<br />
(max. 10 MHz) darstellen. Aber<br />
nicht beides zusammen. Im Echtzeitmodus<br />
lassen sich außerdem<br />
20 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
Messtechnik<br />
lassen sich die zu erwarteten<br />
Daten eingeben (xml-Datei).<br />
Auch für die Zeitbereichsanalyse<br />
von der I- oder Q-Komponente<br />
lassen sich nicht nur die Fehlerabweichung,<br />
die Phase oder<br />
Amplitude der einzelnen Symbole<br />
darstellen, sondern auch<br />
das jeweilige Augendiagramm<br />
(um die Übertragungsqualität<br />
der Datenbits zu beurteilen oder<br />
die Qualität bei der niedrigsten<br />
Sendeleistung ermitteln). Auch<br />
im VSA-Modus lässt sich der<br />
FMT oder Leistungs-Trigger<br />
nutzen und außerdem eine Burst-<br />
Suchfunktion einsetzen.<br />
Bessere EMV-Vorabkonformitätsprüfung<br />
Bild 1: ACP Messung im GPSA Mode<br />
noch zusätzliche Markerfunktionen<br />
nicht nur im Frequenzbereich<br />
und für die Amplitude nutzen,<br />
sondern auch zusätzlich für<br />
den Zeitbereich in der Wasserfalldarstellung.<br />
Somit kann man<br />
bei einem Bluetooth-Datenblock<br />
neben dem Frequenzabstand und<br />
dem Amplitudenunterschied<br />
auch die Datenblocklänge vermessen.<br />
Erweiterte Werkzeuge<br />
Zusätzlich bietet die Echtzeitfunktion<br />
erweiterte Werkzeuge<br />
wie den Frequenzmasken-Trigger<br />
(FMT) oder den Leistungstrigger<br />
an. Mit dem FMT lässt<br />
sich eine Maske auf dem Display<br />
erstellen. Das Gerät kann<br />
z.B. so eingestellt werden, dass<br />
es nur misst, wenn entsprechende<br />
Signalkomponenten<br />
in der Maske enthalten sind.<br />
Somit lassen sich auch sporadische<br />
Signale erfassen. In der<br />
Wasserfalldarstellung können<br />
bis zu 8192 Zeilen aufgenommen<br />
und nachträglich analysiert<br />
werden. Somit ließe sich<br />
z.B. eine Langzeitmessung mit<br />
einem FMT realisieren, bei der<br />
im Nachhinein die Charakteristik<br />
von sporadischen Signalen<br />
analysiert werden kann.<br />
Durch die neue zusätzliche Vektor-Signal-Analyse<br />
(VSA) lassen<br />
sich mit der RSA5000-Serie<br />
jetzt auch digital modulierte<br />
Signale demodulieren. Hierbei<br />
wird mit den bekannten Parametern<br />
(Modulationstyp, Symbolrate,<br />
Filter von Rx und Tx,<br />
Rolloff-Faktor) ein Referenzsignal<br />
im Gerät erzeugt. Dieses<br />
bildet den Empfang eines optimalen<br />
Signals ab und mit diesem<br />
Signal wird das tatsächlich<br />
gemessene Signal verglichen.<br />
Durch den Vergleich ist es möglich,<br />
unterschiedliche Qualitätsmerkmale<br />
der Modulation (z.B.<br />
EVM, Amplituden- oder Phasenfehler<br />
sowie Trägerfrequenzabweichung<br />
und IQ-Imbalance) zu<br />
vermessen.<br />
Durch die erfassten I- und<br />
Q-Werte kann man u.a. ein<br />
Konstellationsdiagramm der<br />
gewünschten Modulationsform<br />
(z.B. 64 QAM, 2FSK etc.) darstellen.<br />
Zusätzlich lässt sich der<br />
decodierte Codestrom abbilden.<br />
Das Gerät kann außerdem einen<br />
Bitfehlertest über einen längeren<br />
Zeitraum durchführen. Hierfür<br />
Mit der neuen EMI-Option<br />
(built-in) ist eine deutlich bessere<br />
EMV-Vorabkonformitätsprüfung<br />
mit der RSA5000/RSA3000-<br />
Serie möglich. Man benötigt<br />
keinen externen PC mehr. Die<br />
Lösung bietet eine volllogarithmische<br />
Darstellung an. Die<br />
Limitbereiche können für unterschiedliche<br />
Traces (z.B. einen<br />
für Average Detektor, einen für<br />
QP Detektor) erstellt werden.<br />
Um Verbesserungsmaßnahmen<br />
umgehend vermessen zu können,<br />
sind bis zu drei Messmeter für<br />
eine „Live-Messung“ darstellbar.<br />
Jedem Messmeter kann ein<br />
unterschiedlicher Detektor und<br />
Bild 2: Echtzeitmessung im ISM Band 2.4 GHz (Dichtedarstellung in Kombination mit Wasserfalldarstellung)<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 21
Messtechnik<br />
Bild 3: Digitale Demodulation eines QPSK modulierten Signals mit kleineren Störungen<br />
ein Limit zugewiesen werden.<br />
Mittels Frequenzänderung des<br />
Metercursors lassen sich diese<br />
auf die gewünschte Frequenz<br />
setzen.<br />
Neben dem AV/Peak-Detektor<br />
können auch der Quasipeak- und<br />
der CISPR-Average-Detektor<br />
genutzt werden. Die 6-dB-Bandbreiten<br />
liegen bei 200 Hz, 9 kHz,<br />
120 kHz und 1 MHz. Die Funktion<br />
bietet in der Scan-Tabelle<br />
die Standardbandbreiten vorab<br />
an, die für die meisten Tests in<br />
Betracht kommen. Jede Bandeinstellung<br />
nutzt die notwendige<br />
Anzahl der Testpunkte, um die<br />
herkömmliche Frequenzauflösung<br />
von RBW/2 zu erfüllen.<br />
Es können auch unterschiedliche<br />
Bandbreiten in der Scantabelle<br />
kombiniert und/oder abgeändert<br />
werden. Somit kann auch<br />
der Dynamikbereich über einen<br />
Testbereich beeinflusst werden,<br />
indem z.B. für einen Bereich der<br />
integrierte Vorverstärker zugeschaltet<br />
wird und für den nächstfolgenden<br />
nicht. Nach dem Test<br />
lässt sich eine Signaltabelle<br />
mit allen Signalkomponenten<br />
und der jeweilige Abstand zum<br />
Limit darstellen. Bei den Limits<br />
lässt sich auch ein gewünschter<br />
Sicherheitsabstand (margin)<br />
hinzuschalten, der bei der<br />
Messung berücksichtigt werden<br />
kann. Falls externe Komponenten<br />
(Dämpfungsglied, Verstärker,<br />
LISN, HF-Verkabelung) benutzt<br />
werden, lassen sich Korrekturwerte<br />
in das Gerät integrieren<br />
(auch über *.csv einlesbar).<br />
Am Ende des Tests lässt sich<br />
mit dem Gerät ein Testbericht<br />
als pdf-Datei erstellen, in dem<br />
die Konfiguration, die Testkurve<br />
sowie die Signaltabelle<br />
abgebildet werden. Zusätzliche<br />
Parameter lassen sich hierbei<br />
integrieren (z.B. Testbereich,<br />
Temperatur, Tester).<br />
Bild 4: EMV Messung mit dem EMI Mode<br />
Mit diesem Testtool lassen<br />
sich jetzt Störungen während<br />
dem Design und vor der EMV-<br />
Abnahme im Labor die jeweiligen<br />
Messobjekte optimal vermessen<br />
um sicherzugehen, dass<br />
die Konformitätsprüfung auch<br />
beim ersten Mal bestanden wird.<br />
Weitere<br />
Möglichkeiten<br />
Wie oben beschrieben, lassen<br />
sich z.B. mit dem sweep-basierenden<br />
Spektrum-Analyzer Einzelkomponenten<br />
eines Sende-/<br />
Empfangssystems vermessen.<br />
Mit dem Echtzeitmodus lässt<br />
sich der genutzte Frequenzbereich<br />
genauer analysieren, man<br />
kann unerwünschte Signale<br />
erfassen und mit dem VSA-<br />
Tool eine digitale Demodulation<br />
durchführen, um die Qualität<br />
der Datenübertragung sowie<br />
des Senders zu überprüfen sowie<br />
Rückschlüsse auf Fehlverhalten<br />
der Unterkomponenten des Senders<br />
zu ermitteln.<br />
Mit der EMI-Option lassen sich<br />
die Robustheit der Sender/Empfänger<br />
sowie deren dazugehörigen<br />
Komponenten vermessen,<br />
um ein optimales, EMVgerechtes<br />
Design zu erreichen.<br />
Die Geräte lassen sich mit ihrer<br />
Vielzahl an Möglichkeiten optimal<br />
im Bereich Entwicklung,<br />
Forschung (IoT oder Sender-/<br />
Empfänger-Design) einsetzen.<br />
Außerdem eignet sich das Gerät,<br />
gerade mit den LAN/USB/<br />
HDMI-Anschlüssen, optimal<br />
zu Lehrzwecken.<br />
Last not least sei angemerkt,<br />
dass Rigol Technologies nach<br />
eigener Einschätzung mit den<br />
Serien RSA5000 und RSA3000<br />
sowie deren erweiterten Funktionen<br />
Geräte mit bestem Preis/<br />
Leistungs-Verhältnis auf dem<br />
Markt gebracht haben. ◄<br />
22 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
BOOSTING your overall test & measurement quality<br />
by patented TDEMI® TECHNOLOGY<br />
685<br />
MHz<br />
REAL-TIME BANDWIDTH<br />
TDEMI® TECHNOLOGY<br />
40<br />
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TDEMI® TECHNOLOGY<br />
The TDEMI® ULTRA is the only Solution providing all the Features of the "FFT-based measuring Instrument" according to<br />
the new Standards with 685 MHz Real-time Bandwidth and CISPR Detectors.<br />
by the inventors of the full compliance real-time FFT based measuring instrument.<br />
gauss-instruments.com
Messtechnik<br />
VNAs zur Spezifizierung von 43,5-GHz-<br />
Frequenzleistung in K-Verbinder-Umgebung<br />
Die Anritsu Company brachte<br />
eine 43,5-GHz-Frequenzoption<br />
für ihre 2- und 4-Port- Vektor-<br />
Netzwerkanalysatoren (VNAs)<br />
M S 4 6 1 2 2 B , M S 4 6 3 2 2 B ,<br />
MS46522B und MS46524B der<br />
Gerätefamilie ShockLine auf den<br />
Markt, und zwar mit garantierten<br />
Spezifikationen unter Verwendung<br />
von Verbindern und Baugruppen<br />
des Herstellers Anritsu<br />
vom Typ Extended-KTM. Die<br />
Gerätefamilie ShockLine wird<br />
zum ersten VNA, der die spezifizierte<br />
43,5-GHz-Funktion in<br />
einer K-Verbinder-Umgebung<br />
unterstützt, und bringt für Hochfrequenzanwendungen,<br />
darunter<br />
5G, Satelliten- und Signalintegritätsanwendungen<br />
deutliche<br />
Vorteile in punkto Testkosten<br />
und Markteinführungszeit.<br />
Mit der Einführung der Kalibrier-Kits<br />
Extended-K und des<br />
Zubehörs kann eine Verwendung<br />
unkomfortabler Adapter<br />
oder eines kompletten Wechsels<br />
des Verbindertyps entfallen.<br />
Sie gibt Konstruktionsund<br />
Fertigungstechnikern eine<br />
effiziente Lösung an die Hand<br />
und fügt die kritischen 3,5 GHz<br />
zu einer Testumgebung hinzu,<br />
die für die Verifizierung von in<br />
neuen Anwendungen verwendeten<br />
Produkten zum Einsatz<br />
kommt. Die zusätzlichen 3,5<br />
GHz garantierter Frequenzabdeckung<br />
ermöglicht es Kunden,<br />
in der K-Verbinder-Umgebung<br />
zu bleiben. Sie müssen nicht auf<br />
kostenintensivere und weniger<br />
strapazierfähige 2,4-mm-Verbinder<br />
ausweichen und können<br />
somit Kosten sparen und die<br />
Kompatibilität über Testumgebungen<br />
hinweg erhöhen.<br />
D i e S h o c k L i n e - V N A s<br />
MS46122B, MS46322B und<br />
MS46522B sind 2-Port-VNAs,<br />
die hinsichtlich Preis und Leistung<br />
in drei verschiedenen<br />
Konfigurationen zur Verfügung<br />
stehen, um den Anforderungen<br />
an eine breite Anwendungspalette<br />
gerecht zu werden. Die<br />
VNAs MS46122B mit USB-<br />
Anschluss sind in einem kompakten<br />
1U-Gehäuse untergebracht<br />
und werden über USB<br />
extern von einem kundenseitig<br />
bereitgestellten PC gesteuert.<br />
Der MS46322B ist in einem in<br />
sich geschlossenen, kompakten<br />
und robusten 2U-Gehäuse verbaut,<br />
welches Netzteil und Computer<br />
enthält. Der Performance<br />
VNA MS46522B der Gerätefamilie<br />
ShockLine liefert in zahlreichen<br />
Testanwendungen bis<br />
zu 92 GHz einen bislang nie<br />
dagewesenen Nutzen und eine<br />
beispiellose Leistung.<br />
Für 4-Port-Testumgebungen<br />
gibt es die Baureihe ShockLine<br />
MS46524B. Die VNAs sind in<br />
Form eines Multiport-VNA wirtschaftlich<br />
und leistungsmäßig<br />
effizient, mit dem Ziel, Testkosten<br />
zu senken und die Markteinführung<br />
zu beschleunigen.<br />
■ Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
Konfigurierbare 50-GHz-Testkabel mit hoher Lebensdauer<br />
Sucoflex 550S erweitert bei Huber+Suhner<br />
das vorhandene Produktportfolio um eine<br />
individuelle Lösung mit interessantem<br />
Preis/Leistungs-Verhältnis. Hintergrund:<br />
Professionelle Anwender wünschen sich<br />
konfektionierte Test- und Messkabel, die<br />
robust, präzise und langlebig sind. Für<br />
sie hat Huber+Suhner jetzt die leistungsstarken<br />
50-GHz-Mikrowellenkabel-<br />
Assemblies des Typs Sucoflex 550S auf<br />
den Markt gebracht – eine konfigurierbare<br />
Lösung, die die längste derzeit erhältliche<br />
Lebensdauer besitzt.<br />
Im Gegensatz zu konventionellen Produkten<br />
ist Sucoflex 550S in maßgeschneiderten<br />
Längen erhältlich. Standardausführungen<br />
können sofort ab Lager bezogen<br />
werden, kundenspezifische Konfigurationen<br />
sind kurzfristig verfügbar. Das neuste<br />
Mitglied der Produktfamilie Sucoflex<br />
500 zeichnet sich durch mögliche über<br />
100.000 Biegevorgänge aus und bietet<br />
weitere außergewöhnliche Vorteile, wie<br />
die hohe Übertragungsleistung und ein<br />
verbessertes, robustes Design für Langlebigkeit.<br />
Das patentierte Rundknet-Verfahren<br />
von Huber + Suhner verleiht den<br />
Sucoflex-550S-Assemblies die Flexibilität<br />
von Koaxialkabeln mit verseiltem Innenleiter<br />
(Litze) und gleichzeitig die elektrischen<br />
Eigenschaften von Kabeln mit<br />
massivem Innenleiter (Draht). Durch die<br />
längere Lebensdauer der Assemblies wird<br />
ein reibungsloser Testablauf gewährleistet<br />
und die Kosteneffizienz erhöht.<br />
Die Kabel-Assemblies halten Abrieb,<br />
Druck und Feuchtigkeit stand, was sie<br />
zur optimalen Lösung für Kunden macht,<br />
die ein präzises und langlebiges Produkt<br />
suchen. Das Anwendungsgebiet umfasst<br />
zahlreiche Test- und Messanwendungen<br />
wie Labortests, HF-Produktionstests mit<br />
hohem Durchsatz und Vektor-Netzwerkanalysator-Messungen<br />
bis 50 GHz.<br />
■ Huber+Suhner Gruppe<br />
www.hubersuhner.com<br />
24 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
Quarze und Oszillatoren<br />
Kompakte Quarzoszillatoren<br />
für anspruchsvolle<br />
Anwendungen<br />
Hochstabiler OCXO<br />
mit geringem<br />
Phasenrauschen<br />
IQD hat einen hochstabilen temperaturgesteuerten<br />
Quarzoszillator (OCXO) auf den<br />
Markt gebracht, der auch eine ausgezeichnete<br />
Kurzzeitstabilität bietet. Der IQOV-<br />
220 gewährleistet eine außergewöhnliche<br />
Frequenzstabilität von bis zu ±0,5 ppb über<br />
den gesamten industriellen Temperaturbereich<br />
von -40 bis +85 °C mit einer Kurzzeitstabilität<br />
(Allan-Deviation) von 0,5 ppt<br />
(tau = 1 s).<br />
In den besonders kompakten Baugrößen<br />
2016 und 2520 verfügbar sind die vier<br />
neuen, ab sofort bei SE Spezial-Electronic<br />
erhältlichen Quarzoszillator-Familien<br />
DSO211SX, DSO221SX, DSO211SXF und<br />
DSO221SXF von KDS.<br />
Dank des weiter optimierten firmeneigenen<br />
Quarzdesigns und innovativen integrierten<br />
Funktionen zur Frequenzanpassung erzielen<br />
die neuen Oszillatoren über einen weiten Betriebstemperaturbereich<br />
von -40 bis +125 °C<br />
eine Frequenzstabilität von bis zu ±50 ppm.<br />
Der Ausgangsfrequenzbereich reicht dabei<br />
von 1 bis 125 MHz, die Versorgungsspannung<br />
kann zwischen 1,6 bis 3,6 V variieren.<br />
Weitere Modelle in neuen Bauformen und<br />
mit einer Stabilität von ±25 ppm sind für<br />
Oktober dieses Jahres geplant.<br />
Darüber hinaus zeichnen sich die RoHSkonformen<br />
DSO211SX-, DSO221SX-,<br />
DSO211SXF- und DSO221SXF-Quarzoszillatoren<br />
durch einen vollständigen Verzicht<br />
auf Blei aus, was zu einer hervorragenden<br />
Umweltverträglichkeit führt. Ein weiterer<br />
Pluspunkt ist die Bauform mit sichtbaren<br />
Lötstellen, die eine automatisierte optische<br />
Inspektion (AOI) ermöglicht, wenn der Baustein<br />
auf vom Kunden selbst entwickelte<br />
Leiterplatten gelötet wird.<br />
Die SX-Serie adressiert vor allem den Markt<br />
für Fahrzeugausrüstungen. Sie entspricht<br />
sowohl den Autonomous-Driving-Level-<br />
II-Vorgaben als auch dem Zuverlässigkeitsstandard<br />
AEC-Q100/AEC-Q200 für Fahrzeugkomponenten.<br />
Die SXF-Serie deckt<br />
unterschiedlichste Anwendungsfelder in<br />
den Bereichen Konsumgüter, Telekommunikation<br />
und Industrie ab.<br />
Ausführliche Informationen zu den Quarzoszillator-Familien<br />
DSO211SX, DSO221SX,<br />
DSO211SXF und DSO221SXF können unter<br />
timing@spezial.com angefordert werden.<br />
■ SE Spezial-Electronic GmbH<br />
www.spezial.com<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong><br />
Mit einer Holdover-Spezifikation von 6<br />
µs über 24 Stunden, einem Nahphasenrauschen<br />
von typisch -140 dBC/Hz @10 Hz<br />
und einem Fernphasenrauschen von typisch<br />
-160 dBc/Hz @100 kHz eignet sich der<br />
IQOV-220 ideal für Hochleistungssynthesizer,<br />
Netzwerktaktgeber, Radar & Satellitenkommunikation.<br />
Der IQOV-220 ist mit 10 MHz erhältlich<br />
und befindet sich in einem 36 x 27 mm<br />
großen, hermetisch dichten Industriestandard-Metallgehäuse<br />
mit Durchgangsloch.<br />
Dieser Sinuswellen-OCXO ist in der Lage,<br />
Lasten bis zu 50 Ohm anzusteuern. Dabei<br />
arbeitet er mit 12 V, wobei er während der<br />
Aufwärmphase maximal 5 W und im stationären<br />
Zustand bei 25 °C maximal 1,2 W<br />
verbraucht.<br />
Der neue OCXO verfügt über eine Frequenzeinstellung<br />
an Pin 2, die es ermöglicht,<br />
die Frequenz um ±0,4 ppm mit einer Steuerspannung<br />
von 0 bis 8 V zu ziehen, was ausreicht,<br />
um zehn Jahre Alterung abzudecken.<br />
Diese neue Familie ist Teil einer umfangreichen<br />
Palette von OCXOs, die von IQD<br />
erhältlich sind, darunter solche mit extrem<br />
niedriger Phasenrauschleistung und ultrakleinem<br />
Gehäuse.<br />
■ IQD Frequency Products, Ltd.<br />
www.we-online.de<br />
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Analog Devices, Inc. stellte eine<br />
HF-Datenwandler-Plattform mit<br />
Mixed-Signal-Frontend (MxFE)<br />
vor, die sich durch eine leistungsfähige<br />
Verarbeitung analoger<br />
und digitaler Signale für<br />
eine ganze Palette von Funkausrüstungen<br />
beispielsweise für<br />
4G-LTE- oder 5G-Millimeterwellentechnik<br />
auszeichnet. Die<br />
neue MxFE-Plattform AD9081/2<br />
von ADI ermöglicht Herstellern<br />
