12-2020

Dezember 12/2020 Jahrgang 25
HF- und
Mikrowellentechnik
HF- und Mikrowellenverstärker
Industrial Electronics, Seite 30

D C T O 5 0 G H Z
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Editorial
Elektromagnetische Felder verlässlich zu
messen, ist heute wichtiger denn je
Unzählige technische Errungenschaften
basieren heute
auf der Nutzung von elektromagnetischen
Feldern (EMF).
Ihre Einsatzgebiete im Bereich
Telekommunikation erstrecken
sich von der drahtlosen Informationsübertragung,
etwa von
Sprach-, Rundfunk- und Fernsehsignalen,
über Mobilfunk bis
hin zur Satelliten-Kommunikation.
Neben Signalen sind jene
statischen, nieder- und hochfrequenten
Felder auch in der
Lage, Energie zu übertragen.
Diesen Umstand macht sich die
Industrie beispielsweise in Anwendungen wie Elektroschweißen,
-schmelzen und -härten von Metallen sowie in der Galvanisierung
und Metallveredelung zunutze.
Obwohl der Mensch elektromagnetische Felder nicht wahrnimmt,
können diese bei zu hoher Intensität Gesundheitsschäden hervorrufen.
Mögliche Gefährdungspotenziale für den Menschen hängen
von Frequenz und Stärke, der Intensität des Feldes ab, in dem
er sich befindet.
Schädigungen reichen von Stimulationen der Nerven bei niederfrequenten
induzierten Strömen bis hin zu Phänomenen wie der
Erwärmung oder gar Verbrennungen von Gewebe bei Hochfrequenz.
Solche Auswirkungen sind immer wieder Gegenstand öffentlicher
Diskussionen. Und mit jeder neuen Mobilfunkgeneration lebt die
Debatte um die Gefährlichkeit von „Elektrosmog“, elektromagnetischer
Strahlung, wieder auf.
Derzeit werden dem aktuellen Mobilfunkstandard 5G diverse negative
Auswirkungen auf Mensch und Natur nachgesagt. Vor allem
neue Technologien wie Massive-MIMO und Beamforming stehen
dabei unter Verdacht, eine unzulässig hohe lokale Strahlung zu
verursachen. Und auch der Einsatz höherer Frequenzen im Mikrowellenbereich
(>20 GHz) bei 5G wird mit Argwohn betrachtet.
Messtechnik, die sich auf die Einhaltung oder Verifizierung dieser
Grenzwerte spezialisiert hat, gibt es im Markt von verschiedenen
Anbietern. Ernstzunehmende Produkte in diesem Bereich werden
mit einem Kalibrierzertifikat verkauft und müssen regelmäßig rekalibriert
werden. Aufgrund spezifischer nationaler Anforderungen
ist es sogar mancherorts üblich, dass der Kunde den Nachweis
einer akkreditierten Kalibrierung verlangt.
Als Entwickler, Hersteller und Anwender von Messtechnik können
und wollen wir keine Aussage darüber treffen, ob ein Feld für
den menschlichen Organismus gefährlich ist oder nicht. Wir können
jedoch Feldstärken zuverlässig und normenkonform erfassen
und mit den geltenden Grenzwerten vergleichen. Messgeräte zur
Erfassung von elektromagnetischen Feldern gibt es in verschiedenen
Bauformen. Immer optimiert für die jeweilige Aufgabe
und spezifische Anwendung. Mehr dazu lesen Sie in der Rubrik
„Messtechnik“ auf Seite 8.
Martin Meisenburg
Geschäftsführer
Narda Safety Test Solutions GmbH
Technische Beratung und Distribution
Bauelemente für die
Hochfrequenztechnik, chni
Opto- und
Industrieelektronik roni
k sowie
Hochfrequenzmessgeräte
rä
municom
wünscht schöne
Feiertage
www.
.de
municom GmbH
Traunstein · München · Berlin
Mail: info@municom.de
Tel. +49 86116677-99 EN ISO 9001:2015
hf-praxis 12/2020 3

Inhalt 12/2020
Dezember 12/2020 Jahrgang 25
Zum Titelbild:
HF- und Mikrowellentechnik
HF- und Mikrowellenverstärker
Industrial Electronics, Seite 30
HF- und Mikrowellenverstärker
von Microwave
Amps Ltd. und Industrial
Electronics GmbH
Microwave Amps Ltd. bietet
über zwanzig Jahre Erfahrung
im Verstärkerdesign von HFund
Mikrowellenverstärkern.
Der Hauptschwerpunkt von
Industrial Electronics liegt im
Bereich Hochfrequenz- und
Mikrowellentechnik 30
Miniatur-Doppelschleifenkoppler ermöglicht
Mikrowellenleistungs-Überwachung
Der neue Miniatur-Schmalband-Doppelschleifenkoppler
AM90CD-LP des Mikrowellenkomponenten-Herstellers Link
Microtek (Vertrieb: Globes) ermöglicht es Entwicklern, eine
Vorwärts- und Rückwärts-Leistungsüberwachung in militärische
oder kommerzielle Mikrowellensysteme zu integrieren, in denen
enge Platzverhältnissen herrschen. 34
Fachartikel in dieser Ausgabe
Arbiträrsignalgenerator mit 256 GSa/s und
65 GHz Analogbandbreite
Keysight Technologies kün digte den ersten
Arbiträrsignalgenerator (AWG) mit 256 GSa/s an: Der M8199A
bietet 65 GHz Analogbandbreite in einem kompakten 2-Slot-
AXIe-Modul. 16
Rubriken:
3 Editorial
4 Inhalt
6 Messtechnik
22 HF-Technik
26 Grundlagen
30 Titelstory
32 Bauelemente
35 Quarze und Oszillatoren
36 Kabel und Stecker
38 Software
40 Antennen
44 Kommunikation
55 Aktuelles
56 RF & Wireless
78 Impressum
4 hf-praxis 12/2020

JYEBAO
International News
50 GHz Biasable Limiter
Protects Sensitive Circuits
Universeller Problemlöser für
zahllose HF-Messaufgaben
Der frequenzselektive Leistungsmesser R&S NRQ6
vereint die Genauigkeit eines Leistungsmessers
mit der Empfindlichkeit eines Messempfängers.
Durch aktuelle Erweiterungen wird er zum
Universalwerkzeug für die anspruchsvollen
5G-Messungen. 18
In vier Schritten zum Erfolg -
Steilflankige Hochfrequenzfilter
entwickeln
Wer heutzutage HF-Hardware entwickelt, muss
sich spezialisieren; man arbeitet vorwiegend
auf einem eng begrenzten Gebiet. Ein solches
Spezialgebiet ist die Filtertechnik. Für Entwickler,
die auf anderen Gebieten zuhause sind, empfiehlt
es sich, Filter als fertige Komponenten zu kaufen
oder extern entwickeln zu lassen. Manchmal ist das
nicht möglich; dann stellt sich die Frage nach einer
Eigenentwicklung. 35
MIMO/Phased-Array
Antenna Systems,
part 1
This application note discusses
trends and presents recent
advances in EDA tools for
phased-array-based systems.
Phased-array antennas
are becoming popular for
a variety of applications
such as automotive driver
assist systems, satellite
communications, advanced
radar and more. 70
RFMW announced design and sales support
for a passive diode protection limiter. The
Keysight HMMC-5644 protects sensitive
RF front ends from DC to 50 GHz with low
distortion. 60
Multichannel 10-Bit Digitizer
with up to 4 GS/s Sampling
Rate
Teledyne SP Devices announced the release
of ADQ8-4X – a modular data acquisition
board with configurable channel count and
sampling rate. 76
2.4 GHz VCO with Excellent
Linearity
Crystek‘s CVCO 55CC-2400-2400 VCO
(Voltage Controlled Oscillator) operates at
2.4 GHz with a control voltage range of 0.5
to 4.5 V. 78
Neue,
hochflexible
Testkabel
von JYEBAO
• Very Flexible
(PUR jacket)
• Stainless Precision
Connectors used
• Excellent RF
performance
• Extra sturdy connector/
cable connection
(Solder clamp designs)
• Taper Sleeve added
• Intended for lab use/
intensive handling
hf-praxis 12/2020 5

Messtechnik
In Echtzeit Oberschwingungen analysieren
Der AC-Oberwellenanalysator
HA1600A von TTi mit eingebautem
Flicker eignet sich
nahezu perfekt für Konformitäts-und
Netzqualitätsmessungen.
Zusätzlich kann der
AC-Oberwellenanalysator, welcher
von Telemeter Electronic
vertrieben wird, auch als regulärer
Netzanalysator verwendet
werden.
Durch die einfache Bedienung
kann der Anwender Oberschwingungsanalysen
mühelos
durchführen. Es lassen sich
Oberwellen von der 1. bis zur
40. Harmonischen messen. Sie
werden durch das große grafische
Display in Echtzeit angezeigt.
Oberschwingungsanalysen
und Flickeranalysen können
nach der Norm EN61000-3-
2/-3 erfolgen. Passend für den
HA1600A ist die Stromquelle
AC1000A entwickelt worden.
Die AC1000A verringert die
Oberwellen, die im Versorgungsnetz
enthalten sind. Diese
Stromquelle besitzt einen Überlastungsschutz
und ein Wechselspannungsfilter
nach EN61000-
3-2 und kann mit bis zu 10 A
Spitzenstrom belastet werden.
Telemeter Electronic GmbH
info@telemeter.de
www.telemeter.info
Low-Power-Sensor mit spezieller Frequenz für Premium-
Ansprüche
Durch die neuen Highend-
Lösungen des taiwanesischen
neuen Partners und Sensorexperten
Jorjin hat man bei Compotek
die Möglichkeit, Kunden noch
konsequenter und umfassender
bei ihren Wireless-Projekten
zu helfen. Ein Beispiel ist das
MT5A61E01K mmWave Radar
für Industriediagnostik.
Premium-Sensor-Kit
MT5A61E01K
M i t d e m M T 5 A 6 1 E 0 1 K
mmWave Radar Kit erhalten
Sie nicht nur beste Singlechip-
Radar-Technologie von Texas
Instruments (IWR1642), sondern
auch das fortschrittliche
Antennen-Design von Jorjin.
Dabei geht der Sensor in einem
spezialiserten Band (77 bis 81
Schirmkammer für
Frequenzen von 20
MHz bis 6/60 GHz
Die Schirmkammer HDRF-
D1260 von RF Electronics ist
für Frequenzen von 20 MHz bis
6 GHz geeignet (Optionen bis
60 GHz sind verfügbar). Diese
abgeschirmte Box verfügt über
ein Zweikammer-Design, mit
dem mehrere Prüflinge parallel
getestet werden können. Es
gibt einen dicken HF-absorbierenden
Schaum, der eine Isolierung
von mehr als 120 dB
GHz) seiner Arbeit nach und
erhält Unterstütztung von einem
bei 2,4 GHz in jeder Kammer
bietet. Das Produkt verfügt
über abgeschirmte Netzfilter,
mit denen Geräte im Gehäuse
Arm-Cortex-R4F-Prozessor
sowie einem 2TX 4RX-Antennensystem.
Zu seinen Spezial-
Applikationsgebieten zählen die
Umweltüberwachung oder die
Werksautomatisierung.
Darüber hinaus eignet sich das
ultragenaue MT5A61E01K
nahezu ideal für Proof-of-Concepts
bzw. die Prototypenentwicklung.
Außerdem bietet
Jorjin eine zusätzliche 60-GHz-
ISM-Band-Variante an, die mit
seinem Design deutlich mehr
auf Innenapplikationen ausgerichtet
ist.
■ CompoTEK GmbH
www.compotek.de
mit Strom versorgt werden
können, während alle Funksignale
blockiert werden. Die
HDRF-D1 260 verfügt über
eine Reihe benutzerfreundlicher
E/A-Verbindungsoptionen,
darunter HDMI, RJ45,
USB, DB9, VGA, DB25 und
AC/DC. Die Box misst 170 x
255 x 410 mm und ist ideal für
802.11-a/b/g/n/ac-, Bluetooth-,
RFID- und 3G-Gerätetests. Sie
wiegt 18 kg.
■ RF Electronics
www.rfelectronics.net
6 hf-praxis 12/2020

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GHz
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Messtechnik
Messgeräte zur Erfassung von elektromagnetischen Feldern liefern belegbare Fakten
Messgeräte zur Erfassung von
elektromagnetischen Feldern
gibt es in verschiedenen Bauformen.
Ein Personenschutzgerät
beispielsweise warnt seinen
Träger, sobald sich dieser einem
Grenzwert nähert oder bevor
einer gar überschritten wird. Es
gibt Breitbandmessgeräte mit
verschiedenen E- und H-Feld-
Sonden für elektrische (E) und
magnetische (H) Felder im
Bereich zwischen 0 Hz und 90
GHz. Und Messgeräte zur großflächigen
Gebietsüberwachung
sowie selektive Messtechnik,
die gezielt die obengenannte
Feldstärke von 5G-Beams messen
und auswerten kann.
Bei der Messung spielen neben
dem Anzeigegerät die verfügbaren
Sonden beziehungsweise
die Antennen eine zentrale
Rolle. Für die EMF-Messung
sind diese üblicherweise isotrop
(unabhängig von der Richtung)
ausgelegt und sorgen dafür,
dass bei der Messung keine
Richtung bevorzugt oder ausgelassen
wird. Zur Messung
werden üblicherweise Dioden-
Elemente verwendet. Für spezielle
Messungen, zum Beispiel
von Radar-Signal-Feldern, eignen
sich besonders Sonden mit
Thermo-Koppler-Elementen,
die diese sehr anspruchsvolle
Signalform präzise messen können.
Hierbei wird in erster Linie
wirkungsvoll vermieden, dass
es zu einer Unter- bzw. Überbewertung
durch die Signalform
kommt.
Als Entwickler, Hersteller und
Anwender von Messtechnik
können wir Feldstärken zuverlässig
und normenkonform
erfassen und mit den geltenden
Grenzwerten vergleichen.
Dabei ist es die Aufgabe von
Institutionen wie der ICNIRP
(International Commission on
Non-Ionizing Radiation Protection),
einer unabhängigen,
internationalen Kommission
zum Schutz vor nichtionisierender
Strahlung, diese gültigen
Grenzwerte zu definieren.
Das geschieht in wissenschaftlichen
Gremien von
Gesundheitsexperten aus den
Bereichen Biologie und Medizin.
Die Grenzwerte spiegeln
sich beispielsweise in der deutschen
Gesetzgebung wider. Die
ICNIRP wird unter anderem
von der Weltgesundheitsorganisation
und der Europäischen
Union zu Rate gezogen. Sie
also definiert Grenzwerte und
wir entwickeln Messtechnik,
um deren Einhaltung nach dem
Stand der Technik zu überwachen.
Nach unserer Überzeugung
führt nur diese Aufgabenteilung
dazu – jeder steuert das
bei, was er am besten kann –,
Verunsicherung in der Bevölkerung
durch belegbare Fakten
zu vermeiden und allen voran
Menschen und Umwelt wirkungsvoll
zu schützen.
■ Martin Meisenburg
Geschäftsführer
Narda Safety Test Solutions
GmbH
www.narda-sts.com
Zwölf Messfunktionen und bis zu 1000 Messungen/s mit neuen Digitalmultimetern
Bei den B&K Precision BK5492C und
BK5493C handelt es sich um digitale
Tischmultimeter mit 5½ und 6½ Digits.
Sie bieten grafische Funktionen wie
Trend- und Histogramm-Darstellung,
praktische mathematische und statistische
Funktionen sowie LAN- und USBTMCkompatible
Standardschnittstellen.
Alle Modelle (5492C/5492CGPIB und
5493C/5493CGPIB) arbeiten mit Messgeschwindigkeiten
bis 1000 Messungen/s und
beherrschen zwölf Messfunktionen.
Die Dual-Messfunktion
ermöglicht die gleichzeitige Anzeige von
zwei Messergebnissen. Die Modelle mit
6½ Digits bieten eine höhere DCV-Genauigkeit
von bis zu 35 ppm, eine höhere Auflösung
und rückseitige Eingangsanschlüsse
zur Vereinfachung der Anschlüsse. In den
Varianten BK5492CGPIB und BK5493CG-
PIB ist eine GPIB-Schnittstelle verfügbar.
Die mitgelieferte Software unterstützt die
Fernsteuerung des Geräts, die Überwachung
von Live-Messungen und die Datenprotokollierung.
Bei der Entwicklung der 5½- und 6½-stelligen
Tischmultimeter der 5490C-Serie von
B+K Precision wurde besonderer Wert auf
Genauigkeit, Wiederholbarkeit und Benutzerfreundlichkeit
gelegt: Mithilfe der integrierten
mathematischen Funktionen, der
Statistikanzeige und der doppelten Messfunktionen
lassen sich Messdaten bequem
erfassen und analysieren. Außerdem erlauben
Geschwindigkeiten von bis zu 1000
Messwerten pro Sekunde und eine grundlegende
DCV-Genauigkeit von bis zu 35
ppm schnelle und genau-stabile Messergebnisse.
Mit den zwölf Messfunktionen
lassen sich AC/DC-Spannung und -Strom,
2- und 4-Leiter-Widerstand (bis hinunter zu
10 Ohm), Kapazität, Frequenz, Diode, Temperatur,
Durchgangsprüfung sowie DCV-
Verhältnis messen. Außerdem beherrschen
die Geräte dieser Serie praktische mathematische
Funktionen wie statistische Daten
und Grenzwerttestmodus, Null, dB, dBm,
mX+b, Run/Stop und Prozentberechnungsfunktionen.
Dank einer dualen Messfunktion
lassen sich gleichzeitig z.B. Wechselspannung
und Frequenz anzeigen.
Das intuitiv zu bedienende Vollfarb-LCD
(4,3 Zoll/10,9 cm) bietet eine Vielzahl von
Messanzeigemodi, darunter numerisch,
Balkenmesser, Trenddiagramm und Histogramm.
Alle Geräte der 5490C-Serie verfügen
über RS232, USB Host and Device,
Ethernet/LAN-Anschlüsse, die GPIB-Varianten
sind zusätzlich mit einem GPIB-
Anschluss ausgestattet. Die mitgelieferte
Software unterstützt die Fernsteuerung des
Geräts sowie die Überwachung von Live-
Messungen und die Daten-Protokollierung.
Ein LabVIEW-Treiber steht ebenfalls per
Download zur Verfügung und vereinfacht
die Systemintegration und Gerätesteuerung.
Über den USB-Host-Anschluss auf der Vorderseite
lassen sich neben Datums- und Zeitstempel
auch Screenshots und Messdaten
vom internen Speicher des Multimeters auf
einen Computer übertragen und verwenden.
Das 6½-stellige Modell ist mit rückseitigen
Eingangsklemmen für die Rack-Montage
ausgestattet.
■ Meilhaus Electronic GmbH
www.meilhaus.com
8 hf-praxis 12/2020

Messtechnik
HF-Signalgeneratoren bis 13,6 GHz
B E YO N D R E A LT I M E
®
Mit den Hochleistungs-HF-Signalgeneratoren
der DSG3000B-Serie präsentiert
Rigol die Nachfolgemodelle der DSG3000-
Serie mit verbesserten Funktionen. Der Frequenzbereich
der neuen Geräte liegt bei 6,5
oder 13,6 GHz, der Ausgangsamplituden-
Bereich zwischen -130 und +27 dBm und
in der Standard-Pulsmodulation beträgt das
On/Off-Verhältnis bis zu 70 dB. Die umfassende
Modulationslösungen beinhalten AM/
FM/µM-Analogmodulation, Pulsmodulation
mit benutzerdefinierter Pulsfolge und I/Q-
Modulation. Alle Modulationen unterstützen
interne und externe Modulationsquellen.
Die Geräte der DSG3000B-Serie sind mit
einer übersichtlichen Benutzeroberfläche
ausgestattet und einfach zu bedienen. Sie
geben stabile, präzise und reine Signale aus
und sind somit das nahezu ideale Werkzeug
in verschiedenen Bereichen wie Kommunikation,
Forschung und Entwicklung, Bildung,
Produktion und Wartung.
größere Entfernungen überbrücken können.
Auch das Testen der nichtlinearen Leistung
von HF-Geräten spielt in den genannten
Bereichen eine wichtige Rolle, da Signalverzerrungen
nicht nur die Leistung des
Senders verschlechtern, sondern auch Störungen
bei Empfängern verursachen können.
Im IQ-Modus lassen sich Messungen
in 5G-Anwendungen analysieren und digitale
Datenkommunikationssignale, digitale
Funkkommunikation wie QAM-Signale
sowie benutzerdefinierte Modulationstypen
charakterisieren. Im Bereich EMV-Prüfung
wird die Immunität des Prüflings gegenüber
externen Störungen ermittelt oder aber getestet,
ob der Prüfling ungewollte Störungen
bei anderen Geräten verursacht.
Die Geräte der DSG3000B-Serie zeichnen
sich durch einen sehr hohen Frequenzbereich
von 6,5 oder 13,6 GHz aus und verfügen
über einen Ausgangsamplituden-
Bereich zwischen -130 und +27 dBm. Die
Amplitudengenauigkeit liegt bei

Messtechnik
Stromrauschen in Verstärkern
mit FET-Eingang (2)
bezeichnet und in [2] sehr gut
erklärt. Ähnlich wie das Spannungsrauschen
des Widerstands
durch den Widerstand selbst in
ein Stromrauschen umgewandelt
wird, wird das Spannungsrauschen
des Verstärkers en_dut
durch die Gesamt-Eingangskapazität
– die sich aus der Sensorkapazität,
den Parasitärkapazitäten
der Leiterplatte und der
Eingangskapazität des Verstärker
zusammensetzt – in Stromrauschen
umgewandelt:
War das in Teil 1
Dargebotene alles, was
es zum Stromrauschen
von Verstärkern
mit FET-Eingang
anzumerken gibt? Nein.
Autor:
Kaung Win
Senior Field Applications
Engineer
Analog Devices
www.analog.com
Denn insgesamt gibt es vier
Rauschquellen, die signifikant
zum Gesamt-Eingangsstromrauschen
in Anwendungen mit
hoher Quellimpedanz beitragen.
Bisher wurden nur zwei davon
behandelt. Die Aufmachergrafik
zeigt ein vereinfachtes Modell
des Operationsverstärkers aus
MT-050, das als gutes Beispiel
für die Rauschquellen eines Operationsverstärkers
dienen kann.
Die wichtigsten Rauschquellen
sind eingetragen.
Stromrauschen aus
dem FET-Eingang
(in_dut)
Die Stromrauschkurve hängt
von der Topologie der Eingangsstufe
des Verstärkers ab.
Im Allgemeinen ist die Kurve
bei niedrigen Frequenzen flach
und steigt mit zunehmender Frequenz
an, s. Bild 8 in Teil 1. Ab
der Grenzfrequenz des Verstärkers
sinkt die Verstärkung, und
die Rauschkurve geht in einen
-20-dB/Dekade-Verlauf über.
Stromrauschen aus
dem Widerstand (in_R)
Diese Rauschkomponente kann
man berechnen, indem man das
thermischen Spannungsrauschen
des Widerstands en_R durch die
Impedanz des Widerstands R
dividiert. 1 MOhm trägt etwa
128 fA/Hz bei, 10 GOhm etwa
1,28 fA/Hz:
(7)
Das thermische Spannungsrauschen
des Widerstands zeigt
bis einer gewissen Frequenz
ein völlig flaches Verhalten und
geht oberhalb dieser Frequenz
allmählich in einen -20-dB/
Dekade-Abfall über, s. Bild 5.
Stromrauschen aus
dem Sensor
(in_source)
Der Sensor trägt seinen Anteil
am Stromrauschen bei, damit
müssen wir leben. Der Frequenzverlauf
dieser Rauschkomponente
kann höchst unterschiedlich
sein. Eine Photodiode,
beispielsweise, produziert
Schrotrauschen I sn aus dem Photostrom
I P und dem Dunkelstrom
I D sowie Johnson-Rauschen I jn
aus dem Shunt-Widerstand [1]:
(8)
Stromrauschen aus
dem Spannungsrauschen
des Verstärkers
Das Stromrauschen aus dem
Spannungsrauschen des Verstärkers
wird als enC-Rauschen
Zunächst erhalten wir:
(9)
(10)
Diese Gleichung lehrt uns drei
Dinge.
Erstens: Das Stromrauschen wird
mit zunehmender Frequenz stärker
– noch eine weitere Komponente
des Stromrauschens,
die diese Eigenschaft aufweist.
Zweitens: Je größer das Eingangsspannungsrauschen
des
Verstärkers ist, desto größer auch
das Stromrauschen.
Drittens: Je größer die Gesamt-
Eingangskapazität ist, desto
größer ist auch das Stromrauschen.
Das führt zu einer Gütezahl
(„figure of merit“) enC,
die in einer gegeben Anwendung
sowohl das Spannungsrauschen
des Verstärkers als auch
die Gesamt-Eingangskapazität
berücksichtigt.
Bild 11 zeigt die Stromrauschkurve
für Transimpedanz-
Anwendungen, die das Stromrauschen
des Messobjekts vernachlässigt.
Der flache Teil der
Kurve beschreibt im Wesentlichen
das Widerstandsrauschen:
(11)
10 hf-praxis 12/2020

Messtechnik
Bild 11: Das enC-Rauschen über der Frequenz
Das kapazitätsbedingte Stromrauschen
berechnet sich nach
folgender Gleichung:
(12)
Es steigt um 20 dB/Dekade an.
Aus den beiden Gleichungen
lässt sich der Schnittpunkt
berechnen:
(13)
Je nach C in kann das enC-Rauschen
größer oder kleiner als
das Stromrauschen des Messobjekts
sein. Bei invertierenden
Schaltungen, beispielsweise in
Transimpedanz-Anwendungen,
wird C dm nicht „gebootstrapped“;
es gilt:
(14)
Für den LTC6244 beispielsweise
gelten bei 100 kHz die
folgenden Werte: C cm = 2,1 pF,
C dm = 3,5 pF und en = 8 nV/Hz.
Daraus berechnet sich ein enC-
Stromrauschen von:
(15)
Dieser Wert ist wesentlich kleiner
als das Stromrauschen des
Messobjekts von 80 fA/Hz.
Wenn jedoch eine Photodiode
angeschlossen ist, ist eine zusätzliche
Kapazität C source oder C pd
zur Gleichung hinzu zu addieren,
und das Stromrauschen muss
neu berechnet werden. Schon
bei einer kleinen C pd -Kapazität
von nur 16 pF steigt das enC-
Stromrauschen auf ähnliche
Werte wie das Stromrauschen
des Messobjekts an. Langsame,
großflächige Photodioden haben
meistens Kapazitäten in der Größenordnung
von 100 pF bis 1 nF,
kleinflächige Highspeed-Typen
dagegen etwa 1 bis 10 pF.
Besonderheiten der
Messanordnung
Bei Rauschmessungen an Bauteilen
oder Schaltungen mit
hoher Eingangsimpedanz kommt
man nicht daran vorbei, sich eingehend
mit der Messumgebung
und deren Besonderheiten zu
befassen.
Bei einem typischen IC mit
einem einzigen Verstärker befindet
sich Pin 3 (V in+ ) unmittelbar
neben Pin 4 (V – ). Falls kein
Guard-Ring vorhanden ist,
spielt das Leiterplatten-Layout
eine entscheidende Rolle.
Bei Betriebsspannungsänderungen
änderte sich auch der
Gleichspannungsanteil der Ausgangsspannung
signifikant. Der
10-GOhm-SMD-Widerstand
war ursprünglich parallel zu V –
(R10 in Bild 12) eingelötet und
der Leckstrom durch die Lotpaste
war inakzeptabel. Deshalb
wurde der Widerstand an
anderer Stelle angebracht (R8),
woraufhin der Leckstrom verschwand.
Das Datenblatt zum
ADA4530-1 (Verstärker der
Elektrometerklasse mit 20 fA
bei 85 °C) beschreibt alle Vorkehrungen
hinsichtlich Auswahl
der Lotpaste, Verschmutzung,
Feuchtigkeit und anderer Einflussgrößen,
die bei Hochimpedanzmessungen
getroffen werden
müssen. Es lohnt sich, das
Datenblatt und den User Guide
UG-865 sowie die Circuit Note
CN-0407 zu lesen.
Nicht-schallisolierte Bauteile mit
hoher Eingangsimpedanz können
triboelektrischen, piezoelektrischen
und mikrophonischen
Effekten unterliegen. Irgendwann
einmal habe ich unbeabsichtigt
meinen Schlüsselbund
fallen lassen und bemerkte im
Messdiagramm einen Spike im
hörbaren Frequenzbereich (insbesondere
1 kHz und darüber).
Ich hätte nicht gedacht, dass
Messungen an einer hochimpedanten
FET-Eingangsstufe mit
10 GOhm Eingangswiderstand
derart schallempfindlich sein
könnten. Um mich zu vergewissern,
pfiff ich – und siehe da, ich
bekam einen Spike zwischen 1
und 2 kHz zu sehen. Selbst bei
Messdatenmittelung über zahlreiche
Zyklen genügt ein kurzes
Pfeifen, um im CRT-Diagramm
des SR785 einen Spike hervorzurufen.
Die in CN-0407
erwähnten hermetisch dichten
Glaswiderstände wären im Hinblick
auf tribo-/piezoelektrische
Effekte eine bessere Wahl.
Um der Sache auf den Grund zu
gehen, habe ich die Geräusche
im Labor mithilfe eines Laptop-
Mikrofons aufgenommen, die
Messdaten mithilfe von MAT-
LAB analysiert und herausgefunden,
dass die Rauschmes-
Bild 13: Störende Geräusche im Labor
Bild 14: Akustische Geräusche in der Telefonkabine
hf-praxis 12/2020 11

