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12-2021

Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

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Dezember <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> Jahrgang 26<br />

HF- und<br />

Mikrowellentechnik<br />

Mobil, modular, kundenindividuell<br />

Messkammern für jeden<br />

Anspruch<br />

Telemeter, Seite 10


DC TO 24 GHZ<br />

Transformers<br />

400+ In Stock<br />

Model Number Freq. Range (MHz) Impedance Ratio Technology Size<br />

MTY2-243-D+ 10000-24000 2 MMIC Die<br />

MTX2-143+ 550-13500 2 MMIC 3 x 3mm<br />

NCR2-<strong>12</strong>3+ 4700-<strong>12</strong>000 2 LTCC 2 x 2.5mm<br />

TCW2-6000+ 3100 to 6000 1:2 LTCC 1.6 x 0.79mm<br />

TTC2-63+ 100-6000 2 Core & Wire 1.4 x 2.5mm<br />

SBTX2-113-2W+ 10-8000 1 Core & Wire 8.1 x 8.1mm<br />

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Standard Capabilities<br />

Single-ended to single-ended, single-ended to<br />

balanced, balanced to balanced, DC passing,<br />

DC isolated, with and without center taps<br />

DISTRIBUTORS


Editorial<br />

„Stille“ Spannungsversorgungen für HF-Systeme<br />

Technische Beratung und Distribution<br />

Als ich vor 20 Jahren in der Halbleiterindustrie<br />

im Bereich der<br />

Spannungsversorgungen angefangen<br />

habe, gab es einen Innovationsschub<br />

durch einfach anzuwendende<br />

Schaltregler-ICs. Sie haben<br />

in kurzer Zeit in vielen Bereichen<br />

die bis dahin üblichen Linearregler<br />

ersetzt. Durch die sehr viel höhere<br />

Effizienz konnte man diese Technologie<br />

auch im HF-Bereich nicht<br />

ignorieren, obgleich hier das Problem<br />

der Störstrahlung bestand.<br />

Doch wurden Wege gefunden, die<br />

unerwünschten Nebenwirkungen<br />

einer getakteten Spannungsversorgung<br />

im HF-Bereich zu reduzieren.<br />

Dazu zählt beispielsweise<br />

eine einstellbare Schaltfrequenz,<br />

ein optimiertes Platinen-Layout,<br />

das Verlangsamen von Schaltübergängen<br />

sowie das Filtern mit<br />

aktiven Längsreglern und natürlich<br />

mit LC-Filtern sowohl eingangsals<br />

auch ausgangsseitig.<br />

Autor:<br />

Frederik Dostal,<br />

SME Teamleader,<br />

Experte für Power<br />

Management,<br />

Analog Devices<br />

Gerade als man das Gefühl hatte,<br />

die Spannungsversorgungen<br />

könnten zu einer austauschbaren<br />

Commodity werden, kam eine<br />

neue Welle von Innovationen, die<br />

heute noch nicht abgeebbt ist. Ausgelöst<br />

wurde sie bei Linear Technologies,<br />

jetzt Analog Devices, vor<br />

rund sieben Jahren. Die clevere<br />

Idee: Die gepulsten Ströme an der<br />

Eingangsseite eines abwärtswandelnden<br />

Schaltreglers könnte man<br />

in zwei symmetrische Pfade aufteilen.<br />

Somit werden zwei gepulste<br />

Magnetfelder in unterschiedlicher<br />

Richtung erzeugt, die sich<br />

in Summe aufheben. Zusammen<br />

mit weiteren Innovationen, wie<br />

einer Reduktion der parasitären<br />

Induktivitäten in den kritischen<br />

Pfaden und einer hervorragenden<br />

Totzeitsteuerung, war das ein Meilenstein<br />

in der Entwicklung von<br />

Schaltreglern für störungsempfindliche<br />

Systeme. Der Silent Switcher<br />

war geboren!<br />

Diese Innovation wurde weitergeführt,<br />

indem man die nötigen<br />

Stützkondensatoren in das IC-<br />

Gehäuse integrierte und dadurch<br />

die Störungen weiter reduzierte.<br />

Diese Silent Switcher 2 Technologie<br />

bietet heute die störungsärmsten<br />

Schaltregler auf dem Markt.<br />

Die Störungen sind so gering,<br />

dass nun auch Ultra-Lownoise-<br />

Spannungsreferenzen, welche<br />

zuvor nur bei Ultra-Lownoise-<br />

Linearreglern verbaut wurden,<br />

eingesetzt werden.<br />

Um den Trend der Miniaturisierung<br />

und der höheren Wandlungseffizienz<br />

von Spannungswandlung<br />

auch im Bereich der HF-Anwendungen<br />

weiter voranzutreiben,<br />

gibt es immer mehr Module. Diese<br />

haben üblicherweise einen Großteil<br />

der nötigen passiven externen<br />

Bauteile einer Spannungsversorgung<br />

in einem kleinen Gehäuse integriert.<br />

Bei speziellen Lownoise-<br />

Modulen werden sehr geringe<br />

abgestrahlte, sowie leitungsgebundene<br />

Störungen garantiert.<br />

Dies erleichtert die Auswahl und<br />

vor allem den Entwurf einer störungsarmen<br />

Spannungsversorgung<br />

ungemein.<br />

Das erfreuliche Ergebnis all dieser<br />

Bemühungen: Auch fortschrittliche<br />

HF-Systeme können nun<br />

mit kleinen und hocheffizienten<br />

Spannungsversorgungen betrieben<br />

werden. Die Spannungsversorgung<br />

muss nicht mehr das begrenzende<br />

Element der Leistungsfähigkeit<br />

eines HF-Systems sein! ◄<br />

Bauelemente für die<br />

Hochfrequenztechnik, Opto- und<br />

Industrieelektronik sowie<br />

Hochfrequenzmessgeräte<br />

municom<br />

wünscht schöne<br />

Feiertage<br />

www.<br />

.de<br />

municom Vertriebs GmbH<br />

Traunstein · München<br />

Mail: info@municom.de<br />

Tel. +49 86116677-99 EN ISO 9001:2015<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 3


Inhalt <strong>12</strong>/<strong>2021</strong><br />

Die ganze Bandbreite<br />

der HF-und MW-Technik<br />

Components for Cryogenic &<br />

Quantum Computing<br />

Attenuators and Terminations<br />

• Thermalized-Housing<br />

• Standard SS Housing 2W<br />

Bias Tees and Chokes<br />

• 200MHz - 18GHz<br />

• 30KHz - 10GHz<br />

Dezember <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> Jahrgang 26<br />

HF- und<br />

Mikrowellentechnik<br />

Mobil, modular, kundenindividuell<br />

Messkammern für jeden<br />

Anspruch<br />

Telemeter, Seite 10<br />

Zum Titelbild:<br />

Messkammern für<br />

jeden Anspruch<br />

Mobile Messkammern von<br />

Telemeter Electronic werden<br />

seit vielen Jahren bevorzugt<br />

von Unternehmen eingesetzt,<br />

die elektronische Produkte<br />

entwickeln, optimieren oder<br />

herstellen. 10<br />

Circulators and Isolators<br />

• Singel- and Dual-Junction<br />

• Magnetic Shieldin<br />

Schwerpunkt Antennen<br />

Directional Couplers<br />

• High Directivity<br />

• OFC COPPER Gold Plated Housing<br />

Filters<br />

Low Pass / Band Pass / High Pass<br />

Mixer<br />

• Broadband<br />

• IQ-Mixer<br />

Amplifiers<br />

Cable and Cable Assemblies<br />

• Semi-Rigid<br />

• SMP, SMA, 3.5mm, 2.9mm<br />

• SS, NbTi, Be<br />

• Customized Configurations<br />

Vector Signal Generators<br />

• Multi-Channel Signal-/<br />

Vector-Signal Generators<br />

• Phase-coherent up to 43,5GHz<br />

• Ultra-fast switching 1µs<br />

• Low Noise & Broadband<br />

• Quantum-Limited Multi-QuBit Amplifiers<br />

(MQAs)<br />

Connectors and Adapters<br />

• Feedthru<br />

• Micro D<br />

• Sub D<br />

• Laser-Weldeble<br />

10MHz/1PPS<br />

Ultra Low Phase Noise<br />

• Rubidium Frequency Standard<br />

(GPSDO)<br />

• Works with GPS, GLONASS,<br />

Galileo GNSS)<br />

TACTRON ELEKTRONIK GmbH & Co. KG<br />

Lochhamer Schlag 5 ▪ D-82166 Gräfelfi ng<br />

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

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Mikrowellenantennen und ihre Besonderheiten<br />

In ihren Anfängen nutzte die Mikrowellentechnik zur<br />

Energieübertragung Hohlleiter, da besonders dämpfungsarme<br />

HF-Leitungen noch nicht zur Verfügung standen. Auch heute<br />

arbeiten Mikrowellenantennen teilweise mit Hohlleiter-<br />

Speisung. Weitere Besonderheiten der Mikrowellenantennen<br />

erläutert unser Beitrag. 34<br />

Rubriken:<br />

3 Editorial<br />

4 Inhalt<br />

6 Aktuelles<br />

8 Messtechnik<br />

20 Grundlagen<br />

32 Schwerpunkt<br />

Antennen<br />

50 Bauelemente<br />

53 Quarze und Oszillatoren<br />

54 5G und IoT<br />

57 Verstärker<br />

58 RF & Wireless<br />

62 Impressum<br />

Sendespule für drahtlose<br />

Energieübertragung<br />

Die qi-konforme Sendespule von<br />

Würth Electronics für drahtlose<br />

Energieübertragung verfügt<br />

über eine hochdurchlässige<br />

Abschirmung für das kabellose<br />

Laden und unterstützt eine<br />

Leistungsübertragung von bis zu<br />

100 W. 44<br />

4 4<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Schnelle und präzise Tests von<br />

Standardoszillatoren, VCXOs und TCXOs<br />

International News<br />

1000 MHz Coaxial Resonator<br />

JYEBAO<br />

IQD stellte ein interessantes Evaluation Board vor.<br />

Dahinter steht der Wunsch, Oszillatoren schnell<br />

und einfach testen zu können. 53<br />

Die zehn häufigsten Fragen zu SDRs<br />

Diese Fragen aus der Praxis/für die Praxis wurden<br />

aus E-Mails, Anrufen und Podiumsdiskussionen in<br />

der Branche gesammelt. 54<br />

RFMW announced design and sales support<br />

for APA Wireless Coaxial Resonator Oscillators<br />

(CRO). The R1000SMUB8CR delivers<br />

-131 dBc/Hz typical phase noise at 10<br />

kHz offset at its operating frequency of 1000<br />

MHz. 58<br />

New Line of Fiber Optic Transceivers<br />

ShowMeCables, an infinite Electronics brand,<br />

recently announced its new line of fiber optic<br />

transceivers designed to meet the needs of<br />

telecom service providers, the data communications<br />

industry and IT departments. 60<br />

New GPS/GNSS Timing Antennas<br />

Neue,<br />

hochflexible<br />

Testkabel<br />

von JYEBAO<br />

• Very Flexible<br />

(PUR jacket)<br />

• Stainless Precision<br />

Connectors used<br />

• Excellent RF<br />

performance<br />

• Extra sturdy connector/<br />

cable connection<br />

(Solder clamp designs)<br />

• Taper Sleeve added<br />

• Intended for lab use/<br />

intensive handling<br />

Innovative Nahfeld-Fernfeld-<br />

Umrechnung spart Zeit und Kosten<br />

Die innovative Software-Plattform von Anteligen<br />

(Vertrieb: EMCO) mit adaptiver Abtastung<br />

und maschinellem Lernen ist eine schnelle und<br />

genaue Methode, um die OTA-Leistung eines<br />

Prüflings zu messen und fehlerhafte Elemente in<br />

einer integrierten Plattform zu erkennen. 44<br />

RadioWaves has just released a new series<br />

of GPS/GNSS timing antennas that cover L1<br />

and L5 GPS bands. 61<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 5<br />

5


Aktuelles<br />

Materialforschung mit Ultra-Kurzpuls-Laserquelle<br />

Eine Anwendung des ProtoLaser-<br />

Systems ist wie hier die<br />

Strukturierung einer Kupferschicht<br />

auf PET-Folie (Foto: LPKF)<br />

Wissenschaftliche Mitarbeiterin<br />

bei der Vorbereitung von<br />

Strukturierungsarbeiten am<br />

Rechner (Foto: C. Wißler/Universität<br />

Bayreuth)<br />

Die Ingenieurwissenschaften an<br />

der Universität Bayreuth verfügen<br />

seit kurzem über ein einzigartiges,<br />

mit einer Ultra-Kurzpuls-Laserquelle<br />

ausgestattetes<br />

Lasergerät zur Bearbeitung von<br />

Materialien. Auf den Gebieten<br />

der Gassensorik, der Hochfrequenztechnik<br />

und der Mikrosystemtechnik<br />

eröffnet das Gerät<br />

ungeahnte Forschungsmöglichkeiten.<br />

Es kann Schichten<br />

und Beschichtungen auf empfindlichen<br />

Oberflächen hochpräzise<br />

strukturieren. Gehärtete<br />

oder gebrannte technische<br />

Substrate aller Art lassen sich<br />

exakt schneiden. Die Deutsche<br />

Forschungsgemeinschaft (DFG)<br />

hat die Anschaffung des Geräts<br />

am Lehrstuhl für Funktionsmaterialien<br />

zu 50% gefördert.<br />

LPKF<br />

Laser & Electronics AG<br />

www.lpkf.com<br />

Ultrafeinstrukturierung einer Leiterplatte<br />

(Foto: C. Wißler/Universität Bayreuth)<br />

Das Lasersystem ist in der<br />

Lage, ultrakurze Laserpulse zu<br />

erzeugen, die 1,5 ps andauern.<br />

Deshalb tritt bei der Materialbearbeitung<br />

mit diesem Laser<br />

nahezu keine Wärmeübertragung<br />

mehr auf: Das punktgenau vom<br />

Laserstrahl getroffene Material<br />

verdampft sofort. Infolgedessen<br />

ist es umso leichter möglich,<br />

Oberflächen im Mikrometerbereich<br />

kontrolliert zu strukturieren<br />

und zu gravieren, ohne dass die<br />

angrenzenden Bereiche geschädigt<br />

werden. Weitere Beispiele<br />

sind das Abtragen durchsichtiger<br />

und äußerst dünner Schichten<br />

vom Untergrund oder das Ablösen<br />

von Metalllagen auf Kunststofffolien.<br />

Zudem ist auch das<br />

punktgenaue Schneiden und<br />

Fräsen keramischer Materialien,<br />

zum Beispiel von Aluminiumoxid,<br />

möglich.<br />

„Das neue Laserbearbeitungssystem<br />

ist von unschätzbarem Wert<br />

für die Erforschung und Entwicklung<br />

innovativer Funktionsmaterialien,<br />

beispielsweise von<br />

hochempfindlichen Sensoren<br />

oder ultrafein strukturierten<br />

Leiterplatten. Auf dem Campus<br />

der Universität Bayreuth wird<br />

es allen natur- und technikwissenschaftlichen<br />

Forschungsbereichen<br />

zugänglich sein, ebenso<br />

externen Forschungspartnern.<br />

Das Gerät wird außerdem dem<br />

wissenschaftlichen Nachwuchs<br />

die Bearbeitung von Forschungsthemen<br />

ermöglichen, für die an<br />

vielen anderen Hochschulstandorten<br />

die nötige Infrastruktur<br />

fehlt“, sagt Prof. Dr.-Ing. Ralf<br />

Moos, Inhaber des Lehrstuhls<br />

für Funktionsmaterialien.<br />

„Schon beim Vorgängersystem<br />

haben wir in den letzten Jahren<br />

immer wieder Anfragen erhalten,<br />

die Ausgangspunkt für sehr<br />

interessante Forschungsarbeiten<br />

waren. Ich bin mir sicher, dass<br />

auch zu unserem neuen Laserbearbeitungssystem<br />

viele Anfragen<br />

eintreffen werden, die mit<br />

spannenden Herausforderungen<br />

verbunden sind“, sagt Dr.-Ing.<br />

Jaroslaw Kita, der das Gerät am<br />

Lehrstuhl für Funktionsmaterialien<br />

betreut. Das Lasersystem<br />

steht Forschenden für die Bearbeitung<br />

einer Vielzahl von Materialien<br />

zur Verfügung.<br />

Der LPKF ProtoLaser R4 ist speziell<br />

für die Forschung verschiedenster<br />

Materialien entwickelt<br />

worden. Das System verfügt<br />

über eine 515-nm-Picosekunden-Laserquelle<br />

mit Galvo-Scaneinheit<br />

und ist standardmäßig<br />

mit einer Fiducial-Alignment-<br />

Kamera, einem X/Y/Z-Vakuumtisch<br />

und der Software LPKF<br />

CircuitPro PL ausgestattet.<br />

Das Strukturieren von Schichten<br />

und Beschichtungen ist bereits<br />

vielfach erprobt. Der auf 15 µm<br />

fokussierte Strahl kann Leiterbahnbreiten<br />

bis hinunter zu 1<br />

mil (25 µm) und Abstände bis zu<br />

15 µm strukturieren. Auf Dünnschichtkeramik<br />

und auf Glas sind<br />

sogar 10 µm Auflösung möglich,<br />

je nach Metalldicke und Schälfestigkeit.<br />

Der Laser ermöglicht das Strukturieren<br />

und Gravieren einer<br />

Vielzahl von Materialien, zum<br />

Beispiel Si, SiN, CoFe, GaN,<br />

FR4, Taconic, CuFLON/ PTFE,<br />

Al 2 O 3 , LTCC. Gravur mit Tiefenkontrolle<br />

von Metallen wie<br />

Kupfer, Nickel, Messing, Wolfram<br />

etc. ist ebenso möglich wie<br />

von Kunststoffen wie Polyimid/<br />

Kapton u.v.m.<br />

Bei der Materialbearbeitung<br />

leistet der ProtoLaser R4 auch<br />

das Bohren und Schneiden<br />

diverser Materialien: Borofloat<br />

und Schott-Glas, Si, SiN,<br />

CoFe, GaN; FR4, Rogers, Taconic,<br />

Panasonic, CuFlon/reines<br />

PTFE, Al 2 O 3 , LTCC, Polyimid/<br />

Kapton, und weitere Materialien<br />

für die Elektrotechnik; außerdem<br />

Metalle wie Gold, Kupfer,<br />

Nickel, Platin, Messing und<br />

Wolfram.<br />

Damit wird die Lasermaschine<br />

für die Forschung mit unterschiedlichsten<br />

Materialien zum<br />

Allroundtalent. Der Lehrstuhl<br />

Funktionsmaterialien an der<br />

Universität Bayreuth freut sich<br />

bereits auf viele innovative Entwicklungen<br />

mit seinem neuen<br />

Lasersystem.<br />

6 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


FOR ALL INNOVATIVE TEST LABS<br />

REMOTE<br />

EMC TESTING<br />

The outstanding features of the TDEMI® TECHNOLOGY are fully supported and compatible with<br />

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TILE!, BAT-EMC, LabVIEW, TDK TESTLAB, RadiMation®, EMI64k, customers' in-house software.<br />

685<br />

MHz<br />

E BANDWIDTH<br />

TDEMI® TECHNOLOGY<br />

40<br />

GHz<br />

ULTRA-FAST RECEIVER SCANNING<br />

TDEMI® TECHNOLOGY<br />

The TDEMI® ULTRA<br />

is the only Solution providing all the Features of the "FFT-based measuring Instrument" according to the<br />

new Standards with 685 MHz Real-time Bandwidth and CISPR Detectors.<br />

by the inventors of the<br />

full compliance real-time FFT based measuring instrument.<br />

www.gauss-instruments.com


Messtechnik<br />

Neuer Standard für Oszilloskope in der Premium-<br />

Economy-Klasse<br />

Die neuen T3DSO3000-Oszilloskope<br />

der Teledyne-LeCroy-<br />

Marke T3 bieten vier Kanalmodelle<br />

mit analogen Bandbreitenoptionen<br />

von 200 MHz<br />

bis 1 GHz. Jedes Modell hat eine<br />

maximale Abtastrate von 5 GS/s<br />

und eine maximale Speichertiefe<br />

von 250 Mpts. Alle Modelle enthalten<br />

zwei 5 GS/s ADCs.<br />

Teledyne LeCroy<br />

www.teledynelecroy.com<br />

Hochgeschwindigkeits-<br />

Anzeigetechnologie<br />

Die T3DSO3000-Serie verwendet<br />

eine neue Generation<br />

von Hochgeschwindigkeits-<br />

Anzeigetechnologie, die eine<br />

hervorragende Signalklarheit,<br />

Wiedergabetreue und Leistung<br />

bietet. Jedes Modell verfügt<br />

über einen minimalen vertikalen<br />

Eingangsbereich von 500<br />

µV/div, ein innovatives digitales<br />

Triggersystem mit hoher<br />

Empfindlichkeit, geringem<br />

Jitter und einer Wellenform-<br />

Erfassungsrate von 500.000<br />

Wellenformen/s (Sequenzmodus).<br />

Das T3DSO3000 verfügt<br />

außerdem über eine 256-stufige<br />

Intensitätsabstufungs-Anzeigefunktion<br />

und einen Farbtemperatur-Anzeigemodus,<br />

die die hohe<br />

Aktualisierungsrate ergänzen.<br />

Leistungsstarke Trigger-Modi<br />

Das neuste Angebot an Oszilloskopen<br />

von Teledyne Test<br />

Tools unterstützt standardmäßig<br />

mehrere leistungsstarke<br />

Trigger-Modi einschließlich<br />

der seriellen Bus-Triggerung<br />

von I 2 C, SPI, UART, CAN,<br />

LIN, CAN FD, I 2 S, FlexRay,<br />

MIL-STD-1553B und SENT.<br />

Das Manchester-Protokoll wird<br />

ebenfalls standardmäßig nur im<br />

Decodiermodus unterstützt und<br />

verwendet eine Standard-Flankenauslösung.<br />

Hinzu kommt die<br />

MSO Probe, die standardmäßig<br />

mit jedem Bandbreitenmodell<br />

geliefert wird und 16 digitale<br />

Kanäle für Mixedsignal-Anwendungen<br />

bietet.<br />

Die T3DSO3000-Reihe verfügen<br />

standardmäßig über Funktionen<br />

zur Aufzeichnung historischer<br />

Wellenformen, Sequenzerfassung,<br />

Suche und Navigation,<br />

Bode-Plot und Leistungsanalyse.<br />

Optional angeboten wird<br />

das Hinzufügen eines 25-MHz-<br />

Hardwaremoduls für den Funktions-/Arbiträr-Signalgenerator.<br />

Die neue Architektur des Digitaloszilloskops<br />

umfasst auch<br />

einen Hardware-Coprozessor,<br />

der schnelle und genaue Messungen<br />

liefert, ohne die Erfassung<br />

und die Reaktion auf der<br />

Frontplatte zu verlangsamen.<br />

Die Funktionen und die Leistung<br />

der neuen T3DSO3000-<br />

Oszilloskope von Teledyne Test<br />

Tools bieten ein hervorragendes<br />

Preis/Leistungs-Verhältnis und<br />

stellen den neuen Standard im<br />

Produktsegment der Premium-<br />

Economy-Oszilloskope dar. Die<br />

Geräte der T3DSO3000-Serie<br />

sind nach Herstellermeinung<br />

die leistungsfähigsten Premium-<br />

Economy-Oszilloskope auf dem<br />

Markt. ◄<br />

8 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Messtechnik<br />

Tragbare Analysatoren arbeiten bis zu 44 GHz<br />

Neue Analysator-Grundmodelle für den<br />

robusten R&S Spectrum Rider FPH machen<br />

jetzt die Spektrumanalyse mit bis zu 44 GHz<br />

möglich. Die Geräte kombinieren die Funktionalität<br />

eines Tischgeräts mit der Leichtigkeit<br />

eines Handheld-Geräts und verfügen<br />

über intuitive Funktionen, die Hochleistungsmessungen<br />

unterwegs schnell und<br />

einfach machen.<br />

Rohde & Schwarz hat seine beliebten<br />

Analysatoren der R&S Spectrum Rider<br />

FPH Familie um neue Grundmodelle mit<br />

Messfrequenzen bis 44 GHz erweitert. Zu<br />

den bestehenden R&S FPH-Modellen mit<br />

Messfrequenzen von 5 kHz bis 6, 13,6 und<br />

26,5 GHz ist ein neues 44-GHz-Modell<br />

hinzugekommen. Darüber hinaus sind drei<br />

neue Versionen mit Mitlaufgeneratoren mit<br />

Messfrequenzen bis zu 13,6, 26,5 und 44<br />

GHz verfügbar.<br />

Der R&S Spectrum Rider FPH war der<br />

branchenweit erste Handheld-Spektrumanalysator,<br />

der eine solide HF-Performance<br />

für Messungen im Feld und im Labor lieferte.<br />

Große Tasten und ein Multi-Touch-<br />

Bildschirm mit Gestensteuerung machen<br />

die Bedienung sehr einfach. Dank neuer,<br />

höherfrequenter Modelle kann der vielseitige<br />

R&S Spectrum Rider ein breiteres<br />

Spektrum an Messaufgaben erfüllen. Mit<br />

einer hohen Empfindlichkeit von -160 dBm<br />

und einer Messgenauigkeit von typischerweise<br />

0,5 dB zwischen 10 MHz und 3 GHz<br />

bietet der R&S Spectrum Rider eine klassenführende<br />

HF-Performance. Die neuen<br />

Modelle unterstützen Feldanwendungen<br />

wie die Verifizierung von 5G-, Broadcast-,<br />

Radar-, Verteidigungs- und Satellitenkommunikationsverbindungen.<br />

Mit einem Gewicht von nur 3,2 kg im Fall<br />

des 44-GHz-Modells ist der R&S Spectrum<br />

Rider für den mobilen Einsatz optimiert.<br />

Seine Batterie hält bis zu 4,5 Stunden, womit<br />

er der ausdauerndste 44-GHz-Handheld-<br />

Spektrumanalysator für den Außeneinsatz<br />

ist. Das beleuchtete Tastenfeld ermöglicht<br />

das Arbeiten im Dunkeln, während das reflexionsfreie<br />

Display einen Tageslichtmodus<br />

für bessere Lesbarkeit bei direkter Sonneneinstrahlung<br />

unterstützt.<br />

Diese Handheld-Spektrumanalysator-Serie<br />

wartet mit einem großformatigen kapazitiven<br />

Touchscreen auf, mit dem Einstellungen<br />

wie Frequenz, Darstellbreite und<br />

Referenzpegel intuitiv angepasst und Marker<br />

schnell gesetzt werden können. Außerdem<br />

erleichtern große Tasten und ein praktisches<br />

Multifunktionsrad die Bedienung<br />

mit Handschuhen im Freien. Der Analysator<br />

kann über USB oder LAN ferngesteuert<br />

werden. Für noch höheren Bedienkomfort<br />

ermöglicht die R&S MobileView App für<br />

iOS und Android eine nahtlose Fernsteuerung<br />

des Geräts.<br />

■ Rohde & Schwarz<br />

GmbH & Co. KG<br />

www.rohde-schwarz.com<br />

Ultra Breitband<br />

Spektrum Monitor<br />

2 THz/s Sweepgeschwindigkeit in<br />

einem robusten 19“ Alugehäuse<br />

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✔<br />

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✔<br />

Frequenzbereich 5 MHz − 6 GHz<br />

(Optional 5 MHz − <strong>12</strong> GHz)<br />

Bis zu 2 THz/s Sweepgeschwindigkeit<br />

POI < 6 ms<br />

Optional OCXO<br />

Optional GPS<br />

(Positions- oder Zeitinformation)<br />

FFT streaming und/oder Aufzeichnung<br />

Auf alle Bedürfnisse anpassbar<br />

WWW AARONIA DE<br />

www.aaronia.de<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 9<br />

9


Messtechnik<br />

Mobil, modular, kundenindividuell<br />

Messkammern für jeden Anspruch<br />

Mobile Messkammern von Telemeter Electronic werden seit vielen Jahren bevorzugt von Unternehmen<br />

eingesetzt, die elektronische Produkte entwickeln, optimieren oder herstellen.<br />

Sie dürfen auch während des Betriebes<br />

keine anderen Geräte beeinflussen und keine<br />

unzulässigen Netzrückwirkungen verursachen.<br />

Für Funkanlagen muss die effektive<br />

und effiziente Nutzung des Funkspektrums<br />

sichergestellt werden. Für eine zuverlässige<br />

Funkkommunikation ist es zudem unerlässlich,<br />

Antennen in einer definierten Umgebung<br />

hinsichtlich ihrer Richtcharakteristik<br />

zu bewerten und ggf. zu optimieren.<br />

Der Hersteller muss die elektromagnetische<br />

Verträglichkeit des von ihm hergestellten<br />

Produkts sicherstellen und erklären, dass<br />

die Schutzanforderungen nach dem EMV-<br />

Gesetz eingehalten werden. Üblicherweise<br />

wird die Übereinstimmung eines Gerätes<br />

mit den Schutzanforderungen dadurch nachgewiesen,<br />

dass dieses Gerät einer Prüfung<br />

nach einschlägigen harmonisierten Normen<br />

unterzogen wird. Die Richtlinie lässt<br />

Herstellern aber auch die Möglichkeit, den<br />

Nachweis auf andere Weise zu erbringen.<br />

Unabhängig davon, welches Verfahren für<br />

die Konformitätsbewertung gewählt wurde:<br />

Der Hersteller hat nach den Bestimmungen<br />

des Anhangs II, III und IV der EMV-Richtlinie<br />

2014/30/EU technische Unterlagen zu<br />

erstellen, aus denen hervorgeht, dass das<br />

Gerät die grundlegenden Anforderungen<br />

der EMV-Richtlinie erfüllt.<br />

Die Messkammern ermöglichen entwicklungsbegleitend<br />

eine Optimierung hinsichtlich<br />

der geforderten Konformitäten als auch<br />

eine Vermessung gegebener HF-Emissionen<br />

und Störstrahlungen. Hierbei weichen sie<br />

bewusst von dem bekannten Konzept stationärer<br />

Messkammern ab. Was hat Telemeter<br />

Electronic bewegt, neben diesem bewährten<br />

ein weiteres innovatives Konzept zu entwickeln?<br />

Definierte Umgebung<br />

Die Prüfung eines Gerätes oder Einrichtung<br />

bezüglich ihrer elektromagnetischen<br />

Verträglichkeit muss in einer definierten<br />

Umgebung vorgenommen werden. Diese<br />

muss zwei Anforderungen genügen. Zum<br />

einen muss dieser Raum den Prüfling und<br />

Grundlagen<br />

Telemeter Electronic GmbH<br />

www.telemeter.info<br />

Elektrotechnische und elektronische Produkte<br />

müssen nicht nur einwandfrei funktionieren<br />

und damit sicher und störfest sein.<br />

10 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Messtechnik<br />

die Messeinrichtung vor Fremdstörungen<br />

bei Emissionsmessungen<br />

schützen, zum anderen<br />

muss er bei der Überprüfung<br />

der Störfestigkeit das Störsignal<br />

nach außen dämpfen. Räume, die<br />

diese Kriterien erfüllen, werden<br />

als Absorberhallen oder Absorberkabinen<br />

bezeichnet. Im Englischen<br />

ist der Begriff Anechoic<br />

Chamber geläufig. Dies bedeutet<br />

„echofreier Raum“ und verdeutlicht<br />

gut das Prinzip einer solchen<br />

Umgebung. In diesen Räumen<br />

befinden sich Materialien<br />

und Körper, die die Stör- und<br />

Nutzaussendungen absorbieren<br />

beziehungsweise keine Reflexion<br />

(„Echo“) einer Aussendung<br />

verursachen. Damit sind Freiraumbedingungen<br />

nachgebildet.<br />

Somit kann in einer Absorberkabine<br />

eine Aussendung auf dem<br />

direkten Pfad zwischen Antenne<br />

und Prüfling ohne Störungen wie<br />

Reflexionen oder Fremdemissionen<br />

gemessen werden. Räume,<br />

die lediglich die Anforderung<br />

der Abschirmung gegen äußere<br />

Signale erfüllen, werden als<br />

Schirmkabine bezeichnet.<br />

Basics zu den Normen<br />

Die zugrundeliegenden EMV-<br />

Normen sind in Ihrer Ganzheit<br />

zu umfangreich, um sie an dieser<br />

Stelle im Detail auszuführen.<br />

Neben den Fachgrundnormen<br />

(z.B. EN61000-6-1, welche<br />

die Störfestigkeit in Wohn-,<br />

Geschäfts- und Gewerbebereich<br />

sowie Kleinbetrieben definiert)<br />

existieren zahlreiche weitere<br />

Produktnormen (z.B. EN60601-<br />

1-2, welche die Anforderungen<br />

an medizinische elektrische<br />

Geräte definiert) sowie ergänzende<br />

Prüfnormen.<br />

Glücklicherweise beschäftigt<br />

sich eine Vielzahl an hoch spezialisierten<br />

Unternehmen mit<br />

dieser Problematik und stehen<br />

beratend als Lösungsanbieter<br />

von Messlösungen und auch als<br />

Messdienstleister den Geräteherstellern<br />

zur Verfügung.<br />

Als Ausblick lässt sich festhalten,<br />

dass die elektromagnetische<br />

Verträglichkeit von Geräten eine<br />

der zentralen Fragestellung auf<br />

dem Weg zur einer immer mehr<br />

vernetzten Welt ist. Speziell<br />

im Rahmen der fortschreitenden<br />

Entwicklung des Internet<br />

of Things werden immer mehr<br />

vernetzte Geräte erwartet, die<br />

über Sensoren und verschiedenste<br />

Schnittstellen miteinander<br />

kommunizieren und sich somit<br />

unmittelbar auf die elektromagnetische<br />

Verträglichkeit auswirken,<br />

was künftig neue Regeln<br />

und Normen für die EMV zwingend<br />

erforderlich macht.<br />

In den meisten Fällen verfügen,<br />

die in IoT-Anwendungen<br />

verbauten Sensoren über eine<br />

drahtlose Übertragungsmöglichkeit.<br />

Dazu müssen die Geräte bei<br />

Einsatz von Funkmodulen auch<br />

die Anforderungen an Funkanlagen<br />

erfüllen. Hierbei müssen<br />

grundsätzliche Anforderungen<br />

für eine effiziente Nutzung<br />

des Funkspektrums ebenso wie<br />

Anforderungen an die Funkparameter<br />

(z.B. Leistung und Nebenaussendungen)<br />

sowie Anforderungen<br />

an den Einfluss durch<br />

Funkwellen auf den menschlichen<br />

Körper umfassend beachtet<br />

werden.<br />

Der Weg zur optimalen<br />

Lösung<br />

In jedem Fall stellt die firmeneigene<br />

Installation einer normenkonformen<br />

Messkammer einen<br />

signifikanten finanziellen Invest<br />

dar. Im Gegenzug verursachen<br />

Prüfkosten in akkreditierten<br />

EMV-Laboren ebenfalls hohe<br />

Kosten, die im schlechtesten<br />

Fall mehrfach anfallen, sollte<br />

die Prüfung aufgrund unzureichender<br />

Betrachtungen des Produkts<br />

unter EMV-Gesichtspunkten<br />

im Vorfeld eine Prüfung nicht<br />

überstehen.<br />

Wie könnte nun eine<br />

budgetschonende und<br />

flexible Lösung aussehen?<br />

Durch die konzeptbedingten<br />

kompakten Abmessungen können<br />

Messkammern von Telemeter<br />

Electronic ortsunabhängig und<br />

flexibel im Bereich der Entwicklung<br />

oder Fertigung, im Labor<br />

oder in der Qualitätssicherung<br />

eingesetzt werden. Dies folgt<br />

dem Grundgedanken, Gesamtbetriebskosten<br />

zu minimieren.<br />

Hierzu sollten die Testwerkzeuge<br />

und -umgebungen flexibel genug<br />

sein, um auch an verschiedenen<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 11


