6-2022
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik
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Juni 6/2022 Jahrgang 27
HF- und
Mikrowellentechnik
Echtzeit-Spektrumanalyse mit
tragbarem High-End-HF-Messlabor
Aaronia AG, Seite 26
BEYOND REA LT IME
MMWAVE FILTERS
LTCC Meets 5G
The World’s Widest Selection
• Band pass filters optimized for n257, n258, n260
and n261 5G bands
• Low pass filters with passbands up to 30.5 GHz
• High pass filters fco from 28 to 36 GHz
• Rejection up to 40 dB
• Proprietary material systems and distributed topologies
• Pick-and-place standard case styles
DISTRIBUTORS
Editorial
Schlüsselelement Antenne
Technische Beratung und Distribution
RTP5000 -
USB Leistungsmessung
in Echtzeit für 5G
Thomas Rottach
Siglent Technologies Germany
GmbH
www.siglenteu.com
Die fortschreitende Digitalisierung, die Weiterentwicklung
datenbasierter KI oder auch Technologietrends wie autonome
Fahrzeuge basieren auf schneller, sicherer und zuverlässiger
Kommunikation. Angetrieben davon, haben sich drahtlose
Technologien im Laufe des letzten Jahrzehnts enorm entwickelt.
Viele neue Standards wurden entwickelt, um die speziellen
Anforderungen der verschiedenen Anwendungen erfüllen zu
können. Etwa IoT-Anwendungen benötigen wenig Bandbreite, da
nur wenige Daten übertragen werden müssen – allerdings muss
die Übertragung energieeffizient und in einem großen Gebiet
verfügbar sein. Im Gegensatz dazu werden bei der Vernetzung
von Büros und Wohnungen hohe Bandbreiten, die z.B.
Videostreaming ermöglichen, benötigt. Hier spielt die Reichweite
kaum eine Rolle.
Bandbreite und Reichweite sind eng mit der Trägerfrequenz
verbunden. LoRa mit großer Reichweite und kleiner
Kanalbandbreite (125 ... 500 kHz) ist u.a. bei 433 und 868
MHz angesiedelt. Im Gegensatz dazu liegt das FR2-Band des
5G-Standards über 24 GHz und ein Kanal kann hier bis zu 400
MHz breit sein.
• 195MHz Videobandbreite mit 3ns Anstiegszeit
• 100.000 Messvorgänge / Sekunde
• Crest Faktor, CCDF und statistische Messung
• Effektive Abtastrate 10GS/s
RF-over-Fiber Lösungen vs
Coax für 5G Testing
• Quasi verlustfreie Übertragung,
Störungsunempfindlich
• Hervorragende Gainflatness
und Phasenrauschen
• Bandbreiten bis 40GHz
Mesh-Network Testsysteme
für IOT
• Simulation realer Mesh Netzwerke in der
Produktionsumgebung
• Unabhängig steuerbare Kanaldämpfungen bis 120dB
Weniger offensichtlich ist vielleicht: Im gleichen Zuge
haben sich auch die Antennen spezialisiert und beträchtlich
weiterentwickelt. Das in 5G spezifizierte Beamforming ist nur
möglich mit feinstrukturierten Antennenarrays, in anderen
Bereichen sind neben den klassischen Antennenparametern die
Integration im Device und/oder die Größe wichtige Vorgaben.
Der Zukauf von Antennenelementen „von der Stange“ ist zwar in
vielen Fällen noch sinnvoll. Um bei anspruchsvollen Projekten die
Leistungsfähigkeit zu gewährleisten, muss die Antenne jedoch
von Spezialisten entwickelt werden. Auch bei der Vermessung der
Antennen- und Systemparameter haben sich die Anforderungen
stark verändert. Die teils kompakten Strukturen müssen in
speziellen Testkammern OTA (Over-the-Air) getestet werden.
www.
.de
Mit neuen Frequenzbändern und neuen Testszenarien und den
damit notwendigen Investitionen erhöhen sich die Kosten für
die gesamte Entwicklung stark. Das ist alternativlos, denn ein
Performance-Verlust am Schlüsselelement Antenne ist nicht zu
rechtfertigen.
municom Vertriebs GmbH
Traunstein · München
EN ISO 9001:2015
Mail: info@municom.de · Tel. +49 86116677-99
hf-praxis 6/2022 3
Inhalt 6/2022
Juni 6/2022 Jahrgang 27
Die ganze Bandbreite
der HF-und MW-Technik
MMwave Antenna Products
Standard Gain Horns
from 12.4 to 750 GHz
HF- und
Echtzeit-Spektrumanalyse mit
tragbarem High-End-HF-Messlabor
Aaronia AG, Seite 26
Mikrowellentechnik
BEYOND REA LT IME
Zum Titelbild:
Tragbares Messlabor
mit schnellster Echtzeit-
Spektrumanalyse
Nicht nur für EMC
Pre-Compliance Tests - Mit
dem Spectran V6 Command
Center gelangt man u.a.
schnell und sicher zur EMV-
Konformität. 26
Conical Horn Antennas
from 12.4 to 325 GHz
Fachartikel in dieser Ausgabe
Wide Angle Scalar Feed Horns
from 12.4 – 110 GHz
Scalar Feed Horn Antennas
from 8.4 to 220Ghz
Probe Waveguide Antennas
from 8.2 to 500 GHz
OmniDirectional Antennas
from 12.4 to 140 GHz
Horn Lens Antennas
from 8.4 to 260 Ghz
Cassegrain Reflector Antennas
from 5.0 – 220 GHz,
Diameters from 10 to 84 inches
Vereinfachte Antennenkalibrierung in Massive-MIMOund
Phased-Array-Systemen
In diesem Artikel wird die Phasensynchronisation der Hochfrequenz-PLL
in den SDRs von Analog Devices behandelt. 14
Spot Focus Antennas
Wide Range of Available Beamwidths
and Reflector Sizes from 8.4 to 260 Ghz
Prime Focus Antennas
from 12 .4 – 140 GHz,
Diameters from 18 to 72 inches
Trihedral Corner Reflector Antennas
from 8.4 to 260Ghz,
Standard sizes from 1 to 8 inch configurations
TACTRON ELEKTRONIK GmbH & Co. KG
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4
Rubriken:
3 Editorial
4 Inhalt
6 Aktuelles
10 Schwerpunkt
Antennen
26 Messtechnik
34 Stromversorgung
44 Grundlagen
47 Bauelemente
52 Aktuelles
53 Software
54 Verstärker
55 RF & Wireless
62 Impressum
Wie 5G-kompatibel sind
IoT-Antennen?
Das Wachstum und das
Potential von 5G werden erst
in den kommenden Jahren
den Telekommunikations-
Unternehmen sowie deren Kunden
zugutekommen. Insbesondere
die scheinbar kleinen Fragen wie
„Sind die Antennen unserer IoT-
Module überhaupt kompatibel mit
5G?“ sollten heute schon gelöst
werden. 20
hf-praxis 6/2022
International News
JYEBAO
GNSS für Anwender
Ein GNSS ist ein System zur
Positionsbestimmung und Navigation auf
der Erde und in der Luft auf Basis von
Navigationssatelliten und Pseudoliten. 25
Broadband Distributed LO Driver
spans 22 GHz
RFMW announced design and sales
support for a broadband LO driver
amplifier from Marki Microwave. 56
Bluetooth Indoor Positioning
Antenna Board
Neue,
hochflexible
Testkabel
von JYEBAO
Intelligente Stromversorgungslösungen für
Signalketten
Signalketten führen analoge Größen aus
der physikalischen Welt in die digitale
Datenwelt. Ihre Stromversorgung kann jedoch
problematisch sein, da sie die Performance des
Systems nicht negativ beeinflussen darf. 34
u-blox has announced the u-blox ANT-
B10 antenna board for Bluetooth
direction finding and indoor positioning
applications. 58
Support for IEEE 802.11ax 6-GHz-Band
OTA Measurements
• Very Flexible
(PUR jacket)
• Stainless Precision
Connectors used
• Excellent RF
performance
• Extra sturdy connector/
cable connection
(Solder clamp designs)
• Taper Sleeve added
• Intended for lab use/
intensive handling
Was ist, was kann UWB-Technologie?
Nachdem das IEEE der Spezifikation
802.15.4 Unterstützung für Ultra-Wideband-
Kommunikation hinzugefügt hat, machte
sich eine Reihe sehr großer Namen schnell
daran, die Technologie zu übernehmen. Nicht
nur Fahrzeugzugang und Autorisierung per
Smartphone sind hierbei interessant. 44
The Microwave Vision Group (MVG)
and Anritsu Corporation are pleased
to announce a new solution supporting
IEEE 802.11ax 6 GHz band (WiFi 6E)
OTA measurements by combining an
MVG multi-probe system and Anritsu’s
MT8862A Wireless Connectivity Test
Set. 59
hf-praxis 6/2022 5
Aktuelles
KI für „rasante“ Signalverarbeitung
Radar- und Funksysteme der
nächsten Generation erfordern
eine hochleistungsfähige
Signalverarbeitung und die
Fähigkeit, riesige Datenmengen
zu verarbeiten, die in und
aus den Recheneinheiten fließen.
Die neue Versal Premium
Serie mit AI Engines wurde für
diese Anforderungen entwickelt
und für signalverarbeitungsintensive
Anwendungen in den
Bereichen Luft- und Raumfahrt
und Verteidigung (A&D) sowie
Test- und Messtechnik (T&M)
optimiert. Zu den wichtigsten
Anwendungsfällen gehören
Radaranwendungen, Signalanalyse,
Wireless-Systemtests und
Tests von Wireless-Geräten. Die
Versal-Premium-Serie mit AI
Engines ist Teil des 7nm Versal
Adaptive Compute Acceleration
Platform (ACAP) Portfolios, zu
dem auch die bisherigen Bausteine
der Versal-Premium-Serie
gehören. Die Versal-Premium-
Serie mit AI Engines bietet eine
vierfache Steigerung der Signalverarbeitungskapazität
im Vergleich
zur aktuellen Generation
des Virtex UltraScale+ VU13P
FPGA. Sie beseitigt außerdem
I/O-Engpässe mit einer seriellen
Bandbreite von bis zu 9 Tb/s
und bietet durch die heterogene,
energieoptimierte Integration
von gehärteten, ASIC-ähnlichen
Cores wie 100G/600G Ethernet-Cores,
400G High-Speed
Neuer Produktkatalog von Nexio
Viele von uns haben mit „Kurbel“-Empfängern
begonnen und eine Software schätzen gelernt,
die automatische Abläufe, Auswertungen und
Dokumentationen unterstützt und vereinfacht.
Im neuen Katalog finden wir gute Bekannte,
manchmal mit neuem Gesicht und die in jüngster
Zeit neu hinzugekommenen Module und
Verbesserungen:
• Die neue Oberfläche BAT-VisuV4 für Emission
bietet verbesserte Darstellung und auch
3D-Überblick sowie viele Details bei Nachmessungen.