Bild 15: Ausgangsbezogene Spannungsrauschdichte ohne akustische
Abschirmung
Bild 16: Ausgangsbezogene Spannungsrauschdichte mit akustischer
Abschirmung
sungen mit den Umgebungsgeräuschen
korreliert waren.
Ein signifikanter geräuschbedingter
Spike trat bei 768 Hz
und weiteren Frequenzen auf
(Bild 13). Verantwortlich dafür
war ein großer Netzspannungskabelschacht
in ein paar Metern
Entfernung von meinem Labortisch.
Um sicherzugehen, nicht
auch noch das Betriebsgeräusch
meines Laptops zu erfassen, ging
ich für die Messungen in eine
der Telefonkabinen – das sind
die ruhigsten Plätze in meiner
Arbeitsumgebung. Bei 768 Hz
war daraufhin kein Spike mehr
zu erkennen, und die Spikes
bei anderen Frequenzen waren
um mindestens den Faktor 100
kleiner.
Zur Dämpfung der akustischen
Geräusche verwendete ich
daraufhin eine Temptronix-Box.
Die Box scheint temperaturgedämmt
zu sein, eine signifikante
Luftbewegung findet darin nicht
statt. Darauf kam es mir aber
nicht an. Es ging mir nur darum,
die Messanordnung vor Schall zu
schützen – und das tat die Box,
s. Bild 15 und 16.
Fehlerquellen, an die
man vielleicht nicht
denkt
Verstärker mit FET-Eingang
haben Eingangsströme von einigen
pA. Bei einem Eingangswiderstand
von 10 GOhm produzieren
10 pA am Verstärkerausgang
100 mV. Der Eingang
des SR785 bietet die Wahl zwischen
DC- und AC-Kopplung.
In Stellung AC wird dieser
Fehler ausgeblendet, und man
kann das Ausgangsrauschen
im Messbereich höchster Empfindlichkeit
(-50 dBV Spitze
bzw. 3,2 mV Spitze) messen.
Durch die AC-Kopplung wird
jedoch der Frequenzbereich
auf eine untere Grenzfrequenz
von 1 Hz beschnitten; dadurch
ist es schwierig, den flachen
12,8-µV/Hz-Bereich zu analysieren
und den -3-dB-Punkt zu
messen. Deshalb muss man mit
DC-Kopplung arbeiten, mit der
Folge, dass der empfindlichste
Messbereich des Analysators
nicht genutzt werden kann.
Dieses Problem wurde gelöst,
indem dem Eingang des SR785
ein Hochpassfilter mit 1 mHz
Grenzfrequenz – bestehend
aus zwei in Serie geschalteten
270-µF-Kondensatoren und
einem 1-MOhm-Widerstand –
vorgeschaltet wurde. Der Bildschirm
des SR785 produziert ein
Magnetfeld mit Frequenzen im
Bereich von 20 kHz und Oberwellen,
das in den Kondensatoren
des externen Hochpassfilters
Störsignale hervorrufen
kann. Diese lassen sich durch
Drehen des Filters minimieren.
Zusammenfassung
Das Phänomen, dass sowohl bei
Verstärkern mit CMOS- als auch
solchen mit JFET-Eingang das
Stromrauschen mit ansteigender
Frequenz zunimmt, war vielen
Ingenieuren nicht zugänglich,
weil es entweder zu wenige
Fachartikel auf diesem Gebiet
gab oder weil die Informationen
der Halbleiterhersteller unvollständig
waren. Ziel dieses Artikel
ist es, zu einem besseren Verständnis
des Stromrauschens bei
höheren Frequenzen beizutragen
und eine Technik für reproduzierbare
Rauschmessungen am
Operationsverstärker der Wahl
zu beschreiben.
Die Auswahl des für eine gegebene
Anwendung optimalen
Operationsverstärkers ist keine
einfache Aufgabe. Je nach
Anwendung muss man Kompromisse
zwischen Rauschen,
Bandbreite, Verstärkung und
Genauigkeit eingehen. Die Literaturquellen
sowie zahlreiche
Datenblätter informieren ausführlich
darüber.
Ich möchte Glen Brisebois und
Aaron Schultz für ihre Unterstützung
danken sowie Henry
Surtihadi, Scott Hunt, Barry Harvey,
Harry Holt, Philip Karantzalis
und Jordyn Ansari für ihre
Anregungen.
Über den Autor:
Kaung Win begann seine
Laufbahn bei Analog Devices
im Jahr 2013 als Produkterprobungsingenieur
für die
Linear Products and Solutions
Group. Im Jahr 2019
wechselte er auf eine Stelle als
Anwendungsingenieur. Er hat
einen Bachelor-Abschluss in
Literatur
[1] Photodiode Characteristics
und Applications. OSI Optoelectronics,
August 2007.
[2] Paul Horowitz und Winfield
Hill. The Art of Electronics, 3.
Auflage. Cambridge University
Press, April 2015.
[3] ADA4530-1 Datasheet.
Analog Devices, Inc., November
2019.
[4] CN-0407. Analog Devices,
Inc., Februar 2019.
[5] “ADA4530-1R-EBZ User
Guide: UG-865.” Analog
Devices, Inc., Oktober 2015.
[6] “MT-050: Op Amp Total
Output Noise Calculations for
Second-Order System.” Analog
Devices, Inc., Februar 2009.
[7] Low Level Measurements
Handbook: Precision DC Current,
Voltage und Resistance
Measurements. Tektronix, Inc.,
Februar 2016.
[8] Brisebois, Glen. “Transimpedance
Amplifier Noise Considerations.”
Analog Devices,
Inc.. ◄
Elektro- und Computertechnik
vom Worcester Polytechnic
Institute und einen Master-
Abschluss in Elektrotechnik
von der Universität Santa
Clara. Sein Spezialgebiet sind
Lösungen für die Verstärker-
Signalkette. Kaung ist unter
kaung.win@analog.com. zu
erreichen.
12 hf-praxis 12/2020

Messtechnik
Profi-Produkte für die
Hochspannungsprüfung
Die französische Firma Sefelec
entwickelt seit über 30 Jahren
Prüfgeräte für den Bereich
elektrische Sicherheitsprüfung,
Kabel- und Kabelbaumprüfung
sowie Rückwandplatinen-
Prüfung. Im Jahr 2013 wurde
Sefelec in die global agierende
Eaton-Gruppe integriert, die auf
Energiemanagement-Technologien
(Hydraulik, Fahrzeug,
Mikronetze) spezialisiert ist.
Neu im Sortiment
der Meilhaus Electronic GmbH
sind Sefelec-Produkte aus den
Bereichen Hochspannungs-
Kabeltester, Sicherheitstester
für Erddurchgang, Tester für
Durchschlagfestigkeit und Isolationswiderstand,
Isolationswiderstands-/Megaohm/Theraohm-Messgeräte
und Picoampere-Meter.
Der Synor 5000R
ist ein im Rack montierbarer
Hochspannungs-Kabeltester.
Die Messfunktionen umfassen
Durchgangsprüfungen, Isolationsprüfungen,
Hipot-Prüfungen
und Komponententests (bis zu
100.000 Punkte). Die Sicherheitstester
eigenen sich je nach
Ausführung zur Messung sehr
kleiner oder sehr großer Widerstände
(bis 200 GOhm/2000
TOhm, 20 pA ... 20 mA).
Die Firma Eaton Sefelec stellt
verschiedene Sicherheitstester
zur Verfügung. Das Sefelec
1500M ist ein neues Isolationswiderstands-/Teraohmmeter/Picoamperemeter,
das auf
ARM-Dualcore- und DSP-
Technologien basiert und von
diesen gesteuert wird. Dank
seiner Messgenauigkeit und der
hohen Messgeschwindigkeit eignet
sich das Gerät besonders für
die Qualitätskontrolle. Die Isolationsmessung
des Teraohmmeters
reicht von 100 bis 2000
TOhm, die Picoamperemeter-
Funktion misst von 20 pA bis 20
mA und die Messspannung ist in
1-V-Schritten von 1 bis 1500 V
DC einstellbar.
Das Sefelec 1000M ist ebenfalls
ein Isolationswiderstands-
Messgerät, und zwar für den
Megaohmbereich (bis 200
GOhm bei 1000 V DC). Auch
hier sorgen die ARM-Dualcoreund
Nand-3D-Technologien für
erhöhte Genauigkeit, Stabilität
und Wiederholbarkeit, DSPs
beschleunigen Messungen und
Produktionstests. Die Prüfung
des Isolationswiderstandes ist in
vielen Bereichen gesetzlich vorgeschrieben,
wie zum Beispiel in
der Haus-/Gebäudetechnik oder
in Elektrofahrzeugen. Gemessen
wird der Isolationswiderstand
zwischen jedem aktiven
Leiter und dem Schutzleiter/
Erde. Dabei muss jeder einzelne
Stromkreis einen Mindest-Isolationswiderstand
einhalten, die
gesamte Anlage kann aber einen
niedrigeren Wert haben.
Ebenfalls zur Sefelec-5x-Serie
gehören die Tester Sefelec
56H/506H, 56D/506D und
56S/506S. Mit diesen Sicherheitstestern
lassen sich, je nach
Modell, Prüfungen der Durchschlagfestigkeit,
des Isolationswiderstandes
und des Erdungsdurchgangs
durchführen. Mit der
Erdungsmessung wird die Wirksamkeit
von Erdungen getestet,
um die Sicherheit von Personen,
Tieren und technischen Geräten
zu gewährleisten. Geprüft werden
Erdungswiderstand bzw.
Erdungsimpedanz, um sicherzustellen,
dass Schutzerdungen/
Betriebserdungen die von einschlägigen
Normen geforderten
Werte einhalten. Mit den Sefelec-56H/506H-Geräten
lassen
sich Tests zur Durchschlagfestigkeit
z.B. bei 5 kV AC und 6 kV
DC durchführen (Hipot-Tester).
Die Sefelec-56D/506D-Geräte
ermöglichen zusätzlich die
Durchführung von Tests des Isolationswiderstandes
bis 2 TOhm
bei 1 kV DC, wobei die Spannung
in 1-V-Schritten von 10
Netznachbildung
bis 240 V/16 A
Alldaq stellte die neue Netznachbildung
mit der Bezeichnung
LISN seines EMV-Partners
Tekbox vor. Mit dieser
ist eine leitungsgebundene
Messung zwischen 9 kHz und
30 MHz nach CISPR 16-1-2
bis 240 V AC und 16 A möglich.
Die Störungen können
über einen Wählschalter von
der Phase oder dem Nullleiter
erfasst und über den
integrierten BNC-Anschluss
abgegriffen werden. Der
zuschaltbare 10-dB-Begrenzer
und Dämpfer schützt den
sensiblen Eingang eines
Spektrumanalysators. Ein
Anschluss für eine „künstliche
Hand“ ist ebenso vorhanden
V ab einstellbar ist (Hipot- und
Isolations-Tester). Die Sefelec-
56S/506S-Geräte ermöglichen
zusätzlich einen Test des
Erdungsdurchgangs, wobei der
Messstrom in 0,5-A-Schritten
von 5 bis 32 A AC (5...50 A AC
mit Option 50A) einstellbar ist,
die maximale Leerlaufspannung
6 V AC (8 V AC mit Option
50A) beträgt und der Messbereich
0...960 mOhm bei 6 V AC
bzw. 0...1500 mOhm bei 8 V AC
umfasst (Hipot-, Isolations- und
Masse-Kontinuitäts-Tester).
Das Sefelec 32C ist ein Messgerät
für Erddurchgang/Masse-
Kontinuität, das ebenfalls auf
den ARM-Dual-Core- und DSP-
Technologien basiert und bis
32 A, optional bis 50 A prüft.
Das Gerät arbeitet mit programmierbaren
Test-Rampen,
Anstieg, Stetig, Abfall sowie in
einem Mehrrampen-Modus (bis
zu sieben Schritte). Durch den
Sequenzmodus ist der Tester einfach
zu handhaben und in eine
Steuerung oder einen Prüfstand
zu integrieren.
■ Meilhaus Electronic GmbH
www.meilhaus.com
wie ein Wahlschalter für die
PE-Verbindung. Die LISN
ist vollständig in die Alldaq
EMCview Software integriert
und sämtliche Werte sind
frei verfügbar, um sie auch
in andere Messumgebungen
einzubinden.
■ Allnet GmbH
Computersysteme
info@alldaq.com
www.alldaq.com
14 hf-praxis 12/2020

Messtechnik
Arbiträrsignalgenerator mit 256 GSa/s und
65 GHz Analogbandbreite
Keysight Technologies kündigte
den ersten Arbiträrsignalgenerator
(AWG) mit 256 GSa/s
an: Der M8199A bietet 65 GHz
Analogbandbreite in einem kompakten
2-Slot-AXIe-Modul.
Hintergrund: Die wachsende
Nachfrage nach höheren Datenübertragungsraten
in Telekommunikations-
und Rechenzentren
treibt die Übertragungsgeschwindigkeiten
auf ein Niveau,
das mit den physikalischen
Grenzen der derzeitigen Messgeräte
nicht erreicht werden
kann. Es bedurfte eines kreativen
Ansatzes, um die Raten
bis an die theoretischen Grenzen
zu erweitern und den Anforderungen
an die Datenübertragung
der nächsten Generation gerecht
zu werden.
Spezielle Bedürfnisse
von Ingenieuren
Keysight hat sich dieser Herausforderung
gestellt, indem es sich
auf die speziellen Bedürfnisse
von Ingenieuren konzentriert,
die an den schnellsten und komplexesten
Signalen arbeiten. Als
Ergebnis entwickelte Keysight
Labs einen neuen Digital/Analog-Wandler-ASIC,
der die Speicherdaten
in ein analoges Signal
OTA-Testing mit Rauschgeneratoren
übersetzt. Darüber hinaus schuf
das Unternehmen ein neues
Gehäuse, das das Löten bei empfindlichen
Hochfrequenzsignalen
(HF-Signalen) vermeidet, indem
ein HF-Steckverbinder am DAC-
ASIC platziert wird. Dadurch
wird eine Signalbeeinträchtigung
vermieden. Zusätzlich hat das
Unternehmen eine neue innovative
Verstärkertechnologie
entwickelt, die Ausgangssignale
mit hoher Geschwindigkeit
und Qualität mit einem glatten
Frequenz-Roll-Off liefert. Diese
neuen Komponenten führten
zum ersten AWG der Industrie,
der 256 GSa/s ermöglicht. Die
nutzbare Signalbandbreite geht
über die nominalen 65 GHz
hinaus und reicht sogar bis 80
GHz. Der neue AWG M8199A
von Keysight mit 256 GSa/s
bietet Forschungsingenieuren
eine hochleistungsfähige Signalquelle
für beliebige Signale und
ermöglicht die Entwicklung von
Designs, die über die derzeitigen
Grenzen hinausgehen. Ob beim
Testen der diskreten Komponenten
eines optisch kohärenten
Übertragungssystems oder beim
Experimentieren mit Terabit-
Übertragung für Rechenzentren:
Forschungsingenieure benötigen
eine hohe Abtastrate, Bandbreite,
Genauigkeit und Flexibilität,
um den Herausforderungen dieser
branchenführenden Anwendungen
gerecht zu werden.
Der AWG M8199A von Keysight
mit 256 GSa/s bietet die
doppelte Abtastrate im Vergleich
zu allen heute auf dem Markt
erhältlichen AWGs, in Verbindung
mit einer um mindestens
50 Prozent höheren Analogbandbreite.
Infolgedessen können
Forschungsingenieure schnell
modernste Komponenten für
Terabit-Übertragungssysteme
entwickeln. Der mit der neuen
Keysight-eigenen Technologie
gebaute AWG M8199A ermöglicht
es Nutzern aus der Grundlagenforschung,
Signalformen
zu laden, Vorverzerrungsalgorithmen
zu testen, Stimuli für
physikalische Experimente zu
erzeugen und Radarimpulse mit
hoher Modulationsbandbreite zu
generieren.
Der AWG M8199A von Keysight
wird im Dezember 2020
erhältlich sein.
■ Keysight Technologies, Inc.
www.keysight.com
Over-the-Air-Tests sind eine
Methode zur Bewertung und
Vorhersage der Leistung
und Zuverlässigkeit eines
drahtlosen HF-Geräts oder
-Systems. Der Prüfling (Device
Under Test) wird in eine Testkammer
gestellt, um die reale
Situation zu simulieren. Das
Gerät wird in verschiedenen
Szenarien betrachtet, um zu
untersuchen, wie es auf verschiedene
Bedingungen reagiert.
Mit OTA-Tests können
wir die Leistung des Geräts
oder Systems überprüfen,
indem wir den gesamten
Signalweg und die Antennenleistung
messen.
Atlantic Microwave bietet
Ethernet-gesteuerte Breitband-Rauschgeneratoren
an,
die sowohl als Stand-Alone
als auch in einem 19-Zoll-
Rack montiert werden können.
Manuelle Breitband-Rauschgeneratoren
liefern in mehreren
Modellen über einen Frequenzbereich
von 10 Hz bis 18 GHz
bis zu 1 W weißes gaußsches
Rauschen und können entweder
als Laborinstrumente oder
als integrierte Systemtesteinrichtungen
verwendet werden.
Das Rauschen, das durch eine
Diode erzeugt wird, wird somit
verstärkt und der Pegel kann
dann in Schritten von 1 dB oder
optional in Schritten von 0,1 dB
variiert werden. Diese neuen
Designs eignen sich hervorragend
für kommerzielle und
militärische Kommunikation
sowie für Test- und Messinstrumente
von DC bis 26,5 GHz.
■ EMCO Elektronik GmbH
www.emco-elektronik.de
16 hf-praxis 12/2020

Messtechnik
Universeller Problemlöser für zahllose HF-Messaufgaben
Der frequenzselektive
Leistungsmesser
R&S NRQ6 vereint
die Genauigkeit eines
Leistungsmessers mit
der Empfindlichkeit
eines Messempfängers.
Durch aktuelle
Erweiterungen wird er
zum Universalwerkzeug
für die anspruchsvollen
5G-Messungen. Dieser
Beitrag geht näher auf
die Messmöglichkeiten
ein.
Mit dem frequenzselektiven Leistungsmesser R&S NRQ6 gelingen
Phasenmessungen an bis zu 64 HF-Ports mit hoher Präzision
bei vergleichsweise moderatem Aufwand. „Vererbte“ Merkmale:
Spektrumanalysator/HF-Leistungsssensor/Netzwerkanalysator/
Komponententester
Phasenmessung
mit der Option
Phase Coherent
Measurements (K3)
Mit 5G NR steigen die Ansprüche
an Messgeräte rasant. Während
im Frequenzband FR2
(24...43,5 GHz) die Mikrowellentechnologie
und der Übergang
von der leitungsgebundenen
zur OTA-Messtechnik
die größten Herausforderungen
sind, erfordert das Frequenzband
FR1 (450 MHz bis 6 GHz) neue
Ansätze bei der Phasenmessung.
Ursache dafür ist der Einsatz
von Beamforming, mit dem
jeder Teilnehmer das für ihn
bestimmte Funksignal maximal
stark empfängt und gleichzeitig
Signale für andere Teilnehmer in
seiner Richtung gedämpft werden.
Was sich positiv auf Datenrate
und Abdeckung auswirkt,
erfordert allerdings bei den
Basisstationen aufwendige Phased-Array-Antennen
mit typischerweise
64 Einzelelementen.
Dieser Umstand zwingt die Hersteller,
bereits während der Entwicklung
und in der Produktion,
die modulierten HF-Signale an
bis zu 64 Ports bezüglich Pegel
und Phasenlage zu messen und
zu bewerten.
Dieser anspruchsvollen Aufgabe
sind weder heutige
Spektrumanalysatoren gewachsen
(weil sie über keine kohärenten
Empfangszüge verfügen)
noch Netzwerkanalysatoren
(weil sie keine komplex modulierten
HF-Signale messen können).
Die einzige bisher verfügbare
Lösung bestand im Einsatz
von High-End-Oszilloskopen,
die allerdings außer dem hohen
Preis noch den Nachteil der vergleichsweise
geringen Eingangsempfindlichkeit
aufweisen.
Genau in diese Nische springt
der frequenzselektive Leistungsmesser
R&S NRQ6 mit der
Option Phase Coherent Measurements
R&S NRQ6-K3: Durch
sein streng kohärentes Design
und sein kompaktes Gehäuse
gelingen Phasenmessungen an
bis zu 64 HF-Ports mit hoher
Präzision bei vergleichsweise
moderatem Aufwand.
Autoren
Thomas Braunstorfinger
Wilhelm Kurz
Habib Sellami
Rohde & Schwarz
www.rohde-schwarz.de
Bild 1: Vierkanalige phasenkohärente Messung mit vier Leistungsmessern R&S NRQ6
18 hf-praxis 12/2020

Messtechnik
aber symmetrisch an alle Slaves
verteilt. Das macht die Kalibrierung
komplett überflüssig und
vereinfacht die Anwendung.
Genauigkeit und
Möglichkeiten
Bild 2: Standardabweichung der gemessenen Phasendifferenz zwischen zwei R&S NRQ6 bei 23 °C
So wird gemessen
Bild 1 zeigt den prinzipiellen
Aufbau mit vier Messkanälen.
Ein R&S NRQ6 fungiert als
Master, die anderen sind als
Slaves konfiguriert. Um die
HF-Phasen messen zu können,
müssen alle Messkanäle konsequent
kohärent ausgelegt sein.
Voraussetzung dafür ist die Verkopplung
der jeweiligen Basisbandsektionen
über gemeinsame
Systemtakt- und Triggersignale
sowie der HF-Sektionen über
ein gemeinsames Lokaloszillatorsignal.
Nach dem Start der eigenen Messung
schickt der Master ein Triggersignal
an alle Slaves, die dann
gleichzeitig zu messen beginnen.
Die zeitliche Verzögerung zur
Mastermessung sowie alle weiteren
von der Verkabelung verursachten
Einflüsse lassen sich
Bild 3: „Klassischer” Aufbau zur Pegelregelung mit einem Signalgenerator
und einem Leistungsmesser
mittels einer vorausgehenden
Kalibrierung kompensieren.
Diese Gruppenlaufzeit- und Phasenkalibrierung
muss nur nach
stärkeren Temperaturschwankungen
wiederholt werden und
nicht etwa nach jeder Messung
oder jedem Sensor-Neustart.
Alternativ zu diesem Setup
kann auch ein zusätzlicher R&S
NRQ6 als Master eingesetzt werden,
der zwar selbst keine Messungen
durchführt, die Signale
Bild 2 zeigt die Phasenmessgenauigkeit
des R&S NRQ6.
Die gezeigten Standardabweichungen
der Phasenmessungen
beziehen sich auf die bei 5G FR1
maximale Trägerbandbreite von
100 MHz und die besonders häufig
verwendete Trägerfrequenz
von 3,5 GHz. Das Setup gemäß
Bild 1 lässt sich mit geeigneten
Splittern leicht auf bis zu acht
R&S NRQ6 bzw. Messkanäle
erweitern. Noch mehr Kanäle
stehen zur Verfügung, wenn
man die Trigger-, Systemtaktund
Lokaloszillatorsignale aktiv
verstärkt oder eine HF-Schaltmatrix
einsetzt, die dann z.B.
64 Signale sequenziell auf acht
R&S NRQ6 verteilt.
Selbstverständlich können die
Leistungsmesser neben der Phasenmessung
auch zur Bestimmung
der Leistung oder Modulationsqualität
(EVM) eingesetzt
werden. Da die Phasenmessung
auf Analyse der I/Q-Samples
basiert, sind Leistung-, EVMund
Phasenmessung sogar mit
demselben Satz von Abtastwerten
möglich.
Bild 4: Aus dem Soll pegel wird unter Annahme einer idealen Kennlinie
(orange) der erste Einstellwert E1 bestimmt. Messung M1 liefert eine
Abweichung d1 vom Sollwert, die dazu verwendet wird, einen verbesserten
Einstellwert E2 zu bestimmen usf
Bild 5: Power Servoing mit R&S SGT100A und der Option R&S NRQ6-K2
hf-praxis 12/2020 19

Messtechnik
Bild 6: Power Servoing und Messung mit dem R&S NRQ6
Ultraschnelle
Charakterisierung von
HF-Verstärkern
(Option K2)
Beim Charakterisieren von HF-
Verstärkern besteht das Problem,
dass Kenngrößen wie die ACLR
bei einer bestimmten Ausgangsleistung
ermittelt werden müssen,
die Ausgangsleistung selbst
aber vom individuellen Kompressionsverhalten
des DUTs
abhängt.
Die Verstärkung des Messobjekts
ist dabei im Allgemeinen
nicht genau bekannt und dazu
abhängig von Eingangspegel
und Temperatur. Die Aufgabe
des sogenannten Power Servoings
besteht darin, vor Beginn
der eigentlichen Messungen den
Ausgangspegel des Messobjekts
auf den gewünschten Wert einzustellen.
Erreicht werden kann dies mithilfe
eines Steuerrechners, auf
dem ein Regelalgorithmus läuft,
sowie je einem per SCPI fernsteuerbaren
Signalgenerator und
Leistungsmesser (Bild 3). Der
Regler ruft in einer Schleife den
aktuellen Messwert vom Sensor
ab, berechnet einen neuen Generatorpegel
und stellt diesen ein.
Der Vorgang wird solange wiederholt,
bis der Sollpegel am
Sensor anliegt (Bild 4).
Nachteilig an diesem Aufbau ist,
dass für jeden Schleifendurchgang
zwei SCPI-Kommandos
gesendet bzw. empfangen werden
müssen. Abhängig von
anfänglicher Schätzung, Linearität
der Kennlinie und erlaubter
Abweichung kann es bis zu
Bild 7: Messung mit einem Spektrumanalysator
20 ms dauern, bis der Sollwert
erreicht wird. Für Anwendungen
bei denen jede Millisekunde
zählt, etwa in der Produktion,
kann dies zu lang sein.
Schnelle Regelung mit
R&S SGT100A und R&S
NRQ6-K2
Mit einem Signalgenerator R&S
SGT100A und einem Leistungssensor
R&S NRQ6 mit Option
R&S NRQ-K2 sind deutlich kürzere
Einstellzeiten zu erreichen
(Bild 5). Dies gelingt durch die
sehr kurze Pegeleinstellzeit des
Signalgenerators R&S SGT100A
(max. 250 µs).
Die Messdatenübertragung vom
Sensor zum Signalgenerator
läuft über eine direkte FPGAzu-FPGA-Datenverbindung.
Es besteht eine Verlagerung
des Regelalgorithmus´ in den
Signalgenerator. Es liegt eine
optimierte Pegeleinstellung
(ALC) für die Korrektur kleiner
Abweichungen vor. High-Speed
Remote Control erfolgt via PCIe
oder Fast Socket.
Damit kann der Pegel am Ausgang
des DUT in typ. 1...1,5 ms
auf den Sollwert eingestellt werden
– vergleichbar mit der Einstellzeit
vieler Signalgeneratoren
ohne Regelung.
Um langsame Änderungen
der Verstärkung des DUT,
etwa durch thermische Effekte
(droop), zu kompensieren,
verfügt der Regler über eine
zuschaltbare Tracking-Funktion,
Bild 8: Die Software Vector Signal Explorer R&S VSE kann die Messdaten eines R&S NRQ6 tiefgehend analysieren, hier gezeigt an einem 5G-NR-Signal
20 hf-praxis 12/2020