Messtechnik<br />

Standorten eingesetzt werden<br />

zu können.<br />

Die Messkammer selbst sollte<br />

dabei leicht mit Rädern transportierbar<br />

sein und über eine<br />

geringe Stellfläche verfügen,<br />

die klein genug ist, um durch die<br />

meisten Türen zu passen, sodass<br />

sie problemlos in Forschungsund<br />

Entwicklungslabors oder<br />

Testhäusern jeder Größe passt.<br />

Dieses Konzept bietet Telemeter<br />

Electronic bereits seit vielen<br />

Jahren erfolgreich einem breiten<br />

Kundenkreis an.<br />

Dank eines modularen Aufbaus<br />

kann die Messstrecke kundenindividuell<br />

auf die jeweiligen<br />

Messanforderungen flexibel<br />

angepasst werden. Die Auskleidung<br />

mit breitbandigen Absorbern,<br />

optimiert für einen Frequenzbereich<br />

von 18 bis 110<br />

GHz, garantiert eine reflexionsarme<br />

Umgebung. Auch im<br />

erweiterten Frequenzbereich<br />

ab 1 GHz liefern diese Absorber<br />

bereits eine gute Reflexionsdämpfung<br />

von min. 19 dB<br />

bis max. 50 dB im optimierten<br />

Bereich. Die Schirmdämpfung<br />

liegt hierbei im Mittel bei >70<br />

dB.<br />

Ausstattungsmerkmale<br />

Die Integration von Antennen,<br />

Positioniersystemen, Verfahrachsen<br />

sowie Prüflingsaufnahmen<br />

und Schnittstellen nach<br />

Kundenvorgabe garantieren<br />

einen komfortablen und störungsfreien<br />

Messablauf. Individuelle<br />

Steuerungs-, Mess- und<br />

Bedienkonzepte bis hin zur vollautomatischen<br />

Steuerung der<br />

Messkammer ermöglichen hierbei<br />

eine drastische Verkürzung<br />

der Entwicklungszeiten.<br />

Gefilterte Steckverbinder aus<br />

eigener Fertigung für die verwendeten<br />

Messgeräte sowie die<br />

passenden Messantennen für den<br />

jeweiligen Prüfling sorgen für<br />

eine sichere und störungsfreie<br />

Messung.<br />

Somit werden zahlreiche Applikationen,<br />

z.B. im Bereich RFID,<br />

Smart Home sowie Elektromobilität,<br />

abgedeckt. Sie haben 5G<br />

im Blick? Auch hierfür schaffen<br />

HF-Messkammern eine ideale<br />

Umgebung für störungsfreie<br />

Messungen. Mit diesen lassen<br />

sich 5G-Antennen, -Module und<br />

-Geräte während des gesamten<br />

Entwicklungszyklus charakterisieren<br />

und analysieren, von der<br />

Forschung und Entwicklung<br />

bis hin zu Konformitätsprüfung<br />

aktiver sowie passiver Komponenten<br />

und deren Vermessungen.<br />

Ergänzend kann man anführen,<br />

dass speziell im Kontext der<br />

Radarsensorik vermehrt die Aufgabenstellung<br />

besteht, Radarsensoren<br />

im Entwicklungsstadium<br />

zu vermessen und zu charakterisieren.<br />

Auch für einen Funktionstest<br />

nach der Fertigung<br />

ist eine kontrollierte Prüfumgebung<br />

zwingend notwendig.<br />

Handelt es sich dabei um ein<br />

sicherheitsrelevantes Bauteil,<br />

ist eine 100 %-Endprüfung der<br />

Produkte unerlässlich. Auch für<br />

dieses Anwendungsprofil bieten<br />

die mobilen Messkammern einen<br />

passenden Lösungsansatz.<br />

Fazit<br />

Mobile Messkammern können<br />

entwicklungsbegleitend,<br />

zur Charakterisierung von Produkten<br />

oder auch für Funktionstests<br />

eine definierte Messumgebung<br />

zur Verfügung stellen,<br />

wo – angelehnt an gängige<br />

Normen – Geräte und Produkte<br />

auf Konformität, Funktion und<br />

Leistungsfähigkeit überprüft<br />

werden können.<br />

Von einfachen Schirmkammern<br />

bis hin zu komplexen, vollautomatischen<br />

Messabläufen und<br />

optimiert für Anforderungen<br />

bis in den hohen Mikrowellenbereich<br />

erweisen sich solche<br />

mobilen Messkammern als hilfreiches<br />

Werkzeug und können<br />

Entwicklungszeit für die Produkte<br />

von morgen minimieren.<br />

◄<br />

End-to-End-Spitzen-IP-Datendurchsatz von 10 Gbps im Downlink<br />

Rohde & Schwarz hat den<br />

nächsten Durchbruch bei der<br />

5G-Datenleistung bekanntgegeben:<br />

Mit Unterstützung von<br />

Qualcomm Technologies, Inc.,<br />

hat das Unternehmen mit seiner<br />

R&S CMX500 5G-Tester-<br />

Plattform eine End-to-End-<br />

(E2E)-IP-Datenleistung von<br />

10 Gbps validiert. Der Aufbau<br />

basierte dabei auf dem Snapdragon<br />

X65 5G Modem-RF<br />

System, dem weltweit ersten<br />

Modem-HF-System entsprechend<br />

3GPP Release 16, das<br />

mit einem Qualcomm QTM545<br />

mmWave-Antennenmodul ausgestattet<br />

ist.<br />

Rohde & Schwarz erzielte<br />

diese bahnbrechenden Ergebnisse<br />

mit dem R&S CMX500<br />

5G Radio Communication<br />

Tester auf Basis einer Netzwerksimulation<br />

für 3GPP<br />

Release 16 5G New Radio<br />

Dual Connectivity (NR-DC).<br />

Bei der Simulation werden<br />

zwei Zellgruppen gleichzeitig<br />

verbunden, von denen eine<br />

das Spektrum im Frequenzbereich<br />

1 (FR1) und die andere<br />

im Frequenzbereich 2 (FR2,<br />

Millimeterwellen) nutzt. Der<br />

FR1-Träger erstreckt sich über<br />

die volle Bandbreite von 100<br />

MHz. Es werden eine MIMO<br />

4x4-Antennenkonfiguration<br />

und 256QAM-Modulation<br />

verwendet. Acht zusätzliche<br />

Komponententräger werden in<br />

FR2 kombiniert, wofür MIMO<br />

2x2 und 256QAM-Modulation<br />

zum Einsatz kommen.<br />

Die Demonstration umfasste<br />

mehrere Testfälle, die einen<br />

hohen Datendurchsatz im<br />

Downlink über die IP-Schicht<br />

unter Verwendung verschiedener<br />

Konfigurationsmodi der<br />

unteren Schichten des 5G-Protokollstapels<br />

wie Radio Link<br />

Control (RLC) im Unacknowledged<br />

Mode (UM) und<br />

Acknowledged Mode (AM)<br />

verifizierten. Mit diesen Konfigurationsmodi<br />

war es möglich,<br />

reale IP-Daten über die<br />

Mobilfunkverbindung zu übertragen,<br />

sodass zum ersten Mal<br />

überhaupt eine derartige Performance<br />

mit realen IP-End-<br />

2-End-Daten umgesetzt werden<br />

konnte. Zuvor wurde der<br />

Durchsatz lediglich auf dem<br />

tiefer liegenden 5G-Protokollstapel<br />

des Modems verifiziert.<br />

Dies eröffnet eine neue Ära der<br />

5G-Datenübertragung, die in<br />

Zukunft eMBB-Anwendungsfälle<br />

wie 4K- und 8K-Videostreaming<br />

oder Augmented-<br />

Reality-Anwendungen unterstützen<br />

soll.<br />

■ Rohde & Schwarz<br />

GmbH & Co. KG<br />

www.rohde-schwarz.com<br />

<strong>12</strong> hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Die Siglent Technologies Germany GmbH ist ein Tochterunternehmen der Siglent Technologies Co. LTD,<br />

ein weltweit führender Anbieter von elektronischer Test- und Messtechnik. Die EU-Niederlassung<br />

existiert bereits seit 2014 und wächst kontinuierlich. Die Produkte verbinden innovative Features und<br />

Funktionalitäten mit dem Bekenntnis zu Qualität und Leistung. Am Standort Augsburg sind Marketing,<br />

Vertrieb, Service und Support für Europa unter einem Dach vereint.<br />

Zur Verstärkung unseres Teams in der Europäischen Zentrale Augsburg suchen wir ab sofort einen<br />

Applikationsingenieur Vertrieb für elektrische Messtechnik (m/w/d)<br />

Ihre Aufgaben:<br />

• Technische Beratung der Siglent Partner bei der<br />

Auswahl der passenden Messtechnik<br />

• Aktives Vertriebspartnermanagement für ausgewählte<br />

Länder<br />

• Schulung und Weiterentwicklung der Vertriebspartner<br />

• Markt- und Anforderungsanalyse für die Fokusländer<br />

• Teilnahme an Messen (europaweit)<br />

• Entwicklung und Präsentation von Vorträgen bei<br />

Fachseminaren zum Thema Messtechnik<br />

Ihr Profil:<br />

• Erfolgreich abgeschlossenes Bachelor- oder Masterstudium<br />

Elektrotechnik oder ein vergleichbarer Abschluss<br />

• Erfahrung im Bereich Hochfrequenzmesstechnik<br />

• Kenntnisse der allgemeinen analogen & digitalen<br />

Messtechnik<br />

• Einfache Programmierkenntnisse sind von Vorteil<br />

• Erste Erfahrungen im Vertriebspartnermanagement oder im<br />

Direktvertrieb<br />

• Reisebereitschaft, europaweit (ca. 20 %)<br />

• Sehr gute Deutsch- und Englischkenntnisse, weitere<br />

Sprachen von Vorteil<br />

• Selbstständige Arbeitsweise und hohe Eigenmotivation<br />

• Unternehmerisches Denken<br />

Wir bieten:<br />

• Abwechslungsreiche Aufgaben in einem<br />

internationalen Unternehmen<br />

• Kurze Entscheidungswege<br />

• Attraktive Vergütung im Provisionsmodell (70/30)<br />

• Eine unbefristete Festanstellung<br />

• Eine offene und kollegiale Arbeitsatmosphäre<br />

• Viel Gestaltungsfreiheit<br />

• Persönliche und fachliche<br />

Weiterentwicklungsmöglichkeiten<br />

• Flexible Homeoffice-Regelungen<br />

• Teamevents<br />

• Fahrtkostenzuschuss.<br />

Kontakt:<br />

Senden Sie bitte Ihre Bewerbung per E-Mail an Thomas Rottach (rottach.thomas@siglent.com) Bitte<br />

nennen Sie dabei auch Ihre Gehaltsvorstellung und Ihren frühestmöglichen Eintrittstermin. Für Rückfragen<br />

stehen wir Ihnen gern unter 0151/40716756 zur Verfügung. Wir freuen uns auf Ihre Bewerbung!<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 13