die Installation von Multiband-<br />
Funklösungen mit demselben<br />
Platzbedarf wie Singleband-<br />
Lösungen, wobei sich die von<br />
heutigen 4G-LTE-Basisstationen<br />
gebotene Verbindungskapazität<br />
verdreifacht. Dank ihrer Kanalbandbreite<br />
von 1,2 GHz bietet<br />
die neue MxFE-Plattform jenen<br />
Mobilfunkanbietern, die ihre<br />
Sendemasten mit mehr Antennen<br />
ausrüsten, außerdem die Möglichkeit,<br />
die von den kommenden<br />
mmWave-5G-Lösungen gestellten<br />
höheren Anforderungen an<br />
die Senderdichte und die Datenrate<br />
zu erfüllen.<br />
Indem er einen größeren Teil<br />
der Frequenzumsetzer- und Filterfunktionen<br />
aus dem analogen<br />
in den digitalen Bereich verlagert,<br />
bietet der AD9081/2 den<br />
Designern die nötige Software-<br />
Konfigurierbarkeit zur Individualisierung<br />
ihrer Funklösungen.<br />
Die neue mehrkanalige MxFE-<br />
Plattform erfüllt auch die Anforderungen<br />
weiterer Breitbandanwendungen<br />
in 5G-Prüf- und<br />
Messausrüstungen, im Video-<br />
Streaming über Breitbandkabel,<br />
in Phased-Array-Radarsystemen<br />
mit mehreren Antennen sowie in<br />
LEO-Satellitennetzwerken (Low<br />
Earth Orbit).<br />
„Die Mobilfunkmasten stoßen<br />
hinsichtlich der Zahl der Antennen,<br />
die auf ihnen montiert werden<br />
müssen, langsam an ihre<br />
Grenzen. Unsere Kunden wünschen<br />
sich deshalb leichtgewichtigere<br />
Multiband-Funklösungen,<br />
die in das heutige Format passen“,<br />
kommentiert Kimo Tam,<br />
General Manager bei der High-<br />
Speed Mixed-Signal Group<br />
von Analog Devices. „Auf der<br />
Wunschliste stehen außerdem<br />
softwaredefinierte HF-Plattformen<br />
mit der nötigen Konfigurierbarkeit<br />
und Skalierbarkeit,<br />
um ein und dieselbe Plattform<br />
in verschiedenen Regionen und<br />
Anwendungsfällen nutzen zu<br />
können.”<br />
Die MxFE-Bausteine AD9081<br />
und AD9082 enthalten acht bzw.<br />
sechs HF-Datenwandler, die mit<br />
28-nm-CMOS-Prozesstechnologie<br />
hergestellt werden. Beide<br />
MxFE-Optionen kommen auf die<br />
industrieweit größte momentane<br />
Signalbandbreite von bis zu 2,4<br />
Die Firma Spinner hat ihrem<br />
DAB-Portfolio leistungsfähige<br />
Bandpassfilter mit wassergekühlten<br />
200-mm-Highpower-<br />
Resonatoren für bis zu 8 kW<br />
Eingangsleistung hinzugefügt.<br />
Diese fügen sich perfekt ein in<br />
das bestehende Highpower-Filterportfolio<br />
zwischen 200-mm-<br />
Resonatoren (5,5 kW) und<br />
245-mm-Resonatoren (10 kW).<br />
GHz und vereinfachen damit das<br />
Hardwaredesign, indem weniger<br />
Frequenzumsetzungen benötigt<br />
werden und die Anforderungen<br />
an die Filter gelockert werden<br />
können. Dieser neue Integrationsgrad<br />
kommt den verengten<br />
Platzverhältnissen, mit denen<br />
Designer von Funksystemen zu<br />
tun haben, sehr entgegen, da die<br />
Anzahl der Bauelemente reduziert<br />
und gegenüber alternativen<br />
Bauelementen eine Verringerung<br />
der Leiterplattenfläche um 60 %<br />
erreicht wird.<br />
Die MxFE-Plattform verarbeitet<br />
einen größeren Teil des HF-<br />
Spektrums und bringt integrierte<br />
DSP-Funktionen mit. Anwender<br />
können dadurch die programmierbaren<br />
Filter sowie die digitalen<br />
Auf- und Abwärtswandler-<br />
Blöcke so konfigurieren, dass<br />
bestimmte Anforderungen an<br />
die Bandbreite des Funksignals<br />
erfüllt werden. Das Resultat ist<br />
eine Verringerung des Stromverbrauchs<br />
auf ein Zehntel gegenüber<br />
Architekturen, in denen<br />
HF-Wandlung und Filterung im<br />
FPGA erfolgen. Gleichzeitig<br />
werden wertvolle Prozessor-Ressourcen<br />
freigesetzt oder es wird<br />
den Entwicklern die Möglichkeit<br />
gegeben, auf einen kostengünstigeren<br />
FPGA zu wechseln.<br />
■ Analog Devices, Inc.<br />
www.analog.com<br />
DAB-Filter und -Weichen für<br />
höchste Leistungen<br />
Mit dem Hochleistungsfilter für<br />
10 kW und dem neuen 8-kW-<br />
Filter bietet Spinner die derzeit<br />
leistungsfähigsten DAB-Maskenfilter<br />
auf dem Markt an. Die<br />
neuen 8-kW-DAB-Maskenfilter<br />
sind integriert verfügbar in<br />
CIB-Weichen mit einer Schmalbandleistung<br />
von bis zu 16 kW<br />
und einer maximal zulässigen<br />
Leistung von 60 kW am Breitbandanschluss.<br />
Die Filter gibt es<br />
als Ausführung mit sechs Resonatoren<br />
(BN 617165) und acht<br />
Resonatoren (BN 617167).<br />
Filter mit acht Resonatoren<br />
ermöglichen auch bei sehr hohen<br />
Leistungen und den damit einhergehenden<br />
steileren Flanken<br />
28 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
Bauelemente<br />
GaN-Halbleiter für Zukunftstechnologien<br />
Seit Januar diesen Jahres hat Finepower<br />
sein Produktportfolio um Niederspannungs-<br />
Halbleiter aus Galliumnitrid (GaN) der Efficient<br />
Power Conversion Corporation (EPC)<br />
erweitert. Auf GaN basierende Applikationen<br />
ermöglichen völlig neue Lösungen<br />
in so unterschiedlichen Bereichen wie<br />
drahtloser Stromversorgung, autonomem<br />
Fahren, Hochgeschwindigkeits-Mobilkommunikation,<br />
Satellitentechnik bis hin<br />
zu Transformationen in der medizinischen<br />
Versorgung.<br />
Der Partner EPC ist führender Anbieter<br />
von GaN-basierten Energiemanagement-<br />
Technologien. Das Team um Firmengründer<br />
Dr. Alex Lidow kann auf eine jahrzehntelange<br />
Erfahrung bei der Entwicklung<br />
von Leistungshalbleitern bauen und<br />
hat auf diesem Gebiet mehrfach Pionierarbeit<br />
geleistet. Nur mit GaN-Schaltern<br />
wird es gelingen, die Leistungsdichte<br />
von Energiewandlern wie etwa DC/DC-<br />
Konvertern oder Onboard-Ladegeräten<br />
in Zukunft signifikant zu erhöhen. Schon<br />
heute nutzt deshalb EPC die Vorteile von<br />
GaN-Leistungstransistoren in einem breiten<br />
Spektrum von 15- bis 350-V-Schaltern<br />
mit Industrie- sowie Automotivqualifizierungen<br />
(AECQ-101).<br />
Mit Fokussierung auf Entwicklung und<br />
Vertrieb moderner Leistungselektronik<br />
hat sich Finepower seit 2001 als zuverlässiger<br />
Partner in zukunftsträchtigen Märkten<br />
wie der Informationstechnik, erneuerbarer<br />
Energien, Medizintechnik, Automotive<br />
sowie E-Mobilität etabliert.<br />
Eine eigene Entwicklungsabteilung sowie<br />
deutschlandweit tätige Ansprechpartner<br />
beraten bei der Auswahl und Implementierung<br />
von Systemkomponenten und<br />
entwickeln bei Bedarf auch applikationsspezifische<br />
Lösungen bis zur Serienreife.<br />
Die Kunden profitieren vom technischen<br />
Knowhow erfahrener Servicetechniker<br />
sowie weltweiter Logistik- und Design-<br />
Unterstützung.<br />
■ Finepower GmbH<br />
www.finepower.com<br />
Duales USB/Ethernet-Schaltermodul für DC<br />
bis 40 GHz<br />
in den DAB-Maskenanforderungen<br />
die Einhaltung des ETSI-<br />
Standards.<br />
Es gibt daneben auch neuer<br />
Maskenfilter für niedrige Eingangsleistungen:<br />
Bis 300 W<br />
bietet Spinner ein Filter an, das<br />
anders als die auf Teilspektren<br />
optimierten Vorgängermodelle<br />
im gesamten DAB-Frequenzbereich<br />
einstellbar auf den jeweiligen<br />
Betriebsblock ist. Mit sechs<br />
etwa 80 mm großen Resonatoren<br />
hat dieses Filter eine Höhe von<br />
2 RU (Rack Units) und kann<br />
in 19-Zoll-Standardgestelle integriert<br />
werden. Ebenfalls im<br />
19-Zoll-Format verfügbar sind<br />
die neuen CIB- und Sternpunkt-<br />
Weichen mit 600 W Schmalbandleistung<br />
bzw. 300 W pro<br />
Eingang.<br />
Für Stationen mit wenigen DAB-<br />
Sendern ist das Konzept der<br />
Sternpunktschaltung eine ökonomische<br />
und kompakte Lösung,<br />
verglichen mit einer alternativen<br />
Zusammenschaltung aus Einzelmaskenfilter<br />
und CIB-Weiche.<br />
Daher erweiterte Spinner die<br />
Produktpalette im Bereich der<br />
DAB-Sternpunktweichen um<br />
Weichen für 3 und 5,5 kW pro<br />
Eingang.<br />
■ Spinner GmbH<br />
www.spinner-group.com<br />
Von Mini-Circuits kommt mit<br />
dem RC-2SP4T-40 ein über<br />
USB/Ethernet steuerbares duales<br />
SP4T-Schaltermodul, welches<br />
zum Beispiel Test-Applikationen<br />
mit Frequenzen von 0 bis 40<br />
GHz unterstützen kann. Dieses<br />
Modul enthält ein Paar von<br />
unabhängig voneinander steuerbaren<br />
elektromechanisch funktionierenden<br />
SP4T-Schaltern.<br />
Jeder dieser Schalter zeichnet<br />
sich durch 50 dB Isolation bei<br />
40 GHz und eine Einfügedämpfung<br />
von 1,1 dB bei 40 GHz<br />
aus. Die Schaltbox ist mit den<br />
Abmessungen 5,5 x 6 x 2,25 Zoll<br />
klein genug, um un eine Laptop-<br />
Tasche zu passen und wurde mit<br />
2,92-mm-HF-Anschlüssen ausgestattet.<br />
Diese Schalteinheit<br />
wird zusammen mit der nutzerfreundlichen<br />
GUI Software<br />
von Mini-Circuits ausgeliefert<br />
sowie mit einer vollen API und<br />
mit Programmierungsinstruktionen<br />
für Windows- und Linux-<br />
Umgebungen.<br />
Weitere technische Daten<br />
• Einsatztemperaturbereich<br />
0 bis 40 °C<br />
• Lagertemperaturbereich<br />
-15 bis +85 °C<br />
• Einfügedämpfung DC bis<br />
6 GHz/18...26,5 GHz max.<br />
0,2/0,7 dB<br />
• Isolation DC bis<br />
6 GHz/18...26,5 GHz min.<br />
70/55 dB<br />
• SWR DC bis 6 GHz/<br />
18...26,5 GHz max. 1,3/1,7<br />
• Schaltzeit typ. 25 ms<br />
• Eingangsleistung (cold) DC<br />
bis 18/26,5...40 GHz max.<br />
20/5 W<br />
• Versorgungsspannung typ.<br />
24 V, max. 26 V<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 29
Bauelemente<br />
Koaxialer Adapter verbindet<br />
1,85-mm-F mit 2,92-mm-M<br />
Der koaxiale Adapter 185F-KM+ von Mini-<br />
Circuits kann eine 1,85-mm-Buchse mit<br />
einem 2,92-mm-Stecker verbinden und ist<br />
für den Frequenzbereich DC bis 40 GHz ausgelegt.<br />
Dieser Adapter zeichnet sich durch<br />
ein exzellentes SWR von 1,04, eine geringe<br />
Einfügedämpfung von 0,11 dB (Nennwerte)<br />
und einen flachen Verlauf der Kennwerte<br />
über den gesamten Frequenzbereich aus.<br />
Der Adapter hat eine robuste Konstruktion<br />
aus rostfreiem Stahl und weist eine Länge<br />
von nur 0,79 Inch auf.<br />
Weitere technische Daten<br />
• Einsatztemperaturbereich<br />
-55 bis +100 °C<br />
• Lagertemperaturbereich<br />
-55 bis +100 °C<br />
• Systemimpedanz 50 Ohm<br />
• Einfügedämpfung DC bis 8 GHz/<br />
18...26,5 GHz typ. 0,05/0,15 dB<br />
• Einfügedämpfung DC bis 8 GHz/<br />
18...26,5 GHz max. 0,3/0,3 dB<br />
• SWR DC bis 8 GHz/18...26,5 GHz typ.<br />
1,01/1,06<br />
• SWR DC bis 8 GHz/18...26,5 GHz max.<br />
1,15/1,15<br />
Cavity-Filter mit 2,4 bis 2,5<br />
GHz Durchlassbereich<br />
Von Mini-Circuits kommt mit dem ZVBP-<br />
2450-S+ ein Bandpass-Cavity-Filter (Hohlraumfilter)<br />
für Signale im Bereich 2,4...2,5<br />
GHz, wie sie beispielsweise in Applikationen<br />
wie ISM, Radio Location oder Mobilkommunikation<br />
auftreten. Dieses Filter zeichnet<br />
sich durch 0,7 dB Einfügedämpfung im<br />
Passband, ein Passband-SWR von 1,3 und<br />
eine hohe Unterdrückung in den Stopbändern<br />
aus, gekennzeichnet durch eine Unterdrückung<br />
von beispielsweise 55 dB bei<br />
2260 bzw. 2635 MHz. Das robuste Design<br />
verträgt bis zu 15 W HF-Eingangsleistung<br />
und ist gegen Beschädigung etwa bei unerwünschter<br />
Verstimmung gut geschützt. Das<br />
pulverbeschichtete Aluminumgehäuse misst<br />
5,2 x 1,38 x 1,18 Zoll einschließlich der<br />
SMA-F-Anschlüsse.<br />
Weitere technische Daten<br />
• Einsatztemperaturbereich<br />
-40 bis +85 °C<br />
• Lagertemperaturbereich<br />
-55 bis +100 °C<br />
• Systemimpedanz 50 Ohm<br />
• Center-Frequenz 2450 MHz<br />
• Einfügedämpfung max. 1,3 dB<br />
• SWR im Passband max. 1,5<br />
• Dämpfung bei 2635...2780 MHz<br />
min. 40 dB<br />
• Dämpfung bei 2120...2260 MHz<br />
min. 40 dB<br />
• Dämpfung bei 4...6 GHz typ. 40 dB<br />
• Dämpfung bis 2120 MHz min. 70 dB,<br />
typ. 80 dB<br />
Reflektionsfreie Tiefpassfilter<br />
mit 6 GHz Eckfrequenz<br />
Von Mini-Circuits kommt mit dem Modell<br />
XLF-662M+ ein MMIC, der ein reflektionsfreies<br />
Tiefpassfilter mit einem Passband von<br />
DC bis 6 GHz und einem nominellen Stopband<br />
von 9,2 bis 26 GHz verkörpert. Dieses<br />
Filter zeichnet sich durch 1,3 dB Passband-<br />
Einfügedämpfung, ein SWR von 1,2 im<br />
Passband sowie eine Stopband-Unterdrückung<br />
von 30 dB im Bereich 9,2...14 GHz<br />
bzw. 36 dB im Bereich 14... 26 GHz aus.<br />
Dabei werden in diesen Frequenzbereichen<br />
SWRs von typisch 1,3 bzw. 1,5 erreicht,<br />
sodass praktisch auch Stopband-Signale<br />
nicht reflektiert werden. Dies unterbindet<br />
Spurious-Störsignale und erhöht dadurch<br />
den Dynamikbereich des Systems. Hinzu<br />
kommt eine hohe Leistungsverträglichkeit<br />
von bis zu 5 W im Passband und 1,3 W<br />
im Stopband. Hergestellt wird das Filter<br />
mit der IPD-Technologie auf GaAs-Basis,<br />
sodass eine kleine Ausführung mit 3 x 3 mm<br />
großem QFN-Gehäuse möglich ist.<br />
Weitere technische Daten<br />
• Einsatztemperaturbereich<br />
-55 bis +105 °C<br />
• Lagertemperaturbereich<br />
-65 bis +150 °C<br />
• Systemimpedanz 50 Ohm<br />
• Einfügedämpfung DC bis 6 GHz max.<br />
3,1 dB<br />
• -3-dB-Grenzfrequenz 6740 MHz<br />
• Dämpfung im Bereich 9,2...14...26 GHz<br />
min. 21/25 dB<br />
Impulsverstärker für Pulse<br />
mit 2,5 kHz bis 700 MHz<br />
Der neue Verstärker ZPUL-30P+ von Mini-<br />
Circuits ist ein koaxial ausgeführter nichtinvertierender<br />
Pulse Amplifier für eine Vielzahl<br />
von Applikationen mit Pulsfrequenzen<br />
im Bereich 0,0025 bis 700 MHz. Dieser<br />
Verstärker ist in der Lage, Impulse mit<br />
Breiten zwischen 6 und 15 µs mit 1,1 ns<br />
typischer Anstiegs- bzw. Abfallzeit und<br />
1,5 ns typischer Verzögerungszeit zu verarbeiten.<br />
Er weist eine Verstärkung von 35 dB<br />
bei ±0,6 dB Flatness bis 700 MHz, einen<br />
IP3 von 34 dBm und eine 1-dB-Kompressionsgrenze<br />
(P1dB) von 22 dBm auf. Sein<br />
robustes elektrisches Design schützt ihn vor<br />
Falschpolung der Betriebsspannung sowie<br />
offenem und kurzgeschlossenem Ausgang.<br />
Das widerstandsfähige Aluminumgehäuse<br />
misst 3,75 x 2 x 1,8 Zoll einschließlich der<br />
SMA-Anschlüsse und des Kühlkörpers.<br />
Weitere technische Daten<br />
• Einsatztemperaturbereich<br />
-20 bis +65 °C<br />
• Lagertemperaturbereich<br />
-55 bis +100 °C<br />
• Eingangsleistung max. 10 dBm<br />
• Systemimpedanz 50 Ohm<br />
• Verstärkung min. 29 dB<br />
• Ein- und Ausgangs-SWR typ. 2<br />
• Betriebsspannung nom. 24 V<br />
• Stromaufnahme max. 400 mA<br />
■ Mini Circuits<br />
sales@minicircuits.com<br />
www.minicircuits.com<br />
30 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
Verstärker<br />
4-W-Ka-Band-Endverstärker<br />
MACOM Technology Solutions,<br />
Inc. gab mit der Einführung des<br />
MAAP-011250 eine Erweiterung<br />
seines Portfolios an hochlinearen<br />
Ka-Band-Endstufen bekannt.<br />
Der MAAP-011250 eignet sich<br />
für kommerzielle VSAT-Außeneinheiten<br />
der nächsten Generation.<br />
Sein ausgewogenes Design<br />
bietet Systementwicklern, unabhängig<br />
von ihrer Leiterplattenimpedanz,<br />
eine gleichbleibende<br />
Kompatibilität.<br />
Angesichts der anhaltenden<br />
Nachfrage nach Hochgeschwindigkeits-,<br />
Breitband- und<br />
Datenkonnektivität beobachtet<br />
MACOM Veränderungen in<br />
Festnetzen wie HFC und Glasfaser<br />
sowie in terrestrischen drahtlosen<br />
Netzwerken und SatCom,<br />
um diesen Bedarf zu decken. Die<br />
Anforderungen an höhere Datenraten<br />
und Bandbreiten erfordern<br />
immer höhere Leistungen,<br />
Frequenzen und Linearität der<br />
MMICs. Um diesen Ansprüchen<br />
gerecht zu werden, bietet<br />
MACOM sowohl Katalog- als<br />
auch kundenspezifische SatCom-<br />
Lösungen an.<br />
Der MAAP-011250 ist ein<br />
vierstufiger, symmetrischer<br />
4-W-Leistungsverstärker,<br />
der in einem bleifreien 5 mm<br />
32-poligen AQFN-Kunststoffgehäuse<br />
montiert ist. Dieser<br />
Leistungsverstärker arbeitet<br />
von 27,5 bis 30 GHz und bietet<br />
24 dB lineare Verstärkung,<br />
4 W gesättigte Ausgangsleistung<br />
und IP3 von 41 dBm bei<br />
einer Vorspannung von 6 V. Der<br />
MAAP-011250 kann als Leistungsverstärkerstufe<br />
oder als<br />
Treiberstufe in Anwendungen<br />
mit höherer Leistung eingesetzt<br />
werden. Der Verstärker ergänzt<br />
MACOMs Portfolio an Ka-Band<br />
Gain Blockverstärkern, Treibern,<br />
Mischern und PAs und liefert<br />
einen kompletten Chipsatz für<br />
leistungsstarke drahtlose Breitband-Datenverbindungen.<br />
■ MACOM Technology<br />
Solutions, Inc.<br />
www.macom.com<br />
Hybrider Doherty-GaN-<br />
Power-Amplifier<br />
Applikationen. Dieser zweistufige<br />
Power Amplifier kann bis<br />
zu 5 W im Frequenzbereich von<br />
3,5 bis 3,7 GHz liefern. Er weist<br />
eine Verstärkung von 26 dB und<br />
eine Effizienz von 42% auf. Der<br />
Amplifier ist in einem 10,8 x 15,8<br />
x 4,2 mm messenden Surface-<br />
Mount-Package untergebracht.<br />
Weitere Kennzeichen: Sättigungsleistung<br />
28 W, Versorgungsspannung<br />
31 V, Transistortechnologie<br />
GaN on SiC,<br />
Gewicht 2 g, Einsatztemperatur<br />
-30 bis 85 °C.<br />
■ RFHIC<br />
rfhic.com<br />
Breitbandverstärker<br />
für 100 kHz bis 50<br />
GHz<br />
MACOM Technology Solutions,<br />
Inc. kündigte einen neuen Breitbandverstärker<br />
an, der sowohl in<br />
Bare-Die- als auch in Surface-<br />
Mount-Gehäuse-Formaten verfügbar<br />
ist. Der MAAM-011238<br />