Messtechnik
Ihr Partner für
EMV und HF
Messtechnik-Systeme-Komponenten
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Bild 9: 5G-NR-MIMO-Analyse mit der Software R&S VSE auf Basis der Messwerte zweier R&S NRQ6
die den Ausgangspegel auch nach der ersten
Einstellung fortlaufend überwacht.
• Messungen mit dem R&S NRQ6
Nach dem Einstellen des Sollpegels kann
der Sensor auch die Messaufgaben erledigen
(Bild 6).
• Messungen mit einem Spektrumanalysator
Für besonders anspruchsvolle Messaufgaben
kann über einen Leistungsteiler auch
ein Spektrum analysator angeschlossen werden
(Bild 7). Gegenüber den bisher aufgezeigten
Lösungen hat dieses Setup nicht
nur den Vorteil, dass das lästige Power Servoing
deutlich schneller abläuft, es macht es
oft sogar bezüglich der Messzeit komplett
unsichtbar, weil es verschachtelt mit der
eigentlichen Messung ablaufen kann – ein
gewichtiger Vorteil für alle Hersteller von
HF-Verstärkern.
• Messung der Modulationsqualität von
5G-Signalen mit der Software Vector
Signal Explorer R&S VSE
hf-praxis 12/2020
Schon bei der Markteinführung konnten vom
R&S NRQ6 aufgezeichnete I/Q-Samples in
die Software Vector Signal Explorer R&S
VSE importiert und dort analysiert werden.
Dafür ist die Option R&S NRQ6-K1
(I/Q Data Interface) erforderlich. In der
Version 1.70 unterstützt die Software den
R&S NRQ6 nun auch direkt, damit stehen
alle Analysefeatures jetzt auch unmittelbar
zur Verfügung.
Bild 8 zeigt die R&S VSE beim Messen
eines 5G-NR-Signals mit dem R&S NRQ6
(Trägerfrequenz 2 GHz, Leistungspegel
-30 dBm, Bandbreite 100 MHz, 256QAM).
Für diese Messung sind die Optionen R&S
NRQ6-K1 und R&S VSE-K144 erforderlich.
Der ermittelte EVM-Wert liegt hier bei
sehr guten 0,84 %.
Das perfekte Team zum
Phasenmessen
Besonders leistungsstark wird die Kombination
aus mehreren R&S NRQ6 mit dem
Vector Signal Explorer, wenn die Phasenlage
zweier 5G-NR-Signale bestimmt werden
muss. Für Beamforming-Messungen an
5G-NR-Signalen ist außer der Option R&S
VSE-K144 (3GPP 5G NR DL/UL Measurements)
die Option R&S VSE-K146 (5G
MIMO) erforderlich.
Damit das Setup nicht bezüglich der Phasenlage
kalibriert werden muss, wird zusätzlich
zu den zwei messenden R&S NRQ6 ein
dritter als Master eingesetzt. Alle Leistungsmesser
müssen in der Software R&S VSE in
einer Gruppe definiert werden, im Bereich
„Info & Settings“ auch bezüglich des Synchronisierungsmodus
(Master oder Slave).
Bild 9 zeigt die Messergebnisse. Die Phasenwerte
können in der R&SVSE in den
drei Anzeigefeldern „Beamforming Summary“,
„RS Phase“ und „RS Phase Difference“
abgelesen werden.
Fazit
Mit den neuesten Optionen R&S NRQ6-K3
(Phase Coherent Measurements) und R&S
NRQ6-K2 (Power Servoing with SGT) wird
der selektive Leistungsmesser R&S NRQ6
zu einem Universalwerkzeug zum Meistern
zahlreicher Messaufgaben im Bereich
der HF-Messtechnik. Einzigartig machen
ihn darüber hinaus seine gute Skalierbarkeit
für Mehrkanalmessungen und seine
geringe Größe. ◄
21
POSITIONING - TIMING -
NAVIGATION
GPS/GNSS Simulatoren
Störsignal-Simulatoren
Enterprise NTP Server
HF- & MIKROWELLEN-
MESSTECHNIK
Puls- & Signalgeneratoren
Feldmessung
Netzwerkanalysatoren
Spektrumanalysatoren
Leistungsmessköpfe
HF-Schaltfelder
Taktgeber Oszillatoren
PTB Masterclocks
HF- & MIKROWELLEN-
KOMPONENTEN
Hohlleiterkomponenten bis 325 GHz
HF-Komponenten bis 100 GHz
RF-over-Fiber
Kalibrierkits
Subsystem
Verstärker
Schalter
Tel. 089-895 565 0 * Fax 089-895 565 10
Email: info@emco-elektronik.de
Internet: www.emco-elektronik.de

HF-Technik
In vier Schritten zum Erfolg
Steilflankige Hochfrequenzfilter entwickeln
Instrumente verfügt, bestehend
aus Software, Messtechnik, Produktionsmitteln,
Kenntnissen
und Erfahrungen. Wie dieses Set
im Detail beschaffen sein muss,
hängt von der Art des zu entwickelnden
Filters ab.
Filter mit hoher
Flankensteilheit
Eine besondere Herausforderung
stellt die Entwicklung von Filtern
dar, deren Parameter nahe
an physikalischen Grenzen liegen.
Filter mit hoher Flankensteilheit
(Anhaltswert S

HF-Technik
Bild 2: DAB-Sperre, Synthese-Ergebnis
wird das Thema beispielsweise
in [2], [3] und [4] behandelt
sowie in zwei Klassikern, die
hier erwähnt werden müssen:
Zverev [5] und Matthaei, Young
& Jones [6].
Der Entwicklungsprozess lässt
sich in vier Schritte unterteilen:
• Spezifikation
• Synthese
• Umwandlung
• Herstellung
Schritt 1: Spezifikation
Je strenger die Anforderungen
an Flankensteilheit, Sperrdämpfung
und Anpassung, desto höher
ist der Entwicklungs- und Fertigungsaufwand.
Deshalb empfiehlt
es sich, die Spezifikationen
nur so streng wie unbedingt notwendig
festzulegen.
Vor Entwurfsbeginn müssen
folgende Grundanforderungen
bekannt sein:
• Ein- und Ausgangsimpedanz
• Sperrbereich(e)
• Durchlassbereich(e)
• Betriebsdämpfung |S21|
• Eingangsanpassung |S11|
Für manche Anwendungen kommen
noch Phasengang/Gruppenlaufzeit
hinzu. Es folgen dann die
fallspezifischen Anforderungen,
festgelegt im Pflichtenheft.
Diese Anforderungen betreffen
elektrische Eigenschaften (Leistung,
Linearität…), mechanische
Eigenschaften (Volumen,
Gewicht, Robustheit,
HF-Anschlüsse…), Umgebungsbedingungen
(Betriebstemperatur,
Luftfeuchtigkeit…), technische
Dokumentation, Kosten,
Termine und mehr [7].
Beispiel: Es soll eine Bandsperre
für Messzwecke entworfen
und hergestellt werden,
die den DAB+ Kanal K 7 D
(f m = 194,064 MHz) unterdrückt.
Folgende Grundanforderungen
sind vorgegeben:
• Ein- und Ausgangsimpedanz:
50 Ohm
• Sperrbereich: (f m ) ± 0,77 MHz
Bild 3: Beispiele für äquivalente Zweipole
• Sperrdämpfung: >40 dB (typ.
>42 dB)
• unterer Durchlassbereich:
0 … (f m - 3 MHz)
• oberer Durchlassbereich:
(f m + 3 MHz) … >750 MHz
Einfügedämpfung:

HF-Technik
Bild 4: Impedanz-Inverter. K heißt charakteristische Impedanz oder Inverter-
Impedanz
chen. Das wird hier ausdrücklich
erwähnt, weil gelegentlich
zu lesen ist, zu niedrige Güten
könnten durch andere Maßnahmen
kompensiert werden, etwa
durch Hinzufügen weiterer
Resonatoren. Das funktioniert
(leider) nicht.
Das Aufmacherbild zeigt die
simulierten Durchlasskurven der
DAB-Sperre für Q = 300, 450
und 1000. Es ist zu erkennen,
dass die Resonatorgüte mindestens
450 betragen muss.
Für den Bereich um 200 MHz
eignen sich LC-, Helix- und
Koaxial-Resonatoren. Andere
Ausführungen, wie BAW/SAW-
Resonatoren, Quarze, MEMs
oder planare Strukturen, sind hier
aus unterschiedlichen Gründen
nicht brauchbar.
Koaxial- oder Helix-Resonatoren
wären optimal. Sie zeigen
aber periodisch wiederkehrende
Resonanzen bei ungeradzahligen
Vielfachen ihrer Grundfrequenz,
die unterhalb 750 MHz unerlaubte
Dämpfungseinbrüche
erzeugen würden. Für die Realisierung
bleiben daher nur LC-
Resonatoren übrig.
Die Resonatorgüte wird im
Wesentlichen von den Spulen
bestimmt. Gütewerte herkömmlicher
Spulen im Bereich um
200 MHz liegen üblicherweise
bei 500 herzustellen, wie sie hier
gebraucht werden, erfordert einigen
Aufwand, ist aber möglich
(s. Schritt 4).
Schritt 3: Umwandlung
Unabhängig davon, mit welcher
Methode man zum Synthese-
Ergebnis gelangt, muss es in
den meisten Fällen umgewandelt
werden. Das ist notwendig,
weil das Ergebnis fast immer
unrealisierbare Bauelemente-
Werte enthält. Darüber hinaus
werden Umwandlungen auch
dann eingesetzt, wenn spezielle
Anforderungen zu erfüllen sind,
beispielsweise minimale Spulenanzahl,
Verwendung gleicher
Bauteile oder Realisierbarkeit in
planaren Technologien.
Für die Umwandlungen benutz
man Schaltungstransformationen.
Zu den gebräuchlichsten
zählen Stern-Dreieck-Umwandlung,
Norton-Transformationen,
Einfügen von Invertern,
Richards-Transformation,
Kuroda-Identitäten und Äquivalenz-Transformationen.
Bei Äquivalenz-Transformationen
wird ein Zweig des Synthese-Ergebnisses
durch einen
anderen („äquivalenten“) Zweig
ersetzt. Dieser zeigt näherungsweise
das gleiche Verhalten wie
das Original, enthält aber realisierbare
Bauelementewerte.
Eine große Zahl an Schaltungstransformationen
findet man u.a.
in [10]. Die meisten professionellen
Design-Programme erlauben
die Anwendung von Transformationen
ohne zusätzliche
Rechenarbeit.
Das Synthese-Ergebnis (Bild
2) liefert Induktivitätswerte 1 µH, die nicht realisierbar
sind. Deshalb müssen
sowohl die Längszweige als
auch die Querzweige umgewandelt
werden.
Eine Lösung für die Längszweige
könnte darin bestehen,
Parallelkreise durch äquivalente
Zweipole zu ersetzen. Bild 3
zeigt verschiedene Möglichkeiten.
Für den vorliegenden
Fall kann keine geeignete Äquivalenz-Transformation
gefunden
werden. Deshalb wird eine
andere Transformationsmethode
angewendet: Die Längszweige
werden durch Querzweige
ersetzt, die beidseitig mit einem
Impedanz-Inverter beschaltet
sind (Bild 4). Es eignen sich
passive Vierpole unterschiedlicher
Art [2, 6]. Hier werden
Lambda/4 lange Koaxialleitungen
eingesetzt. Bild 5 zeigt
die umgewandelte Struktur. K
ist gleich dem Wellenwiderstand
Z W der Leitung, hier 50 Ohm.
Das Transformationsverhalten
von Invertern ist nur näherungsweise
ideal. Die modifizierte
Schaltung verhält sich deshalb
etwas anders als die Originalschaltung.
Eine Simulation zeigt,
dass diese Abweichung im vorliegenden
Fall akzeptabel ist.
Die Querzweige sind nicht zu
realisieren, weil die Eigenresonanzfrequenzen
der Spulen zu
niedrig liegen. Deshalb werden
die Serienresonanzkreise durch
äquivalente Zweipole ersetzt,
wobei der Wert von L vorgegeben
wird.
Die Güte von Luftspulen steigt
mit deren Induktivität. Deshalb
ist es sinnvoll, L möglichst hoch
zu wählen. Das stößt jedoch
an Grenzen: Je größer L, desto
kleiner die Cs. Diese dürfen
aber nicht zu klein werden. Ein
Mindestwert von ungefähr 1 pF
ist noch akzeptabel, mit L = 200
nH ist das gewährleistet. Die
Umrechnung der Zweige erfordert
etwas Rechenaufwand, das
Ergebnis ist in Bild 6 dargestellt.
Damit wurde eine fertigungsreife
Schaltung gefunden.
Schritt 4: Herstellung
Die Spulen müssen Leerlaufgüten
>500 haben, wenn die Kondensatorgüten
über 1500 liegen,
was hier der Fall ist. Derartig
hohe Spulengüten werden mit
optimierten Zylinderluftspulen
erreicht. Sie bestehen aus
dickem, versilbertem Draht;
Windungszahl, Steigung, Formfaktor
und Volumen werden so
bestimmt, dass Q maximal wird.
Zusätzlich wird der Formfaktor
im Hinblick auf niedrige Temperaturabhängigkeit
von L optimiert.
Wickelkörper, Platinen,
Bild 5: Schaltung nach Umwandlung mit Impedanz-Invertern
Bild 6: Fertigungsreife Schaltung
24 hf-praxis 12/2020

HF-Technik
Stützpunkte oder Kernmaterialien
(Übertrager, Abstimmkerne)
werden nicht verwendet,
weil das die Güte verringern
würde. Aus demselben Grund
sind die Spulen genügend weit
entfernt von metallischen Flächen
(Gehäuse, Abschirmungen)
angeordnet.
Als Kondensatoren kommen
verlustarme Ausführungen mit
niedrigem TK zum Einsatz. Die
unteren Cs sind zwecks Feinabgleich
abstimmbar. Für die oberen
Cs haben sich handgefertigte
Exemplare mit Teflon-Dielektrikum
bewährt.
Sonstige Empfehlungen:
• Filter mechanisch stabil aufbauen
• Verkopplungen und parasitäre
Kapazitäten minimieren
• Bauteile verspannungsfrei
montieren
• Filter im Wärmeschrank
voraltern
• ausreichend abschirmen, um
das Eindringen externer Störsignale
zu minimieren.
Die Güte von Resonatoren
wächst mit deren Volumen. Deshalb
ist eine Miniaturisierung nur
bedingt möglich. Das Filter hat
die Maße 380 x190 x120 mm
und wiegt 1,7 kg. Bild 7 zeigt
die Verläufe von |S21| und |S11|.
Es ist zu erkennen ist, dass alle
Anforderungen erfüllt werden.
Zusammenfassung
Die Entwicklung von HF-Filtern
ist auch dem Nichtspezialisten
unter bestimmten Voraussetzungen
möglich. Filter mit steilen
Flanken stellen dabei eine
besondere Herausforderung dar.
Am Beispiel einer Bandsperre
werden einige Erkenntnisse und
Anregungen vorgestellt, die bei
der Entwicklung steilflankiger
Filter nützlich sein können.
Referenzen
[1] Filter Technologies for 5G
Communication Systems, hfpraxis
3/2020
[2] R. J. Cameron, Ch. M. Kudsia,
R. R. Mansour: Microwave
filters for communication
Bild 7: Gemessene Betriebsdämpfung |S21| und Anpassung |S11|
systems. Second Edition. Hoboken,
New Jersey: John Wiley
Sons, 2018
[3] Ian C. Hunter: Theory and
Design of Microwave Filters.
London: The Institution of Engineering
and Technology, 2001
[4] Unbehauen, Rolf: Synthese
elektrischer Netzwerke. München,
Wien: Oldenbourg Verlag,
1984
[5] Anatol I. Zverev: Handbook
of filter synthesis. New York:
John Wiley Sons, 1967
[6] G. Matthaei, L. Young, and E.
M. T. Jones: Microwave Filters,
Impedance Matching Networks
and Coupling Structures. Norwood,
MA: Artech House, 1980
[7] Engeln, Werner: Methoden
der Produktentwicklung. München:
Oldenbourg Industrieverlag,
2006
[8] Saal, Rudolf; Entenmann,
Walter: Handbuch zum Filterentwurf.
2. Aufl. Heidelberg:
Hüthig, 1988
[9] G. Macchiarella and S. Tamiazzo:
Cooking Microwave Filters:
Is Synthesis Still Helpful
in Micro-wave Filter Design. In:
IEEE Microwave Magazine, vol.
21, no. 3, March 2020
[10] Randall W. Rhea: HF Filter
Design and Computer Simulation.
Atlanta: Nobel Publishing,
1994 ◄
hf-praxis 12/2020 25

Grundlagen
Schlüsselparameter von HF-Sampling-Datenkonvertern kennen und verstehen (Teil 1)
Herkömmliche ADC-Spezifikationen:
SFDR, SNR, SNDR & ENOB
Bereich, bevor die Störkomponente
das Nutzsignal stört oder
verzerrt.
Der SFDR ist definiert als das
Verhältnis des quadratischen
Mittelwerts (RMS) der sinusförmigen
Testsignals zum Effektivwert
des Spitzenstörsignals
im Ausgang, gemessen von 0
Hz (DC) bis zur die Hälfte der
Abtastrate des Datenkonverters
(fs/2). Die Spitzenstörkomponente
könnte harmonisch oder
nichtharmonisch sein. Der SFDR
kann mit der folgenden Gleichung
berechnet werde:
In diesem zweiteiligen
Beitrag werden
zunächst die
traditionellen ADC-
Parameter SFDR,
SNR, SNDR (SINAD)
und ENOB vorgestellt,
die eine gute
Charakterisierung von
Datenkonvertern in
Breitbandanwendungen
ermöglichen. In
Teil 2 geht es dann
um Herleitung und
Messung der Parameter
NSD, IM3 und ACLR,
die eine große Rolle in
SDR- und Schmalband-
Anwendungen spielen.
Quelle:
Understanding Key
Parameters for RF-Sampling
Data Converters,
White Paper WP509 (v1.0)
20. Februar 2019,
Xilinx,
www.xilinx.com,
übersetzt von FS
Im vorliegenden ersten Teil kommen
die grundlegenden mathematischen
Beziehungen für die
traditionellen ADC-Parameter
SFDR, SNR, SNDR (SINAD)
und ENOB zur Sprache und es
wird veranschaulicht, warum
diese eine gute Charakterisierung
von Datenkonvertern in
Breitbandanwendungen wie
Überlagerungsempfängern
ermöglichen. Dann wird begründet,
warum diese Parameter
für Datenkonverter in Schmalbandanwendungen,
die über ihre
gesamte Nyquist-Bandbreite
arbeiten, wie es bei der direkten
HF-Abtastung im SDR der Fall
ist, weniger geeignet sind. In
Teil 2 werden dann Herleitung
und Messung von NSD, IM3
und ACLR thematisiert.
Einführung
Analoge Datenkonverter wurden
bereits im Zweiten Weltkrieg
für entwickelt Nachrichtenverschlüsselungssysteme
benutzt.
Seit jenen frühen Tagen hat die
Industrie Schlüsselparameter
definiert und übernommen (z.
B. SNR, SFDR und ENOB),
um die Leistungsfähigkeit von
Datenkonvertern näher zu quantifizieren.
In letzter Zeit wurden
viele neue HF-Abtastdatenkonverter
für die Implementierung in
SDR-Anwendungen entwickelt,
aber die Parameter für herkömmliche
ADCs übernommen. Doch
diese können HF-Abtastwandler
nicht vollständig charakterisieren.
Ein neuer Satz von Parametern,
wie z. B. Rauschspektraldichte
(NSD), Intermodulation
3. Ordnung (IM3) und Lecking-
Verhältnis des Nachbarkanals
(ACLR) sind erforderlich, um
insbesondere die dynamische
Leistung von HF-Abtastdatenkonvertern
zu definieren, die
heute für Direkt-HF-Abtastanwendungen
eingesetzt werden.
In diesem Beitrag werden
die Spezifikationen sowohl
für herkömmliche Datenkonverter
als auch für neue HF-
Abtastungen beschrieben.
Verschiedene Datenkonverter
werden beschrieben und die
bevorzugten Parameter für HF-
Abtastkonverter identifiziert.
Spurious-Free Dynamic
Range (SFDR)
Der störungsfreie Dynamikbereich
(SFDR) wird üblicherweise
verwendet, um den nutzbaren
Dynamikbereich eines Datenkonverters
abzustecken, d.h. den
Kennt man die entsprechenden
Pegel (in dBm), kann man einfach
die Differenz bilden.
Das Aufmacherbild zeigt die
SFDR- und Oberwellen-Leistung
eines RF-ADCs mit einer
Amplitude von -1 dBFS bei 240
MHz im Eingang, sodass ein
SFDR = 79 dBc vorliegt. Gemäß
der FFT-Messung ist der größte
Störpegel die dritte Harmonische
des Eingangssignals. Der SFDR
von Datenkonvertern wird häufig
durch die zweite oder dritte
Harmonische des Eingangssignals
begrenzt.
Durch sorgfältiges Filter-Design
und optimale Frequenzplanung
können HD2 und/oder HD3
jedoch in der Regel soweit unterdrückt
werden, dass sich der
SFDR stark verbessert. Ohne
HD2 und HD3 beträgt der SFDR
hier 86,42 dBc.
Signal/Rausch-
Verhältnis (SNR)
Das Signal/Noise Ratio (SNR)
ist der Parameter, der typischerweise
zur Quantifizierung des
Rauschens in Datenkonvertern
verwendet wird. Auch dieses
Verhältnis der Leistung des Rauschens
zur Leistung des vom
26 hf-praxis 12/2020

Grundlagen
Bild 1: Blockschema eines Superhetempfängers mit hoher 1. ZF
Rauschen befreiten Eingangssignals
wird üblicherweise in
Dezibel ausgedrückt. Es werden
die Effektivwerte des Signals
und des Rauschens in Beziehung
gesetzt:
Da man das Signal nicht ohne
Rauschen messen kann, bildet
man zunächst das Verhältnis N/
(S+N) und rechnet dann in das
SNR um. Beide Verhältnisse verschlechtern
sich normalerweise
bei höherer Frequenz aufgrund
von Abtast-Jitter.
Störendes Rauschen kommt
beim ADC aus drei Quellen:
• Quantisierungsrauschen
• thermisches Rauschen des
ADCs
• Jitter-Rauschen (Abtastunsicherheitsrauschen)
Das theoretische maximale SNR
für einen ADC mit einem vollständigen
Sinussignal am Eingang
ergibt sich lediglich aus
dem Quantisierungsrauschen.
Für das SNR ist noch eine andere
(einfachere) Formeldarstellung
auf Basis der Nyquist-Bandbreite
möglich, wobei N die Anzahl
der Bits eines idealen ADCs ist:
Diese Formel gibt das bestmögliche
SNR über die gesamte
Nyquist-Bandbreite unter der
Annahme eines Sinussignals am
Eingang für einen idealen N-Bit-
Datenkonverter (ohne harmonische
Verzerrung) an.
Das SNR eines Datenkonverters
ist ebenfalls begrenzt durch sein
eigenes thermisches Rauschen
und das Abtasttakt-Phasenrauschen.
Das SNR verbessert
sich, wenn die Eingangssignalbandbreite
niedriger ist als die
Nyquist-Rate. (Eine detaillierte
Ableitung finden Sie im Anhang
der Originalveröffentlichung.)
Verhältnis Signal/
(Rauschen+
Verzerrungen): SNDR
Bild 2: Blockdiagramm eines Überlagerungsempfängers mit Direct-RF-Sampling-Architektur
Das SNDR (auch SINAD
genannt) ist das Verhältnis der
RMS-Signalleistung zu (a) der
gesamten Rauschleistung und (b)
der RMS-Summe aller anderen
Spektralkomponentenleistungen
plus aller anderen harmonischen
Komponentenleistung am Ausgang
(ohne Gleichstrom), wenn
das Eingangssignal eine Sinuswelle
ist.
Das SNDR ist einer der Schlüsselparameter
zur Beurteilung
der dynamischen Leistung von
Datenkonvertern, da das SNDR
das gesamte Rauschen und die
übrigen Störungen (z.B. Oberwellen)
über die Nyquist-Bandbreite
enthält. Die SNDR-Gleichung
kann wie folgt dargestellt
werden:
Dabei ist PSignal die durchschnittliche
Leistung der interessierenden
Signal-, Rauschund
Verzerrungskomponenten.
Das SNDR wird üblicherweise
in Dezibel, dBc (Dezibel relativ
zum Träger) oder dBFS (Dezibel
relativ zum Skalenendwert)
ausgedrückt. Auch das SNDR
hat noch eine andere Gleichung:
hf-praxis 12/2020 27

Grundlagen
Bild 3: 4G-LTE-Mehrträger-Signalspektrum, 5 x 20 MHz BW, zentriert bei 700 MHz (4 GSPS Abtastung)
Das SNDR ist eine Kombination
der SNR- und THD-Spezifikationen
(Total Harmonic Distortions,
Klirraktor) und daher
vergleicht das SNDR alle unerwünschten
Frequenzkomponenten
mit dem Eingangsnutzsignal.
Es lässt sich als ein Gesamtmaß
der dynamischen Leistung des
Konverters auffassen.
Effektive Anzahl von
Bits (ENOB)
Die effektive Anzahl von Bits
(Effective Number of Bits) ist
ein Parameter, der zur Charakterisierung
der Qualität der Datenwandlung
verwendet wird, dies
in Bezug auf das Eingangssignal
über die Nyquist-Bandbreite.
Die ENOB impliziert, dass der
Konverter so funktioniert, als
wäre er perfekt. Der perfekte
Datenwandler verursacht absolut
keine Verzerrungen und das
einzige Rauschen, das er zeigt,
ist das Quantisierungsrauschen.
Das SNR wäre dann gleich dem
SNDR in der Gleichung SNR
(dBFS) = 6,02 N + 1,76. Daher
ist die ENOB lediglich eine
andere Darstellung des Parameters
SNDR:
Hierbei wird beim SNDR
(dBFS) ein vollwertiges (fullscale)
Eingangssignal angenommen.
Für nichtideale Datenkonverter
umfasst die gegenüber dem idealen
DAC eintretende SNDR- und
ENOB-Verschlechterung jedoch
Unvollkommenheiten wie thermisches
Rauschen des Wandlers,
fehlender Ausgangs-Code, Oberschwingungen,
AC/DC-Nichtlinearität,
Verstärkungs-/Versatzfehler
und Phasenrauschen
oder Jitter der Taktung. Auch
das Rauschen auf der externen
Vorspannungsreferenz und
den Stromversorgungsschienen
verringert die ENOB. Darüber
hinaus nimmt der ENOB-Wert
mit zunehmender Frequenz des
Eingangssignal aufgrund des
Problems der Nichtlinearität ab.
Die ENOB kommt vom SNDR
her, das wiederum im Zusammenhang
mit THD und SNR
steht. Detaillierte Spezifikationen,
um ein genaues ENOB
für einen Datenkonverter anzuzeigen
und die erforderlichen
Bedingungen sind im Datenblatt
hervorgehoben.
Aufgrund der oben genannten
Kriterien tendieren die meisten
Anbieter von analogen Datenkonvertern
dazu, ihre ENOB
in einem idealen Szenario in
der Kurzfassung im Datenblatt
anzugeben. Systemingenieure
und Beschaffungs-Manager sind
dann eventuell neugierig, warum
der gemessene ENOB-Wert sich
deutlich vom Wert im Datenblatt
unterscheidet.
Einige wichtige Punkte
zur ENOB:
Die „Anzahl der Bits“ bei der
Datenkonverterbezeichnung
(z.B. 14-Bit ADC) bezieht sich
lediglich auf die Auflösung. Dies
hat nichts mit der ENOB zu tun.
• Die ENOB ist hauptsächlich
eine Funktion von Rauschen,
Nichtlinearität und Eingangssignalfrequenz.
• Die ENOB wird auch durch
externe Unsicherheiten (z.B.
Taktquelle, Stromversorgung)
beeinträchtigt.
• Die ENOB wird über die
gesamte Nyquist-Bandbreite
(DC bis fs/2) berechnet.
• Die ENOB ist kein guter Maßstab
zur Analyse von Direkt-
HF-Systemen wie SDR.
Konventionelle Datenkonverter-Parameter
und das SDR
Per Definition sind SFDR,
SNR, SNDR und ENOB Kennwerte,
die von der vollständigen
Nyquist-Bandbreite des Datenkonverters
in Bezug auf ein
Einton-Sinussignal am Eingang
abgeleitet sind.
Bild 1 zeigt eine traditionelle
Überlagerungsempfänger-
Architektur mit hochliegender
1. ZF. In diesem Beispiel wird
ein Eingangssignal mit 1,8 GHz
durch Mischen auf 300 MHz
herunterkonvertiert; der lokale
Oszillator (LO) arbeitet mit 1,5
GHz. Das ZF-Signal wird durch
Abtasten im ADC auf 54,24
MHz zurückgesetzt; die Sample-Rate
beträgt 245,76 MSPS.
In diesem Fall nimmt das interessierende
Signal den größten
Teil der ADC-Nyquist-Bandbreite
ein. Daher sind SNR und
ENOB für die Charakterisierung
der dynamischen Leistung des
ADCs sinnvoll.
Wenn dies nun mit der direkten
HF-Abtastung verglichen wird,
wie sie im software-definierten
Funkempfänger (SDR) Verwendung
findet, so wird für diesen
Fall deutlich, dass die ENOB
kein genauer Parameter zur Charakterisierung
eines Datenkonverters
ist. In dem SDR-Beispiel,
dargestellt in Bild 2, tastet ein
RF ADC eine große Bandbreite
ab, die das gewünschte Signal
enthält. Es folgt eine Abwärtskonvertierung
und Filterung im
digitalen Bereich.
Die größten Sorgen bei so einer
Direkt-HF-Implementierung
bereiten die Artefakte im heruntergetasteten
und gefilterten
Band. Das SNR, das SFDR und
die ENOB, die über die Nyquist-
Bandbreite definiert werden,
sind wegen der hier bestehenden
Möglichkeit, die Außerbandverzerrungen
mit einer guten Frequenzplanung
zu umgehen oder
herauszufiltern, wenig relevant.
Die wichtigste Eigenschaft ist
hier eher die Empfindlichkeit,
die auch in solchen Parametern
wie NSD, IM3 und ACLR zum
Ausdruck kommt. Dies sind
relevantere Spezifikationen zur
Quantifizierung der Leistung
eines HF-Abtastdatenkonverters,
da sie den tatsächlichen
Einfluss von Rauschen und Verzerrungen
auf den Konverter im
dezimierten interessierenden
Band widerspiegeln.
Anwendungen
für HF-Sampling-
Datenkonverter
Um die Wichtigkeit der eben
genannten neueren Parameter zu
unterstreichen, folgen als Vorgeschmack
auf Teil 2 beispielhafte
Anwendungen für SDR-Implementierungen
mit einer Nutzbandbreite,
die geringer ist als
die gesamte Nyquist-Bandbreite
des ADCs:
• 4G Long Term Evolution (LTE)
Multi-Carrier
• 5G massives MIMO (unter
6 GHz)
28 hf-praxis 12/2020