Messtechnik<br />

Mikrowellen-Messempfänger für hochpräzise<br />

Kalibrierungen<br />

Rohde & Schwarz<br />

GmbH & Co. KG<br />

www.rohde-schwarz.com<br />

Mit dem Measuring Receiver R&S FSMR3000<br />

hat Rohde & Schwarz einen Mikrowellen-Messempfänger<br />

entwickelt, der die Kalibrierung von<br />

Signalgeneratoren und Dämpfungsgliedern mit<br />

einem einzigen Gerät erlaubt. Die wichtigsten<br />

Funktionen sind frequenzselektive HF-Pegelmessungen,<br />

Pegelmessungen, analoge Modulation<br />

und Spektrumanalyse. Zusätzlich kann der<br />

R&S FSMR3000 – als Ergänzung zu Standard-<br />

Phasenrauschmessungen mit dem Spektrumanalysator<br />

– mit leistungsfähiger Hardware für<br />

Highend-Phasenrauschmessungen ausgestattet<br />

werden. Das Gerät ermöglicht auch die digitale<br />

und analoge Modulationssignal-analyse, bietet 80<br />

MHz Analysebandbreite und unterstützt die Analyse<br />

von Pulsen und VOR/ILS-Signalen.<br />

Single-Box-Lösung<br />

Der R&S FSMR3000 wurde als Single-Box-<br />

Lösung konzipiert, um die Arbeit mit den verschiedenen<br />

Kalibrierfunktionen zu vereinfachen.<br />

Der R&S FSMR Mikrowellen-Messempfänger<br />

unterstützt neben der Pegelkalibrierung die analoge<br />

Modulationsanalyse für AM, FM und PM.<br />

Die R&S FSMR3000-Plattform wurde entwickelt,<br />

um die Kalibrierung von Signalgeneratoren<br />

und Dämpfungsgliedern und die Testprozesse im<br />

Kalibrierlabor zu vereinfachen. Die 8-, 26,5- und<br />

50-GHz-Modelle bieten alle benötigten Messfunktionen<br />

in einem einzigen kompakten Gerät.<br />

Der hohe Dynamikbereich des R&S FSMR3000<br />

sorgt für einen Pegelmessbereich von -152 dBm<br />

bis +30 dBm. Darüber hinaus ermöglicht die<br />

geringe Linearitätsunsicherheit des Geräts von<br />

±(0,009 dB + 0,005 dB pro 10-dB-Schritt) in<br />

Kombination mit einem kalibrierten Leistungsmesskopf<br />

hochgenaue Signalpegelmessungen:<br />

Mit dem R&S NRP50T etwa kann der gesamte<br />

Frequenzbereich von DC bis 50 GHz abgedeckt<br />

werden. Bei den AM-, FM- und PM-Modulationsmessungen<br />

können AM-Modulationstiefen<br />

von 0 bis 100% und ein FM-Hub von bis zu 16<br />

MHz gemessen werden. Das Gerät verfügt über<br />

einen 16-Bit-A/D-Wandler mit 200 MS/s zur<br />

Modulationsanalyse mit einer internen Signalanalysebandbreite<br />

von bis zu 80 MHz. Wenn die<br />

Analyseoption installiert ist, sind auch Modulationsmessungen<br />

an digital modulierten Signalen<br />

möglich. Pulse können automatisch analysiert<br />

werden. Es wird kein zusätzlicher Vektorsignalanalysator<br />

benötigt, um die Performance dieser<br />

Signale zu ermitteln.<br />

Sowohl VOR (VHF Omnidirectional Radio<br />

Range, ein Drehfunkfeuer zur Kurssteuerung)<br />

als auch ILS (Instrument Landing System zur<br />

Unterstützung von Anflug und Landung) sind<br />

Navigationshilfen für den Flugverkehr, die auf<br />

amplitudenmodulierten Signalen basieren und<br />

sehr genaue und zuverlässige Modulationsmessungen<br />

erfordern. Über eine Option deckt der<br />

R&S FSMR3000 auch die Kalibrierung von VOR/<br />

ILS-Signalgeneratoren ab, sodass ein zusätzlicher<br />

Tester nicht nötig ist.<br />

Darüber hinaus ermöglicht der R&S FSMR3000<br />

leistungsstarke Spektrumanalysemessungen.<br />

Dementsprechend bietet das Gerät umfassende<br />

Analysemöglichkeiten für Oberwellen, Störaussendungen,<br />

Rauschmaß und Phasenrauschen bis<br />

50 GHz. Es sind Marker- und Messfunktionen für<br />

alle bedeutsamen Spektrummessungen vorhanden,<br />

z.B. zur Messung von Rauschleistung, ACLR, harmonischer<br />

Verzerrung, belegter Bandbreite und<br />

Frequenzmaske. Die Auflösebandbreite kann zwischen<br />

1 Hz und 80 MHz eingestellt werden, und<br />

es stehen zusätzliche Kanalfilter zur Verfügung.<br />

Leistungsfähige Hardware,<br />

Ausgestattet mit leistungsfähiger Hardware, unterstützt<br />

der R&S FSMR3000 außerdem die Phasenrauschanalyse.<br />

Für Highend-Anwendungen kann<br />

der Empfänger mit einem zweiten Empfangspfad<br />

ausgerüstet werden, womit Kreuzkorrelation möglich<br />

ist und sich die Empfindlichkeit – je nach Zahl<br />

der Korrelationen – um bis zu 25 dB zusätzlich<br />

erhöht. Aufgrund der sehr guten internen Quellen<br />

und der größtenteils digitalen Gerätearchitektur ist<br />

der R&S FSMR3000 schneller als Testsysteme, die<br />

das Signal erst nach einem Phasendetektor digitalisieren,<br />

und ermöglicht die parallele Anzeige<br />

von Phasen- und AM-Rauschen. Anwender erhalten<br />

die Ergebnisse schneller, es ist kein zweiter<br />

Sweep für die AM-Rauschmessung erforderlich,<br />

und während der Messung können beide Rauschbeiträge<br />

in einer Anzeige verglichen werden. ◄<br />

14 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Messtechnik<br />

Economy-VNA-Portfolio bis 20 GHz mit unabhängiger CW-Quelle<br />

direkt nach dem Einschalten<br />

messbereit. Zusätzliche Geräte<br />

wie externe Monitore oder<br />

Notebooks oder die Installation<br />

zusätzlicher Software sind nicht<br />

erforderlich.<br />

im unteren Teil des K-Bandes<br />

(Ku), wie z.B. die Satelliten-<br />

Punkt-zu-Punkt-Kommunikation<br />

für GNSS-Systeme, Satellitenfernsehen<br />

und Backhaul-Richtfunkstrecken.<br />

Rohde & Schwarz hat seine<br />

R&S ZNL und R&S ZNLE<br />

Vektor-Netzwerkanalysatoren<br />

(VNAs) um vier neue Modelle<br />

ergänzt, die Frequenzen bis 20<br />

GHz unterstützen. Mit den Economy-VNAs<br />

kann damit auch<br />

bei Technologien, die im 5- und<br />

6-GHz-Band arbeiten, wie z.B.<br />

WLAN oder Mobilfunkstandards,<br />

bis zur dritten Harmonischen<br />

gemessen werden. Das<br />

neue Firmware-Release enthält<br />

zudem eine brandneue Option,<br />

die den Funktionsumfang der<br />

niederfrequenteren R&S ZNL-<br />

Modelle um einen internen CW-<br />

Signalgenerator erweitert.<br />

Mit dem R&S ZNL14, R&S<br />

ZNL20, R&S ZNLE14 und dem<br />

R&S ZNLE18 sind ab sofort vier<br />

neue tragbare Vektornetzwerkanalysatoren<br />

im Benchtop-Format<br />

bei Rohde & Schwarz erhältlich.<br />

Die R&S ZNL-Modelle ermöglichen<br />

die Zweitor-Netzwerkanalyse<br />

zur Bestimmung aller<br />

S-Parameter von Komponenten<br />

im Frequenzbereich von 5 kHz<br />

bis 14 GHz bzw. 5 kHz bis 20<br />

GHz. Die R&S ZNLE-Modelle<br />

unterstützen die Zweitor-Netzwerkanalyse<br />

zur Bestimmung<br />

aller S-Parameter von Komponenten<br />

im Frequenzbereich von<br />

100 kHz bis 14 GHz bzw. 100<br />

kHz bis 18 GHz (20 GHz mit<br />

Messbereichsüberschreitung).<br />

Mit diesen Geräten spricht<br />

Rohde & Schwarz Märkte an,<br />

in denen ein ausgewogenes<br />

Preis-Leistungs- Verhältnis, eine<br />

kleine Stellfläche und einfache<br />

Bedienung höchste Priorität<br />

haben, beispielsweise im Bildungssektor,<br />

in Servicelaboren,<br />

in der Produktion und bei der<br />

Testautomatisierung. In Kombination<br />

mit den für niederfrequentere<br />

Modelle bereits verfügbaren<br />

Optionen für Zeitbereichsanalyse<br />

und Kabelfehlstellenortung<br />

sind die vier neuen Mikrowellenmodelle<br />

ideal für Signal- und<br />

Power-Integrity-Anwendungen<br />

sowie für Kabel- und Filtertests.<br />

Die meisten 5G-FR1-Anwendungen<br />

betreffen den Frequenzbereich<br />

zwischen 3 und 5 GHz;<br />

der WLAN- Standard WiFi-6<br />

(802.11ax) nutzt auch das<br />

6-GHz-Band. Für diese Technologien<br />

muss bei der entwicklungsbegleitenden<br />

Fehlersuche<br />

bis zur dritten Harmonischen,<br />

d.h. bei Frequenzen bis 18 und<br />

20 GHz, gemessen werden. Mit<br />

der R&S ZNL/ZNLE-Familie<br />

adressiert Rohde & Schwarz jetzt<br />

die steigende Nachfrage nach<br />

Netzwerkanalysetechnik für<br />

diese Mikrowellenfrequenzen<br />

zu einem attraktiven Preis.<br />

Dank des geringen Gewichts<br />

und des kleinen Formfaktors<br />

lassen sich R&S ZNL und R&S<br />

ZNLE leicht zwischen Messplätzen<br />

oder Laboren transportieren.<br />

Der R&S ZNL eignet sich dank<br />

optionaler Batterie zudem perfekt<br />

für den portablen Einsatz.<br />

R&S ZNL und R&S ZNLE sind<br />

Die neuen R&S ZNL-Modelle<br />

sind nahezu ideal geeignet für<br />

kommerzielle Standards ab 5<br />

kHz und eignen sich auch für<br />

die Messung gestrahlter Emissionen<br />

mit Scans bis 20 GHz<br />

im Zeitbereich für SWR-Messungen.<br />

Der R&S ZNL14 und<br />

der R&S ZNLE14 decken alle<br />

Frequenzen im X-Band für die<br />

kommerzielle boden- und luftgestützte<br />

Wetterüberwachung,<br />

die Flugsicherung, militärische<br />

Satellitenübertragungen sowie<br />

Ortungs- und Zielidentifikationssysteme<br />

ab.<br />

Der R&S ZNL20 und der R&S<br />

ZNLE18 unterstützen zusätzlich<br />

Messungen für Anwendungen<br />

Die neuerschienene Firmware-<br />

Version 1.41 beinhaltet die<br />

Option R&S ZNL-K14, welche<br />

den Funktionsumfang von R&S<br />

ZNL3, R&S ZNL4 und R&S<br />

ZNL6 um einen internen CW-<br />

Signalgenerator erweitert. Dies<br />

ermöglicht die Stimulation von<br />

Messobjekten mit einem Dauerstrichsignal<br />

über Tor 1 und die<br />

gleichzeitige Analyse des Frequenzspektrums<br />

an Tor 2. Zur<br />

Unterstützung dieser Funktion<br />

ist die Spektrumanalyse-Option<br />

R&S ZNLx-B1 erforderlich.<br />

■ Rohde & Schwarz<br />

GmbH & Co. KG<br />

www.rohde-schwarz.com<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 15


Messtechnik<br />

Neue Highend-Oszilloskope<br />

Die Rigol Technologies EU GmbH brachte<br />

mit der DS70000-Serie neue Multifuntkionsoszilloskope<br />

im Highend-Bereich auf<br />

den Markt. Dieses Oszilloskop ist das erste<br />

Modell der StationMax-Reihe und bietet<br />

zusätzlich mit der Serie PVA8000 einen<br />

neuen aktiven differenziellen Tastkopf bis<br />

7 GHz der den nächsten hauseigenen Frontend<br />

Chip beinhaltet.<br />

UltraVision-III-Architektur<br />

Die DS70000-Serie basiert auf der neuen<br />

und erweiterten UltraVision-III-Architektur,<br />

die eine höhere Abtastrate, eine schnellere<br />

Erfassungsrate, deutlich mehr Speichertiefe<br />

und eine höhere vertikale Auflösung<br />

ermöglicht. Der Kern der UltraVision-III-<br />

Architektur ist das Phoenix-Chipset mit zwei<br />

eigenentwickelten ASICs, die das analoge<br />

Front-end bilden und die Signal-Processing-<br />

Performance liefern. Diese Serie hat vier<br />

analoge Kanäle und ist die erste Geräteversion,<br />

die das erweiterten 20-GSa/s-Chipset<br />

verwendet. Mit dieser Abtastrate sind die<br />

Modellreihen DS70304 und DS70504 mit<br />

Bandbreiten von 3 und 5 GHz verfügbar.<br />

Das neue Oszilloskop hat eine Größe von<br />

7 HE (volle Rack-Größe) und verfügt über<br />

zwei Touchdisplays. Das Haup-Display ist<br />

ein schwenkbarer kapazitiver 15,6-Zoll-<br />

Farbbildschirm, der auch für mehrere Messungen<br />

geteilt werden kann, um gleichzeitig<br />

eine Vielzahl an Informationen zu erhalten.<br />

Das daneben angeordnete zweite Touchdisplay<br />

misst 3,5 Zoll und dient zur einfachen<br />

und effizienten Einstellung des Geräts.<br />

Für die Erfassung und Verarbeitung großer<br />

Datenmengen steht für alle Kanäle eine<br />

Speichertiefe von bis zu 2000 Mio. Pkt. zur<br />

Verfügung. Die Signalerfassungsrate von<br />

bis zu 1 Mio. Wfms/s ermöglicht somit die<br />

Echtzeitaufzeichnung und -wiedergabe von<br />

Signalen mit bis zu 2 Mio. Frames.<br />

Die vertikale Auflösung<br />

kann zwischen 8 und 16 Bit eingestellt<br />

werden, was sich optimal für die Messung<br />

sehr kleiner Signalkomponenten eignet. Zur<br />

Spektrumanalyse verfügt die neue Oszilloskop-Serie<br />

einerseits über die normale FFT-<br />

Analyse mit 1 Mio. Abtastpunkten zur Darstellung<br />

des Frequenzspektrums. Andererseits<br />

verwendet die erweiterte FFT eine sehr<br />

schnelle Kalkulationsrate von 10.000 FFT/s,<br />

um eine Echtzeit-Spektrumanalyse zu realisieren.<br />

Die DS70000-Serie eignet sich ideal<br />

für eine sehr schnelle Signalerfassung und<br />

Analyse. Typische Anwendungen sind automatische<br />

Tests, Remote-Überwachung, Protokollanalyse<br />

von Bussystemen, beispielsweise<br />

im Bereich Automotive mit CAN-FD,<br />

FlexRay, LIN, RS232, SPI, und Messungen<br />

von elektronischen Schaltungen. Aufgrund<br />

der hohen Bandbreite und der optimierten<br />

Spektrumanalyse kann dieses Oszilloskop<br />

perfekt für HF-Messungen eingesetzt werden.<br />

Die Anwendungen „Echtzeit-Augendiagramm“<br />

oder die Jitter-Analyse-Software<br />

können optional genutzt werden, um<br />

die Qualität der digitalen Daten sowie den<br />

zugehörigen Takt zu optimieren und Jitter-/<br />

Rauschquellen zu detektieren und zu beheben.<br />

Für viele Tests können auch kundenspezifische<br />

Pass/Fail-Masken erstellt und<br />

genutzt werden.<br />

Speziell für 10/100/1000-Mb/s-Ethernet oder<br />

für die USB2.0-Übertragung sind automatische<br />

Testprozeduren für eine Vorabkonformitätsprüfung<br />

vorgesehen, um die Qualität<br />

der Signalübertragung zu verifizieren.<br />

Vielfältige Trigger-, Mathematik- und<br />

Darstellungsmöglichkeiten sind wie alle<br />

üblichen seriellen Busprotokollanalyse- und<br />

Trigger-Funktionen erhältlich. Das Gerät<br />

umfasst außerdem viele Standardwerkzeuge,<br />

wie beispielsweise ein integriertes<br />

Voltmeter, einen Frequenzzähler oder ein<br />

Zählwerk (Totalizer).<br />

Schnittstellen<br />

wie USB3.0 Host/Device, HDMI, LAN<br />

und Trig out, 10 MHz in/out, Aux out und<br />

USB GPIB (Adapter) sowie USB Mouse<br />

Support sind verfügbar. Mittels der LAN-<br />

Schnittstelle lässt sich das Gerät auch über<br />

einen Browser remote über Web-Control<br />

bedienen.<br />

Dieses neue Highend-Oszilloskop deckt<br />

seinen Einsatzbereich vollumfänglich ab,<br />

speziell in der Forschung und Entwicklung,<br />

für Lehrzwecke an Universitäten oder für<br />

den Einsatz in der Produktion und Qualitätskontrolle<br />

sowie weiteren industriellen<br />

Anwendungen im Bereich „Telekommunikation“<br />

oder in der Entwicklung von Leistungselektronik.<br />

Zur DS70000-Serie kann auch der neue<br />

aktive differenzielle HF-Tastkopf der Serie<br />

PVA8000 bestellt werden. Dieser Tastkopf<br />

beinhaltet den eigens entwickelten Phoenics<br />

ASIC für Tastköpfe und verfügt über<br />

die Bandbreiten 3,5/5/7 GHz und bietet für<br />

diesen Frequenzbereich eine hohe Linearität.<br />

Die PVA8000-Serie beinhalten unterschiedliche<br />

Tastkopfspitzen, welche einfach und<br />

schnell für die jeweilige Anwendung ausgetauscht<br />

werden können. Zum Beispiel bietet<br />

die handgeführte Variante ein differenziellen<br />

und eine single-ended Version an. Bei der<br />

differenziellen Version kann der Abstand<br />

der Spitzen schnell eingestellt werden.<br />

Außerdem kann man drei unterschiedliche<br />

Abstände abgespeichern und automatisch<br />

per Knopfdruck abrufen. Die Tastköpfe<br />

haben integrierte Farb-LEDs, die dieselbe<br />

Farbe anzeigen wie der Kanaleingang am<br />

DS70000, um einen besseren Überblick bei<br />

den Tests zu gewähren.<br />

■ Rigol Technologies, Co., LTD<br />

info-europe@rigol.com<br />

www.rigol.eu<br />

16 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Messtechnik<br />

End-to-End-Spitzen-IP-Datendurchsatz von<br />

10 Gbps im Downlink<br />

und 256QAM-Modulation zum<br />

Einsatz kommen.<br />

Rohde & Schwarz hat den<br />

nächsten Durchbruch bei der<br />

5G-Datenleistung bekanntgegeben:<br />

Mit Unterstützung von<br />

Qualcomm Technologies, Inc.,<br />

hat das Unternehmen mit seiner<br />

R&S CMX500 5G-Tester-Plattform<br />

eine End-to-End-(E2E)-<br />

IP-Datenleistung von 10 Gbps<br />

validiert. Der Aufbau basierte<br />

dabei auf dem Snapdragon X65<br />

5G Modem-RF System, dem<br />

weltweit ersten Modem-HF-System<br />

entsprechend 3GPP Release<br />

16, das mit einem Qualcomm<br />

QTM545 mmWave-Antennenmodul<br />

ausgestattet ist.<br />

Rohde & Schwarz erzielte diese<br />

bahnbrechenden Ergebnisse<br />

mit dem R&S CMX500 5G<br />

Radio Communication Tester<br />

auf Basis einer Netzwerksimulation<br />

für 3GPP Release 16 5G<br />

New Radio Dual Connectivity<br />

(NR-DC). Bei der Simulation<br />

werden zwei Zellgruppen gleichzeitig<br />

verbunden, von denen eine<br />

das Spektrum im Frequenzbereich<br />

1 (FR1) und die andere<br />

im Frequenzbereich 2 (FR2,<br />

Millimeterwellen) nutzt. Der<br />

FR1-Träger erstreckt sich über<br />

die volle Bandbreite von 100<br />

MHz. Es werden eine MIMO<br />

4x4-Antennenkonfiguration<br />

und 256QAM-Modulation verwendet.<br />

Acht zusätzliche Komponententräger<br />

werden in FR2<br />

kombiniert, wofür MIMO 2x2<br />

Die Demonstration umfasste<br />

mehrere Testfälle, die einen<br />

hohen Datendurchsatz im Downlink<br />

über die IP-Schicht unter<br />

Verwendung verschiedener<br />

Konfigurationsmodi der unteren<br />

Schichten des 5G-Protokollstapels<br />

wie Radio Link Control<br />

(RLC) im Unacknowledged<br />

Mode (UM) und Acknowledged<br />

Mode (AM) verifizierten. Mit<br />

diesen Konfigurationsmodi war<br />

es möglich, reale IP-Daten über<br />

die Mobilfunkverbindung zu<br />

übertragen, sodass zum ersten<br />

Mal überhaupt eine derartige<br />

Performance mit realen IP-End-<br />

2-End-Daten umgesetzt werden<br />

konnte. Zuvor wurde der Durchsatz<br />

lediglich auf dem tiefer liegenden<br />

5G-Protokollstapel des<br />

Modems verifiziert. Dies eröffnet<br />

eine neue Ära der 5G-Datenübertragung,<br />

die in Zukunft eMBB-<br />

Anwendungsfälle wie 4K- und<br />

8K-Videostreaming oder Augmented-Reality-Anwendungen<br />

unterstützen soll.<br />

■ Rohde & Schwarz<br />

GmbH & Co. KG<br />

www.rohde-schwarz.com<br />

Fachbücher für die<br />

Praxis<br />

Digitale<br />

Oszilloskope<br />

Der Weg zum<br />

professionellen<br />

Messen<br />

Joachim Müller<br />

Format 21 x 28 cm, Broschur,<br />

388 Seiten,<br />

ISBN 978-3-88976-168-2<br />

beam-Verlag 2017, 24,95 €<br />

Ein Blick in den Inhalt zeigt,<br />

in welcher Breite das Thema<br />

behandelt wird:<br />

• Verbindung zum Messobjekt<br />

über passive und aktive<br />

Messköpfe<br />

• Das Vertikalsystem – Frontend<br />

und Analog-Digital-Converter<br />

• Das Horizontalsystem –<br />

Sampling und Akquisition<br />

• Trigger-System<br />

• Frequenzanalyse-Funktion – FFT<br />

• Praxis-Demonstationen:<br />

Untersuchung von Taktsignalen,<br />

Demonstration Aliasing, Einfluss<br />

der Tastkopfimpedanz<br />

• Einstellungen der Dezimation,<br />

Rekonstruktion, Interpolation<br />

• Die „Sünden“ beim<br />

Masseanschluss<br />

• EMV-Messung an einem<br />

Schaltnetzteil<br />

• Messung der Kanalleistung<br />

Weitere Themen für die<br />

praktischen Anwendungs-Demos<br />

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

Tastköpfe, Demonstration der<br />

Blindzeit, Demonstration FFT,<br />

Ratgeber Spektrumdarstellung,<br />

Dezimation, Interpolation,<br />

Samplerate, Ratgeber: Gekonnt<br />

triggern.<br />

Im Anhang des Werks<br />

findet sich eine umfassende<br />

Zusammenstellung der<br />

verwendeten Formeln und<br />

Diagramme.<br />

18 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong><br />

Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de<br />

oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de


Messtechnik<br />

Mehr Funktionen für die TimeKeeper-<br />

Plattform<br />

Ihr Partner für<br />

EMV und HF<br />

Messtechnik-Systeme-Komponenten<br />

AVIONIK-PRÜFTECHNIK<br />

& FUNKMESSPLÄTZE<br />

GNSS-Simulatoren<br />

Testsysteme für Füllstandsmesser<br />

Transponder & Interrogator Tester<br />

Funkmessplätze (BOS, TETRA)<br />

Testsysteme für Höhenmesser<br />

Nav/Comm Tester<br />

In Partnerschaft mit FSMLabs bietet Keysight<br />

Technologies TimeKeeper eine unternehmenstaugliche<br />

Plattform für Taktsynchronisation,<br />

Überwachung und Zeitverteilung,<br />

die zeitkritische Anwendungen,<br />

Geräte und Infrastrukturen verwaltet und<br />

überwacht.<br />

Hintergrund: Genaue und synchronisierte<br />

Zeitangaben spielen in Unternehmen, Behörden<br />

und kritischen Infrastrukturanwendungen<br />

eine entscheidende Rolle. Organisationen<br />

in stark regulierten Branchen wie<br />

dem Finanzmarkt und dem Bankwesen<br />

benötigen genaue Zeitstempel auf Bruchteile<br />

einer Mikrosekunde genau. Darüber<br />

hinaus wird die zeitliche Präzision aufgrund<br />

des Zusammenhangs zwischen Zeit und<br />

Cybersicherheit zunehmend von den Behörden<br />

überprüft. Kürzlich hat die US-Behörde<br />

für Cybersicherheit und Infrastruktursicherheit<br />

(CISA) ein Dokument mit Zeitrichtlinien<br />

für Betreiber von Unternehmensnetzwerken,<br />

Chief Information Officers (CIOs)<br />

und Chief Information Security Officers<br />

(CISOs) herausgegeben, um Lücken in der<br />

Testpraxis für Zeitangaben, das Bewusstsein<br />

für zeitbezogene Systemprobleme und deren<br />

Zusammenhang mit der Cybersicherheit zu<br />

thematisieren.<br />

„Diese Partnerschaft mit Keysight Technologies<br />

beschleunigt die Einführung von<br />

TimeKeeper, der Zeitsynchronisationsund<br />

Zeitverteilungsplattform der Unternehmensklasse<br />

von FSMLabs, weiter“, so<br />

Cort Dougan, CEO von FSMLabs. „Unser<br />

Fachwissen im Bereich der Zeitsynchronisationstechnologien,<br />

gepaart mit dem hervorragenden<br />

weltweiten Vertrieb und Support<br />

von Keysight, erweitert die Reichweite<br />

dieser einzigartigen Technologie und bietet<br />

den Kunden von Keysight Zugang zu fortschrittlichen<br />

Zeitsynchronisationsfunktionen<br />

für zeitkritische Anwendungen.“<br />

TimeKeeper ist als Software-as-a-Service<br />

(SaaS) verfügbar und erweitert das Portfolio<br />

von Keysight um Tests der zeitlichen<br />

Präzision und Latenzanalysen für die folgenden<br />

Lösungen:<br />

• Network Emulator<br />

Dieser ermöglicht es Anwendern, die<br />

Anwendungsleistung im Zusammenhang<br />

mit Netzwerkverzögerungen genau zu testen,<br />

indem im Labor realistische Netzwerkbedingungen<br />

mit Geschwindigkeiten von 1<br />

bis 100 Gbit/s emuliert werden.<br />

• TradeVision<br />

Netzwerk- und Marktdatenanalyselösung,<br />

die es den Nutzern ermöglicht, die Latenz<br />

der weltweiten Handelsinfrastruktur in Echtzeit<br />

zu überwachen und die Leistung von<br />

Handelsanwendungen zu verbessern<br />

• Metronome Timing System<br />

skalierbare Zeitverteilungsplattform, die<br />

zeitsynchrone Tests von komplexen, verteilten<br />

Netzwerken und zeitkritischen Anwendungen<br />

ermöglicht<br />

• IxNetwork<br />

Netzinfrastruktur-Leistungstestlösung, mit<br />

der Nutzer die Skalierbarkeit, Genauigkeit,<br />

Fehlerbehebung und Korrekturalgorithmen<br />

für IEEE 1588v2 PTP Transparent- und<br />

Boundary-Clocks testen können<br />

■ Keysight Technologies<br />

www.keysight.com<br />

POSITIONING - TIMING -<br />

NAVIGATION<br />

GPS/GNSS Simulatoren<br />

Störsignal-Simulatoren<br />

Enterprise NTP Server<br />

HF- & MIKROWELLEN-<br />

MESSTECHNIK<br />

Puls- & Signalgeneratoren<br />

Feldmessung<br />

Netzwerkanalysatoren<br />

Spektrumanalysatoren<br />

Leistungsmessköpfe<br />

HF-Schaltfelder<br />

Taktgeber Oszillatoren<br />

PTB Masterclocks<br />

HF- & MIKROWELLEN-<br />

KOMPONENTEN<br />

Hohlleiterkomponenten bis 325 GHz<br />

HF-Komponenten bis 100 GHz<br />

RF-over-Fiber<br />

Kalibrierkits<br />

Subsystem<br />

Verstärker<br />

Schalter<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 19<br />

Tel. 089-895 565 0 * Fax 089-895 565 10<br />

E-Mail: info@emco-elektronik.de19<br />

Internet: www.emco-elektronik.de


Grundlagen<br />

Der SFDR in Multioktaven-Breitband-<br />

Digitalempfängern (Teil 2)<br />

Die Entwicklung von Breitband-Digitalempfängern bringt neue Herausforderungen mit sich.<br />

Große Aufmerksamkeit verlangt z.B. der Dynamikbereich.<br />

Kompromisse bei Verarbeitungsbandbreite und System-<br />

Performance<br />

Zum Einfluss der Beziehung zwischen Dezimierung M und FFT<br />

N auf Performance-Attribute mit hoher Priorität:<br />

Die Latenz ist die Zeit für die Erfassung und Verarbeitung aufeinanderfolgender<br />

spektraler Erfassungen und muss so kurz wie möglich<br />

sein. Viele Systeme erfordern deshalb einen Betrieb nahezu<br />

in Echtzeit. Dies erfordert, dass M × N so klein wie möglich ist.<br />

Mit zunehmender FFT-Größe verbessert sich die spektrale Auflösung<br />

und das Grundrauschen sinkt, da das gesamte Rauschen<br />

über mehr Bins verteilt wird. Der Kompromiss ist die Erfassungszeit,<br />

die von großer Bedeutung und einfach ist:<br />

Die minimale detektierbare Impulsbreite (PW) legt die minimal<br />

zulässige ZF-Kanalbandbreite fest, da sich der Spektralinhalt eines<br />

Kurzzeitimpulses über ein relativ breiteres Frequenzband erstreckt.<br />

Wenn die ZF-Kanalbandbreite zu schmal ist, wird der Spektralinhalt<br />

des Signals abgeschnitten und der Kurzzeitimpuls wird nicht<br />

richtig erkannt. Die minimale ZF-BW, die das maximal zulässige<br />

M festlegt, muss folgende Kriterien erfüllen:<br />

Die spektrale Auflösung und die Empfindlichkeit verbessern<br />

sich, wenn der FFT-Bin schmaler wird, was eine Erhöhung von<br />

N erfordert. Längere Pulsbreiten und PRIs erfordern eine feinere<br />

Auflösung, um engere Spektrallinien aufzulösen, was ein größeres<br />

N für eine korrekte Erkennung bedeutet. Eine Erhöhung von<br />

Parameter Pulsed Doppler Radar Pulsed Radar<br />

PW short, 100 ns longer, 10 µs<br />

PRI short, 1 µs longer, 1 ms<br />

PRF high, 1 MHz low, 1 kHz<br />

Duty Cycle mid/high, 10% mid/low, 1%<br />

Decimation M low, 256 high, 1536<br />

FFT Length N low, <strong>12</strong>8 bis 5<strong>12</strong> high, 16,384 bis<br />

65,536<br />

Time quick, 2 bis 9 µs longer, 2 bis 7 ms<br />

Sensitivity lower, -91 dBFS higher, -<strong>12</strong>0 dBFS<br />

Tabelle 1: Vergleich von gepulstem Doppler-Radar und gepulstem Radar<br />

N verbessert die Auflösung der Spektrallinien, aber nur innerhalb<br />

der durch M definierten ZF-Bandbreite.<br />

Wenn eine zu hohe Dezimierung verwendet wird, verbessert eine<br />

Erhöhung von N die spektrale Auflösung innerhalb der durch M<br />

festgelegten ZF-BW, kann aber die fehlende Signalbandbreite<br />

nicht wiederherstellen. Ein Impulsfolge mit einer Impulsbreite<br />

unterhalb der Mindestimpulsbreite des Empfängers hat z.B. eine<br />

Sinc-Funktion im Frequenzbereich, deren Hauptkeule die Dezimationsbandbreite<br />

überschreitet. Das Erhöhen von N hilft bei der<br />

Auflösung der PRF der Impulsfolge, trägt aber nicht zur Auflösung<br />

der Impulsbreite bei; diese Information geht verloren. Die einzige<br />

Lösung besteht darin, die Dezimierung M zu verringern und die<br />

ZF-Bandbreite zu erhöhen.<br />

Bild 6: Schnelle Erfassung einer<br />

für das gepulste Dopplerradar<br />

typischen Impulsfolge mit geringer<br />

Impulsbreite und hoher PRF<br />

Analog Devices Inc.<br />

www.analog.com<br />

20 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Grundlagen<br />

Bild 7: Eine längere FFT eines<br />

gepulsten Doppler-Beispiels zur<br />

Auflösung von Spektrallinien<br />

Decimation, FFT und Detektion von Impulsfolgen<br />

EW-Breitband-Digitalempfänger verbringen einen Großteil ihrer<br />

Zeit mit dem De-Interleaving, der Identifizierung und der Verfolgung<br />

gleichzeitig auftretender Radarimpulsfolgen. Trägerfrequenz,<br />

Pulsbreite und Pulswiederholungsintervall (PRI) sind Radarsignaturen,<br />

die entscheidend sind, um herauszufinden, wer wer ist.<br />

Sowohl der Zeit- als auch der Frequenzbereich werden in Erkennungsschematas<br />

verwendet [9]. Ein übergeordnetes Ziel ist es, die<br />

Impulsfolgen in einer möglichst kurzen Zeitspanne zu erfassen,<br />

zu verarbeiten und darauf zu reagieren. Der Dynamikbereich ist<br />

entscheidend, da der EW-Empfänger gleichzeitig mehrere weit<br />

entfernte Ziele verfolgen muss, während er mit hochenergetischen<br />

Störimpulsen bombardiert wird.<br />

FFT-Beispiele für Impulsfolgen<br />

Betrachten wir zwei Beispiele für Impulsfolgen. Das erste stellt ein<br />

gepulstes Doppler-Radar dar, das eine sehr kurze PW (100 ns) bei<br />

10% Tastverhältnis aufweist, was zu einer sehr hohen PRF führt.<br />

Das zweite simuliert ein gepulstes Radar mit vergleichsweise längerem<br />

PW und PRI (geringeres Tastverhältnis, geringere PRF).<br />

Die zugehörigen Diagramme und Tabellen veranschaulichen den<br />

Einfluss der Dezimierung M und der FFT-Länge N auf die Zeit,<br />

die Empfindlichkeit (Grundrauschen) und die spektrale Auflösung.<br />

Tabelle 1 fasst die Parameter zum einfachen Vergleich zusammen.<br />

Die fiktiven Werte repräsentieren keine spezifischen Radargeräte,<br />

liegen aber dennoch in einer realistischen Größenordnung [10].<br />

Der Punkt hier ist, dass M und N keine Einheitsgröße sind, und<br />

ausgefeilte Erkennungsalgorithmen und parallele Kanalisierungsschemata<br />

in einem gegebenen EW-Empfänger können eine große<br />

Bandbreite von Werten für jeden verwenden. Der EW-Empfänger<br />

muss in der Lage sein, beide Signale zu erkennen, wahrscheinlich<br />

sogar gleichzeitig (hier nicht gezeigt), weshalb eine schnelle,<br />

anpassungsfähige Konfigurierbarkeit wichtig ist. Dynamikbereich<br />

Bild 8: Schnelle Erfassung einer<br />

längeren Pulsfolge mit niedriger<br />

PRF, die für gepulste Radargeräte<br />

typisch ist<br />

22 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


0.1 MHZ TO 18 GHZ<br />

Power Amplifiers<br />

50+ Models to 100W<br />

• Wideband covering up to 4 octaves<br />

• Rugged designs with extensive built-in protections<br />

• Stocked for immediate shipment<br />

DISTRIBUTORS


Grundlagen<br />

Bild 9: Eine längere FFT des<br />

gepulsten Beispiels zur Auflösung der<br />

Spektrallinien<br />

und Empfindlichkeit sind direkt von den zu erfassenden Impulsattributen<br />

abhängig.<br />

Beispiel: Digitaler Breitbandempfänger erfasst Signale vom<br />

gepulstem Doppler-Radar<br />

Die folgenden zwei FFTs erfassen ein gepulstes Dopplerszenario.<br />

Die erste FFT in Bild 6 benötigt etwas mehr als zwei Impulszyklen,<br />

um die Impulsbreite des Signals aus der Breite der FFT-Hauptkeule<br />

zu bestimmen. Die Dezimierung M ist auf eine ZF-Bandbreite eingestellt,<br />

die ausreichend breit ist, um die Hauptkeule sowie einige<br />

Nebenkeulen zu erfassen. Die Reaktionszeit ist sehr schnell. Der<br />

Preis für die schnelle Reaktionszeit ist ein schlechteres Grundrauschen<br />

und eine schlechtere spektrale Auflösung. Beachten Sie,<br />

dass aufgrund der mangelnden spektralen Auflösung keine PRI-<br />

Informationen in der FFT verfügbar sind. Die zweite FFT in Bild<br />

7 zeigt ein verbessertes Grundrauschen und eine bessere spektrale<br />

Auflösung, wenn die Abtastlänge N (und die Zeit) erhöht wird. M<br />

bleibt gleich. Bei etwa neun Impulszyklen verbessert sich die spektrale<br />

Auflösung genug, um den PRI (1/PRF) aus der FFT zu bestimmen.<br />

Das Grundrauschen ist zwischen den Nebenkeulen zu sehen.<br />

Beispiel: Digitaler Breitbandempfänger erfasst Signale vom<br />

gepulstem Radar<br />

Die folgenden zwei FFTs erfassen ein breiteres gepulstes Szenario.<br />

Der viel breitere PRI bzw. die geringere Impulsdichte im<br />

gepulsten Radarbeispiel in Bild 8 erfordert ein viel höheres N.<br />

Die Einstellung von M ist völlig systemabhängig. Wenn der kurze<br />

Impuls gleichzeitig mit dem langen Impuls im gleichen ZF-Kanal<br />

detektiert werden muss, dann muss M so eingestellt werden, dass<br />

es die spektrale Bandbreite des kurzen Impulses berücksichtigt<br />

und kann nicht erhöht werden. Für sich allein betrachtet benötigt<br />

der lange Impuls eine geringere ZF-Bandbreite, so dass M höher<br />

eingestellt werden kann, um das Kanalrauschen und die daraus<br />

resultierende Empfindlichkeit zu verbessern. Die benötigte Erfassungszeit,<br />

bzw. FFT-Länge N, ist jedoch wesentlich länger. Daher<br />

ist es wahrscheinlich, dass der Erkennungsalgorithmus Zwischenentscheidungen<br />

für das Szenario mit dem kurzen Impuls treffen<br />

möchte, während das System ein ausreichend hohes N zur Auflösung<br />

des langen Impulses erfordert.<br />

Das zweite Langimpuls-FFT-Beispiel in Bild 9 zeigt, wie die lange<br />

PRI (niedrige PRF) zu sehr engen Spektrallinien führt, was eine<br />

sehr geringe FFT-Bin-Größe oder Auflösungsbandbreite erfordert.<br />

Bild 10: Beispiel für ein HF-Frontend mit geschaltetem Hochempfindlichkeits- und Bypass-Modus<br />

24 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


0.05 MHZ TO 43.5 GHZ<br />

High-Frequency<br />

Amplifiers<br />

Ultra-Wideband Performance<br />

Wide range of features for almost any requirement:<br />

• High gain, up to 45 dB<br />

• Noise figure as low as 1.7 dB<br />

• Output power up to 0.5W<br />

• Rugged designs with built-in protections<br />

• Wide DC input voltage range<br />

• Coming soon: new designs through E-band!<br />

DISTRIBUTORS


Grundlagen<br />

Mode G (dB) NF (dB) IIP2<br />

(dBm)<br />

High<br />

Sense<br />

Der Kompromiss ist ein noch höherer Zeitbedarf (FFT N). Ein<br />

Vorteil ist eine noch bessere Empfindlichkeit.<br />

Frontend des digitalen Empfängers unter Verwendung von<br />

kaskadierten ADCs<br />

Wenn die Ziele für den Dynamikbereich und die Empfindlichkeit<br />

festgelegt sind, muss ein HF-Frontend mit einem digitalen Datenwandler<br />

gepaart werden. Das optimale HF-Frontend stellt die Empfängerempfindlichkeit<br />

(NF) ein und führt die erforderliche spektrale<br />

Signalkonditionierung mit genügend Linearitätsspielraum durch,<br />

damit die ADC-Performance die Empfänger-IP3 und IP2 einstellen<br />

kann. Die HF-Verstärkung des Frontends wird typischerweise so<br />

eingestellt, dass sie gut genug ist, um die erforderliche kaskadierte<br />

NF zu erreichen, da eine darüberhinausgehende Verstärkung im<br />

Allgemeinen den Dynamikbereich beeinträchtigt und vermieden<br />

wird. Es ist sträflich, wenn das Frontend den Dynamikbereich einschränkt<br />

und die ADC-Fähigkeit unbeachtet bleibt!<br />

Ein hilfreicher Trick ist, die ADC-Performance-Zahlen in äquivalente<br />

HF-Kaskadenparameter umzurechnen und den ADC wie<br />

eine HF-Blackbox zu behandeln. Einige Faustregeln:<br />

Dabei ist P RF (dBm) der ADC-Eingangs-HF-Pegel, bei dem die<br />

Pegel IMD3 und IMD2 gemessen werden. Beachten Sie, dass die<br />

kaskadierte System NF entsprechend der Kombination aus Frontend<br />

und ADC dem breitbandigen Rauschen vor der Anpassung<br />

an die Prozessverstärkung entspricht.<br />

Design-Beispiel Frontend mit ADC-Kaskade<br />

Es folgt als Beispiel eine Kaskadenanalyse unter Verwendung des<br />

in Bild 10 gezeigten Frontends. Diese Kaskade profitiert von den<br />

neuesten ADI-Produktveröffentlichungen im HF-Katalog, darunter:<br />

• ADMV8818, breitbandiges programmierbareres Hoch-/Tiefpassfilter<br />

• ADRF5730, Breitband-HF-SOI-Digital-Dämpfungsglied<br />

• ADRF5020, Breitband-HF-SOI-SPDT<br />

IIP3<br />

(dBm)<br />

• ADL8104, ultrahoher IP2-Breitband-HF-Verstärker<br />

• AD9082, MxFE 4× DAC (<strong>12</strong> GSPS) + 2× ADC (6 GSPS)<br />

IP1dB<br />

(dBm)<br />

10 15 31 17 5<br />

Bypass -14 14 75 40 25<br />

Tabelle 2: Beispiel HF-Frontend-Black-Box, Parameter für die zwei Modes<br />

Zusätzlich verfügt die Kaskade über einen Breitband-HF-Limiter<br />

mit 200 W und eine feste Filterung mit hohem Q-Faktor im kleinen<br />

Format, die bei ADI entwickelt wurden.<br />

Eine uralte Technik zur Erhaltung des Dynamikbereichs besteht<br />

darin, zwischen einem High-Sense-Modus für niedrigere Eingangssignale<br />

und einem Bypass-Modus für höhere Eingangssignale zu<br />

wechseln. Wie in Tabelle 2 dargestellt, begünstigt der High-Sense-<br />

Pfad die NF-Performance, und der Bypass-Pfad räumt eine höhere<br />

NF zugunsten einer höheren Linearität (IP2 und IP3) ein. Die Leistungstabellen<br />

verdeutlichen diesen Vorteil.<br />

Tabelle 3 vergleicht die Frontend- und ADC-Black-Box-Parameter<br />

sowie die resultierende Gesamtleistung der Kaskade.<br />

Im High-Sense-Modus ist der begrenzende Faktor für den Dynamikbereich<br />

das Grundrauschen, weshalb die kaskadierte NF Vorrang<br />

hat. Die Front-End-Rauschzahl hängt hauptsächlich von der<br />

Einfügungsdämpfung der Front-End-Filterung ab, die für die Störerunterdrückung<br />

erforderlich ist (in diesem Beispiel werden 6 dB<br />

Verlust veranschlagt). Diese Vorfilterung muss vor dem Verstärker<br />

sitzen, um wirksam zu sein, da der Verstärker Multisignal-IMD-<br />

Produkte erzeugt.<br />

Im Bypass-Modus profitieren wir von der extrem hohen Linearität<br />

der SOI-Technologie. Hier gibt es keine Tricks, da die begrenzte<br />

Linearität des Verstärkers einfach zugunsten einer höheren Linearität,<br />

niedrigeren Verstärkung und höheren NF ausgeschaltet wird.<br />

Breitband-Digital-Receiver – Design-Ergebnisse und Optimierung<br />

des digitalen Breitbandempfängers<br />

Die folgenden Leistungskennfelder sind Empfindlichkeitsanalysen,<br />

die den momentanen störungsfreien Dynamikbereich (DR,<br />

dB) für unterschiedliche Kriterien anzeigen:<br />

• Verarbeitungsbandbreite und HF-Eingangspegel<br />

• HF-Frontend IIP2 und HF-Eingangspegel<br />

• HF-Frontend NF und HF-Eingangspegel<br />

Jedes Szenario wird für den hochempfindlichen und den Bypass-<br />

Pfad aufgeführt. Die Kästen kennzeichnen günstige Betriebsbereiche.<br />

Die Tabellen geben den Dynamikbereich (SFDR) oder den<br />

Parameter<br />

RF<br />

Frontend<br />

ADC Overall Units<br />

Full Scale – -6.5 – dBm<br />

NSD – -148 – dBFS/Hz<br />

– – -154.5 – dBFS/Hz<br />

Gain 10 0 – dB<br />

NF 15 19.5 16.1 dB<br />

IIP2 31 35 21.5 dBm<br />

IIP3 17 20 9.2 dBm<br />

Pi -40 -30 – dBm<br />

PN – – -91.2 dBm<br />

Parameter<br />

RF Frontend<br />

ADC Overall Units<br />

Full Scale – -6.5 – dBm<br />

NSD – -148 – dBFS/Hz<br />

– – -154.5 – dBFS/Hz<br />

Gain -14 0 – dB<br />

NF 14 19.5 33.5 dB<br />

IIP2 75 35 48.6 dBm<br />

IIP3 40 20 33 dBm<br />

Pi -15 -29 – dBm<br />

PN – – -97.8 dBm<br />

Tabelle 3: Beispiel High Sense (oben) und Bypass (unten) Performance der<br />

Kaskade; die Overall-Spalte zeigt das kaskadierte HF-Frontend plus ADC All-In<br />

Performance<br />

26 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


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Grundlagen<br />

Bild 11: Momentaner störungsfreier Dynamikbereich (DR) in Abhängigkeit von HF-Eingangspegel (P in ) und<br />

Verarbeitungsbandbreite (B v ); hohe Empfindlichkeit (oben) und Bypass-Modus (unten)<br />

Abstand bis zum Grundrauschen<br />

oder der höchsten IMD-Spur für<br />

einen gegebenen maximalen Eingangssignalpegel<br />

Pin an. In jeder<br />

der Tabellen sind die statischen<br />

Variablen gemäß den vorherigen<br />

Kaskadenparametern eingestellt.<br />

Wie bereits beschrieben,<br />

hängt der in Bild 11 gewählte<br />

Bv-Wert von den Zielen der<br />

Wellenformerkennung ab. Ein<br />

niedriger B v -Wert verringert das<br />

Grundrauschen und verbessert<br />

den Dynamikbereich bei niedrigen<br />

P in -Werten, allerdings auf<br />

Kosten einer langsameren FFT.<br />

Umgekehrt erhöhen hohe B v -<br />

Werte das Grundrauschen, und<br />

Bild <strong>12</strong>: Unmittelbarer störfreier Dynamikbereich (DR) in Abhängigkeit vom HF-Eingangspegel (P in ) und vom<br />

referenzierten HF-Frontend-Eingang IP2; hohe Empfindlichkeit (oben) und Bypass-Modus (unten)<br />

eine schlechte Empfindlichkeit<br />

begrenzt den Dynamikbereich.<br />

Der wahrscheinliche Betriebsbereich<br />

liegt bei der Balance<br />

dazwischen.<br />

Bild <strong>12</strong> veranschaulicht, dass bei<br />

niedrigen Pin-Pegeln der IIP2<br />

irrelevant ist, da die Empfindlichkeit<br />

den Dynamikbereich<br />

bestimmt. Die Performance im<br />

mittleren Leistungsbereich ist am<br />

empfindlichsten gegenüber IIP2.<br />

Eingangsleistungspegel im mittleren<br />

Bereich dürften die meisten<br />

Anwendungsfälle umfassen, und<br />

mit steigender Pin in Richtung<br />

des hohen Sense-to-Bypass-<br />

Umschaltpunkts ist die Linearität<br />

des Verstärkers, insbesondere<br />

IP2, von entscheidender Bedeutung.<br />

Der überragende IP2 des<br />

ADL8104 zeichnet sich in diesem<br />

wichtigen mittleren Bereich<br />

aus und erhält die Performance<br />

im hohen Dynamikbereich. Der<br />

höhere IIP2 des Bypass-Modus´<br />

ermöglicht, die Betriebszonenbox<br />

nach unten zu verschieben,<br />

um dem besten Dynamikbereich<br />

zu folgen.<br />

Bild 13 zeigt, dass für große<br />

Verbesserungen der NF, die<br />

sehr kostspielig für SWaP-C<br />

und Linearität sein können,<br />

eine abnehmende Rendite des<br />

Dynamikbereichs bei Verwendung<br />

eines mittleren B v -Wertes<br />

besteht. Damit sich eine niedrigere<br />

NF auszahlt, muss B v mit<br />

ihr sinken und die damit verbundenen<br />

Kompromisse müssen<br />

toleriert werden. Der High-<br />

Sense-Modus schneidet mit<br />

einer NF im Bereich von 10 bis<br />

15 dB gut ab. Für den Bypass-<br />

Modus zeigt sich, dass die hohe<br />

NF angesichts des Vorteils für<br />

die Linearität ein williger Kompromiss<br />

ist. Idealerweise kann<br />

die NF im Bypass-Modus im<br />

Bereich von 20 bis 25 dB gehalten<br />

werden. Eine bessere NF im<br />

Bypass-Modus hilft dem Dynamikbereich<br />

nicht, da wir IMDlimitiert<br />

sind.<br />

Zusammenfassung<br />

Die unmittelbar bevorstehende<br />

Entwicklung in der elektronischen<br />

Kriegsführung hin zu<br />

HF-Tunern mit mehreren Oktaven<br />

und unmittelbaren Band-<br />

28 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Grundlagen<br />

Bild 13: Momentaner störungsfreier Dynamikbereich (DR) vs. HF-Eingangspegel (P in ) und HF-Frontend-Rauschzahl<br />