eignet sich für den Einsatz in<br />
5G-Prüf- und Messgeräten<br />
(T&M) und gibt Systemdesignern<br />
die Möglichkeit, mit einem<br />
einzigen Verstärker 5G-Anwendungen<br />
im Frequenzbereich von<br />
sub-6 GHz bis mmW zu realisieren.<br />
Der MAAM-011238 unterstützt<br />
den Breitbandbetrieb von 100<br />
kHz bis 50 GHz (67,5 GHz<br />
für die Bare-Die-Version) mit<br />
einem typischen Gain von 14<br />
dB bei 30 GHz. Die Ein- und<br />
Ausgänge sind vollständig auf<br />
50 Ohm abgestimmt, mit einer<br />
typischen Rückflussdämpfung<br />
von 10 dB über das gesamte<br />
Band. Die Benutzerfreundlichkeit<br />
wird durch die Verwendung<br />
einer positiven Gate-Vorspannung<br />
erhöht, wodurch die<br />
Notwendigkeit einer negativen<br />
Spannungsversorgung und eines<br />
Bias-Sequenzers entfällt. Der<br />
integrierte Power-Detektor des<br />
MAAM-011238 vereinfacht das<br />
Systemdesign weiter und spart<br />
gleichzeitig wertvollen Platinenplatz.<br />
Der MAAM-011238 soll eine<br />
effektive Breitbandverstärkerlösung<br />
für 5G-Tests im Bereich<br />
Sub-6 GHz bis mmW liefern.<br />
Die Modelle MAAM-011238<br />
und MAAM-011238-DIE sind<br />
ab sofort verfügbar.<br />
■ MACOM Technology<br />
Solutions, Inc.<br />
www.macom.com<br />
Mit dem Zusatz des 4-W-Verstärkers<br />
bietet MACOM jetzt 2, 2,3,<br />
3, 4 und 7 W Ausgangsleistung<br />
in einem Frequenzbereich von<br />
27 bis 31,5 GHz. Diese neuen<br />
GaAs-basierten Ka-Band PAs<br />
bieten eine hohe lineare Verstärkung,<br />
die es den Kunden ermöglicht,<br />
die Leistung vom Eingangs-<br />
zum Ausgangsanschluss<br />
mit minimalen Kompromissen<br />
effizient zu erhöhen.<br />
Der RTH353705X ist ein „fully<br />
matched Doherty GaN hybrid<br />
power amplifier module“ und<br />
wurde designed für 5G-Massive-<br />
MIMO-Systeme, Small Cells und<br />
Lowpower-Remote-Radio-Head-<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 35
Kabel und Stecker<br />
Neuer Koax-Steckverbindertyp 1.5-3.5<br />
Der neue<br />
Steckverbindertyp<br />
1.5-3.5 von<br />
Telegärtner bietet die<br />
Leistungsfähigkeit<br />
größerer Typen bei<br />
deutlich geringerem<br />
Platzbedarf.<br />
Leistungsfähige Mobilfunknetze<br />
übertragen immer anspruchsvollere<br />
Dienste mit weiter<br />
zunehmenden Datenraten. Diese<br />
Entwicklung wird von Smart-<br />
City-Applikationen mit ihren<br />
Pico-Zellen und der Vielfalt<br />
kommender 5G-Anwendungen<br />
forciert. Hohe Datenraten müssen<br />
für viele Anwender zuverlässig<br />
zur Verfügung stehen.<br />
Räumliche Beschränkungen<br />
erschweren den Auf- und Ausbau<br />
der dafür nötigen Infrastruktur<br />
jedoch, was Errichter wie Betreiber<br />
vermehrt unter Druck setzt.<br />
Der neue Steckverbindertyp 1.5-<br />
3.5 bietet die Leistungsfähigkeit<br />
größerer Typen bei deutlich<br />
geringerem Platzbedarf.<br />
Die neue Serie 1.5-3.5 basiert auf dem bewährten Design der Serien 4.3-10 und 2.2-5<br />
Immer mehr Daten<br />
Moderne Mobilfunknetze<br />
werden immer leistungsfähiger.<br />
Immer mehr Daten gilt<br />
es immer schneller und immer<br />
zuverlässiger an immer mehr<br />
Teilnehmer zu übertragen, denn<br />
unsere heutige mobile Gesellschaft<br />
hat kein Verständnis für<br />
langsame Verbindungen ins<br />
Internet und für Einbußen bei<br />
Sprache, Bild und Video. Alles<br />
muss schnell gehen und zwar<br />
überall: „Any service, anywhere,<br />
anytime“ – beliebige<br />
Dienste überall und jederzeit<br />
in Anspruch zu nehmen ist<br />
mittlerweile selbstverständlich<br />
geworden. Dazu kommt,<br />
dass voll- oder teilautomatisierte<br />
Anwendungen wie die<br />
intelligente Verkehrssteuerung<br />
und das autonome Fahren auf<br />
schnelle, sichere und zuverlässige<br />
Verbindungen zwingend<br />
angewiesen sind. Und mit 5G<br />
werden Anwendungen möglich,<br />
von denen man vor Jahren allenfalls<br />
zu träumen gewagt hätte.<br />
Mit anspruchsvoller werdenden<br />
Diensten steigen zwangsläufig<br />
auch die Anforderungen an die<br />
Netze, die das alles übertragen<br />
müssen. Nie war der Bandbrei-<br />
Björn Jacoby und<br />
Dirk Traeger<br />
Telegärtner Karl Gärtner<br />
GmbH<br />
www.telegaertner.de<br />
Der Stecker der Serie 1.5-3.5 ist für ¼-Zoll-Wellmantel-Kabel optimiert, die Buchse für Semiflex-Kabel UT 85, UT 141<br />
und UT 250<br />
36 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
0.37"<br />
1.36"<br />
0.35"<br />
60 dB Rejection / High-Q<br />
FILTERS<br />
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(718) 934-4500 sales@minicircuits.com www.minicircuits.com<br />
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BOOTH# 2240<br />
576 Rev Orig_Show_P<br />
DISTRIBUTORS<br />
576 Rev Orig_P show.indd 1 7/17/19 3:57 PM
Kabel und Stecker<br />
Der kompakte 1.5-3.5 spart ca. 47% Platz gegenüber dem 2.2-5- und sogar 77% gegenüber dem 4.3-10-Steckverbinder<br />
tenbedarf so groß wie heute.<br />
Gleichzeitig machen sich Platzbeschränkungen<br />
immer mehr<br />
bemerkbar, nicht nur auf Antennenmasten<br />
und Standorten für<br />
Funkzugangspunkte von Pico-<br />
Zellen, sondern auch in der Verteilung<br />
und Verkabelung. Die<br />
neue Steckverbinder-Generation<br />
1.5-3.5 löst dieses Problem<br />
elegant und zuverlässig.<br />
Performance auf<br />
engem Raum<br />
Aufbauend auf den Erfolgen<br />
der richtungsweisenden Steckverbinder<br />
4.3-10 und 2.2-5<br />
entwickelte Telegärtner den<br />
kompakten, leistungsfähigen<br />
1.5-3.5-Steckverbinder für die<br />
Mobilfunknetze von heute und<br />
morgen.<br />
Der innovative Steckverbinder<br />
bietet übertragungstechnische<br />
Werte, die bis vor kurzem in<br />
so kompakten Abmessungen<br />
nicht möglich waren. So beträgt<br />
die Platzersparnis bei einer<br />
typischen 1.5-3.5-Flanschbuchse<br />
47% gegenüber dem kompakten<br />
2.2-5- und sogar 75% gegenüber<br />
dem 4.3-10-Steckverbinder. Von<br />
den beiden bewährten „größeren<br />
Brüdern“ übernahm der 1.5-<br />
3.5 die in der Praxis beliebten<br />
Verriegelungsvarianten Screw<br />
(Schraubvariante mit Außensechskant,<br />
für extreme Umweltbedingungen)<br />
und Push-Pull<br />
(selbstverriegelnder Schnellanschluss,<br />
für häufiges Ein- und<br />
Ausstecken), die alle an der gleichen<br />
Flanschbuchse verwendet<br />
werden können.<br />
Screw und Hand Screw sind<br />
am selben Stecker kombiniert<br />
ausgeführt, sodass der Errichter<br />
vor Ort entscheiden kann, ob er<br />
den Stecker per Hand oder mit<br />
dem Drehmomentschlüssel festschraubt.<br />
Für die zuverlässige<br />
Signalübertragung sorgt eine<br />
besonders niedrige passive Intermodulation<br />
(PIM) von -166 dBc<br />
bei 2 x 43 dBm im Frequenzbereich<br />
bis 6 GHz in der Standardausführung.<br />
In der Spezial-Ausführung sind<br />
Einsatzbereiche bis 30 GHz<br />
möglich. Trotz seiner geringen<br />
Abmessungen kann der 1.5-<br />
3.5 eine beachtliche Leistung<br />
übertragen, so beispielsweise<br />
bis zu 100 W bei 2 GHz. Die<br />
Fachbücher für die<br />
Praxis<br />
Praxiseinstieg in die<br />
Spektrumanalyse<br />
Joachim Müller,<br />
21 x 28 cm, 198 Seiten,<br />
zahlr. überwiegend farbige Abb.<br />
Diagramme, Plots<br />
ISBN 978-3-88976-164-4,<br />
beam-Verlag 2014, 38,- €<br />
Art.-Nr.: 118106<br />
Ein verständlicher Einstieg in die<br />
Spektrumanalyse - ohne höhere<br />
Mathematik, der Schwerpunkt liegt<br />
auf der Praxis mit Vermittlung von<br />
viel Hintergrundwissen.<br />
Hintergrundwissen:<br />
• Der Zeit- und Frequenzbereich,<br />
Fourier<br />
• Der Spektrumanalyzer nach dem<br />
Überlagerungsprinzip<br />
• Dynamik, DANL und Kompression<br />
• Trace-Detektoren, Hüllkurvendetektor,<br />
EMV-Detektoren<br />
• Die richtige Wahl des Detektors<br />
• Moderne Analyzer, FFT, Oszilloskope<br />
mit FFT<br />
• Auswahl der Fensterung - Gauß,<br />
Hamming, Kaiser-Bessel<br />
• Die Systemmerkmale und Problemzonen<br />
der Spektrumanalyzer<br />
• Korrekturfaktoren, äquivalente<br />
Rauschbandbreite, Pegelkorrektur<br />
• Panorama-Monitor versus Spektrumanalyzer<br />
• EMV-Messung, Spektrumanalyzer<br />
versus Messempfänger<br />
Messpraxis:<br />
• Rauschmessungen nach der<br />
38 hf-praxis 8/<strong>2019</strong><br />
Y-Methode, Rauschfaktor, Rauschmaß<br />
• Einseitenbandrauschen, Phasenrauschen<br />
• Signal/Rauschverhältnis, SNR,<br />
S/N, C/N<br />
• Verzerrungen und 1 dB-Kompressionspunkt<br />
• Übersteuerung 1.Mischer - Gegenmaßnahmen<br />
• Intermodulationsmessungen<br />
• Interceptpoint, SHI, THI, TOI<br />
• CW-Signale knapp über dem<br />
Rauschteppich<br />
• Exakte Frequenzmessung (Frequenzzählerfunktion)<br />
• Messung breitbandiger Signale<br />
• Kanalleistungsmessung, Nachbarkanalleistungsmessung<br />
• Betriebsart Zero-Span<br />
• Messung in 75-Ohm-Systemen<br />
• Amplituden- und Phasenmodulation<br />
(AM, FM, WM, ASK, FSK)<br />
• Impulsmodulation, Puls-Desensitation<br />
• Messungen mit dem Trackingenerator<br />
(skalare Netzwerkanalyse)<br />
• Tools auf dem PC oder App’s fürs<br />
Smart-Phone<br />
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de<br />
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■ Power Handling up to 3W<br />
■ Rugged Construction for Harsh Environments<br />
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DISTRIBUTORS<br />
602_revOrig_P_Xformers&Baluns _show.indd 1<br />
7/17/19 3:47 PM
Kabel und Stecker<br />
Die miniaturisierte Bauweise der Serie 1.5-3.5 erlaubt ein sehr kleines<br />
Rastermaß von bis zu 10 mm<br />
Steckverbinder sind für über<br />
100 Steckzyklen ausgelegt, der<br />
Steckerkontakt ist auch in nichtgestecktem<br />
Zustand durch die<br />
praxisgerechte Konstruktion<br />
vor Beschädigungen geschützt.<br />
Einsatz in der Praxis<br />
Ob Screw/Hand Screw oder<br />
Push-Pull, beide Steckervarianten<br />
bieten die Schutzgrad IP68<br />
und eignen sich für Anwendungen<br />
in rauen Umgebungen<br />
im Innen- und im Außenbereich.<br />
Mit dem erweiterten Temperaturbereich<br />
von -40 bis +85 °C<br />
und einer Spannungsfestigkeit<br />
von 1,5 kV bei 50 Hz eignet sich<br />
der robuste Stecker für vielfältige<br />
Anwendungen wie beispielsweise<br />
Mobilfunknetze, Small<br />
Cells, Pico Cells, Low Power<br />
Remote Radio Units, In-Building-Wireless<br />
und Distributed<br />
Antenna Systems (DAS), die von<br />
den kompakten Abmessungen<br />
des leistungsfähigen Steckverbinders,<br />
den es in gerader und<br />
in gewinkelter Ausführung gibt,<br />
profitieren.<br />
Facherrichter schätzen Vielfalt<br />
der Kabelzuführung und der Verriegelungsmöglichkeiten<br />
Screw<br />
und Push-Pull. So können sie<br />
die projekt- und anwendungsspezifisch<br />
optimale Version<br />
wählen, was die Installation in<br />
der rauen Praxis bei Wind und<br />
Wetter, in großen Höhen und<br />
bei eingeschränktem Platz unter<br />
chronischem Zeitdruck enorm<br />
erleichtert.<br />
Der Stecker ist für ¼-Zoll-Wellmantel-Kabel<br />
optimiert, die<br />
Buchse für Semiflex-Kabel UT<br />
85, UT 141 und UT 250. Neben<br />
Stecker und Buchsen als Einzelteile<br />
stehen für eine besonders<br />
einfache und zeitsparende<br />
Installation auch anschlussfertig<br />
konfektionierte Kabel in Standard-<br />
und in kundenspezifischen<br />
Längen zur Verfügung, ebenso<br />
verschiedene Adapter zu anderen<br />
Steckverbinder-Serien wie<br />
beispielsweise 4.3-10, 7-16,<br />
PC3.5 und N.<br />
Fazit<br />
Der neue 1.5-3.5-Steckverbinder<br />
wurde für Anwendungen entwickelt,<br />
bei denen es auf hohe<br />
Übertragungsqualität ankommt,<br />
für die Verkabelung und deren<br />
Installation jedoch nur wenig<br />
Platz zur Verfügung steht. Trotz<br />
seiner mit SMA Steckverbindern<br />
vergleichbaren Größe ist er PIMstabil<br />
und für Outdoor-Einsätze<br />
geeignet. Mit den Verriegelungsarten<br />
Screw und Push-Pull und<br />
den Ausführungen mit geradem<br />
und gewinkeltem Kabelabgang<br />
ermöglicht er auch dort eine problemlose<br />
Installation, wo andere<br />
Steckverbinder nicht mehr eingesetzt<br />
werden können. ◄<br />
Hohlleiter/Koax-<br />
Adapter für den<br />
mmWave-Bereich<br />
Mit den neuen Spinner-Übergängen von<br />
Hohlleiter auf Koax für das V-, E- und<br />
W-Band können Anwender ihren Hohlleiteraufbau<br />
direkt mit den Koaxialports<br />
von VNA- oder mmWave-Extendermodulen<br />
verbinden. In Laborumgebungen<br />
sollte man außerdem immer die passenden<br />
Adapter zur Hand haben: Übergänge von<br />
Hohlleiter auf Koax und je nach Bedarf als<br />
Steckern oder -buchse. Diese praxisorientierten<br />
Lösungen sparen Zeit und ermöglichen<br />
es den Testingenieuren, sich auf die<br />
eigentliche Testarbeit zu konzentrieren.<br />
Mit diesen neuen Adaptern von Spinner<br />
können Anwender schneller testen. Sie sparen<br />
Zeit mit robusten NMD-Schnittstellen<br />
für den direkten Anschluss von Millimeterwellenleitern<br />
an die robusten Koaxialports<br />
von mmWave-VNAs. Ultraniedrige<br />
Verluste sind außerdem gewährleistet.<br />
½ Zoll und die Steckergrößen 4.3-10 und<br />
7-16 dauerhaft und sofort lieferbar.<br />
Im Laufe des letzten Jahrzehnts hat Spinner<br />
über 10 Mio. konfektionierte Koaxialkabel<br />
in mehr als 7000 Varianten hergestellt und<br />
verkauft. Dank modernster Fertigungstechnologien<br />
und der kontinuierlichen Prozessoptimierungen<br />
gelingt es Spinner, schnell<br />
und zuverlässig das zu produzieren, was<br />
Anwender gerade benötigen.<br />
Jumper-Kabel ist<br />
maßgeschneidert für<br />
jede Anforderung<br />
Oft steht der konkrete Bedarf an konfektionierten<br />
Koaxialkabeln für die Installation<br />
an Mobilfunk-Sendemasten oder bei<br />
In-Building-Projekten erst sehr kurzfristig<br />
fest. Spinner ist bekannt dafür, maßgeschneiderte<br />
Koaxialkabel schnell, flexibel<br />
und in praktisch unbegrenzter Variantenvielfalt<br />
anzubieten. So sind über 10.000<br />
Jumper-Kabel der besonders häufig verwendeten<br />
Kabeltypen SF ½ Zoll und LF<br />
Der Vorteil von konfektionierten Kabeln<br />
ist, dass diese automatisiert im Werk gelötet<br />
und montiert werden. Dies verleiht<br />
ihnen bessere elektrische und mechanische<br />
Eigenschaften im Vergleich zu manuell<br />
montierten Steckverbindern.<br />
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40 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
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584 Rev Orig_Show_P<br />
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584 Rev Orig_P Show.indd 1 7/17/19 4:07 PM
Antennen<br />
Anpassungs-Kennwerte unter der Lupe<br />
Einfluss der Anpassung auf die<br />
Basisstationsabdeckung<br />
Mit aktuellem Bezug<br />
auf Basisstationen von<br />
Mobilfunk-Netzwerken<br />
versucht dieser Artikel,<br />
den Einfluss der<br />
Anpassung innerhalb<br />
der Antennenanlage auf<br />
die Reichweite deutlich<br />
zu machen.<br />
Beim Aufbau von zellularer<br />
Infrastruktur strebt man – wie<br />
in der Funktechnik üblich – die<br />
Maximierung der HF-Leistung<br />
auf die Antenne an. Als Voraussetzung<br />
dafür wird Anpassung<br />
innerhalb des Antennensystems<br />
angesehen. Anpassung meint in<br />
der Regel Leistungsanpassung;<br />
diese lässt sich durch ineinander<br />
umrechenbare Kennwerte<br />
wie Rückflussdämpfung (Return<br />
Loss) oder Stehwellenverhältnis<br />
(SWR) ausdrücken. (Anmerkung:<br />
Das V für Voltage bei<br />
VSWR ist verzichtbar, da dies<br />
auch für den Strom gilt, ebenso<br />
ist das :1 verzichtbar.)<br />
Anpassung und<br />
Wirkungsgrad –<br />
Bekanntes und weniger<br />
Bekanntes<br />
Betreibt man eine Signalquelle<br />
(Sender) leistungsangepasst,<br />
muss man einen Wirkungsgrad<br />
von 50% in Kauf nehmen. Das<br />
Ersatzschaltbild einer Quelle<br />
besteht aus einer theoretischen<br />
Urspannungsquelle (Innenwiderstand<br />
null) und dazu in Reihe<br />
dem Innenwiderstand der eigentlichen<br />
praktischen Quelle. Bei<br />
Leistungsanpassung teilt sich<br />
die Leistung der Urspannungsquelle<br />
1:1 auf Innenwiderstand<br />
und Lastwiderstand auf.<br />
Es wird manchmal übersehen,<br />
dass der schlechte Wirkungsgrad<br />
vermeidbar ist, ohne sich weitere<br />
Nachteile einzuhandeln. Dazu<br />
muss man einen Sender mit möglichst<br />
geringem Innenwiderstand<br />
bauen oder auch extern herabtransformieren.<br />
Man rückt dann<br />
von der Leistungsanpassung in<br />
Richtung Spannungsanpassung<br />
ab. Man kann jetzt zwar nicht die<br />
maximal mögliche Leistung aus<br />
dem Sender schöpfen, wird aber<br />
mit besserer Effizienz belohnt.<br />
Ein theoretischer Wirkungsgrad<br />
wird praktisch durch verschiedene<br />
Einflüsse vermindert. Fasst<br />
man den Begriff „Wirkungsgrad“<br />
recht weit und definiert ihn auf<br />
Basis von abgestrahlter und in<br />
der Senderendstufe in Wärme<br />
umgesetzter HF-Leistung, so<br />
sind hier in erster Linie die<br />
Kabeldämpfung, die Dämpfung<br />
von Steckverbindern und<br />
der Antennenwirkungsgrad zu<br />
nennen.<br />
Oft wird angenommen, dass<br />
Reflexionen infolge von Fehlanpassung<br />
auf dem Antennensystem<br />
den Wirkungsgrad drücken.<br />
Dies muss aber nicht so<br />
sein. Bei Reflexionen kann es<br />
ebenso zu einer Verbesserung<br />
des Wirkungsgrads kommen.<br />
Entscheidend ist hier die Phasendifferenz<br />
zwischen hinlaufender<br />
und rückreflektierter<br />
Welle am Senderausgang. Ist<br />