Grundlagen
Bild 4: Beispiel für 5G Massive MIMO mit 100 MHz Signalbandbreite in FR1 plus 4G-LTE-Multi-Carrier-Lösung mit drei 20-MHz-Signalbandbreiten, zentriert bei
3500 MHz mit 4 GSPS Abtasttakt und Zurückklappen in die Nyquist-Zone 1
• Mikrowellen-Backhaul
• Phased-Array-Radar
4G LTE Multi-Carrier
4G LTE hat in den meisten Industrieländern
eine Verbreitung
von mehr als 80% erreicht. Der
4G-LTE-Multi-Carrier-Standard
wird hauptsächlich in Frequenzbändern
zwischen 700 und 3800
MHz eingesetzt, wobei mit zwischen
1 und 20 MHz skalierbarer
Trägerbandbreite und maximal
fünf aggregierten Trägerkomponenten
gearbeitet wird.
Bei 4G LTE werden zwei
Hauptschemata verwendet, um
das Senden und Empfangen zu
regeln: Frequenzduplex (FDD)
und Zeitduplex (TDD). FDDaggregierte
Träger werden auf
zwei verschiedene Frequenzen
aufgeteilt, wodurch es möglich
ist, Signale (DL und UL) gleichzeitig
zu senden und zu empfangen.
Im Gegensatz dazu sind
die Trägerfrequenzen der TDD-
Komponenten und ihre Bandbreiten
für DL und UL gleich.
Der 4G-LTE-Standard sei hier in
Bild 3 als praktisches Beispiel
vorgestellt, das zeigt, warum
SNR, SFDR und ENOB für die
Bewertung der Schmalband-RF-
ADC- und RF-DAC-Leistung
irrelevant sind. Zum Beispielsweise
können fünf 20-MHz-
Kanäle in 100 MHz Bandbreite
empfangen werden, die auf 700
MHz zentriert ist, und die Datenkonverter
im System arbeiten mit
4.000 MSPS Abtastrate.
Basierend auf der SNR-Definition
im entsprechenden
Abschnitt oben wird der Effektivwert
des Quantisierungsrauschens
über den gesamten
Nyquist-Frequenzbereich (d.h.
2 GHz) integriert; bei 4G LTE
muss jedoch nur eine Rauschkanalbandbreite
von 20 MHz
berücksichtigt werden.
In ähnlicher Weise zeigt der
Abschnitt zum Spurious-Free
Dynamic Range (SFDR) die
zweite oder dritte Harmonische
als Worst-Case, der die SFDR-
Leistung einschränken. Somit
hat das SFDR keinen Einfluss
auf die Leistung des 4G-LTE-
Systems in der 100-MHz-Empfängerbandbreite
bei korrekter
Kanalfilterung, optimalem
Abtasttakt und guter Frequenzplanung.
HD2- und HD3-zentrierte
Frequenzen befinden sich
im Nyquist-Bereich bei 1,5 bzw.
1,75 GHz, also gut vom Signal
entfernt. Solche Außerband-Harmonischen
lassen sich leicht mit
einem Bandpassfilter im System
eliminieren.
Frequenzbereichs-
Bezeichnung
Schließlich kann die effektive
Anzahl von Bits (ENOB) keine
realistische Information zur
Systemleistung sein, weil die
4G-LTE-Leistung nicht über
den gesamten Nyquist-Bereich
charakterisiert ist.
5G Massive MIMO + 4G
LTE Multi-Carrier
Das 3GPP hat zwei Frequenzbereiche
(FR1 und FR2) für
die drahtlose 5G-Kommunikation
festgelegt, wie in Tabelle 1
gezeigt. Mit einem optimalen
Gleichgewicht zwischen Abdeckung
und Kapazität für eine
kosteneffiziente Implementierung
ist das 3,3…5-GHz-Segment
des C-Bands das primäre
Frequenzband für die Einführung
von 5G für mit FR1 (unter
6 GHz). Der Vorteil der Verwendung
dieses Frequenzbands in
Kombination mit 3,3…3,8 GHz
(unter Verwendung der LTE/NR-
Uplink-Koexistenzfunktion der
3GPP-Standards) ist: Betreiber
profitieren von einer schnelleren
und kostengünstigeren Bereitstellung
des C-Bands und liefern
somit eine verbesserte Kapazität
ohne Kosten für die Netzwerkverdichtung.
Frequenzbereich
(MHz)
Bild 4 zeigt ein Beispiel für 5G
Massive MIMO mit 100 MHz
Signalbandbreite in FR1 plus
einer 4G-LTE-Multi-Carrier-
Lösung mit drei 20-MHz-Signalbandbreiten,
zentriert bei 3,5
GHz und mit dem Abtasttakt von
4 GSPS, zurückgeklappt in die
Nyquist-Zone 1. HD2- und HD3-
zentrierte Frequenzen befindet
sich bei 1 bzw. 1,5 GHz in der
Nyquist-Zone 1. Der Abstand
zwischen dem 5G-Signal und
HD2 von 260 MHz ist breit
genug für ein Bandpassfilter, um
damit HD2 und HD3 zu reduzieren
oder sogar herauszufiltern.
Trotz der Einfachheit dieser
4G-LTE-Implementierung
beträgt die Gesamtsignalbandbreite
unterhalb der 5G-Implementierung
160 MHz, was
viel schmaler als die gesamte
Nyquist-Bandbreite (2 GHz) ist.
Durch sorgfältige Frequenzplanung
dieses Schmalbandsystems
sind die Parameter SNR, SFDR
und ENOB nicht in der Lage,
das wahre Leistungsvermögen
solcher RF-Sampling-Datenkonverter
für 5G Massive MIMO
und 4G LTE zu charakterisieren.
Fortsetzung im nächsten Heft
maximale Kanalbandbreite
(MHz)
FR1 (unter 6 GHz) 450…6000 100
FR2 (Millimeterwellen) 24.250…52.600 400
Tabelle 1: Frequenznutzung FR1/FR2
hf-praxis 12/2020 29

Titelstory
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Designs kommen drei Halbleitertechnologien
zum Einsatz:
GaAs, GaN und LDMOS. Jede
hat Vorteile, und unsere Experten
wählen die für die Anwendung
am Besten geeignete Lösung aus.
Unsere Produkte decken Anwendungen
im Frequenzbereich
von 20MHz bis 20GHz ab, mit
Leistungen bis zu 5kW in einem
CNC Maschine in der Mechanik Fertigung
30 hf-praxis 12/2020

Titelstory
19“ Breitband Leistungsverstärker für HF-Komponententest
Teilbereich der Fertigung
HF-Burn-In-Tests unterzogen.
Dies gilt für unsere breite Produktpalette
mit Frequenzen bis
zu 20GHz und einer Ausgangsleistung
von über 20kW. Eine
Laborausstattung für kalibrierte
Netzwerk- und Spektral analyse,
Rausch- und Leistungsmessung
stellt sicher, dass Sie ein
vollständig auf Konformität
und Qualität geprüftes Produkt
erhalten, sei es für einen einzelnen
Standardverstärker oder
eine große Anzahl von kundenspezifischen
Subsystemen.
Alle unsere Einrichtungen und
Prozesse werden unter strengsten
Qualitätssicherungssystemen
betrieben, um sicherzustellen,
dass allen unseren Kunden eine
effektive Lösung geboten wird.
Microwave Amps Ltd. ist eine
ISO9001-zertifizierte Organisation.
Industrial Electronics
GmbH
Im Jahr 1963 gründete Werner
Kirchholtes in Frankfurt
das Unternehmen Industrial
Electronics GmbH - ein Unternehmen
für elektronische Geräte
und die Distribution elektronischer
Bauteile. Heute, über
ein halbes Jahrhundert später,
liegt der Hauptschwerpunkt
bei Industrial Electronics für
den Bereich Hochfrequenz- und
Mikrowellentechnik
• In der kundenorientierten
Beratung und dem Konzept
Engineering für kundenspezifische
Lösungen der HF-/
Mikrowellentechnik
Detailbild Leistungsverstärker Waveguide-Kombiner Gruppe
• Der Distribution von Bauteilen,
Systemen und Subsystemen
der HF-/Mikrowellentechnik
ausgewählter Hersteller Partnerunternehmen
• Für Details und weitere Produktlinien
besuchen Sie bitte
unsere Webseite www.ie4u.de
Diese Ausrichtung führte bereits
vor über 20 Jahren zur partnerschaftlichen
Zusammenarbeit
mit Microwave Amps Ltd., Bristol.
Zu unseren Kunden gehören
namhafte Hersteller für Systeme
der Kommunikationselektronik,
Mobilfunk, Ingenieurbüros,
Militär und Behörden.
Besonders stolz sind Microwave
Amps und Industrial Electronics
auf unsere langjährige Zusammenarbeit
mit vielen namhaften
physikalischen Forschungseinrichtungen,
insbesondere
der Hochenergiephysik, sowie
Universitäten und wissenschaftlichen
Forschungseinrichtungen.
Gerade in der heutigen Zeit, in
der Ideenreichtum für die Weiterentwicklung
von komplexen
Systemen eine immens wichtige
Rolle spielt, ist es wichtig,
die richtigen Partner für HFtechnische
Problemlösungen
zu haben.
Weit über 1000 - oft langjährige
Kunden – geben Microwave
Amps und Industrial Electronics
als zuverlässigen Partnern Ihr
Vertrauen – nicht ohne Grund!
Ein Fachartikel zu unseren „Verstärkerfamilien“
ist bereits im
HF-Einkaufsführer 2020/2021
erschienen! ◄
Arbeitsplatz im Entwicklungslabor
Den HF-Einkaufsführer 2020/2021 finden Sie unter:
https://webkiosk.epaper-kiosk.beam-verlag.de/2020-2021/63869246
hf-praxis 12/2020 31

Bauelemente
SP6T-Schaltmatrix mit
Kanälen für DC bis 50 GHz
Das Modell RC-1SP6T-50 von Mini-Circuits
ist eine elektromechanische einpolige
SP6T-Schaltmatrix mit sechs Kanälen
und einer Bandbreite von DC bis 50 GHz.
Der RoHS-kompatible Switch eignet sich
gut für ATE- (Automated Test Equipment)
und System-Anwendungen und verfügt über
eine Break-Before-Make-Konfiguration, um
versehentliche Verbindungen zu vermeiden.
Der Switch, der über eine USB- oder Ethernet-Schnittstelle
gesteuert werden kann, hat
einen geringen Einfügungsverlust über den
weiten Frequenzbereich bei, typischerweise
0,2 dB von DC bis 18 GHz, 0,3 dB von 18
bis 40 GHz und 0,4 dB von 40 bis 50 GHz.
Die Isolation zwischen den Ports beträgt
typischerweise 60 dB von DC bis 18 GHz
und 50 dB oder mehr von 18 bis 50 GHz.
Der Schalter weist ein typisches SWR von
1,2 von DC bis 18 GHz, 1,3 von 18 bis 26,5
GHz und 1,6 von 26,5 bis 50 GHz auf.
Die SP6T-Schaltmatrix misst 152,4 × 139,7 ×
69,85 mm (6 × 5,5 × 2,75 Zoll) mit 2,4-mm-
HF-Buchsen. Sie ist für eine typische Kaltschaltleistung
von 20 W bis 18 GHz, 10 W
bis 26,5 GHz und 3 W bis 50 GHz und für
eine hohe Zuverlässigkeit ausgelegt (mindestens
2 Millionen Schaltzyklen).
Leistungsverstärker bietet 33
dB zwischen 2 und 8 GHz
Das Modell ZVE-6W-83+ von Mini-Circuits
ist ein vierstufiger, bedingungslos stabiler
Leistungsverstärker der Klasse AB, der eine
flache Verstärkung (maximal ±2 dB) von 33
dB von 2 bis 8 GHz bietet. Der Verstärker,
der gut für Radar-, Militär-, Test- und Telekommunikationsanwendungen
geeignet ist,
erreicht einen 1-dB-Kompressionspunkt von
typischerweise 37 dBm und einen gesättigten
Ausgangspegel von 40 dBm. Es misst 106,68
× 85,09 × 99,57 mm (4,2 × 3,35 × 3,92 Zoll).
Es wird mit SMA-Koaxialsteckern geliefert
und ist mit einer Kühlkörperoption erhältlich.
Es hat eine typische Rauschzahl von
10 dB von 2 bis 8 GHz bei einem SWR von
maximal 1,9 (entsprechend maximal 10%
Leistungsverlust). Er benötigt 800 mA aus
einer 15-V-DC-Versorgung.
Reflexionsloses 17-GHz-Filter
leitet auch Gleichstrom
Das Modell ZXLF-K173+ von Mini-Circuits
ist ein reflexionsfreies Tiefpassfilter (LPF)
mit einem Durchlassbereich von DC bis
17 GHz und einem maximal ausgeprägten
Sperrbereich über 35 GHz. Das kompakte,
patentierte Filter eignet sich gut für Militär-,
Luft- und Raumfahrt- und Satellitenkommunikations-Anwendungen
(Satcom)
und terminiert die Stoppbandsignal-Energie
intern in einem kompakten Gehäuse mit
einer Größe von nur 20,3 × 17,17 mm (0,8
× 0,676 Zoll) und 2,92-mm-Anschlüssen.
Das RoHS-konforme Filter weist einen
Einfügungsverlust von 2,3 dB im Durchlassbereich
von DC bis 17 GHz und 3 dB
bis 18 GHz auf. Die Unterdrückung von
Außerbandsignalen beträgt typischerweise
25 dB von 25 bis 35 GHz und 22 dB von 35
bis 40 GHz. Das SWR beträgt 1,4 von DC
bis 17 GHz, 3 von 25 bis 30 GHz und typischerweise
5,8 von 30 bis 35 GHz. Das Filter
kann typische Signalleistungspegel von
2 W im Durchlassbereich und 30 mW im
Sperrbereich verarbeiten. Es ist für Betriebstemperaturen
von -40 bis +85 °C ausgelegt.
Rechtwinkliger
Koaxialadapter kombiniert
2,92-mm-Steckverbinder
Das Modell KMR-KM50+ von Mini-Circuits
ist ein rechtwinkliger 2,92-mm-auf-
2,92-mm-Adapter mit 2,92-mm-Koaxialsteckern
und einer Einfügungsdämpfung
von typischerweise 0,13 dB von DC bis 40
GHz. Das typische SWR für den 50-Ohm-
Adapter ist 1,06 von DC bis 20 GHz und
normalerweise 1,15 von 20 bis 40 GHz. Der
RoHS-kompatible Adapter, der mit SMA-
Steckverbindern verbunden werden kann,
verfügt über eine passivierte Edelstahlkonstruktion
mit vergoldetem Beryllium-Kupfer-Mittelleiter
für einen langlebigen Betrieb.
Er hat Außenabmessungen von 17,1 × 13,2
× 13,8 mm (0,673 × 0,52 × 0,543 Zoll).
Richtkoppler mit einem Einsatzfrequenzbereich
von 1
bis 20 GHz
Das Modell ZCDC20-01203-S+ von Mini-
Circuits ist ein breitbandiger 20-dB-Koaxial-Richtkoppler
für den Einsatz im Frequenzbereich
von 1 bis 20 GHz. Es bietet
eine 20-dB-Kopplung mit einer Kopplungsebenheit
von ±0,26 dB über den gesamten
Frequenzbereich. Die Richtwirkung beträgt
typischerweise 19 dB und die Belastbarkeit
beträgt typischerweise 20 W, um eine
breite Palette von Test- und Systemanwen-
32 hf-praxis 12/2020

K N O W - H O W V E R B I N D E T
Bauelemente
EMV, WÄRME­
ABLEITUNG UND
ABSORPTION
SETZEN SIE AUF
QUALITÄT
dungen zu bedienen. Der Richtkoppler wird
mit SMA-Steckern geliefert und minimiert
Verluste auf typischerweise 0,3 dB von 1
bis 8 GHz und 0,6 dB von 8 bis 20 GHz.
Er kann bis zu 630 mA Gleichstrom von
Eingang zum Ausgang leiten und hat einen
Betriebstemperaturbereich von -55 bis +100
°C. Er misst 88,9 × 17,78 × 12,7 mm (3,5
× 0,7 × 0,5 Zoll).
MMIC Bias Tee für Signale
zwischen 1,5 und 28,5 GHz
Übertragungsschalter für
Steuerungszwecke
Der mechanische Übertragungsschalter RC-
2MTS-40 von Mini-Circuits ist so ausgelegt,
dass er mehr als 2 Millionen Schaltvorgängen
in einem Labor oder Testaufbau
standhält. Mit geringem Verlust und hoher
Isolation von DC bis 40 GHz können die
50-Ohm- und RoHS-kompatiblen Übertragungsschalter
programmierte Schaltvorgänge
an Ethernet- und USB-Steueranschlüssen
auslösen. Dieser Schalter bietet
eine Schaltgeschwindigkeit von 25 ms und
eine Einfügungsdämpfung von 0,15 dB bis
12 GHz, 0,25 dB bis 26 GHz und 0,50 dB
bis 40 GHz. Die Isolation beträgt typischerweise
90 dB bis 12 GHz, 85 dB bis 26 GHz
und 70 dB bis 40 GHz. Das SWR beträgt
typischerweise 1,05 bis 12 GHz, 1,2 bis 26
GHz und 1,5 bis 40 GHz. Die kompakte Einheit
misst 114,3 × 152,4 × 57,2 mm (4,5 ×
6 × 2,25 Zoll) und wird mit 2,92-mm-Steckern
geliefert. Er ist für Betriebstemperaturen
von 0 bis 40 °C ausgelegt.
Elastomer- und Schaumstoffabsorber
Europäische Produktion
Kurzfristige Verfügbarkeit
Kundenspezifisches Design
oder Plattenware
Das Modell MBT-283+ von Mini-Circuits
ist ein 50-Ohm-MMIC-Bias-Tee mit hoher
HF-DC-Isolation und geringem Einfügungsverlust
für Signale mit 1,5 bis 28,5 GHz.
Das RoHS-konforme Bauteil wird in einem
SMT-MCLP-Gehäuse (Surface Mount Technology)
mit einer Größe von 3,5 × 2,5 mm
und 16 Kontakten geliefert. Es verfügt über
eine typische Isolation von 47 dB, einen
typischen Einfügungsverlust von 0,7 dB
und einen typischen Rückflussverlust von
20 dB über den gesamten Frequenzbereich.
Es kann bis zu 1 W (30 dBm) HF-Leistung
und bis zu 500 mA Gleichstrom bei 35 V
Gleichspannung verarbeiten.
LNA steigert Verstärkung mit
der Frequenz
Das Modell PMA-183PLN+ von Mini-Circuits
ist ein rauscharmer Verstärker (LNA)
mit Oberflächenmontage-Technologie
(SMT) und einer positiven Verstärkungssteigung
von 6 bis 18 GHz. Basierend auf
einem pseudomorphen Halbleiterprozess
mit einem Transistor mit hoher Elektronenmobilität
(PHEMT) erreicht der LNA eine
typische Rauschzahl von 1,2 dB bei 15 GHz.
Der Verstärker wird mit einem kompakten
16-poligen MCLP-Gehäuse geliefert und
bietet eine typische Verstärkung von 25,5
dB bei 6 GHz, 25,9 dB bei 10 GHz, 27,2
dB bei 15 GHz und 29,9 dB bei 18 GHz.
Die typische Rauschzahl beträgt 1,2 dB bei
15 GHz. Die Ausgangsleistung bei 1-dB-
Kompressionen beträgt typischerweise 9,7
dBm bei 6 GHz, 8 dBm bei 10 GHz, 9,1
dBm bei 15 GHz und 10,1 dBm bei 18 GHz.
Der Verstärker, der für einen Betriebstemperaturbereich
von -40 bis + 85 °C ausgelegt
ist, arbeitet normalerweise mit 53 mA
aus einer 2,6-V-DC-Versorgung.
■ Mini-Circuits
www.minicircuits.com
-EA1 & -EA4
Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1)
bzw. 4 GHz (EA4)
Urethan oder Silikon
Temperaturbereich von ­40°C bis 170°C
(Urethanversion bis 120°C)
Standardabmessung 305mm x 305mm
MLA
Multilayer Breitbandabsorber
Frequenzbereich ab 0,8GHz
Reflectivity­Level ­17db oder besser
Temperaturbereich bis 90°C
Standardabmessung 610mm x 610mm
Hohe Straße 3
61231 Bad Nauheim
T +49 (0)6032 9636­0
F +49 (0)6032 9636­49
info@electronic­service.de
www.electronic­service.de
ELECTRONIC
SERVICE GmbH
hf-praxis 12/2020 33
33

Bauelemente
Reflektiver SPDT-HF-Schalter
Der BSW722T ist ein reflektiver
SPDT-HF-Schalter, der in
NFC-, WLAN-802.11a/b/g/n/
ac/ax- und Wireless-Kommunikationsanwendungen
von
5 MHz bis 6 GHz mit hoher
Leistung und guter Performance
eingesetzt werden
kann. Er arbeitet an 2,7 bis
3,6 V. Die Schaltzeit liegt bei
90 bis 135 ns und die Einfügungsdämpfung
ist z.B. 0,31
dB bei 13 MHz. Das Bauteil
hat eine hohe Linearität über
den gesamten Temperaturbereich,
wie z.B. einen IIP3 von
65 dBm bei 2,45 GHz. Dieser
Baustein ist mit einem RoHS2-
konformen sechspoligen, 1,7
x 1,7 mm messenden TDFN-
Gehäuse erhältlich und muss
mit rückseitigem Masselötanschluss
eingesetzt werden. Der
BSW722T verfügt über robuste
ESD-Schutzschaltungen an
allen Pins bis 2 kV und einen
Betriebstemperaturbereich von
-40 bis +105 °C. Dieser Schalter
benötigt keine Blockkondensatoren.
Nur wenn am HF-
Anschluss Gleichstrom anliegt,
muss natürlich ein Blockkondensator
hinzugefügt werden.
■ Globes Elektronik GmbH
& Co KG
www.globes.de
LDMOS-Leistungstransistor für 400 bis
800 MHz
Miniatur-Doppelschleifenkoppler ermöglicht
Mikrowellenleistungs-Überwachung
Der neue Miniatur-Schmalband-Doppelschleifenkoppler
AM90CD-LP des Mikrowellenkomponenten-Herstellers
Link
Microtek (Vertrieb: Globes) ermöglicht
es Entwicklern, eine
Vorwärts- und Rückwärts-Leistungsüberwachung
in militärische
oder kommerzielle Mikrowellensysteme
zu integrieren, in
denen enge Platzverhältnissen
herrschen. Denn mit Flanschabmessungen
von 41,5 x 41,5 mm
und einer Wellenleiterlänge von
nur 33,6 mm ist der Baustein
eine ideale Alternative zu viel
größeren konventionellen Breitbandkopplern.
Er zeichnet sich
durch eine robuste Konstruktion
aus und eignet sich besonders
für Luftfahrt-Anwendungen,
da er aus leichtem Aluminium
besteht und mit einem Druck
Der BLU9H0408L-800P von
Ampleon ist ein LDMOS-
Leistungstransistor, der von
400 bis 800 MHz arbeitet. Es
liefert einen typischen P1dB
von 800 W mit einer Verstärkung
von mehr als 19,5 dB
und einem Drain-Wirkungsgrad
von bis zu 70,4%.
Der Transistor verwendet die
neueste LDMOS-Prozesstechnologie
Gen9 (50 V) von
Ampleon und ist für UHF-
Radaranwendungen konzipiert.
Es unterstützt lange
Pulslängen und hohe Arbeitszyklen,
die von modernen
Radargeräten benötigt werden,
und bietet gleichzeitig
eine hervorragende Zuverlässigkeit.
von bis zu 30psig beaufschlagt
werden kann.
Der neue Koppler kann für jeder
Standardgröße von Hohlleitern
spezifiziert werden, sodass er
für einen großen Bereich von
Systembetriebsfrequenzen
eingesetzt werden kann. Als
Dual-Loop-Gerät überwacht er
gleichzeitig die Vorwärts- und
Rückwärtsleistung und nutzt
die beiden SMA-Anschlüsse auf
jeder Seite, von denen einer mit
einem Abschluss versehen ist.
Der AM90CD-LP kann eine
Spitzenleistung von 15 kW und
eine Durchschnittsleistung von
400 W verarbeiten und liefert
einen nominalen Kopplungsfaktor
von 40 dB. Das Gerät
ist mit einer chromfreien Passivierung
für verbesserte Korrosionsbeständigkeit
und einer
satinschwarzen Epoxy-Lackierung
versehen.
Der BLU9H0408L-800P ist
in einem robusten, ausgeglichenen
Keramikgehäuse mit
Flansch erhältlich, das 41,28
x 17,12 x 4,7 mm misst und
über einen doppelseitigen
ESD-Schutz verfügt.
Weitere Produktspezifikationen:
• Leistungsgewinn 19,5 bis
21,9 dB
• Input Return Loss 7 dB
• Anwendung in Klasse AB
• Nominalstrom 1,3 A
• Sperrschichttemperatur max.
225 °C
■ Ampleon
www.ampleon.com
■ Globes Elektronik
GmbH & Co KG
www.globes.de
34 hf-praxis 12/2020

Oszillatoren mit variabler
Eingangsspannung
IQD Frequency Products präsentierte die
Modellreihe IQXO-951. Diese Quarzoszillatoren
im Standardgehäuse (SPXO) sind
auf eine Versorgungsspannung im Bereich
von 1,6 bis 3,3 V ausgelegt.
Hintergrund: Viele der heutigen Industrieund
Verbraucheranwendungen benötigen
Batterien zur Spannungsversorgung. Deshalb
müssen diese Produkte mit einer Spannungsänderung
zurechtkommen, wenn sich
die Batterien entladen. Beim Verwenden von
Oszillatoren mit fester Versorgungsspannung
kann dies allerdings zu Problemen
führen. Eine sich entladende Batterie kann
Quarze und Oszillatoren
ein Absinken der Spannung verursachen,
welche wiederum die Frequenz des Oszillators
beeinflussen kann. Darunter kann
entsprechend die Genauigkeit der Applikation
leiden.
Die IQXO-951-Modelle sind erhältlich in
den Standardbauformen 3,2 × 2,5, 2,5 × 2
und 2 × 1,6 mm. Sie bieten eine Standardstabilität
von ±25 ppm über den industriellen
Temperaturbereich von -40 bis +85 °C
und sind zudem mit erweitertem Temperaturbereich
von -40 bis +125 °C erhältlich.
Die neuen Oszillatoren sind für die meisten
batteriebetriebenen Anwendungen geeignet.
Zusätzlich lassen sich damit Stücklisten
reduzieren, da ein Bauteil mehrere Oszillatoren
mit unterschiedlichen festen Versorgungsspannungen
ersetzen kann. Märkte
für diese Anwendungen sind unter anderem
der Telekommunikationsmarkt, das Internet
der Dinge (IoT) und die Medizintechnik.
■ IQD Frequency Products, Ltd.
www.we-online.de
www.iqdfrequencyproducts.com
FREQUENCY
CONTROL
PRODUCTS
High-End Produkte
vom Technologieführer.
Seit über 70 Jahren
„Made in
Germany”
Robuster Oszillator aus
britischer Fertigung
Euroquartz, Ltd. hat mit dem EQXO-
75UIE seine neue Serie robuster SMD-
Quarzoszillatoren mit erweitertem Temperaturbereich
von -40 bis +105 °C vorgestellt.
Clou ist, dass sie in Euroquartz‘
neuer Reinraumanlage im Südwesten
Großbritanniens gefertigt werden und
somit frei von ITAR-Einschränkungen
sind. Die neuen Quarzoszillatoren der
Serie EQXO-75UIE sind mit kurzen Vorlaufzeiten
erhältlich und bieten höchste
Zuverlässigkeit in einem hermetisch
versiegeltem SMD-Keramikgehäuse mit
Metalldeckel (Seam Seal) in der Bauform 7
x 5 mm. Sie sind schockresistent bis 1500
g, was dem militärischen Standard MIL-
STD-883K (Methode 2002.5, Bedingung
B) entspricht, und serienmäßig mit einer
Frequenzstabilität von ±50, ±75 und ±100
ppm erhältlich, wobei auf Anfrage auch
engere Stabilitäten möglich sind. Euroquartz
hat diese überaus robusten Komponenten
speziell für anspruchsvolle industrielle
Anwendungen entwickelt, bei denen
ein zuverlässiger Betrieb mit exzellenter
Frequenzstabilität, auch über den erweiterten
industriellen Temperaturbereich
von -40 bis +105 °C, unabdingbar sind.
Die Serie EQXO-75UIE ist im Frequenzbereich
von 2 bis 60 MHz erhältlich und
bietet dabei eine überlegene Phasenrauschleistung
von -164 dB/Hz (typisch)
bei 100 kHz bei einem Phasenjitter von
typisch 150 fs (12 kHz bis 20 MHz integriert).
Die Oszillatoren sind mit einer Versorgungsspannung
von 2,5, 3,3 (±10%) oder
5 V (±5%) erhältlich und bieten standardmäßig
eine LVCMOS-Ausgangslogik mit
15-pF-Last, eine Anstiegszeit von maximal
10 ns, eine Anlaufzeit von maximal 3 ms
sowie eine Tristate-Funktion (enable/disable).
Der Stromverbrauch beträgt dabei,
je nach Frequenz und Versorgungsspannung,
maximal 6 bis 16 mA. Die Alterung
beträgt maximal ±1 ppm für das erste Jahr
■ WDI AG
www.wdi.ag
Waibstadter Strasse 2 - 4
74924 Neckarbischofsheim
Telefon: +49 7263 648-0
Fax: +49 7263 6196
Email: info@kvg-gmbh.de
www.kvg-gmbh.de
hf-praxis 12/2020 35
35