• „EMI Automotive“ für die vielfältigen Anforderungen
der Automobilstandards
• schnellerer Reportgenerator mit verbesserten
Gestaltungsmöglichkeiten
Crypto Engines, DDR-Speicher-Controller
und integrierten
PCIe Gen5-Blöcken deutlich
reduzierte Größe, Gewicht
und Leistung. Versal Premium
mit AI Engines kombiniert die
hochentwickelte Signalverarbeitung
der bewährten Versal
AI Core Serie, die derzeit in
Produktionsmengen an Kunden
ausgeliefert wird, mit der
massiven digitalen Signalverarbeitungskapazität
(DSP) und
den seriellen Bandbreitenkapazitäten
der bestehenden Versal-
Premium-Serie. Durch die Kombination
von KI-Engines mit
DSP-Engines können Benutzer
von Versal Premium mit KI-
Engines-Bausteinen erhebliche
Leistungssteigerungen im Vergleich
zu den 16-nm-Bausteinen
der vorherigen Generation
von Xilinx und den heute auf
dem Markt befindlichen Konkurrenzprodukten
erzielen. Die
Tabelle zeigt die Leistungssteigerungen
für CIN16-, FP32- und
INT8-Beschleunigung. Durch
die heterogene Integration von
KI-Engines und DSP-Engines
können A&D- und T&M-Kunden
der passenden Aufgabe
• umfangreiche Prüflingsüberwachung, neu
„Audio-Breakthrough“ und „e-Call“
• „Metrology“ zur Qualitätssicherung im Labor
Das ist möglich: Definition von Gerätegrenzwerten
und Unsicherheiten, Überwachung von
Pulsgeneratoren (Anstiegszeit, Spitzenwert
usw.) und Überwachung der Netznachbildungen
(Impedanz, Phase etc.)
• zusätzliche Signale und Treiber in BAT-ELEC
• BAT-RF: zusätzlich zu passiven Antennen
auch Charakterisierung aktiver Module
• HV-LV-Kopplung
• BAT-Scanner in zwei Varianten
Die Nexio-Software vereint viele Tests in
einer Software. Die EMCO Elektronik GmbH
ist lokaler Ansprechpartner in Deutschland,
Österreich und der Schweiz für diese Software.
■ EMCO Elektronik GmbH
info@emco-elektronik.de
www.emco-elektronik.de
die richtige Compute-Engine
zuordnen – von A&D-Radaranwendungen
wie adaptive Strahlformung
bis hin zur Signalverarbeitung
für RF-Machine-Learning-Anwendungen
wie digitales
RF-Memory und Richtungsfindung.
Im T&M-Markt adressiert
Versal Premium mit KI-
Engines die wachsende Nachfrage
nach drahtlosen Tests als
Teil der globalen 5G-Einführung
für Anwendungen wie 5G-Protokoll-
und Produktionstests
sowie automatisierte Halbleiter-
Testgeräte.
Außerdem bietet die Versal
Premium Serie mit AI
Engines erhebliche Leistungssteigerungen
und zusätzliche
Funktionen bei geringerem
Stromverbrauch und weniger
Platzbedarf. Bei Radar-Beamforming-Anwendungen
ermöglichen
die heterogenen Compute
Engines eine um 67% kleinere
Fläche und einen bis zu 43%
geringeren Stromverbrauch bei
2facher Beamforming-Leistung.
Wie bei allen Mitgliedern des
Versal-ACAP-Portfolios bietet
man Entwicklungs-Tools für eine
breite Spanne von Entwicklern
an: Vivado ML für Hardware-
Entwickler und die Vitis- und
Vitis-AI-Entwicklungsplattformen
für Software-Entwickler,
KI- und Daten-Wissenschaftler.
Kunden haben außerdem Zugang
zu AI-Engine-Tutorials und
Demo-Designs, die ihnen helfen,
schneller mit der Entwicklung
zu beginnen. Die Versal-
Premium-Serie mit KI-Engines
wird voraussichtlich in der ersten
Hälfte des nächsten Jahres ausgeliefert.
Kunden können schon
jetzt mit dem Testen beginnen,
indem sie Prototypen mit den
vorhandenen Versal Premium
und Versal AI Core Evaluation
Kits und Geräten erstellen, für
die bereits jetzt Dokumentation
und Tools verfügbar sind. Um
mehr zu erfahren und anzufangen,
besuchen Sie die Produktseite
der Versal-Premium-Serie.
■ Xilinx
www.xilinx.com
6 hf-praxis 6/2022
PERFORM BETTER.
TDEMI® TECHNOLOGY
for a smarter world.
The outstanding features of the TDEMI® TECHNOLOGY are fully supported and compatible with
TILE!, BAT-EMC, LabVIEW, TDK TESTLAB, RadiMation®, EMI64k, customers' in-house software, ...
by the inventors of the full compliance real-time FFT based measuring instrument.
gauss-instruments.com
Aktuelles
Rohde & Schwarz baut durch Übernahme von The Technology Academy digitales Trainingsangebot aus
Rohde & Schwarz kündigte
an, The Technology Academy
übernommen zu haben. Der in
Großbritannien ansässige etablierte
Anbieter von Online-
Trainings in den Bereichen
HF-, Wireless- und Mikrowellen-Technik
sei der ideale
Partner für die Erweiterung des
Trainingsangebots von Rohde
& Schwarz und wird eine
wichtige Rolle für den Ausbau
der Professional Services des
Unternehmens spielen.
The Rohde & Schwarz Technology
Academy kombiniert
das Knowhow und die Branchenexpertise
des traditionsreichen
Messtechnikherstellers
– der derzeit virtuelle
und Live-Trainings in seinem
hauseigenen Trainingszentrum
sowie vor Ort bei Bestandskunden
anbietet – mit der Online-
Trainingskompetenz von The
Technology Academy. Fachkräften
mit unterschiedlichen
Erfahrungsniveaus steht rund
um die Uhr ein umfangreiches
Portfolio an On-Demand-
Kursen zur Verfügung. Nutzer
erhalten einfachen und sofortigen
Zugriff auf verschiedene
zertifizierte Trainings und Weiterbildungen,
aus denen sie
wertvolles Expertenwissen und
Branchenkenntnisse schöpfen.
Neben der praxisnahen und
anwendungsorientierten Darstellung
der Lerninhalte steht
besonders die Verständlichkeit
der Erläuterungen im Fokus.
Für erfolgreich absolvierte
Kurse können entsprechende
Zertifikate ausgestellt werden.
Hauptziel des Trainingsangebots
ist es, Mitarbeitende
in technischen Berufen für
neue Herausforderungen zu
rüsten und über die neuesten
Technologien ins Bild zu setzen.
Das webbasierte Format
unterstützt zudem flexibles
und skalierbares Lernen. Diese
Kombination aus hochwertigen
Trainings von Branchenexperten
und einfachem Zugriff
erleichtert Unternehmen die
Suche nach den richtigen Trainingsoptionen
für ihre Beschäftigten,
unter Berücksichtigung
von Zeit- und Kostenfaktoren.
■ Rohde & Schwarz
www.rohde-schwarz.com
4G/5G-Funkzugangs-Netzlösungen unterstützen
Evenstar-Programm
file: TI1CSmini-4346_2021
dimension: 43 x 46 mm
4C
bieten die Flexibilität, eine breite
Palette von Anforderungen zu
erfüllen, einschließlich 4G/5G,
mmWave und sub-6GHz unter
Verwendung derselben zugrundeliegenden
Hardware. Die
Fähigkeit, die Plattform zu nutzen
und verschiedene Funkkonfigurationen
und aufkommende
Standards zu adressieren, ermöglicht
es den Anbietern von Funkgeräten,
schnell auf neue Marktchancen
zu reagieren.
AMD
www.amd.com/de
CelsiStrip ®
Thermoetikette registriert
Maximalwerte durch
Dauerschwärzung
Diverse Bereiche von
+40 bis +260°C
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EUR 200 (verzollt, exkl. MwSt)
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AMD gab bekannt, dass sein
Xilinx Zynq UltraScale+ RFSoC
die Entwicklung multipler Evenstar
Radio Units (RUs) zum
Ausbau der globalen 4G/5G-
Mobilnetzinfrastruktur ermöglicht
hat. Da die Nachfrage nach
Internetkonnektivität weiterhin
in rasantem Tempo wächst,
muss auch die Infrastruktur, die
sie unterstützt, Schritt halten
und sich entsprechend verbessern.
Das Evenstar-Programm
unter der Leitung von Meta
Connectivity ist eine gemeinsame
Initiative von Betreibern
und Technologiepartnern, um
anpassungsfähige, effiziente
und metaverse-fähige Radio
Access Network Referenz-Designs
für 4G- und 5G-Netzwerke
im Open-RAN-Ökosystem zu
entwickeln.
Evenstar RUs mit der Zynq
RFSoC-Architektur von Xilinx
Notwendige
Skalierbarkeit
5G-Funkgeräte erfordern
Lösungen, die nicht nur Bandbreite,
Stromverbrauch und
Kosteneffizienz für eine breite
Einführung erfüllen, sondern
auch für sich fortentwickelnde
5G-Standards wie Open RAN
sowie für neue und disruptive
5G-Geschäftsmodelle skalierbar
sind. Evenstar RUs, die auf der
Xilinx Zynq RFSoC-Technologie
basieren, bieten Betreibern
eine größere Auswahl und Flexibilität
beim Aufbau mobiler
Netzwerke. ◄
8 hf-praxis 6/2022
Benchtop Echtzeit-Spektrumanalysator
Tragbares HF-Messlabor mit zwei 4K Bildschirmen
∙ 980 MHz RTBW | 10 ns POI | > 4 THz/s Sweep | -170 dBm/Hz DANL (4 dB NF)
∙ 24/7 IQ-Streaming, Speicherung und Wiedergabe (bis zu 120 TB SSD)
∙ RTSA-Suite PRO Software vorinstalliert (Windows oder Linux)
∙ 4 integrierte I/Q Vektor-/Tracking-Generatoren
The world of SPECTRAN® V6 CC
V6 CC V6 CC PRO V6 CC EE
· Range: 10 MHz - 8 GHz
· I/O: 1 x Rx | 0 x Tx
· RTBW RX: 160 MHz
· RTBW TX: -
· Sweep: 730 GHz/s
· IQ POI: 15 ns
· DANL: -165 dBm/Hz
· Range: 10 MHz - 8 GHz
· I/O: 4 x Rx | 2 x Tx
· RTBW RX: 320/490 MHz
· RTBW TX: 320/490 MHz
· Sweep: 1460/2200 GHz/s
· IQ POI: 10/15 ns
· DANL: -170 dBm/Hz
· Range: 10 MHz - 8 GHz
· I/O: 8 x Rx | 4 x Tx
· RTBW RX: 640/980 MHz
· RTBW TX: 640/980 MHz
· Sweep: 2920/4400 GHz/s
· IQ POI: 15/10 ns
· DANL: -170 dBm/Hz
Gewerbegebiet Aaronia AG II
Dorfstraße 10a
54597 Strickscheid, Germany
Tel.: +49 6556 900310
Fax: +49 6556 900319
E-Mail: mail@aaronia.de
aaronia-shop.com/cc
MADE IN GERMANY
Schwerpunkt in diesem Heft:
Antennen
Für Energy Harvesting optimierte Antenne
Mit der ersten hauseigenen
Energy-Harvesting-Antenne
von e-peas erweitert das belgische
Unternehmen sein Portfolio
an Power Management ICs
um ein weiteres hervorragendes
Produkt. Damit bietet e-peas ab
sofort ein komplettes Paket mit
elementaren Komponenten für
nachhaltige, energieeffiziente
RF Energy Harvesting Applikationen.