diese bei der Spannung gleich,<br />
geht alle rückreflektierte Leistung<br />
in die Urspannungsquelle,<br />
entlastet diese also (Wirkungsgrad-Verbesserung).<br />
Sind jedoch<br />
die Spannungen in der invers<br />
zueiander (180° Versatz), geht<br />
alle rückreflektierte Leistung<br />
in den Sender-Innenwiderstand<br />
und drückt damit den Wirkungsgrad,<br />
näher erklärt in [1]. Da die<br />
Phasenverhältnisse am Senderausgang<br />
von Antennenimpedanz<br />
wie auch elektrischer Leitungslänge<br />
und somit Signalfrequenz<br />
abhängen, nimmt man – auch<br />
wenn man zu den Fachleuten<br />
gehört, die das Problem kennen<br />
– die Dinge in der Regel so<br />
wie sie kommen. 0° und 180°<br />
Versatz sind ja Extremfälle, in<br />
der Praxis werden sich höchstwahrscheinlich<br />
weniger extreme<br />
Verhältnisse einstellen.<br />
Ein wesentlicher Unterschied<br />
zwischen den Systemen mit<br />
leistungsangepasstem und nicht<br />
leistungsangepasstem Sender<br />
besteht übrigens darin, dass im<br />
ersten Fall alle reflektierte Leistung<br />
im Sender „verschwindet“,<br />
während es im zweiten Fall zur<br />
Rückreflexion eines Teils der<br />
reflektierten Leistung am Senderausgang<br />
kommt. In diesem<br />
Fall ist also reflektierte Leistung<br />
nicht vollständig „verlorene“<br />
Leistung. Da die reflektierte<br />
Leistung bei guter Praxis jedoch<br />
recht gering ist, hat dies lediglich<br />
theoretische Bedeutung.<br />
SWR, Return Loss &<br />
Reflexionskoeffizient<br />
Das SWR lässt nicht direkt auf<br />
die reflektierte Leistung schließen.<br />
Ein SWR von 2 oder 3<br />
bedeutet lediglich 11 % oder<br />
25 % reflektierte Leistung. Das<br />
SWR ist das Verhältnis des größeren<br />
zum kleineren Widerstand.<br />
Etwa bei einer „Stoßstelle“ 75<br />
Ohm auf 50 Ohm beträgt es<br />
also 1,5.<br />
Da jedoch die Rückflussdämpfung<br />
(Return Loss) in dB angegeben<br />
wird, informiert auch sie<br />
nicht direkt über die reflektierte<br />
Leistung. Diese ist um den der<br />
dB-Angabe entsprechenden Faktor<br />
geringer als die ankommende<br />
Leistung. Ein gängiges Mindestmaß<br />
im gesamten Arbeitsfrequenzbereich<br />
ist 18 dB. Das<br />
bedeutet 1/64 reflektierte Leistung.<br />
Stellt sich die Frage, ob<br />
weniger als 2 % reflektierte<br />
Leis tung irgendeinen praktisch<br />
relevanten Einfluss auf die Performance<br />
haben. Man sollte<br />
sich also vor „Return-Loss-<br />
Fetischismus“ hüten! Mit 12 dB<br />
entsprechend rund 6 % lässt es<br />
sich möglicherweise auch noch<br />
ganz gut leben.<br />
Zu möglichen Irritationen beim<br />
Return Loss trägt beispielsweise<br />
auch [2] bei, indem unnötigerweise<br />
ein „Power Lost due to<br />
reflection (dB)“ errechnet wird.<br />
Dieser folgt natürlich nicht der<br />
bei dem praktisch interessierenden<br />
„% Power Lost“ geltenden<br />
Regel „3 dB = doppelte<br />
bzw. halbe Leistung“, und man<br />
könnte sich sparen, ausführlich<br />
darauf hinzuweisen.<br />
Kritisch zu erwähnen wären<br />
hier auch noch Anpasstransformatoren<br />
für 50- auf 75-Ohm-<br />
Systeme. Es errechnet sich, um<br />
einen dritten Anpassungsparameter<br />
ins Spiel zu bringen, ein<br />
Reflexionskoeffizient (bescheidener:<br />
Reflexionsfaktor) von<br />
r = (75 Ohm - 50 Ohm)/(75 Ohm<br />
+ 50 Ohm) = 0,2.<br />
Das ist nicht weit von 0 entfernt,<br />
und damit ist dieser Koeffizient<br />
ein guter praktischer Wegweiser.<br />
Besser noch: Quadriert man ihn,<br />
erhält man den Faktor, um den<br />
die hingeschickte Leistung größer<br />
ist als die reflektierte. 0,2 2 =<br />
0,04, also 4% reflektierte Leistung.<br />
Das entspricht auch einem<br />
SWR von 1,5 (= 75 Ohm/50<br />
Ohm) bzw. einem Return Loss<br />
von 14 dB (s. Tabelle 1). Jedoch<br />
haben diese Transformatoren<br />
einen Wirkungsgrad um 90 %,<br />
wandeln also schon etwa 10 %<br />
der HF-Leistung unvermeidlich<br />
in Wärme...<br />
42 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
Antennen<br />
Bild 1: Anhand von Eckdaten aus dem Mobilfunkbereich wird hier<br />
anschaulich gemacht, dass ein Retun Loss über etwa 15 dB kaum mehr eine<br />
Systemverbesserung bewirkt (Quelle: [2])<br />
Typische Mobilfunk-<br />
Situation<br />
In [2] findet sich folgende Formel<br />
für den „Ausbreitungsverlust“:<br />
Propagation Loss (L P ) = -27,56<br />
+ 20 log 10 (f) + n x 10 log 10 (d)<br />
f ... Frequenz in MHz<br />
n = 3 für Großstadtverhältnisse<br />
d = Reichweite (Distanz in m)<br />
Dahinter steckt im Grunde die<br />
grundlegende Formel für die<br />
Freiraumdämpfung. Warum<br />
diese frequenzabhängig ist, wird<br />
z.B. in [3] näher erläutert. Mit<br />
Kenntnis der Empfängerempfindlichkeit<br />
lässt sich so die<br />
sichere Distanz d ermitteln bei<br />
einem gegebenen ausgesendeten<br />
Signalleistungs-Level.<br />
Angenommen werden:<br />
• Sendeleistung (Transmitted<br />
Power, PT) = 20 W = 43 dBm<br />
• Frequenzen = 700, 850, 1900,<br />
2100 MHz<br />
• Feed-System-Dämpfung<br />
(Loss) durch Absorption (LA)<br />
= 2,5 dB<br />
• Feed-System-Verlust durch<br />
Reflektion (LR) variabel<br />
• Antennengewinn (G) = 17 dBi<br />
• gewünschter Leistungs-Level<br />
am Empfänger (PR) = -75<br />
dBm<br />
Durch Einbringen des Antennengewinns<br />
wird aus der Freiraumdämpfung<br />
allerdings die Streckendämpfung<br />
[3]. Es gilt nun:<br />
P R = P T - L A - L R + G - L P<br />
Die beim Empfänger ankommende<br />
Leistung wird also durch<br />
LA, LR und den Propagation<br />
Loss (L P ) gemindert und um Sendeleistung<br />
(P T ) und Gewinn der<br />
Antenne (G) quasi verstärkt. Ein<br />
aktuelles Link-Budget könnte<br />
noch andere Variablen mit einbeziehen,<br />
um die Vorhersage zu<br />
verbessern. Durch Einsetzungen<br />
und nach d umgestellt, ergibt<br />
sich folgende Form:<br />
Return Loss<br />
in dB<br />
d = 10^ ((P T - P R - L A + 10 log 10 (1<br />
- 10^(-RL/10)) + G + 27,56 - 20<br />
log 10 (f))/(n x 10))<br />
Damit lässt sich der Zellenradius<br />
als eine Funktion von Frequenz<br />
und Return Loss darstellen.<br />
Für die oben genannten Frequenzen<br />
als Parameter kann<br />
man auf dieser Basis einen Plot<br />
erstellen, der die Distanz in<br />
Abhängigkeit vom Return Loss<br />
für -75 dBm Signalpegel auf der<br />
Empfangsantenne angibt, siehe<br />
Bild 1. Alle vier Kurven fallen<br />
ab einem Return Loss über<br />
15 dB fast senkrecht. Dies zeigt<br />
anschaulich, dass Bemühungen<br />
um höhere Return-Loss-Werte<br />
nicht sinnvoll sind. (Dennoch<br />
halbiert natürlich der Sprung von<br />
z.B. 15 auf 18 dB die reflektierte<br />
Leistung.)<br />
Return Loss<br />
verbessern – to do &<br />
not to do<br />
Eine gute Methode, die Return-<br />
Loss-Performance zu verbessern,<br />
könnte eine Distance-to-Fault-<br />
Messung (DTF) sein [2]. Etwa<br />
mit einem präzisen Abschlusswiderstand<br />
sorgt man für bestmögliche<br />
Anpassung, misst dann die<br />
Leistung und kehrt zum relaen<br />
System zurück, wo man ebenfalls<br />
die Leistung misst. Lose<br />
oder bewusst gelockerte HF-<br />
Steckverbinder sind immer zu<br />
vermeiden. Ebenso ist es ein<br />
schlechtes Vorgehen, Jumper-<br />
Kabel-Längen zu erhöhen. Falls<br />
wie oft die Antenne die bedeutendste<br />
Quelle von Reflexionen<br />
ist, so wird zwar ein hinzugefügtes<br />
Kabel mit 0,5 dB Verlust<br />
eine Verbesserung beim Return<br />
Loss von 1 herbeiführen. Jedoch<br />
ist dies trotzdem keine gute Idee,<br />
denn der Abdeckungs-Radius<br />
wird nun verkleinert. Wenn man<br />
auf diese Weise beim Return<br />
Loss von 17 auf 18 dB kommt,<br />
so wird in [2] gezeigt, ergibt sich<br />
eine signifikante Reduktion der<br />
Funk-Abdeckung. „Adding loss<br />
is never a good way to improve<br />
site performance!” FS<br />
Quellen<br />
[1] F. Sichla: HF-Leitungen verstehen<br />
und nutzen, DARC Verlag<br />
Baunatal 2012<br />
[2] White Paper “The Impact<br />
of Return Loss on Base Station<br />
Coverage in Mobile Networks”,<br />
11410-00974, 2018 Anritsu<br />
Company<br />
[3] F. Sichla: Kosmische Kommunikation,<br />
beam Verlag Marburg<br />
2018<br />
SWR Reflexionskoeffizient reflektierte<br />
Leistung in %<br />
4 4,42 0,63 40<br />
5 3,57 0,56 32<br />
6 3,01 0,5 25<br />
7 2,61 0,45 20<br />
8 2,32 0,4 16<br />
9 2,1 0,35 13<br />
10 1,92 0,32 10<br />
11 1,78 0,28 7,9<br />
12 1,67 0,25 6,3<br />
13 1,58 0,22 5<br />
14 1,5 0,2 4<br />
15 1,43 0,18 3,2<br />
16 1,38 0,16 2,5<br />
17 1,33 0,14 2<br />
18 1,29 0,13 1,6<br />
Tabelle 1: SWR, Reflexionskoeffizient und reflektierter Leistungsanteil bei 4 bis 18 dB Return Loss, gerundet<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 43
Grundlagen<br />
Was sind Location-based Services?<br />
• kommerzielle Anwendungen,<br />
wie soziale Medien, RCS und<br />
Mapping<br />
• Abruf der Wettervorhersage<br />
• aktuellste Navigation<br />
GNSS-basierte<br />
Ortung<br />
Die primäre Methode für die<br />
Standortbestimmung basiert<br />
auf dem GNSS (Global Navigation<br />
Satellite System). Das<br />
bekannteste GNSS ist das GPS<br />
(Global Positioning System).<br />
Moderne Geräte unterstützen<br />
jedoch gleichzeitig mehrere<br />
GNSS-Konstellationen (z.B.<br />
GPS und Glonass). Weitere<br />
GNSS-Konstellationen wie Galileo<br />
und BeiDou sind aktuell in<br />
der Entwicklung.<br />
Bildquelle: Rohde & Schwarz<br />
Location-based-<br />
Services (LBS) erlauben<br />
es ihren Nutzern, mobil<br />
mit ihrer Umwelt<br />
zu interagieren. Die<br />
Betonung liegt dabei<br />
auf „Umwelt“. Per<br />
Handy können dazu<br />
die Standortdaten<br />
ermittelt werden. Das<br />
bedeutet, dass LBS<br />
vorrangig über Apps<br />
und Smartphones<br />
funktionieren.<br />
unter Nutzung von<br />
Informationen von<br />
Rohde & Schwarz<br />
Die Position des Users stellt<br />
das Mobiltelefon fest, indem es<br />
die kontaktiere(n) Funkzelle(n)<br />
identifiziert. Dieser Prozess wird<br />
als Cell-ID bezeichnet. Die Cell-<br />
ID verrät den ungefähren Aufenthaltsort<br />
des Nutzers. Somit<br />
können diesem standortbezogene<br />
Dienste angeboten werden.<br />
Genauer betrachtet<br />
Doch ganz so einfach ist das<br />
nicht. Beispielsweise müssen<br />
verschiedene Systeme zusammenarbeiten,<br />
nämlich Positionsund<br />
Ortsermittler. Weiter benötigt<br />
das Mobiltelefon bestimmte<br />
Programme und Funktionen, wie<br />
zum Beispiel GPS. Die darüber<br />
gesammelten Daten werden an<br />
den/die jeweiligen Dienstanbieter<br />
weitergegeben. Deren Dienste<br />
können „reaktiv“ sein oder<br />
„provokativ“. Im ersten Fall fordert<br />
der Nutzer eine bestimmte<br />
Information direkt an, im zweiten<br />
Fall erhält er unaufgefordert<br />
allgemeine Informationen rund<br />
um den Aufenthaltsort.<br />
LBS ermöglicht es also dem<br />
User zum Beispiel, Orte in seiner<br />
Umgebung zu finden, die<br />
für ihn interessant sein könnten,<br />
Stichwort Point of Interest (POI).<br />
Etwa als Tourist kann man über<br />
sein Mobiltelefon herausfinden,<br />
wo man in der Nähe seines<br />
Hotels gut essen gehen<br />
kann. Oder der Nutzer kann<br />
über LBS feststellen, ob und wo<br />
sich Freunde in der Umgebung<br />
befinden und ob und worüber sie<br />
zum Beispiel Bilder oder Videos<br />
posten. In der Wirtschaft lassen<br />
sich Werbung oder Kampagnen<br />
mit einem Ortsbezug attraktiver<br />
und passender für die Zielgruppe<br />
gestalten.<br />
Der neue LBS-Trend<br />
Anwendungen mit standortbezogenen<br />
Diensten auf Basis von<br />
A-GNSS, OTDOA und eCID<br />
nehmen stark zu. Denn zu den<br />
oben genannten Anwendungsbeispielen<br />
gesellen sich beispielsweise<br />
weiter:<br />
• Standortbestimmung von<br />
Mobilfunkgeräten für verschiedene<br />
Notfallanwendungen<br />
(E911, eCall, ERA-<br />
Glonass)<br />
Was ist A-GNSS?<br />
Assisted GNSS (A-GNSS) wird<br />
von Mobilfunkgeräten verwendet,<br />
um die Leistung zu verbessern<br />
auf Basis einer schnelleren<br />
TTFF (Time to First Fix)<br />
und einer verbesserten Empfindlichkeit.<br />
In A-GNSS unterstützt<br />
das zellulare Netzwerk<br />
den GNSS-Empfänger, indem<br />
es Assistenzdaten für die empfangbaren<br />
Satelliten bereitstellt.<br />
Diese Daten können dann zwischen<br />
dem Drahtlosnetzwerk<br />
und dem Smartphone entweder<br />
über die Steuerebene (C-Ebene)<br />
unter Verwendung der Steuerkanäle<br />
und Signalisierung gemäß<br />
3GPP (Antennenpolarisation<br />
linear,LPP, rechts- (RRLP) oder<br />
RRC) ausgetauscht werden,<br />
oder über die Benutzerebene<br />
(U-Ebene) über einen IP-Kanal<br />
unter Verwendung von SUPL<br />
(Secure User Plane Location),<br />
definiert von der Open Mobile<br />
Alliance (OMA). Die Assistenzdaten<br />
variieren außerdem abhängig<br />
vom GNSS und dem verwendeten<br />
Mobilfunkstandard,<br />
beispielsweise LTE, WCDMA<br />
oder GSM.<br />
Netzbasierte Ortung<br />
LTE-Erweiterungen umfassen<br />
die Unterstützung netzwerkbasierter<br />
Ortungsannäherungen:<br />
44 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
Grundlagen<br />
A-GPS<br />
Assisted-GPS ist ein Verfahren, bei dem<br />
der GPS-Empfänger von einem assistierenden<br />
Server aktuelle Daten (Ephemeris,<br />
Almanach, GPS-Zeit, Status) zu den Satelliten<br />
erhält. Großer Vorteil des A-GPS-<br />
Verfahrens ist, dass die TTFF (Time To<br />
First Fix), insbesondere unter schwierigen<br />
Empfangsbedingungen, deutlich verkürzt<br />
wird. Beim Online-Verfahren werden die<br />
Daten auf das mobile Endgerät per GPRS-<br />
Verbindung übertragen, beim Offline-Verfahren<br />
per Internet-Download und PC.<br />
Cell-ID (CID, Cell<br />
Identification)<br />
Die Mobilfunkzellen-Identifikation ist<br />
im GSM-Netz eine eindeutige Kennzahl,<br />
welche einer Basisstation zugeordnet ist.<br />
eCall<br />
Emergency Call (eCall) ist ein von der<br />
Europäischen Union vorgeschriebenes<br />
automatisches Notrufsystem für Kraftfahrzeuge,<br />
das die Hersteller ab dem 31. März<br />
2018 in alle neuen Modelle von Pkw und<br />
leichten Nutzfahrzeugen einbauen müssen.<br />
Durch die Kombination aus Mobilfunkkommunikation<br />
und Satellitenpositionierung<br />
können Autofahrer bei Verkehrsunfällen<br />
rasch Hilfe erhalten.<br />
eCID<br />
steht für Execution Context Identifier.<br />
ERA-Glonass<br />
ist ein russisches Projekt auf Basis von<br />
Glonass, mit dem Autofahrer durch die<br />
Kombination aus Mobilfunkkommunikation<br />
und Satellitenpositionierung bei<br />
Verkehrsunfällen rasch Hilfe erhalten<br />
können. Solche Systeme werden auch als<br />
automatisierte Notrufsysteme bezeichnet.<br />
ERA-Glonass und eCall sind harmonisiert.<br />
Jedoch beinhaltet das russische<br />
System ergänzende Erweiterungen wie<br />
eine zusätzliche SMS-Funktionalität, um<br />
die nationale Infrastruktur besser zu unterstützen.<br />
Als wichtiges Sicherheitssystem<br />
müssen ERA-Glonass-Systeme äußerst<br />
zuverlässig sein.<br />
E911 (Enhanced 911)<br />
So wird ein in den USA gesetzlich durch<br />
das E911 Mandate vorgeschriebener Dienst<br />
bezeichnet, der die vollautomatische Übermittlung<br />
von geographischen Standortangaben<br />
des Anrufers beim Absetzen eines<br />
Notrufes vorschreibt.<br />
eNB<br />
steht für Evolved Node B und meint eine<br />
Basisstation in einem LTE-Netzwerk.<br />
LPP (LTE Positioning<br />
Protocol)<br />
Das Protokoll nutzt Point-to-Point-Verbindungen<br />
zwischen einem lokalen Server<br />
und einem Zielgerät (Target Device),<br />
um die Position des Zielgeräts durch Nutzung<br />
positionsrelevanter Messungen zu<br />
ermitteln.<br />
RRLP<br />
Glossar<br />
steht für Radio Resource LCS (Location<br />
Service) Protocol und wurde zuerst in<br />
GSM-Zeiten definiert. Es erlaubt es einem<br />
GSM-Netzwerk-Operator, eine sehr präzise<br />
Standortinformation zu einem mobilen<br />
Telefon zu erhalten, viel genauer als für<br />
die normale Arbeitsweise des Netzwerks<br />
erforderlich. In allen bekannten Mobiltelefonen<br />
ist die RRLP-Operation komplett<br />
“unsichtbar” für den Nutzer. RRLP arbeitet<br />
in verschiedenen Modes.<br />
RRC<br />
Das Radio Resource Control Protocol<br />
(RRC) ist ein Protokoll für die Steuerung<br />
der funktechnischen Ressourcen<br />
im UMTS.<br />
PRS<br />
steht für Positioning Reference Signal und<br />
steht mit LTE und GPS im Zusammenhang.<br />
OTDOA<br />
steht für Observed Time Difference of<br />
Arrival und ist ein Positioning-Feature,<br />
das im Zusammenhang mit LTE eingeführt<br />
wurde.<br />
RSTD<br />
ist eine Abkürzung für Reference Signal<br />
Time Difference.<br />
RCS<br />
steht für Radar Cross Section, das bedeutet<br />
„Radar-Querschnitt“. Dieser gibt an, wie<br />
groß die Reflexion eines Gegenstandes<br />
zurück in Richtung der Quelle einer Funkwelle<br />
(Radar) ist. Er gibt die Größe einer<br />
isotrop reflektierenden Fläche an, die ein<br />
gleich hohes Radarecho wie der Gegenstand<br />
liefert.<br />
SUPL<br />
meint Secure User Plane Location und<br />
ist ein Protokoll für Assisted-GPS. SUPL<br />
basiert auf existierenden Standards sowie<br />
verschiedenen 3GPP- und 3GPP2-Standards.<br />
TTFF<br />
Die Time to First Fix ist die Zeit, welche<br />
eine GPS-Empfänger benötigt, um die<br />
erste Positionsangabe zu ermitteln.<br />
Es wurden neue Referenzsignale<br />
zur Positionierung (Positioning<br />