(NF); hohe Empfindlichkeit (oben) und Bypass-Modus (rechts)<br />

breiten im Multi-GHz-Bereich<br />

sowie zu breitbandigen digitalen<br />

Empfängern führt zu IMD2-<br />

Effekten, die den Dynamikbereich<br />

herausfordern. Die heutige<br />

Betrachtung von SFDR in<br />

Bezug auf IMD3 wird sich auf<br />

IMD2 ausweiten, und der Entwickler<br />

wird sowohl die SFDR2-<br />

als auch die SFDR3-Gleichung<br />

verwenden. Das Grundrauschen<br />

des Systems ist dynamisch, da<br />

sich die Verarbeitungsbandbreite<br />

je nach Wellenformerkennung<br />

und Zeitanforderungen während<br />

des Betriebs ändert. Beim<br />

Entwurf des optimalen Rauschflurs<br />

definieren die Dezimierung<br />

M und die FFT-Tiefe N zusammen<br />

die FFT-Bin-Breite, doch<br />

haben sie jeweils eigene wichtige<br />

Auswirkungen, die berücksichtigt<br />

werden müssen. Es werden<br />

Beispiel-Impulsfolgen-FFTs<br />

mit unterschiedlichen M und N<br />

gezeigt. Da sich die ADC-Leistung<br />

verbessert, ist das Frontend<br />

weiterhin auf hochlineare<br />

Breitband-HF-Komponenten mit<br />

30 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Grundlagen<br />

abstimmbaren Attributen und<br />

Frequenzselektivität angewiesen.<br />

Das Frontend sollte in Kaskade<br />

mit den HF-Eigenschaften<br />

des ADCs entworfen werden.<br />

Der Autor<br />

Benjamin Annino (benjamin.<br />

annino@analog.com) ist Applications<br />

Director für die Aerospace<br />

and Defense Business<br />

Unit bei Analog Devices. Er<br />

kam 2011 zu Hittite Microwave,<br />

bevor er 2014 zu Analog Devices<br />

wechselte. Davor arbeitete er<br />

bei Raytheon an verschiedenen<br />

Radartechnologien. Er hat einen<br />

B.S.E.E. vom Dartmouth College,<br />

einen M.S.E.E. von der<br />

University of Massachusetts-<br />

Lowell und einen M.B.A. von<br />

der University of Massachusetts-<br />

Amherst.<br />

Danksagung<br />

Das Zusammenführen der Konzepte<br />

in diesem Artikel war<br />

eine Teamleistung, bei der ich<br />

viel Hilfe von Kollegen bekam.<br />

Mein Dank geht an Nate Turner,<br />

Brad Hall, Wyatt Taylor, Frank<br />

Murden, Pete Delos, Ed Woertz,<br />

Robin Getz und Travis Collins.<br />

Das Buch „Digital Techniques<br />

for Wideband Receivers“ von<br />

Dr. James Tsui inspirierte und<br />

lieferte einen großen Teil des<br />

Inhalts.<br />

Referenzen<br />

[1] Peter Delos. “A Review of<br />

Wideband RF Receiver Architecture<br />

Options.” Analog Devices,<br />

Inc., February 2017.<br />

[2] Ahmed Ali, Huseyin Dinc,<br />

Paritosh Bhoraskar, Scott<br />

Bardsley, Chris Dillon, Mohit<br />

Kumar, Matthew McShea, Ryan<br />

Bunch, Joel Prabhakar, and Scott<br />

Puckett. “A <strong>12</strong>b 18GS/s RF<br />

Sampling ADC with an Integrated<br />

Wideband Track-and-Hold<br />

Amplifier and Background Calibration.”<br />

2020 IEEE International<br />

Solid-State Circuits Conference,<br />

February 2020.<br />

[3] AD9213 data sheet. Analog<br />

Devices, Inc., March 2020.<br />

[4] AD9174 data sheet. Analog<br />

Devices, Inc., July 2019.<br />

[5] William F. Egan. Practical<br />

RF System Design. John Wiley<br />

& Sons, April 2003.<br />

[6] James Bao-Yen Tsui. Microwave<br />

Receivers and Related<br />

Components. Peninsula, 1983.<br />

[7] Ian Beavers. “Noise Spectral<br />

Density: A New ADC Metric?”<br />

Analog Devices, Inc., December<br />

2017.<br />

[8] Travis F. Collins, Robin<br />

Getz, Di Pu, and Alexander M.<br />

Wyglinski. Software-Defined<br />

Radio for Engineers. Artech<br />

House, 2018.<br />

[9] James Tsui and Chi-Hao<br />

Cheng. Digital Techniques for<br />

Wideband Receivers. SciTech,<br />

2015.<br />

[10] Duty Cycle. Electronic Warfare<br />

and Radar Systems Engineering<br />

Handbook. Naval Air Systems<br />

Command, April 1997. ◄<br />

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31


Schwerpunkt in diesem Heft:<br />

Antennen<br />

Hochpräzise und ultraleichte Antenne für Drohnen<br />

können Käufer die HC990E mit<br />

einem optionalen Ring zur Befestigung<br />

erhalten.<br />

Die neue HC990E-GNSS-<br />

Antenne von Tallysman ist eine<br />

Helix-Antenne für hochpräzises<br />

Positioning. Dabei deckt das<br />

extrem leichte (<strong>12</strong> g) Full-GNSS<br />

Device sowohl GPS/QZSS-L1/<br />

L2/L5, QZSS-L6, Glonass-G1/<br />

G2/G3 als auch Galileo-E1/E5a/<br />

E5b/E6, BeiDou- B1/B2/B2a/B3<br />

sowie die NavIC-L5-Frequenzbänder<br />

ab. Außerdem verfügt<br />

die HC990E über das satellitebased<br />

augmentation system<br />

(SBAS) für WAAS (North America),<br />

EGNOS (Europe), MSAS<br />

(Japan) oder GAGAN (India)<br />

und beherrscht L-band correction<br />

services. Dadurch eignet<br />

sich die HC990E für sehr viele<br />

verschiedene Anwendungsgebiete,<br />

speziell für Applikationen<br />

mit Fokus auf Aerodynamik wie<br />

Drohnen bzw. Unmanned Aerial<br />

Vehicles (UAV). Außerdem<br />

sind Präzisionslandvermessung,<br />

Asset Tracking sowie Marineund<br />

Avionik-Systeme hervorragende<br />

Einsatzgebiete für die<br />

HC990E. Die HC990E beeindruckt<br />

durch ihre branchenführend<br />

niedrige Stromaufnahme,<br />

ihr ausgezeichnetes Signal-to-<br />

Noise Ratio sowie durch ihre<br />

Systemgenauigkeit. Außerdem<br />

verhindert ihr rauscharmer Verstärker<br />

(LNA) samt integriertem,<br />

Die neue LP400-450-MHz-<br />

Antenne von Smarteq ist ein<br />

hervorragendes Device für<br />

Smart-Metering-Applikationen.<br />

Dank ihres niedrigen<br />

Profils und ihres beständigen,<br />

robusten Designs fügt<br />

verlustarmen Vorfilter Interferenzen,<br />

bspw. durch zellulare<br />

Inband-Signale. Darüber hinaus<br />

sie sich sehr diskret in die<br />

Smart-Metering-Anwendung<br />

ein. Dadurch gewährleistet<br />

sie zudem eine einfache und<br />

schnelle Installation, auch bei<br />

räumlich beschränkten Positionen.<br />

Außerdem arbeitet die<br />

LP400 unabhängig von einer<br />

Groundplane und eignet sich<br />

damit nahezu ideal für die<br />

Montage auf unterschiedlichsten<br />

Oberflächen wie Holz oder<br />

Metall. Ihre ausgezeichnete<br />

RF-Leistung entspricht genau<br />

den industriellen Anforderungen<br />

in Shortrange- und Smart-<br />

Metering-Applikationen.<br />

Die LP400 verfügt über einen<br />

Gewinn von 0 dBd (2,15<br />

dBi) und trotzt auch extremen<br />

Temperaturbedingungen<br />

(-40 bis +85 °C). Ihre moderate<br />

Leistungsaufnahme (5 W)<br />

und ihr geringes Gewicht von<br />

Highlights:<br />

• very low noise preamp<br />

(2.2 dB typ.)<br />

• axial ratio (


Antennen<br />

Ultrabreitband-Antennen für radiale isotrope Messungen<br />

Durch die extrem hohe Bandbreite<br />

von bis zu 18 GHz wird<br />

nur noch eine einzige Antenne<br />

zur kompletten Frequenzüberwachung<br />

benötigt. Breitbandige<br />

Monitoringlösungen<br />

(Konferenzraumüberwachung,<br />

Peilfahrten, Spectrummonitoring,<br />

Multibandüberwachung<br />

etc.) werden so zum Kinderspiel.<br />

Antennenumschalter, mit<br />

dazugehörigem Antennenwald,<br />

gehören der Vergangenheit an.<br />

Durch ihre optionale Sendeleistung<br />

von bis zu 100 W sind<br />

auch breitbandige Sendeapplikationen<br />

bis hin zum reaktiven<br />

Jamming möglich.<br />

Die erfolgreiche Aaronia-Breitbandantennen-Serie<br />

OmniLOG<br />

wird erweitert um die Omni-<br />

Log-Pro-Antennen. Aaronia<br />

bietet die neue Serie in acht<br />

Varianten an. Allen gemeinsam<br />

ist, dass sie aus einer frequenzoptimierten<br />

ultrabreitbandigen<br />

Antenne bestehen, die auch als<br />

Sendeantenne (1 bzw. 100 W)<br />

genutzt werden kann.<br />

Schnell außen installiert<br />

Die kleinen und leichten Antennen<br />

der OmniLog-Pro-Serie<br />

sind alle für den Außenbereich<br />

geeigneten. Ein IP65-zertifiziertes<br />

Antennengehäuse bietet<br />

sicheren Schutz gegen Umwelteinflüsse.<br />

Der Magnet-Antennenfuß<br />

erlaubt eine temporär<br />

fixe Installation, beispielsweise<br />

auf dem Autodach während<br />

Messfahrten.<br />

Die kompletten Kalibrierdaten<br />

(50-MHz-Schritte) für<br />

alle Antennen können von der<br />

Aaronia-Webseite heruntergeladen<br />

werden. Somit sind<br />

die Antennen auch für EMV-<br />

Messungen geeignet.<br />

Bevor eine Antenne die<br />

Aaronia AG verlässt, wird<br />

diese umfangreichen Tests<br />

Die Frequenzübersicht der OmniLog-Pro-Serie deckt alle HF-Quellen bis ins<br />

K-Band ab<br />

und einer strengen Qualitätskontrolle<br />

unterzogen. Dieser<br />

hohe Qualitätsstandard gilt<br />

ausnahmslos für alle Aaronia-<br />

Antenne. Denn alle Breitbandantennen<br />

werden bei Aaronia in<br />

Deutschland entwickelt, individuell<br />

hergestellt und kalibriert.<br />

Dies garantiert höchste Qualitätsstandards,<br />

durch die Aaronia<br />

zwei Jahre Garantie für alle<br />

EMV-Antennen bieten kann.<br />

Features:<br />

• optimal für omnidirektionale<br />

Messungen<br />

• sehr kosteneffektiv<br />

• klein und leicht<br />

• für das Labor und für Außenmessungen<br />

• deckt alle Mobilfunkfrequenzen<br />

ab<br />

• inklusive Magnetfuß<br />

• inklusive typischer<br />

Kalibrierdaten<br />

• Verwendung:<br />

LTE800, ISM868,<br />

GSM900/1800/1900,<br />

DECT, UMTS, WLAN,<br />

Microwave, Bluetooth<br />

■ Aaronia AG<br />

www.aaronia.de<br />

5-in-1-Kombiantenne für raue Umgebungen<br />

Bei der Endrich Bauelemente<br />

Vertriebs GmbH ist die Diamond-5-in-1-Kombiantenne<br />

von Inpaq, Mitglied der Passive<br />

System Alliance, PSA, erhältlich.<br />

Diese ist sowohl für den<br />

Einsatz im Freien als auch für<br />

raue Umgebungen in Innenräumen<br />

geeignet.<br />

Die Antenne unterstützt 4G und<br />

5G im Sub-6-GHz-Frequenzbereich<br />

sowie WiFi und GNSS in<br />

mehreren Bändern (L1/L2/L5/<br />

L6). Der Betriebstemperaturbereich<br />

erstreckt sich von -40 bis<br />

+105 °C. Die Antennenserie ist<br />

resistent gegen Salzsprühnebel,<br />

UV-Strahlung und Feuchtigkeit.<br />

Sie entspricht der Schutzklasse<br />

IP67 und ist damit wasser- und<br />

staubdicht. Mechanische Stöße<br />

und Vibrationen stellen ebenfalls<br />

kein Problem dar.<br />

Die Antenne wird über eine<br />

Schraubbefestigung mit einer<br />

M20-Mutter montiert und ist<br />

damit mechanisch sehr gut beanspruchbar.<br />

Mit den sehr geringen<br />

Abmessungen von 200 x 100<br />

x 31 mm ist sie kaum sichtbar<br />

zu verbauen und fügt sich in<br />

die Umgebung ein. Individuelle<br />

Kabel- und Steckeranpassungen<br />

sind möglich. Ein verlustarmes<br />

Kabel kann ebenso<br />

wie ein Fakra-Stecker für Hochleistungsanwendungen<br />

optional<br />

gewählt werden.<br />

Typische Anwendungsgebiete<br />

liegen in den Bereichen Smart<br />

Building und Smart City, im<br />

Energie-Management und in<br />

der intelligenten Landwirtschaft.<br />

Auch im Bauwesen, speziell<br />

in schweren Fahrzeugen und<br />

Maschinen sowie im Flotten-<br />

Management und im öffentlichen<br />

Verkehr werden die Antennen<br />

eingesetzt. Sie sind ebenfalls<br />

für telematische Systeme sehr<br />

gut geeignet.<br />

■ Endrich Bauelemente<br />

Vertriebs GmbH<br />

www.endrich.com<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 33


Antennen<br />

Mikrowellenantennen und ihre Besonderheiten<br />

In ihren Anfängen nutzte die Mikrowellentechnik zur Energieübertragung Hohlleiter, da besonders<br />

dämpfungsarme HF-Leitungen noch nicht zur Verfügung standen. Auch heute arbeiten Mikrowellenantennen<br />

teilweise mit Hohlleiter-Speisung. Weitere Besonderheiten der Mikrowellenantennen erläutert dieser Beitrag.<br />

© www.itwissen.de<br />

Zunächst werden einige Grundlagen<br />

aufgefrischt, welche für<br />

Mikrowellenantennen besonders<br />

von Bedeutung sind. Dies<br />

erleichtert das Verständnis der<br />

verschiedenen Antennenformen.<br />

Gewinn und Öffnungswinkel<br />

Die geringe Länge der Mikrowellen<br />

von z.B. 3 cm (10 GHz)<br />

erlaubt den Aufbau von Antennen<br />

mit sehr hohem Gewinn.<br />

Denn je größer die Abmessungen<br />

einer Antenne im Vergleich zur<br />

Betriebswellenlänge sind, umso<br />

höher fällt allgemein der Gewinn<br />

aus. Der Gewinn ist der in Dezibel<br />

ausgedrückte Richtfaktor,<br />

vermindert um die Antennenverluste<br />

bzw. multipliziert mit dem<br />

Antennenwirkungsrad als Faktor.<br />

Der Richtfaktor beschreibt<br />

die Richtwirkung im Vergleich<br />

zu einer Bezugsantenne (Kugelstrahler<br />

oder Halbwellendipol).<br />

Doch wie erhält man den Richtfaktor?<br />

Eine vereinfachte, dafür<br />

aber kurze und bündige Herleitung<br />

des Richtfaktors erfolgt<br />

mithilfe der Öffnungswinkel.<br />

Als Öffnungswinkel bezeichnet<br />

man den Winkel zwischen den<br />

beiden Richtungen, bei denen<br />

die abgestrahlte Leistung um 3<br />

dB gegenüber dem Maximum<br />

gesunken ist. Man hat die 3 dB<br />

genommen, weil sie einer Leistungshalbierung<br />

entsprechen<br />

und daher sehr markant sind.<br />

Statt Öffnungswinkel sagt man<br />

daher auch Halbwertsbreite.<br />

Es sollte verständlich sein, dass<br />

Richtfaktor bzw. Gewinn und<br />

Öffnungswinkel eng zusammenhängen.<br />

Je besser die Bündelung,<br />

umso spitzer der Winkel. In der<br />

Regel kennt man den Gewinn,<br />

nicht aber den Richtfaktor. Bei<br />

gut konstruierten Parabolantennen<br />

kann man einen Wirkungsgrad<br />

um 65% ansetzen (Bild<br />

1, Begriffserklärung Spilloverund<br />

Ausleucht-Effizienz folgt),<br />

sodass die Umrechnung näherungsweise<br />

gelingt.<br />

Die Halbwertsbreite einer Parabolantenne<br />

erhält man näherungsweise,<br />

indem man 21°<br />

durch die Frequenz in GHz und<br />

den Durchmesser in m teilt:<br />

Öffnungswinkel = 21°/(f in GHz<br />

x Durchmesser in m)<br />

Für <strong>12</strong> GHz und 0,85 m ergeben<br />

sich rund 2°.<br />

Warum ist nun der Öffnungswinkel<br />

von Bedeutung? Dazu<br />

genügt z.B. ein Blick in den<br />

bereits bemühten Sat-Empfangsbereich.<br />

Betrachten wir zwei<br />

Offset-Parabolantennen:<br />

• 60 cm Durchmesser, Gewinn<br />

36 dBi: Halbwertsbreite 3°<br />

• 1,2 m Durchmesser, Gewinn<br />

42 dB, Halbwertsbreite 1,5°<br />

Die kleine Antenne kann<br />

durch Umwelteinflüsse (Wind,<br />

Erschütterung) in doppelt so<br />

hohem Maße von der Richtung<br />

abgebracht werden wie<br />

die große, ohne dass das Signal<br />

um mehr als die Hälfte in der<br />

Leistung abfällt. Je höher der<br />

Gewinn, umso höher sind die<br />

Anforderungen an die mechanische<br />

Stabilität der Antennenanlage,<br />

um diese auch optimal<br />

nutzen zu können.<br />

Die Wirkfläche<br />

Bild 1: Spillover- und Ausleucht-Effizienz und Gesamteffizienz einer Parabolantenne nach [1]<br />

Die absolute Leistung, welche<br />

eine Empfangsantenne einem<br />

elektromagnetischen Feld entnehmen<br />

kann, wird von der<br />

hypothetischen Wirkfläche und<br />

dem Wirkungsgrad der Antenne<br />

bestimmt. Man stellt sich unter<br />

der Wirkfläche eine senkrecht<br />

zur Einfallsrichtung der Funkwellen<br />

liegende Fläche vor, welche<br />

die gleiche Leistung umfasst,<br />

die dem Feld von der Antenne<br />

bei Leistungsanpassung und<br />

Verlustfreiheit entzogen werden<br />

34 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Antennen<br />

Bild 2: Ein offener Hohlleiter strahlt eingespeiste<br />

Leistung ab [2]<br />

Bild 3: Umwandlung von sphärischer in ebene Phasenfront mit Linse (a) oder Spiegel (b),<br />

HL = Hohlleiter [2]<br />

würde. Darum spricht man auch<br />

von Absorptionsfläche. Bei den<br />

Mikrowellenantennen benutzt<br />

man oft den Ausdruck Apertur<br />

(„strahlende Fläche“). Diese Fläche<br />

ist das Produkt aus quadrierter<br />

Wellenlänge mal Richtfaktor,<br />

geteilt durch <strong>12</strong>,6 (4 π):<br />

Wirkfläche = λ 2 x Richtfaktor/<strong>12</strong>,6<br />

Während man bei Kurzwellenund<br />

UKW-Antennen Schwierigkeiten<br />

hat, sich diese Fläche<br />

vorzustellen, so entspricht die<br />

bei Parabolantennen in etwa der<br />

(ebenen) mechanischen Fläche.<br />

Auch bei anderen Mikrowellen-<br />

Antennenformen lässt sie sich<br />

leicht erkennen.<br />

Die absolute Empfangsleistung<br />

ergibt sich neben der Feldstärke<br />

bzw. Leistungsflussdichte - der<br />

Begriff wird in der Mikrowellentechnik<br />

bevorzugt - lediglich aus<br />

Wirkfläche und Wirkungsgrad.<br />

Daher kann der Praktiker eine<br />

„reale Wirkfläche“ berechnen,<br />

indem er statt des Richtfaktors<br />

den Gewinn als Faktor einsetzt:<br />

reale Wirkfläche = λ 2 x Gewinn<br />

als Faktor/<strong>12</strong>,6<br />

Leistungsflussdichte und<br />

Empfänger-Eingangsleistung<br />

Die flächenbezogene Leistung<br />

bezeichnet man als Leistungsflussdichte<br />

(bzw. Power Flux<br />

Density, PFD). Die Grundeinheit<br />

ist W/m 2 . In der Mikrowellentechnik<br />

treten Empfangspegel in<br />

den Bereichen fW/m 2 oder pW/<br />

m 2 auf. Ein Femtowatt (fW) sind<br />

10 -15 Watt, ein Picowatt (pW)<br />

10 -<strong>12</strong> Watt. Mit solch kleinen<br />

Werten können die Mikrowellen-Empfangsanlagen<br />

durchaus<br />

etwas anfangen. Multipliziert<br />

man die reale Wirkfläche mit der<br />

Bild 4: Abmessungen und Gewinn einer Hornantenne für 10 GHz (3 cm): A 136<br />

mm, B 101 mm, L 155 mm = 20 dBi, A 192 mm, B 142 mm, L 320 mm = 23 dBi<br />

[1]<br />

Leistungsflussdichte, ergibt sich<br />

die elektrische Eingangsleistung<br />

des Empfangssystems (LNB,<br />

Low Noise Block):<br />

P in = reale Wirkfläche x Leistungsflussdichte<br />

Welche elektrische Empfangsleistung<br />

entsteht beispielsweise<br />

mit 5 pW/m 2 und einer 60-cm-<br />

Sat-Schüssel? Das lässt sich mithilfe<br />

von Wirkfläche und Antennenwirkungsgrad<br />

ausrechnen.<br />

Die Wirkfläche lässt sich leicht<br />

abschätzen, sie ist bekanntlich<br />

in etwa so groß wie die Spiegelfläche.<br />

Ein Kreis mit diesem<br />

Durchmesser besitzt eine Fläche<br />

von rund 0,28 m 2 . Der Gewinn<br />

einer solchen Antenne liegt bei<br />

36 dBi. Das bedeutet rund Faktor<br />

4000 (10 36/10 ). Die Wellenlänge<br />

der Sat-Frequenz <strong>12</strong> GHz beträgt<br />

25 mm (Lichtgeschwindigkeit/<br />

Frequenz). Die reale Wirkfläche<br />

ist also<br />

0,025 m x 0,025 mm x 4000<br />

/<strong>12</strong>,6 = rund 0,2 m 2<br />

groß. Der Unterschied zu 0,28<br />

m 2 wird durch den Wirkungsgrad<br />

verursacht.<br />

Multipliziert man die reale Wirkfläche<br />

mit der Leistungsflussdichte,<br />

so erhält man die LNB-<br />

Eingangsleistung:<br />

P in = 5 pW/m 2 x 0,2 m 2 = 1 pW<br />

Hohlleiter in der Mikrowellen-<br />

Antennentechnik<br />

Elektrisch (d.h. im Vergleich<br />

zur Betriebswellenlänge) große<br />

(kleine) Antennen haben also<br />

einen hohen (geringen) Gewinn.<br />

Das trifft auch auf den am Ende<br />

offenen Hohlleiter als Antenne<br />

zu. Wie in Bild 2 dargestellt,<br />

strahlt so einer Einfachst-<br />

Antenne von einem sogenannten<br />

Phasenzentrum aus eine<br />

sogenannte Kugelselektorwelle<br />

(kurz: Kugelwelle) ab. Deren<br />

Feldstärke nimmt mit der Entfernung<br />

linear und deren Leistungsflussdichte<br />

nimmt mit der<br />

Entfernung folglich quadratisch<br />

ab. Eine Erhöhung der Richtwirkung<br />

erreicht man gewissermaßen<br />

durch das Zusammenführen<br />

der entsprechenden auseinanderlaufenden<br />

Strahlen mit sphärischer<br />

Phasenfront in parallele<br />

Strahlenbündel mit ebener Phasenfront.<br />

Man kann sich dabei<br />

durchaus auf die Optik mit ihren<br />

Linsen und Reflektoren (Spiegel)<br />

besinnen, denn diese Elemente<br />

sind analog auch in der Mikrowellentechnik<br />

anwendbar. Dies<br />

will Bild 3 illustrieren.<br />

Mikrowellen<br />

ist ein Trivialname für den<br />

Frequenzbereich elektromagnetischer<br />

Wellen von 1 bis<br />

300 GHz (Wellenlänge von<br />

300 mm bis 1 mm). Manche<br />

Quellen geben auch<br />

den Bereich von 300 MHz<br />

bis 300 GHz an. Etwa Bluetooth-Geräte<br />

kommunizieren<br />

im Frequenzband von<br />

2402 bis 2480 MHz. Dies ist<br />

auch ein ISM-Band (Industrial,<br />

Scientific, Medical).<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 35


Antennen<br />

Bild 5: Zur Nahfelddämpfung bei Parabolantennen, a) Geometrie (Weglängenunterschiede), b) Dämpfung gegenüber<br />

Strahlung auf Zentrum [2]<br />

Die Patch- oder<br />

Mikrostrip-Antenne<br />

hat eine flächenförmige<br />

Geometrie. Im einfachsten<br />

Fall wirkt die Metallfläche<br />

als Resonator, ähnlich wie<br />

bei einer Dipolantenne.<br />

Eine Patch-Antenne entsteht<br />

durch das Anbringen eines<br />

Metallblechs auf einem<br />

isolierenden dielektrischen<br />

Substrat, wie einer Leiterplatte,<br />

mit einer durchgehenden<br />

Metallschicht auf<br />

der entgegengesetzten Seite<br />

des Substrats, die mit Masse<br />

verbunden ist. Daher sind<br />

Patch-Antennen einfach<br />

zu entwerfen und kostengünstig<br />

herzustellen. Häufig<br />

findet man quadratische<br />

oder rechteckige Formen.<br />

Bekannt sind etwa Linsenantennen<br />

in Form von recht aufwendigen<br />

Metallstrukturen; daher<br />

werden sie selten verwendet. Die<br />

einfachste Reflektorantenne ist<br />

immer noch die Parabolantenne.<br />

Wenn es um das Senden geht, ist<br />

dabei der am Ende offene Hohlleiter<br />

der einfachste sogenannte<br />

Erreger (Primärstrahler). Er wird<br />

so im Zentrum des Parabolspiegels<br />

angeordnet, dass sich sein<br />

Phasenzentrum mit dessen elektrischem<br />

Zentrum deckt.<br />

Die kleinste 2,4-GHz-Keramikantenne<br />

Im Prinzip kann man den Querschnitt<br />

eines Hohlleiters auch<br />

stetig aufweiten, um am Ende<br />

eine größere strahlende Fläche<br />

zu erhalten. Das führt zum sogenannten<br />

Hornstrahler. Genauer<br />

gesagt, zu einem Sektor- oder<br />

Pyramidenhorn bei rechteckförmigem<br />

(Bild 3) oder quadratischem<br />

Hohlleiter oder zu einem<br />

Kegelhorn bei einem runden<br />

Hohlleiter. Auch diese Antennenformen<br />

haben nur geringe<br />

Bedeutung.<br />

stammt von dem englischen Hersteller Antenova, heißt Weii,<br />

wurde für portable Consumer-, IoT- und M2M-Applikationen<br />

entwickelte und misst 1 x 0,5 x 0,5 mm. Damit ist es gelungen,<br />

hohe Entkopplung und Frequenzselektivität sowie relativ<br />

hohe mögliche Leistung zu vereinen. Keramikantennen haben<br />

geringe dielektrische Verluste und eine hohe Entkopplung<br />

aus. Der Wirkungsgrad liegt bei 70%. Die Keramikantenne<br />

ist resistent gegenüber umgebungsbedingten Verstimmungen.<br />

Für Linsen- und pyramidenförmige<br />

Hornantennen sind die Öffnungswinkel<br />

für E- und H-Feld<br />

verschieden. Es gelten folgende<br />

Näherungen:<br />

Öffnungswinkel E-Feld = 56°/<br />

elektrische Apertur<br />

Öffnungswinkel H-Feld = 67°/<br />

elektrische Apertur<br />

Die elektrische Apertur ist das<br />

Verhältnis von Apertur zu quadrierter<br />

Wellenlänge bzw. die<br />

in Wellenlängen ausgedrückte<br />

Apertur. Bild 4 zeigt beispielhaft<br />

den Zusammenhang zwischen<br />

Hornabmessungen und Gewinn.<br />

Je höher die Frequenz, umso<br />

mehr wird man auf den Hohlleiter<br />

setzen. Mit der Anwendung<br />

ist zwar der Frequenzbereich<br />

vorgegeben (beispielsweise<br />

stehen für ISM zwölf Bereiche<br />

zwischen 6,765 MHz und 246<br />

GHz zur Verfügung), aber oft<br />

bestimmen noch andere Faktoren,<br />

wie Sendeleitung oder<br />

Entfernung, die Möglichkeiten<br />

der Antennenausführung. Ein<br />

markantes Beispiel für den Trend<br />

zu höheren Frequenzen innerhalb<br />

einer bestimmten Anwendung<br />

ist WiFi (klassisch 2,4<br />

GHz, zukünftig mehr und mehr<br />

5,6 GHz). Grundsätzlich gilt: Je<br />

höher die Frequenz, umso kleiner<br />

lässt sich die Antenne ausführen.<br />

Ausleuchtung und<br />

Nahfelddämpfung<br />

Der Gewinn einer Parabolantenne<br />

wird auch von der Flächenbelegung<br />

des Spiegels bestimmt.<br />

Damit meint man die Stromverteilung<br />

auf dem Reflektor. Die<br />

Flächenbelegung bzw. Stromverteilung<br />

wird wiederum von der<br />

sogenannten Ausleuchtung (Illumination,<br />

vgl. Bild 1) bestimmt.<br />

Für diese ist das Erreger-Strahlungsdiagramm<br />

verantwortlich.<br />

Dabei seht fest, dass bei gegebener<br />

Fläche ein maximaler<br />

Gewinn bei konstanter Strombelegung<br />

über die Apertur entsteht.<br />

Dem entspricht eine 100%-tige<br />

Flächenausnutzung, die man<br />

praktisch nicht erreicht, schon<br />

durch elektrische Verluste. Dieser<br />

optimale Zustand ist durch<br />

die gleich verteilte Abstrahlung<br />

der Energie des Erregers<br />

im Ausleuchtwinkelbereich des<br />

Parabolspiegels gekennzeichnet.<br />

Das hierfür erforderliche Erregerdiagramm<br />

ist nur rein theoretisch<br />

darstellbar, praktisch<br />

jedoch nicht erreichbar. Daher<br />

strebt man nach einem Optimum.<br />

Es führt zu einem Flächenwirkungsgrad<br />

von etwa 65% als<br />

Maximum. Der Erreger sollte<br />

so dimensioniert werden, dass<br />

der 10-dB-Öffnungsinkel mit<br />

dem Spiegelrand zusammenfällt.<br />

36 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Antennen<br />

Bild 6: Einfache Parabolantenne und Offset-Parabolantenne [3]<br />

Bild 7: Prinzipaufbau von Cassegrain-Antennen, a) klassischer Typ, b) Nahfeldtyp [2]<br />