Was zeichnet die Antenne
aus?
Die neue e-peas-Antenne ist
zehnmal kleiner als die handelsüblichen
Komponenten,
wodurch Anwender mehr Platz
für ihre kundenspezifischen
Designs zur Verfügung haben.
Dabei arbeitete e-peas bei der
Entwicklung der Antenne mit
den Technologie-Experten von
Ignion zusammen, die hier ihre
Expertise einfließen lassen konnten.
Dank der extrem kompakten
Bauform eignet sich die e-peas-
Antenne für verschiedenste industrielle
Anwendungen wie
Gebäudeautomatisierung, Smart
Metering, Asset Tracking oder
Logistik-Applikationen.
Technische Besonderheiten
Anwender können die Antenne
für jedes Band und für jeden
Geräte-Formfaktor mit dem passenden
Netzwerk-Design verwenden.
Dabei ist es möglich,
in allen Frequenzen von 0,4 bis
10,6 GHz Energie zu „ernten“.
Sofern die Antenne zusammen
mit den hauseigenen Ambient
Energy Managers (AEMs)
AEM30940, AEM30330 oder
AEM30300 verbaut wurde,
kann die Antenne Energie aus
einer Distanz bis zu 17 m erfassen
(mithilfe einer 1-W-Quelle).
Sofern eine 3-W-Quelle zur Verfügung
steht, kann die Antenne
sogar eine Reichweite von bis
zu 31 m erzielen. Dabei kann
sie dank ihrer unabhängigen
Orientierung Energie aus jeder
Richtung „aufsammeln“.
Evaluationkits von e-peas
Die neue Energy Harvesting
Antenne wird zukünftig in den
Evaluationkits von e-peas enthalten
sein um damit Ingenieuren
zu ermöglichen, alle elementaren
Eigenschaften auf einer
intuitiven Plattform testen zu
können, bevor sie zusammen
mit den dazugehörigen AEMs
bestellt werden. Durch die auf
Bestückungsautomation optimierte
Ausrichtung können Nutzer
die Antenne in allen Geräten
sehr einfach installieren und
halten damit die Produktionskosten
niedrig.
■ tekmodul GmbH
www.tekmodul.de
4G-Antenne halbiert die Grundplatte
Antenova, Ltd,, der in Großbritannien
ansässige Hersteller von Antennen und HF-
Antennenmodulen für M2M und das IoT,
hat mit seinem neuesten Angebot, der Pharaoh-SMD-Antenne,
die Stellfläche seiner
4G-Mobilfunkantennen halbiert. Die für
kleine Leiterplatten entwickelte Pharaoh-
Antenne (P/N SR4L073) von Antenova
deckt alle 4G-Frequenzen ab: 698...824,
824...960, 1710...2170, 2300...2400 und
2500...2690 MHz.
Der geringe Bodenbedarf des Pharaoh
bietet einen großen Vorteil bei Designs
auf einer kleinen Leiterplatte, wie z.B.
Miniatur-Haustier-Trackern, Wearables
oder OBD-II-Designs. Diese Antenne
wurde mit Evaluierungs-Boards von 50
x 40 und 60 x 40 mm getestet, und ihr
Verhältnis von Leistung zu Platzbedarf
übertraf konkurrierende 4G-Antennen
für kleine Leiterplatten. Sie benötigen
normalerweise mindestens 60 x 40 mm
Platz, verwenden große und kostspielige
Bandschaltnetzwerke und weisen einen
geringeren Wirkungsgrad auf. Entscheidend
ist, dass die Leistung des Pharaoh
auf kleinen PCBs über dem Niveau liegt,
das erforderlich ist, um PTCRB-Tests für
Mobilfunknetze zu bestehen. Michael
Castle, Product Marketing Manager bei
Antenova, Ltd., erklärt: „Die Leistung
einer Antenne steht in direktem Zusammenhang
mit der Länge ihrer Grundplatte.
Bei der niedrigsten 4G-Frequenz
698 MHz beträgt die Wellenlänge 42,95
cm. Die meisten Antennen benötigen eine
Grundplatte mit einer Viertelwellenlänge,
was bedeutet, dass sie einen Abstand von
107 mm benötigen, um effektiv zu funktionieren.
Unsere Pharaoh-Antenne bricht
diese Regel und nutzt etwa die Hälfte dieser
Fläche.“ Antenova liefert die Pharaoh
SR4L073-Antenne mit einem Referenz-
Design und einem Anpassungsnetzwerk,
um die Integration der Antenne in ein
Gerät zu unterstützen und den Designzyklus
zu verkürzen.
■ Antenova, Ltd.
www.antenova.com
10 hf-praxis 6/2022
Antennen
UWB-Produkte für 5G-Applikationen im
Bereich 24...50 GHz
A-Info stellte seine neuen WR28-Produkte
vor:
• Open-Ended Waveguide Probes
• Waveguide OMT`s
• Corrugated Horn Antennas
• Conical Horn Antennas
• Corrugated Conical Horn Antennas
Diese Produkte bieten ein niedriges SWR
und können einen Frequenzbereich von 24
bis 50 GHz abdecken, wodurch sie beliebte
5G-Bänder auf der ganzen Welt mit erfassen.
Diese Komponenten sind nahezu ideal geeignet
für eine Vielzahl von Anwendungen wie
Tests und Messungen oder 5G-Spielarten.
A-Info kann auch verschiedene andere Hohlleiterkomponenten,
Antennen, Anpassungen
von Hornantennen mit spezifischer Verstärkung
und eine Vielzahl von HF-Komponenten
liefern, die vielen Projektanforderungen
entsprechen.
Positionierer für
5G-Antennenmessungen OTA
Der in Deutschland entwickelte Positionierer
BL5G-BBD1 ist ein vielseitiges System zur
exakten Positionierung im multidimensionalen
Raum. Es ist spezifisch für 5G OTA
(Over-The-Air) Tests von 5G-Antennen
konzipiert.
BL5G-BBD1 hat drei Freiheitsgrade, zwei
auf der horizontalen Ebene, die eine exakte
Positionierung der AUT (Antenna Under
Test) in der Messzone der Testplattform
ermöglichen, und die Azimut 360° Rotationsebene,
die eine Ausrichtung zwischen
den Polarisationsebenen der AUT und der
Testantenne ermöglichen.
Jede Bewegung wird mit höchster Genauigkeit
ausgeführt und ist verlässlich reproduzierbar,
wodurch mmWave-Messungen
von Amplitude und Phase mit außergewöhnlich
geringer Messunsicherheit durchführbar
sind.
Das Modell BL5G-BBD1 ist entwickelt worden,
um präzise Manipulation von Geräten
verschiedener Größe zu ermöglichen, beispielsweise
von Antennen, mobile Kommunikationsgeräte
und andere Produkte,
die in einer OTA-Umgebung vermessen
werden müssen.
Die kostengünstigen Positionierer sind
gedacht für alle OTA-Anwendungen, in
Forschung und Entwicklung, ebenso wie
in der Produktion und im Testmanagement,
bei denen genaue Positionierung wichtig ist:
• Pointing, Tracking und Near-Field Testing
• Far-Field Pattern Measurement
• Radar Targeting & Cross Section
• Testen von Mobiletelefonen und Tablets
• Testen von Automotive Radarmodulen
• Testen von IoT-Geräten
Eigenschaften:
• variable Dimensionen ab 20 x 20 cm
• unabhängiges Kontrollsystem
• fernsteuerbar (LAN/WiFi erforderlich)
• mechanische Struktur für alle Aufgaben
• eigenständige (autonome) Funktionalität
• robuste, langlebige Konstruktion
• in bereits vorhandene Test&Management-
Systeme integrierbar
• 5 min Plug&Go-Betrieb
• benutzerdefinierbare Operationssequenzen
• Robotic Pick&Place-Integration
• maßgeschneiderte Kammer-Konfigurationen
Exklusiv werden die Produkte von FenztraQ
jetzt über die EMCO Elektronik in Deutschland,
Österreich und der Schweiz vertrieben.
■ EMCO Elektronik GmbH
info@emco-elektronik.de
www.emco-elektronik.de
Externe
Sensorplatine
(25 x 30 mm)
I 2 C- und SPI-Breakout-Sensorplatinen zur
Verwendung mit MCU oder Evaluierungsplatinen
IoT-
Testplatine
Da springt der
Funke über!
Mit den neuen NB-IoT
Boards von Endrich!
IoT-Testplatine
Diverse integrierte IoT-Sensoren, MCU und
NB-IoT / LTE-M / 2G-Kommunikation
Voll funktionsfähige GPS-Funktion
UART-Schnittstelle für die In-Circuit-
MCU-Programmierung (über GD-LINK)
I 2 C- und SPI-Schnittstelle für externe
Sensor-Breakout-Boards
Stromversorgung über USB oder Li-Batterie
Endrich Cloud-Unterstützung
Externe Sensorplatine
Individuelle Anpassungen zu Ihrem Design
möglich
hf-praxis 6/2022 11
Antennen
Robuste RFID-Antenne
Die AN520 von Zebra ist eine
robuste RFID-Antenne, die sich
für Innen- und Außenbereiche
eignet. Diese rechtsdrehend zirkular
polarisierte Antenne bietet
einen Gewinn von 5,5 dBi
und hat ein SWR von 1,4. Sie
arbeitet von 902 bis 928 MHz
für FCC und 865 bis 868 MHz
für ETSI. Die Antenne hat eine
3-dB-Strahlbreite von 115° in
beiden Ebenen und ein Achsenverhältnis
von 2 dB. Sie kann
Breitbandige
Hornantenne
DRH0844
• Breitbandige Hornantenne
8 bis 44 GHz
• Hoher Antennengewinn
> 20 dBi
• Typ. VSWR von 1,3
• Leistung (CW /PEAK):
15 W / 30 W
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eine Eingangsleistung von bis
zu 3 W aufnehmen.
Diese Antenne ist mit einem
IP68-zertifizierten Gehäuse
mit den Abmessungen 150 x
150 x 14 mm und SMA-Buchsen
erhältlich. Sie ist bündig
einbaubar und eignet sich für
den Einsatz im Einzelhandel,
in der Lagerverwaltung, in der
Fertigung, in der Kühlkette, in
der Luftfahrt und in Unternehmen.