Reference Signal, PRS)<br />
eingeführt.<br />
Das Mobilfunkgerät misst die<br />
OTDOA (Observed Time Difference<br />
of Arriva) von PRS von<br />
mehreren eNBs und meldet diese<br />
Messungen zurück an das Netzwerk,<br />
um Positionsannäherungen<br />
ermitteln zu können.Die Technologie<br />
hinter LBS ist aufgrund der<br />
verfügbaren Techniken für die<br />
Positionsbestimmung kompliziert<br />
und vielfältig (satellitenbasiert,<br />
netzwerkbasiert oder<br />
hybrid).<br />
Erhöht wird diese Komplexität<br />
noch durch die Anzahl der verfügbaren<br />
GNSS-Konstellationen<br />
(GPS, Glonass, BeiDou, Galileo<br />
usw.) und Protokolle für den<br />
A-GNSS-Datenaustausch (LPP,<br />
RRLP, RRC) über die C-Ebene<br />
und die U-Ebene.<br />
Hybride<br />
Positionsbestimmung<br />
Umgebungen mit beschränkter<br />
Leistung benötigen eine Kombination<br />
unterschiedlicher<br />
Ortungstechniken, wie beispielsweise<br />
A-GNSS und OTDOA/<br />
eCID, um die Position zu berechnen.<br />
Die hybride Positionsbestimmung<br />
kann genutzt werden,<br />
um satellitenbasierte und netzwerkbasierte<br />
Ortungsmethoden<br />
zu kombinieren, um die Position<br />
(erste Korrektur) zu bestimmen,<br />
wenn eine einzelne Ortungsmethode<br />
wie A-GPS, A-Glonass,<br />
A-BeiDou, OTDOA oder eCID<br />
nicht ausreichend ist, um eine<br />
Position zu erhalten. ◄<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 45
Wireless<br />
Vier Innnovationen und ihre Auswirkungen<br />
auf die Radar-Technologie<br />
Folgende Innovationen<br />
werden in den nächsten<br />
Jahren enorme<br />
Auswirkungen auf die<br />
Radar-Technologie<br />
haben: GaN für<br />
Frontends, ultraschnelle<br />
Datenwandler,<br />
fortschrittliche<br />
FPGAs für kognitive<br />
Technologien und<br />
Datenbusse mit hoher<br />
Bandbreite.<br />
NI<br />
National Instruments<br />
www.ni.com<br />
In der Luft- und Raumfahrt<br />
sowie der Verteidigungsindustrie<br />
liegen einige der größten Innovations-<br />
und Investitionspotentiale<br />
– und zwar im elektromagnetischen<br />
Spektrum. Ausgehend von<br />
elektronischen Gegenmaßnahmen,<br />
entwickeln sich die Technologien<br />
für Aufklärungs-, Kontroll-<br />
und Aufklärungssysteme<br />
extrem schnell weiter.<br />
Das bedeutet, dass sich die<br />
Aufgaben von Ingenieuren<br />
kontinuierlich ausdehnen und<br />
anspruchsvoller denn je werden.<br />
Zum einen werden die Systeme<br />
immer komplexer, andererseits<br />
sind Zeitpläne enger als je zuvor<br />
gesteckt, während Budgets im<br />
besten Fall nicht reduziert werden.<br />
Doch die zugrundeliegenden<br />
Technologien sind der Garant für<br />
anspruchsvollere Systeme, die<br />
sich schneller als jemals zuvor<br />
entwickeln und damit auch einsetzen<br />
lassen. Die im Folgenden<br />
näher beschriebenen Innovationen<br />
werden in den nächsten<br />
Jahren enorme Auswirkungen<br />
auf die Radartechnologie haben.<br />
Gallium-Nitrid für Frontend-Komponenten<br />
Galliumnitrid (GaN) wird häufig<br />
als die größte Halbleiterinnovation<br />
seit Silizium angesehen.<br />
Man verwendet hier eine<br />
höhere Betriebsspannung als<br />
bei herkömmlichem Halbleitermaterial.<br />
Dies bedeutet einen<br />
besseren Wirkungsgrad, sodass<br />
HF-Leistungsverstärker und<br />
Dämpfungsglieder mit GaN<br />
weniger Leistung verbrauchen<br />
und weniger Wärme erzeugen.<br />
Da immer mehr GaN-basierte<br />
HF-Komponentenlieferanten mit<br />
serienreifen, zuverlässigen Produkten<br />
auf den Markt kommen,<br />
hat sich der Einsatz von GaNbasierten<br />
Verstärkern verstärkt.<br />
Die Technologie ist für die Entwicklung<br />
aktiver elektronisch<br />
gescannter Array-Radarsysteme<br />
(AESA) wichtig. Ein AESA<br />
ist ein voll aktives Array mit<br />
hunderten oder tausenden von<br />
Antennen, von denen jede über<br />
eine eigene Phasen- und Verstärkungssteuerung<br />
verfügt. Mit<br />
einer phasengesteuerten Anordnung<br />
von Sendern und Empfängern<br />
lassen sich die Strahlen bei<br />
diesen Radarsystemen elektronisch<br />
steuern, ohne die Antenne<br />
physisch zu bewegen. Aufgrund<br />
ihrer höheren Leistung, räumlichen<br />
Auflösung und verbesserten<br />
Robustheit, im Vergleich<br />
zu herkömmlichen Radarsystemen,<br />
erfreuen sich diese Radarsysteme<br />
wachsender Beliebtheit.<br />
Fällt beispielsweise ein Element<br />
in der Anordnung aus, arbeitet<br />
das Radar trotzdem weiter. Der<br />
verstärkte Einsatz von GaN-Verstärkern<br />
in AESA-Radargeräten<br />
soll eine bessere Leistung bieten,<br />
eine gleichwertige Ausgangsleistung<br />
bei kleineren Formfaktoren<br />
erreichen und gleichzeitig eine<br />
geringere Kühlung erfordern.<br />
Da Anwendungen und Lösungen<br />
mit GaN-Technologie immer<br />
fortschrittlicher werden, wird<br />
es immer wichtiger, Testergebnisse<br />
auf Komponentenebene mit<br />
denen auf Systemebene zu korrelieren.<br />
Herkömmliche Methoden<br />
des Komponententests mit<br />
Vektor-Netzwerkanalysatoren<br />
bieten eine genaue und schmalbandige<br />
Ansicht von Vorwärtsund<br />
Rückwärtsverstärkung und<br />
Phase. Der Continuous-Wave-<br />
Stimulus bei dieser beliebten<br />
Methode spiegelt jedoch nicht<br />
genau die tatsächliche Signalumgebung<br />
wider, in der die<br />
Komponente letztendlich verwendet<br />
wird. Alternativ lassen<br />
sich die Breitbandflexibilität<br />
von Vektorsignalanalysatoren<br />
CelsiStrip ®<br />
Thermoetikette registriert<br />
Maximalwerte durch<br />
Dauerschwärzung.<br />
Bereich von +40 ... +260°C<br />
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46 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
Wireless<br />
und Vektorsignalgeneratoren<br />
nutzen, um Impulse und modulierte<br />
Reize zu erzeugen, die für<br />
reale Anwendungen und ihre<br />
Umgebung repräsentativer sind.<br />
Die Kombination dieser Fähigkeit<br />
mit der S-Parameteranalyse<br />
ist eine immer strategischere<br />
Methode zur Prüfung auf Komponentenebene.<br />
Hochgeschwindigkeits-<br />
Datenwandler<br />
für Senden und<br />
Empfangen<br />
Ein weiterer spannender Fortschritt<br />
ist die Wandlertechnik.<br />
Die neusten ADCs und DACs<br />
von großen Halbleiterunternehmen<br />
sind mittlerweise extrem<br />
schnell. Das ist eine gute Nachricht<br />
für das Radar, denn eine<br />
größere Bandbreite ermöglicht<br />
nicht nur eine bessere räumliche<br />
Auflösung, sondern auch die<br />
Implementierung einiger ziemlich<br />
interessanter Techniken. So<br />
kann beispielsweise ein Radar<br />
zu verschiedenen Frequenzen<br />
springen und vermeidet es so,<br />
erkannt zu werden. Es kann auch<br />
den gleichen Sensor verwenden,<br />
um gleichzeitig sowohl als Kommunikationssystem<br />
als auch als<br />
Radar zu fungieren.<br />
Die Wandler sind so schnell, dass<br />
Direktabtastung (Direct RF Sampling)<br />
möglich ist. Dies bedeutet,<br />
dass sich HF-Signale direkt und<br />
ohne Auf- oder Abwärtskonvertierung<br />
erfassen lassen.<br />
So verfügt beispielsweise der<br />
neueste FlexRIO-Transceiver<br />
über eine Auflösung von 12<br />
Bit bis zu 6,4 GS/s. Bei diesen<br />
Geschwindigkeiten ist es<br />
möglich, HF-Eingangssignale<br />
bis in das C-Band direkt abzutasten,<br />
indem ein Großteil der<br />
Signalverarbeitung in den digitalen<br />
Bereich verschoben wird.<br />
Dies ist auch für AESA-Radars<br />
wichtig, da sich bei tausenden<br />
von Antennen die Größe und die<br />
Kosten erheblich reduzieren lassen,<br />
indem auf Mixer und lokale<br />
Oszillatoren verzichtet wird.<br />
Weiterentwickelte<br />
FPGAs für kognitive<br />
Technologien<br />
Es überrascht nicht, dass sich<br />
auch die FPGA-Technologie<br />
von Jahr zu Jahr weiter verbessert.<br />
Die Rechenleistung heutiger<br />
FPGAs öffnet die Tür für innovative<br />
Techniken, die vor fünf Jahren<br />
noch nicht möglich waren.<br />
So wenden beispielsweise Ingenieure<br />
heute Machine-Learning-<br />
Techniken an, um Radar-Geräte<br />
besser auf ihre Umgebung abzustimmen.<br />
Durch den Einsatz<br />
von Machine Learning können<br />
Radare neue Techniken anwenden.<br />
Dazu gehört das automatische<br />
Erkennen verschiedener<br />
Ziele. Darüber hinaus lässt sich<br />
die Betriebsfrequenz oder Wellenform<br />
an das Geschehen um<br />
sie herum anpassen.<br />
Weiter werden höherwertige<br />
FPGA-Programmierwerkzeuge<br />
wie das LabVIEW-FPGA-Modul<br />
immer leistungsfähiger, was die<br />
Portierung von Algorithmen auf<br />
FPGAs erleichtert. Dies ist ein<br />
entscheidender Schritt für Ingenieure<br />
und Wissenschaftler, die<br />
über keine oder nur geringe<br />
Erfahrung mit Hardware-<br />
Beschreibungssprachen (HDL)<br />
haben oder über enge Zeitpläne<br />
verfügen. Die enge Integration<br />
von NI Hardware und Software<br />
ermöglicht es LabVIEW FPGA,<br />
einen Schritt weiter zu gehen und<br />
die Hardware-Infrastruktur wie<br />
PCI Express, Speichercontroller<br />
und Clocking zu abstrahieren.<br />
Datenbusse mit<br />
hoher Bandbreite für<br />
Sensorfusion<br />
Eine weitere Schlüsseltechnologie,<br />
die Innovationen im Radar-<br />
Bereich ermöglicht hat, ist die<br />
Entwicklung hin zu Datenbussen<br />
mit höherer Bandbreite wie<br />
PCI Express Gen 3 und Xilinx<br />
Aurora. Die Verwendung dieser<br />
Busse ermöglicht Unternehmen,<br />
Daten von mehreren Sensoren<br />
für eine zentrale Verarbeitung<br />
zu sammeln.<br />
So wie autonome Fahrzeuge<br />
die Sensorfusion nutzen, um<br />
Daten von Sensoren wie Radar<br />
und Lidar zu sammeln, lässt<br />
sich die Sensorfusion für Flugzeugjäger<br />
wie die F-35 nutzen.<br />
Die Kombination der Daten, die<br />
Radar, elektronischen Gegenmaßnahmen,<br />
Kommunikationsgeräte<br />
und anderen Sensoren<br />
generieren, führt letztendlich<br />
zu einer besseren Einschätzung<br />
der momentanen Situation der<br />
Piloten.<br />
Zusammenfassung<br />
Mit der rasanten Entwicklung<br />
dieser zugrunde liegenden Technologien<br />
entwickeln sich auch<br />
Radar-Techniken und -Architekturen<br />
weiter. Da die Technologieentwicklung<br />
immer weiter<br />
voranschreitet, müssen sich auch<br />
die Systeme weiterentwickeln,<br />
sonst können sie nicht mehr<br />
Schritt halten. Da intern sowohl<br />
die Designer als auch die Expertise<br />
vorhanden sind, kann die<br />
Entwicklung einer vollständig<br />
kundenspezifischen Hardware<br />
und Software für Radar-Prototypen<br />
und Testsysteme im eigenen<br />
Unternehmen als die einzig<br />
praktikable Option erscheinen,<br />
um die erforderliche Anpassung<br />
und Leistung bieten zu können.<br />
Andererseits ist diese Lösung<br />
aber auch mit langfristiger Wartungsverantwortung<br />
und Opportunitätskosten<br />
verbunden.<br />
Extrem flexibel und<br />
langlebig<br />
Dank der Entwicklung von<br />
FPGAs und der schnellen Einführung<br />
neuer Konverter- und<br />
Streaming-Technologien in<br />
modularer Form erfüllen COTS-<br />
Lösungen nicht nur die Spezifikationsanforderungen.<br />
Sie sind<br />
darüber hinaus auch extrem<br />
flexibel und können gewährleisten,<br />
dass Systeme die für längere<br />
Lebenszyklen erforderliche<br />
Langlebigkeit erreichen. Die<br />
schnelle Integration dieser Technologien<br />
in modulare COTS-<br />
Formfaktoren ermöglicht es NI-<br />
Ingenieuren, die sich wandelnden<br />
Anforderungen moderner<br />
Radar-Systeme zu erfüllen und<br />
gleichzeitig strenge Zeit- und<br />
Budgetvorgaben einzuhalten. ◄<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 47
Software<br />
Neuste Version der Software SystemLink<br />
SystemLink unterstützt Teams<br />
dabei, die betriebliche Effizienz<br />
zu erhöhen: Die Software bietet<br />
eine zentrale Schnittstelle, über<br />
die Ingenieure Anwendungen,<br />
Tests und Hardware-Ressourcen<br />
für mehrere Anlagen und<br />
Prüfstände schnell einrichten und<br />
verwalten können. Die aktuelle<br />
Version von SystemLink verfügt<br />
über das neue SystemLink Asset<br />
Modul. Damit können die Benutzer<br />
Testsysteme, einschließlich<br />
Nutzungsinformationen und<br />
Kalibrierdaten, zentral nachverfolgen<br />
und verwalten. Die<br />
neue Dashboard-Ansicht bietet<br />
einen schnellen Überblick über<br />
wichtige Daten, zum Beispiel<br />
den Verbindungsverlauf und die<br />
Kalibrierungsprognose.<br />
Darüber hinaus ist die kontinuierliche<br />
Kontrolle von Systemstatus<br />
und -leistung eine wesentliche<br />
Voraussetzung für den<br />
stabilen Prüfdurchsatz und reibungslose<br />
Produktionsabläufe.<br />
Das aktuelle Update umfasst<br />
neue Funktionen für das System-<br />
Link Test Modul. Neben Berichten<br />
zu Echtzeitaktivitäten gibt<br />
es auch ein neues benutzerdefiniertes<br />
Dashboard, das unter<br />
anderem den Pass/Fail-Status<br />
und Testergebnisse anzeigt.<br />
Im Falle von Netzwerkunterbrechungen<br />
werden die Ergebnisse<br />
von lokalen Testknoten<br />
zwischengespeichert und nach<br />
Wiederherstellung der Verbindung<br />
an den SystemLink Server<br />
gesendet. Die neue System-<br />
Link Version bietet unterstützt<br />
standardmäßig TestStand und<br />
stellt darüber hinaus APIs für<br />
benutzerdefinierte Test Executives<br />
bereit, die in LabVIEW,<br />
Python und .NET/C# programmiert<br />
wurden.<br />
National Instruments präsentierte<br />
die neuste Version der<br />
SystemLink-Software.<br />
Die Verwaltung der Konfigurationsschritte<br />
und Daten für<br />
eine Flotte verteilter Prüf- und<br />
Messsysteme stellt besonders<br />
dann eine Herausforderung dar,<br />
wenn die Systeme verschiedene<br />
Gerätekonfigurationen und Software-Kombinationen<br />
aufweisen.<br />
Da es immer mehr verteilte<br />
Systeme gibt und gleichzeitig<br />
die Datenmenge exponentiell<br />
wächst, müssen Ingenieurteams<br />
die Disparitäten zwischen diesen<br />
Systemen verwalten.<br />
e-MECA.com<br />
E C A El e c t r o nl c s , l n c.<br />
Microwave Equlpment & Components of America<br />
Bessere Komm ni :ons-Lösungen<br />
Millimeterwellen & 5G<br />
Leistungsteiler, Adapter, Isolatoren, Bias Tees, D C Blocks,<br />
Dämpfungsglieder/Lasten und Koppler. (SMA, 2.4 & 2.92 mm)<br />
mElnTROnlK<br />
Melatronlk Nachrichtentee: nik GmbH<br />
Tel. +49 8932 107 6<br />
lndus1rial Electronics GmbH<br />
Tel. +49 6122 726 60 0<br />
•<br />
w lilt<br />
FMW Deu1schland<br />
el. +49 (0)8031 7969240<br />
NI hat die Software insbesondere<br />
darauf ausgelegt, die Konfigurationsabläufe<br />
zu optimieren.<br />
Dafür wird eine zentrale<br />
Web-Anwendung Software-<br />
Installation, Geräte-Updates<br />
und diagnostische Funktionen<br />
bereitstellt. Mit SystemLink<br />
können Anwender außerdem die<br />
Messgeräteauslastung maximieren<br />
sowie die Kosten und den<br />
Zeitaufwand für administrative<br />
Aufgaben bei der Testverwaltung<br />
minimieren. Die offene<br />
Architektur ermöglicht es Test-<br />
Teams, Systeme zukunftssicher<br />
zu gestalten. Gleichzeitig können<br />
sie mit den stetig wechselnden<br />
Anforderungen und neuen Technologien<br />
Schritt halten.<br />
„SystemLink ist ein wesentliches<br />
Plattform-Element für<br />
Kundenlösungen im Zusammenhang<br />
mit Systemmanagement<br />
und Testdatenmanagement“, so<br />
Dr. Ganesh Devaraj, CEO von<br />
Soliton Technologies, einem NI<br />
Alliance Partner der STS/Semiconductor<br />
Specialty. „Durch die<br />
einfache Integrierbarkeit von<br />
LabVIEW und TestStand mit<br />
offenen APIs zur Funktionserweiterung<br />
bewältigt SystemLink<br />
viele der technischen Herausforderungen,<br />
die bei der Entwicklung<br />
verteilter Lösungen auftreten.<br />
Dazu gehören beispielsweise<br />
die Bereitstellung von Software<br />
sowie die Sammlung und Speicherung<br />
von Testdaten. Dank der<br />
Integration von SystemLink in<br />
Python und Jupyter Notebook<br />
können wir außerdem Machine<br />
Learning und leistungsstarke<br />
Lösungen für die Datenvisualisierung<br />
nahtlos in den Workflow<br />
einbinden.“<br />
SystemLink ist jetzt in chinesischer<br />
und deutscher Sprache<br />
erhältlich. Weitere Informationen<br />
stehen unter www.ni.com/<br />
systemlink bereit.<br />
■ National Instruments<br />
www.ni.com<br />
48 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
Software<br />
Neue Features und Funktionen für LabVIEW<br />
LabVIEW <strong>2019</strong> steigert die Produktivität<br />
in der Entwicklung<br />
durch einen optimierten Überblick<br />
in der IDE, leistungsstarke<br />
Verbesserungen bei der Fehlerbehandlung<br />
und neue G-Datentypen.<br />
Darüber hinaus adressiert<br />
LabVIEW <strong>2019</strong> eine große<br />
Herausforderung, die Ingenieuren<br />
bei der Codeimplementierung<br />
immer wieder begegnet:<br />
das Verwalten von Abhängigkeiten<br />
und Versionen mit fragmentierten,<br />
nicht standardisierten<br />
Methoden. Dank der neuen<br />
Verteilungsoption der in Lab-<br />
VIEW <strong>2019</strong> integrierten Paketinstallationsprogramme<br />
können<br />
Anwender jetzt eine standardisierte<br />
Distributionsmethode mit<br />
integrierter Versionsverwaltung<br />
und automatisiertem Abhängigkeitsmanagement<br />
nutzen, um<br />
Systemsoftware problemlos zu<br />
replizieren und zu teilen.<br />
Die neuste Version von Lab-<br />
VIEW NXG vereinfacht besonders<br />
zeitaufwendige Aufgaben<br />
in automatisierten<br />