Strahlung in einem gewissen<br />

Winkel gegenüber der Verbindung<br />

Erreger - Zentrum des<br />

Parabolspiegels wird stärker<br />

gedämpft als Strahlung, die auf<br />

kürzestem Wege vom Erreger<br />

zum Spiegel gelangt (also zu dessen<br />

Zentrum, Winkel null). Man<br />

spricht von Nahfelddämpfung<br />

(zwischen Erreger und Reflektoroberfläche).<br />

Diese ist insbesondere<br />

Bei Parabolantennen mit<br />

geringem Frequenz/Durchmesser-Verhältnis<br />

(= „Brennweite”)<br />

und großem Ausleuchtwinkel<br />

zu beachten. Der Flächenwirkungsgrad<br />

liegt hier unter 65%.<br />

Bild 5 zeigt sehr schön, wie die<br />

Nahfelddämpfung mit größer<br />

werdendem (halben) Ausleuchtwinkel<br />

zunimmt.<br />

Parabolantennen-Varianten<br />

Die klassische, pure Parabolantenne<br />

ist eine Zentralantenne<br />

(Prime Focus Antenne, PFA).<br />

Sie hat die Form eines Paraboloids,<br />

ist kreisrund, vollkommen<br />

symmetrisch aufgebaut, und der<br />

Brennpunkt der Reflektor-Schüssel<br />

ist zentral.<br />

Die Schlitzantenne<br />

beruht auf einem ungewöhnlichen<br />

Prinzip: In der Regel<br />

werden Antennen so konstruiert,<br />

dass eine durchgehende<br />

metallische Struktur<br />

die Wellen abstrahlt. Beim<br />

Schlitzstrahler sorgt hingegen<br />

eine Unterbrechung<br />

einer metallischen Struktur<br />

für die Abstrahlung. Oft entspricht<br />

diese Unterbrechung<br />

dem Prinzip des Dipols,<br />

kann aber theoretisch jede<br />

andere Geometrie besitzen.<br />

Aus technischen Gründen wird<br />

z.B. in der Sat-Empfangstechnik<br />

die Offset-Parabolantenne<br />

benutzt (Bild 6). Man sieht:<br />

Eine Offsetantenne unterscheidet<br />

sich von einer einfachen Parabolantenne<br />

durch die aus dem<br />

Bereich der einfallenden Strahlung<br />

ausgelagerte Empfangseinheit.<br />

Bei gleicher Montage empfängt<br />

daher die Offsetantenne<br />

um den sogenannten Offsetwinkel<br />

abweichend gegenüber der<br />

Parabolantenne. Da natürlich der<br />

Winkel des einfallenden Signals<br />

feststeht, muss die Offsetantenne<br />

mit einer gegenüber der Parabolantenne<br />

korrigierten Elevation<br />

aufgebaut werden. Sie steht in<br />

der Praxis wesentlich senkrechter.<br />

Der Offsetwinkel wird in den<br />

Datenunterlagen angegeben.<br />

Eine weitere Variante der Offsetantenne<br />

ist die Cassegrain-<br />

Antenne. Hier lassen sich<br />

Sende- oder Empfangseinheit<br />

direkt am Scheitel hinter dem<br />

Parabolreflektor anordnen. Man<br />

unterscheidet zwischen der klassischen<br />

und der sogenannten<br />

Nahfeld-Cassegrain-Antenne<br />

(Bild 7). Beide Varianten erfordern<br />

einen relativ hohen Herstellungsaufwand.<br />

Hinzu kommt,<br />

dass aufgrund der Erregerüberstrahlung<br />

(Spillover, vgl. Bild<br />

1) des Hilfsreflektors im Richtdiagramm<br />

- durch die Erreger/<br />

Hilfsreflektor-Geometrie bedingt<br />

- deutlich größere Nebenzipfel<br />

als bei der klassischen Parabolantenne<br />

entstehen.<br />

Die Nachteile der Erregerabschattung<br />

kann man auch hier<br />

durch eine Offset-Strategie<br />

umgehen. Dadurch werden<br />

Antennenaufbau und Richtdiagramm<br />

allerdings etwas unsymmetrisch.<br />

Die Herstellung wird<br />

weiter verkompliziert.<br />

Zwei andere Vertreter der Offset-<br />

Speisung zeigt Bild 8. Es handelt<br />

sich erstens um eine Hornparabolantenne,<br />

auch Muschel-<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 37


Antennen<br />

antenne genannt. Diese ist ein<br />

Spezialfall der Offset-Prinzips.<br />

Zweitens wird das Prinzip einer<br />

Offset-Cassegrain-Antenne<br />

gezeigt. Diese Abwandlungen<br />

rechnen sich eigentlich nur als<br />

Sendeantenne.<br />

Weitere Grundtypen<br />

Anwendung und Einsatzort<br />

bestimmen wesentlich die Basistechnologie<br />

der verwendeten<br />

Antenne. Möglich und anzutreffen<br />

sind z.B. die Formen<br />

Dipol, Yagi, Wheel oder Turnstyle<br />

(Wendel). Heute trifft man<br />

bei den Mikrowellenantennen<br />

beispielsweise noch auf die folgenden<br />

Grundtypen:<br />

• Leiterplattenantennen<br />

lassen sich einfach und kostengünstig<br />

herstellen und eignen<br />

sich am besten für Frequenzen<br />

über einigen 100 MHz. Die<br />

Richtwirkung ist normalerweise<br />

gering. Beispiele sind die einfache<br />

Schleife und der Dipol.<br />

• Schlitzantennen (Slot-Antennen)<br />

erkennt man an ihren Schlitzen<br />

im Metallkörper. Bei Anregung<br />

entwickelt sich ein Feld, das<br />

vergleichbar ist mit dem einer<br />

Dipolantenne, allerdings sind<br />

E- und H-Anteile vertauscht. Es<br />

ist eine ausgeprägte Vorzugsrichtung<br />

möglich.<br />

• Patch- oder Mikrostrip-Antennen<br />

Antennen haben eine bessere<br />

Abstrahlcharakteristik als Leiterplattenantennen,<br />

sind diesbezüglich<br />

jedoch Schlitzantennen<br />

unterlegen. Eine solche Antenne<br />

ist schmalbandig und besitzt ein<br />

breites Abstrahlungsdiagramm.<br />

Es gibt darüber hinaus weitere<br />

Arten von Antennen für Mikrowellen.<br />

Um die richtige Antenne<br />

für eine bestimmte Anwendung<br />

zu finden, benötigt man folgende<br />

Informationen:<br />

• für Senden und/oder Empfang?<br />

• Frequenz(bereich)<br />

• verfügbarer Bauraum<br />

• Objekte im Nahfeld der<br />

Antenne (Entfernung bis 2 x λ)<br />

• Nennimpedanz<br />

Bild 8: a) Hornparabolantenne und b) Offset-Cassegrain-Antenne [2]<br />

• gewünschte Abstrahlcharakteristik<br />

(möglichst in 3D)<br />

• Polarisierung (horizontal, vertikal,<br />

zirkular)<br />

• mechanische Einflüsse<br />

(Schock, Vibration)<br />

Auf den Punkt gebracht<br />

Die kleine Länge der Mikrowellen<br />

erlaubt den Aufbau<br />

von Antennen mit sehr hohem<br />

Gewinn. Jedoch nur bei der Parabolantenne<br />

ist dieser theoretisch<br />

beliebig steigerbar.<br />

Die Halbwertsbreite einer Parabolantenne<br />

erhält man näherungsweise,<br />

indem man 21°<br />

durch die Frequenz in GHz und<br />

den Durchmesser in m teilt.<br />

Hohe Gewinne bzw. kleine<br />

Winkel fordern entsprechende<br />

mechanische Stabilität.<br />

Sinnvoll ist die Definition einer<br />

realen Apertur als Produkt aus<br />

quadrierter Wellenlänge mal<br />

Gewinn, geteilt durch <strong>12</strong>,6.<br />

Sinnvoll ist die Verwendung der<br />

Leistungsflussdichte statt der<br />

Feldstärke(n). Diese ergibt sich,<br />

indem man immer rechtwinklig<br />

zueinander auftretende elektrische<br />

und magnetische Feldstärke<br />

vektoriell addiert.<br />

Multipliziert man die reale Apertur<br />

mit der Leistungsflussdichte,<br />

ergibt sich die elektrische Eingangsleistung<br />

des Empfangssystems.<br />

Ausleuchtung und Nahfelddämpfung<br />

begrenzen den Wirkungsgrad<br />

einer Parabolantenne.<br />

Neben der Parabolantenne und<br />

ihrer Spielarten sind weitere<br />

heute wichtige Grundtypen die<br />

Leiterplattenantenne, die Schlitzantenne<br />

und die Patch-Antenne.<br />

FS<br />

Quellen<br />

[1] Paul Wade: Parabolic Dish<br />

Antennas, Chapter 4 (Internet)<br />

[2] Eberhard Spindler: Das große<br />

Antennen-Buch, Verlag Technik<br />

Berlin/Franzis-Verlag, 2. Auflage<br />

1989<br />

Das Active Denial System (ADS)<br />

[3] Ulrich Freyer: Radio- und<br />

Fernsehempfang über Satellit<br />

und Kabel, Franzis-Verlag<br />

[4] Seppt Reithofer: Praxis der<br />

Mikrowellen-Antennen, UKW-<br />

Berichte<br />

[5] Rudolf Kühn: Mikrowellen-<br />

Antennen, Verlag Technik<br />

[6] Frank Sichla: Antennen für<br />

Mikrowellen-Anwendungen,<br />

hf-praxis 9/2016<br />

beschießt potenzielle Gegner mit elektromagnetischer Strahlung<br />

und erhitzt das Gewebe um bis zu 55° C, ist jedoch nicht<br />

tödlich. Der Rüstungskonzern Raytheon hat die Herstellung<br />

übernommen. Das ADS arbeitet mit einer Frequenz von 95<br />

GHz. Die elektromagnetischen Strahlen werden über eine<br />

Antenne auf Personen, die über 500 m entfernt sein können,<br />

oder andere Ziele gerichtet. Bei Personen dringt der Strahl in<br />

die oberste Hautschicht ein (ca. 0,4 mm) und heizt die Wassermoleküle<br />

binnen Sekunden auf knapp 55° C. Dies wird als<br />

Schmerzreiz wahrgenommen.<br />

Grafik: Global Security<br />

38 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Antennen<br />

Verzögerungsleitungen ergänzen Phasenschieber<br />

Optimiertes Richtverhalten von Breitband-<br />

Phased-Array-Antennen<br />

Ein Phänomen, das als Beam Squint bezeichnet wird, begrenzt die Wirkung des Phasenschiebers in Breitband-<br />

Phased-Array-Antennen. Führt man zusätzlich eine Zeitverzögerung ein, entspannt sich die Lage.<br />