Betriebstemperatur: -40
bis +65 °C
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8-Port-Multibeam-
Basisstationsantenne
Die 2HH-38A-R4-V2 von
CommScope ist eine 8-Port-
Multibeam-Basisstationsantenne,
die von 1695 bis 2200
MHz arbeitet. Sie hat eine Strahlbreite
von bis zu 38° (horizontal)
und 7,7° (vertikal). Sie verfügt
über 4x RET (Remote Electrical
Tilt), mit dem die Neigung jeder
Antenne unabhängig eingestellt
werden kann, um eine größere
Flexibilität bei der Netzwerkoptimierung
zu erreichen. Diese
±45°-polarisierte Antenne bietet
einen Gewinn von 19,3 bis 20
dBi, hat eine Rückflussdämpfung
von 15 dB bzw. ein SWR
von 1,43.
Die 2HH-38A-R4-V2 nutzt
einen UV-beständigen Glasfaserradom
und einen Aluminiumreflektor.
Sie hat drei Wirkungsseiten,
um die Netzwerkkapazität
durch die Anwendung in
sechs Sektoren zu erhöhen. Die
Antenne maximiert die Nutzung
des Frequenzspektrums, um
den durchschnittlichen Umsatz
pro Nutzer (ARPU) zu erhöhen,
und reduziert die Anzahl
der Antennen, um die Betriebs-
und Investitionskosten zu minimieren.
Diese Antenne ist mit
einem Gehäuse mit den Abmessungen
640 x 235 x 1224 mm
und 4.3-10-Buchsen erhältlich.
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MIMO-Antennen für den
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Die Labrador-Pro-Serie von
Parsec Technologies umfasst
MIMO-Antennen für den
Bereich von 617 bis 6000
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Antennen bieten einen Spitzengewinn
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standardmäßigen Wand- oder
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Auch Sie können wie Tony
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Antennen
Vereinfachte Antennenkalibrierung in
Massive-MIMO- und Phased-Array-Systemen
In diesem Artikel wird die Phasensynchronisation der Hochfrequenz-PLL in den SDRs von Analog Devices
behandelt.
Bild 1: Beispiele von kohärenten und inkohärenten Phasenbeziehungen über der Zeit
Autor:
Danish Aziz
Analog Devices Inc.
www.analog.com
Mit dieser Funktion reduziert
sich die Komplexität bei der
Antennenkalibrierung, insbesondere
in Systemen, in denen große
Antennengruppen zum Einsatz
kommen. Die Einstellung und
Konfiguration der Synchronisation
wird im Benutzerhandbuch
beschrieben [1]. In diesem
Artikel werden die Anwendung
und die Vorteile dieser Funktion
betrachtet.
Phasenkohärente Signale
Kohärenz bezeichnet elektromagnetische
Wellen, die in Bezug
auf ihre räumliche und zeitliche
Ausbreitung eine feste Phasenbeziehung
zueinander aufweisen.
In der Elektronik befassen
sich physikalische Systeme mit
der Phase, der Frequenz und der
Amplitude von kontinuierlichen
Wellen- und Taktsignalen. Allgemein
ausgedrückt, sind zwei
Signale phasenkohärent, wenn
die Differenz zwischen ihren
Phasen konstant und zeitlich stabil
bleibt. Bild 1a zeigt die Phase
von zwei Signalen im Zeitverlauf.
Beide Signale weisen eine
kohärente Phasenbeziehung auf,
da die Phase zwischen ihnen
konstant bleibt. In Bild 1b wird
die Anfangsphase eines Referenzsignals
in einem System
bei verschiedenen Einschaltzyklen
verglichen. Auch hier lässt
sich die kohärente Phasenbeziehung
bei jedem Einschalten beobachten.
Bild 1c zeigt dagegen
ein Beispiel, bei dem die Phase
nicht kohärent ist, da das Signal
bei jedem Einschalten in einer
zufälligen Phase beginnt.
Phasenstörungen und ihre
Vermeidung in Mehrkanalund
Mehrantennensystemen
Phased-Array- und Massive-MIMO-Systeme
nutzen
mehrere Antennen und mehrere
HF-Kanäle. Vom digitalen
Backend bis zur Antennengruppe
sind Phasenkohärenz und Zeitsynchronisation
über mehrere
Ebenen die Hauptanforderungen
in solchen Systemen. So ist z.B.
eine Rahmensynchronisation
auf der Medien-Zugriffsebene
erforderlich, eine Kohärenz auf
der digitalen Schnittstelle (z.B.
eine deterministische Latenz),
eine Synchronisation bei der
Abtastung mit mehreren Wandlern
oder bei den ICs für mehrere
Kanäle. Phasenkohärenz ist
ebenfalls erforderlich zwischen
mehreren Überlagerungs- bzw.
Lokaloszillatoren (LO) bei der
Erzeugung von Funkfrequenzen
und einer deterministischen Phasenbeziehung
zwischen den Elementen
der Antennen.
Die Aufrechterhaltung der
kohärenten Beziehung der verschiedenen
Phasen ist also entscheidend
und fundamental.
Alle genannten Kriterien sind
schwierig zu erfüllen, allein
schon wegen der folgenden
Einflüsse wie Bauteilevariation,
Leiterbahnführung, Nichtlinearitäten
in den Komponenten,
Kopplungseffekte, Frequenzteilerverhältnisse,
Hardwarealterung,
Taktdrift, Temperaturdrift
und Drift in den Lokaloszillatoren
usw.
Verwendet man mehrere HF-
LOs in einem System, ist die
LO-Phasendrift ein zusätzlicher
Faktor, der über mehrere Kanäle
und über die Zeit variiert. Für
die Erzeugung kohärenter HF-
LO-Signale stehen dafür verschiedene
Architekturoptionen
zur Verfügung:
RF-LO-Verteilung:
Das LO-Signal wird von einem
gemeinsamen LO erzeugt, und
dann im System verteilt. Aufgrund
der Höhe der Funkfrequenzen
ist dies keine leichte
Aufgabe. HF-Verluste und HF-
Kopplung erschweren dies.
Verteilung des Referenztakts:
Um HF-Verluste zu vermeiden,
werden die LO-Signale lokal
14 hf-praxis 6/2022
Antennen
Der ADRV9009 ist ein hochintegrierter
Zweikanal-SDR aus
dem RadioVerse-Portfolio von
ADI. Er bietet zwei Sende- und
zwei Empfangskanäle, um digitale
IQ-Bits in HF zu wandeln
bzw. HF in digitale IQ-Bits. Er
basiert auf einer Null-ZF-Architektur,
die den Stromverbrauch
des Systems minimiert und eine
außergewöhnlich hohe HF-Performance
von Sender und Empfänger
bietet. Das SDR unterstützt
die komplette Frequenzerzeugung
mit Onchip-Funktionen,
ohne dass externe Komponenten
benötigt werden.
Es gibt drei Onchip-Frequenzsynthesizer,
einer davon ist der
HF-LO-Synthesizer. Für jeden
Synthesizer gibt es einen integrierten
VCO samt Schleifenfilter.
Dieses hohe Maß an Integration
mit überragender Leistung
bietet eine hohe Flexibilität bei
der Frequenzerzeugung über
den gesamten unterstützten Frequenzbereich.
Im Digitalteil verwendet der
ADRV9009 das JESD204B-Protokoll
für eine serielle Schnittstelle
zur digitalen Datenübertragung
[2]. Er bietet integrierte
Unterstützung für die Multichip-
Synchronisation mittels des
JESD-SYSREF-Signals. Daher
ist er optimal geeignet für die
Erstellung von Phased-Arrayund
Massive-MIMO-Systemen
in großem Maßstab.
Bild 2. Quellen von Phasenfehlern in einem Mehrkanal- und Mehrantennensystem
erzeugt. Aufgrund von Schwankungen
in den PLLs oder spannungsgesteuerten
Oszillatoren
(VCOs) sind jedoch zusätzliche
Maßnehmen erforderlich, um
die individuell erzeugten LO-
Signale zu synchronisieren.
Quellen von Phasenfehlern
Bild 2 zeigt ein Beispiel für eine
Mehrkanal- und Mehrantennen-
HF-Subsystemarchitektur, die
auf integrierten Transceiver-ICs
basiert. Es gibt einen Onchip-
Frequenzsynthesizer – eine PLL
– und einen VCO für die HF-LO-
Erzeugung. Der Referenztakt
wird außerhalb der Transceiver-
ICs erzeugt und an die jeweiligen
Takteingänge der einzelnen ICs
verteilt. Die weitere Skalierung
und Verteilung des Referenztaktes
erfolgt dann in dem Transceiver-IC.
Bild 2 zeigt die Aufsplittung
des Ausbreitungspfads
vom Systemreferenztakt zu den
Antennen. Der Pfad kann in verschiedene
Segmente aufgeteilt
werden, wobei jedes Segment
eine Ausbreitungsverzögerung
verursacht. Die Abweichung in
der Ausbreitungsverzögerung
verursacht die Abweichung in
der Phasendifferenz und stört
die Phasenkohärenz im System.
Kalibrierungstechniken
Kalibrierungstechniken werden
eingesetzt, um Abweichungen
von Sollwerten zu korrigieren.
Mit Hilfe einer Kalibrierungsmethode
werden die unbekannten
Faktoren bestimmt und dann entsprechend
berichtigt. Aufgrund
der Phasendifferenzen unterscheidet
sich der Frequenzgang
HF-Kanal in Phased-Array- und
Massive-MIMO-Systemen von
Kanal zu Kanal. Außerdem ist
dieser zeitabhängiger Natur. Statische
Faktoren im System können
gemessen und durch Werkskalibrierungen
kompensiert werden.
Einsatzabhängige Faktoren
werden durch Anfangskalibrierungen
gemildert, die auch bei
jedem Systemstart durchgeführt
werden können. Um dynamische
und zeitabhängige Faktoren zu
kompensieren, sind regelmäßige
Antennenkalibrierungen
erforderlich.
Neben der Temperaturdrift ist die
LO-Phasendrift ein solcher dynamische
Faktor, der über mehrere
Kanäle und über die Zeit variiert.
Wenn diese Kalibrierungen
während des Betriebs durchgeführt
werden, verbrauchen sie
wertvolle Systemressourcen aufgrund
ihrer Zeitdauer und Häufigkeit.
Daraus ergibt sich ein
Optimierungsproblem, das die
Systemleistung bei minimalem
Ressourceneinsatz für die Kalibrierung
maximiert.