Kabel und Stecker
Das neue Ecoflex 5 ist sehr dämpfungsarm
und äußerst flexibel
Verlustarme
Kabelbaugruppen für
bis zu 40 GHz
dungen in der Hochfrequenztechnik
interessant.
Technische Daten im
Überblick:
SSB-Electronic GmbH
www.ssb-electronic.de
CelsiStrip ®
Thermoetikette registriert
Maximalwerte durch
Dauerschwärzung.
Bereich von +40 ... +260°C
GRATIS Musterset von celsi@spirig.com
Kostenloser Versand ab Bestellwert
EUR 200 (verzollt, exkl. MwSt)
www.celsi.com
www.spirig.com
Ecoflex 5 ist ein dünnes, hochflexibles
und extrem dämpfungsarmes
Koaxialkabel für den Frequenzbereich
bis 6 GHz. Wie
die anderen Koaxialkabel der
Ecoflex-Familie hat Ecoflex 5
einen Litzeninnenleiter. Dieser
besteht aus 19 Litzendrähten
aus sauerstoffarmem Kupfer mit
einem Durchmesser von je 0,29
mm. Diese Struktur des Innenleiters
sorgt für die hohe Flexibilität
des Kabels.
Durch spezielle Fertigungsverfahren
und -abläufe wurden
beim Ecoflex 5 besonders niedrige
Dämpfungswerte erzielt.
Die Verwendung eines verlustarmen
PE-LLC-Dielektrikums
mit einem Gasanteil von über
70% wirkt sich ebenfalls positiv
auf die Dämpfungswerte aus.
Dieser Werkstoff ist zudem resistent
gegen Feuchtigkeit. Zur
Erreichung einer guten Schirmdämpfung
ist der Außenleiter
von Ecoflex 5 zweilagig ausgeführt:
auf einer dünnen, überlappenden
Kupferfolie wird
ein Kupfer-Abschirmgeflecht
mit einem Bedeckungsgrad von
80% aufgebracht. Die Folie ist
auf der Innenseite PE-beschichtet
und hierdurch gegen Rissbildung
bei zu kleinem Biegeradius
geschützt.
Ecoflex 5 ist mit einem PVC oder
auch mit einem halogefreien und
flammwidrigen FRNC-Außenmantel
lieferbar. Der Außendurchmesser
des Kabels beträgt
5,5 mm. Durch seine Flexibilität,
niedrige Dämpfung und
den extrem kleinen Biegeradius
ist Ecoflex 5 für viele Anwen-
• Innenleiter: Cu-Litze verseilt
• Abschirmung: Cu-Folie und
Cu-Geflecht
• Außendurchmesser: 5,5 ±0,2
mm
• Außenmantel: PVC oder
FRNC
• Impedanz: 50 ±2 Ohm
• Dämpfung bei 20 °C: 6,08
dB/100m @ 50 MHz, 25,18
dB/100m @ 800 MHz, 28,5
dB/100m @ 1 GHz, 39,9
dB/100m @ 1,8 GHz, 47,03
dB/100m @ 2,4 GHz
• Belastbarkeit bei 1 GHz bei
40 °C: 123 W
• Kapazität (1 kHz): 82 nF/km
• Verkürzungsfaktor: 0,8
• Schirmdämpfung bei 1 GHz:
min. 85 dB
• DC-Widerstand Innenleiter:
max. 15 Ohm/km
• DC-Widerstand Außenleiter:
17 Ohm/km
• Isolationswiderstand: min. 5
GOhm/km
• max. Spannung: 2,5 kV
Eigenschaften des Kabels im
Überblick:
• Isoliermaterial gemäß DIN EN
50290-2-23 (VDE 0819), Tab.
2/A (HD 624.3)
• Flammwidrig nach IEC
60332-1-2
• RoHS konform (Directive
2011/65/EC)
• UV-beständig
• bei der PVC-Variante zusätzlich:
Mantelmaterial gemäß
DIN EN 50290-2-22 (VDE
0819), Mischungstyp TM 52
(HD 624.2)
• bei der FRNC-Variante
zusätzlich: Mantelmaterial
gemäß DIN EN 50290-2-27
(HD 624.7), Korrosivität der
Brandgase gemäß IEC 60754-
2, Rauchdichte gemäß IEC
61034 ◄
Die NextPhase-Kabel von Mega-
Phase sind verlustarme Kabelbaugruppen,
die bis zu 40 GHz
arbeiten. Sie sind für universelle
Verbindungsanwendungen
konzipiert, die einen geringen
Verlust und eine dreifache
Abschirmung erfordern. Diese
Anordnungen bieten mehr als
90 dB Abschirmung effektiv (nur
Kabel) und vertragen bis zu 15
kV bei 60 Hz. Die Kabel sind in
einer Vielzahl von Durchmessern
erhältlich, um fast alle Konstruktionsanforderungen
hinsichtlich
Biegeradien, Gewicht und Leistung
zu erfüllen. Sie eignen
sich für ATE, ground- und luftgestützte
Anwendungen. Es stehen
auch verschiedene Anschlussoptionen
zur Verfügung.
Weitere Daten:
• Impedanz 50 Ohm
• Frequenzbereich 0,3 bis 40
GHz
• Ausbreitungsgeschwindigkeit
75,5 bis 77%
• Innenleiter: festes Ag-plattiertes
Cu
• Außenleiter: Ag-plattiertes
Cu-Flachgeflecht/Polyamidfolie/Ag-plattiertes
Cu-Flachgeflecht
• Einfügungsverlust 0,006 bis
0,28 dB
• Dämpfung 0,3 bis 4,03 dB/m
• SWR 1,1 bis 1,45
• Verbinder: 1,85, 2,4, 2,92, 3,5
mm, SMA, TNC, N, BNC,
7/16 DIN
• Einsatztemperatur -55 bis
200 °C
■ MegaPhase
www.megaphase.com
36 hf-praxis 12/2020

Kabel und Stecker
Umweltfreundliche
Hochleistungstestund
Messkabel
RF Green heißt eine neue Serie
umweltfreundlicher Hochleistungstest-
und Messkabel, die
von MegaPhase entwickelt
wurde. Diese Kabelserie arbeitet
bei Frequenzen bis 26,5 GHz mit
einer Ausbreitungsgeschwindigkeit
von 80% und einer Zeitverzögerung
von 4,17 ns/m (1,27ns/
ft). Die Kabel können mit einer
Vielzahl von Anschlussschnittstellen
verwendet werden,
darunter 2,9, 3,5 mm, BNC,
SMA, TNC und Typ N. Diese
HF- und Mikrowellen-Test- und
Messkabel sind leistungsstark
und umweltfreundlich. Zusätzlich
zur Verwendung von eutektischen
(bleifreien) RoHS-konformen
Loten verwenden diese
Baugruppen ein zelluläres Polyethelyne-Dielektrikum,
um das
in PTFE-basierten Produkten
typische Flourin zu eliminieren.
Die Ummantelung besteht
aus SmartGrid-Gummi, einer
Zero-Halogen-Lösung, um unser
Engagement zur Reduzierung
der Umweltbelastung zu fördern.
Diese Kabelbaugruppen
sind robust und bieten einen
hohen Gesamtwert für ein Labor,
ohne den „CO 2 -Fußabdruck“ zu
vergrößern.
Weitere Daten:
• Biegeradius 1,5 Zoll
• Außendurchmesser 0,335 Zoll
• Abschirmwirkung 110 dB
• Crush Resistance 250 lbs
• Dämpfung 0,054 bis 0,722
dB/ft
• Gewicht 0,05 lbs/ft
• Betriebstemperatur -40 bis
85 °C
■ MegaPhase
www.megaphase.com
Koaxialkabel für
Frequenzen bis 40
GHz mit 100 dB
Schirmmaß
Die Survivor Ruggedized Cables
von MegaPhase arbeiten im
Bereich 0,3 bis 40 GHz. Sie
haben einen Verkürzungsfaktor
von 84%, eine Zeitverzögerung
von 1,21 ns/ft (3,97 ns/m) und
eine Kapazität von 24,4 pF/ft
(80,1 pF/m). Die Kabel haben
eine Abschirmwirkung von 100
dB und ein SWR von weniger
als 1,45. Diese dielektrischen
Kabel mit niedriger Dichte sind
für strenge Testumgebungen
ausgelegt und bieten eine hohe
Druckfestigkeit. Sie können in
einer breiten Palette von Anwendungen
verwendet werden, die
Außenantennentests, Produktionstests
und generelle Labortests
umfasst. Diese Kabel
haben einen festen Ag-plattierten
Cu-Innenleiter und einen Agplattierten
flachen Cu-Geflecht/
Ag-plattierten-Cu-Streifen-
Außenleiter. Die Kabel eines
verfügbar mit einem Außendurchmesser
von 0,275, 0,4 und
0,575 Zoll und einem statischen
Biegeradius von 1,75, 2,5 und
3 Zoll. Die 50-Ohm-Survivor-
Kabel sind kostengünstig und
mit Steckverbindern vom Typ
N, SMA, 3,5, 2,92, 2,4 und 1,85
mm erhältlich.
■ MegaPhase
www.megaphase.com
PROFI-
PROGRAMMER ICP2
KOAXIALKABEL
mit FRNC-Mantel
• Dämpfungsarm & halogenfrei
• Verbinder aller gängigen Normen
• Individuelle Kabelkonfektion
KUNDENSPEZIFISCHE
HF-LÖSUNGEN
• in vielen Konfigurationen
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• Auch mit Secure Programming-
Funktion
• HF-Schaltungsdesign & Digitalschaltungsdesign
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SSB-Electronic GmbH · Am Pulverhäuschen 4 · 59557 Lippstadt · Tel.: +49 2941-93385-0 · vertrieb@ssb-electronic.de · www.ssb-electronic.de
hf-praxis 12/2020 37

Software
PathWave Software Suite um Cloud-Verarbeitung erweitert
Keysight Technologies
hat die PathWave
Software Suite des
Unternehmens um
neue und verbesserte
Funktionen erweitert.
Die neuen PathWave-Lösungen
ermöglichen es Ingenieuren, Einschränkungen
bei der Datenverarbeitung
im gesamten Arbeitsablauf
mithilfe von Cloud-Processing-Clustern
zu beseitigen,
um die Zuverlässigkeit von Designs
und Geräten zu verbessern
und gleichzeitig das Projektrisiko
zu verringern.
Hintergrund
Design- und Testingenieure
haben mit Komplexitätsgrenzen
zu kämpfen, die wochen-, wenn
nicht monatelange Datenverarbeitung
erfordern. Dies kann
den Entwicklungsprozess und
die Markteinführung erheblich
verlangsamen. Keysights
PathWave, eine offene, skalierbare
und vorausschauende Software-Plattform,
bietet schnelle
und effiziente Datenverarbeitung,
-freigabe und -analyse
in jeder Phase des Produktentwicklungs-Workflows.
Durch
die Kombination von Design-
Software, Messgerätesteuerung
und anwendungsspezifischer
Testsoftware ermöglicht sie es
Entwicklern, der zunehmenden
Komplexität von Design, Test
und Messung zu begegnen und
optimale elektronische Produkte
zu entwickeln.
„Keysight investiert weiterhin
in Softwarelösungen, und
zwar durch neue Funktionen in
unserer PathWave-Plattform“,
sagte Jay Alexander, Chief
Technology Officer bei Keysight
Technologies. „Wir sind
zuversichtlich, dass diese neuen
Fähigkeiten es unseren Kunden
ermöglichen werden, mehr
Rechenleistung in ihre eigenen
Design- und Test-Workflows
einzubringen – und damit die
Zeit für Ergebnisse, die Zeit für
Erkenntnisse und schließlich die
Zeit bis zur Markteinführung zu
verkürzen.“
Um die Fähigkeiten von
PathWave weiter zu stärken,
bringt Keysight fünf neue und
verbesserte Softwarelösungen
auf den Markt, die die Möglichkeiten
der Cloud-Verarbeitung
nutzen, um Einschränkungen
der Rechenleistung während des
gesamten Design-Prozesses zu
beheben.
PathWave Advanced
Design System (ADS)
Software 2021
Die Software PathWave ADS
2021, die jetzt mit Cloud-Simulationsservices
für Entwickler
ausgestattet ist, verkürzt
die Simulationszeit, erhöht die
Abdeckung der Simulationstests
und bietet Zugang zu skalierbaren
Hardwareressourcen in der
Cloud. Diese neue Softwarelösung
beseitigt Barrieren bei der
Entwicklung von Hochleistungs-
Hardwareprodukten, indem sie
es Entwicklern für Mobil- und
Computer-Chipsätze ermöglicht:
• rechenintensive elektromagnetische
Simulationen mit
On-Premise-Clustern oder
skalierbarer Cloud-Hardware
• große elektromagnetische
Simulationen bewältigen, die
bisher aufgrund von Ressourcenbeschränkungen
unlösbar
waren
PathWave Compliance
Test Software
Systemtestingenieure, die Konformitätsstandards
für mobile
und Computer-Chipsätze charakterisieren,
müssen schnelle
Konformitätstests durchführen,
ohne dass zusätzliche Kosten
für den Kauf von Hardware
anfallen. Die neue Architektur
der PathWave Compliance Test
Software bietet eine Aufschlüsselung
der Messungen und lässt
sich zusammen mit der Testautomatisierungs-
und Datenanalysesoftware
nahtlos in einen
Testautomatisierungs-Workflow
integrieren. Das ermöglicht Systemtestingenieuren
Folgendes:
• schnelle Konformitätsprüfungen
von Sendern durch
Trennung der physikalischen
Messung von der Datenverarbeitung
in der Cloud
• parallele statt serielle Signalerfassung
und -messung und
damit verkürzte Gesamttestzeit.
PathWave Test
Automation Software
Die Software PathWave Test
Automation ermöglicht Ingenieuren
eine schnelle, skalierbare
und einfache Ausführung mit
offener und modularer Software.
Testingenieure, die mehrere
Messgeräte verwenden müssen,
haben jedoch einen zusätzlichen
Schwierigkeitsgrad, der sich aus
der komplexen Programmierung
ergibt, die für den Anschluss dieser
Messgeräte erforderlich ist.
Die neue verbesserte Version
dieser Software ermöglicht den
Testingenieuren:
• problemlose Optimierung
mehrerer Messgeräte-Setups
mit Ressourcenarbiter und
Timing-Analyse-Tools
• nahtlose Integration in den
bestehenden Workflow des
automatisierten Testsystems,
um die Einrichtungszeit zu
minimieren und gleichzeitig
die Skalierbarkeit zu gewährleisten
PathWave
Measurement Analytics
Software
Die Software PathWave Test and
Measurement Analytics bietet
eine einfache und leistungsstarke
Nutzeroberfläche für die Datenvisualisierung
und -analyse. Sie
erfasst und speichert Testdaten
mit Echtzeitzugriff, kann Daten
aus verschiedenen Quellen in
verschiedenen Formaten importieren
und integriert die Datenanalyse
mit der offenen API in
Testprozesse.
Verbesserungen der Software
PathWave Test and Measurement
Analytics ermöglichen es
Entwicklern von Design-Validierungstests
(DVT) und Produktionsingenieuren
nun, Messdaten
in der Cloud zu visualisieren und
38 hf-praxis 12/2020

Software
zu analysieren, ohne Spreadsheets
erstellen zu müssen. Als
Ergebnis profitieren die Ingenieure
von:
• besseren Einblicken in die
Daten mit einem skalierbaren,
hochleistungsfähigen Datenspeicher,
um technische Entscheidungen
zu beschleunigen
• schnellen und genauen Testanalysen
und Fehlerbehebungen,
um sowohl DVTals
auch Produktionstests zu
beschleunigen
PathWave
Manufacturing
Analytics Software
Die Software PathWave Manufacturing
Analytics ist Keysights
fortschrittliche Big-Data-Analyseplattform
für Industrie 4.0, die
Anwender bei der Verbesserung
der Produktqualität und der Fertigungsabläufe
unterstützt. Keysight
hat gemeinsam mit Kx die
neue Workcell-Edition für die
intelligenten Fabriken von heute
auf den Markt gebracht. Die auf
kdb+ aufbauende Streaming
Analytics-Plattform von Kx ermöglicht
es den Anwendern,
die Einführung der Industrie 4.0
durch die Analyse massiver Testdaten
aus Produktionssystemen
in Echtzeit zu beschleunigen,
Automatisierung und Analysen
für verwertbare Erkenntnisse in
Mikrosekunden zu liefern und
gleichzeitig die Hardwarekosten
zu senken. Zu den wichtigsten
Vorteilen der PathWave
Manufacturing Analytics-Software
gehören:
• Datenerfassung – ermöglicht
Anwendern die nahtlose
Anbindung, Echtzeiterfassung
und Transformation von Testdaten
aus Testsystemen.
• Automatisierung – Anwender
können komplexe Arbeitsabläufe
automatisieren, um die
Produktivität zu steigern.
• Analyse – Kunden können
getestete Machine-Learning-
Modelle nutzen, die verwertbare
Erkenntnisse liefern.
• Simulationen in der Cloud
Die Software PathWave Advanced
Design System (ADS) 2021
ist mit Cloud-Simulationsservices
für Entwickler ausgestattet
und ermöglicht es, große elektromagnetische
Simulationen
zu bewältigen, die bisher aufgrund
von begrenzten Ressourcen
unlösbar waren.
• Cluster zur Verarbeitung von
Messungen
Die Software PathWave Compliance
Test bietet jetzt Datenverarbeitung
in der Cloud und
verkürzt so die gesamte Testzeit.
• Automatisierte gemeinsame
Nutzung von Messgeräten
Die Software PathWave Test
Automation lässt sich nahtlos in
bestehende Workflows für automatisierte
Testsysteme integrieren,
um die Einrichtungszeit zu
minimieren und gleichzeitig die
Skalierbarkeit zu gewährleisten.
• Test und Messanalyse
Die Software PathWave Measurement
Analytics ermöglicht
Entwicklern von Design-Validierungstests
(DVT) und Produktingenieuren
die Visualisierung
und Analyse von Messdaten in
der Cloud, ohne dass Spreadsheets
erstellt werden müssen.
• Manufacturing Analytics
Die Software PathWave Manufacturing
Analytics unterstützt
Fertigungsleiter bei der Verbesserung
der Produktqualität und
der Fertigungsabläufe.
■ Keysight Technologies
www.keysight.com
GNSS: Entdecken Sie
die Möglichkeiten der
erweiterten Spoofing-Simulation
Aus Gründen der Sicherheit ist in hochgenauen
GNSS (Global Navigation Satellite
System) sowie in PNT-Systemen
(Positioning, Navigation and Timing) ein
umfassender Test in Umgebungen mit
„Jamming“- und „Spoofing“-Störungen
notwendig.
Orolina setzt hier voll und ganz auf die
„Advanced-Spoofing“-Software-Plattform.
Hierbei können verschiedene Szenarien
in unterschiedlichen Einstellungen
eingespielt und über die Skydel-Software
volldynamisch eingestellt und überprüft
werden. Diese Möglichkeit ist über den
Skydel unterstützten „High-End“-Simulator
GSG-8 möglich. Die EMCO Elektronik
GmbH ist der lokale Ansprechpartner
in Deutschland und Österreich für die
Produkte der Firma Orolia.
BAT-EMC: Benchtop
Automated Testing
Kontinuität und Erfahrung aus 25 Jahren
erfolgreicher Anwendung beim Benchtop
Automated Testing stecken in der BAT-
EMC-Software. Das Nexio-Flaggschiff
BAT-EMC-Software ist führend in der
EMC-Laborautomatisierung in Kombination
mit BAT-Manager und BAT-ELEC.
Die Familie BAT wächst und entwickelt
sich stetig weiter. In Version 3.20 stellte
man das neue Emissionsmodul vor.
Die weltweit besten akkreditierten Labors
und Branchenführer sind mit BAT-EMC
ausgestattet. BAT-EMC wird weltweit in
mehr als 25 Ländern eingesetzt. Seit 2003
hat Nexio ein Team von über 90 Technikern,
Ingenieuren und Doktoren zusammengestellt,
die in der Lage sind, alle Arten
von Anforderungen zu lösen, die sich auf
Tests, EMV-Design sowie Simulation,
Blitz, HF und RCS beziehen.
Vorteile für Kunden:
• Sie bekommen eine einheitliche Benutzeroberfläche
für alle Tests.
• BAT-EMC ist unabhängig von Messund
Prüfgeräteherstellern.
• kostenlose Treiber und über 500 unterstützte
Geräte
• effizienter und engagierter technischer
Support
• breites Spektrum unterstützter Standards
(CISPR, EN, Automotive, DO160,
MIL etc.)
• umfangreiche Prüflingsüberwachung
• benutzereigenes Monitoring mit Agilent
VEE, LabView, Visual C++
• Betriebssysteme: Win7, 8, 10
• Bericht in MS Office 2003, 2007, 2010,
2013, 2016 und jetzt neu noch schneller
und flexibler über das integrierte Modul
Die EMCO Elektronik GmbH ist der lokale
Ansprechpartner in Deutschland, Österreich
und der Schweiz für die Produkte
der Firma Nexio SAS.
■ EMCO Elektronik GmbH
www.emco-elektronik.de
hf-praxis 12/2020 39

Antennen
5G-Angebot nun mit Hochleistungsantenne
Antenova, Ltd, ein britischer
Hersteller von Antennen und
RF-Antennenmodulen für das
Internet der Dinge und M2M-
Anwendungen, hat eine Hochleistungs-5G-Antenne
im SMD-
Design seinem 5G-Antennensortiment
hinzugefügt. Die Lepida
SR4L054 ist eine Breitbandantenne
im SMD-Format, die auf
hohe Effizienz und Leistung im
gesamten Spektrum von 0,6 bis
3,8 GHz ausgelegt ist.
Die Lepida funktioniert auf
allen Mobiltelefonfrequenzen
B71 (617...698 MHz), LTE 700,
GSM850, GSM900, DCS1800,
PCS1900, WCDMA2100, B40
(2,3...2,4 GHz), B7 (2,5...2,69
GHz) und B78 (3,3...3,8 GHz).
Die Antenne ist linear polarisiert
und wurde auf ausgezeichnete
Koplanarität ausgelegt.
Antenova konstruierte Lepida
für anspruchsvollere Anwendungen
auf 5G, 4G und LTE,
wo die Antennenleistung und
-zuverlässigkeit von Bedeutung
sind. Sie wurde insbesondere für
drahtlose Geräte in der Automobilbranche,
der Luftfahrt und für
Drohnen, intelligente Zähleranwendungen,
Fernbedienung und
5G-Router entwickelt.
Antenovas Vorstandsvorsitzender
Paul Hill kommentierte:
„Lepida zielt auf den wachsenden
5G-Markt ab und setzt eine
erfolgreiche Etappe für Antenova
fort. Trotz Covid verzeichneten
wir weiterhin gute Umsätze,
und unser Unternehmen ist gut
gewappnet, die sich durch 5G
bietenden zunehmenden Gelegenheiten
zu nutzen. Muster
dieser 5G-Antenne können
jetzt bestellt werden, und die
Antenne wird im Herbst 2020
ausgeliefert.“
Die lamiiANT-Antennen von
Antenova werden mittels laminierter
FR4-Materialien im
SMD-Design hergestellt, und
die flexiiANT-Antennen stellen
flexible FPC-Designs mit Kabel
und Steckverbindung als alternative
Wahl für einige Kleingeräte
dar. Das Unternehmen führte
kürzlich seine Rabo-Gruppe an
Terminal-Antennen ein, die auch
auf 5G- sowie auf 4G-, 3G- und
2G-Mobiltelefonfrequenzen
funktionieren.
Die Antenova-Antennen sind auf
einfache Integration in einem
drahtlosen Design ausgelegt. Das
Lepida-Datenblatt mit 5G-Leistungsdaten
und Integrationsanleitung
kann auf der Website
von Antenova heruntergeladen
werden, und 5G-Antennenmuster
und Evaluation Boards sind
bestellbereit. Antenova bietet
Dienstleistungen für komplette
Integration, Antennen-Anpassung,
Luftschnittstellen- und
passive Tests.
■ Antenova, Ltd.
www.antenova.com
Autonomes Fahren realisieren mit neuer Antennen-Serie
Mit den neuen Tallysman-
AccuAuto-Antennen für autonome
Fahrzeugapplikationen
gibt es eine brandneue High-
Performance-Antennen-Serie
aus Kanada. Dabei überzeugen
die sehr robusten Embedded-Antennen
vor allem
durch ihre teils einzigartigen
Eigenschaften. Es gibt sie
in zwei Varianten als Tripleband-Antennen
TWA928 und
TWA928L. Beide Antennen
beherrschen GPS/QZSS-L1/
L2/L5, Glonass-G1/G2/G3,
Galileo-E1/E5a/E5b, Bei-
Dou-B1/B2/B2a und NavIC-
L5. Außerdem unterstützt die
L-Variante L-Band Correction
Services. Momentan vollzieht
die Automobilindustrie den
Übergang von der GNSS-unterstützten
Fahrzeugnavigation
(Präzisionsvoraussetzung ±3
bis 5 m, bspw. bei GNSS-Positioning
mit mäßiger Exaktheit)
hin zur Fahrerassistenz (bspw.
Spurhaltung) und der Navigation
autonomer Fahrzeuge mit
Präzisionsvoraussetzungen von

Antennen
www.acalbfi.de/5G
Eingebettete passive
Patch-Antenne
Standard-SPI-Protokoll, das bis zu 50 MHz
mit schneller Strahlumschaltung, schnellem
Laden des Strahlzustands und schnellem
Chip-Strahlspeicher arbeitet.
5G
NOW!
Die HP5010A von Taoglas ist eine eingebettete
passive Patch-Antenne, die GPS,
Glonass, Galileo und BeiDou unterstützt.
Die Antenne wurde auf einer 70 x 70 mm
großen Grundebene abgestimmt und getestet
und arbeitet mit GPS L1: 1575,42
MHz, L2: 1227,6 MHz und L5: 1176,45
MHz. Dieses Muster besteht aus Terrablast,
einem revolutionären neuen Material, das
speziell für die Anforderungen der UAVund
Automobil-Industrie entwickelt wurde.
Es verwendet eine zum Patent angemeldete
Antennentechnologie, die zu einer viel leichteren
Antenne führt, die so konstruiert ist,
dass sie größeren Auswirkungen standhält.
Diese rechtszirkular polarisierte Antenne
weist einen durchschnittlichen Gewinn von
über 4,98 dB bei einem Wirkungsgrad von
bis zu 78,5 % auf.
Die HP5010A wird über einen Stift und
doppelseitigen Klebstoff montiert. Diese
Antenne funktioniert in den meisten Umgebungen
ohne Änderungen, kann jedoch bei
Bedarf auf verschiedene Grundebenen und
Gehäuse abgestimmt und weiter optimiert
werden. Diese zu RoHS & REACH konforme
Antenne misst 50 x 50 x 10 mm und
ist ideal für Transport-, Verteidigungs-, Elektromobilitäts-,
Landwirtschafts- und UAV-
Navigationsanwendungen.
■ Taoglas
www.taoglas.com
4-Kanal-Tx/Rx-Halbduplex-
Beamforming-IC
Der F5280 von Renesas ist ein 4-Kanal-Tx/
Rx-Halbduplex-Beamforming-IC, der von
25 bis 31 GHz arbeitet. Es wurde im SiGe-
BiCMOS-Verfahren entwickelt und verfügt
über einen internen Temperatursensor. Der
Kern-IC weist eine sehr flexible Verstärkungs-
und Phasensteuerung auf, um eine
Feinstrahlsteuerung und eine Verstärkungskompensation
zwischen den Strahlungskanälen
zu erreichen. Das Kerndesign umfasst ein
Dieser IC verwendet eine 6-Bit-Chip-
Adresse und verfügt über einen programmierbaren
On-Chip-Speicher. Es hat eine
typische Tx/Rx-Schaltzeit von 100 ns und
benötigt eine Versorgungsspannung von 2,3
bis 2,7 V. Der F5280 ist mit einem 49-BGA-
Gehäuse mit einer Größe von 3,6 x 3,6 mm
erhältlich und eignet sich für 5G-Phased-
Arrays.
■ Renesas
www.renesas.com
Bikonische omnidirektionale
Antenne für 20 bis 330 MHz
Die SAS-540 von AH Systems, Inc. ist eine
bikonische omnidirektionale Antenne, die
von 20 bis 330 MHz arbeitet. Diese Antenne
hat einen Gewinn von 2,8 dBi und ein Strahlungsfeld
von 2 V/m. Sie ist ideal für den
Einsatz in einem geschlossenen städtischen
Raum. Die Antenne hat einen unsymmetrischen
Anschluss und einen Symmetriertransformator/Balun.
Sie ist ein Standard-
Arbeitspferd eines jeden EMV-Konformitätsstesthauses.
Die SAS-540 misst 73,7 x
133,4 cm und hat N-Buchsen. Sie entspricht
MIL-STD-462.
Weitere Produktdetails:
• Gewinn -22 bis 2,8 dBi
- Leistung 1 W
• SWR 2
• Impedanz 50 Ohm
- Gewicht 1,72 kg
■ AH Systems, Inc.
www.ah-systems.com
5G
4G
3G
AirPrime®
EM9190
5G NR Sub-6 GHz and mmWave
for next-generation IoT solutions
LOWER
LATENCY
HIGHER
CAPACITY
Global
Coverage
GNSS
Receiver
Onboard
SIM
Industrial
Grade
HIGHER
SPEED
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new business opportunities!
Renewable
Energy
Medical
Agriculture
Public Safety
Transportation
Industrial &
Connectivity
Insurance
Supply Chain
Management
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☎ +49 8142 6520 0
info-de@acalbfi.de
hf-praxis 12/2020 41
41
consult. design. integrate.