nach Informationen der Firma<br />

Cerence<br />

In schnellen Kommunikationsnetzen<br />

kommt zunehmend die<br />

Breitbandtechnik zum Einsatz,<br />

denn je höher die Bandbreite,<br />

desto höher sind auch mögliche<br />

Datenraten. Dabei ist es jedoch<br />

schwierig, die Signale optimal<br />

zu senden und zu empfangen,<br />

da sie über ein breites Spektrum<br />

verteilt sind.<br />

Die Herausforderung<br />

Antennentechnologie von heute<br />

und morgen muss übergreifende<br />

Spektrumsprobleme lösen, etwa<br />

durch Phased-Array-Antennen,<br />

die hocheffiziente Kommunikation<br />

durch elektronische Strahlformung,<br />

räumliche Verteilungsmerkmale<br />

und ein hohes Signal/<br />

Rausch-Verhältnis ermöglichen.<br />

Beim Beamforming werden<br />

Phasenschieber verwendet. Ein<br />

Phänomen, das als Beam Squint<br />

(„Strahlschielen“) bezeichnet<br />

wird, begrenzt jedoch die<br />

Wirkung des Phasenschiebers<br />

in Breitband-Phased-Array-<br />

Antennen.<br />

Echte Zeitverzögerungen beseitigen<br />

dieses Strahlschielphänomen,<br />

indem sie eine variable<br />

Phasenverschiebung über das<br />

Signalspektrum anwenden, was<br />

sie zu einem Schlüsselelement<br />

von Breitband-Phased-Array-<br />

Antennen macht.<br />

Das Beam-Squint-Phänomen<br />

Das Schielen des Strahls beruht<br />

auf einer frequenzabhängigen<br />

Verzerrung des Strahllenkwinkels<br />

in Phased-Array-Antennen.<br />

Die Verwendung der gleichen<br />

Phasenverschiebung für<br />

alle Array-Komponenten in<br />

einer Phased-Array-Antenne<br />

ist ursächlich für das Phänomen<br />

des Strahlschielens, bei dem der<br />

Unterschied in der Phasenverschiebung<br />

zwischen unterem<br />

und oberem Ende des Spektrums<br />

den Strahl entsprechend<br />

unterschiedlich ausrichtet. Eine<br />

variable Phasenverschiebung,<br />

die durch echte Zeitverzögerungsschaltungen<br />

bereitgestellt<br />

wird, kann jedoch das Schielen<br />

des Strahls deutlich verringern.<br />

Das Strahlschielen reduzieren<br />

Ein besseres Verhalten kann mit<br />

einer Reihe von Verzögerungsleitungen<br />

eingeführt werden.<br />

Deren Anordnen von der kürzesten<br />

zur längsten optimiert<br />

die Strahlsteuerung. Durch<br />

sorgfältiges Einstellen der tatsächlichen<br />

Zeitverzögerung ist<br />

es möglich, eine geeignete Phasenverschiebung<br />

einzuführen,<br />

die dem Signalspektrum in Phased-Array-Antennen<br />

entspricht.<br />

Wenn es gilt, ein vertikales längliches<br />

Strahlmuster in einer eindimensionalen<br />

Array-Antenne<br />

azimut zu steuern, platziert man<br />

echte Zeitverzögerungen (True<br />

Time Delays) zwischen jeder<br />

Spalte von Sub-Arrays. Auch in<br />

zweidimensionale Array-Antennen<br />

können echte Zeitverzögerungen<br />

eingeführt werden. Für<br />

eine einzelne Lenkungslösung<br />

lässt sich eine feste Zeitverzögerungsleitung<br />

zwischen den<br />

Elementen verwenden.<br />

True Time Delay Units<br />

Echte Zeitverzögerungseinheiten<br />

(True Time Delay Units) werden<br />

also in Phased-Arrays verwendet,<br />

um Strahlsteuerung und<br />

Phasenverschiebung zu optimieren.<br />

Herkömmliche Zeitverzögerungseinheiten<br />

waren geschaltete<br />

Verzögerungsleitungen mit<br />

quantisierten Verzögerungen.<br />

Wenn diese Zeitverzögerungsleitungen<br />

in den Signalpfaden<br />

auf Array-Elementen oder Sub-<br />

Arrays platziert werden, kommt<br />

es zu bestimmten Zeitverzögerungen.<br />

Die geschalteten echten<br />

Zeitverzögerungen erzeugten<br />

jedoch einen Einfügungsverlust,<br />

der mit der Frequenz zunimmt.<br />

Heutzutage können echte Zeitverzögerungen<br />

auf verschiedene<br />

Arten erreicht werden:<br />

• geschaltete Leitungen<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 39


Antennen<br />

• komplementärer Metalloxidhalbleiter<br />

(CMOS)<br />

• mikroelektromechanisch<br />

(MEMS)<br />

• Galliumarsenid (GaAs)<br />

MEMS-, CMOS- und GaAsbasierte<br />

True-Time-Delay-Einheiten<br />

fallen unter die Klasse der<br />

aktiven Verteilungen von Zeitverzögerungen.<br />

Zusätzlich sind<br />

auf dem Markt monolithische<br />

Mikrowellen-Chips (MMICs)<br />

erhältlich, die spezifische oder<br />

programmierte Zeitverzögerungen<br />

erzeugen können.<br />

Im Allgemeinen ist eine Zeitverzögerungseinheit<br />

ein Phasenschieber<br />

mit speziellen Merkmalen<br />

und wird auf der Sub-<br />

Array-Ebene verwendet. Ihre<br />

Grundfunktion besteht darin,<br />

eine bestimmte Zeitverzögerung<br />

innerhalb einer Mehrwegestruktur<br />

bereitzustellen. Im Vergleich<br />

zu Phasenschiebern kann eine<br />

solche echte Verzögerungseinheit<br />

über viele Wellenlängen<br />

eine bestimmte Phasenverschiebung<br />

bereitstellen. Daher ist<br />

die Gruppenlaufzeit-Differenz<br />

zwischen den Spektrumsenden<br />

gering. Diese quasi Abflachung<br />

der Gruppenverzögerung verringert<br />

das Schielen des Strahls und<br />

erhöht die mögliche Bandbreite.<br />

True Time Delays für Breitband-<br />

Phased-Array-Antennen<br />

CMOS-basierte echte Zeitverzögerungen<br />

sind kompakt<br />

und kostengünstig. Das Aufmacherbild<br />

zeigt eine CMOSbasierte<br />

echte Zeitverzögerung<br />

für Breitband-Phased-Array-<br />

Antennen. Sie besteht aus einer<br />

echten Zeitverzögerungsschaltung<br />

(TTD), einer ATT-Schaltung<br />

(Digital Step Attenuator),<br />

einem Breitbandverstärkern mit<br />

verteilter Verstärkung (WDGA)<br />

und einer seriellen Peripherieschnittstelle<br />

(SPI). Gewissermaßen<br />

künstliche Übertragungsleitungen,<br />

einpolige Doppelschalter<br />

(SPDTs) und zweipolige Doppelschalter<br />

(DPDTs) werden in<br />

den Dämpfungs- und Zeitverzögerungsblöcken<br />

verwendet. Der<br />

Breitbandverstärker kompensiert<br />

den Einfügungsverlust im System.<br />

Das kompakte Design der<br />

CMOS-basierten True-Time-<br />

Delay-Einheiten ist kostengünstig<br />

und für Breitband-Phased-<br />

Array-Antennen geeignet. ◄<br />

Dual- und Tripleband-<br />

Antennen mit neuen<br />

Funktionen<br />

Interferenzen stören teils enorm<br />

die GNSS-Signale in Applikationen<br />

aller Art. Durch die weltweite<br />

Zunahme an eingesetzten<br />

LTE-Bändern sind die Funkfrequenzen<br />

wesentlich stärker verdichtet<br />

als in früheren Zeiten.<br />

Der kanadische Antennenhersteller<br />

Tallysman reagiert darauf mit<br />

seinen neuentwickelten eXtended<br />

Filtering Features (XF), die<br />

in diversen Produktreihen seiner<br />

Dual- und Triple-Band-Antennen<br />

ab sofort zum Einsatz kommen.<br />

Damit schwächt der Premiumhersteller<br />

die negativen Einflüsse<br />

von Nahbandsignalen auf<br />

Antennen und Receiver ab und<br />

optimiert außerdem die Ergebnisse<br />

der Applikationen.<br />

Ein herrvorragender Vertreter<br />

dieser neuen High-End-Antennen<br />

ist die TW3972XF GNSS<br />

Tripleband-Antenne mit Accutenna-Technologie<br />

und L-Band<br />

Correction Services. Sie eignet<br />

sich ideal für Sensorik im Bahnverkehr,<br />

für autonomes Fahren<br />

oder auch in der Landwirtschaft.<br />

Dabei zeigt die TW3972XF ihre<br />

Stärken vor allem in ihrem sehr<br />

Fachbücher für die<br />

Praxis<br />

Dezibel-Praxis<br />

Richtig rechnen mit dB, dBm,<br />

dBµ, dBi, dBc und dBHz<br />

Frank Sichla, 17,5 x 25,5 cm, 94<br />

S., 82 Abb., zahlreiche Tabellen<br />

und Diagramme;<strong>12</strong>0 Aufgaben zur<br />

Selbstkontrolle, mit Lösungen.<br />

ISBN 978-88976-056-2, 2007, <strong>12</strong>,80 €<br />

Art.-Nr.:118064<br />

Das Dezibel ist in der Nachrichtentechnik<br />

zwar fest etabliert,<br />

erscheint aber oft noch geheimnisvoll.<br />

Will man genauer wissen,<br />

was dahinter steckt, kann man<br />

zu mathematiklastigen und trockenen<br />

Lehrbüchern greifen. Darin<br />

stehen viele Dinge, die man in der<br />

Funkpraxis gar nicht braucht und<br />

die eher verwirren. Andererseits<br />

vermisst man gerade die „Spezialitäten“,<br />

denen man schon immer<br />

auf den Grund gehen wollte.<br />

Der Autor dieses Buches hat dieses<br />

Dilemma erkannt und bietet<br />

daher hier eine frische, leicht verständliche<br />

und mit <strong>12</strong>0 Aufgaben<br />

und Lösungen überaus praxisgerechte<br />

Präsentation des Verhältnismaßes<br />

„dB“ mit all seinen<br />

Facetten.<br />

Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de<br />

oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de<br />

40 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Antennen<br />

guten Achsenverhältnis und ihre<br />

Effizienz in der Interferenzreduktion<br />

ist bemerkenswert. Außerdem<br />

ist auch ihr Signal/Rausch-<br />

Verhältnis hervorragend. Dank<br />

stabilem und wetterresistentem<br />

Gehäuse trotzt die Antenne auch<br />

widrigsten Umwelteinflüssen<br />

und eignet sich somit perfekt<br />

für feste Installationen.<br />

Einige Features<br />

der TW3972XF<br />

• GPS/QZSS-L1/L2/L5, GLO-<br />

NASS-G1/G2/G3, Galileo-E1/<br />

E5a/E5b, BeiDou-B1/B2/B2a,<br />

NavIC-L5<br />

• low axial ratio (


Antennen<br />

Flexible L/S/C-Band-Antenne<br />

Die AA-1300-6000 von Octane Wireless<br />

ist eine flexible aerodynamische L/S/C-<br />

Band-Antenne, die von 1,3 bis 6 GHz<br />

betrieben wird. Diese flexible Peel-and-<br />

Stick-Antenne ist weniger als 0,01 Zoll<br />

dick und hat ein omnidirektionales Strahlungsmuster.<br />

Sie ist linear polarisiert, bietet<br />

einen Gewinn von 4 dBi @ 4,4 GHz und<br />

kann eine Eingangsleistung von bis zu 10<br />

W bei einem SWR von 2,6 verarbeiten.<br />

Diese flexible Antenne eignet sich zur<br />

unauffälligen Installation auf UAVs, Drohnen<br />

und anderen Fahrzeugen mit ihrer<br />

selbstklebenden Rückseite. Sie misst 3 x<br />

1,2 x 0,01 Zoll und verfügt über ein Koaxialkabel<br />

mit SMA-Stecker und TNC-<br />

Anschlüssen.<br />

■ Octane Wireless<br />

www.octanewireless.com<br />

Hochleistungsantenne für kompakte 4G/5G<br />

Designs<br />

die schnellen Mobiltelefonnetze<br />

LTE, GSM, CDMA, DCS,<br />

WCDMA, UMTS, HSPDA,<br />

GPRS, EDGE, IMT und 5G.<br />

Antenova, Ltd.<br />

www.antenova.com<br />

CelsiStrip ®<br />

Thermoetikette registriert<br />

Maximalwerte durch<br />

Dauerschwärzung<br />

Diverse Bereiche von<br />

+40 bis +260°C<br />

GRATIS Musterset von celsi@spirig.com<br />

Kostenloser Versand DE/AT ab Bestellwert<br />

EUR 200 (verzollt, exkl. MwSt)<br />

www.spirig.com<br />

Antenova, Ltd., britischer Hersteller<br />

von Antennen und RF-<br />

Antennenmodulen für M2M<br />

und das Internet der Dinge,<br />

kündigte die Antenne Allani an<br />

enz. Diese Antenne eignet sich<br />

file: TI1CSmini-4346_<strong>2021</strong><br />

für kleinere Designs auf heutigen<br />

– eine kompakte SMD-Antenne und zukünftigen 5G-Netzen. Sie<br />

dimension: 43 x 46 mm<br />

für die 4G- und 5G-Mobiltelefonfrequenzen.<br />

Diese neue Mobiltelefonfrequenzen 4C als auch<br />

unterstützt die 3G- und 4G-/LTE-<br />

Antenne ist nur 45 x 10 x 3,3 5G, sodass sie eine zukunftssichere<br />

Wahl für Designs darstellt,<br />

mm groß. Sie ist hocheffizient<br />

mit einer kurzen Grundplatte, die während ihrer Lebensdauer<br />

was sie zu einer guten Wahl für auf 5G migrieren werden. Die<br />

Designs mit relativ geringem verbesserte Leistung dieser<br />

Platz für die Antenne auf der Antenne hilft unseren Kunden<br />

Leiterplatte macht. Die Allani- auch dabei, die Zertifizierung<br />

Antenne benötigt nur einen von PTCRB und den Mobilftelefonanbietern<br />

zu erhalten.“<br />

Abstand von 3,25 mm unter der<br />

Antenne und 15 mm seitlich, um<br />

bei Frequenzen unter 1 GHz gute Betrieb in 5G-Netzen<br />

Leistung zu erbringen – weshalb<br />

weltweit<br />

sie eine zweckdienliche Lösung<br />

für kleine Designs im Bereich<br />

617...698 MHz darstellt. Sie<br />

kann wirksam bei nur geringem<br />

Platzbedarf funktionieren.<br />

Antenovas Produkt-Marketingdirektor,<br />

Michael Castle,<br />

bemerkte: „Allani ist eine kleine<br />

Antenne für die 5G-Netze mit<br />

guter Leistung und guter Effizi-<br />

Antenova entwickelte die Allani-<br />

Antenne zum Betrieb in 5G-Netzen<br />

weltweit, insbesondere<br />

auf Band 71 in den USA, das<br />

eine gute Deckung für 5G bei<br />

617...698 MHz bietet. Darüber<br />

hinaus unterstützt die Antenne<br />

Die neuaufkommenden<br />

5G-Netze bieten überlegene<br />

Datenübertragungsraten und<br />

geringe Latenz, was ideal für<br />

Videostreaming ist. Die Allani-<br />

Antenne zielt auf Anwendungen<br />

für CCTV-Kameras über 4G<br />

und 5G, WiFi Hotspots auf<br />

Mobiltelefonen, Fernüberwachung,<br />

Drohnenkommunikation,<br />

Pico-Basisstationen, POS-Terminale,<br />

M2M und das Internet<br />

der Dinge ab. Antenova bietet<br />

ein Referenz-Design, damit<br />

Designer dabei unterstützt werden,<br />

die Antenne auf der sie<br />

aufnehmenden Leiterplatte zu<br />

positionieren und die Antenne<br />

in ihre Schaltkreise zu integrieren.<br />

Das spezialisierte RF Team<br />

von Antenova bietet zusätzliche<br />

RF-Unterstützung für ihre Designs<br />

und Tests in den schalltoten<br />

Kammern des Unternehmens.<br />

Allani ist die jüngste Antenna<br />

im Portfolio von Antenova, zu<br />

dem auch SMD- und flexible<br />

Antennen für Mobiltelefon-,<br />

ISM/LP-WAN-, GNSS- und<br />

WiFi-Netze gehören. Für nähere<br />

Informationen über die Allani-<br />

Antenne und ein nützliches,<br />

kostenloses Antennenpositionierwerkzeug<br />

besuchen Sie bitte<br />

www.antenova.com. ◄<br />

42 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Antennen<br />

Flexible FPC-Antenne für kompakte LTE- und<br />

5G-Geräte<br />

Der Antennenspezialist Antenova<br />

präsentierte seine neuste<br />

LTE-5G-Antenne namens<br />

Lutosa. Die flexible, sehr leichte<br />

und kompakte Antenne kann<br />

weltweit in den 5G-Bändern eingesetzt<br />

werden. Außerdem können<br />

Anwender die Lutosa auch<br />

im LTE-Band 74 bei 1420...1520<br />

MHz sowie 617...698 MHz verwenden.<br />

Dank ihrer Flexibilität (biegund<br />

faltbar) und überschaubaren<br />

Abmessungen (95 x<br />

15 x 0,15mm) eignet sie sich<br />

hervorragend für Designs mit<br />

beschränktem Raum. Darüber<br />

hinaus ist die linear polarisierte<br />

Antenne sehr effizient und benötigt<br />

keinerlei ground plane oder<br />

Anpassungsnetzwerk. Nutzer<br />

können die Lutosa sehr einfach<br />

integrieren, indem sie das<br />

Device mit dem dafür vorgesehenen<br />

selbstklebenden Streifen<br />

fixieren.<br />

Die LTE-5G-Antenne Lutosa<br />

eignet sich als Multibandantenne<br />

sehr gut für 5G-Drohnen-Kommunikation,<br />

Fernüberwachung<br />

bei Point-of-Sale-Terminals<br />

oder in zellularen WiFi-Hotspot-<br />

Basisstationen. Außerdem können<br />

Anwender die FPC-Antenne<br />

Lutosa gut in M2M- und IoT-<br />

Applikationen verwenden.<br />

Key Facts:<br />

• FPC antenna for the 5G bands<br />

in North America and worldwide<br />

• LTE, GSM, CDMA, DCS,<br />

PCS, WCDMA, UMTS,<br />

HSPDA, GPRS, EDGE,<br />

IMT, 5G<br />

• Supports Band 71 (617...698<br />

MHz) & Band 74 (1420...1520<br />

MHz)<br />

• High Efficiency helps with<br />

PTCRB certification<br />

• Size: 95 x 15 x 0,15 mm<br />

• Versions: 100 or 150 mm cable<br />

(other lengths available)<br />

• Quick integration shortens<br />

design cycle<br />

■ tekmodul GmbH<br />

www.tekmodul.de<br />

„Automatische Antenne“<br />

Der SignalShark, welcher von Telemeter<br />

Electronic vertrieben wird, unterstützt die<br />

neuen Automatic Direction Finding Antennas<br />

(ADFAs) von Narda und ermöglicht<br />

eine schnelle und zuverlässige Lokalisierung<br />

von HF-Signalen.<br />

Hintergrund<br />

Häufig ist es erforderlich, die Position eines<br />

Signalsenders zu lokalisieren, nachdem<br />

die Signale erkannt und analysiert wurden.<br />

Durch die hohe Peilgenauigkeit im<br />

Zusammenspiel von der ADFA 2 mit dem<br />

SignalShark können Signale von 10 MHz<br />

bis 8 GHz präzise aufgrund des eingebauten<br />

GNSS-Empfängers mittels Antenne und<br />

PPS-Ausgang gepeilt werden. Die ADFA<br />

2 lässt sich mithilfe des Magnetfußes auf<br />

jedem herkömmlichen Autodach befestigen<br />

und verfügt außerdem über einen eingebauten<br />

elektronischen Kompass. Ist die<br />

Antenne dann mit dem SignalShark verbunden,<br />

kann die Peilfahrt sofort beginnen<br />

und innerhalb von nur 1,2 ms eine Lokalisierung<br />

erfolgen. Der SignalShark in Verbindung<br />

mit der ADFA 2 ist eine hochperformante<br />

und zudem kostengünstige<br />

Lösung für viele Anwendungen wie zum<br />

Beispiel beim Verwalten von Frequenzbändern<br />

oder der Aufrechterhaltung von PMR.<br />

Auch Mobilfunknetze können schnell und<br />

zuverlässig nach Störern durchsucht werden<br />

und sensible Bereiche werden durch<br />

Signalaufklärung geschützt. Des Weiteren<br />

überwacht die DF Antenne zum Beispiel<br />

auch die Kommunikation an Grenzen.<br />

■ Telemeter Electronic GmbH<br />

www.telemeter.info<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 43


Antennen<br />

Hochleistungsantenne für Kleingeräte in LTE- und 5G-Netzen<br />

einen Vorsprung, da sich eine flexible<br />

Antenne leichter gestalten<br />

lässt als eine SMD-Antenne.“<br />

Antenova, Ltd., britischer Hersteller<br />

von Antennen und RF-<br />

Antennenmodulen für M2M<br />

und IoT, stellte eine kompakte<br />

Hochleistungsantenne für die<br />

5G-Bänder einschließlich des<br />

LTE-Bands 74 1420...1520 MHz<br />

und 617...698 MHz vor.<br />

Die Lutosa ist eine flexible<br />

Antenne, die 95 x 15 x 0,15 mm<br />

misst, was sie ideal für kleinere<br />

Designs macht, da sie gebogen,<br />

gefaltet und in das Gerät integriert<br />

werden kann. Die Antenne<br />

ist linear polarisiert und wies bei<br />

Prüfungen hohe Effizienz auf.<br />

Antenova entwickelte Lutosa<br />

für die einfache Integration in<br />

ein Gerät. Die Antenne bedarf<br />

keiner Grundplatte oder eines<br />

Anpassnetzwerks und wird einfach<br />

mittels ihres eigenen Selbstklebestreifens<br />

befestigt. Antenovas<br />

Produktleiter, Michael<br />

Castle, bemerkte: „Lutosa ist im<br />

Prinzip eine Plug&Play-Antenne<br />

für Designs, die schnell auf den<br />

Markt gebracht werden müssen,<br />

und Designer, die Lutosa für<br />

ihre 4G- und 5G-Designs wählen,<br />

haben bei der Zertifizierung<br />

Lutosa wurde für M2M- und<br />

IoT-Anwendungen entwickelt,<br />

die hohe Datenraten auf 5G-Netzen<br />

und Videostreaming nutzen.<br />

Diese Antenne eignet sich für<br />

Netzwerkgeräte, Mobilfunk-<br />

Router, Pico-Basisstationen,<br />

Drohnen, Fernüberwachungsgeräte<br />

und Videoüberwachung<br />

über Mobilfunknetze. Lutosa<br />

wird in Packungen zu 100 verkauft,<br />

was Flexibilität der Herstellung<br />

kleinerer Mengen an<br />

Geräten und Prototypen bietet.<br />

■ Antenova, Ltd.<br />

www.antenova.com<br />

Innovative Nahfeld-Fernfeld-<br />

Umrechnung spart Zeit und<br />

Kosten<br />

Die innovative Software-Plattform<br />

von Anteligen mit adaptiver<br />

Abtastung und maschinellem<br />

Lernen ist eine schnelle und<br />

genaue Methode, um die OTA-<br />

Leistung eines Prüflings zu messen<br />

und fehlerhafte Elemente in<br />

einer integrierten Plattform zu<br />

erkennen. Sie bietet:<br />

• genaue Berechnung von<br />

Abstrahlcharakteristik aus sehr<br />

nahen Messdaten<br />

• Korrektur von Reflexionen aus<br />

der Messkammer<br />

• gültiges Fernfelddiagramme<br />

der getesteten Antenne<br />

Die Messmöglichkeiten:<br />

• 2D planar/zylindrisch<br />

• 3D sphärisch<br />

• einfache und doppelte Polarisation<br />

• Extraktion des Phasenzentrums<br />

Erweiterte Funktionen:<br />

• extreme Nahfeldmessung<br />

• volle Sondenkorrektur<br />

• störende Objektkorrektur<br />

• kompatibel mit LabView,<br />

MatLab<br />

DVTest bietet hochwertige<br />

Schirmboxen, Positionierer,<br />

Softwarelösungen und thermische<br />

Testsysteme in individuellen<br />

Ausstattungen, Größen,<br />

Frequenzbreichen, Schirmungen<br />

und spezifischen Anwendungen<br />

exklusiv über die EMCO Elektronik<br />

GmbH an.<br />

■ EMCO Elektronik GmbH<br />

www.emco-elektronik.de<br />

Sendespule für drahtlose<br />

Energieübertragung<br />

Die 760308101410 von Würth<br />

Electronics ist eine Qi-konforme<br />

Sendespule für drahtlose<br />

Energieübertragung mit<br />

einer Induktivität von 24 µH<br />

und einem Q-Faktor von 170<br />

bei <strong>12</strong>5 kHz/10 mA. Sie verfügt<br />

über eine hochdurchlässige<br />

Abschirmung für das kabellose<br />

Laden und unterstützt eine Leistungsübertragung<br />

von bis zu<br />

100 W. Diese Ladespule hat<br />

einen Gleichstromwiderstand<br />

von 75 mO @ 20 °C und eine<br />

Eigenresonanzfrequenz von 6<br />

MHz. Die 760308101410 ist<br />

RoHS- und REACH-konform,<br />

arbeitet über einen weiten Temperaturbereich<br />

von -20 bis +105<br />

°C und misst Ø 50 x 3,1 mm.<br />

Sie ist ideal für tragbare Geräte,<br />

medizinische, industrielle und<br />

Bergbau-Anwendungen.<br />

■ Würth Elektronik<br />

www.wuerth-elektronik.de<br />

Corner-Reflector-Antenne für<br />

8,4 bis 260 GHz<br />

Die Mi-Wave 770 von Mi-Wave<br />

ist eine dreiflächige (trihedral)<br />

Corner-Reflector-Antennen, die<br />

von 8,4 bis 260 GHz arbeiten.<br />

Diese kostengünstigen Antennen<br />

bieten eine hohe Verstärkung<br />

und Richtwirkung. Sie bestehen<br />

aus einem kreisförmigen,<br />

skalaren Speisehorn, das eine<br />

klavierkonvexe Linse beleuchtet.<br />

Die Antennen simulieren<br />

Radarziele präzise und werden<br />

häufig bei der Kalibrierung von<br />

Radarsystemen, Prüfkammern,<br />

Überwachungsgeräten und Kommunikationssystemen<br />

verwendet.<br />

Die dreiflächigen Antennen<br />

können in jeder benutzerdefinierten<br />

Größe oder Spezifikation<br />

hergestellt werden. Weitere<br />

Daten: HF-Leistung -27 bis 24<br />

dBm, Länge 1 bis 8 Zoll, Alu-<br />

Material, metrisches Gewinde<br />

M3 x 0,5 und 1/4 x 20.<br />

■ Mi-Wave<br />

www.mi-wave.com<br />

44 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Antennen<br />

Interessante Antenne für 4G LTE<br />

Die neue FPC-Antenne Zhengi<br />

für 4G-LTE-Applikationen<br />

unterschiedlichster Art ist ein<br />

ultra-flexibles und äußerst<br />

genaues Device. Dabei deckt<br />

die Zhengi (SRFC015) alle<br />

3G-Frequenzbänder sowie<br />

die 4G-LTE-Bänder B7, B30,<br />

B38, B40 and B41 ab. Außerdem<br />

können Anwender die<br />

Antenova-Antenne mit verschiedenen<br />

Kabellängen (100,<br />

200 mm, weitere auf Anfrage)<br />

erhalten, um sie bestmöglich<br />

und vor allem einfach in ihre<br />

Applikation zu integrieren.<br />

Neben dem „Plug&Play“-Vorteil<br />

überzeugt die FPC-Antenne<br />

auch mit ihrer Leistung in verschiedensten<br />

IoT- und M2M-<br />

Anwendungen. Dazu zählen<br />

beispielsweise Telematik-<br />

Applikationen, Remote Monitoring,<br />

Smart Metering oder<br />

Point-of-Sale Terminals.<br />

Key Features<br />

• GSM850, GSM900,<br />

DCS1800, PCS1900,<br />

WCDMA2100, LTE B7<br />

(2500-2690 MHz), LTE B30,<br />

B40 (2,3...2,4 MHz)<br />

• 1.13 mm diameter RF cable<br />

with IPEX MHF connector<br />

• self-adhesive mounted<br />

• quick and simple integration<br />

minimizes design cycle<br />

• operating temperature: -40<br />

to +85 °C<br />

• application samples: Femto/<br />

Pico base stations, telematics,<br />

M2M<br />

■ tekmodul GmbH<br />

www.tekmodul.de<br />

5G-Antennen steuerungsmodul<br />

für 2D-Strahllenkung<br />

Das BFM06009 von Sivers Semiconductors<br />

ist ein HF-Modul, das<br />

mit einer 2D-Strahllenkung (Lenkung<br />

sowohl im Azimut als auch<br />

in der Höhe) von 57 bis 71 GHz<br />

arbeitet. Dieses Modul bietet Benutzern<br />

die Flexibilität und Leistung,<br />

die für große Bereitstellungen von<br />

60-GHz-FWA-Netzwerken erforderlich<br />

sind. Es verfügt über ein<br />

16 + 16 Tx/Rx-Array, das für die<br />

Strahlsteuerung mit einem Azimut<br />

von ±54° und einer Höhe von<br />

±25° verwendet werden kann. Das<br />

Modul verfügt über einen Direktumwandlungs-I/Q-Transceiver<br />

mit<br />

einer ZF-Bandbreite von 1,2 GHz.<br />

Dieses Modul basiert auf dem RFIC<br />

TRX BF/01 und verfügt über einen<br />

integrierten Synthesizer, der bis zu<br />

256 QAM SC ermöglicht. Hinzu<br />

kommt ein Speicher für die sofortige<br />

Strahlsteuerung/Bildung. Es wurde<br />

für nichtlizenziertes 5G-Spektrum<br />

(802.11ad und 5G NR-U, TDD) entwickelt.<br />

Weitere Produktspezifikationen:<br />

Datenrate 10.000 MBit/s und<br />

Ausgangsleistung 40 dBm.<br />

■ Sivers Semiconductors<br />

www.silver-semiconductors.com<br />

Multiband-Miniatur-Chip-<br />

Antenne für 2G, 3G, 4G und 5G<br />

Die ONE mXTEND (NN02-201)<br />

von Ignion ist eine Multiband-<br />

Miniatur-Chip-Antenne, die von<br />

834 bis 7<strong>12</strong>5 MHz arbeitet und<br />

die Frequenzbänder 2G, 3G,<br />

4G und 5G abdeckt. Sie deckt<br />

auch noch die Bänder 2,4 GHz<br />

+ 5 GHz + 6 GHz WiFi 6/6E ab.<br />

Diese ultrakompakte Antenne<br />

wurde speziell für die Bereitstellung<br />

von 5G-, zellularen IoT- und<br />

WiFi-Operationen (einschließlich<br />

6/6E) in mehreren Bändern<br />

entwickelt. Sie hat einen<br />

Gewinn von über 1,3 dBi bei<br />

einem durchschnittlichen Wirkungsgrad<br />

von mehr als 55%.<br />

Diese linear polarisierte Antenne<br />

hat ein omnidirektionales Strahlungsmuster<br />

und unterstützt die<br />

Standards GSM850, GSM900,<br />

GSM1800/DCS, GSM1900/PCS<br />

und UMTS. Sie ist als extrem<br />

kleiner Chip mit einer Größe<br />

von 7 x 3 x 1 mm erhältlich<br />

und eignet sich ideal für Asset<br />

Tracking, Flottenmanagement,<br />

Module, IoT , Router, Handys<br />

und Smartphones, Tablets und<br />

PCs, Digitalkameras, Sensoren,<br />

Smartwatches und Wearables-<br />

Anwendungen.<br />

■ Ignion, Inc.<br />

www.ignion-antennas.com<br />

4x4 MIMO Small-Cell-Sector-<br />

Antenne<br />

Die KP-3SCX4-65 von KP<br />

Performance Antennas ist eine<br />

4x4 MIMO Small-Cell-Sector-<br />

Antenne, die von 3,3 bis 3,8<br />

GHz (CBRS-Band) arbeitet.<br />

Diese um ± 45° doppelt polarisierte<br />

Schrägantenne bietet<br />

einen Gewinn von 15 dBi und<br />

ein SWR von weniger als 2. Sie<br />

hat eine horizontale HPBW von<br />

60°, eine vertikale HPBW von<br />

<strong>12</strong>° und ein Front-to-Back-Verhältnis<br />

von 30 dB. Die Antenne<br />

kann eine Eingangsleistung von<br />

bis zu 50 W verarbeiten und bietet<br />

eine Portisolation von 30 dB.<br />

Diese Sektorantenne verfügt<br />

über eine fortschrittliche Dual-<br />

Polarisationstechnologie mit<br />

niedrigem PIM, die die Interoperabilität<br />

eines 4x4-Funkgeräts<br />

oder zweier 2x2-Funkgeräte mit<br />

mehreren Sende- und Empfangspfaden<br />

ermöglicht. Sie unterstützt<br />

LTE-Bereitstellungen und<br />

-Anwendungen, die eine horizontale<br />

Abdeckung von 60° über<br />

einen oder mehrere Sektoren und<br />

eine ABCABC-Kanalplanung (6<br />

Sektoren) erfordern.<br />

Die KP-3SCX4-90 ist mit einem<br />

Gehäuse mit einem robusten,<br />

wetterfesten UV-beständigen<br />

ABS-Radom erhältlich, das<br />

520,7 x 299,7 x 50,8 mm mit<br />

N-Buchsen misst. Sie verfügt<br />

über robuste Montagehalterungen.<br />

Die Antenne ist ideal<br />

für CBRS (Citizens Broadband<br />

Radio Service) mit 3,5 GHz,<br />

WLAN-Systeme und IEEE<br />

802.16e, Mobilfunkstandorte für<br />

drahtlose WiMAX-Mobilfunkanbieter<br />

(Point-to-Multipoint,<br />

PtMP) sowie 6-Sektor-Frequenz-<br />

Wiederverwendung mit LTE-<br />

Geräten, für kleine Zellen und<br />

SOFDMA-Anwendungen geeignet.<br />

Das Gewicht beträgt 18 kg.<br />

■ KP Performance Antennas<br />

www.kp-performance.com<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 45


Antennen<br />

Ultra-genaues Positioning für Autonomes Fahren<br />

mit GNSS-Antennen<br />

Unbemannte und sich autonom<br />

bewegende Land- und Seefahrzeuge<br />

haben auch innerhalb von<br />

Transportsystemen enormes<br />

Wachstumspotenzial. Vor allem<br />

die zukünftige Logistik wird<br />

verstärkt auf diese Vehikel setzen.<br />

Zielgenaues Positioning ist<br />

dabei ein elementarer Erfolgsfaktor<br />

und es bedarf entsprechend<br />

präziser Sensor- und<br />

Antennentechnologie. Aktuell<br />

sind bereits autonom agierende<br />

Fahrzeuge in einigen Branchen<br />

im Einsatz. Dazu zählen unter<br />

anderem selbstständig arbeitende<br />

Überwachungsapplikationen<br />

auf hoher See, halbautonom<br />

und vollautonom fahrende Automobile<br />

sowie Lieferfahrzeuge.<br />

Hohe Anforderungen<br />

All diese Anwendungen benötigen<br />

Antennen mit spezifischen<br />

Merkmalen. Sie müssen allen<br />

voran leicht sein, ein dichtes Phasenzentrum<br />

haben und außerdem<br />

vielfache Konstellationen und<br />

Frequenzen unterstützen. Darüber<br />

hinaus sollten auch Voraussetzungen<br />

für den high-performance<br />

Iridium-Support gegeben sein. Mit<br />

GNSS-Antennen für Autonomes<br />

Fahren von Tallysman erhalten<br />

Anwender schon jetzt Highend-<br />

Devices mit enormer Qualität.<br />

nung (IP67) und ihre geringe<br />

Stromaufnahme aus (15 mA typ.<br />

oder 21 mA typ.). Außerdem verfügt<br />

sie über L-Band Correction<br />

Services und deckt dabei GPS/<br />

QZSS (L1/L2/L5), Glonass (G1/<br />

G3), Galileo (E1/E5a/E5b) sowie<br />

BeiDou (B1/B2/B2a) ab. Neben<br />

Drohnen-Applikationen ist die<br />

HC975 Helical auch besonder<br />

gut für Anwendungen wie Network<br />

Timing & Synchronisation<br />

und Präzisions-Landvermessung<br />

geeignet.<br />

Besondere Highlights:<br />

• extrem genaues Positioning<br />

mit der patentierten Tallysman-Antennentechnik<br />

• Multi constellation coverage<br />

(GPS, QZSS, GLONASS,<br />

Galileo, and BeiDou)<br />

• Multi-Signal und Multi-Band-<br />

Support<br />

• Vielzahl an verschiedenen<br />

Auswahlmöglichkeiten von<br />

ultra-kompakt bis mid-sized<br />

• Embedded-Versionen für den<br />

Einsatz in kundenspezifischen<br />

Einfassungen und kundenspezifischer<br />

Abstimmung<br />

• optionale Vorfilter zur Verbesserung<br />

der Out-of-Band Signal<br />

Rejection<br />

• Schwachstrom-Antennen für<br />

den Einsatz mit batteriebetriebenen<br />

Receivern<br />

• breiter Spannungsbereich für<br />

umfassende Receiver-Kompatibilität<br />

PCTEL übernimmt<br />

Antennenhersteller Smarteq<br />

Bündelung von herausragender<br />

Antennentechnologie: PCTEL<br />

übernimmt Antennenhersteller<br />

Smarteq und vereint die eigenen,<br />

hervorragenden Kompetenzen<br />

mit denen der schwedischen<br />

Wireless-Spezialisten. Damit<br />

erweitert PCTEL die eigene<br />

Wireless-Technologie (individuelle<br />

IIoT Devices, Antennensysteme,<br />

Test- und Mess-<br />

Lösungen) um das High-End<br />

Produktportfolio (Fahrzeug-,<br />

Energie-, IIoT-Antennentechnologie)<br />

von Smarteq. Die in<br />

der Nähe von Stockholm ansässige<br />

Smarteq Wireless AB bietet<br />

hochwertige Antennenlösungen<br />

für Smart Metering, Smart Grid,<br />

Luxusfahrzeuge, Ladestationen<br />

für Elektrofahrzeuge, industrielle<br />

Werksprozess-Automatisierung,<br />

Schwerindustrie und Offroad-<br />

Fahrzeuge. Dabei liegt der Fokus<br />

auf robuste, externe Antennen,<br />

die Ihnen jederzeit zuverlässige<br />

Ergebnisse liefern.<br />

Neue Märkte, mehr Expertise<br />

„Mit Smarteq erhält PCTEL<br />

starke lokale Präsenz, Expertise<br />

und einen Wegbegleiter,<br />

um unser Wachstum in Europa<br />

zu beschleunigen und außerdem<br />

ein ergänzendes Portfolio an Produkten<br />

für unsere Industrial IoTund<br />

Intelligent-Transportation-<br />

Kunden weltweit“, sagt David<br />

Neumann, CEO von PCTEL.<br />

„Wir sind außerdem sehr darauf<br />

gespannt, neue Märkte wie Ladestationen<br />

für Elektrofahrzeuge<br />

zu betreten, bei denen Analysten<br />

signifikantes Wachstum über die<br />

nächsten Jahre hinweg prognostizieren“,<br />

fügt Neumann hinzu.<br />

„Mit PCTEL haben wir die<br />

Möglichkeit, unsere Produktinnovation<br />

zu beschleunigen<br />

und Reichweite sowie Umfang<br />

unseres operativen Geschäfts<br />

auszubauen, um ausgezeichneten<br />

Kundenservice bieten zu<br />

können“, sagt Goran Sandstrom,<br />

CEO von Smarteq. „Wir sind<br />

gespannt darauf zusammenzuarbeiten,<br />

um unseren Auftritt in<br />

Europa auszubauen und um ein<br />

bedeutsamer Wachstumstreiber<br />

für PCTEL zu sein.“<br />

■ CompoTEK GmbH<br />

www.compotek.de<br />

Autonomes Fliegen<br />

Mit der HC975-Helical-Antenne<br />

von Tallysman erhalten Anwender<br />

beispielsweise ein hervorragendes<br />

Device für Unmanned<br />

Aerial Vehicles. Dabei zeichnet<br />

sich die Triple-Band-Antenne<br />

vor allem durch ihr leichtes<br />

Gewicht, ihre robuste Erschei-<br />

46 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Antennen<br />

2D-Strahllenkungs-Modul für<br />

57 bis 71 GHz<br />

Das BFM06009 von Sivers<br />

Semiconductors ist ein HF-<br />

Modul, das mit einer 2D-Strahllenkung<br />

(Lenkung sowohl im<br />

Azimut als auch in der Höhe)<br />

von 57 bis 71 GHz arbeitet.<br />

Dieses Modul bietet den Vorteil<br />

der Flexibilität und Leistung,<br />

die für große Installationen von<br />

60-GHz-Anlagen benötigt werden.<br />

Es verfügt über ein 16 + 16<br />

Tx/Rx-Array, das für die Strahlsteuerung<br />

mit einem Azimut von<br />

±54° und einer Höhe von ±25°<br />

verwendet werden kann. Das<br />

Modul verfügt über einen Direktumwandlungs-I/Q-Transceiver<br />

mit einer ZF-Bandbreite von<br />

1,2 GHz. Dieses Modul basiert<br />

auf dem RF-IC TRX BF/01 und<br />

verfügt über einen integrierten<br />

Synthesizer, der bis zu 256 QAM<br />

SC ermöglicht, und ein Strahlbuch<br />

für die sofortige Strahlsteuerung/Bildung.<br />

Es wurde<br />

für nichtlizenziertes 5G-Spektrum<br />

(802.11ad und 5G NR-U,<br />

TDD) entwickelt.<br />

Weitere Daten:<br />

In-Building-Antenne für 617 bis 6000 MHz<br />

• WLAN-Standards: 802.11<br />

a/b/d/g/n<br />

• Datenrate: 10 Gbit/s<br />

• Modulation: 256-QAM<br />

• Ausgangsleistung: 40 dBm<br />

• integrierte Antenne: nein<br />

■ Sivers Semiconductors, Inc.<br />

www.sivers-semiconductors.com<br />

• SWR: 1,5 bis 2<br />

• Impedanz: 50 Ohm<br />

• Betriebstemperatur: -40 bis<br />

+55 °C<br />

■ Fractal Antennas<br />

www.fractal.com<br />

<strong>12</strong>-Port-Hex-Band-Antenne<br />

Die APXVAA4L18_43-U-NA20<br />

von Radio Frequency Systems ist<br />

eine <strong>12</strong>-Port/Hex-Band-Antenne<br />

mit einem Frequenzbereich von<br />

617 bis 894 MHz (2 Bänder) und<br />

1695 bis 2690 MHz (4 Bänder).<br />

Diese 45°-dual-slant-polarisierte<br />

Antenne bietet einen Gewinn<br />

von mehr als 14 dB und hat ein<br />

SWR von weniger als 1,5. Sie<br />

weist eine horizontale Abstrahlbreite<br />

von bis zu 70°, eine vertikale<br />

Abstrahlbreite von bis zu<br />

14,8° und einen elektrischen<br />

Abwärtsneigungsbereich von<br />

2° bis <strong>12</strong>° auf. Die Antenne hat<br />

ein Front-to-Back-Verhältnis von<br />

mehr als 23 dB und bietet eine<br />

kreuzpolare Isolation von 25 dB.<br />

Die APXVAA4L18_43-U-NA20<br />

verfügt über drei AISG-RET-<br />

Motoren und eine vor Ort austauschbare<br />

(integrierte) AISG-<br />

RET-Plattform zur Reduzierung<br />

der Umweltbelastung. Sie bietet<br />

über den gesamten elektrischen<br />

Abwärtsneigungsbereich<br />

eine überragende Leistung im<br />

Höhenprofil. Die Antenne enthält<br />

einen 1-m-AISG-Jumper für eine<br />

optionale Daisy-Chain von zwei<br />

Hochband-RET-Motoren für<br />

einen einzigen AISG-Punkt der<br />

Hochband-Neigungssteuerung.<br />

Sie ist mit einem Gehäuse mit<br />

Glasfaserradom erhältlich, das<br />

1980 x 735 x 375 mm misst,<br />

mit zwölf 4,3-10-Buchsen an<br />

der Unterseite und sechs AISG-<br />

Anschlüssen (3 männlich, 3<br />

weiblich). Die Antenne kann in<br />

flexiblen Einsatzszenarien für<br />

600, 700 und 800 MHz, AWS-,<br />

PCS- & BRS-Anwendungen eingesetzt<br />

werden. Gewicht: 48 kg<br />

■ Radio Frequency Systems<br />

www.rfsworld.com<br />

Die DBMSVP01 von Fractal<br />

ist eine In-Building-Antenne<br />

mit niedrigem PIM-Rating, die<br />

von 617 bis 6000 MHz betrieben<br />

wird. Die neue Antenne bietet<br />

Breitbandabdeckung für LTE-,<br />

5G-, CBRS-, LAA-, WiFi- und<br />

C-Band-Anwendungen. Diese<br />

linear polarisierte Antenne liefert<br />

einen Gewinn von bis zu<br />

5 dBi und hat ein PIM 3. Ordnung<br />

von weniger als -153<br />

dBc. Sie kann eine Eingangsleistung<br />

von bis zu 20 W verarbeiten<br />

und hat ein SWR von<br />

weniger als 1,5. Diese omnidirektionale<br />

Antenne ist in einem<br />

Gehäuse mit Abmessungen von<br />

8 (Durchmesser) x 3,2 (H) Zoll<br />

mit 4,3-10-Anschluss (b/<strong>12</strong>-Zoll-<br />

Pigtail) erhältlich und eignet<br />

sich ideal für DAS in Gebäuden,<br />

Stadien und Veranstaltungsorten,<br />

Einzel- oder Multi-Carrier-<br />

Systeme und WiFi-Systemanwendungen.<br />

Weitere Daten:<br />

• Polarisation: vertikal<br />

• Gewinn: 1,5 bis 5 dBi<br />

Schenken Sie Kindern<br />

eine positive Zukunft.<br />

Auch in Deutschland brauchen<br />

Kinder unsere Hilfe. Als SOS-Pate<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 47<br />

helfen Sie nachhaltig und konkret.<br />

47<br />

Jetzt Pate werden: sos-kinderdorf.de


DC TO 65 GHZ<br />

RF & Microwave<br />

Test Solutions<br />

Get More Out of Your Test Setup<br />

Software Controlled Building<br />

Blocks and RF Interface Units Custom Test Systems Test Accessories<br />

Switching, attenuation, distribution, signal source, amplification, sensing, measurement and more


Flexible<br />

• Wide selection of components in<br />

stock from DC to 67 GHz<br />

• Start small and expand and reconfigure<br />

as your needs change<br />

• Use our software or yours. User-friendly<br />

GUI included or develop your own<br />

software with LabVIEW®, MatLab®,<br />

Python®, C#, C++ or VB.<br />

Reliable<br />

• All components and assembled systems<br />

fully tested and characterized in-house<br />

• 50+ years quality, manufacturing<br />

and supply chain expertise<br />

Affordable<br />

• High-performance without breaking<br />

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• Get more functionality and capacity<br />

without heavy investment in additional<br />

high-end instrumentation<br />

Fast<br />

• Wide selection of solutions in stock<br />

for immediate shipment<br />

• Modular systems allow quick, userdefined<br />

hardware configuration<br />

• Industry’s fastest turnaround times<br />

on custom systems<br />

DISTRIBUTORS


Bauelemente<br />

Hi-Rel-Silicon-Halbleiter<br />

Hi-Rel diskrete<br />

RF-Transistoren:<br />

Neue SAW-Filter für Positioning-Systeme<br />

Infineon bietet hochzuverlässige<br />

Schottky- und PIN-Dioden<br />

in hermetisch verschlossenen<br />

Gehäusen mit Bauteil-Screening<br />

gemäß den Anforderungen der<br />

Raumfahrtindustrie.<br />

Hi-Rel diskrete und<br />

Mikrowellen-Halbleiter:<br />

• Dioden für Highspeed-Schaltung<br />

• Schaltkreisschutz<br />

• Spannungsbegrenzung<br />

• Highlevel Detecting and<br />

Mixing<br />

• hermetisch verschlossenes<br />

Microwave Gehäuse<br />

• für rauscharme Hochleistungsverstärker<br />

• für Oszillatoren bis zu 10 GHz<br />

• Rauschzahl 1,1 dB bei 1,8<br />

GHz<br />

• Gain 21 dB bei 1,8 GHz<br />

• hermetisch verschlossenes<br />

Mikrowellengehäuse<br />

• Transitfrequenz 22 GHz<br />

Die Bauteile sind in<br />

verschiedenen Qualitätsvarianten<br />

verfügbar:<br />

• Professional (P) und ESCC<br />

(ES)<br />

Hinweis: (P) wird für Lochrasterplatten<br />

und Schaltkreisevaluationen<br />

verwendet. (ES) erfüllt<br />

die Anforderungen der European<br />

Space Agency (Flight Modules).<br />

■ Infineon<br />

www.infineon.de<br />

ITF präsentierte sein neues<br />

SAW-Filter F1H55 für geographische<br />

Positionierungssysteme.<br />

Das extrem kompakte<br />

HF-Bauelement ist besonders<br />

zuverlässig und trotzt auch widrigen<br />

Temperaturbedingungen<br />

(Einsatzbereich: -40 bis +110<br />

°C). Außerdem überzeugt das<br />

F1H55 mit seinem scharf abgegrenzten<br />

Durchlassbereich und<br />

verzeichnet nur wenig Übertragungsverluste<br />

(speziell zwischen<br />

1560 und 1605 MHz).<br />

Mit seiner hohen Stabilität und<br />

Verlässlichkeit bietet das Filter<br />

Anwendern eine hervorragende<br />

Lösung für GPS, Glonass und<br />

Baidou in Automotive-Applikationen<br />

aller Art.<br />

■ CompoTEK GmbH<br />

www.compotek.de<br />

GaAs E-pHEMT ist besonders<br />

rauscharm<br />

Die Amplifier-Spezialisten von<br />

ASB haben einen weiteren Baustein<br />

im Portfolio, mit dessen<br />

Hilfe Kunden ihre Applikationen<br />

optimieren können. Der<br />

AHL5216T8 ist ein Lownoise-<br />

Amplifier-Bauelement und<br />

verfügt über eine besonders<br />

hohe Linearität bei niedrigem<br />

Gleichstromverbrauch und sehr<br />

rauscharmen Verhalten. Außerdem<br />

sorgt sein aktiver Bias Circuit<br />

für eine stabile Stromversorgung<br />

sowohl bei wechselnden<br />

Temperaturen als auch bei<br />

sich ändernden Prozessvarianten.<br />

Darüber hinaus verfügt der<br />

AHL5216T8 über eine Netzabschaltungs-Kontrollfunktion<br />

und<br />

wurde diversen strengen DCund<br />

RF-Ausfallsicherheitstests<br />

unterzogen.<br />

Dank seiner mittleren Betriebsdauer<br />

bis zum ersten Ausfall von<br />

über 100 Jahren ist der Verstärker<br />

ein extrem zuverlässiges<br />

Bauteil für aktive Antennen, als<br />

Lownoise Amplifier für L-Band-<br />

Applikationen und in anderen<br />

Anwendungen, die niedriges<br />

Rauschen verlangen.<br />

■ CompoTEK GmbH<br />

www.compotek.de<br />

50 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


KNOW-HOW VERBINDET<br />

LTCC-Tiefpass filtert Doppelsignale<br />

Das Modell DLFCV-1600+ von Mini-Circuits<br />

ist ein LTCC-Dual-Tiefpassfilter mit<br />

einer typischen Einfügungsdämpfung von<br />

1,5 dB über einen Durchlassbereich von<br />

DC bis 1,6 GHz. Es erreicht eine typische<br />

Sperrbereichsunterdrückung von 50 dB von<br />

2,4 bis 4,9 GHz und von 20 dB bis 10 GHz.<br />

Es unterstützt DACs und ADCs und filtert<br />

zwei 50-Ohm-Signalleitungen in einem<br />

<strong>12</strong>10-Gehäuse mit den Abmessungen von<br />

nur 0,0<strong>12</strong>6 × 0,098 × 0,039 Zoll (3,2 × 2,5<br />

× 1 mm).<br />

Monolithischer Verstärker behält flache<br />

Verstärkung bis 40 GHz bei<br />

Der TSS-44+ von Mini-Circuits ist ein breitbandiger<br />

monolithischer 50-Ohm-Verstärker,<br />

der zwischen 22 bis 43,5 GHz arbeitet. Er<br />

ist gut geeignet für 5G-Anwendungen und<br />

die Satellitenkommunikation. Er kann es<br />

mit einem <strong>12</strong>-V-Signal abgeschaltet werden.<br />

Die typische Verstärkung von 17,6 dB wird<br />

mit einer Verstärkungsflachheit von ±0,9 dB<br />

von 22 bis 40 GHz beibehalten. Die typische<br />

Rauschzahl beträgt 3,7 dB bis 40 GHz. Der<br />

Verstärker wird mit einem 3 × 3 mm großen<br />

MCLP-SMD-Gehäuse mit integrierten DC-<br />

Blöcken und Bias-T-Stück geliefert.<br />

Langlebige Switch-Matrix für Signale<br />

von DC bis 50 GHz<br />

Das Modell RC-4SPDT-50 von Mini-Circuits<br />

ist eine mmWave-Schaltmatrix, die sich<br />

ideal für Testanwendungen von DC bis 50<br />

GHz eignet. Es besteht aus vier elektromechanischen<br />

SPDT-Schaltern, die jeweils für<br />

Bauelemente<br />

zwei Millionen Mindestschaltvorgänge ausgelegt<br />

sind. Die typische Einfügungsdämpfung<br />

beträgt 0,4 dB bis 50 GHz, während<br />

die typische Isolation 80 dB bis 50 GHz<br />

beträgt. Das SWR beträgt 1,35 oder besser<br />

bis 50 GHz. Die 50-Ohm-Switch-Matrix<br />

umfasst 2,4-mm-HF-Buchsen, USB- und<br />

Ethernet-Schnittstellen und volle Software-<br />

Unterstützung.<br />

Oberflächenmontierte Equalizer<br />

reduzieren die Amplitude auf 45 GHz<br />

Die EQY-Serie von Mini-Circuits enthält<br />

oberflächenmontierte Verstärkungsentzerrer,<br />

das sind GaAs-basierte Komponenten mit<br />

nominalen festen Dämpfungsflanken von 0,<br />

2, 3, 5, 6, 8, 10 und <strong>12</strong> dB über hohe Bandbreiten.<br />

Es sind Modelle für die Frequenzbereiche<br />

DC bis 6 GHz, DC bis 20 GHz,<br />

DC bis 28 GHz und DC bis 45 GHz erhältlich.<br />

Die RoHS-konformen absorbierenden<br />

Gain Equalizer werden mit Miniaturgehäusen<br />

mit acht Pins vom Typ MCLP mit den<br />

Abmessungen von nur 2 × 2 mm geliefert,<br />

sind jedoch für eine Eingangsleistung von<br />

2 W (33 dBm) ausgelegt.<br />

Winzige Dämpfungsglieder für 2 W bis<br />

50 GHz<br />

Die oberflächenmontierten Dämpfungsglieder<br />

der QAT-Serie von Mini-Circuits<br />

bieten feste Dämpfungswerte von 0 bis<br />

30 dB über eine Bandbreite von DC bis<br />

50 GHz. Die RoHS-konformen absorbierenden<br />

50-Ohm-Dämpfungsglieder werden<br />

mit einem zuverlässigen GaAs-Prozess<br />

hergestellt und weisen ein niedriges<br />

SWR auf, typischerweise 1,2 bei 30 GHz<br />

und 1,46 bei 50 GHz für ein 10-dB-Modell.<br />

Jeder Abschwächer wird in einem Miniatur-<br />

MCLP-Gehäuse mit den Abmessungen 2 ×<br />

2 mm geliefert, das jedoch bis zu 2 W HF-<br />

Leistung verarbeiten kann.<br />

■ Mini Circuits<br />

sales@minicircuits.com<br />

www.minicircuits.com<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 51<br />

