12-2021
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik
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 />
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TTC2-63+ 100-6000 2 Core & Wire 1.4 x 2.5mm<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 />
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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 />
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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 />
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EMC TESTING<br />
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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 />
✔<br />
✔<br />
✔<br />
✔<br />
✔<br />
✔<br />
✔<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 />
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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 />
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Auswahl der passenden Messtechnik<br />
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Länder<br />
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Fachseminaren zum Thema Messtechnik<br />
Ihr Profil:<br />
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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 />
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Direktvertrieb<br />
• Reisebereitschaft, europaweit (ca. 20 %)<br />
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Sprachen von Vorteil<br />
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internationalen Unternehmen<br />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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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 />
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www.beam-verlag.de<br />
• Redaktion:<br />
Ing. Frank Sichla (FS)<br />
redaktion@beam-verlag.de<br />
• Anzeigen:<br />
Myrjam Weide<br />
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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 />
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Dies berechtigt nicht zu der<br />
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im Sinne der Warenzeichenund<br />
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62 hf-praxis <strong>12</strong>/<strong>2021</strong>
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