Vereinfachung der
Kalibrierungen mit der HF
PLL-Phasensynchronisation
Die HF-PLL-
Synchronisationsfunktion
Neben der Multichip-Synchronisation
bietet der ADRV9009
auch eine HF-PLL-Synchronisationsfunktion,
die es ermöglicht,
die intern erzeugten LO-
Signale phasenkohärent und auf
den angelegten Referenztakt
auszurichten. Auf der Grundlage
dieser Funktion können die
folgenden Funktionen in großen
Systemen leicht erreicht werden:
• Phasenkohärenz beim Einschalten:
konstanter, deterministischer
und stabiler Phasenwert
bei jedem Einschaltvorgang
• Phasenkohärenz während des
Betriebs: Tracking der Phase
nach dem Einschalten
• Phasenkohärenz zwischen
mehreren Geräten: weitere
Unterstützung für Multichip-
Synchronisation
Kalibrierungsalgorithmen erfordern
Berechnungs- und Speicherressourcen
in der digitalen
Hardware. Diese Algorithmen
werden sonst üblicherweise in
der Basisbandverarbeitungskette
implementiert und nutzen FPGA/
DSP Ressourcen. Indirekt wird
16 hf-praxis 6/2022
Antennen
Bild 3. Vergleich der Ausgangsphase des Senders mittels
Phasensynchronisationszyklus der HF-PLL1 (HF-Abstimmfrequenz =
1800 MHz)
somit der also auch der Stromverbrauch
und der Ressourcenaufwand
für die Systemkalibrierungen
reduziert. Durch die Aktivierung
dieser Funktion werden
daher die Gesamtleistung und die
Effizienz des Systems optimiert.
Aufgrund komplexer Kalibrierungsalgorithmen
wird mehr
Zeit für die Initialisierung und
das Erreichen eines stabilen Systemzustands
benötigt. Diese Zeit
kann durch Aktivierung der RF
PLL-Synchronisationsfunktion
bei der Initialisierung verkürzt
werden. Kalibrierungsroutinen
werden in regelmäßigen Abständen
ausgeführt, um die Drifts in
der LO-Phase, insbesondere aufgrund
der Temperatur, nachzuführen.
Andernfalls würden diese
Drifts das Strahlformungsmuster
von Mehrantennensystemen
beeinträchtigen. Mithilfe der HF
PLL-Synchronisationsnachführung
kann die Kalibrierungshäufigkeit
minimiert werden, ohne
dass das erforderliche Strahlformungsverhalten
beeinträchtigt
werden. Es gibt vier Betriebsarten
zur Steuerung der Phasensynchronisationsfunktion:
• Modus 1: Deaktivieren der
Onchip-HF-PLL-Synchronisation
• Modus 2: HF-PLL-Synchronisation
nur zur Initialisierung
aktivieren
• Modus 3: HF-PLL-Synchronisation
bei der Initialisierung
durchführen und nur einmal
nachführen
• Modus 4: kontinuierliche HF-
PLL-Phasennachführung
Bild 3 zeigt die Ergebnisse der
gemessenen Phasendifferenz
über mehrere Einschaltzyklen
in einer Mehrchip- und Mehrkanalumgebung.
Der Messaufbau
besteht aus vier HF-Kanälen, die
auf zwei identischen Evaluierungsboards
realisiert wurden,
von denen eines das ADRV9009-
W/PCBZ ist. Mit Hilfe eines
Vektornetzwerkanalysators
wurde die Änderung der Phasendifferenz
zwischen den Senderausgangssignalen
bei jedem
Einschaltzyklus gemessen. Weitere
Einzelheiten können dem
Benutzerhandbuch entnommen
werden.
Die Messungen wurden über
fünf Einschaltzyklen durchgeführt
und zwischen den verschiedenen
Betriebsarten verglichen.
Das System wurde
dabei ohne Aktivierung der HF-
PLL-Synchronisationsfunktion
gestartet. Es ist zu erkennen,
dass bei jedem Einschaltzyklus
eine zufällige Phasenbeziehung
besteht. Nach Aktivierung der
RF-PLL-Synchronisation konvergieren
alle fünf relativen
Phasenwerte auf einen wiederholbaren
Wert innerhalb einer
Toleranz von ±2°. Wenn die
kontinuierliche Nachführung
aktiviert ist, wird die relative
Phase mit einer gewissen Verzögerung
beibehalten. Diese Verzögerung
führt zu einem Anstieg
der relativen Phase um 1° bis 2°.
Daher ist im Bild 3 eine kleine
Verschiebung zu erkennen. Mit
dieser Funktion kann eine stabile
Phase innerhalb einer deterministischen
Toleranz erreicht werden.
Dies verringert die Auswirkungen
dynamischer Faktoren
und vereinfacht die Gesamtsynchronisierung
und -kalibrierung
des Systems.
Schlussbemerkung
Die HF-PLL-Synchronisationsfunktion
ist in den aktuellen
Generationen von hochintegrierten
SDRs von ADI verfügbar,
einschließlich des ADRV9009
Zweikanal-Transceivers. Die
Antennenkalibrierung in großen
Antennenarray-Systemen, die
mit diesem Baustein aufgebaut
Über den Autor
Danish Aziz ist Feld Applikationsingenieur
und Experte
für HF-Produkte und -Systeme
bei Analog Devices.
Als Mitglied des technischen
Vertriebsteams beschleunigt
er das Wachstum und bietet
den Kunden in der EMEA-
Region technischen Support.
Er konzentriert sich auf
drahtlose Verbindungen in
den Bereichen Automobil,
Industrie, Verteidigung und
Mobilfunk. Er vertritt ADI in
der 5G Automotive Association
(5GAA).
sind, kann durch den Einsatz der
HF PLL-Synchronisationsfunktionalität
vereinfacht werden. Es
stehen verschiedene Betriebsarten
zur Verfügung, die je nach
den Anforderungen der Applikation
ausgewählt werden können.
Die Steuerung und Konfiguration
erfolgt auf einfache Weise über
die Software-API-Funktionen.
Das ADRV9009-Benutzerhandbuch
enthält weitere Einzelheiten
über die Funktionen und deren
Anwendung.
Danksagung: Der Autor bedankt
sich bei Vinod Gopalakirshnan
von Analog Devices für seine
sorgfältigen Beiträge zu diesem
Artikel.
Referenzen
[1] UG-1295 Hardware
Reference Manual for the
ADRV9008-1, ADRV9008-2,
and ADRV9009
[2] JESD204B Serial Interface
and JEDEC Standard Data Converters.
Analog Devices, Inc. ◄
Bevor er 2017 zu ADI kam,
arbeitete er als Forschungsund
Entwicklungsingenieur
bei Bell Labs in Deutschland.
Er trug zur Standardisierung
von 3G-, 4G- und 5G-Systemen
bei. Er vertrat Bell Labs
in mehreren europäisch und
deutsch finanzierten Vorzeige-
Forschungsprojekten. Er ist
Autor und Co-Autor von mehr
als 25 wissenschaftlichen Artikeln,
die in internationalen,
von Experten begutachteten
IEEE-Plattformen zur drahtlosen
Kommunikation veröffentlicht
wurden. Er hält mehr
als 20 aktive geschützte und
veröffentlichte internationale
Patente.
Danish hat einen Dr.-Ing.
(Ph.D.) und M.Sc. in Elektrotechnik
von der Universität
Stuttgart und einen B.E. in
Elektrotechnik von der N.E.D.
University, Karachi, Pakistan.
Sie können ihn unter danish.
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18 hf-praxis 6/2022
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Antennen
Wie 5G-kompatibel sind IoT-Antennen?
„Sind die aktuellen Antennen überhaupt kompatibel mit 5G?“, fragen sich Designer. Antworten liefert dieser
Beitrag.
Autor:
Colin Newman
Director of Antenna Business
Development bei Quectel
Originalquelle:
www.linkedin.com
Die 5G-Technologie befindet
sich noch immer in einem frühen
Stadium. Das Wachstum und
das Potential von 5G werden
erst in den kommenden Jahren
den Telekommunikations-Unternehmen
sowie deren Kunden
zugutekommen. Insbesondere
die scheinbar kleinen Fragen
wie „Sind die Antennen unserer
IoT-Module überhaupt kompatibel
mit 5G?“ sollten heute schon
gelöst werden.
Die optimale Nutzung der
5G-Technologie
hängt von der Kompatibilität
des Telekommunikationsnetzes
und drahtloser Produkte
ab. Denn: Eine optimal auf 5G
angepasste Performance mobiler
Geräte betrifft das komplette
Frontend-Design. Nur bei geeigneter
Konfiguration kommen
die 5G-Vorteile tatsächlich auch
zum Tragen.
Eine große Auswahl an Antennentypen
und Designs sind Teil
der Optimierung. Zu den neuen
Typen zählen die bewährten mit
Laser-Direkt-Strukturierung
(LDS) oder im Flüssigkristall-
Polymer-Verfahren (LCP) hergestellten
Antennentypen. Es
gibt aber auch speziell angepasste
Antennen bzw. Geräte für
den Einsatz mehrfacher Antennentypen,
wie zum Beispiel für
Multiple Input Multiple Output
(MIMO) oder Beamforming.
Für viele Designs eignen sich
in großer Stückzahl produzierte
Antennen, von denen mehrere
Varianten zur Auswahl stehen.
Die optimale Auswahl
von Typ und Design sind von
zentraler Bedeutung: Die Antennentypen
haben verschiedene
Charakteristika (s. unten) und
müssen für eine einwandfreie
Nutzung und nahtlose Integration
mit adäquaten Modulen
verbunden werden. Die Zusammenstellung
mehrerer Antennen
erlaubt einen größeren Durchsatz
über unterschiedliche Protokolle.
Die Konfiguration bei
5G-Antennen ist relativ vielschichtig;
deshalb sollten Hersteller
von drahtlosen Geräten
sich auf eine Zusammenarbeit
mit Anbietern von Antennen und
Modulen stützen, da die sich am
besten auskennen, wenn es um
Antennentypen geht und so die
Endkunden durch die geeignete
technische Expertise von den
kompletten 5G-Vorteilen profitieren
können.
Diese Kenntnis hilft auch bei
den diversen Herausforderungen
des Antennen-Designs und der
Nutzung neuer Technologien wie
von 5G-Millimeterwellen. Auch
die Positionierung der Antenne
spielt eine große Rolle, denn
davon ist ihre Leistung abhängig.
Sie sollte schon in einem frühen
Stadium der Produktarchitektur
bestimmt werden, denn sollte das
erst in der Design-Phase erfolgen,
kann es zu Zusatzkosten
und zeitlichen Verzögerungen
kommen, die den Umsatz und
Gewinn negativ beeinflussen
sowie die Marktreife verlängern.
Ähnlich verhält es sich mit vielen
weiteren Design-Aspekten.
Dazu zählen die Wahl des passenden
Gehäusematerials (Plastik
oder Metall) sowie die Positionierung
von Batterien, LCDs,
Anschlüssen, Abschirmgehäusen
und anderer metallhaltiger
Komponenten. Außerdem betrifft
das die Positionierung und Ausrichtung
von Leiterplatten oder
geräuschintensiver Bauteile, die
Interferenzen verursachen können,
bzw. weiterer Antennen, die
denselben Frequenzbereich nutzen,
und natürlich den Standort
der Geräte – um hier nur einige
Faktoren zu nennen.
Die Produktionsmethoden
sind unter diesen Aspekten zu
beurteilen und zu vergleichen.
Die dominierende LDS-Produktionsmethode
wird auch für
maßgeschneiderte Antennen
verwendet, denn die Integration
von Komponenten in Surface-Mount-Technologie
erlaubt
eine große Flexibilität beim
Design. Solche Antennen können
dann entweder mithilfe von
Kunststoffträgern angebracht
oder auf die Gehäuseunterseite
geätzt werden. Allerdings ist
diese Methode kostenintensiver
als die Nutzung flexible
Leiterplatten (FPC) oder von
Feinblechtechnik und ist nicht
für doppelt gekrümmte Oberflächen
geeignet.