EMV, WÄRME­<br />

ABLEITUNG UND<br />

ABSORPTION<br />

SETZEN SIE AUF<br />

QUALITÄT<br />

Elastomer- und Schaumstoffabsorber<br />

Europäische Produktion<br />

Kurzfristige Verfügbarkeit<br />

Kundenspezifisches Design<br />

oder Plattenware<br />

-EA1 & -EA4<br />

Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1)<br />

bzw. 4 GHz (EA4)<br />

Urethan oder Silikon<br />

Temperaturbereich von ­40°C bis 170°C<br />

(Urethanversion bis <strong>12</strong>0°C)<br />

Standardabmessung 305mm x 305mm<br />

MLA<br />

Multilayer Breitbandabsorber<br />

Frequenzbereich ab 0,8GHz<br />

Reflectivity­Level ­17db oder besser<br />

Temperaturbereich bis 90°C<br />

Standardabmessung 610mm x 610mm<br />

Hohe Straße 3<br />

6<strong>12</strong>31 Bad Nauheim<br />

T +49 (0)6032 9636­0<br />

F +49 (0)6032 9636­49<br />

info@electronic­service.de<br />

www.electronic­service.de<br />

ELECTRONIC<br />

SERVICE GmbH


Bauelemente<br />

Miniaturverstärker liefert 0,25 W bis 40<br />

GHz<br />

Kompakte koaxiale LNAs verstärken<br />

von 6 bis 20 GHz<br />

MMIC Bias Tee für Signale von<br />

10 bis 40 GHz<br />

Das Modell PMA3-83MP+ von Mini-Circuits<br />

ist ein monolithischer SMD-Verstärker<br />

mittlerer Leistung, der sich ideal für Radarund<br />

Kommunikationsanwendungen von 0,4<br />

bis 8 GHz eignet. Er bietet eine typische<br />

Ausgangsleistung von 27,8 dBm bei 1-dB-<br />

Kompression auf 2 GHz und von 25,3 dBm<br />

auf 8 GHz.<br />

Die Rauschzahl beträgt typischerweise 3,5<br />

dB über den gesamten Frequenzbereich,<br />

während die Vollbandverstärkung typischerweise<br />

17,3 dB beträgt. Der RoHS-konforme<br />

Verstärker wird mit einem 3 × 3 mm großen<br />

<strong>12</strong>-Pin-MCLP-Gehäuse geliefert.<br />

Der ZX60-06203ALN+ von Mini-Circuits ist<br />

ein rauscharmer Verstärker (LNA) mit mittlerer<br />

Ausgangsleistung für Frequenzen von 6 bis 20<br />

GHz. Die Verstärkung beträgt typischerweise 17<br />

dB bis 20 GHz, während die Rauschzahl typischerweise<br />

2,2 dB bis <strong>12</strong> GHz und 3,3 dB bis 20<br />

GHz beträgt. Der RoHS-konforme LNA ist für<br />

Funkgeräte, Radar und EW geeignet und bietet<br />

mindestens 14 dBm Ausgangsleistung bei 1-dB-<br />

Kompression. Er misst 0,74 × 0,75 × 0,46 Zoll<br />

(18,8 × 19,1 × 11,68 mm) mit SMA-Buchsen.<br />

Das Modell MBT-44+ von Mini-Circuits ist<br />

ein oberflächenmontiertes 50 Ohm MMIC<br />

Bias Tee mit einem Frequenzbereich von 10<br />

bis 40 GHz. Er kann 500 mA Gleichstrom<br />

und 30 dBm (1 W) HF-Leistung verarbeiten.<br />

Er hat eine Einfügungsdämpfung von<br />

typischerweise 0,5 dB bis 25 GHz und 1<br />

dB bis 40 GHz. Die HF-zu-DC-Isolation<br />

wird mit typisch 34,2 bis 25 GHz und 45,4<br />

dB bis 40 GHz angegeben. Die RoHS-konforme<br />

Komponente wird mit einem 8-Pin-<br />

MCLP-Gehäuse mit den Maßen 2,5 × 2,5<br />

mm geliefert.<br />

■ Mini Circuits<br />

sales@minicircuits.com<br />

www.minicircuits.com<br />

Praxiseinstieg<br />

in die<br />

Spektrumanalyse<br />

Smith-<br />

Diagramm<br />

Einführung und<br />

Praxisleitfaden<br />

Joachim Müller,<br />

21 x 28 cm, 198 Seiten,<br />

zahlr. überwiegend farbige Abb.<br />

Diagramme, Plots<br />

ISBN 978-3-88976-164-4,<br />

beam-Verlag 2014, 38,- €<br />

Art.-Nr.: 118106<br />

Ein verständlicher Einstieg in die Spektrumanalyse<br />

- ohne höhere Mathematik,<br />

der Schwerpunkt liegt auf der Praxis mit<br />

Vermittlung von viel Hintergrundwissen.<br />

Aus dem Inhalt:<br />

• Die Systemmerkmale und Problemzonen<br />

der Spektrumanalyzer<br />

• Korrekturfaktoren, äquivalente Rauschbandbreite,<br />

Pegelkorrektur<br />

• Panorama-Monitor versus Spektrumanalyzer<br />

• EMV-Messung, Spektrumanalyzer versus<br />

Messempfänger<br />

Joachim Müller, 21 x 28 cm, 117<br />

Seiten, zahlreiche, teilweise farbige<br />

Abbildungen, beam-Verlag 2009,<br />

ISBN 978-3-88976-155-2, Art.-Nr.:<br />

118082, 29,80 €<br />

Das Smith-Diagramm ist bis heute<br />

das wichtigste Instrument zur bildlichen<br />

Darstellung der Anpassung<br />

und zum Verständnis der Vorgänge<br />

in HF-Systemen. In der einschlägigen<br />

Fachliteratur findet man zwar<br />

viele Stellen zum Smith-Diagramm,<br />

sie erfordern aber meist erhebliche<br />

mathematische Kenntnisse: Eine<br />

grundlegende Einführung sucht man<br />

vergeblich. Diese Lücke schließt dieses<br />

Buch als praxisnahe Einführung in den<br />

Aufbau und die Handhabung des Diagramms.<br />

Mathematikkenntnisse die zu<br />

einer elektrotechnischen Ausbildung<br />

gehören, reichen dabei aus.<br />

Aus dem Inhalt:<br />

- Schmidt-Buschbeck-Diagramm<br />

- CarterDiagramm - Praxis mit dem<br />

Smith-Diagramm; Kompensation von<br />

Blindanteilen, Ortslinie über Frequenz<br />

- Leitung als Transformator, elektrisch<br />

kurze bzw. lange Leitung, S-Parameter<br />

und Smith-Diagramm - Leitwert-Smith-<br />

Diagramm - Darstellung von Leitwerten<br />

im Smith-Diagramm, Parallelschaltung<br />

von Bauelementen - Grundelemente<br />

unter der Lupe - Ortslinien von Induktivitäten<br />

und Kapazitäten, das Bauelement<br />

Leitung – Stubs - Anpassung mit<br />

dem L-Glied - Hilfsmittel für die Arbeit<br />

mit dem Smith-Diagramm - Software<br />

- Messtechnik<br />

• Der Zeit- und Frequenzbereich, Fourier<br />

• Der Spektrumanalyzer nach dem Überlagerungsprinzip<br />

• Dynamik, DANL und Kompression<br />

• Trace-Detektoren, Hüllkurvendetektor,<br />

EMV-Detektoren<br />

• Die richtige Wahl des Detektors<br />

• Moderne Analyzer, FFT, Oszilloskope<br />

mit FFT<br />

• Auswahl der Fensterung - Gauß, Ham-<br />

Der Weg zum Smith-Diagramm -<br />

Bestellungen unter:<br />

Komplexe Zahlen - Reflexion bei<br />

www.beam-verlag.de<br />

Einzelimpulsen und kontinuierlichen<br />

Sinussignalen - Reflexionsfaktor Bestellungen unter:<br />

ming, 52 Kaiser-Bessel<br />

info@beam-verlag.de<br />

- Rückflussdämpfung, VSWR, Kreisdiagramme;<br />

Reflexionsdiagramm<br />

www.beam-verlag.de<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong><br />

info@beam-verlag.de


Schnelle und präzise Tests von Standardoszillatoren,<br />

VCXOs und (VC)TCXOs<br />

IQD stellte ein interessantes Evaluation<br />

Board vor. Dahinter steht der Wunsch, Oszillatoren<br />

schnell und einfach testen zu können.<br />

Dieser geht mit dem neuen IOSC-EVBoard<br />

in Erfüllung. Das Board eignet sich für die<br />

Messung der meisten oberflächenmontierbaren<br />

Standardoszillatoren, VCXOs oder<br />

TCXO/VCTCXOs. Es ist bei IQD, Teil der<br />

Würth Elektronik eiSos Gruppe, und vielen<br />

Distributoren erhältlich.<br />

Das IOSC-EVBoard wird mit sechs kleineren<br />

Platinen geliefert, die von der Hauptplatine<br />

abgeknipst und auf die unterschiedlich<br />

große 4-Pad-Oszillatoren gelötet werden<br />

können. Das kleinere Board lässt sich<br />

anschließend auf die Hauptplatine löten. Die<br />

sechs unterstützten Gehäusegrößen sind 1,6<br />

x 1,2 mm, 2 x 1,6 mm, 2,5 x 2 mm, 3,2 x<br />

2,5 mm, 5 x 3,2 mm und 7 x 5 mm.<br />

Da Störungen in der Versorgungsspannung<br />

die Frequenz des Oszillators beeinflussen<br />

können, enthält das IOSC-EVBoard eine<br />

geregelte und gefilterte Versorgungsspannung.<br />

Sie kann frei zwischen 1,8 und 5 V<br />

gewählt werden. Dies erlaubt es, die Leistung<br />

des Oszillators unter Idealbedingungen zu<br />

betrachten. Allerdings ist es unter Umständen<br />

auch nötig, während des Testens absichtlich<br />

Störungen einzubringen, um die Folgen zu<br />

beobachten. Dafür bietet das IOSC-Board<br />

zudem die Option, eine Versorgungsspannung<br />

direkt anzuschließen.<br />

Die Enable/Disable-Funktion kann durch<br />

manuelles Schalten getestet werden, um den<br />

Effekt auf die Stromaufnahme zu beobachten.<br />

Zudem gibt es die Möglichkeit, diesen<br />

Eingang über eine digitale Quelle auf H oder<br />

L zu setzen, um die Enable-Zeit zu messen.<br />

Für Produkte mit Zieheingang wie VCXOs<br />

und VCTCXOs enthält die Platine ein Potentiometer,<br />

um die Frequenztoleranz und den<br />

Effekt des Lötens durch Ziehen wieder auf<br />

die Nennfrequenz zu bringen. Dieser Vorgang<br />

kann ferner zum manuellen Anpassen<br />

der Ziehspannung genutzt werden, um den<br />

Einfluss auf die Frequenz zu simulieren.<br />

Für sensible Produkte wie VCTCXOs existiert<br />

zusätzlich zum Ziehen der Frequenz<br />

Quarze und Oszillatoren<br />

die Möglichkeit, den anliegenden Potentiometer-Widerstand<br />

durch einen festen<br />

Widerstand zu ersetzen. Das führt zu einer<br />

besseren Stabilität und optimiertem Jitter<br />

sowie Phasenrauschen. Natürlich kann der<br />

Zieheingang auch über eine externe analoge<br />

Quelle gespeist werden. Für das Ausgangssignal<br />

bietet das IOSC-EVBoard drei<br />

Konfigurationen. Hier kann zwischen einem<br />

CMOS-, einem Clipped-Sinus- oder einem<br />

direkten Ausgang ohne Buffer oder Last<br />

gewählt werden. Alle Ausgänge sind über<br />

einen SMA-Stecker verfügbar.<br />

• IQD Frequency Products, Ltd.<br />

www.we-online.com<br />

www.iqdfrequencyproducts.com<br />

Zuwachs für MEMS-Oszillator-Familie<br />

Der SiT3901 DCXO ist das jüngste Mitglied<br />

der SiTime µPower MEMS-Oszillator-Familie<br />

(Vertrieb durch SE Spezial-Electronic), die auf<br />

strom- und platzsparende Wearable-, Hearable-,<br />

IoT- und mobile Anwendungen ausgerichtet<br />

ist. Er ist der wohl weltweit kleinste, stromsparendste<br />

und leichteste digital gesteuerte Oszillator<br />

(DCXO). Dieser MEMS-basierte DCXO hat<br />

einen ultraweiten Ziehbereich von bis zu 15 %.<br />

Im Vergleich zu Quarzoszillatoren verbraucht er<br />

bis zu 90% weniger Strom und benötigt 90 %<br />

weniger Platz auf der Platine. Dieser DCXO ist<br />

robust gegenüber analogem Rauschen und kann<br />

eine Frequenz dynamisch variieren, um sie an<br />

die Resonanzfrequenz des Empfängers anzupassen.<br />

Nahezu ideal ist das neue Produkt für<br />

die Anwendung in drahtlosen Ladesystemen:<br />

• extrem niedriger Stromverbrauch von nur 105<br />

µA(typisch)<br />

• ultraweiter digitaler Ziehbereich Bereich über<br />

serielle 1-Draht-Schnittstelle (bis zu 15 %)<br />

bezogen auf die Ausgangsfrequenz bei Abstimmungsauflösung<br />

von bis zu ±1 ppb<br />

• Temperaturstabilität von ±50 oder ±100 ppm<br />

im erweiterter Temperaturbereich von -40<br />

bis +85 °C<br />

• kleinste Gehäusebauform von 1,5 x 0,8 mm<br />

Größe<br />

• programmierbare Frequenz von 1 bis 26 MHz<br />

(2,6 MHz in der Produktion, Kunden kontaktieren<br />

SE-Spezial für anderem Ausgangsfrequenzen)<br />

• SE-Spezial-Electronic<br />

www.spezial.com/de<br />

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hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 53<br />

53


5G und IoT<br />

Die zehn häufigsten Fragen zu SDRs<br />

Diese Fragen aus der Praxis/für die Praxis wurden aus E-Mails, Anrufen und Podiumsdiskussionen in der<br />

Branche gesammelt.<br />

SDR-Spezifikationen: Welche<br />

Sende-/Empfangskanäle?<br />

Könnte der SDR so konfiguriert<br />

werden, dass er acht Nur-Empfangskanäle<br />

anstelle von vier<br />

Sende- und vier Empfangskanälen<br />

hat oder umgekehrt?<br />

Eine HF-Kette oder ein Kanal<br />

ist die Reihe elektrischer Komponenten<br />

wie Verstärker, Filter,<br />

Dämpfungsglieder, lokale Oszillatoren,<br />

Mischer, ADC/DACs<br />

usw., die entweder zum Empfangen<br />

oder Senden von Signalen<br />

konfiguriert sind. Die Anforderungen<br />

sind sehr anwendungsabhängig.<br />

Wenn Sie beispielsweise<br />

ein Radar entwerfen, müssen<br />

Sie wahrscheinlich sowohl senden<br />

als auch empfangen, um ein<br />

Signal auszusenden und dann die<br />

Reflexion zu erfassen. Wenn Sie<br />

jedoch eine Spektrumsüberwachungsanwendung<br />

entwickeln,<br />

können Sie von einer größeren<br />

Anzahl von Empfangsketten<br />

profitieren.<br />

Der Per Vices Cyan SDR ist<br />

modular aufgebaut und kann bis<br />

zu 16 Nur-Empfangs-Funkketten<br />

oder jede Kombination aus<br />

Empfangen und Senden dieser<br />

Summe bis 16 unterstützen.<br />

Brandon Malatest (COO) und<br />

Brendon McHugh<br />

(FAE & Technischer<br />

Redakteur)<br />

von Per Vices, Kanada,<br />

beantworten hier die<br />

häufigsten und wichtigsten<br />

Fragen von Kunden/<br />

Anwendern zu SDRs.<br />

(Übersetzung: FS)<br />

Die Fragen sind in drei Kategorien<br />

eingeteilt:<br />

• SDR-Spezifikationen<br />

• feldprogrammierbare Gate-<br />

Arrays (FPGAs)<br />

• Host-Systeme<br />

Zur Erinnerung: Software<br />

Defined Radio (SDR) bedeutet<br />

eine vollständig integrierte Plattform,<br />

die es Software-Anwendungen<br />

ermöglichen, Signale zu<br />

senden und zu empfangen. Dies<br />

ermöglicht es einer Software,<br />

eine Funkkette für verschiedene<br />

Anwendungen zu steuern und<br />

die Signale zu verarbeiten einschließlich<br />

Radar, GNSS, Verbindungen<br />

mit geringer Latenz,<br />

Spektrumsüberwachung und<br />

-aufzeichnung, medizinische<br />

Bereiche, Test und Messung<br />

sowie elektronische Kriegsführung.<br />

SDR-Spezifikationen: Was ist der<br />

HF-Tuning-Bereich?<br />

Der HF-Abstimmbereich bezieht<br />

sich auf die Fähigkeit eines SDR,<br />

auf einer bestimmten Frequenz<br />

zu empfangen/zu senden. Dies<br />

ist eine wichtige Spezifikation,<br />

die anwendungsabhängig ist,<br />

da HF-Kommunikationen und<br />

-Protokolle auf verschiedenen<br />

Frequenzen arbeiten und/oder<br />

ein Client möglicherweise Breitbandbetrieb<br />

für eine bestimmte<br />

Anwendung benötigt. Etwa die<br />

Crimson-Plattform von Per Vices<br />

hat einen Frequenzbereich von<br />

nahe DC bis 6 GHz.<br />

SDR-Spezifikationen: Welches<br />

Produkt bietet die höchste<br />

Abtastbandbreite?<br />

Die momentane Bandbreite<br />

bezieht sich auf die maximale<br />

kontinuierliche HF-Bandbreite,<br />

die ein SDR senden oder empfangen<br />

kann. Dies hängt im<br />

Allgemeinen mit der Abtastrate<br />

zusammen, mit der das Wandlergerät<br />

(ADC/DAC) arbeitet. Die<br />

maximale Abtastrate der Wandlervorrichtung<br />

wird weiter durch<br />

die Rate begrenzt, mit der die<br />

Informationen an oder von dem<br />

FPGA gesendet werden können,<br />

die weiter durch die Halbleiterfähigkeiten<br />

und die Bitauflösung<br />

der Wandlervorrichtung begrenzt<br />

wird. Für Crimson TNG betragen<br />

ADC- und DAC-Abtastrate 325<br />

MSPS, die IQ-Paare abtasten,<br />

was zu einer Abtastbandbreite<br />

von 325 MHz führt.<br />

SDR-Spezifikationen: Wie steht<br />

es um die Latenz?<br />

Gibt es bei SDR-Produkten eine<br />

hohe Latenz und wenn ja, wie<br />

kann diese verbessert werden?<br />

Latenz bezieht sich auf die Verzögerung<br />

(oder Zeit), die benötigt<br />

wird, um Daten von einem<br />

Punkt zum nächsten zu senden,<br />

und wird normalerweise in<br />

Millisekunden gemessen. Die<br />

Minimierung der Latenzzeit in<br />

einem System ist entscheidend<br />

für Branchen, die auf Informationen<br />

und Daten im Sekundenbruchteil<br />

angewiesen sind,<br />

wie z.B. der sogenannte Hochfrequenzhandel<br />

an Börden. Per<br />

Vices hat SDR-Produkte mit sehr<br />

54 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


5G und IoT<br />

Schema der Funktionen eines FPGA in Per Vices SDRs<br />

geringer Latenz, um schnellste<br />

transatlantische Verbindungen<br />

bereitzustellen.<br />

Latenzquellen in SDRs umfassen<br />

die Funkkette, DAC/ADC,<br />

FPGA DSP, Paketierung, Netzwerkübertragung<br />

und Betriebssystem.<br />

Es gibt eine Vielzahl von<br />

Methoden, um diese Quellen in<br />

ihrer Verzögerung zu minimieren<br />

einschließlich FPGA-IP-Cores<br />

mit niedriger Latenz, Wechsel<br />

zu einem Echtzeit-Betriebssystem<br />

(wie einem Echtzeit-Linux-<br />

Kernel) und Schnittstellen zu<br />

anderen FPGA, Einbetten von<br />

Anwendungslogik in ein FPGA<br />

oder benutzerdefinierte Schnittstellenprotokolle<br />

mit SFP+<br />

Anschlüssen.<br />

FPGAs: Welche Vorteile bieten<br />

FPGAs beim Einsatz in einem<br />

SDR?<br />

Ein feldprogrammierbares Gate-<br />

Array (FPGA) ist ein Halbleiterbauelement<br />

mit einer Architektur,<br />

die um eine Matrix konfigurierbarer<br />

Logikblöcke (CLBs)<br />

mit Dichten von 500 kLE und<br />

10,2 MLE (LE = Logikelemente)<br />

zentriert ist, die von einem Ingenieur<br />

(re)konfigurierbar sind in<br />

verschiedene Logikgatter und<br />

Flip-Flops. Diese Matrixarchitektur<br />

ist besser bekannt als<br />

Fabric aufgrund der Fähigkeit<br />

eines Intellectual-Property-<br />

Kerns (IP) eines FPGAs, um<br />

umprogrammiert und umkonfiguriert<br />

zu werden und um<br />

hochparallele Berechnungen<br />

mit sehr hohen Datendurchsatzraten<br />

durchzuführen. Dies<br />

geschieht über eine Bitdatei oder<br />

einen Bitstream. Das FPGA ist<br />

in der Lage, die verschiedenen<br />

genannten Funktionen zu implementieren.<br />

FPGAs bieten die von HF-Systemen<br />

geforderte Flexibilität und<br />

Rekonfigurierbarkeit. Fähigkeiten<br />

in verschiedenen Bereichen<br />

wie Radar erfordern FPGAs für<br />

Beamforming-Algorithmen,<br />

Triggern, Speichern von Wellenformen<br />

und Pulsen, die im<br />

Feld verwendet werden.<br />

FPGAs bieten auch die Möglichkeit,<br />

neue Protokolle für<br />

GPS/GNSS-Tests und -Simulationen<br />

zu testen. Darüber hinaus<br />

bieten FPGAs Interoperabilität;<br />

das ist die Fähigkeit eines SDR-<br />

Kommunikationssystems, mit<br />

anderen Kommunikations- und<br />

anderen elektronischen Geräten<br />

kompatibel zu sein.<br />

FPGAs: Sind Up/Down-Konverter<br />

vorhanden?<br />

Verfügen SDRs über eine integrierte<br />

digitale Abwärtskonvertierung<br />

(DDC) und digitale<br />

Aufwärtskonvertierung (DUC)?<br />

Die digitale Abwärtswandlung<br />

ist der Vorgang des Mischens<br />

einer Eingangsfrequenz mit<br />

einem numerisch gesteuerten<br />

Oszillator (NCO), um eine Ausgangsfrequenz<br />

mit einer niedrigeren<br />

Frequenz zu erhalten.<br />

Digitale Aufwärtskonvertierung<br />

ist der Prozess, bei dem ein<br />

NCO-Signal so gemischt wird,<br />

dass die Ausgangsfrequenz größer<br />

als die Eingangsfrequenz ist.<br />

Dies geschieht auf dem FPGA<br />

unter Verwendung eines COR-<br />

DIC, der die Tx (DUC) oder<br />

Rx (DDC) Samples mit denen<br />

mischt, die von einem numerischen<br />

Oszillator erzeugt werden.<br />

Dadurch erhöht oder verringert<br />

sich die Frequenz aller<br />

Signale entsprechend.<br />

DDC/DUC ist wichtig, denn<br />

damit das Produkt sehr hohe<br />

Frequenzen verarbeiten kann,<br />

müssen sie in eine niedrigere<br />

Frequenz umgewandelt werden,<br />

um in der ADC-Bandbreite zu<br />

liegen. Um sehr hohe Signale<br />

zu übertragen, muss man ebenfalls<br />

mit denen beginnen, die ein<br />

DAC verarbeiten kann, und dann<br />

entsprechend hochkonvertieren.<br />

Hat ein SDR wie Crimson eine<br />

digitale Abwärtskonvertierung<br />

(DDC) und eine digitale Aufwärtskonvertierung<br />

(DUC) an<br />

Bord, so ist es möglich, die verschiedenen<br />

Betriebsmodi sowohl<br />

für Tx als auch für Rx (Basisband,<br />

Mittelband und Hochband)<br />

zu unterstützen und das Signal<br />

auf eine bestimmte Frequenz<br />

und entsprechende Bandbreite<br />

zu verschieben.<br />

FPGAs: Werden benutzerdefinierte<br />

FPGA-Images/IP-Cores<br />

unterstützt?<br />

Unterstützt das SDR-Produkt<br />

benutzerdefinierte FPGA-<br />

Images/IP-Cores, die in dieses<br />

SDR-Produkt implementiert<br />

werden könnten?<br />

Ein FPGA-Image oder IP-Core<br />

bezieht sich auf den Bitstream<br />

oder die Bitdatei, die auf ein<br />

Flash-Laufwerk gelegt und auf<br />

das FPGA kopiert werden kann.<br />

Einige Kunden sind daran interessiert,<br />

die Verarbeitung, die<br />

ansonsten auf der CPU eines<br />

Host-Systems ablaufen würde,<br />

auf den FPGA aufgrund seiner<br />

im Vergleich zu einer CPU<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 55


5G und IoT<br />

Beispiel für ein GNU-Radio-Flussdiagramm, das grundlegende Signalverarbeitungsfunktionen zeigt<br />

überlegenen Leistung/parallelen<br />

Verarbeitungsfähigkeiten<br />

auszulagern.<br />

Per Vices bietet Kunden je nach<br />

spezifischem Anwendungsbedarf<br />

eine Reihe von IP-Cores<br />

an. Zusätzlich kann man auch<br />

3rd-Party IP Cores integrieren<br />

oder neue Cores entwickeln,<br />

um Kundenanforderungen zu<br />

erfüllen.<br />

Host-Systeme: Welche<br />

Netzwerkkarten/Controller?<br />

Welche Netzwerkkarten/Controller<br />

(NICs) werden für die<br />

Verbindung mit dem SDR<br />

benötigt?<br />

Eine Netzwerk-Schnittstellenkarte<br />

(NIC) implementiert die<br />

elektronischen Schaltkreise, die<br />

für die Kommunikation vom<br />

SDR zum Host-Rechner unter<br />

Verwendung eines bestimmten<br />

Standards für die Bitübertragungsschicht<br />

und die Datenverbindungsschicht<br />

erforderlich<br />

sind (z.B. Ethernet). Die<br />

IQ-Paardaten werden über einen<br />

VITA49-Standard (z.B. innerhalb<br />

von Ethernet) verpackt.<br />

Bei bestimmten Anwendungen,<br />

die eine sehr große sofortige<br />

Bandbreitenerfassung erfordern,<br />

wie z.B. Spektrum-Monitoring/<br />

Sweeping, benötigt man eine<br />

NIC mit sehr hohem Durchsatz<br />

und verlustfreiem Datenstreaming<br />

zum Host- Rechner.<br />

Dies hängt vom Produkt/der<br />

Datenmenge ab, die Sie an das<br />

Hostsystem senden möchten.<br />

Etwa Crimson verwendet eine<br />

10-Gbit/s-Ethernet-Verbindung<br />

(SFP+ Ports), um schnell Daten<br />

zu senden und zu empfangen.<br />

Dabei ist es sehr wichtig, sicherzustellen,<br />

dass Netzwerkgeräte<br />

oder Schnittstellen 10GBASE-<br />

R unterstützen.<br />

Host-Systeme: Welche Art von<br />

Hardware oder Server?<br />

Welche Art von Hardware oder<br />

Server sind geeignet, um die<br />

eventuell sehr großen Datenmengen<br />

zu verarbeiten, die von<br />

der Bandbreite der I/Q-Daten<br />

pro Kette vom SDR erfasst<br />

werden?<br />

Server-Systeme werden oft<br />

benötigt, um die riesigen Datenmengen<br />

zu bewältigen, die<br />

über die qSPF+ Ports gesendet<br />

werden. Benutzer benötigen<br />

ein sehr schnelles System<br />

mit großen Mengen an RAM,<br />

SSDs usw. Es ist ein wenig so,<br />

als würde man versuchen, aus<br />

einem Feuerwehrschlauch zu<br />

trinken – was bedeutet, dass<br />

es schrecklich schwierig sein<br />

wird, die Daten ohne ein speziell<br />

dafür konzipiertes System<br />

zu erfassen. Kunden, die dies<br />

benötigen, sind in der Regel in<br />

Radar- oder Spektrumüberwachungs-Anwendungen<br />

tätig, bei<br />

denen kontinuierlich eine große<br />

Bandbreite erfasst wird.<br />

Im Allgemeinen kaufen Kunden<br />

aufgrund der sehr großen<br />

Datenmengen, die gespeichert,<br />

verarbeitet oder überwacht werden<br />

müssen, ein benutzerdefiniertes<br />

Host-System. Um etwa<br />

eine 1-GHz-Bandbreite von IQ-<br />

Datenströmen mit einem SDR<br />

zu bewältigen, empfiehlt sich<br />

ein Dual-Prozessor-Computer<br />

mit mindestens 500 GB RAM<br />

(idealerweise 1 TB), dedizierten<br />

FPGA-basierten Beschleunigerkarten<br />

mit viel Onboard-Arbeitsspeicher<br />

und eine ausreichende<br />

Anzahl von PCIe-Laufwerken in<br />

vorteilhafter Konfiguration, um<br />

das Streamen der Daten auf die<br />

Festplatte zu unterstützen. Zu<br />

prüfen wäre auch, ob es sinnvoll<br />

ist, zwei Grafikkarten mit<br />

einzubeziehen. Zu empfehlen<br />

ist auch ausreichend Massenspeicher,<br />

um einen Verlauf der<br />

erfassten Daten zu verwalten.<br />

Host-Systeme: Inwieweit eignet<br />

sich GNU Radio?<br />

Kann ich GNU Radio zum Programmieren<br />

mit diesem SDR<br />

verwenden?<br />

GNU Radio ist eine freie Open-<br />

Source-Plattform zur Entwicklung<br />

von Signalverarbeitungssystemen<br />

und Werkzeugen für<br />

SDRs. Viele Kunden wählen<br />

diese Plattform, um mit ihrem<br />

SDR zu testen und zu simulieren,<br />

bevor sie DSP oder andere<br />

Funktionalitäten in einer niedrigeren<br />

Sprache wie C++ codieren.<br />

Etwa SDRs von Per Vices haben<br />

eine Schnittstelle zu GNU<br />

Radio, sodass Sie sofort mit<br />

GNU Radio und dem UHD-<br />

GitHub-Zweig damit beginnen<br />

können. ◄<br />

56 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Verstärker<br />

Präzisions-Leistungsverstärker<br />

mit eingebautem Generator<br />

Der PGA <strong>12</strong>41 ist ein linearer,<br />

extrem breitbandiger Präzisions-Leistungsverstärker,<br />

der sich<br />

für Prüfungen nach der IEC/EN<br />

61000-4-16 und IEC/EN 61000-<br />

4-19 für den Frequenzbereich von<br />

DC bis 300 kHz eignet. Mit seinen<br />

zwei Leistungsstufen 5 A/260<br />

W und 16 A/800 W ist er prädestiniert<br />

für alle Anwendungen, die<br />

schnell veränderliche Signale mit<br />

hoher Leistung benötigen. Durch<br />

die exzellente Signalqualität und<br />

die Fernsteuerbarkeit über die<br />

USB-Schnittstelle ist der PGA<br />

<strong>12</strong>41 die nahezu ideale Wahl für<br />

automatische Testeinrichtungen.<br />

Der integrierte Funktionsgenerator<br />

liefert Sinus-, Dreieck- oder<br />

Rechtecksignale, die durch den<br />

Leistungsverstärker verstärkt<br />

werden. Externe Signale lassen<br />

sich über einen zusätzlichen Eingang<br />

aufaddieren. Der PGA <strong>12</strong>41<br />

eignet sich geradezu ideal für den<br />

Betrieb an Lasten mit niedriger<br />

Impedanz.<br />

Durch die mögliche Halbierung<br />

der Betriebsspannung verringert<br />

sich die Verlustleistung entsprechend.<br />

Alle Funktionen dieser<br />

Generator/Verstärker-Kombination<br />

können über die mitgelieferte<br />

Anwendungs-Software<br />

gesteuert werden, die eine vollständige<br />

Fernsteuerung des PGA<br />

<strong>12</strong>41 über die USB-Schnittstelle<br />

ermöglicht. Die Integration in<br />

bereits bestehende automatisierte<br />

Testsysteme wird durch<br />

die Offenlegung der Schnittstellenbefehle<br />

ermöglicht.<br />

• Schlöder GmbH<br />

www.schloeder-emv.de<br />

Verstärker für 0,5 bis 30 GHz<br />

Der ZVA-02303HP+ von Mini<br />

Circuits ist ein HF-Verstärker, der<br />

von 0,5 bis 30 GHz arbeitet. Er<br />

liefert eine gesättigte Ausgangsleistung<br />

von mehr als 27 dBm (~0,5<br />

W) bei einer Verstärkung von 38<br />

dB und hat eine Rauschzahl von<br />

weniger als 6,5 dB. Der Verstärker<br />

benötigt eine Gleichstromversorgung<br />

von <strong>12</strong> bis 15 V, verbraucht<br />

weniger als 720 mA Strom bzw.<br />

6 W Leistung. Es verfügt über<br />

eine interne DC-DC-Umwandlungsschaltung,<br />

die eine konstante<br />

Effizienz über den gesamten Eingangsspannungsbereich<br />

beibehält.<br />

Der Verstärker verfügt über<br />

mehrere DC-Schutzfunktionen,<br />

wie Überspannung, Sperrspannung<br />

und Einschaltstrom, die ihn<br />

vor Schäden bei falscher Handhabung<br />

während des Betriebs<br />

schützen. Der ZVA-02303HP+<br />

ist als Modul mit 2,92 mm messenden<br />

(weiblichen) Anschlüssen<br />

und einem optionalen Kühlkörper<br />

erhältlich. Er eignet sich für den<br />

Einsatz in Breitbandtests und für<br />

die Testinstrumentierung, für 5G,<br />

Satcom und Anwendungen der<br />

elektronischen Kriegsführung.<br />

• Mini Circuits<br />

www.minicircuits.com<br />

KUNDENSPEZIFISCHE<br />

VORVERSTÄRKER<br />

KUNDENSPEZIFISCHE<br />

HF-LÖSUNGEN<br />

KONFEKTIONIERTE<br />

KOAXIALKABEL<br />

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direkt vom<br />

Hersteller<br />

• HF-Schaltungsdesign & Digitalschaltungsdesign<br />

• HF-Komponentendesign, z. B. Leistungsverstärker<br />

• Antennendesign<br />

• Premium-Koaxialkabel, Koaxialverbinder<br />

aller gängigen Normen, Knickschutz u.v.m.<br />

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Konfektion, inkl. Messprotokoll<br />