Stromversorgung
Bipolare Stromversorgung mit Plus/Minus-
Ausgang an denselben Klemmen
Um das Design zu verifizieren,
wurde die Demoschaltung
DC2240A so überarbeitet, dass
sie der in Bild 1 gezeigten Schaltung
entspricht. Die Eingangsspannung
beträgt nominal 12 V,
mit Ausgangsspannungen von ±5
V bei einem maximalen Strom
von 6 A für beide.
Erreichte Daten
Bild 1: Beschaltung des LT8714 im 2-Quadranten-Betrieb mit V IN = 12 V, V O = ±5 V bei 6 A
Zum gemessenen Wirkungsgrad
für das Design informiert Bild 3.
Der positive Ausgang übersteigt
den negativen Ausgang, was den
Ergebnissen der theoretischen
Berechnungen entspricht. Die
Spannungsbeanspruchung und
der Strom an den Komponenten
sind in der Konfiguration mit
negativem Ausgang viel höher,
wodurch die Verluste zunehmen
und der Wirkungsgrad abnimmt.
Eine 2-Quadranten-Stromversorgung
– d.h. eine, die eine
positive oder negative Spannung
an denselben Ausgangsklemmen
liefert – lässt sich mit
dem 4-Quadranten-Controller
LT8714 leicht realisieren.Die
hier gezeigte 2-Quadranten-
Stromversorgung kann in einer
Vielzahl von Applikationen
eingesetzt werden, angefangen
von der Glasfenstertönung – bei
der sich durch Änderung der
Polarität die Ausrichtung von
Kristallmolekülen ändert – bis
hin zum Einsatz in Prüf- und
Messgeräten.
Das Datenblatt des LT8714
beschreibt den Betrieb der
2-Quadranten-Versorgung im
ersten Quadranten (positiver
Eingang, positiver Ausgang) und
im dritten Quadranten (positiver
Eingang, negativer Ausgang).
Dabei muss beachtet werden,
Analog Devices, Inc.
www.analog.com
dass die Stromversorgung in
beiden Quadranten Strom liefert
und somit eine Stromquelle
und keine Stromsenke darstellt.
Der zweite Quadrant und der
vierte Quadrant erzeugen eine
Stromsenke.
Schaltungsbeschreibung
und -funktion
Bild 1 zeigt das Schaltbild
des LT8714 als 2-Quadranten-
Stromversorgung. Die Leistungsstufe
besteht aus FETs
(NMOS QN1, 2, PMOS QP1,
2), den Induktivitäten L1 und
L2, dem Koppelkondensator
C C sowie Eingangs- und Ausgangsfiltern.
L1 und L2 sind
zwei diskrete, nicht gekoppelte
Induktivitäten, ein Ansatz, der
die Kosten des Wandlers reduzieren
kann.
Die richtige Auswahl aktiver und
passiver Komponenten erfordert
die Kenntnis der in jedem
Quadranten vorhandenen Spannungen
und Ströme. Hierfür sind
die Beschaltungsmöglichkeiten
für den positiven Ausgang in
Bild 2 dargestellt.
Wenn sich die Volt-Sekunden-
Balance der Induktivität in einem
stabilen Zustand befindet, kann
das Tastverhältnis abgeleitet
werden wie folgt:
Bild 2: Beschaltung für den 2-Quadranten-Betrieb
Bild 4 veranschaulicht die sehr
gute Linearität der Ausgangsspannung
gegenüber der Steuerspannung
V CTRL . In dieser Konfiguration
wurde die Schaltung mit
einem Widerstand von 1 Ohm
belastet und die Steuerspannung
von 0,1 bis 1 V variiert.
42 hf-praxis 12/2020

Bild 3. Effizienzverlauf des Konverters bei V IN = 12 V, V OUT = +5 V und -5 V und
einem maximalen Ausgangsstrom von 6 A
Bild 4. Verlauf der Ausgangspannung V OUT als Funktion der Steuerspannung
V CTRL . Ändert sich V CTRL von 0,1 auf 1 V, ändert sich V OUT von -5 auf +5 V
Über den Autor:
Victor Khasiev ist Senior-Applikationsingenieur
bei ADI mit
umfangreicher Erfahrung in
der Leistungselektronik sowohl
in der Wechselstrom- als auch
in der Gleichstromwandlung.
Er hält zwei Patente und hat
mehrere Artikel verfasst. Diese
beziehen sich auf den Einsatz
von ADI-Halbleitern in Automobil-
und Industrieanwendungen.
Sie behandeln Step-up-,
Step-down, SEPIC, Positiv-zu-
Negativ-, Negativ-zu-Negativ-,
Flyback- und Vorwärts-Wandler
sowie bidirektionale Backup-
Versorgungen. Seine Patente
betreffen effiziente Lösungen
zur Leistungsfaktorkorrektur
und fortschrittliche Gate-Treiber.
Victor unterstützt ADI-Kunden
gern durch die Beantwortung
von Fragen zu ADI-Produkten,
das Entwerfen und Verifizieren
von Stromversorgungsschaltplänen,
das Layout von Leiterplatten,
die Fehlersuche und
die Teilnahme an Tests von
Endsystemen. Er kann unter
victor.khasiev@analog.com
erreicht werden. ◄
Part
Number
Frequency
Range (GHz)
Psat
(dBm)
Gain
(dB)
Supply
Voltage (V)
CMD184 0.5-20 36.5 13 28
QPA2213D 2-20 34 16 18
QPA1022D 8.5-11 36.5 24 22
TGA2222 32-38 40 16 24
TGA2224 32-38 37 16 26
CMD299K4 18-40 9 16 3
CMD304 DC-67 14 10 3
CMD242K4 DC-40 20 10.5 8
Is Now
hf-praxis 12/2020 43

Kommunikation
Technologie-Pioniere bleiben am Ball
Verkabelungssysteme: Klassiker mit Zukunft
Glasfaserverkabelungen
sind aus der
IT-Welt nicht mehr
wegzudenken.
MTP Modulkassette_1997-2020
Petra Adamik
freie IT-Autorin aus München
Rosenberger-OSI GmbH &
Co. OHG
Optical Solutions &
Infrastructure
info-osi@rosenberger.com
www.rosenberger.com/osi
Mit dem Auftrag zur Entwicklung
der MTP-Technologie stieß
IBM in den neunziger Jahren im
Bereich der Steckverbindungen
eine besondere Entwicklungsgeschichte
an. MTP-Stecksysteme
haben die Abläufe in Rechenzentren
optimiert. Verkabelungs-Pionier
Rosenberger OSI
schreibt diese Erfolgsgeschichte
immer noch fort.
Erfolgreiche Produkte
und Lösungen
haben manchmal viele vorgebliche
Urheber, die die Vaterschaft
für sich reklamieren. Gerade im
Umfeld der IT gibt es mehrere
Legenden über die Herkunft von
bahnbrechenden Entwicklungen.
Nicht alle sind wahrheitsgetreu.
So rühmen sich Hersteller beispielsweise
gern einer Innovation,
die beim genauen Hinsehen
gar nicht aus deren Entwicklungslaboren
kommt, sondern
bereits lange davor in einer anderen
Ideenschmiede entstand. Solche
Legenden halten sich oft sehr
lang. Für die wirklichen Urheber
ein Ärgernis.
Der Blick in die
Vergangenheit
schafft Klarheit. Nur so wird
deutlich, welche Fortschritte
den Entwicklern und Herstellern
innerhalb weniger Jahre gelungen
sind. Aufgrund innovativer
PreCONNECT SEDECIM
Entwicklungsarbeiten optimieren
modernste Kabel sowie die
dazugehörenden Komponenten
heute die Infrastrukturen von
Unternehmen weltweit. Sie sorgen
für eine hohe Verfügbarkeit,
Sicherheit und nicht zuletzt für
einen durchgängigen Datenfluss.
Damit spielen zeitgemäße Verkabelungsstrukturen
eine entscheidende
Rolle für die Geschäfts-
44 hf-praxis 12/2020

Kommunikation
MTP/MPO-Verkabelungssysteme von Rosenberger OSI
• PreConnect DUODECIM
ist der auf dem 12-Fasern
MTP/MPO basierende Klassiker
für Port-Breakouts mit
üblicherweise LC-Duplexkanälen.
• PreConnect OCTO ist das
aktuell gängigste Verkabelungssystem
für alle MTP/
MPO Transceiver basierten
SR4-, PSM4- und DR4-
Anwendungen, wie z.B. multimode
100GBASE-SR4 und
singlemode 100G-PSM4.
PreConnect OCTO basiert
auf dem 4+4 Fasern OCTO
MTP/MPO-Stecker.
• PreConnect SEDECIM wird
2020 eingeführt und ist das
kommende 400GBASE-SR8
multimode OM4-Verkabelungssystem.
Es basiert auf
dem 16-Fasern MTP/MPO-
Stecker. Explizit für die kommenden
400GBASE-SR8
Transceiver QSFP-DD und
OSFP mit ihrem MTP/MPO
16-Fasern Media Dependent
Interface (MDI).
• Die MTP/MPO-Trunk-Kabel
der PreConnect-Produktlinien
DUODECIM, OCTO
und SEDECIM lassen sich
mit 19-Zoll-Gehäusesystemen,
bestückt mit MTP/
MPO-Modulkassetten und
Teilfrontplatten mit MTP/
MPO-Kupplungen, kombinieren:
a) PreConnect SMAP G2 Standard
Density: Klassiker bis 48
LC-Duplex oder MTP/MPO
Ports pro Höheneinheit
b) PreConnect SMAP G2 High
Density: bis zu 72 LC-Duplex
oder MTP/MPO Ports pro
Höheneinheit
c) PreConnect SMAP G2 Ultra
High Density: bis zu 96 LC-
Duplex Ports pro Höheneinheit
d) PreConnect Data Center
Panel: mit Modul-Schubladen,
bis 72 LC-Duplex oder MTP/
MPO Ports pro Höheneinheit
prozesse von Organisationen und
somit auch für deren wirtschaftliche
Stabilität.
Ist von der Entwicklung im
Umfeld der Glasfaserverkabelung
die Rede, lohnt ein Blick
auf die Entwicklungsgeschichte
der MTP/MPO-Modulkassette.
Die MTP/MPO-Modulkassette
war und ist eine feste Größe bei
der Glasfaserverkabelung von
Rechenzentren. Ihre Ursprünge
reichen bis in die Anfänge der
neunziger Jahre zurück. Auf Initiative
der IBM begann seinerzeit
die Firma US Conec damit,
ein Push-Pull-Stecksystem rund
um die 12-Fasern-MT-Ferrule
herum zu entwickeln, die bereits
seit zehn Jahren auf dem Markt
war. Dieses Mehrfaser-Stecksystem
wurde unter dem US
Conec Brand MTP in den Markt
eingeführt.
12-Fasern-MTP-Steckern auf
beiden Seiten ausgestattet waren.
Zwölf Fasern auf sechs
Escon-Duplexkanäle
zu bringen, war nicht einfach.
Die Lösung wird heute Port-
Breakout genannt. Dazu entwickelten
Siecor und OSI die ersten
MTP-Modulkassetten und Harnesse.
„Das MTP-Verkabelungssystem
IBM FTS war nicht nur
das erste seiner Art, sondern auch
seiner Zeit weit voraus“, erinnert
sich MTP-Pionier Harald Jungbäck,
heute Produkt Manager für
Rechenzentrums-Verkabelungssysteme
bei Rosenberger OSI. Er
war von Anfang an in die Entwicklung
dieses ersten MTP-
Verkabelungsystems involviert
und hat die verschiedenen Entwicklungsstufen
dieser bahnbrechenden
Verkabelungstechnologie
bis heute begleitet. Er bringt
die Vorteile der Lösung auf den
Punkt: „Damit konnten die 17
Mbit/s des Escon-Protokolls bis
zu 2 km über eine Multimodefaser
mit 62,5 µm Kerndurchmesser
übertragen werden. Die
Multimode-MTP-Verbindungen
hatten damals noch bis maximal
1,2 dB Einfügedämpfung, sind
aber seit vielen Jahren durch die
Entwicklung der Elite-Ferrulen-
Qualität von US Conec auf maximal
0,35 dB reduziert worden.“
„Qualität ist nicht
verhandelbar“
– diese Weisheit gilt auch hier.
Die Vorteile, die sich für Betreiber
von Rechenzentren aus der
neuen Technologie ergaben,
waren in der zweiten Hälfte der
neunziger Jahre nahezu revolutionär.
Der Einsatz des jungen
MTP- Steckers ermöglichte
noch nie dagewesene kurze
Plug&Play-Installationszeiten
bei der Rechenzentrumsverkabelung.
Das reduzierte die Projektzeiten
erheblich und stellte
1995 starteten dann die MTP-
Pioniere Siecor (Siemens Corning
Joint Venture) und OSI
(heute Rosenberger OSI) die
Entwicklung des ersten – IBM
FTS genannten – MTP-Verkabelungssystems
für Rechenzentren.
Unterstützt wurden sie dabei
durch US Conec. Dieses IBM
FTS wurde 1997 in den Markt
eingeführt und basierte auf
werkskonfektionierten Trunkkabeln
mit bis zu 144 Fasern, die
mit der entsprechenden Anzahl
PreCONNECT SMAP-G2 panel systems
hf-praxis 12/2020 45

Kommunikation
Rosenberger OSI Cabling
innerhalb kürzester Zeit die
Verfügbarkeit der Infrastruktur
sicher. Analog dazu wurde die
Flexibilität bei Moves, Adds and
Changes (MAC) auf das mögliche
Maximum gesteigert. Von
dieser technologischen Innovation
profitierten auch Wartungsarbeiten
oder Reparaturen. Der
Austausch von MTP- Modulkassetten
oder Harnessen oder der
Wechsel des Patch-Stecksystems
auf der Front waren plötzlich fast
ein Kinderspiel, gingen einfach,
schnell und kostengünstig über
die Bühne. Mehr als zwei Jahrzehnte
waren z.B. der Wechsel
von Escon auf SC-Duplex oder
von SC-Duplex auf LC-Duplex,
kurz auch der MT-RJ als Patch-
Stecksystem, fast eine Art Standard.
„Für uns und unsere Kooperationspartner
galt und gilt bis
heute: Qualität ist nicht verhandelbar“,
so MTP-Pionier Jungbäck.
Diese Art von LWL-Verkabelungssystem
etablierte sich
schnell und sehr erfolgreich im
Markt. Der Bedarf war groß.
Aufgrund seiner hohen Marktakzeptanz
wurde der MTP im
Jahr 2000 in der IEC 61754-7
als MPO normiert. Die Vorteile,
die mit dem Einsatz von MTP/
MPO einhergingen, blieben
auch anderen Anbietern nicht
verborgen. Um die Jahrtausendwende
herum begannen dann
auch Marktbegleiter von Siecor
und OSI damit, ebenfalls MTP/
MPO-Verkabelungssysteme zu
entwickeln.
Die Zukunft im Blick
zu behalten, war und ist immer
wichtig. Rosenberger OSI ist
nicht nur ein Pionier der MTP/
MPO-Technologie, sondern hat
diese auch konsequent weiterentwickelt
und dem aktuellen
Bedarf angepasst. Analysten
sehen 400GBASE-SR8 als eine
stark wachsende Anwendung in
Rechenzentren.
Explizit für diese Anwendung
bringt Rosenberger OSI 2020
PreConnect SEDECIM auf den
Markt. Basis für dieses System
ist der 16-Fasern-MTP/MPO-
Stecker. Als 16-Fasern multimode
OM4-Variante, mit einem
MTP/MPO 16 Port auf der Rückseite
sowie acht LC-Duplex
Ports auf ihrer Vorderseite ist
die MTP/MPO-Modulkassette
inzwischen auch fit für den Port-
Breakout von mit MTP/MPO 16
werkskonfektionierten PreConnect-SEDECIM-Trunk-Kabeln.
Im Bereich der MTP/MPO-Verkabelungssysteme
sieht Harald
Jungbäck Rosenberger OSI sehr
gut aufgestellt. Mit den Pre-
Connect-Produktlinien DUO-
DECIM, OCTO und SEDECIM
bieten die Augsburger ein breites
Portfolio, das den Bedarf über
die gesamte Evolution von MTP/
MPO-Verkabelungssystemen
für zahlreiche Anwendungsfälle
abdecken kann. ◄
5G aus informationstechnischer Sicht
Ulrich Trick: 5G: Eine Einführung in
die Mobilfunknetze der 5. Generation,
Verlag De Gruyter Oldenbourg 2020,
Softcover, 300 Seiten, 17 x 24,4 cm,
Preis 49,95 Euro, ISBN-10: 3110699990,
ISBN-13: 978-3110699999
In Europa haben sich die Mobilfunkanbieter
dazu verpflichtet, den 5G-Ausbau
so schnell wie möglich voranzutreiben.
China ist da bereits einen Schritt weiter.
5G ist nicht einfach eine weitere Generation
von Mobilkommunikationstechnologien,
sondern durchaus auch etwas Revolutionäres.
Dieses erste seriöse deutschsprachige
Buch zu 5G New Radio beginnt
mit der Evolution bei den Mobilfunknetzen
bis hin zu 5G/6G und breitet dann alle
informationstechnischen Basiskonzepte
aus. Aber auch die Besonderheiten bei
5G-Anwendungsfällen, die Standardisierung,
die Sicherheit sowie die Umweltauswirkungen
kommen qualifiziert zur
Sprache. Der Leser kann alle relevanten
Details der neuen Technologie – von den
Grundlagen bis zu den Verfahren gemäß
der 3GPP-Spezifikation – erkunden. Dabei
wird nicht nur klar, wie die Technologie
spezifiziert wurde, sondern auch warum.
Aus dem Inhalt:
• Next Generation & Future Networks
• 5G Use Cases und Anforderungen
• 5G-Netze im Überblick (Kernnetz und
Zugangsnetze)
• Das 5G-System und seine Weiterentwicklung
Der Leser wird dabei mit einer Fülle von
Fachwörtern und Abkürzungen konfrontiert,
woran sich zeigt, wie fortgeschritten
und komplex das Thema ist. Dabei
wird hier im Wesentlichen nur die informationstechnische
Sicht gepflegt, sodass
etwa reale HF-technische Komponenten
oder Antennensysteme außen vor bleiben.
Fotos gibt es daher nicht.
Der Autor ist Professor für Telekommunikationsnetze
und Leiter der gleichnamigen
Forschungsgruppe in Frankfurt. Weitere
Informationen zu seinem Buch hält er auf
der Web-Seite www.5g6g.de bereit.
FS
46 hf-praxis 12/2020

Aktuelles
Terahertz-Empfänger für 6G-Mobilfunknetze
Zukünftige Mobilfunknetze
der sechsten Generation (6G)
werden aus vielen kleinen
Funkzellen bestehen. Um sie
drahtlos zu verbinden, bieten
sich Frequenzen im Terahertz-
Bereich (THz) an. Forschende
am Karlsruher Institut für
Technologie (KIT) haben ein
neuartiges Konzept für einfache
und kostengünstige Terahertz-Empfänger
entwickelt,
die aus einer einzigen Diode
bestehen und diese mit einem
speziellen Signalverarbeitungsverfahren
kombinieren.
Damit lässt sich im Experiment
eine Datenübertragungsrate
von 115 Gbit/s auf einer
Trägerfrequenz von 0,3 THz
über eine Entfernung von 110
m erreichen. Das berichtet das
Team in der Zeitschrift Nature
Photonics (DOI: 10.1038/
s41566-020-0675-0).
Die sechste Generation des
Mobilfunks verspricht noch
deutlich höhere Datenübertragungsraten,
kürzere Verzögerungszeiten
und eine größere
Dichte an Endgeräten. Zudem
soll sie Künstliche Intelligenz
integrieren, um beispielsweise
Geräte im Internet of Things oder
autonome Fahrzeuge zu koordinieren.
In diesen Funkzellen
sind die Wege kurz, sodass sich
große Datenraten mit minimalem
Energieaufwand und geringer
elektromagnetischer Immission
übertragen lassen. Sie benötigen
nur kleine Basisstationen, die
sich beispielsweise an Straßenlaternen
anbringen lassen.
Zur Anbindung der einzelnen
Zellen bedarf es leistungsfähiger
Funkstrecken, auf denen
sich Dutzende oder gar Hunderte
von Gigabits pro Sekunde
(Gbit/s) auf einem Kanal übertragen
lassen. Dazu bieten sich Frequenzen
im Terahertz-Bereich
an, die im elektromagnetischen
Spektrum zwischen den Mikrowellen
und der Infrarotstrahlung
liegen. Allerdings sind die entsprechenden
Empfänger noch
vergleichsweise komplex und
dementsprechend teuer; zudem
stellen sie häufig den Engpass
für die erreichbare Bandbreite
dar. Forschende am Institut für
Photonik und Quantenelektronik
(IPQ), am Institut für Mikrostrukturtechnik
(IMT) sowie am
Institut für Beschleunigerphysik
und Technologie (IBPT) des KIT
haben nun gemeinsam mit dem
Diodenhersteller Virginia Diodes
(VDI) in Charlottesville/USA
einen besonders einfachen und
kostengünstig herzustellenden
Empfänger für Terahertz-Signale
entworfen und in der Zeitschrift
Nature Photonics vorgestellt.
Karlsruher Institut für
Technologie (KIT)
www.kit.edu
https://www.kit.edu/kit/pi_2020_076_terahertz-empfanger-fur-6g-mobilfunknetze.php
hf-praxis 12/2020 55

For IoT, Cellular and Other Wireless Applications:
Distributed Antenna System
Distributed Antenna
Systems (DAS) provide
strong and reliable
wireless connectivity
in location where
connectivity is a
problem with standard
wireless routers or
cellular connectivity.
The Internet of Things (IoT) has
continued to grow at a rapid rate
in recent years. With the connectivity
of cellular devices, computers,
vehicles, buildings, sensors,
and more electronics, it’s
more important than ever that
these devices are able to connect,
communicate and meet the
needs that users covet. The wireless
connectivity for the IoT will
use many network access technologies,
including Global System
for Mobile (GSM), cellular Long
Term Evolution (LTE), 4G and
the much anticipated revolutionary
5G to name a few. There are
plenty of other wireless protocols
and air interfaces available
for supporting IoT applications
(WiFi, Bluetooth, LoRa, ZigBee,
and Z-Wave, to name a few), but
it’s clear the landscape is changing
and IoT devices will take
advantage of the protocals offering
the greatest data throughput.
Distributed Antenna Systems
(DAS) provide strong and reliable
wireless connectivity in
location where connectivity is
a problem with standard wireless
routers or cellular connectivity,
such as: inside multistory
buildings, outside industrial settings,
and subterranean environments
So, DAS in conjunction
with (LTE/4G/5G) based IoT
services will continue to grow
in coming years.
Why DAS?
While some of the IoT applications
will be outdoors (connected
cars and trucks or street
lighting infrastructure, for example),
most IoT applications will
be within buildings. Industrial
control, point of sale, asset tracking,
medical, environmental
monitoring, security, smart
lighting, and other applications
will require strong in-building
wireless connectivity or signals.
Ideally, the wireless network
solution should deliver seamless
blanket coverage throughout
the building so as not to restrict
where IoT sensors can be placed.
However, in reality, this blanket
coverage can be difficult to
achieve with simple wireless
routers. DAS is particularly
helpful in providing the needed
wireless coverage. Access
to wireless IoT communication
not only aids the public, but is
also mandatory for law enforcement,
emergency medical, and
fire services. As realization of
the importance of DAS for IoT
applications became apparent,
so has backing from local and
federal governments through
proposed rulemaking.
Furthermore, DAS should
support multiple frequencies,
because mobile operators use
700 MHz, 1900 MHz, and AWS
frequencies for LTE, among
other frequencies. The solution
should also support complex
modulations such as time division
duplexing (TDD) as well
as frequency division duplexing
(FDD) because mobile operators
will use both technologies
in their networks.
DAS also offers single-zone
wireless coverage in a building:
unlike small cells, it isn’t
subject to intercell interference
and handoffs from one coverage
area to another as devices move
Source:
Application Note #78
Distributed Antenna System
(DAS) for IoT, Cellular and
other Wireless Applications,
ar rf/microwave
instrumentation
www.arworld.us
Figure 1: Block diagram of an Active DAS System
56 hf-praxis 12/2020

RF & Wireless
systems can also be linked by
fiber cable to a remote amplifier
unit. The block diagram and elements
of a Hybrid DAS system
are shown in Figure 3.
Figure 2: Block diagram of a Passive DAS System
Figure 3: Block diagram of a Hybrid DAS System
through a building. In addition,
DAS infrastructure natively supports
multiple wireless frequencies.
Finally, some DAS support
both TDD and FDD transmission
schemes, whereas today’s small
cells do not.
What to look for when
selecting a DAS?
There are many DAS solutions
on the market. The main component
of any DAS is the selected
amplifiers and antennas. These
amplifiers and antennas must
offer a wide operating frequency
range, and good linear RF performance
to cover WiFi and all
cellular and wireless services.
In addition, these amplifiers and
antennas must be unobtrusive,
easy to install and maintain,
durable, and high quality.
DAS systems can be separated
into three categories:
Active DAS
When there is a huge demand
from users or IoT based systems
to access cellular coverage or
WiFi, the active DAS system
will help increase capacity and
reduce the load from the macro
network. When additional capacity
is needed, like in a football
stadium or airport, an active
DAS system is typically used.
A state of the art active system
can cover virtually any size of
building and up to any capacity.
Some of the most ambitious,
active DAS systems have been
designed to cope with the load
of over 70,000 Super bowl attendees
or the 2.47 million sq. ft. of
coverage. Active DAS systems
often use fiber optic cable to
distribute the signal between
a centralized signal source and
“remote nodes” placed around
a building. The signal source
is typically a “head-end” that
combines signals from multiple
carriers, which each need to
provide their own signal source
to the system, typically via their
own fiber backhaul. The block
diagram and elements of an
active DAS system are shown
in Figure 1.
Passive DAS
Passive DAS systems typically
use passive components like
coaxial cable, splitters, and
duplexers to distribute signal,
and unlike active DAS, they
use bi-directional amplifiers to
rebroadcast the signal from the
macro cellular network using
a donor signal on the building
roof. There are limitations to the
reach of passive DAS solutions.
Figure 4: LP425R 400 MHz ... 3 GHz
Because they use coax cable to
distribute signal, signal loss is
higher than with active DAS.
The further away the antennas
are from the amplifier, the higher
the signal loss. The signal
loss generally results in lower
downlink output power. These
restrictions mean that the maximum
coverage area for a passive
DAS system is typically around
500,000 sq ft. But the advantages
of passive DAS systems are considerable.
In particular, they are
considerably less costly than
active DAS. The block diagram
and elements of a passive DAS
system are shown in Figure 2.
Hybrid DAS
A hybrid system works a lot like
an active DAS system. Hybrid
DAS uses some fiber for backbone
distribution of signal, and
relies on passive coaxial cable
for much of the remaining signal
distribution. Hybrid systems can
be a good solution for mediumsized
spaces, or unusual signal
problems. Multiple passive
Figure 5: LP425PCB 400 MHz ... 3
GHz, LP6530PCB 650 MHz ... 3 GHz,
LP6560PCB 650 MHz ... 6 GHz
The Solution
To meet these demands – to
boost cellular network coverage
and add capacity to reduce load
from the macro network, AR
rf/microwave instrumentation
(ARI) and SunAR RF Motion
have developed a series of
broadband solid-state amplifiers
and antennas to address
DAS requirements. More specifically,
SunAR DAS antennas are
more directional than standard
DAS antennas, allowing them
to excel in applications requiring
directivity, such as airport
terminals, subway tunnels, hotel
hallways, or directed at crowds
at a sports venue.
In addition, ARI amplifiers
and antennas are broadband,
allowing them to cover a larger
number of communication
bands, potentially reducing the
number of deployed DAS antennas
in a system, versus standard
narrowband DAS antennas. The
SunAR DAS antennas’ innovative
design and manufacturing
techniques result in long-lasting
strength, excellent performance,
and provide an aesthetic appearance.
These antennas can be
used in large, small, passive,
active, and hybrid systems.
SunAR offers four antenna
models for DAS solutions.
Model LP425R is a directional
antenna designed for transmitting
and receiving wireless
communications signals. The
broadband characteristics of the
log-periodic structure enable it
Figure 6: LP6530PCB-MIMO 650 MHz
... 3 GHz
hf-praxis 12/2020 57