Bei der Nutzung von FPC können
Federkontakte den Einbau
erleichtern, aber trotzdem werden
durch flexible Leiterplatten
die Möglichkeiten des Layouts
eingeschränkt und liegen mit
ihren Kosten zwischen Feinblechtechnik
und LDS.
Feinblechtechnik ist die flexibelste
Herstellungsmethode für
3D-Antennen und macht die
Optimierung von Antennenvolumen
und HF-Performance mög-
20 hf-praxis 6/2022
Antennen
lich. Dabei fallen die Gesamtkosten
niedrig aus, aber dafür
kommt es zu einem höheren
Werkzeugkostenanteil als bei
FPC und LDS.
Die Unterschiede zwischen den
Antennentypen
erlauben eine Klassifikation.
Antennen lassen sich ungefähr in
diese vier Kategorien einteilen:
• Externe Antennen mit
Anschlusskabel
sind sehr leistungsfähig und
robust. Dieser Antennentyp hat
eine ausreichende Entfernung
von der restlichen Systemelektronik
und verursacht kaum
Überlagerungsprobleme. Im
Aufmacher sieht man links oben
ein typisches Exemplar.
• Terminal-Antennen
sind genauso leistungsfähig bei
geringem Risiko wie externe
Antennen. Sie eignen sich am
besten an Orten mit einem
schwachen Funksignal, wie in
Untergeschossen. Im Aufmacher
ist rechts oben eine solche
Antenne erkennbar.
• Embedded Flex/PCB- und
SMT-Antennen
haben einen hohen Risikofaktor
sowie eine hohe Komplexität
für die optimale Konfiguration,
was sich auch im geringen
Preis widerspiegelt. Dank SMT
ist dieser Typ nahezu ideal für
in großer Stückzahl hergestellte
Produkte. Eine solche Antenne
zeigt der Aufmacher unten, eine
weitere sieht man in Bild 1.
• Maßgeschneiderte Antennen
werden speziell an das Produkt
angepasst und nehmen aus
mechanische oder Performance-
Einschränkungen Rücksicht. Sie
kommen zum Einsatz, wenn
Standardlösungen nicht mehr
weiterhelfen. Bild 2 stellt ein
Exemplar vor.
Externe Antennen mit
Anschlusskabel
sind einfach zu implementieren,
da es keine Anforderungen an
das Design des Kundenprodukts
gibt, weil die Antenne weit weg
vom Gerät montiert und über ein
Kabel und einen Stecker, häufig
SMA, angeschlossen wird.
Die Antennen sind in der Regel
Dipole und arbeiten unabhängig
von einer Grundplatte. Da
sie extern und relativ groß sind,
bieten sie die beste Leistung bei
geringerem Risiko. TRP- (Total
Radiated Power) und TIS- (Total
Isotropic Sensitivity) sowie bei
Kombinationslösungen auch
ECC-Probleme (Envelope Correlation
Efficiency) können
leicht minimiert werden, was
das Bestehen von PTCRB-Zertifizierungen
und Netzwerkfreigaben
erleichtert.
Sie sind auch sehr gut einsetzbar,
wenn die Elektronik in
einem Bereich mit geringem
Signalpegel montiert ist, zum
Beispiel unterirdisch. In diesem
Fall kann die Antenne mit
einem Kabel zu einem besseren
Signalstandort geführt werden.
Die Kabellänge kann allerdings
die Empfindlichkeit verringern,
sodass es Einschränkungen in
Bezug auf die Gesamtleistung
der Antenne gibt.
Terminal-Antennen
arbeiten ebenfalls extern, aber
jetzt wird die Antenne – typischerweise
über einen SMA-
Verbinder – direkt an der Außenseite
des Produktgehäuses angebracht.
Typische Anwendungen
sind hier Router und Terminals.
Auch diese Antennen bieten eine
gute Leistung und ein geringes
Risiko, da auch sie TRP- und
TIS-Probleme minimieren.
Außerdem sind sie leicht austauschbar.
Embedded Flex/PCB- und
SMT-Antennen
bestehen in der Regel aus den
Typen SMD oder FPC (Flexible
Printed Circuit) mit einem
Kabel und einem Stecker. SMT-
Antennen sind häufig mit FR4
oder Keramik (Standardantenne)
realisiert, können aber auch aus
gestanztem Metall oder einem
Kunststoffträger, auf dem sich
entweder ein gestanztes Metall-,
FPC- oder ein LDS-Antennenmuster
befindet, gefertigt sein.
Bei Letzterem handelt es sich
in der Regel um Sonderanfertigungen.
Eingebettete Antennen
sind in IoT-Produkten aus ästhetischen
Gründen weitverbreitet
(niemand mag es, wenn die
Antenne herausragt, vor allem
nicht bei Consumer-Geräten)
und weil sie kostengünstiger sind
und sich leicht in großen Mengen
herstellen lassen (z. B. FPCs).
Bei eingebetteten Antennen ist
aber mehr Sorgfalt beim Design
und ein besseres Verständnis der
HF-Technik erforderlich.
SMD-Geräte nutzen die Host-
Leiterplatte zur Abstrahlung,
sodass unter anderem sich die
benachbarten Komponenten,
das Gehäuse, die Batterie, das
LCD auf die Leistung und den
Wirkungsgrad der Antenne auswirken.
Die Antenne wird sich
zudem verstimmen, sobald sie
eingebaut ist und das Außengehäuse
hinzugefügt wurde.
Daher wird eine Pi-Anpassungsschaltung
hinzugefügt,
um die Antenne wieder auf den
gewünschten Frequenzbereich
abzustimmen. Bei FPC-Antennen
ist auch das Kabel Teil der
Antenne, sodass die Art der
Verlegung die Leistung beeinflussen
kann.
Da sich eingebettete Antennen
im Inneren des Produkts
befinden, sind sie anfällig für
Rauschprobleme, die die Leistung
und die Netzzulassung
beeinträchtigen können (zellulare
Lösungen).
Fazit:
Bild 2: Beispiel für eine maßgeschneiderte Antenne
Bild 1: Wie die FPC Embedded
Antenna im Aufmacher unten gehört
auch diese FPC-Antenne zu den
eingebetteten Typen
Bei der Vielzahl unterschiedlicher
Antennentypen, Komponenten
und Konfigurationsmöglichkeiten
ist es nicht einfach,
den Überblick zu behalten. Einfach
kaufen, einbauen und nutzen
ist hier sicher keine Lösung,
wenn man ein befriedigendes bis
optimales Ergebnis erreichen
will. Bei der passenden Antennentechnologie
müssen der beabsichtigte
Einsatz und der Standort
der Geräte berücksichtigt
werden, um eine volle Kapazität
und bestmögliche Performance
zu erreichen. ◄
hf-praxis 6/2022 21
Antennen
Kleine Antenne fürs IoT bringt starke Leistung
in EU-868- und US-915-MHz-Netzen
Antenova, Ltd,, ein in Großbritannien
ansässige Hersteller von
Antennen und HF-Antennenmodulen
für M2M und das IoT,
brachte eine neue Antenne mit
niedrigem Profil auf den Markt,
die sowohl auf den 868-MHz-
Bändern in Europa als auch auf
den 915-MHz-Bändern in den
USA eine starke Leistung zeigt.
Die neue Antenne heißt Lama
(Teilenummer SRFI065). Sie
wurde für kleine vernetzte
Geräte entwickelt, die in LP-
WAN-Netzwerken wie LoRa,
Sigfox, Wi-SUN und Mioty
betrieben werden. Diese Antenne
verwendet die ISM-Frequenzen
in Europa und Amerika oder
beiden, was bedeutet, dass ein
Produkt-Design sowohl auf dem
US-amerikanischen als auch auf
dem europäischen Markt verkauft
werden kann.
Lama ist eine besonders
kleine Antenne
wodurch sie sich für Designs
mit begrenztem Platz eignet. Es
handelt sich um eine Antenne
mit flexibler gedruckter Schaltung
(FPC) mit den Abmessungen
35 x 10 x 0,15 mm, die
mit einem standardmäßigen
100-mm-HF-Kabel mit I-PEX-
MHF-Anschluss geliefert wird.
Diese Form ermöglicht die Montage
auf verschiedene Arten in
einem Design.
Die Antenne schnitt in Tests für
die 868- und 915-MHz-Bänder
gleich gut ab und zeigte einen
Spitzenwirkungsgrad von 60%
und ein maximales SWR von
1,5:1 für beide Frequenzbänder.
Die LP-WAN-Netzwerke, auch
als ISM bekannt, verwenden in
Europa die Frequenzen 863...870
MHz und in den USA 902...928
MHz. Es handelt sich um lizenzfreie
Bänder, die normalerweise
verwendet werden, um große
Flotten von Geräten mit geringer
Leistung zu verbinden, die
kleine Datenpakete über große
physische Entfernungen mit
niedrigen Bitraten übertragen.
Ihre Eigenschaften
machen die Lama-Antenne zu
einer guten Wahl für kleine vernetzte
Geräte, die in IoT-Anwendungen
über große geografische
Gebiete hinweg betrieben werden.
Die Lama-Antenne zielt
daher auf die schnell wachsenden
Märkte in den Bereichen
Smart Agriculture, Smart Cities
und Tracking ab. Lama eignet
sich für landwirtschaftliche
Anwendungen mit cloud-verbundenen
Sensoren zur Messung
der Bodenfeuchtigkeit oder
-temperatur oder zur Verfolgung
von Vieh. Sie eignet sich auch
für ferngesteuerte Anwendungen
wie Zählerablesung, Umweltüberwachung
und vernetzte Dienste
in intelligenten Städten, die
Straßenbeleuchtung, Parksensoren
oder Abfallbehälter-Steuerungen.
In anderen IoT-Sektoren
passt die Lama-Antenne zu kommerziellen
Anwendungen in den
Bereichen Kühlkettentransport,
Verteilung, Logistik und Verfolgung
von Waren und Containern.
Michael Castle von Antenova
kommentiert: „Die Lama-
Antenne zielt auf diese wachsenden
Märkte ab, die große
Mengen an Geräten auf allen
Kontinenten der Welt benötigen
werden. Wir schätzen beispielsweise,
dass es bis 2025 weltweit
45 Millionen vernetzte Straßenlaternen
geben könnte.“
Wie alle eingebetteten Antennen
von Antenova ist Lama für
eine einfache Integration in ein
Design konzipiert.
Antenova bietet Beratungs- und
Testdienste sowie eine Auswahl
an Online-Tools und Rechnern,
um Designern zu helfen, eine
erfolgreiche Integration und ein
leistungsstarkes drahtloses Gerät
zu erreichen.