• Von 5 kHz bis<br />

5,6 GHz<br />

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großsignalfest<br />

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auf Ihre Anfrage!<br />

SSB-Electronic GmbH · Am Pulverhäuschen 4 · 59557 Lippstadt · Tel.: +49 2941-93385-0 · vertrieb@ssb-electronic.de · www.ssb-electronic.de


RFMW introduces new products<br />

1000 MHz Coaxial Resonator<br />

RFMW announced design and<br />

sales support for APA Wireless<br />

Coaxial Resonator Oscillators<br />

(CRO). The R1000SMUB8CR<br />

delivers -131 dBc/Hz typical<br />

phase noise at 10 kHz offset<br />

at its operating frequency of<br />

1000 MHz. V cc is 8 V, while<br />

the tuning voltage range is 0.5<br />

to 4.5 V. Typical output power<br />

is 7 dBm. Packaged in a standard<br />

0.75 x 0.75 inch castellated<br />

SMT, the APA Wireless<br />

R1000SMUB8CR is a form/<br />

fit/function replacement for the<br />

EOL Qorvo UMX-235-B14-G<br />

and UMX-244-B14-G.<br />

MEMS Oscillators for<br />

Aerospace and Defense<br />

RFMW announced design<br />

and sales support for rugged,<br />

MEMS-based timing solutions<br />

from SiTime. SiTime EnduraTM<br />

SiT8944 oscillators are<br />

among the most reliable and<br />

highest quality oscillators for<br />

high-reliability aerospace and<br />

defense applications. Delivering<br />

the perfect combination of<br />

wide frequency range (1 to 110<br />

MHz), excellent stability (±20<br />

ppm), and wide temperature<br />

range (-55 to +<strong>12</strong>5 °C) in the<br />

smallest 2 x 1.6 mm package<br />

that is not readily available from<br />

quartz suppliers. Engineered<br />

for harsh environments, this<br />

oscillator features ultra-low 0.1<br />

ppb/g acceleration sensitivity,<br />

10,000g shock, and 70g vibration<br />

resistance. An example of<br />

this would be SIT8944BM-<strong>12</strong>-<br />

33EA25.000000, 25 MHz oscillator<br />

with +/-25 ppm stability<br />

over a temperature range of -55<br />

to +<strong>12</strong>5 °C.<br />

SPDT for 5 GHz WiFi<br />

Automotive Modules<br />

RFMW announced design and<br />

sales support for an AEC-Q100<br />

Grade 2 Qualified switch from<br />

Skyworks. The SKYA21038<br />

is a single-pole, double-throw<br />

(SPDT) switch intended for<br />

mode switching in WLAN applications<br />

ranging from 0.9 to 6<br />

GHz. Using advanced switching<br />

technologies, the SKYA21038<br />

maintains low insertion loss and<br />

high isolation for all switching<br />

paths. The high-linearity performance<br />

and low insertion loss<br />

achieved by the switch make it<br />

an ideal choice for low-power<br />

transmit/receive applications<br />

in infotainment and IoT M2M<br />

modules requiring enhanced<br />

robustness.<br />

DP4T Routing Switch for<br />

Automotive Telematics<br />

RFMW announced design and<br />

sales support for an automotive<br />

routing switch from Qorvo. The<br />

QPC<strong>12</strong>20Q is a double-pole,<br />

four-throw (DP4T) switch designed<br />

for automotive transfer<br />

routing applications from 617 to<br />

6000 MHz where highly linear,<br />

low-loss switching is needed.<br />

Low mid-band insertion loss of<br />

0.5 dB along with excellent linearity<br />

and 26 to 36.5 dB isolation<br />

makes the QPC<strong>12</strong>20Q ideal for<br />

telematics, antenna routing, 5G<br />

routing and automotive NAD<br />

(network attach device) 5G and<br />

LTE applications. Offered in a 2<br />

x 2 mm QFN package.<br />

Small Ceramic Waveguide<br />

Filters handle High Power<br />

RFMW announced design and<br />

sales support for a family of<br />

small form factor 5G filters from<br />

Sangshin Elecom. Offering an<br />

alternative to conventional waveguide<br />

filters, Sangshin Ceramic<br />

Waveguide designs support high<br />

average and peak power performance<br />

with excellent rejection,<br />

while retaining low insertion<br />

loss. The family consists of 6<br />

devices working between 3400<br />

and 3900 MHz with bandwidths<br />

from 200 MHz and peak power<br />

performance up to <strong>12</strong>0 W.<br />

For example, SEWB3500SP<br />

200SM covers 200 MHz of<br />

C-Band (3400 to 3600 MHz)<br />

with a power handling of 5 W<br />

average (<strong>12</strong>0 W peak). The filter<br />

delivers excellent rejection<br />

performance, achieving 15 dB<br />

of rejection just 40 MHz from<br />

the passband edge. The small<br />

form factor, 20 x 30 x 5 mm,<br />

along with a surface mount<br />

configuration, make the design<br />

ideal for MIMO applications<br />

where weight and size are of a<br />

premium.<br />

High Gain mMIMO Driver<br />

Amplifier<br />

RFMW announced design and<br />

sales support for a high gain<br />

and high linearity driver amplifier.<br />

The Qorvo QPA9<strong>12</strong>2M provides<br />

36.5 dB gain at 2.6 GHz<br />

and achieves a peak power of 27<br />

dBm P3dB. The amplifier can<br />

provide good DPD linearity performance<br />

with up to 200 MHz<br />

wide 5G NR signals, making it<br />

perfectly suited for 5G m-MIMO<br />

applications, TDD/FDD systems<br />

and wireless infrastructure systems.<br />

The QPA9<strong>12</strong>2M is internally<br />

match to 50 ohms over the<br />

entire operating frequency band<br />

of 2.3 to 5.0 GHz and incorporates<br />

a shut-down function<br />

through the VPD pin. External<br />

bias control allows for linearity<br />

optimization. Housed in a 16-pin<br />

3 x 3 mm SMT package.<br />

58 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


RF & Wireless<br />

Spring Based, Half Wave<br />

Dipole Antenna avoids<br />

Damage<br />

50 GHz Attenuators in 0604<br />

Package Size<br />

Amplifier Module for LTE and<br />

5G Systems<br />

RoHS compliant, PSF85B08W<br />

filters are available on tape and<br />

reel for standard pick and place,<br />

SMT process assembly.<br />

RFMW announced design and<br />

sales support for a Southwest<br />

Antennas’ omni-directional<br />

antenna. The 1001-259 half<br />

wave dipole operates from 1.4<br />

to 1.6 GHz with a peak gain of<br />

2 dBi. Identical to the existing<br />

1001-078 fixed based antenna,<br />

the 1001-259 adds an integrated,<br />

flexible, coil spring base which<br />

provides strain relief and impact<br />

deflection capability, thereby<br />

reducing the risk of damage if<br />

struck by another object. Both<br />

the antenna and mated RF radio<br />

connectors are protected. A matte<br />

black finish and black chrome<br />

RF connector are ideal for tactical<br />

or low visibility operations.<br />

Half Watt Pre-driver supports<br />

Fast Switching TDD Systems<br />

RFMW announced design and<br />

sales support for Smiths Interconnect<br />

TSX Series chip attenuators<br />

with extended frequency<br />

range. The TSX series chip attenuators<br />

span DC to 50 GHz with<br />

1 to 3 W of input power handling<br />

capability based on individual<br />

device attenuation values as<br />

follows: 0...1 dB attenuators are<br />

rated at 3 W, 2...3 dB rated at 2<br />

W, 4...20 dB rated at 1 W. Q-band<br />

performance addresses new markets<br />

and applications including<br />

instrumentation, radar, satellite<br />

and 5G systems. In transmitters,<br />

low SWR increases output power<br />

potential while the small, 0604<br />

package size, ideal for pick and<br />

place manufacturing, reduces<br />

board space requirements.<br />

RFMW announced design and<br />

sales support for a power amplifier<br />

module from NXP. The<br />

A3M39TL039 is a 28 V, 50-ohm<br />

matched integrated Doherty<br />

LDMOS Multi-Chip Module<br />

covering the cellular infrastructure<br />

bands between 3700 and<br />

3980 MHz. With a 47 dBm (50<br />

W) peak power at 39% power<br />

added efficiency and a dualstage<br />

gain of 27 dB, it comes in<br />

a compact 10 x 6 mm LGA overmolded<br />

plastic package.<br />

E-band Surface Mount<br />

Filter with Exceptional<br />

Performance<br />

Asymmetric Doherty<br />

Amplifier delivers 40/80 W for<br />

5G Massive MIMO<br />

RFMW announced design and<br />

sales support for a dual path<br />

amplifier from Qorvo. The<br />

QPD0011 is an asymmetric,<br />

dual-path, discrete GaN on SiC<br />

HEMT in a DFN package operating<br />

from 3.4 to 3.6 GHz. With<br />

15 dB of gain, this device can<br />

deliver an average power of 15<br />

W in a Doherty configuration<br />

or a P sat of 50 dBm at 3.5 GHz.<br />

Operating from a 48 V bias, the<br />

QPD0011 has applications in 5G<br />

massive MIMO, microcell and<br />

small cell base stations.<br />

Multiband WiFi Antenna<br />

RFMW announced design and<br />

sales support for a versatile,<br />

SiGe driver amplifier from NXP.<br />

The BTS6201U amplifier delivers<br />

high linearity with 27 dBm<br />

typical P1dB output power in its<br />

frequency range of 2300 to 4200<br />

MHz. A dual-stage, single-ended<br />

design provides 31 dB of gain<br />

and is matched to 50 ohms with<br />

integrated bias control, supporting<br />

fast switching for TDD systems.<br />

Class AB drain efficiency<br />

is 20% and signal bandwidth<br />

(IBW) is 200 MHz from this 5<br />

V device. Typical applications<br />

are high-linearity pre-drivers in<br />

cellular infrastructures, such as<br />

bands B40, n41, B42, n77, n78<br />

and C-band. Offered in a 3 x 3<br />

mm QFN over-molded plastic<br />

package.<br />

Power AmpliDual BAW Filter<br />

RFMW announced design and<br />

sales support for a high-performance,<br />

high power, Bulk<br />

Acoustic Wave (BAW) bandpass<br />

filter. The Qorvo QPQ1029<br />

exhibits low loss in B1/B3 uplink<br />

applications and high out-ofband<br />

attenuation of unwanted<br />

signals (>40 dB). The QPQ1029<br />

has excellent passive intermodulation<br />

performance (PIM) of<br />

>-1<strong>12</strong> dBm. Matched to 50 ohms<br />

and capable of handling 29 dBm<br />

of input power, it is packaged in<br />

a 3 x 3 mm SMT for base station<br />

infrastructure, small cells<br />

and repeaters.<br />

RFMW announced design and<br />

sales support for mmWave, surface<br />

mount filters from Cubic<br />

Nuvotronics. The PSF85B08W<br />

interdigital filter has a pass band<br />

of 81 to 89 GHz with 50 ohms<br />

characteristic impedance. Handling<br />

a maximum input power of<br />

2 W, this SMT filters’ typical<br />

insertion loss is a low, 0.75 dB<br />

(3.6 dB max) yet boasts 40 dB<br />

typical upper and lower bandpass<br />

rejection. PolyStrata technology<br />

provides wide bandwidth, exceptional<br />

filtering performance and<br />

minimal part-to-part variation for<br />

consistent results in production<br />

environments supporting E-Band<br />

satellite communications, RF<br />

telemetry, and instrumentation.<br />

RFMW announced design and<br />

sales support for a multiband<br />

WiFi antenna solution from<br />

Cirocomm Corporation. The<br />

DCAH0S17 is a high efficiency<br />

antenna designed to cover both<br />

the traditional 2.4 GHz WiFi<br />

band and the entire WiFi 6 and<br />

6E bands from UNII 1 to UNII 8.<br />

This corner mount monopole<br />

offers a compact, lightweight<br />

solution with uniform directivity<br />

and is highly cost effective.<br />

Cirocomm and RFMW offer<br />

a high level of support during<br />

design implementation of the<br />

DCAH0S17 with antenna optimization<br />

services to maximize<br />

performance based on customer<br />

specific PCB and packaging<br />

needs. Technical assistance<br />

is recommended at the earliest<br />

design stage to optimize antenna<br />

performance.<br />

■ RFMW<br />

www.rfmw.com<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 59


RF & Wireless<br />

„Bring Your Own SIM“<br />

u-blox has introduced a service<br />

that provides Internet of Things<br />

(IoT) sensor network developers<br />

the flexibility to combine any cellular<br />

connectivity with all the benefits<br />

of MQTT communication. The<br />

u-blox MQTT Flex service lets any<br />

SIM-based connectivity leverage<br />

MQTT-SN communication at predictable<br />

cost with on-demand scalability.<br />

MQTT Flex is built on top<br />

of the foundation of a scalable,<br />

high-performance MQTT broker<br />

and powerful Data Flow Manager,<br />

making it simple to communicate<br />

data between IoT devices and the<br />

enterprise. The service is uniquely<br />

optimized for asset tracking, sensor<br />

networks, and monitoring applications,<br />

especially those that need<br />

little bandwidth and must operate<br />

at low power. It overcomes limitations<br />

of other approaches. u-blox<br />

already offers a global connectivity<br />

solution for any type of IoT device<br />

through its MQTT Anywhere service<br />

and IoT SIM card, enabling<br />

seamless global roaming on 2G,<br />

3G, and LTE networks. MQTT Flex<br />

expands the addressable market by<br />

allowing users to bring their existing<br />

cellular connectivity together<br />

with u-blox’s IoT Communicationas-a-Service.<br />

A key benefit of the u-blox MQTT<br />

Flex service is that it offers a “Bring<br />

Your Own SIM” strategy that enables<br />

users to take advantage of<br />

MQTT communication without<br />

the operational, logistical, or cost<br />

impact of changing their mobile<br />

network operator. MQTT Flex also<br />

allows compliance to IoT project<br />

requirements where government or<br />

local municipalities might mandate<br />

the use of a local network operator.<br />

In some geographies, such as Turkey,<br />

Brazil, and Australia, network<br />

operators do not allow permanent<br />

roaming, which precludes the use<br />

of the MQTT Anywhere global roaming<br />

IoT SIM. MQTT Flex overcomes<br />

the challenge of permanent<br />

roaming restrictions by retaining<br />

the home network connectivity.<br />

The MQTT Flex service also enables<br />

MQT-SN communications<br />

over NB-IoT, specifically in regions<br />

where global roaming agreements<br />

for the low-power, low<br />

data-rate radio technology have<br />

yet to be agreed. The features of<br />

NB-IoT, including extended cellular<br />

coverage, may be useful for<br />

connecting to systems deep within<br />

buildings or below ground such as<br />

utility meters.<br />

All u-blox services are delivered<br />

via the Thingstream IoT service<br />

delivery platform. The intuitive<br />

interface provides a self-serve environment<br />

from which users have<br />

autonomy to manage IoT device<br />

fleets, manage billing, monitor<br />

events, and have complete API control<br />

of functionality. Thingstream<br />

enables a frictionless business<br />

experience because it eliminates<br />

complexities and allows users to<br />

engage more efficiently and reduce<br />

time-to-market.<br />

■ ublox<br />

www.u-blox.com<br />

New Line of Fiber Optic Transceivers<br />

ShowMeCables, an infinite Electronics<br />

brand, recently announced its new line of<br />

fiber optic transceivers designed to meet the<br />

needs of telecom service providers, the data<br />

communications industry and IT departments.<br />

These new fiber optic transceivers are<br />

MSA-compliant and therefore compatible<br />

with most switch and router platforms. They<br />

represent a wide selection of form factors,<br />

distances supported and data rates. Form factors<br />

offered are GBIC, SFP, SFP+ and XFP.<br />

Distance options range from 220 meters to<br />

<strong>12</strong>0 kilometers and three transmitter wavelengths<br />

are available – 850, 1310 and 1550<br />

nm. Operating data rates cover 100 Mbps<br />

to 10 Gbps. Other options include Singlemode<br />

or Multimode optics and latching LC<br />

or nonlatching SC connectors. Most of these<br />

new transceivers were designed to withstand<br />

extreme temperatures found in many industrial<br />

applications.<br />

■ ShowMeCables<br />

www.infiniteelectronics.com<br />

New 3.3 to 4.2 GHz, 8-Port CBRS Sector<br />

Antennas<br />

RadioWaves, an Infinite Electronics brand<br />

and a manufacturer of high-quality microwave<br />

antennas and accessories, has just<br />

released a new series of 8-port, CBRS sector<br />

antennas covering the 3.3 to 4.2 GHz<br />

frequency bands. RadioWaves’ new series<br />

of CBRS Sector Antennas provide gain of<br />

16 to 18 dBi along with a 65° beamwidth.<br />

These antennas are engineered to deliver<br />

high, stable gain over wide bandwidths and<br />

suppress side-lobes and back-lobes for mitigating<br />

inter-sector interference.<br />

These models are engineered to be symmetric<br />

in both polarizations to minimize chain<br />

imbalance. The 17 dB side lobe suppression<br />

and superior dB front-to-back ratio allows<br />

for channel (frequency) reuse and high levels<br />

of spectral efficiency in the most challenging<br />

and noisy environments.<br />

The new sector antennas also feature 8 x 8<br />

MIMO operation, eight +/-45° slant polarization<br />

ports with integral N-female connectors<br />

all in a single enclosure. They come<br />

equipped with superior port isolation, cross<br />

polarization discrimination, gain, SWR and<br />

front-to-back.<br />

Additionally, these new antennas feature<br />

universal radio brackets that are compatible<br />

with many popular Cambium PMP/EPMP,<br />

Ubiquiti Rocket/Prism, Mimosa and Baicell<br />

radios. For added safety and convenience,<br />

60 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


RF & Wireless<br />

the antennas feature an integrated<br />

hoisting hook.<br />

■ RadioWaves<br />

www.infiniteelectronics.com<br />

New GPS/GNSS Timing<br />

Antennas<br />

RadioWaves has just released a<br />

new series of GPS/GNSS timing<br />

antennas that cover L1 and L5<br />

GPS bands. RadioWaves’ new<br />

series of GPS/GNSS timing<br />

antennas provide top-of-theline<br />

axial ratio and higher accuracy<br />

for the reception of satellite<br />

timing signals and reference<br />

frequencies for enhanced phase<br />

synchronization in precision network<br />

deployments.<br />

The high gain, low noise figure of<br />

2 dB and high out-of-band rejection<br />

provided by these antennas<br />

allow for the use of longer and<br />

cost-effective cables for easy and<br />

flexible installs. They also feature<br />

a SWR less than 1.8 and are<br />

compatible with several existing<br />

mounting brackets. In addition,<br />

these fully ruggedized, weathersealed<br />

antennas are IP67 compliant<br />

and perfect for use in outdoor<br />

and marine environments.<br />

These antennas come equipped<br />

with built-in surge protection and<br />

support a wide range of GNSS<br />

including GPS, Glonass, Beidou,<br />

Galileo and Iridium. Increased<br />

position accuracy in densely<br />

populated urban areas, flexible<br />

installation, and improved system<br />

security make RadioWaves’<br />

latest antenna offering a critical<br />

system component.<br />

“Our timing antennas with dual<br />

feed and dual band capability<br />

provide top-of-the-line axial<br />

ratio and higher accuracy for<br />

the reception of satellite timing<br />

signals and reference frequencies<br />

for use in advanced network<br />

applications. These rugged outdoor<br />

antennas are suitable for use<br />

in all outdoor and marine environments,”<br />

said Kevin Hietpas,<br />

Antenna Product Line Manager.<br />

■ RadioWaves<br />

www.infiniteelectronics.com<br />

Single-Instrument Test<br />

Solution for Cost-efficient 5G<br />

IoT UE Verification<br />

Anritsu Corporation introduces<br />

the Radio Communication Test<br />

Station MT8000A 5G Entry<br />

Model, a single-instrument solution<br />

that supports multiple Radio<br />

Access Technologies (RATs) of<br />

LTE thru 5G NR. The 5G Entry<br />

Model is the only solution in its<br />

class that can perform LTE, NR<br />

FR1 Sub-6 GHz and FR2 millimeter<br />

wave (mmWave) measurements,<br />

creating a cost-efficient<br />

solution for mobile device developers,<br />

repair facilities, and test<br />

laboratories.<br />

While the number of wireless<br />

device channels and use<br />

cases continue to increase, critical<br />

testing across numerous<br />

test combinations can be performed<br />

in a much lower timeframe<br />

with the high-speed performance<br />

of the MT8000A 5G<br />

Entry Model. The introduction of<br />

the MT8000A 5G Entry Model<br />

supports the market need to provide<br />

stable and reliable wireless<br />

evaluation functions of advanced<br />

smart IoT devices at low cost.<br />

The MT8000A 5G Entry Model<br />

is the only test instrument in its<br />

class that has a simple upgrade<br />

path from low-, mid- and highrange<br />

capability when advanced<br />

test functionalities are needed.<br />

The ease and affordability<br />

of enhancement creates a very<br />

scalable and configurable solution<br />

that lowers total cost of<br />

ownership.<br />

The Radio Communication Test<br />

Station MT8000A is an all-inone<br />

5G device test platform<br />

that supports RF and protocol<br />

testing, functional and application<br />

testing, beam characteristic<br />

validation, and more. It supports<br />

Non-Standalone (NSA)<br />

and Standalone (SA) mode base<br />

station emulation functions for<br />

development of 4G and 5G<br />

chipsets and devices, as well as<br />

mobile services frequency ranges<br />

FR1 and FR2. The MT8000A<br />

is widely used for performance<br />

evaluation of LTE and NR<br />

devices in conducted and OTA<br />

(Over the Air) measurements.<br />

■ Anritsu Corporation<br />

www.anritsu.com<br />

Richardson Continues Expansion of Power Management Capabilities with Wakefield Thermal Management<br />

Richardson Electronics, Ltd. announced a<br />

global distribution agreement with Wakefield<br />

Thermal Management products,<br />

expanding its range of heat sinks and<br />

related products for thermal management<br />

applications. Wakefield Thermal Management<br />

has been in business since 1957,<br />

providing thermal solutions to a range<br />

of companies from international Fortune<br />

50 companies to small and medium-sized<br />

businesses. Industries served include<br />

Power Conversion, Information Technology,<br />

Renewable Energy, Telecommunications,<br />

Transportation, Aerospace/Defense,<br />

LED Lighting, Factory Automation, Consumer,<br />

and Medical.<br />

Wakefield Thermal manufactures a wide<br />

array of products, including thermal<br />

extrusions, LED heat sinks, heat frames<br />

and pipes, fans, heat exchangers, coolant<br />

distribution units, and liquid cold plates.<br />

Wakefield Thermal is unique in its ability<br />

to deliver the increasingly complex thermal<br />

solutions required to meet the thermal<br />

engineering challenges of today‘s everhigher<br />

electronics packaging densities.<br />

“We are delighted to announce the partnership<br />

with Wakefield Thermal, a wellknown<br />

brand in thermal management<br />

products,” stated Richardson’s Greg Peloquin,<br />

Executive Vice-President, Power and<br />

Microwave Technologies Group. “With its<br />

expansive selection of high-quality products,<br />

Wakefield’s thermal management<br />

solutions will add to our design-in capabilities<br />

for both the RF & Microwave and<br />

the Power & Energy markets.” Richardson<br />

Electronics provides solutions and adds<br />

value through design-in support, systems<br />

integration, prototype design and manufacturing,<br />

testing, logistics, and aftermarket<br />

technical service and repair on a global<br />

basis.<br />

“Adding Richardson Electronics, Ltd. as an<br />

extension of the Wakefield Thermal Global<br />

Sales Channel will allow us to provide not only<br />

design assistance but global supply chain to its<br />

impressive customer base in power electronics,”<br />

stated Wakefield Thermal’s Robert Kennedy,<br />

President.“ “Richardson Electronics’ global<br />

sales force will be instrumental in growing its<br />

custom thermal solution business that is being<br />

driven by our rapid growth in NPI standard<br />

product off the shelf.”<br />

■ Richardson Electronics, Ltd.<br />

www.rell.com<br />

hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong> 61


RF & Wireless<br />

Nordic is Key Contributor to New ETSI DECT-2020<br />

New Radio Standard<br />

Nordic announces that it has been<br />

and will continue to be a key contributor<br />

in the development of a<br />

brand new 5G wireless standard<br />

that’s optimized for decentralized<br />

deployments. Currently called<br />

DECT-2020 NR, the standard targets<br />

the specific needs of enterprise<br />

IoT applications. And Nordic has<br />

partnered with massive IoT solution<br />

software specialist Wirepas<br />

to help speed development of an<br />

nRF91 Series solution.<br />

he DECT-2020 NR standard will<br />

allow enterprises to easily set up,<br />

manage, and own a private 5G<br />

wireless IoT network and connect<br />

millions of devices at very<br />

low cost of ownership. And by<br />

employing mesh technology the<br />

network is completely decentralized<br />

which not only makes it very<br />

easy to add devices, but also means<br />

there is no single point of failure.<br />

This means if a device goes down<br />

it will automatically be re-routed<br />

around by the mesh network. As<br />

such, DECT-2020 NR will serve<br />

the needs of both massive IoT and<br />

critical IoT applications.<br />

“Before now, building a private 5G<br />

network required a lot of investment<br />

in infrastructure and so tended<br />

to only be the domain of larger<br />

enterprises,” comments Kjetil Holstad,<br />

Nordic Semiconductor’s EVP<br />

for Product Management. “What<br />

4000 MHz VCO<br />

CVCO33CC-4000-4000 VCO (Voltage Controlled<br />

Oscillator) from Crystek operates at 4000<br />

MHz with a control voltage range of 0 to 3.3<br />

V. This VCO features a typical phase noise of<br />

-100 dBc/Hz @ 10 kHz offset and has excellent<br />

linearity. Output power is 3 dBm (min.).<br />

Engineered and manufactured in the USA, the<br />

model CVCO33CC- 4000-4000 is packaged in<br />

the industry-standard 0.3 x 0.3 in. SMD package.<br />

Input voltage is 3.3 V, with a current consumption<br />

of 20 mA typical. Pulling and Pushing<br />

are minimized to 5 MHz pk-pk and 1 MHz/V,<br />

respectively. Second harmonic suppression is<br />

-20 dBc typical. The CVCO33CC-4000-4000<br />

is ideal for use in applications such as digital<br />

radio equipment, fixed wireless access, satellite<br />

communications systems, and base stations.<br />

DECT-2020 NR will effectively<br />

do is democratize the ability for<br />

any company or organization to<br />

build its own private 5G network<br />

and run and optimize as they wish,<br />

free of a network operator. And<br />

do this using the license-exempt<br />

and globally available 1.9GHz<br />

frequency spectrum dedicated for<br />

this technology.”<br />

“While indoor wireless coverage<br />

is said to be very high for DECT-<br />

2020 NR, the outdoor range will<br />

be up to 2km which is why we<br />

internally classify DECT-2020<br />

NR in a new category of being<br />

a Wireless Neighborhood Area<br />

Network or WNAN rather than a<br />

Wide Area Network [WAN] like<br />

cellular IoT.” Application examples<br />

include buildings automation,<br />

smart utility meters, manufacturing<br />

process automation, smart cities,<br />

and logistics.<br />

“I’ve long said that the reason there<br />

are multiple wireless standards is<br />

because there is no perfect standard<br />

for every application,” comments<br />

Svein-Egil Nielsen, Nordic’s CTO/<br />

EVP R&D and Strategy. “DECT-<br />

2020 NR will be a perfect fit for<br />

many existing applications and<br />

will no doubt trigger the development<br />

of a great many new ones.<br />

Applications that may not have<br />

been possible before. “This is why<br />

Nordic decided to become the<br />

main contributor for the physical<br />

layer and a key contributor for the<br />

medium access layer of the specification.<br />

And Nordic continues to<br />

serve as the editor for the physical<br />

layer. The initial specification was<br />

published in July 2020, amended<br />

April <strong>2021</strong>, with a new version<br />

[1.3.1] to be published later this<br />

year. And Nordic will work closely<br />

with Wirepas as well to speed the<br />

development of an nRF91 Series<br />

solution.”<br />

“This new 5G IoT standard has<br />

been the missing piece in the widescale<br />

adoption of IoT,“ summarizes<br />

Teppo Hemiä, CEO of Wirepas.<br />

“We know today only 5% of<br />

things that will be connected, are<br />

connected. To connect the remaining<br />

95%, we need to let go of how<br />

things have been done in the past<br />

and dare to go a different route. We<br />

see this new standard as the start<br />

of a new era for connectivity. We<br />

share the same vision with Nordic<br />

Semiconductor to enable IoT<br />

connectivity for all in an affordable<br />

way. And we are very excited<br />

about this partnership in making<br />

it happen.”<br />

■ Wirepas<br />

www.wirepas.com<br />

Nordic Semiconductor ASA<br />

www.nordicsemi.com<br />

Family datasheets are available for download<br />

at www.crystek.com. For more information,<br />

contact sales at:<br />

■ Crystek Corporation<br />

www.crystek.com<br />

hf-Praxis<br />

ISSN 1614-743X<br />

Fachzeitschrift<br />

für HF- und<br />

Mikrowellentechnik<br />

• Herausgeber und Verlag:<br />

beam-Verlag<br />

Krummbogen 14<br />

35039 Marburg<br />

Tel.: 06421/9614-0<br />

Fax: 06421/9614-23<br />

info@beam-verlag.de<br />

www.beam-verlag.de<br />

• Redaktion:<br />

Ing. Frank Sichla (FS)<br />

redaktion@beam-verlag.de<br />

• Anzeigen:<br />

Myrjam Weide<br />

Tel.: +49-6421/9614-16<br />

m.weide@beam-verlag.de<br />

• Erscheinungsweise:<br />

monatlich<br />

• Satz und<br />

Reproduktionen:<br />

beam-Verlag<br />

• Druck & Auslieferung:<br />

Bonifatius GmbH,<br />

Paderborn<br />

www.bonifatius.de<br />

Der beam-Verlag übernimmt,<br />

trotz sorgsamer Prüfung<br />

der Texte durch die Redaktion,<br />

keine Haftung für deren<br />

inhaltliche Richtigkeit. Alle<br />

Angaben im Einkaufsführer<br />

beruhen auf Kundenangaben!<br />

Handels- und Gebrauchsnamen,<br />

sowie Warenbezeichnungen<br />

und dergleichen<br />

werden in der Zeitschrift<br />

ohne Kennzeichnungen verwendet.<br />

Dies berechtigt nicht zu der<br />

Annahme, dass diese Namen<br />

im Sinne der Warenzeichenund<br />

Markenschutzgesetzgebung<br />

als frei zu betrachten<br />

sind und von jedermann<br />

ohne Kennzeichnung verwendet<br />

werden dürfen.<br />

62 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>


Weitere Informationen erhalten Sie über –><br />

HEILBRONN<br />

Berliner Platz <strong>12</strong> • 74072 Heilbronn<br />

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HAMBURG<br />

Gutenbergring 41 • 22848 Norderstedt<br />

Tel. (040) 514817-0 • Fax (040) 514817-20<br />

MÜNCHEN<br />

Streiflacher Str. 7 • 82110 Germering<br />

Tel. (089) 894 606-0 • Fax (089) 894 606-20<br />

GLOBES<br />

ELEKTRONIK<br />

hf-welt@globes.de<br />

www.globes.de

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