RF & Wireless
Table 1: SunAR’s DAS antenna list
to operate over a very wide frequency
range with constant gain.
This DAS antenna outperforms
many antennas in this class and is
designed for more rugged environments.
Below, Figure 4, is an
image of the LP425R. Model’s
LP425PCB, LP6530PCB, and
LP6560PCB are low-profile
directional antennas designed for
transmitting and receiving wireless
communications signals.
These antennas are etched onto
a lowloss microwave substrate
material and mounted in a weather
resistant housing that is only
1/2 inch thick. Like the LP425R,
the broadband characteristics of
the enclosed antenna structures
enable it to operate over a very
wide frequency range with constant
gain. There are four mounting
holes for installation onto
any flat, non-conductive surface,
such as an office wall or ceiling.
Figure 5 shows the LP425PCB,
LP6530PCB, and LP6560PCB.
The MIMO (multiple input, multiple
output) antenna, shown in
Figure 6, is actually a set of two
broadband directional antennas,
cross-polarized, in a single
package with two RF connectors.
This design provides polarization
diversity in a MIMO
environment. This configuration
results in greater throughput
than a single antenna. Each
antenna is innovative and uses
manufacturing techniques that
result in long-lasting strength
and performance. Specifications
for each DAS model is shown
in Table 1. ARI offers Class A
solid-state, linear, robust and versatile
broadband RF amplifiers,
see Table 2. These high performing
RF amplifiers allow DAS
systems to cover a large number
of communication bands, helping
increase the coverage
throughout areas hindering RF
signal strength, or over use of
available bandwigth. The photo
above is just one example of a
DAS solution in an office building
setting.
Conclusion
The rapid growth in connected
devices (IoT) promises lucrative
business opportunities. In
places where traditional distribution
services cannot provide
the required signal strength,
DAS can be used. By deploying
a robust and economical DAS
system, governments or businesses
can ensure robust support
for IoT within their facilities and
be positioned to deliver critical
wireless services now and in the
future. The amplifiers and antennas
described in this application
note meet these demanding
requirements, and more.
AR’s wide array of amplifiers
and antennas help you select the
right system for your application
These amplifiers and antennas
are designed using quality processes
and components that are
reliable, consistent performance
from unit to unit, and allow for
easy installations in a wide variety
of situations, both indoor and
out. Using ARI DAS solutions
will enable you to achieve your
goals. ◄
Table 2: ARI RF amplifiers for DAS application
58 hf-praxis 12/2020

I N D U S T R Y - L E A D I N G D E S I G N
LTCC Products
The World’s Broadest Portfolio
• 750+ in-stock models
• Custom designs with fast turnaround
• Superior RF performance
• Package sizes as small as 0202
DISTRIBUTORS

RF & Wireless
RFMW introduces new products
High Frequency
Fixture Preparation
White Paper
devices’ high gain simplifies circuit
design by eliminating a gain
block function yet system flexibility
is maintained via selectable
gain control. Offered in a 3
x 3 mm QFN package.
NXP GaN Transistors
support RF Energy
Applications
or .625” 2-hole flange configurations.
The connectors offer low
SWR of

RF & Wireless
GHz with low distortion. The
device can be used as an unbiased
23 dBm limiter or the limiting
power level can be adjusted
with bias voltage, offering design
flexibility where needed. Reliability
is a hallmark of Keysight’s
MMIC devices as well as long
product life cycles. Applications
include EW receivers and
jammers, radar, satellites and
5G infrastructure. Available in
DIE format.
mmWave GaN PA
supports 5G
5G frequency bands. Operational
from 400 to 6000 MHz, OIP3
of 28.9 dBm typifies the exceptional
linearity needed to meet
the challenging requirements of
cellular LTE and 5G NR infrastructure
applications. Housed
in an ultra-compact 2 x 2 mm,
plastic, surface mount package,
the SKY67183-396LF reduces
PCB board space requirements
in 5G TDD and FDD infrastructure
applications, including small
cell, massive MIMO, and macro
base stations.
Low Power
Consumption Gain
Block
for 0.068 inch thick printed circuit
boards. With verified performance
to 18 GHz, the connector
body material is gold
plated brass. The center contact
pin is 0.031 inch diameter and
the overall connector length is
0.559 inch (14.2 mm). The Pico-
Safe-P030-G068 has been tested
and accepted by major semiconductor
manufacturers for use on
their product evaluation boards
where performance and quality
are critical.
Low Profile RF
Transformer for
Portable Products
Drain efficiency is >60% from
a 48 V supply. Available in a
4.5 x 4 mm DFN package, the
QPD0005 can be efficiency
tuned to provide 18.8 dB of
P3dB gain at 3.6 GHz. Applications
include power amplifier
drivers in mMIMO designs and
Doherty drivers.
High Power Ceramic
Filter
RFMW announced design and
sales support for a high-performance,
mmWave power amplifier
from Qorvo. Offering 10 W
of linear power for wideband
communications systems with
better than -25 dBc IMD3, the
QPA2212D operates from 27.5
to 31 GHz with 22 dB small
signal gain. To simplify system
integration, the QPA2212D is
fully matched to 50 ohms with
integrated DC blocking caps on
both I/O ports. Saturated output
power is 25 W with power-added
efficiency of 25%. Applications
include satellite communications
and 5G infrastructure. Offered as
a 3.63 x 4.792 mm DIE.
LNA Meets
Challenging 5G NR
Infrastructure Needs
RFMW announced design and
sales support for a low noise
amplifier (LNA) from Skyworks
Solutions. The SKY67183-
396LF features ultra low-noise
performance of 0.44 dB in key
RFMW announced design and
sales support for a high gain
MMIC amplifier. The Qorvo
QPL7442 is a single-ended
gain block matched to 50 ohms.
Spanning 50 to 4000 MHz, the
QPL7442 offers 20 dB of flat
gain with 20 dBm output power
(P1dB) while drawing only 85
mA from a 5 V supply. Using
external resistors, the bias is
adjustable for optimum performance.
Noise figure is 1.2 dB
with OIP3 or 33.7 dBm enabling
support of cable, satellite and terrestrial
TV applications, home
gateways, and cable modems.
Available in a 2 x 2 mm DFN
package.
0.068 Inch Edge
Mount Connector
RFMW announced design and
sales support for P1dB SMA
connectors. The P1dB Pico-
Safe-P030-G068 is an edge
mount, SMA female connector
RFMW announced design and
sales support for a surface
mount, step-up switching transformer.
The Frontier Electronics
TSS1230F-01 exhibits excellent
output voltage capability, low
input voltage and low profile
construction (3 mm). With a frequency
range of 90 to 800 kHz,
the transformer has an input voltage
range from 1.5 to 6 V DC
with an output voltage range of
15 to 300 V AC. Available with
negative voltage, the transformer
is shielded and has gold plated
terminal pads. Output power is
up to 1 W. The TSS1230F-01 is
ideal for handheld and portable
radios, mobile credit card processors,
POS terminals, sensors,
cameras, and small power
supplies.
Doherty Driver
Transistor for mMIMO
RFMW announced design and
sales support for a GaN RF
power transistor. The Qorvo
QPD0005 is an unmatched, single-stage
transistor offering up
to 8 W of output power in frequency
bands from 2.5 to 5 GHz.
RFMW announced design and
sales support for high power
ceramic filters from Sangshin.
The Sangshin MBP86R-
C3550S500B is a small form
factor ceramic filter for the n78
Band. With high power capability
designed for peak-toaverage
power requirements of
LTE signals, the filter supports
3.5 GHz band, 5G deployments
(n78). C-band 5G is the most
commonly tested and deployed
5G frequency, popular due to
its global availability and the
need for operators to identify
large blocks of contiguous spectrum
in order to operate wider
channel widths. With low passband
insertion loss (1 dB) and
0.5 dB ripple, the MBP86R-
C3550S500B is rated to 15 W
CW making it suitable as a
roofing filter for global deployments
of 5G gnodeB base stations.
Just 24 mm in length, it
exhibits excellent rejection performance
to 6 GHz. Customization
of Sangshin filters includes
pass band center frequency, band
width and attenuation for a variety
of applications.
■ RFMW
www.rfmw.com
hf-praxis 12/2020 61

RF & Wireless
Broad Selection of Field Replaceable Connectors
Pasternack, an Infinite Electronics brand,
has just launched a new line of field replaceable
RF connectors designed for use in
various civil and military telecommunications,
civil and military aeronautics, military
equipment, as well as space and measurement
system applications.
Pasternack’s new field replaceable RF
connectors include SMA, 3.5, 2.92, 2.4
and 1.85 mm types with 2-hole and 4-hole
mounting configurations. Each connector
utilizes a metal ring that grounds or mates
with the component ground and will work
with a range of different pin sizes.
These types of connectors can be used on
various sealed RF components as replaceable
RF interconnects where the component
has a pin exposed. The connector
is attached to the wall of the component
with screws and accepts the interface pin.
To accommodate a wide range of RF components,
several configurations of flange
sizes and pin sizes are offered off-the-shelf.
“Our new field replaceable connectors are
perfect for changing interface types on a
variety of RF components used in a wide
range of applications. These versatile connectors
were designed to address applications
where durability, reliability and
high frequency performance are required,”
said Steve Ellis, RF Interconnect Product
Manager.
■ Pasternack
www.infiniteelectronics.com
Tripleband Sector
Antenna with High
Gain Across all
Bands
KP Performance Antennas, an
Infinite Electronics brand and
a manufacturer of wireless network
antennas, just released a
new tripleband sector antenna
that is perfectly suited for fixed
wireless networks. KP’s new
tripleband sector antenna allows
for three radios to operate with
only one sector antenna, reducing
leased space on the tower
and installation costs. This
antenna supports 2x2 MIMO
in 2.4 GHz, 4x4 MIMO in 3.5
GHz, and 2x2 MIMO in 5 GHz
bands. It comes with three radio
mounting slots that work with
Ubiquiti radios and KP’s radio
brackets for Cambium’s PMP450
and 450I, and ePMP2000 radios.
This tripleband sector features a
65-degree beamwidth and high
front-to-back that allows for
six sectors to be used with frequency-reuse
three (ABCABC).
It is constructed of heavy-grade,
powder-coated mounting brackets.
“Our new 2.4GHz,
3.5GHz, and 5GHz tripleband
sector antenna delivers highperformance
gain and patterns
that are stable over a wide bandwidth,
plus interference mitigation
with superior front-to-back
for channel reuse,” said Justin
Pollock, Product Line Manager.
■ KP Performance Antennas
Infinite Electronics
www.infiniteelectronics.com
Series of Single-Port
Omnidirectional WiFi
Antennas
KP Performance Antennas, an
Infinite Electronics brand and
a manufacturer of wireless network
antennas, just launched a
new line of medium to high-gain,
single-port, Omnidirectional
WiFi antennas. They are ideal
for numerous applications that
include public WiFi (including
new WiFi 6 radios), wireless
video systems, 2.4 and 5.8 GHz
ISM bands, Bluetooth applications,
IoT and public safety.
KP’s new single-port, Omni
antenna line includes 13 models
that cover frequencies of 2.4, 5.8
GHz and dual-band antennas.
These omnidirectional antennas
feature a wide variety of
gain ranging from 4 to 15 dBi
to cover a range of applications
and use locations. The compact,
lightweight design of these WiFi
antennas makes them ideal for
Design Innovations
in MMICseBook
Richardson Electronics, Ltd.
announced that it has partnered
with Qorvo on a “Design
Innovations in MMICs” eBook,
published by Microwave Journal.
This eBook provides RF
engineers with the latest information
on millimeter-wave
system design, millimeterwave
testing, high-frequency
semiconductors, amplifier designs,
and SatCom RF frontend
developments. The articles also
deliver key advice on design
tradeoffs that may affect performance,
along with examples
of how millimeter-wave components
are used in a variety
tight spaces while retaining aesthetic
appeal. These antennas
are durable and economical,
constructed with robust fiberglass
for all-weather operation.
“These new antennas are made
with the customer in mind. They
are durable and can withstand
the elements while maintaining a
pleasing aesthetic and a compact
design for flexibility in placement,”
said Kevin Hietpas, User
Antenna Product Line Manager.
■ KP Performance Antennas
Infinite Electronics
www.infiniteelectronics.com
of applications. Richardson
Electronics’ global sales team
provides technical support for
Qorvo’s innovative and proven
millimeter-wave solutions for
a broad range of applications.
New product announcements,
technical articles, design tools,
application notes, videos, and
product catalogs add to this
support. These documents
can be found on the Richardson
Electronics’ Think Tank
webpage, where engineers can
learn about Qorvo’s design
innovations.
■ Richardson Electronics,
Ltd.
www.rell.com
62 hf-praxis 12/2020

2 6 T O 8 6 G H Z
mmWave
Components
400+ Models and Counting
• In-house design and manufacturing capability
• Industry-leading quality
• Supply chain security—no EOL target through
the life of your system
DISTRIBUTORS

RF & Wireless
With Cadence AWR Design Environment V15
Intelligent System Design Empowered
tools. In the late 1980s, the
Department of Defense launched
the MIMIC program “to develop
microwave/millimeter-wave
(mmWave) subsystems for use
in military weapon system ‘front
ends’ that are affordable, available,
and broadly applicable.”
Cadence has released
the latest version
of the AWR Design
Environment, Version
15 (V15), the first
release since the
company acquired
AWR Corporation from
National Instruments
earlier this year.
Cadence Design System
www.cadence.com/go/awr
This latest version, which is
available for current customers
and evaluators, includes key new
features, add-on modules, and
enhancements to AWR Microwave
Office circuit design software,
AWR Visual System Simulator
(VSS) system design software,
AXIEM 3D planar method
of moments (MoM) and Analyst
3D finite element method
(FEM) electromagnetic (EM)
simulators.
Addresses Product
Development
Challenges
New capabilities introduced in
the new AWR Design Environment
V15 address the development
of RF/microwave intellectual
property (IP), as well as
integration at the monolithic
microwave integrated circuit
(MMIC)/RFIC, package/module,
and printed circuit board (PCB)
technology levels driven by 5G,
automotive, and aerospace and
defense applications.
The new AWR Design Environment
V15 addresses product
development challenges
linked to fulfilling the technical
demands of 5G communications,
which combine fixed,
mobile, optical, microwave,
and IP transport technologies
to deliver ultra-dense, highcapacity,
low-latency connectivity.
An intelligent network
of macro- and small-cell sites,
leveraging advanced RF frontend
component and antenna
technology that is designed for
spatial/spectral efficiency and
minimal power consumption,
is needed to support the high
capacity demands of 5G across
a vast array of applications and
deployment scenarios. As such,
the AWR Design Environment
V15 expands support for power
amplifier (PA) and antenna/array
design, PCB, module, and silicon
(Si) EM modeling, and RF/
microwave IP integration within
heterogenous systems.
Past is Present – and
Future
Technology serving the 5G,
automotive, and aerospace and
defense markets stems from a
long, steady journey of development
among platform integrators,
semiconductor manufacturers,
and companies providing
electronic design automation
software (EDA) and test and
measurement instrumentation
(T&M) product development
The program supported research
in materials such as gallium
arsenide (GaAs), device design,
integration, defect management,
manufacturing, and other areas.
The overall goal of this program
was to provide analog microwave
and mmWave sensors,
based on GaAs MMIC technology
that would improve performance,
size, weight, cost,
and reliability for U.S. defense
systems, specifically targeting
computer-aided engineering
(CAE) as an area for development.
The effort ultimately
yielded a new infrastructure for
MIMIC technology, with applications
proliferating throughout
the military and launching the
commercial communications
market [1].
This MMIC program directed
RF simulation software vendors
to team up with prime defense
contractors and foundries to
forge new collaborations in the
pursuit of greater platform functionality.
Joining this effort was
newly formed Cadence (1988),
which was tasked with developing
simulationable microwave
artwork (“smart”) libraries,
combining an electrical model
for MMIC components with a
physical layout. Three decades
later, defense and communication
systems are the result of
technologies developed by this
alliance between system integrators,
semiconductor manufacturers,
and tool providers.
Development of the electronics
in these systems involves
a very complex process, a wide
array of tools that transform,
analyze, optimize, and verify
the design throughout the process,
and IP to reuse and reduce
64 hf-praxis 12/2020

RF & Wireless
Reference design for 5G handset PCB is imported into the AWRDesign Environment for EM analysis of 8-element (2 x 4) antenna array and feed structure
the scope of design work. For
example, systems are increasingly
radio enabled, be it 5G,
Bluetooth, Wi-Fi, or other standards.
The RF front-end components
responsible for this wireless
connectivity are among the
most challenging to design, since
every design aspect is interdependent
upon each connector,
package pin, and PCB trace.
A holistic approach to design
and analysis of the entire system
is required.
Cadence is addressing these
changes through the Intelligent
System Design strategy, which
delivers its world-class computational
software capabilities
across all aspects of the design
of electronic systems. At the core
of this strategy is the concept of
design excellence, an optimized
EDA portfolio of tools inclusive
of best-in-class RF/microwave
circuit, system and EM analysis,
and IP for semiconductor,
package, and PCB design, with
scalable access in the cloud.
The Wireless
Revolution will be
Integrated
The latest RF/microwave technologies
for 5G infrastructure
and mobile devices represent
a significant uptick in engineering
complexity. Along with
this increased complexity, RF
electronics will be integrated
within an unprecedented number
of connected smart devices and
systems. To achieve these objectives,
highly complex, electronic-centric
systems require an
equally significant advance in
multi-domain analyses, simulation
capacity, design automation,
and seamless interoperability
between RF/microwave
EDA and the broader portfolio of
mixed-signal IC, PCB, systemin-package
(SiP), and system-onchip
(SoC) design tools.
The current “More than Moore”
pace of electronic design is
made possible through technology
integration using densely
populated, heterogeneous substrates.
These tightly stacked
components behave as mechanical
systems built with sophisticated
electronics transporting
RF/high-speed signals through
a complex network of interconnects.
To function properly,
mixed-technology systems
require co-design and co-optimization
across multiple domains,
including RF, analog, and digital
simulation, aided by large-scale
EM and thermal analysis, and
robust design verification and
signoff. The AWR Design Environment
V15 complements the
extensive Cadence software portfolio,
providing engineers with
the sophisticated tools needed to
successfully tackle these design
challenges.
Faster EM Analysis for
Mixed Technology
Several key new enhancements
have been introduced to the
meshing and solver technology
in the AXIEM simulator
to enhance the speed and capacity
of EM analysis for MMICs
and RFICs, as well as package
and board structures. The latest
via meshing technology provides
robust healing to reduce
mesh size (the overall number of
unknowns) in multi-layer PCB
designs and MMICs (Figure
above).
Complex PCB and SoC components
contain manufacturing
features that do not impact RF
performance yet slow down EM
analysis by unnecessarily increasing
the problem size. Shape
pre-processing rules have been
expanded in the AWR Design
Environment V15 software
to better address Si processes
such as handling large numbers
of metal layers by merging via
arrays on user-specified layers
and inside/outside a specified
region. In addition, enhancements
to the AXIEM DC solver
(used for characterizing
low frequency behavior such
as bias networks) include new
sparse symmetric matrix technology
that provides at least
a 10-fold savings in time and
memory usage.
Related to these types of structures,
the layer process definition
file (LPF) in Microwave Office
software defines the processing
layers and parameters for the
physical layout design. The AWR
Design Environment has always
offered multiple process definitions
within a single hierarchical
project to support analysis
of heterogeneous substrates and
multi-chip modules utilizing different
semiconductor processes
and laminates. The latest AWR
Design Environment V15 release
now supports “per-process technology”
native LPF units, allowing
different processes to specify
units (mils or microns) that are
most appropriate for a given
technology.
More Design Power for
the PA Designer
Stability analysis is critical to
PA design and optimization.
The commonly used K and
μ-factors, derived from linear
circuit simulation, can accurately
predict whether a two-port
network is unconditionally stable,
yet they cannot detect insta-
hf-praxis 12/2020 65

RF & Wireless
Loop gain envelop results from amplifier stability analysis
bilities for multi-stage amplifiers
or devices connected in parallel.
Other stability analyses such as
normalized determinate function
(NDF) and loop gain techniques
overcome these limitations but
typically do so at the cost of
computation run times, rendering
them too slow for performing
optimization.
The loop-gain envelope technique,
a method for evaluating
the envelope of traditional loopgain
stability circles, has been
shown to cut the simulation time
of this more rigorous approach
to stability analysis from hours
down to seconds, making it ideal
for stability optimization [2]. The
new AWR Design Environment
V15 release now supports this
method with a loop-gain envelope
algorithm and equation
block that can be easily applied
to new amplifier designs.
The support for loop-gain envelope
stability analysis offers
designers several benefits. The
stability and margin of stability
of each device within a MMIC
amplifier design is quantified.
Analysis speed is increased by
analytically applying the input
and output terminations and, in
addition, fewer N-phase combination
evaluations are required,
which also increases analysis
speed. Due to the speed enhancements,
optimization of phase
margin for each device within
a MMIC is now possible. The
magnitude of source and load
gamma are selectable, providing
the MMIC designer with
the ability to quickly determine
stability into different loading
conditions, as well as the ability
to optimize to less stressful loading
conditions for performance
enhancement.
Baseband impedance variations
over bandwidth in wideband
PAs can impact device linearity,
resulting in intermodulation
distortion (IMD) levels that
can vary asymmetrically with
instantaneous signal bandwidth.
This is associated with baseband
memory effects [3] [4], which
conventional PA design reduces
by using video bypass capacitors
to terminate the baseband impedance
with short circuits.
Performance can be improved
by considering alternative baseband
impedance conditions. PA
developers have achieved significant
improvements in linearity
when active, baseband injection
architectures such as envelope
tracking (ET) are employed [5].
The AWR Design Environment
V15 release enables designers
to optimize PA linearity performance
through video band
load-pull analysis, which supports
impedance tuning at the
4th and 5th harmonics, as well
as the ability to generate contours
on rectangular plots for enhanced
visualization of performance
versus load impedance, shown
in Figure 4. These new features
join the existing best-in-class
load-pull capabilities in AWR
Microwave Office software as
part of an optional advanced
load-pull tool kit.
Synthesis Accelerates
Designs
The characteristic impedance
and electrical length (delay) of
transmission lines represent two
important design parameters
used to control the frequencydependent
circuit response of
passive RF/microwave circuits
such as quarter-wave impedance
transformers, Wilkinson power
dividers/combiners, hybrid couplers,
filters and more. In the
AWR Design Environment V15
software, designers can directly
synthesize the physical attributes
(width, length) of these
microstrip, stripline, or co-planar
waveguide structures for a given
substrate based on the desired
electrical characteristics.
Likewise, the electrical characteristics
can be calculated directly
from the physical properties of
a single or edge-coupled transmission
line placed in the schematic.
Synthesis of circuit model
parameters provides vital data
for generating accurate layout of
these transmission lines without
manually invoking the TX-LINE
calculator and transferring the
results into the transmission line
property dialog box.
Further expanding synthesis as
a powerful design utility, the
latest version of the Microwave
Office network synthesis wizard
expedites impedance-matching
network development by allowing
users to directly generate a
matching network using components
from the Microwave Office
66 hf-praxis 12/2020

RF & Wireless
this program and are now serving
5G and other next-generation
wireless systems.
Load-pull performance contours plotted on a rectangular grid in the AWR Design Environment V15 release of
Microwave Office software
vendor library for surface-mount
PCB-based designs. This capability
also supports models from
process design kits (PDKs), thereby
extending the matching-circuit
synthesis feature to include
MMIC PAs and other MMICbased
designs.
aligns with a future in which
electronic design is multi-faceted
and reliant on multi-physics
and a host of design disciplines,
with integrated RF/microwave
content as a common factor.
The microwave/mmWave technology
and development tools
called for in the 1980’s MIMIC
program has evolved to a level
of complexity few could have
imagined. And yet, “More than
Moore” growth is exploding
through tool development and
collaboration that are well-aligned
with the original vision of
References
[1] D. Vye, “How Design Software
Changed the World, Part I,”
Microwave Journal, Jul. 1, 2009.
[2] M. Roberg, „Loop Gain
Envelope Evaluation for Rapid
MMIC Amplifier Stability Analysis,“
in IEEE Texas Symposium
on Wireless and Microwave
Circuits and Systems (WMCS),
Waco, TX, 2019, pp. 1-4.
[3] Joel Vuolevi and Timo Rahkonen,
“Distortion in RF Power
Amplifiers,” Norwood, MA:
Artech House, 2003.
[4] J. Vuolevi, J. Manninen, and
T. Rahkonen, “Cancelling the
Memory Effects in RF Power
Amplifiers,” IEEE Int. Symp.
Circuits and Systems, 2001,
pp. 57–60.
[5] Akmal, M., Lees, J., Ben
Smida, S., Woodington, S., Carrubba,
V., Cripps, S., ... Tasker,
P. J., “The Effect of Baseband
Impedance Termination on the
Linearity of GaN HEMTs,”
European Microwave Conference,
2010, pp. 1046-1049. ◄
Summary
The Cadence AWR Design
Environment V15 brings RF/
microwave design solutions
for MMIC, PCB, and smallscale
RFIC front-end blocks
to Cadence’s portfolio of EDA
software solutions. These new
capabilities address stability
analysis, video band (and 4th
and 5th harmonic) load-pull
analysis, and improved harmonic
balance (HB) simulation
and performance. All stages of
design are accelerated with the
latest enhancements to network
synthesis that support the incorporation
of vendor components
directly into a synthesized matching
circuit, single and coupled
transmission line synthesis, and
faster planar EM meshing/solver
technology targeting Si and
PCB designs.
Furthermore, the Cadence Intelligent
System Design strategy
hf-praxis 12/2020 67

RF & Wireless
Rohde & Schwarz and Viavi cooperate to advance their 5G
NR test coverage
T&M specialists Rohde &
Schwarz and Viavi Solutions
verify their respective test
equipment on correct implementation
for 5G NR and LTE.
This exchange between the two
companies will help accelerate
UE commercialization. The verification
is based on the R&S
CMX500 5G NR wideband radio
communication tester by Rohde
& Schwarz and the TM500 network
tester for user equipment
(UE) emulation by Viavi.
5G NR uses a combination of
various features, functions and
complex algorithms, making it
vital for UE manufacturers to
perform extensive testing of 5G
mobile devices before bringing
them to the market. The thorough
validation of the standardized
coexistence methodology
is key to the success of 5G technology.
This sets the basis for the
collaboration between Rohde &
Schwarz and VIAVI, who over
the past year have cooperated on
speeding up integration of a variety
of essential 5G NR features.
The cooperation ranges from RF
performance testing, to protocol
stack verification and to maximum
IP data throughput tests to
support Rohde & Schwarz and
Viavi customers such as chipset
and device manufacturers, operators
and test houses as well as
network infrastructure clients.
Rohde & Schwarz and Viavi
work together to implement
new 3GPP 5G NR features at
the same time and understand
the integration challenges involved.
When developing a new feature,
virtual testing is an option,
but ultimately a UE device is
necessary to verify the newly
developed feature. Using the
R&S CMX500 from Rohde &
Schwarz as network infrastructure
emulator alongside the Viavi
TM500 UE emulator is a versatile
alternative to a real device.
This enables both companies to
achieve their goals in providing
customers with stable, mature
and wider 5G 3GPP feature
coverage at an accelerated rate.
The test instruments enable the
testing of complex 5G signaling
features for NSA mode or
SA mode in FR1. This includes
features like DSS (dynamic
spectrum sharing), LTE advanced
and 5G NR carrier aggregation
combinations, over-the-air
(OTA) testing, but also feature
verification of high-bandwidth
tests in FR2 spectrum.
With the regular exchange between
both companies’ development
teams, the sharing of knowledge
and experience provides a
powerful collaboration that helps
speed UE commercialization.
Charl Cilliers, the Vice President
of Engineering at ViaviI, says:
“Time to market is the number
one priority for our customers
and the benefit of this co-operation
is that we can accelerate
our technical development to
launch new 3GPP features at a
much earlier stage. This helps
our customers achieve their goal.
One of the enablers of this cooperation
is the 5G testing portfolio
offered by Rohde & Schwarz,
together with a wealth of experience
in wireless technologies
in both companies.”
Christoph Pointner, Senior Vice
President for Mobile Radio
Testers at Rohde & Schwarz,
comments, “Rohde & Schwarz is
pleased to cooperate with Viavi
as a leading provider of network
testing equipment. When two
major T&M specialists combine
their expertise in a joint
development, the results benefit
both companies and also all
their customers in the network
and UE testing fields.”
■ Rohde & Schwarz
www.rohde-schwarz.com/de
EuMW Announces Virtual Event
In light of the global pandemic,
growing numbers of cases in
Europe, and related measures
imposed by the respective authorities,
European Microwave
Week (EuMW) organizers
have decided to make EuMW
2020 a virtual event this year
in October of 2021. EuMW
2020 includes the European
Microwave Conference, the
15th European Microwave
Integrated Circuits Conference,
and the 17th European Radar
Conference.
EuMW is organized by Horizon
House on behalf of the European
Microwave Association
(EuMA), an international nonprofit
association with a scientific,
educational and technical
purpose. Earlier this year, event
managers postponed the live,
in-person event in Utrecht, The
Netherlands to 10-15 January
2021 in the hopes that the
global pandemic would have
subsided by then. It has now
become evident that it would
be extremely difficult to safely
gather attendees and exhibitors
in person this year.
Event management has selected
the vFairs platform to host the
conference and virtual exhibit.
VFairs is an immersive environment
that allows users to
comfortably browse content,
network with exhibitors or
peers, and attend live webinars
with only a few clicks.
„As the next best thing to
an in-person conference, we
have now embraced all the
good things that a virtual conference
can bring. I am excited
to make this happen!“ said
Frank van Vliet, EuMW 2020
General Chair.
The EUMW 2020 virtual event
will begin on 10 January 2021
and last until 15 January 2021.
Attendees can access conference
sessions and visit the
virtual booths until 5 February.
The event management team is
reaching out to exhibitors and
speakers now to arrange for the
transition to a virtual program
for EuMW 2020.
The technical program remains
robust with plans to transition
all scheduled talks to the vFairs
conference platform. The conference
program is available
here: www.eumweek.com/
docs/programme.pdf
Attendees can continue to register
for the conference and will
be alerted with necessary login
instructions at the appropriate
time: www.eumweek.com/
Register.html
■ EuMW Horizon House
www.eumweek.com/
68 hf-praxis 12/2020