■ Antenova, Ltd.
www.antenova.com
Für das Industrial IoT: Highend-Basisstationsantenne
Neue Hochleistungsantenne aus den USA
erhält man von PCTEL. Die neue BOA-
5G2X2L125-PTNM ist eine sehr robuste,
widerstandsfähige Multiband-Antenne, die
ihre Fähigkeiten besonders gut in Basisstations-Applikationen
einsetzen kann.
Dabei unterstützt sie 5G, allerdings auch
weitere Zellularfunk-Technologien wie
2G, 3G und LTE.
Außerdem ist ist WiFi-fähig und verfügt
über eine GNSS-LNA-Schaltung samt hervorragender
Fremdsignalunterdrückung
und ebenso ausgezeichneter Isolation.
Dadurch realisieren Anwender Applikationen
mit bester Lokalisierung.
Zusätzlich punktet die BOA-5G2X2L125-
PTNM von PCTEL mit ihrer unkomplizierten
Handhabung und guten Integration.
Passende Einsatzgebiete sind neben
dem IIoT auch Anwendungen in ITS oder
in Bahn-Applikationen.
■ tekmodul GmbH
www.tekmodul.de
22 hf-praxis 6/2022
Antennen
Was sind Controlled Reception Pattern Antennas?
© www.erf.com
Die controlled Reception Pattern
Antenna (CPRA), also eine
Antenne mit gesteuertem Empfangsmuster,
ist eine adaptive
Beam-Steering-Antenne, deren
Empfangsmuster der Empfangssituation
angepasst werden kann.
Sinn und Zweck der Steuerung
Die Anpassung/Steuerung dient
vor allem dazu, um Nullstellen
in Richtung von Störsignalen
zu erzeugen. Diese Antennen
wirken wie eine Art Raumfilter,
das Signale aus einer bestimmten
Richtung eliminiert und
Signale aus anderen Richtungen
durchlässt.
Die CPRA ist mit einer Verarbeitungseinheit
verbunden, die für
die Steuerung des Empfangsmusters
der Antenne verantwortlich
ist. Im Fall von GPS Jamming
identifiziert die CPR-Antenne
die Interferenz und steuert das
Empfangsmuster, indem sie die
Strahlen in Richtung der Satelliten
lenkt und in der Richtung
auf null setzt, aus der die Interferenz
kommt. Die Verarbeitungseinheit
bildet die phasendestruktive
Summe der ankommenden
Interferenzsignale als
Steuergröße. Einfach ausgedrückt,
CRP-Antennen wurden
entwickelt, um Funkstörungen
zu unterdrücken.
Was eine CRPA besonders
attraktiv macht, ist die Tatsache,
dass keine Änderungen am
GPS-Empfänger selbst erforderlich
sind. Die CRPA ersetzt einfach
die vorhandene Antenne.
Da Antennen mit kontrolliertem
Empfangsmuster auf Beamforming
basieren, benötigen sie
mehrere Elemente. Die Anzahl
der Antennenelemente hilft
dabei, die Auflösung der Strahlen
im Antennendiagramm zu
bestimmen.
Antennen mit kontrolliertem
Empfangsmuster werden am
häufigsten verwendet, um GPS/
GNSS-Empfänger vor Interferenzen
und Störungen zu schützen.
Von GNSS-Satelliten empfangene
Signale sind normalerweise
sehr schwach und daher
anfällig für absichtliche oder
unbeabsichtigte Störungen. Es
ist für einen Gegner sehr einfach,
absichtlich HF-Interferenzen in
die GPS-Frequenzbänder einzubringen
(was als Jamming
bezeichnet wird) und die Positions-,
Navigations- und Zeitdaten
(PNT) des Benutzers zu
verweigern. Die Verwendung
von CPR-Antennen kann dazu
beitragen, sich davor zu schützen,
dass vorhandene Antennenempfangsmuster
abfällig für
Störsignale sind. Eine CPRA ist
in der Lage, störende Strahlung
abzublocken und die Vorzugsrichtung
konsequent auf den/die
Satelliten zu richten. ◄
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Antennen
Groundplane-unabhängige Multiband-5G-Antenne
MHz und 6 GHz ab. Ihre stabile,
UV-beständige Kunststoffhülle
ist besonders für herausfordernde
Witterungs- und Umgebungsverhältnisse
entwickelt worden.
Dadurch können Anwender
sich auch langfristig auf diese
Antenne aus dem Hause PCTEL
verlassen.
65º-Panelantenne mit 23 dBi
Gewinn
Mit der neuen MPAMB6, einer
von der Massefläche unabhängigen
5G-Antenne für das IIoT
von PCTEL steht in Deutschland
eine weitere hochpräzise,
leistungsfähige und sehr robuste
Premium-Antenne des amerikanischen
Herstellers zur Verfügung.
Dabei zeichnet sich die
MPAMB6 vor allem durch ihre
Flexibilität aus. Ohne auf eine
Groundplane angewiesen zu
sein, montieren Anwender die
schlanke, klingenartige Antenne
direkt an ihrer Applikation und
stellen sie dank beweglichem
Knickgelenk gleich richtig ein.
Access-Point- und Router-Geräte
für das Industrial IoT
Außerdem unterstützt die
MPAMB6 die im 5G-Bereich
führenden Access-Point- und
Router-Geräte für das Industrial
IoT und kabellose Unternehmensnetzwerke.
Darüber
hinaus deckt die MPAMB6 die
wichtigsten Carriers in den Frequenzbereichen
zwischen 618
Die Key Facts:
• Multiband 5G Performance
618 MHz ... 6 GHz
• Technologies: 5G NR (FR1),
4G LTE, CBRS, 3G, 2G
• no Groundplane needed
• provides 0° ... 90° Pivot and
360° Swivel Movement
• rugged UV stable Plastic
Housing
• Connector: SMA Plug (Male)
• Temperature Rang: -40 °C to
+75 °C
• Dimensions: 223 x 30 x 20 mm
• Applications: Enterprise Wireless,
Industrial IoT
■ CompoTEK GmbH
www.compotek.de
Die neue Hochleistungsantenne
von CellMax bietet eine extreme
Reichweite durch optimale Nutzung
des Antennenspektrums.
Die neue Antenne 12086x
erreicht 58% mehr Antennengewinn
auf den beiden Arrays im
Frequenzbereich von 698...960
MHz und bietet somit 30%
mehr Reichweite im Vergleich
zu marktüblichen Antennen.
Zur Abdeckung des gleichen
Gebietes sind somit 23% weniger
Antennenstandorte nötig,
was erheblichen Einsparungen
beim Betreiber ermöglicht.
■ Rosenberger
Hochfrequenztechnik
GmbH & Co. KG
www.rosenberger.com
Autonomes Fahren: Eigenschaften und Bedeutung von GNSS-Antennen
Das autonome Fahren ist ein
Megatrend der nächsten Jahre
und birgt gerade in Transportsystemen
großes Potenzial.
Ein elementarer Baustein und
signifikant kritischer Faktor
für sicheres autonomes Fahren
stellt ultragenaues, verzögerungsfreies
Positioning dar.
Die dafür notwendigen Antennen
und Sensoren müssen in
höchstem Maße zuverlässig
arbeiten. Erst dann sind teilund
vollautonome Fahrzeuge
zu Land, See und in der Luft
wirklich einsatzfähig.
Allen Applikationen gemein
sind dabei Antennen mit speziellen
Fähigkeiten: ein dichtes
Phasenzentrum, sehr niedriges
Gewicht und hohe Vielseitigkeit
bei Frequenzen und Konstellationen.
Der kanadische
Antennenhersteller Tallysman
zeigt bereits heute mit seinen
High-Performance-Iridium-
Antennen wie der HC975,
was eine Antenne für autonome
Fahrzeugapplikationen
(bspw. in Drohnen) mitbringen
muss. Neben L-Band Correction
Services, guter Coverage
und robustem Auftreten (IP67-
Zertifizierung) ist die Antenne
leicht und spart bei der Energieaufnahme.
■ CompoTEK GmbH
www.compotek.de
24 hf-praxis 6/2022
Antennen
GNSS für Anwender
Ein GNSS (Global Navigation Satellite System) ist ein System zur Positionsbestimmung und Navigation auf der
Erde und in der Luft auf Basis von Navigationssatelliten und Pseudoliten (technische Hilfsmittel, die Satelliten
ersetzen).
Gerätehersteller möchten diese
Technologie oft ihren Produkten
hinzufügen, sind aber nicht in der
Lage, das richtige Modul und die
richtige Antenne auszuwählen.
Etwa beeinflusst die Wahl der
Konstellation die Genauigkeit.
Mehr Konstellationen ermöglichen
genauere Standortinformationen
und mehr Redundanz,
weshalb mittlerweile über 30%
der GNSS-Chipsätze die vier
bedeutendsten Systeme Bei-
Dou, Galileo, Glonass und GPS
unterstützen. Hieran sehen wir
schon den Unterschied zwischen
z.B. GPS und GNSS; GPS kann
lediglich ein Teil von GNSS sein.
Die gewählte Konstellation wirkt
sich dann auf das Spektrum aus,
das die GNSS-Lösung unterstützen
muss, s. Bild 1.
Die richtige Antenne am
richtigen Ort
GNSS-Antennensysteme sind
in einer Vielzahl von Form-
Quelle:
How to Add High-Precision
GNSS to Nearly Any Device,
by Oliver Robin, Taoglas,
Aug 2, 2021,
www.everythingrf.com/
community/how-to-add-highprecision-gnss-to-nearly-anydevice
übersetzt und leicht gekürzt
von FS
faktoren erhältlich. Für OEMs
hängt die Wahl teilweise davon
ab, welches Format ihr Gerät
aufnehmen kann, beispielsweise
eine Low-Profile-Patch-
Antenne. Die Aufmachergrafik
fasst die wichtigsten Typen
zusammen.
Drohnen sind hilfreich, um hier
einige der Herausforderungen
und Überlegungen zu verstehen.
Das Gewicht ist ein kritischer
Faktor, da es beeinflusst, wie
lange und wie weit eine Drohne
fliegen kann bei gegebener Nutzlast.
Die PCB-Größe (Groundplane)
wirkt sich direkt auf die
GNSS-Antennenleistung aus.
Eine große Massefläche maximiert
die Wirkung der GNSS-
Patch-Antenne, erhöht aber auch
das Gewicht. Und wie Bild 2
zeigt, beeinflusst die Position
auf dieser Masseebene direkt
die Anpassung, die der OEM
vornehmen muss.
Der Haken an der Sache ist, dass
die Montageorte oft begrenzt
sind. Die Antenne muss weit
genug von den Motoren der
Drohne und anderen elektronischen
Komponenten entfernt
sein, die RFI erzeugen, aber
diese Orte sind oft nicht nutzbar,
da das zusätzliche Gewicht an
diesen Stellen das empfindliche
Gleichgewicht stören würde, das
Drohnen für einen sicheren und
effektiven Flug benötigen.