Mess- und Prüfanwendungen.<br />
Die<br />
Codeimplementierung<br />
und -verteilung<br />
erfolgt so<br />
schnell wie nie<br />
zuvor, MATLAB-<br />
Daten (*.mat) lassen<br />
sich für eine<br />
bessere Interoperabilität<br />
mit Software<br />
von Drittanbietern<br />
importieren<br />
und exportieren.<br />
Zusätzliche Funktionen<br />
für Web-VIs<br />
ermöglichen Benutzern eine bessere<br />
Kontrolle über ihre Anwendungen.<br />
Dank dieser Optimierungen können<br />
Ingenieure den hohen Anforderungen<br />
an Markteinführungszeiten<br />
(Time-to-Market) gerecht<br />
werden: Die zeitaufwendige<br />
Einrichtung von Systemen wird<br />
durch die schnelle Anbindung<br />
an Messgeräte beschleunigt, die<br />
Integration von Drittanbieter-IP<br />
wird durch die native Interoperabilität<br />
mit anderen Programmiersprachen<br />
und Toolkits vereinfacht.<br />
Den Zugriff auf wichtige<br />
Daten erleichtern niedrigere<br />
Hürden beim Einstieg in Web-<br />
Technologien.<br />
„Dank Web-VIs steht unseren<br />
Anwendern jederzeit und überall<br />
eine Schnittstelle zur Testmanagementdatenbank<br />
zur Verfügung.<br />
Außerdem konnten wir<br />
die Webschnittstellen mithilfe<br />
der Grundfertigkeiten in Lab-<br />
VIEW entwickeln. Wir konnten<br />
die Entwicklungszeit verkürzen,<br />
die Benutzer haben sofortigen<br />
Zugriff, um Daten zu prüfen<br />
oder Testkriterien zu ändern“,<br />
so Jeremy Marquis, Engineering<br />
Team Leader bei G Systems, Inc.<br />
Ganz gleich, ob Ingenieure Lab-<br />
VIEW zum ersten Mal oder<br />
bereits seit Jahren verwenden –<br />
LabVIEW <strong>2019</strong> und LabVIEW<br />
NXG bieten einen raschen Einstieg<br />
und zeigen schnell Ergebnisse.Weitere<br />
Informationen stehen<br />
unter ni.com/labview bereit.<br />
■ National Instruments<br />
www.ni.com<br />
Fachbücher für die<br />
Praxis<br />
Smith-Diagramm<br />
Einführung und Praxisleitfaden<br />
Joachim Müller, 21 x 28 cm, 117 Seiten, zahlreiche,<br />
teilweise farbige Abbildungen, beam-Verlag 2009,<br />
ISBN 978-3-88976-155-2, Art.-Nr.: 118082, 29,80 €<br />
Das Smith-Diagramm ist bis heute das wichtigste<br />
Instrument zur bildlichen Darstellung der Anpassung<br />
und zum Verständnis der Vorgänge in HF-Systemen.<br />
In der einschlägigen Fachliteratur findet man zwar<br />
viele Stellen zum Smith-Diagramm, sie erfordern aber<br />
meist erhebliche mathematische Kenntnisse: Eine<br />
grundlegende Einführung sucht man vergeblich. Diese<br />
Lücke schließt dieses Buch als praxisnahe Einführung<br />
in den Aufbau und die Handhabung des Diagramms.<br />
Mathematikkenntnisse die zu einer elektrotechnischen<br />
Ausbildung gehören, reichen dabei aus.<br />
Aus dem Inhalt:<br />
Der Weg zum Smith-Diagramm - Komplexe Zahlen<br />
- Reflexion bei Einzelimpulsen und kontinuierlichen<br />
Sinussignalen - Reflexionsfaktor - Rückflussdämpfung,<br />
VSWR, Kreisdiagramme; Reflexionsdiagramm<br />
- Schmidt-Buschbeck-Diagramm - CarterDiagramm<br />
- Praxis mit dem Smith-Diagramm; Kompensation von<br />
Blindanteilen, Ortslinie über Frequenz - Leitung als<br />
Transformator, elektrisch kurze bzw. lange Leitung,<br />
S-Parameter und Smith-Diagramm - Leitwert-Smith-<br />
Diagramm - Darstellung von Leitwerten im Smith-<br />
Diagramm, Parallelschaltung von Bauelementen<br />
- Grundelemente unter der Lupe - Ortslinien von<br />
Induktivitäten und Kapazitäten, das Bauelement Leitung<br />
– Stubs - Anpassung mit dem L-Glied - Hilfsmittel<br />
für die Arbeit mit dem Smith-Diagramm - Software<br />
- Messtechnik<br />
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de<br />
oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong><br />
49
Data Throughput in 5G NR Network<br />
Rohde & Schwarz has conducted first field<br />
tests of network performance and quality<br />
from the end-user perspective on a live 5G<br />
NR network using commercially available<br />
5G NR devices such as the Samsung<br />
S10 5G. This is an important step to verify<br />
that the 5G network performance supports<br />
the demanding technical requirements and<br />
de livers the required Quality of Experience<br />
to the end user. Rohde & Schwarz mobile<br />
network testing solutions for engineering,<br />
site acceptance, optimization, benchmarking<br />
and monitoring offer the ability to conduct<br />
such measurements using commercially<br />
available smartphones.<br />
The ultimate test of a complete 5G NR<br />
network’s successful operation is to verify<br />
that the required quality of experience<br />
(QoE) is delivered to subscribers by using<br />
real 5G devices in live networks. Rohde<br />
& Schwarz mobile network testing solutions<br />
support now commercially available<br />
5G devices such as the Samsung S10 5G,<br />
Xiaomi Mi Mix 3 5G, Oppo Reno 5G and<br />
the LG V50 ThinQ 5G. Rohde & Schwarz<br />
engineers have conducted first field tests in<br />
live 5G networks and measured key quality<br />
of service (QoS) and quality of experience<br />
(QoE) parameters.<br />
Operators wishing to test the quality and performance<br />
of 5G NR mobile networks using<br />
commercially available UEs can do so now<br />
using Rohde & Schwarz mobile network<br />
testing solutions such as the R&S QualiPoc<br />
smartphone-based optimizer, R&S ROMES4<br />
universal network measurement software or<br />
R&S SmartBenchmarker network benchmarking<br />
software. These solutions cover<br />
the full range of tests: video streaming quality<br />
and App testing providing full detailed<br />
IP and RF trace data using a rooted phone,<br />
testing RF, and voice and data testing with a<br />
standard commercial off-the-shelf (COTS)<br />
device with open diagnostic ports.<br />
For more information, go to www.rohdeschwarz.com/mnt-5g<br />
and the MNT blog at<br />
https://blog.mobile-network-testing.com.<br />
■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG<br />
www.rohde-schwarz.com<br />
Amplifier Selection Tips<br />
1. In general EMC amplifiers are based<br />
on various technologies and functionality,<br />
such as: Solid State, TWTA, CW,<br />
Pulse, and their class of operation (Class<br />
A and AB).<br />
2. Class A solid state amplifiers are generally<br />
the best choice for EMC RI and CI<br />
testing. They are the most reliable, durable<br />
and rugged compared to other amplifier<br />
classes, or types.<br />
3. Amplifiers offering 100% rated power<br />
with-out foldback are a good choice. Typical<br />
EMC testing exposes amps to significant<br />
VSWR and reflected power.<br />
4. Also look for an amp that operates<br />
without damage or oscillation with any<br />
magnitude and phase of source and load<br />
impedance.<br />
5. Amps with good linearity and low harmonic<br />
distortion, result in clean, reproducible<br />
and measurable signals. Again,<br />
Class A amplifiers outperform other types.<br />
6. Modulation (AM, FM, PM) is required<br />
by most RI and CI test standards. Ask the<br />
amp manufacturer how well modulation<br />
is reproduced and under what conditions.<br />
7. If planning to use a multiple tones/<br />
signals or complex waveforms to speed<br />
up testing and better represent real-world<br />
threats, a broadband amplifier is most<br />
appropriate, versus a multiband amplifier<br />
so that all tones are amplified simultaneously.<br />
8. Determine the amp’s required power<br />
based on losses; cable, gain (antenna),<br />
and number of tones, if used with a multitone<br />
generator.<br />
9. Rated Output Power is a manufacturer<br />
defined specification. Beware of typical,<br />
average and maximum power level<br />
descriptions. These can be misleading.<br />
10. Power Output @P1dB: An important<br />
rating for applications with strict linearity<br />
requirements (IEC/R&D).<br />
Originally published at<br />
www.incompliancemag.com<br />
■ AR Deutschland GmbH<br />
www.ar-deutschland.com<br />
50 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
RF & Wireless<br />
“Orange Book<br />
of Knowledge<br />
50th Anniversary<br />
Edition”<br />
AR products not only provide<br />
solutions to current problems,<br />
they’re designed with an eye<br />
on the future to help you prepare<br />
for changing needs. As an<br />
industry leader, AR is building<br />
products that grow with you as<br />
your needs expand; giving you<br />
the resources to continually<br />
learn about the ever-changing<br />
standards and the demands of<br />
future test requirements. In<br />
fact, for over 48 years, AR has<br />
been known not only for its<br />
products and innovations, but<br />
also as a company that provides<br />
knowledge and information<br />
about the industries it serves.<br />
That was the original idea<br />
behind the Orange Book of<br />
Knowledge; but it has grown<br />
into much more than we at AR<br />
could have ever imagined. For<br />
many engineers, this resource<br />
book has turned into the “goto”<br />
source for everything and<br />
anything related to EMC and<br />
so much more.<br />
The future will certainly present<br />
new challenges; and AR<br />
will be right there with you providing<br />
the technical resources<br />
and the products to meet those<br />
ever-growing demands.<br />
■ AR Deutschland GmbH<br />
www.ar-deutschland.com<br />
50 Years and Still<br />
Going Strong<br />
This one comprehensive catalog<br />
includes virtually everything<br />
necessary for RF and<br />
EMC testing. You’ll find<br />
important information on everything<br />
from RF and Microwave<br />
Amplifiers to Antennas,<br />
Probes, Analyzers, Accessories,<br />
and Integrated Test<br />
Systems that make testing quicker,<br />
easier, and more accurate.<br />
You’ll discover innovative new<br />
products like MultiStar Field<br />
Analyzers, and Test Systems<br />
that use groundbreaking technology<br />
to perform multiple<br />
tasks simultaneously, reducing<br />
test times from days to hours.<br />
The latest developments in<br />
Hybrid Power Modules, and<br />
Dual Band Technology are also<br />
represented here. Along with<br />
products that will exceed your<br />
expectations, and take RF and<br />
EMC testing to the next level.<br />
■ AR Deutschland GmbH<br />
www.ar-deutschland.com<br />
Indoor and Outdoor IoT Positioning Platform<br />
N o r d i c S e m i c o n d u c t o r<br />
announced that its nRF9160<br />
System-in-Package (SiP)<br />
LTE-M/NB-IoT cellular IoT<br />
modules and nRF52840 Bluetooth<br />
5/Bluetooth Low Energy<br />
(Bluetooth LE) Systems-on-Chip<br />
(SoCs) are being used in the turnkey<br />
GEPS indoor and outdoor<br />
IoT positioning platform developed<br />
by Swedish industrial IoT<br />
startup, H&D Wireless.<br />
GEPS is a turnkey, ‘applicationas-a-service’<br />
solution that is designed<br />
to bridge the information<br />
gap between physical assets and<br />
business systems. It requires no<br />
upfront investment in hardware<br />
or software, and instead employs<br />
small 59 x 52 x 23 mm batterypowered,<br />
industrial-grade IoT<br />
tags embedded with either a Nordic<br />
nRF9160 SiP or nRF52840<br />
SoC to track key assets and<br />
equipment via cellular, GPS, or<br />
Bluetooth wireless technology in<br />
real-time. Each tag (depending<br />
on application) can be configured<br />
with a rechargeable or AA-size<br />
battery, and achieve a minimum<br />
one year and maximum 10-year<br />
battery life.<br />
Operating either standalone or in<br />
conjunction with leading business<br />
and AI systems, the ultimate<br />
aim is to boost key operational<br />
metrics such as efficiency, safety,<br />
security, throughput, responsiveness,<br />
and ultimately profits. All<br />
this data is displayed via cloudbased<br />
visual dashboards accessible<br />
from desktop PCs, tablets,<br />
or smartphones.<br />
Key target industries for the<br />
GEPS platform include logistics<br />
(e.g. asset and fleet management),<br />
construction (e.g. tools,<br />
people, and equipment), and<br />
manufacturing industries (e.g.<br />
sub-assemblies). At just 10 x<br />
16 x 1 mm in size, the nRF9160<br />
includes everything a cellular<br />
connection and IoT application<br />
needs beyond requiring just<br />
an external battery, SIM, and<br />
antenna. To achieve this ultrahigh<br />
integration Nordic partnered<br />
with Qorvo to make a<br />
‘System-in-Package’ (SiP) that<br />
more closely resembles an integrated<br />
chip than a module. The<br />
SiP includes a powerful application<br />
processor (Arm Cortex<br />
M-33), GPS support, standard<br />
microcontroller peripherals, and<br />
enough chip-integrated memory<br />
to execute IoT applications with<br />
edge computing. Yet this is not<br />
achieved by sacrificing on-air<br />
performance: the nRF91 is capable<br />
of delivering class-leading<br />
output power (23 dBm) and<br />
sensitivity – vital for its GPS<br />
functionality<br />
■ Nordic Semiconductor ASA<br />
www.nordicsemi.com<br />
H&D Wireless<br />
www.hd-wireless.com<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 51
RF & Wireless<br />
Small Cell Power Protection<br />
Cabinets<br />
Transtector Systems has introduced a<br />
comprehensive line of AC power protection<br />
cabinets engineered specifically<br />
for small cell sites, combining a co-location<br />
approved field-configurable branch<br />
breaker architecture with integrated<br />
high-reliability surge protection into<br />
compact, ruggedized and lightweight<br />
configurations. Ideal for applications<br />
such as picocells, microcells, macrocells,<br />
5G nodes, DAS systems, load<br />
expansions, and other small cell locations,<br />
these new cabinets address the<br />
growing range of power requirements<br />
in the expanding small cell market.<br />
With small cell interface requirements<br />
varying among GSMA, CDMA, LTE,<br />
WiMAX, 3G, 4G and 5G, network engineers<br />
often require versatile, dynamic<br />
power solutions. Transtector’s compact,<br />
small cell cabinets enable quick installation<br />
to meet current demands, with<br />
design flexibility for future expansion.<br />
In addition to standard configurations,<br />
users can partner with Transtector<br />
engineers to develop a modified or<br />
custom enclosure to fit the application.<br />
Key power protection cabinet features<br />
include:<br />
• Compact footprint for versatility and<br />
convenient field installation<br />
• Service entrance rated – separate disconnect<br />
between utility and cabinet<br />
not required<br />
• Field configurable branch breakers<br />
lower total cost of ownership<br />
• Co-location approved<br />
• Rugged, outdoor NEMA 3R enclosure<br />
• Reliable silicon or MOV technology<br />
surge protection<br />
• Configurable options<br />
• 10-Year warranty<br />
■ Transtector Systems<br />
www.transtector.com<br />
Antenna Aperture Tuning<br />
Switch<br />
Skyworks introduced the SKY5 9269-<br />
702LF, a high performance antenna aperture<br />
tuning switch. The wideband 16-state<br />
device is extremely compact and designed<br />
to deliver best-in-class efficiency and enhanced<br />
bandwidth coverage from 600 MHz to 6<br />
GHz for LTE Advanced Pro to emerging 5G<br />
standards ? across a wide range of mobile<br />
platforms. This new solution is part of our<br />
Sky5 portfolio enabling 5G applications<br />
and is fully-integrated in the Sky5 Ultra and<br />
Sky5 LiTE platforms. Skyworks’ innovative<br />
antenna tuning solutions leverage proprietary<br />
design and process techniques to help<br />
drive antenna performance while meeting<br />
stringent linearity demands and size constraints<br />
to support ultra-fast 5G connectivity.<br />
■ Skyworks Solutions, Inc.<br />
www.skyworks.com<br />
1200 V, 450 A Silicon Carbide<br />
Module<br />
Richardson RFPD, Inc. announced the availability<br />
and full design support capabilities<br />
for a new silicon carbide module from<br />
Wolfspeed, a Cree Company. Wolfspeed<br />
developed the XM3 power module platform<br />
to maximize the benefits of SiC, while keeping<br />
the module and system design robust,<br />
simple and cost-effective. With half the<br />
weight and volume of a standard 62 mm<br />
module, Wolfspeed’s CAB450M12XM3<br />
maximizes power density while minimizing<br />
loop inductance and enabling simple<br />
power bussing. The CAB450M12XM3 is the<br />
first part to be launched in the XM3 module<br />
platform, with additional offerings to be<br />
released in the future. The new module’s<br />
SiC-optimized packaging enables 175 °C<br />
continuous junction operation, with a highreliability<br />
silicon nitride (Si 3 N 4 ) power substrate<br />
to ensure mechanical robustness under<br />
extreme conditions.<br />
The CAB450M12XM3 is ideal for demanding<br />
applications such as EV chargers, UPS<br />
and traction drives. Additional key features<br />
of the CAB450M12XM3 include:<br />
• Module size: 80 x 53 x 19 mm<br />
• Configuration: Half-bridge<br />
• Blocking voltage: 1200 V<br />
• Current rating: 450 A<br />
• Low inductance (6.7 nH) design<br />
• Implements conduction-optimized thirdgeneration<br />
MOSFET technology<br />
A 300 kW high-performance, three-phase<br />
inverter reference design is also available to<br />
support laboratory system level evaluation.<br />
The CRD300DA12E-XM3 includes three<br />
of the new CAB450M12XM3 modules, as<br />