D C T O 5 0 G H Z
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RF & Wireless
MIMO/Phased-Array Antenna Systems, part 1
Figure 4. Two 15x5 element phased arrays based on isotropic and patch antenna radiation patterns with theta angle set to 15°
This application
note discusses trends
and presents recent
advances in EDA tools
for phased-array-based
systems.
Phased-array antennas are becoming
popular for a variety of
applications such as automotive
driver assist systems, satellite
communications, advanced
radar and more. The complexity
and cost issues involved
in developing communications
systems based on phased-array
antennas are being addressed
through new functionalities in
EDA software that support designers
with the means to develop
new system architectures and
component specifications, as
well as implement the physical
design of individual components
and verify performance prior to
prototyping.
shifts toward highly-integrated
phased-array systems, it is critical
for in-house systems expertise
to work closely with hardware
developers, with both fully
exploring the capabilities and
tradeoffs among possible architectures
and integration technologies.
In addition, a start-tofinish
design flow made possible
with EDA software has become
critical in moving beyond the
initial system simulation, which
is focused on early architecture
definition, to the development
of link budgets and component
specifications.
A preferred phased-array system
design flow manages the startto-finish
front-end development,
embedding RF/microwave circuit
simulation and/or measured
data of radio/signal-processing
(behavioral) models within a
phased-array system hierarchy.
Such software enables
the system designer to select
the optimum solution, ranging
from hybrid modules through
fully-integrated silicon core RF
integrated circuit (IC) devices,
addressing the specific requirements
of the targeted application.
Perhaps more importantly, a
system-aware approach, carried
throughout the entire phased-array
development cycle,
enables the team to continually
incorporate more detail into
their predictive models, observe
the interactions between array
components, and make system
adjustments as the overall performance
inadvertently drifts
from early idealized simulations.
Design failure and the resulting
high costs of development are
often due in part to the inability
of high-level system tools
to accurately model the interactions
between the large number
of interconnected channels,
which are typically specified
and characterized individually.
Since overall phased-array performance
is neither driven purely
by the antenna nor by the microwave
electronics in the feed
network, simulation must capture
their combined interaction
in order to accurately predict
true system behavior. Circuit,
system, and EM co-simulation
enables verification throughout
the design process.
Phased-Array Design
Flow
A leading phased-array design
flow is available with VSS software,
which provides full system
Design Management
and EDA Tools
While actively-steered phased-array
antennas have many
advantages, they are extremely
complex and their production,
especially non-recurring development
costs, is significantly
higher than for conventional
antenna design. As the industry
Cadence Design System
www.cadence.com/go/awr
Table 1: Requirements for 10 cm wavelength weather surveillance radars
70 hf-praxis 12/2020

RF & Wireless
Figure 1: Single phased-array
elements can model large scale
(thousands of elements) arrays
performance as a function of
steered-beam direction, inclusive
of the antenna design, and
the active and passive circuit
elements used to implement the
electronic beam steering. System
components can be modeled in
greater detail using Microwave
Office circuit simulation, inclusive
of EM analysis for antenna
design and passive device modeling
using AXIEM 3D planar and
Analyst 3D FEM EM simulators.
These tools are fully integrated
into NI AWR Design Environment
software, supporting
seamless data sharing within
the phased-array hierarchy. Furthermore,
individual antenna
designs can be generated from
performance specifications using
the AntSyn antenna synthesis
and optimization module, with
resulting geometries imported
into AXIEM or Analyst software
for further EM analysis
and optimization.
Highlights of
phased-array analysis
in VSS software
include:
• Perform various link-budget
analyses of the RF feed network,
including measurements
such as cascaded gain, noise
figure (NF), output power
(P1dB), gain-to-noise temperature
(G/T), and more.
• Evaluate sensitivity to imperfections
and hardware impairments
via yield analysis.
• Perform end-to-end system
simulations using a complete
model of the phased array.
• Simulate changing array impedance
as a function of beam
angle to study the impact of
impedance mismatch and
gain compression on front-end
amplifier performance.
Defining Phased-Array
Configurations
Specifications for any phasedarray
radar are driven by the
platform requirements and the
intended application. For example,
weather observation,
which has relied on radar since
the earliest days of this technology,
most commonly uses airborne
surveillance radar to detect
and provide timely warnings of
severe storms with hazardous
winds and damaging hail. The
weather surveillance radars are
allocated to the S (~10 cm wavelength),
C (~5 cm wavelength),
and X (~3 cm wavelength) frequency
bands. While the shorter
wavelength radars provide
the benefit of a smaller antenna
size, their radiated signals are
Figure 2: Phased-array parameter dialog box
Figure 3. Standard VSS array geometries: lattice (left), circular (right)
significantly affected by atmospheric
attenuation.
Requirements for 10 cm wavelength
(S-band) weather surveillance
radars, based on years
of experience with the national
network of non-Doppler
radars (WSR-57), are shown in
Table 1. 1
These requirements showcase
some of the application specific
metrics that drive range,
frequency, antenna size, and
gain. These factors represent
the starting point for the system
designer, who will also weigh
cost and delivery concerns and
available semiconductor and
integration technologies, when
considering possible architectures
and defining individual
component performance targets.
VSS software provides system
designers with the capabilities
needed to convert these requirements
into hardware specifications
and work out the initial
design details. Starting with the
• Automate/manage the implementation
of beamforming
algorithms and determine
phased-array antenna configuration
from a single input/
output block.
• Accomplish array performance
for over a range of user-specified
parameters such as power
level and/or frequency.
Figure 5: Radiation patterns for 15x5 and 30x5 arrays and side-lobe behavior for array (5 x 15)
hf-praxis 12/2020 71

RF & Wireless
Figure 6: 5 x 15 patch array with uniform vs. Dolph-Chebyshev gain tapering.
phased-array configuration, VSS
is able to represent thousands
of antenna elements with a single
model, enabling the antenna
design team to quickly produce
radiation patterns with basic
array properties such as number
of elements, element spacing,
individual element gain or radiation
pattern (imported measured
or simulated antenna data), array
configuration, and gain taper.
The model, shown in Figure 1,
allows designers to specify the
array’s physical configuration
based on various standard lattice
and circular geometries, as well
as custom geometries.
The array behavior is easily
defined through a parameter dialog
box or a data file containing
configuration parameters such as
gain and phase offset, theta/phi
angles of incidence, number of
elements in both X/Y locations
(length units or lambda-based),
spacing, and signal frequency.
This model greatly simplifies
early exploration of large-scale
phased array configurations
and individual antenna performance
requirements versus the
old method of implementing
such a model using basic individual
blocks, where array sizes
were generally limited to several
hundred elements, each modeled
as a single input/single output
block.
Figure 2 shows a portion of the
VSS parameter dialog box used
to quickly define an antennaarray
architecture using standard
or custom geometries. The
lattice option allows configuration
of the phased array in a lattice
pattern, which is configured
using the number of elements
along the X and Y axes, NX and
NY, element spacing along these
axes, dx and dy, and gamma, the
angle between these axes. Setting
gamma to 90° results in a rectangular
lattice, while setting it to
60° creates a triangular lattice.
Any positive value for gamma
may be used to configure the
lattice, while the circular option
enables configuration of circular
phased arrays with one or more
concentric circles. The number
of elements in each concentric
circle and the radius of each circle
can be defined as vectors by
variables NC and R. Examples
of lattice and circular array configurations
are shown in Figures
3a and b.
To demonstrate some of the
capabilities of the phased-array
model, an example project was
constructed showing two 15x5
element arrays operating at 2.99
GHz (Figure 4).
One model represents an array
of lossless isotropic antennas
defined simply by setting the
antenna gain to 0 dBi, while the
elements of the other array utilize
a data set containing the radiation
pattern of a single simulated
patch antenna. Both arrays
use a lattice configuration with
a walvelenth/2 spacing between
elements and uniform gain tapering.
For the simulation shown,
the steering angle (theta) was
set to 15°. Note that the antenna
and phased-array blocks support
specifying the signal direction
Figure 7: The AntSyn project tree and candidate antenna designs with their star rating. Results can be viewed and exported
72 hf-praxis 12/2020

RF & Wireless
Figure 8: Square-ring antenna imported into AXIEM and simulated to generate antenna patterns used by the VSS
phased-array model.
using U/V coordinates as well
as theta/phi angles (Figure 5).
The VSS array model provides
antenna designers with a
rapid and straightforward tool
to observe key antenna metrics,
providing a means to examine
the main beam and side lobe
behavior as a function of any
number of variables, including
array size and configuration,
gain versus steering angle, and
the occurrence of grading lobes
as a function of element spacing
and/or frequency. From these
results the array design team can
develop an optimum configuration
for the given requirements
such as range and overall array
physical size. In addition, the
team can provide design targets
for the individual antennas and
incorporate subsequent antenna
simulation results back into the
array analysis.
Control of the amplitude excitation
through gain tapering
is often used to control beam
shape and reduce the side-lobe
levels. A number of commonlyused
gain tapers are implemented
in the phased-array block.
Gain taper coefficient handling
defines whether the gain taper
is normalized or not.
If it is, the taper is normalized to
unit gain. Standard gain tapers
implemented in the phased-array
model include Dolph-Chebyshev,
Taylor Hansen, and uniform.
The earlier example (15x5
element patch array) was resimulated
with uniform versus
Dolph-Chebyshev gain tapering,
showing the impact on the main
beam and side lobes, as shown
in Figure 6. In addition, the user
can define custom gain tapers by
specifying the gains (dB) and
phases for each array element.
Individual Antenna
Design
In the previous example, the
15x5 array presented the radiation
patterns for an ideal isotropic
antenna (gain = 0 dBi) and a
simple patch antenna. In addition
to the array configuration itself,
the design team will likely
want to specify the radiation
pattern and size constraints for
the individual antenna elements.
This operation can be performed
using the synthesis capabilities
in AntSyn software, which uses
an EM solver driven by proprietary
evolutionary algorithms to
explore multiple design options
based on antenna specifications
defined by the engineer. These
specifications include typical
antenna metrics, physical size
constraints, and optional candidate
antenna types (the user may
select from a database of antenna
types or let the software automatically
select likely antenna
types to optimize).
AntSyn software (Figure 7) creates
antenna geometries from
its database of design types and
then applies EM simulation and
its unique evolutionary optimization
to modify those designs
to achieve the required electrical
performance and size constraints.
A run-time update of the
design types under investigation
is listed, along with a star rating
system to indicate which designs
are close to achieving the
desired performance. Users are
able to review the results and
design styles as the simulation
progresses. Promising designs
can then be exported into an NI
AWR Design Environment or
through AWR Connected thirdparty
EM simulators.
Due to its relatively small size
and easy fabrication, a squarering
patch antenna was chosen
from the potential antennas created
by AntSyn software. The
antenna was exported using the
AXIEM options and then imported
into a new AXIEM EM structure
in the initial phased-array
project. The re-simulated antenna
is shown in Figure 8.
This simulation provided the
antenna pattern used to replace
the original patch antenna used
in the 15 x 5 phased array, with
the new antenna pattern shown
in Figure 9. The new phasedarray
results for both the original
antenna (red trace) and the
square-ring patch (green trace)
are shown in Figure 9 as well.
The end will follow in the
next issue
Figure 9: Patterns of single-patch and square-ring antennas generated by AntSyn and comparison of radiation patterns from phased arrays based on simple
patch antenna (red) and square-ring patch antenna (green)
hf-praxis 12/2020 73

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PLL
DISTRIBUTORS

RF & Wireless
PoE Injectors
for One-Source
Ethernet Protection
& Management
Solutions
Transtector Systems, an Infinite
Electronics brand, has released a
comprehensive line of PoE Injectors,
adding to its broad range of
Ethernet surge protection and
management solutions while
addressing the need for simple,
effective and reliable hardware
for wide-ranging Ethernet applications.
Transtector’s new PoE
injectors deliver power to distant
devices via Ethernet cables, eliminating
the need for a power
source at the device. This simple
functionality streamlines
the deployment of remote security
cameras, traffic cameras,
pole-mounted access points,
IP phones, and other Ethernet
devices.
Part of Transtector’s overall
Ethernet product line, the new
PoE injectors complement the
company’s globally deployed,
highly reliable surge protection
devices, NEMA-rated enclosures,
and Ethernet cable assemblies.
The result is a single source
for comprehensive Ethernet
hardware/backbone solutions,
with products in-stock for sameday
shipping.
The new PoE injectors product
family currently includes 24 configurations,
with a broad range
of options:
• Cat 5 (100BaseT), Cat 5e
(gigabit, 1000BaseT), or Cat
6 (gigabit, 1000BaseT)
• 802.3, 802.3af, 802.3at and
PoE+ compatible
• Indoor, outdoor and DIN rail
options
• Integral lightning protection
available on some units
• Deploy midspan to existing
systems
• 1 to 4 ports available
• Power options ranging from
48V@48W to 56V@118W
■ Transtector Systems
www.transtector.com
www.infiniteelectronics.com
Richardson
RFPD Announced
Global Franchise
Agreement with
Hitachi ABB Power
Grids
Richardson announced that it
has entered into a global franchise
agreement with Hitachi
ABB ABB Power Grids,
Semiconductors. Hitachi ABB
Power Grids is a leading supplier
of power semiconductors
with production facilities in
Lenzburg, Switzerland, and
Prague, Czech Republic. The
company offers a wide variety
of high-power semiconductors
using conventional
and future-oriented technologies
for the traction, industrial
and energy transmission
market segments. Hitachi
ABB Power Grids’ power
semiconductor business product
portfolio includes GTOs,
IGBTs, IGCTs, SiC modules,
thyristors and diodes in the
power range of 150–12000 A
and 200–8500 V. The global
agreement includes Hitachi
ABB Power Grids’ complete
lineup of power semiconductor
devices.
■ Richardson
www.richardsonrfpd.com
Multichannel 10-Bit
Digitizer with up to 4
GS/s Sampling Rate
Teledyne SP Devices, a business
unit of Teledyne Technologies
Incorporated, announced the
release of ADQ8-4X – a modular
data acquisition board with
configurable channel count and
sampling rate. The product complements
the previously released
ADQ8-8C by offering a higher
sampling rate and softwareselectable
two- or four-channel
mode of operation. The high
channel density, flexible mode
of operation, and open FPGA
architecture make it ideal for
large-scale physics installations
and Original Equipment
Manufacturer (OEM) product
integration.
The programmable analog frontend
(AFE) supports multi-purpose
operation and can therefore
be used with a wide variety of
detectors and in applications
such as particle physics, scientific
instruments, time-of-flight
applications, and more.
When built on SP Devices’ digitizers,
large multi-channel systems
can consist of a combination of
different digitizer models and
can perform simultaneous acquisitions
on a large number of
channels distributed over many
chassis with a timing alignment
of better than 200 picoseconds.
Now, with the new ADQ8-4X,
these systems can be extended
gradually over time.
Additional capabilities
include:
• AFE with programmable channel
count, sampling rate, DCoffset,
and input voltage range
• 10 bits resolution with 2 GS/s
sampling rate in 4-channel
mode and 4 GS/s in 2-channel
mode
• 1 GHz analog input bandwidth
• Open Xilinx FPGA with
resources available for customized
real-time digital signal
processing
• 1 Gbyte onboard acquisition
memory
• Hardware trigger and highly
accurate multi-channel synchronization
capabilities
• Extensive software suite including
easy-to-use evaluation/
integration software Digitizer
Studio
• Available in PXI Express
■ Teledyne SP Devices
spd_sales@teledyne.com
www.spdevices.com
Single-pole,
Single-throw Switch
Skyworks introduced the
SKY59272-707LF a singlepole,
single-throw (4xSPST)
switch designed for antenna
tuning applications that require
ultra-low OFF capacitance and
low ON resistance. This device
offers excellent performance and
ultra-high linearity for smartphone
applications operating in
the 5G, LTE or GSM band space,
where high performance aperture
tuning is required. In addition, an
integrated MIPI logic controller
and 4xSPST topology provides
the flexibility to tune multiple
bands on a single antenna, which
is optimal for carrier aggregation
and dual connectivity. The
SKY59272-707LF builds on
Skyworks’ portfolio of innovative
products for 5G applications.
■ Skyworks Solutions, Inc.
www.skyworks.com
Miniature Surface
Mount Noise Sources
Pasternack, an Infinite Electronics
brand, has just released a
new series of miniature SMT
packaged noise sources that are
ideal for built-in test equipment,
dithering for increased dynamic
range of A/D converters and as a
source for bit error rate testing.
Applications include communication
systems, microwave radio,
military and commercial radar,
test and measurement, base sta-
76 hf-praxis 12/2020

RF & Wireless
Horn Antennas Covering 4.9 to 6.4 GHz
KP Performance Antennas, an Infinite
Electronics brand, has just released new
ProLine 5 GHz horn antennas that are
ideal for WISP, public safety, mining and
industrial applications. KP’s new Pro-
Line 5GHz horn antennas includes three
high-performance models with gains and
patterns that are stable over a wide bandwidth.
They are engineered to suppress
side-lobes and back-lobes and excel at
rejecting interference. Featuring patented
quick-connect waveguide technology with
tool-less installation and adjustable polarization,
these horn antennas are compatible
with KP’s family of dual-port N-type
and radio-specific adapters supporting
Cambium, Mimosa and Ubiquiti radios.
This line is available in 30, 45 and
60-degree beamwidths with frequencies
from 4.9 GHz - 6.4 GHz. These compact
antennas deliver 19, 16 and 13.8 dBi gain
depending on model, and are ideal for
filling in gaps in coverage and reducing
interference in nosy environments.
■ KP Performance Antennas
www.infiniteelectronics.com
tion infrastructure and telecom
data links.
Pasternack’s new noise sources
include nine models with industry
standard SMT gullwing pin
and dual in-line pin (DIP) surface
mount packaging options.
They cover frequency ranges
from 0.2 MHz to 3 GHz and provide
a source of additive white
gaussian noise (AWGN) with
a crest factor of 5:1. The SMT
gullwing pin models in this line
feature high output ENR levels
ranging from 31 dB to 51 dB.
The DIP models boast a noise
output power level of -5dBm.
These rugged 50 Ohm designs
require DC voltage levels of 12
or 15 V and can operate over a
wide temperature range of -55
to +125 °C. Pasternack’s new
surface mount packaged noise
sources are in-stock and available
for immediate shipping.
■ Pasternack
www.infiniteelectronics.com
Rugged, Affordable
CBRS Antennas
KP Performance Antennas, an
Infinite Electronics brand and
a manufacturer of wireless network
antennas, has just released
a new CBRS antenna line
ideal for WISP and enterprise
applications and including four
models: a 4-port Omni, a 4-port
90-degree sector antenna, a
2-port 15-degree flat panel, and
a 2-port 60-degree flat panel.
KP’s new Omni CBRS antenna
features 4 ports, +/- 45 slant
polarization and covers the 3.5
to 3.8 GHz frequency bands. It is
comprised of two dual-polarized
Omni arrays in a single radome
enclosure with one mounting
point. The small, 27-inch Omni
limits the tower footprint and
provides 360-degree coverage
with 8.5 dBi of gain. This CBRS
Omni antenna supports one 4x4
MIMO or two 2x2 MIMO radios
in CBRS band 3.5...3.8 GHz.
The CBRS sector antenna in this
line boasts 4-ports, 17.7 dBi of
gain and slant, dual-polarization.
It covers the 3300-3800 MHz
bands with 90-degree HPBW
and zero-degree fixed electrical
downtilt. This antenna is ideal for
4-sector frequency reuse with
4x4 MIMO LTE equipment and
CBRS deployments. It also features
low-PIM, N-type female
connectors.
This new product line also includes
a 15-degree flat panel CBRS
antenna that covers the 3500-
3800 MHz frequency band. This
antenna boasts stable 20 dBi gain
in a small, 12 x 12 x 1-inch factor
for CBRS band. This industrial
design includes a UV-resistant
radome and powder-coated
mounting hardware. It also
features 2 ports and +/-45 slant
polarization. The 60-degree flat
panel in this line includes all of
these same features, except 10
dBi of gain instead of 20 dBi.
KP’s new rugged CBRS antennas
are in-stock and can be ordered
directly from the KP Performance
Antennas website or any
of KP’s authorized distributors.
■ KP Performance Antennas
www.infiniteelectronics.com
Surface Mount
Ruggedised Clock
Oscillators
Frequency control specialist
Euroquartz has launched a new
range of UK manufactured surface
mount ruggedised clock
oscillators offering an extended
industrial operating temperature
range from -40 to +105 °C. A
major advantage of these components
is that they are manufactured
in Euroquartz’s cleanroom
facility in south west UK and are
free of ITAR restrictions.
Available on short lead times, the
new EQXO-75UIE series crystal
oscillators offer high-reliability
in a standard format 7 x 5 mm
SMD ceramic package with hermetically
sealed metal lid. Designed
by Euroquartz specifically
for demanding industrial applications,
75UIE series components
provide reliable operation
with good frequency stability
across an extended industrial
temperature range with mechanical
shock survivability tested
to 1500 g (MIL-STD-883K
Method 2002.5, Condition B).
Temperature stability specification
options available are ±50,
±75 and ±100 ppm with tighter
options upon request (conditions
dependent).
Featuring superior phase noise
performance of -164 dB/Hz
(typical) at 100 kHz and femtosecond
integrated phase jitter of
150 fs typical (12 kHz to 20 MHz
integrated), EQXO-75UIE series
crystal oscillators are available
in frequencies ranging from 2
to 60 MHz.
The new ruggedised components
feature supply voltage options
of 2.5 and 3.3 V (±10%) or 5
V (±5%). Additional specifications
include LVCMOS output
hf-praxis 12/2020 77

Strengthened Signal Quality for Anritsu Analyzer
Anritsu Corporation is pleased
to announce the release
of strengthened functions for
its Signal Quality Analyzer-R
MP1900A PCI Express receiver
tests. These strengthened
functions upgrade the
high-quality waveform performance
of the PAM4 PPG
MU196020A to the latest
high-speed, large-capacity
PCI Express standards for
PCIe receiver tests. As a result,
customers planning and developing
PCIe Gen 6 (PAM4 32
Gbaud) products for data centers
and other applications now
have an all-in-one measuring
instrument covering future
PCIe Gen 6 upgrades as well
as current PCIe 3.0/4.0/5.0
receiver tests.
Background: Fifth-generation
(5G) communications
network systems meeting
enhanced Mobile Broadband
(eMBB), Ultra-Reliable and
Low Latency Communications
(URLLC), and massive
logic, 15 pF load, rise time of
10 ns maximum, start-up time
of 3ms maximum and enable/
disable function as standard.
Current consumption is 6 to 16
mA maximum depending on frequency.
Ageing is ±1ppm maximum
for first year with standard
pre-age bake beyond 96 hours at
100 °C and custom crystal preageing
options available. Solder
profile is 260 °C max.
■ Euroquartz, Ltd.
sales@euroquartz.co.uk
www.euroquartz.co.uk
2.4 GHz VCO with
Excellent Linearity
Crystek‘s CVCO 55CC-2400-
2400 VCO (Voltage Controlled
Oscillator) operates at 2.4 GHz
with a control voltage range
of 0.5 to 4.5 V. This VCO features
a typical phase noise of
-120 dBc/Hz @ 10 kHz offset
and has excellent linearity.
Output power is typically 7
dBm. Engineered and manufactured
in the USA, the model
CVCO55CC-2400-2400 is
packaged in the industry-standard
0.5 x 0.5 inches SMD
package. Input voltage is 8 V,
with a typical current consumption
of 45 mA. Pulling and Pushing
are minimized to 1 MHz
pk-pk and 0.3 MHz/V, respectively.
Second harmonic suppression
is 20 dBc typical. The
CVCO55CC-2400-2400 is ideal
for use in applications such as
digital radio equipment, fixed
wireless access, satellite communications
systems, and base
stations.
■ Crystek Corporation
www.crystek.com
4 GHz VCO Deliveres
8 dBm
Machine Type Communication
(mMTC) requirements are
currently being tested. These
technologies are increasing
the need for data centers to
process large data volumes at
high speeds. While data centers
are planning the introduction
and compliance testing of
PCIe 5.0 interfaces for their
transmission equipment, servers,
storage, etc., by late
2020, PCI-SIG has already
started planning and defining
the future next-generation
PCIe 6.0 standard using
PAM4 32-Gbaud technology.
Anritsu is offering this allin-one
test solution covering
both future PCIe 6.0 evaluations
and current PCIe 5.0
compliance tests to help customers
reduce product times to
market. The Signal Quality
Analyzer-R MP1900A series
are multichannel bit error
rate (BER) measuring instruments
required for designing
and inspecting next-generation
network interfaces, such
as 400 and 800GbE, as well
as high-speed bus interfaces,
such as PCI Express 4.0/5.0,
USB3.2/4, Thunderbolt, etc.
These added functions support
early-stage development
of PAM4 PCIe 6.0 equipment
using the PAM4 PPG
MU196020A with high-quality
data output performance.
Moreover, using these functions
with the existing SI ED
MU195040A PCI solution
supports PCIe 3.0/4.0/5.0
compliance tests as an all-inone
solution for PAM4 performance
evaluations and compliance
tests.
■ Anritsu Corporation
www.anritsu.com
Crystek‘s CVCO 55CC-4000-
4000 VCO operates at 4 GHz
with a control voltage range
of 0.3 to 4.7 V. This VCO features
a typical phase noise of
-115 dBc/Hz @ 10 kHz offset
and has excellent linearity.
Output power is typically 8
dBm. Engineered and manufactured
in the USA, the model
CVCO55CC-4000-4000 is
packaged in the industry-standard
0.5 x 0.5 inches SMD
package. Input voltage is 8 V,
with a typical current consumption
of 40 mA. Pulling and Pushing
are minimized to 1 MHz
pk-pk and 0.2 MHz/V, respectively.
Second harmonic suppression
is 10 dBc typical.
The CVCO55CC-4000-4000
is ideal for use in applications
such as digital radio equipment,
fixed wireless access, satellite
communications systems, and
base stations.
■ Crystek Corporation
www.crystek.com
hf-Praxis
ISSN 1614-743X
Fachzeitschrift
für HF- und
Mikrowellentechnik
• Herausgeber und Verlag:
beam-Verlag
Krummbogen 14
35039 Marburg
Tel.: 06421/9614-0
Fax: 06421/9614-23
info@beam-verlag.de
www.beam-verlag.de
• Redaktion:
Ing. Frank Sichla (FS)
redaktion@beam-verlag.de
• Anzeigen:
Myrjam Weide
Tel.: +49-6421/9614-16
m.weide@beam-verlag.de
• Erscheinungsweise:
monatlich
• Satz und
Reproduktionen:
beam-Verlag
• Druck & Auslieferung:
Brühlsche
Universitätsdruckerei
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sowie Warenbezeichnungen
und dergleichen
werden in der Zeitschrift
ohne Kennzeichnungen verwendet.
Dies berechtigt nicht zu der
Annahme, dass diese Namen
im Sinne der Warenzeichenund
Markenschutzgesetzgebung
als frei zu betrachten
sind und von jedermann
ohne Kennzeichnung verwendet
werden dürfen.
78 hf-praxis 12/2020