well as three CGD12HBXMP gate drivers.<br />
■ Richardson RFPD, Inc.<br />
www.richardsonrfpd.com<br />
SiC-MOSFET Gate Driver<br />
Richardson RFPD, Inc. announced the availability<br />
and full design support capabilities<br />
for a new gate driver integrated circuit from<br />
Power Integrations, Inc. The SIC1182K<br />
SCALE-iDriver is a high-reliability, single-channel<br />
silicon carbide (SiC) MOS-<br />
FET gate driver that delivers the industryleading<br />
peak-output gate current without<br />
an external boost stage. The new device is<br />
available in an eSOP-R16B package. Reinforced<br />
galvanic isolation is provided by<br />
Power Integrations’ robust solid insulator<br />
FluxLink technology. Up to +/-8 A peak<br />
output drive current enables the product to<br />
52 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
RF & Wireless<br />
drive devices with nominal currents of up<br />
to 600 A (typical).<br />
The SIC1182K is suitable for several key<br />
industrial applications, including general<br />
purpose and servo drives, UPS, PV, welding<br />
inverters and power supplies. Additional<br />
key features of the SIC1182K include:<br />
• Advanced active clamping<br />
• UVLO primary and secondary side<br />
• Over-current fault turn-off<br />
• Short-circuit current fault turn-off<br />
• Rail-to-rail stabilized output voltage<br />
• Unipolar supply voltage for secondary side<br />
• Suitable for 600/650/1200 V SiC MOS-<br />
FET switches<br />
• Up to 150 kHz switching frequency<br />
• Propagation delay jitter ±5 ns<br />
• -40 to +125 °C operating ambient temperature<br />
• High common-mode transient immunity<br />
• eSOP package with 9.5 mm creepage<br />
and clearance<br />
■ Richardson RFPD, Inc.<br />
www.richardsonrfpd.com<br />
Skived Fin Heat Sinks<br />
Richardson RFPD, Inc. announced the availability<br />
and full design support capabilities<br />
for a portfolio of skived fin heat sinks from<br />
Wakefield-Vette. These standard copper and<br />
aluminum skived fin heat sinks offer an alternative<br />
to extruded heat sinks for applications<br />
that require a thin fin density that cannot be<br />
achieved with extrusion technology. Skived<br />
heat sinks typically have 0.5 mm (0.020-<br />
inch) thick fins. Skived heat sinks are produced<br />
using a series of sharp knives that<br />
pass over the copper or aluminum material,<br />
producing a thin curl of metal which is then<br />
bent vertically to form the fin. Skived fins<br />
are produced from a bar of material which<br />
is approximately 16-feet in length and then<br />
cut to size as required by the final application.<br />
The final heat sink can be machined<br />
using normal fabrication techniques.<br />
Wakefield-Vette’s SKV Series offers standard<br />
off-the-shelf solutions. Custom solutions<br />
are also available. Key features of the<br />
SKV Series include:<br />
• Plastic push pins for easy insertion and<br />
integrity of the PCB<br />
• No interface between fins and base<br />
• Minimal tooling cost for non-standards<br />
• Improved thermal performance<br />
■ Richardson RFPD, Inc.<br />
www.richardsonrfpd.com<br />
Buck Boost Evaluation Kit<br />
Richardson RFPD, Inc. announced the availability<br />
and full design support capabilities<br />
for a new buck boost evaluation kit from<br />
Wolfspeed, a Cree Company. The KIT-<br />
CRD-3DD12P buck boost evaluation kit<br />
is optimized to demonstrate the high-speed<br />
switching capability of Wolfspeed’s third<br />
generation (C3M) silicon carbide MOS-<br />
FETs. The board features SMA connectors<br />
for monitoring the gate-to-source voltage.<br />
The SMA connectors offer cleaner waveforms<br />
than traditional probes and ground<br />
leads. This evaluation kit supports 4-lead and<br />
3-lead TO-247 package MOSFETs, as well<br />
as diodes in TO-247 and TO-220 packages.<br />
The kit contains a heatsink, thermal interface,<br />
inductor, needed hardware, and two<br />
Wolfspeed C3M MOSFETs.<br />
The KIT-CRD-3DD12P can be run as a<br />
boost or as a buck converter. Supported<br />
topologies include:<br />
• Synchronous boost converter<br />
• Synchronous buck converter<br />
• Non-synchronous boost converter<br />
• Non-synchronous buck converter<br />
• Half-bridge<br />
• Full-bridge (requires 2 kits)<br />
Electrical specifications of the new kit<br />
include:<br />
• Max. input voltage: 800 V DC<br />
• Max output voltage: 800 V DC<br />
• Output power: 2.5 kW<br />
• Switching frequency: 100 kHz<br />
■ Richardson RFPD, Inc.<br />
www.richardsonrfpd.com<br />
8-channel 10-bit Digitizer<br />
with 1 GS/s Sampling Rate<br />
Teledyne SP Devices announced the<br />
release of ADQ8-8C – a flexible data<br />
acquisition board with high channel<br />
density and an open FPGA architecture<br />
which makes it ideal for large-scale physics<br />
installations and Original Equipment<br />
Manufacturer (OEM) product<br />
integration. The 8-channel ADQ8-8C<br />
allows for compact and cost-efficient<br />
multi-channel system design. The versatile<br />
analog front-end (AFE) of ADQ8<br />
-8C supports a wide variety of detectors<br />
and can therefore be used in many<br />
applications such as particle physics,<br />
scientific instruments, time-of-flight<br />
applications, and more.<br />
Capabilities include:<br />
• AFE with programmable DC-offset,<br />
input voltage range, and input impedance<br />
(50 ohms and 1 Mohms)<br />
• 500 MHz analog input bandwidth<br />
• Open powerful Xilinx FPGA with<br />
resources available for customized<br />
real-time digital signal processing<br />
• 1 GByte on-board acquisition memory<br />
and up to 3.2 GByte/s data transfer<br />
to host PC<br />
• Hardware trigger and highly accurate<br />
multi-channel synchronization<br />
capabilities<br />
• Available in PXI Express and<br />
MTCA.4 formats<br />
■ Teledyne SP Devices<br />
www.spdevices.com<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 53
RF & Wireless<br />
eBook Explores the<br />
Future of 5G Connectivity<br />
Amplifier for 5G Massive<br />
MIMO<br />
High Power 802.11ax<br />
Frontend Module<br />
Mouser Electronics, Inc. announced a<br />
new eBook in collaboration with Qorvo,<br />
offering an in-depth look at 5G connectivity<br />
and its implications for mobile<br />
broadband and a variety of new technologies<br />
and applications. In Harnessing<br />
the Power of 5G, experts from Mouser<br />
and Qorvo offer detailed insights on the<br />
steps being taken to enable 5G connectivity,<br />
as well as potential applications<br />
including fixed wireless access (FWA),<br />
robotics, and gallium-nitride (GaN)-<br />
based multiple-input, multiple-output<br />
(MIMO) technology.<br />
Fifth generation mobile connectivity<br />
will bring dramatic improvements to the<br />
capacity, bandwidth, and reliability of<br />
mobile broadband, supporting new and<br />
emerging technologies including autonomous<br />
vehicles, augmented reality, and<br />
vehicle-to-everything communication.<br />
These low-latency applications demand<br />
high-performance 5G infrastructure,<br />
and Qorvo’s leading 5G base station<br />
products have helped to advance the<br />
future of 5G technology.<br />
The new eBook from Mouser and<br />
Qorvo features a detailed guide on how<br />
to design FWA systems using 5G technology,<br />
as well as a valuable analysis<br />
of the differences between 4G and 5G<br />
system requirements. Qorvo’s expert<br />
engineers also examine the use of GaN<br />
technology in the development of 5G<br />
massive MIMO. Multiple articles showcase<br />
unique and interesting applications<br />
of 5G technology, including the introduction<br />
of 5G connectivity to AT&T<br />
Stadium, the home of the Dallas Cowboys<br />
football team.<br />
The eBook also highlights relevant<br />
products from Qorvo, including the<br />
company’s industry-leading RF modules<br />
and switches. The Qorvo product line,<br />
available from Mouser, include 2.4 GHz<br />
WiFi front end modules, RF amplifiers,<br />
switches, filters and a broad range of<br />
evaluation boards.<br />
■ Mouser Electronics, Inc.<br />
www.mouser.com<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for a wideband, high-gain, high-linearity<br />
driver amplifier. Qorvo’s QPA9120 offers<br />
35 dBm OIP3 for pre-driver circuits used in<br />
wireless infrastructure from 1.8 to 5 GHz,<br />
including dense array, 5G m-MIMO radios.<br />
With 29 dB of gain and P1dB of 22 dBm, the<br />
QPA9120 is an ideal driver amplifier for a<br />
variety of applications. Features include flat<br />
gain (1 dB gain flatness over 1 GHz bandwidth),<br />
50? I/O internal matching and fast<br />
DC power shutdown. Operating from a single,<br />
5V supply, the amplifier draws only 96<br />
mA. Offered in a 3 x 3 mm QFN package.<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
5...700 MHz Balanced<br />
Amplifier<br />
RFMW, Ltd. announced design and sales<br />
support for a GaAs pHEMT balanced amplifier<br />
IC. Qorvo’s model QPB8896 provides<br />
25 dB gain with 1.8 dB of noise figure for<br />
DOCSIS 3.1 and FDx, full duplex, return<br />
path applications. Capable of 5 to 700 MHz<br />
frequency range, the return path performance<br />
spans 5 to 300 MHz. 5V operation provides<br />
lower overall power dissipation in DOCSIS<br />
3.1 optical nodes and amplifiers. Available<br />
in a SOIC-8 package.<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for a 5 GHz 802.11ax frontend module<br />
(FEM) from Skyworks Solutions. The<br />
SKY85726-11 offers high level integration<br />
with a 5 GHz SPDT transmit/receive (T/R)<br />
switch, a 5 GHz LNA with bypass, and a<br />
5 GHz power amplifier offering 18.5 dBm<br />
output power @ MCS11, -40 dB DEVM.<br />
Intended for either mobile/portable or fixed<br />
access points, routers and gateways, the<br />
LNA and PA disable functions ensure low<br />
leakage current in off mode. Transmit gain<br />
is 32 dB while receive gain is 13 dB on this<br />
fully matched I/O FEM. The SKY85726-<br />
11 includes an integrated power detector to<br />
provide closed-loop power control within<br />
the system. Offered in a compact, 16-pin 3<br />
x 3 mm QFN package.<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
www.rfmw.com<br />
Video Receiver Integrates<br />
Adjustable Attenuator<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for a Passive Optical Network (PON)<br />
video receiver from Qorvo. The QPB9015<br />
Integrates a voltage-controlled attenuator<br />
(VCA) with 25 dB of gain range enabling<br />
automatic gain control for constant 19 to<br />
23 dBmv/channel output in RFoG network<br />
interfaces and xPON RF overlays for FTTX<br />
triplexer-equipped ONT video receivers.<br />
Constant output signal insures consistent<br />
video quality. The QPB9015 operates over a<br />
bandwidth of 45 to 1218 MHz and utilizes a<br />
5 V supply consuming 1.5 W of DC power.<br />
Gain is rated at 37 dBa/W with optical input<br />
power ranging from -10 to +2 dBm. Offered<br />
in an 11 x 11 mm SMT package.<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
www.rfmw.com<br />
54 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
RF & Wireless<br />
Mini Circulators Protect 5G<br />
Infrastructure<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for a 5G circulator from Skyworks<br />
Ireland. The SKYFR-001692 offers 21 dB<br />
of isolation for infrastructure designs from<br />
3400 to 3600 MHz. The 10 mm package<br />
size occupies up to 50 percent less board<br />
space than competitive products without<br />
compromising functionality, making them<br />
ideal for 5G massive MIMO and small cell<br />
applications. Rated at maximum average<br />
power up to 20 W and peak power of 160<br />
W, the SKYFR-001692 plays a critical role<br />
in protecting RF elements from excessive<br />
signal reflection, helping eliminate performance<br />
risks and safeguard vital equipment.<br />
Maximum insertion loss at room temperature<br />
is only 0.19 dB.<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
www.rfmw.com<br />
High-Dielectric Ceramics<br />
Enable Wideband Couplers<br />
RFMW, Ltd. announced availability of a<br />
high-frequency, wide band surface mountable<br />
directional coupler from Dielectric<br />
Laboratories (DLI). The FPC07180 spans<br />
2 to 18 GHz in a castellated, surface mount<br />
package. With a 20 dB coupling factor, main<br />
line insertion loss is only 0.8 dB max. DLI’s<br />
high dielectric ceramic materials offer small<br />
size and minimal performance variation over<br />
temperature ranges from -55 to +125 °C.<br />
The FPC07180 package size is 0.5 x 0.15<br />
x .015 in (12.7 x 3.81 x 0.381 mm).<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
www.rfmw.com<br />
WiFi FEM Maximizes<br />
Receiver Sensitivity<br />
RFMW announced design and sales support<br />
for an 802.11ax frontend module<br />
(FEM). The Qorvo QPF4219 optimizes<br />
the power amplifier for 5V operation while<br />
maintaining linear output power and leading-edge<br />
throughput. The receive path<br />
maximizes Rx sensitivity through noise<br />
figure performance that is consistent over<br />
a wider variety of conditions. Noise figure<br />
is 1.9dB. External filtering can be added<br />
while integrated die level filtering for 2nd<br />
and 3rd harmonics as well as 5 GHz rejection<br />
for DBDC operation are included. The<br />
QPF4219 integrates a 2.4 GHz power amplifier,<br />
regulator, single pole two throw switch<br />
(SP2T), bypassable low noise amplifier and<br />
DC power detector into a single device.<br />
Designed for access points, wireless routers,<br />
residential gateways and CPEs in the<br />
2.4 to 2.5 GHz frequency range, this FEM<br />
provides 33 dB of Tx gain and 15.5 dB of<br />
Rx gain in a 5 x 3 mm package.<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
www.rfmw.com<br />
High Frequency Power<br />
Dividers<br />
Pasternack has launched a new series of high<br />
frequency power dividers available with no<br />
MOQ and same-day shipping. These new<br />
high frequency power dividers are ideal for<br />
5G cellular communication, automotive<br />
radar and satellite communication applications.<br />
Pasternack’s new line of high frequency<br />
power dividers consists of 17 new<br />
models with an operating frequency range<br />
from 26.5 to 67 GHz. Additional features<br />
include SMA, 2.92, 2.4 and 1.85 mm connectors,<br />
power handling capability up to<br />
20 W (CW) as well as 2-port and 4-port<br />
model options. These power splitters offer<br />
low insertion loss and very good return loss,<br />
along with being available quickly, which<br />
is ideal for initial proof-of-concept testing<br />
and prototype builds. These RF splitters are<br />
ideal for telecom carriers, cell phone, contract<br />
and defense manufacturers, labs and<br />
research institutes.<br />
■ Pasternack<br />
www.pasternack.com<br />
5G NR eBook<br />
Is 5G simply another generation of<br />
mobile communications technologies?<br />
Or is it something revolutionary? Test<br />
and measurement specialist Rohde &<br />
Schwarz has compiled an in-depth book<br />
describing the main aspects of 5G NR<br />
technology to provide the answer. The<br />
contents of the book can be read online<br />
for free.<br />
Rohde & Schwarz has been from the<br />
very beginning an active participant in<br />
the 3GPP standardization process involving<br />
cellular technologies, including the<br />
upcoming 5G NR. Five leading technology<br />
experts at Rohde & Schwarz have<br />
written an all-encompassing book on<br />
the subject of 5G NR in order to provide<br />
valuable, in depth information for<br />
the professionals working with 5G NR<br />
technology.<br />
„5G New Radio – Fundamentals, procedures,<br />
testing aspects“ comprises<br />
over 400 pages, with insights into all<br />
the fundamentals and procedures concerning<br />
the architecture and transmission<br />
of 5G NR technology. The chapters<br />
provide answers to how and why<br />
the 5G technology was specified a certain<br />
way by 3GPP. The book also discusses<br />
the new challenges to test and<br />
measurement, brought about the arrival<br />
of 5G technology, and presents modern,<br />
innovative test solutions to solve these<br />
challenges. The 5G NR book can be<br />
read online via the Rohde & Schwarz<br />
GLORIS customer portal www.rohdeschwarz.com/5G-ebook.<br />
■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG<br />
www.rohde-schwarz.com<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 55
RF & Wireless<br />
UHF Antenna Amplifier Design Using NI AWR<br />
Software<br />
Figure 1: Circuit schematic of the proposed amplifier model.<br />
National Instruments<br />
ni.com/awr<br />
Alexander Khvalin, professor<br />
at Saratov, co-authored with<br />
student and now RF engineer<br />
Alexey Voroblev a paper describing<br />
the development of a design<br />
method based on structural<br />
and parametrical optimization<br />
that would enable designers to<br />
achieve enhanced characteristics.<br />
Structural synthesis for the<br />
amplifier would involve addition<br />
of the necessary matching<br />
elements. The active device<br />
of choice was the Vishay<br />
Semiconductor’s bipolar junction<br />
transistor (BJT) BFR90,<br />
which was modeled according to<br />
the Gummel-Poon model-based<br />
method. Parametrical synthesis<br />
was confined to the solution of<br />
optimization problems, which<br />
meant achieving maximum gain<br />
and minimal voltage standingwave<br />
ratio (VSWR) at both<br />
input and output in the operating<br />
bandwidth.<br />
Solution<br />
The designer used the NI AWR<br />
Design Environment platform<br />
to model the amplifier in the<br />
0.3-0.8 GHz frequency range<br />
because of its ease of use and<br />
the ability to use electromagnetic<br />
(EM) documents and schematics<br />
in one project.<br />
The design of the amplifier was<br />
based on the two-stage antenna<br />
amplifier for decimeter-wave<br />
TV signals, which allowed for<br />
the maximum gain of 20 dB in<br />
the 0.3-0.8 GHz band. Figure 1<br />
illustrates the schematic of the<br />
amplifier.<br />
As shown in the schematic, two<br />
BFR90 transistors are in the<br />
common emitter mode, and the<br />
56 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
RF & Wireless<br />
Model Frequency range, MHz Gain, dB DC supply, V Vendor<br />
La-32U 470-862 20 ±2 5 Locus<br />
1.1 470-862 10-15 (adjustable) 12 Planar<br />
AWS-20 470-790 30 12 Poland<br />
Saratov State University 300-800 30 ±1 12 n/a<br />
Table 1: Comparation<br />
Figure 2: Optimized gain versus frequency.<br />
Figure 3: Input VSWR vs. frequency.<br />
collector current does not exceed<br />
25 mA. Input and output networks<br />
are not symmetrical and<br />
are matched to the 75-ohm coaxial<br />
connector. Port 1 is driven<br />
with a harmonic signal and Port<br />
2 is loaded with 75 ohms. The<br />
bias network (not shown) connects<br />
the amplifier to +12 V DC<br />
supply via capacitor C10 and RF<br />
choke inductor L5.<br />
In order to achieve the gain of<br />
30 ± 1 dB (VSWR
RF & Wireless<br />
Design Example:<br />
MIMO Dualband WiFi Antenna<br />
This article describes<br />
the design of an<br />
electrically-small<br />
antenna project for<br />
WiFi applications.<br />
Multiple-in-multiple-output<br />
(MIMO) antenna technology is<br />
regarded as a key technology<br />
enabler for mobile radio services<br />
because of its ability to<br />
multiply the capacity of a radio<br />
link using multiple transmit and<br />
receive antennas, thus exploiting<br />
multipath propagation. A dualband<br />
WiFi antenna was recently<br />
developed through the collaborative<br />
efforts of three companies<br />
specializing in electronic design<br />
automation (EDA) software and<br />
dielectric materials.<br />
This article describes the design<br />
of an electrically-small antenna<br />
project for WiFi applications<br />
using the NI AWR Design Environment<br />
platform, specifically<br />
the AXIEM 3D planar electromagnetic<br />
(EM) analysis simulator,<br />
as well as the AntSyn automated<br />
antenna design, synthesis,<br />
and optimization tool, along with<br />
Optenni Lab RF design automation<br />
platform for the antenna<br />
system optimization, and Premix<br />
Group’s PREPERM dielectric<br />
plastic materials for the<br />
antenna and its feed network.<br />
To minimize the losses at higher<br />
frequency bands, a high-quality<br />
dielectric material was first<br />
selected. The design process is<br />
shown in Figure 1.<br />
Design Flow<br />
A dualband MIMO WiFi antenna<br />
and associated matching circuitry<br />
operating at 2.4 and 5<br />
GHz was designed, the purpose<br />
being to exercise materials<br />
and techniques to demonstrate<br />
antenna designs at S and<br />
C bands that could be leveraged<br />
and scaled for future millimeter<br />
wave (mmWave) stationary and<br />
mobile platforms at higher frequencies.<br />
PREPERM PPE370,<br />
which has a dielectric constant<br />
of 3.7 was used for the antennas.<br />
The associated matching<br />
circuitry was designed on PRE-<br />
PERM 255 with dielectric constant<br />
= 2.55. The PPE370 contains<br />
more ceramic filler than<br />
PREPERM 255 in order to obtain<br />
a higher dielectric constant.<br />
The substrate size was 90 x 50<br />
mm and the nominal frequencies<br />
were 2.4 and 5...6 GHz. To<br />
enhance isolation, a decoupling<br />
network was designed between<br />
the two antennas. An overall<br />
efficiency of -2 dB or better was<br />
achieved.<br />
Efficiency is defined as:<br />
R rad ... radiation resistance<br />
R loss ... loss resistance which<br />
includes loss in the antenna<br />
structure and loss in the matching<br />
circuit R loss<br />
The initial designs (Figure 2)<br />
were developed using the AntSyn<br />
antenna synthesis module, which<br />
has a unique capability to synthesize<br />
antenna geometries to a<br />
given specification. The performance<br />
metrics used were pattern<br />
efficiency and impedance match.<br />
No specific gains were given<br />
Original:<br />
MIMO Dual-Band WiFi<br />
Antenna Using NI AWR<br />
Software, Optenni Lab, and<br />
Premix PREPERM Materials<br />
by Jaakko Juntunen, Optenni<br />
Ltd; Jan Järveläinen, Premix<br />
Group; Derek Linden, AWR<br />
Group, NI<br />
Figure 1: Example of prototyping with Premix PREPERM and NI AWR software<br />
58 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
RF & Wireless<br />
Figure 2: The antennas were synthesized using AntSyn according to the specifications<br />
Figure 3: Optenni Lab synthesizes automatically many microstrip matching circuits that optimize the total efficiency. The circuits proposed by Optenni Lab were<br />
implemented in the prototype<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 59
RF & Wireless<br />
Figure 4: AXIEM layout showing the placement of the antennas (green) and matching circuit with feed network<br />
Figure 5: Anritsu ShockLine MS46322B series 2-port VNA used for the measurements of the prototype<br />
0<br />
-5<br />
-10<br />
-15<br />
-20<br />
S11 AXIEM Simulations vs Measurements<br />
0 1 2 3 4 5 6<br />
Frequency (GHz)<br />
Figure 6: Predicted versus measured performance up to 6 GHz<br />
DB(|S(1,1)|)<br />
AXIEM<br />
DB(|S(1,1)|)<br />
Proto 1<br />
DB(|S(1,1)|)<br />
Proto 2<br />
as the antenna size was electrically<br />
small, thus, the pattern<br />
was more or less omnidirectional<br />
by default. The emphasis on<br />
each metric was balanced in the<br />
optimization process, however,<br />
the better the impedance match,<br />
the better the efficiency would<br />
tend to be, so in reality the two<br />
criteria were highly related and<br />
mutually cooperative.<br />
With a dualband requirement,<br />
not only was the optimization<br />
process more complicated,<br />
but also each run took longer<br />
to complete. However, while<br />
a singleband antenna would<br />
have been easier to optimize,<br />
with better performance in just<br />
one band of interest and smaller<br />
size, there was not enough<br />
space on the device to accommodate<br />
four single-band antennas<br />
(two bands times two antennas<br />
each). In addition, using multiple<br />
singleband antennas would<br />
require the addition of diplexers<br />
that would increase loss, size,<br />
and complexity and might not<br />
perform as well for diversity/<br />
MIMO channelization as coupling<br />
might increase.<br />
About a dozen AntSyn software<br />
runs were conducted to explore<br />
the trade space and determine<br />
what size, height, and RF parameters<br />
would yield the best<br />
result. Many of the runs were<br />
conducted to optimize the tradeoff<br />
between size and performance.<br />
AntSyn software uses<br />
a proprietary advanced genetic<br />
algorithm to synthesize antennas<br />
that employs an iterative<br />
process, enabling the tool to<br />
search very difficult and general<br />
design spaces with multiple<br />
performance criteria. Full 3D<br />
simulations are used to calculate<br />
the performance of each design.<br />
(Note: At the time this design<br />
was synthesized, each antenna<br />
had to be optimized separately,<br />
but AntSyn software can now<br />
optimize multi-port antennas like<br />
this all at once and can include<br />
coupling as a metric.) The<br />
AntSyn results were almost sufficient<br />
for design closure, however<br />
the antennas were fed individually<br />
and orthogonally through<br />
the PREPERM substrate, which<br />
had a solid ground plane. This<br />
60 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
RF & Wireless<br />
0<br />
-5<br />
S21 AXIEM Simulation vs Measurements<br />
DB(|S(2,1)|)<br />
AXIEM<br />
DB(|S(2,1)|)<br />
Proto 1<br />
DB(|S(2,1)|)<br />
Proto 2<br />
Antenna gains of 2.5 to approximately<br />
5 dB were realizable.<br />
The radiation pattern is basically<br />
omnidirectional with spherical<br />
coverage, with examples shown<br />
in Figure 2.<br />
-10<br />
-15<br />
-20<br />
-25<br />
-30<br />
0 1 2 3 4 5 6<br />
Frequency (GHz)<br />
Figure 7: Predicted versus measured performance up to 6 GHz<br />
introduced some performance<br />
changes that required slight printed-circuit<br />
modifications.<br />
The synthesized antenna design<br />
was then exported to Microwave<br />
Office circuit design<br />
software and simulated using<br />
the AXIEM planar method-ofmoments<br />
(MoM) EM solver. A<br />
matching network (Figure 3) was<br />
designed using Optenni Lab and<br />
then fine-tuned with the AXIEM<br />
simulator.<br />
0<br />
-5<br />
-10<br />
-15<br />
-20<br />
It was decided to place the matching<br />
circuitry on an inverted<br />
substrate on the opposite surface<br />
from the antennas.<br />
Addition of the supporting substrate<br />
layer detuned the antennas,<br />
thus Optenni Lab was again<br />
used to synthesize and retune<br />
the matching circuits, and the<br />
performance of the resulting<br />
structure was validated with an<br />
AXIEM simulation (Figure 4.)<br />
A decoupling structure was also<br />
S22 AXIEM Simulations vs Measurements<br />
implemented to improve the isolation<br />
at 2.4 GHz, which somewhat<br />
complicated the microstrip<br />
feed circuitry.<br />
High isolation between ports<br />
was desirable, therefore the circuitry<br />
was tested up to 6 GHz.<br />
Return loss on the respective<br />
ports was 20 dB (1.22 standingwave<br />
ratio while isolation was<br />
at least 16 dB. For bandwidth<br />
considerations, 10 dB was deemed<br />
an acceptable return loss.<br />
0 1 2 3 4 5 6<br />
Frequency (GHz)<br />
Figure 8: Predicted versus measured performance up to 6 GHz<br />
DB(|S(2,2)|)<br />
AXIEM<br />
DB(|S(2,2)|)<br />
Proto 1<br />
DB(|S(2,2)|)<br />
Proto 2<br />
Simulated Versus<br />
Measured Results<br />
In order to verify the simulation<br />
results, two prototypes were<br />
manufactured. The PREPERM<br />
255 and PREPERM PPE370<br />
sheets were first metallized<br />
from both sides with roughly<br />
18 µm thick copper. The metallized<br />
sheets were then cut to<br />
the correct substrate size and<br />
the antenna patterns and matching<br />
circuitry were obtained by<br />
etching. Finally, the PREPERM<br />
255 and PREPERM PPE370<br />
substrates were combined.<br />
The antenna measurements<br />
were performed with the Anritsu<br />
ShockLine MS46322B series<br />
2-port vector network analyzer<br />
(Figure 5). The measured data<br />
agreed well with the AXIEM EM<br />
simulation. This confirmed that<br />
the PREPERM material properties<br />
such as dielectric constant,<br />
were well established. Figures<br />
6, 7 and 8 show the predicted<br />
versus measured performance<br />
up to 6 GHz.<br />
Conclusion<br />
A complex dualband WiFi<br />
MIMO antenna was simulated,<br />
designed, built, and tested<br />
using NI AWR software tools<br />
and Optenni Lab. The antenna<br />
system had an efficiency better<br />
than -2 dB and antenna-toantenna<br />
isolation better than -20<br />
dB for all frequencies at 2.4 GHz<br />
and 5 GHz WiFi bands (except<br />
isolation degradation to -17 dB<br />
for one of the prototype samples<br />
for a narrow band around 5.6<br />
GHz). The PREPERM materials<br />
have essentially constant<br />
permittivity and ultra-low loss<br />
(the loss tangent at 2.4 GHz is<br />
0.0009 for both materials) up to<br />
mmWave frequencies, so a similar<br />
design process as outlined<br />
here could be applied to any<br />
other frequency band as well,<br />
such as the mmWave bands in<br />
5G networks. ◄<br />
hf-praxis 8/<strong>2019</strong> 61
RF & Wireless<br />
Ultra-High Frequency Waveguide Antennas<br />
Fairview Microwave, Inc. has<br />
unveiled a new line of waveguide<br />
antennas designed to<br />
address wireless communication<br />
applications covering 40<br />
to 220 GHz bands including test<br />
and measurement, R&D, military/aerospace<br />
and experimental<br />
radar. Fairview’s new line<br />
of waveguide antennas is made<br />
up of 85 new models covering<br />
a broad spectrum of millimeter<br />
wave frequencies from 40 to<br />
220 GHz. The waveguide sizes<br />
of these antennas range from<br />
WR5 to WR19 and deliver gain<br />
from 3.5 to 25 dBi nominal,<br />
depending on the model. This<br />
new product line encompasses<br />
five categories of ultra-high<br />
frequency waveguide antennas<br />
to address point-to-point and<br />
point-to-multi-point wireless<br />
applications: standard gain horn<br />
and conical gain horn antennas<br />
to 220 GHz, along with omnidirectional,<br />
horn lens and wideangle<br />
scalar feed horn antennas<br />
Power Line EMI Chokes<br />
Coilcraft’s new Cx Family of surface-mount common<br />
mode chokes includes 16 sizes/configurations<br />
for a broad range of power line circuits. They suppress<br />
high frequency common mode noise up to<br />
100 MHz and offer greater than 40 dB common<br />
mode attenuation, making them ideal for use in<br />
consumer electronics and industrial applications.<br />
All Cx Family EMI chokes feature a low-profile,<br />
toroidal construction in a surface-mount, magnetically-shielded<br />
package with footprints as small<br />
as 13 x 13 mm. They are available with current<br />
ratings up to 10 A (Irms) and provide 1/1.5 Vrms<br />
isolation (hipot) between windings. They feature<br />
RoHS-compliant tin-silver-copper over tin over<br />
nickel over phos bronze terminations and withstand<br />
a maximum reflow temperature of 260 °C.<br />
■ Coilcraft<br />
www.coilcraft.com<br />
to 99 GHz. Additionally, these<br />
new waveguide antennas are<br />
RoHS and REACH compliant.<br />
■ Fairview Microwave<br />
www.fairview-microwave.<br />
com<br />
ISM Band Digital Voice and Data<br />
Transceiver<br />
RFMW, Ltd. announced design and sales support<br />
for CML Microcircuits’ SCT2400, a highly<br />
integrated digital voice and data transceiver. Operating<br />
in the 2.4 GHz, ISM band, the SCT2400<br />
provides secure communication links over long<br />
ranges, up to 12 km line-of-sight, but with extremely<br />
low power consumption.<br />
Up to 100 mW of output power is achieved while<br />
consuming just 10 mA in scan mode, around 52<br />
mA when receiving voice and just 64 mA when<br />
transmitting voice. CML’s voice coding expertise<br />
and advanced forward error correction maintains<br />
clarity and security in long range/low power radio<br />
systems such as Private Mobile Radio (PMR) and<br />
Land Mobile Radio (LMR). Operating from a<br />
single 3V supply, the low power dissipation and<br />
small size (10mm by 10mm, 144-BGA package)<br />
means it can be used in portable, mobile and wearable<br />
products, including fitness trackers, smart<br />
clothing and wireless headsets.<br />
This CML transceiver supports digital voice modes<br />
that include peer to peer, group call and broadcast,<br />
along with an SMS data mode.<br />
■ RFMW, Ltd.<br />
info@rfmw.com<br />
www.rfmw.com<br />
hf-Praxis<br />
ISSN 1614-743X<br />
Fachzeitschrift<br />
für HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
• Herausgeber und Verlag:<br />
beam-Verlag<br />
Krummbogen 14<br />
35039 Marburg<br />
Tel.: 06421/9614-0<br />
Fax: 06421/9614-23<br />
info@beam-verlag.de<br />
www.beam-verlag.de<br />
• Redaktion:<br />
Dipl.-Ing. Reinhard Birchel<br />
Ing. Frank Sichla (FS)<br />
redaktion@beam-verlag.de<br />
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Myrjam Weide<br />
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m.weide@beam-verlag.de<br />
• Erscheinungsweise:<br />
monatlich<br />
• Satz und Reproduktionen:<br />
beam-Verlag<br />
• Druck & Auslieferung:<br />
Brühlsche<br />
Universitätsdruckerei<br />
Der beam-Verlag übernimmt<br />
trotz sorgsamer Prüfung der<br />
Texte durch die Redaktion<br />
keine Haftung für deren inhaltliche<br />
Richtigkeit. Alle Angaben<br />
im Einkaufsführer beruhen auf<br />
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Handels- und Gebrauchsnamen,<br />
sowie Warenbezeichnungen<br />
und dergleichen<br />
werden in der Zeitschrift ohne<br />
Kennzeichnungen verwendet.<br />
Dies berechtigt nicht zu der<br />
Annahme, dass diese Namen<br />
im Sinne der Warenzeichenund<br />
Markenschutzgesetzgebung<br />
als frei zu betrachten<br />
sind und von jedermann ohne<br />
Kennzeichnung verwendet<br />
werden dürfen.<br />
62 hf-praxis 8/<strong>2019</strong>
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HEILBRONN<br />
HAMBURG<br />
MÜNCHEN<br />
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