Der Drohnen-OEM Parrot hat all
diese Faktoren bei der Auswahl
einer GNSS-Antennenlösung
für ein 500 g schweres Modell
berücksichtigt und sich für Taoglass
DSGP.1575.15.4.A.02,
eine passive Patch-Antenne, die
GPS L1 und Galileo E1 unterstützt,
entschieden. Mit nur 3,3
g und einer Höhe von 4 mm bei
einer Grundfläche von 15 mm 2
ist die DSGP.1575 auf eine 50
x 50 mm messende Grundplatte
abgestimmt.
Fitnesstracker und medizinische
Wearables
Viele GNSS-Anwendungen sind
tragbare Geräte wie Fitnesstracker
und medizinische Wearables.
Eine wichtige Überlegung
hierbei ist, wie der menschliche
Körper interagiert und die
GNSS-Empfangssignalstärke
Bild 1: GNSS-Konstellationstypen und Spektrumbänder
stört. Daher sollten Systemdesigner
ihre Antennen in Anwesenheit
eines menschlichen Körpers
abstimmen.
Dies kann für OEMs, die keine
eigenen HF-Techniker haben,
entmutigend sein. Daher ist es
wichtig, einen erfahrenen Antennenanbieter
auszuwählen, der
Tuning-Tricks und HF-Simulationen
anbietet, um seinen Kunden
bei der Analyse der Körperdämpfung
zur Optimierung ihrer
Designs zu helfen. Die Erfahrung
spiegelt sich in den Referenz-Designs
wider, die sie mit
Funkpartnern entwickelt haben,
sowie in einem breiten, umfassenden
Produktportfolio, das
es den Kunden ermöglicht, die
linear oder zirkular polarisierte
Lösung auszuwählen, die ihren
Anwendungsanforderungen am
besten entspricht. ◄
Bild 2: Die Position auf der Masseebene beeinflusst Gewinn und Bandbreite
hf-praxis 6/2022 25
Messtechnik
Nicht nur für EMC Pre-Compliance Tests
Tragbares Messlabor mit schnellster Echtzeit-
Spektrumanalyse
Mit dem Spectran V6 Command Center gelangt man u.a. schnell und sicher zur EMV-Konformität.
minimalen Signaldauer von 100
µs für 100% Erfassungswahrscheinlichkeit
an ihre Grenzen.
Anpassbar und
erweiterungsfähig
Jedes elektrische oder elektronische
Produkt muss so konstruiert
sein, dass es keine elektromagnetischen
Störungen
verursacht, die andere Geräte
beeinflussen könnten. Die Elektromagnetische
Verträglichkeit
ist für eine Marktzulassung
zwingend erforderlich. Der Weg
dorthin wird allerdings immer
aufwändiger. Die Anforderungen
zur Sicherstellung der EMV-
Konformität steigen zusehends.
Ein Grund hierfür sind die immer
kürzeren Signalverarbeitungszeiten
und immer höheren Taktfrequenzen.
Ein anderer Grund
ist die rasante Verbreitung von
Produkten mit Funkanbindung.
WiFi, Bluetooth, NFC oder die
Implementierung des 5G-Standards
stellen die Entwickler vor
ganz neue Herausforderungen.
Schnell und zukunftssicher
Mit dem Spectran V6 Command
Center stellt die Aaronia AG
die derzeit schnellste Echtzeit-
Spektrumanalyse-Lösung der
Welt zur Verfügung. Das System
bietet eine Echtzeitbandbreite
(RTBW) von bis zu 980 MHz
bzw. mehr als 4 THz/s Sweep.
Der mobile Echtzeit-Spektrumanalysator
ist mit zwei 24-Zoll-
4K-Monitoren ausgestattet und
als einfach transportable Lösung
in einem robusten Aluminiumkoffer
untergebracht. Die beiden
Breitbildmonitore liefern eine
kombinierte Auflösung von 3840
x 4320 Pixel und sind für die
Darstellung des kompletten Frequenzbereichs
oder der gleichzeitigen
Überwachung mehrerer
Frequenzbänder in Echtzeit
ausgelegt.
bility Of Intercept) von unter 10
ns (I/Q-basiert) und 97 ns (FFTbasiert)
erfasst das Spectran V6
Command Center auch Signale,
die um den Faktor 1000 kürzer
sind als bei herkömmlichen
Spektrumanalysatoren. Diese
stoßen in der Regel bei einer
Das tragbare Highend-HF-Messlabor
tastet einen konfigurierten
Frequenzbereich von bis zu 6
GHz (optional 8 GHz) mit über
5 Mio. Samples pro Sekunde
ab. Es stehen vier unabhängige
Analysatoren (8 x 2 GPS 16-Bit
I/Q-Daten) und bis zu vier Vektorsignalgeneratoren
(max. 4 x
2GSPS 14-Bit I/Q) zur Verfügung.
Standardmäßig stehen 4
x 160 MHz Echtzeitbandbreite
zur Verfügung. Sollte dies nicht
ausreichen, lässt sich das System
per Software auf bis zu 4 x 245
MHz erweitern. Damit steht dann
eine Bandbreite von 980 MHz
zur Verfügung, womit sich der
Frequenzbereich von 30 MHz
bis zu 1 GHz in Echtzeit überwachen
lässt.
Der eingebaute HF-Switch kann
zur Verteilung des Eingangssignals
auf die integrierten
Receiver genutzt werden.
Zusätzlich kann es beispielsweise
per eingebautem RF-over-
Aaronia AG
www.aaronia.de
Dies ermöglicht eine detaillierte
Analyse selbst allerkürzester
Signale. Dank einer POI (Proba-
Blick in einen Messraum
26 hf-praxis 6/2022
Messtechnik
Struktur einer HyperLOG EMI
Fiber-Rückkonverter weiter
angepasst werden. Das Spectran
V6 Command Center wird mit
einem Arbeitsspeicher von 128
GByte ausgeliefert und verfügt
über einen 8-Terabyte-SSD-
Datenspeicher. Dieser kann bei
Bedarf auf bis zu 120 Terabyte
ausgebaut werden, um I/Q-
Rohdaten oder Spectra-Daten
zu speichern. Dank der Smart-
Buffering-Lösung, bei der die
jeweils ältesten Daten mit neuen
Informationen überschrieben
werden, steht eine quasi unbegrenzte
Aufzeichnungszeit zur
Verfügung.
Modulare Software
Zum Lieferumfang gehört die
modulare Echtzeit-Spektrumüberwachungs-Software
RTSA-
Suite Pro. Sie ist intuitiv per
Drag&Drop konfigurierbar, um
unterschiedlichste Analysemöglichkeiten
in diversen Ansichten
zu ermöglichen, und erlaubt
u.a. die lückenlose Echtzeit-
3D-Ansicht mit bis zu 25 Mio.
Samples pro Sekunde. Sie beinhaltet
außerdem mehrere Aufzeichnungs-,
Wiedergabe- und
Streaming-Funktionen sowie
das Kombinieren mehrerer
Analysatoren oder die individuelle
Nutzung weiterer externer
Hardware.
Verkürzte Entwicklungszeit
Der Einsatz des Spectran V6
Command Centers als Echtzeit-
Spektrumanalysator beschleunigt
Vorzertifizierungsmessungen,
kann aber auch teure
Fehler vermeiden und dadurch
neben Geld vor allem Zeit sparen.
Wird beispielsweise bei der
Entwicklung neuer Hardware
herkömmliches Standard-EMV-
Compliance-Mess-Equipment
genutzt, kann dies zu Fehleinschätzungen
der Hardware führen.
Gegebenenfalls fällt diese
dann bei der Zertifizierungsmessung
durch.
Darüber hinaus kann der Erfolg
von Änderungen, wie beispielsweise
das Ergreifen von Entstör-
und Abschirmmaßnahmen,
sofort ermittelt und bewertet
werden. Dies vereinfacht den
Prozess und verkürzt wiederum
die dafür benötigte Dauer
signifikant.
Die enorme Echtzeitbandbreite
von bis zu 980 MHz sowie die
hohe Sweep-Geschwindigkeit
des Spectran V6 Command
Centers ermöglichen EMV-
Messungen in Echtzeit. Die
gleichzeitige Anzeige von mehreren
Grenzwerten erhöht die
Geschwindigkeit der Messung
zusätzlich, da diese nicht mehr
einzeln durchgeführt werden
müssen. Hierdurch verkürzt
sich die Entwicklungszeit neuer
Produkte maßgeblich, unnötige
Kosten werden vermieden.
Echtzeit-EMV-Pakete
Nicht immer jedoch wird die
ganze Leistung des Spectran
V6 Command Centers benötigt.
Deswegen hat Aaronia Komplettpakete
im Programm, die für
Nah- und Fernfeldmessungen,
zum Messen und Lokalisieren
von Störstrahlungsquellen oder
zur Überwachung von EMV-
Problemen konzipiert sind.
Die drei Echtzeit-EMV-Pakete
basieren auf dem Echtzeit-
Spektrumanalsyator Spectran
V6 X USB. Mit einer Sweep-
Geschwindigkeit von bis zu 440
GHz/s und einer Echtzeitbandbreite
von mindestens 80 MHz
können extrem kurzzeitige Störsignale
erfasst und deren Ursache
ermittelt werden. Der Frequenzbereich
reicht von 10 MHz
bis 6 GHz (optional 8 GHz). Die
Ermittlung von Frequenz und
Signalstärke sowie die gleichzeitige
Anzeige mehrerer Grenzwerte
erhöht die Geschwindigkeit
der Messung. Auch hier
gehört die modulare Echtzeit-
Spektrumüberwachungs-Software
RTSA-Suite Pro mit Aufzeichnungs-
und Wiedergabefunktion
zum Lieferumfang.
Die Echtzeit-EMV-Pakete sind
inkl. Antennen bzw. Sondensatz
erhältlich. Gegen Aufpreis
kann das höherwertige Spectran
V6-2000X mit 160 MHz RTBW
in das Paket integriert werden.
Eine der Antennen vom Typ PowerLOG Pro
EMV-Pakete
Die drei seit vielen Jahren etablierten
EMV-Messpakete beinhalten
den Spectran NF-5030 mit
einem Frequenzbereich von 1 Hz
bis 1 MHz sowie den Spectran
HF-60100 V4 mit einem Frequenzbereich
von 1 MHz bis 9,4
GHz. Die Pakete eignen sich je
nach Ausführung zur Lokalisierung
von EMV-Problemen aller
Art, zur Ermittlung von Störquellen
auf Baugruppen oder um
im EMV-Labor durchgeführte
Messungen (z.B. EN55011,
EN55022, EN50371) nachzukontrollieren.
Die Messgeräte sind mit einer
USB-Schnittstelle mit Echtzeit
Remote Control für den
Anschluss an PC oder MAC
ausgestattet. Die kostenlose Analyse-Software
(MCS Software)
für MAC OS, Linux oder Windows
macht aus den Spectrans
eine multifunktionale Lösung für
EMV-Messungen aller Art. Die
Software bietet u.a. eine Aufzeichnungs-
und Wiedergabefunktion,
gleichzeitige Anzeige
mehrerer Spektren, Histogramm-
Funktion, Wasserfallanzeige,
unlimitierte Marker-Anzahl
oder eine komplexe Grenzwertanzeige.
hf-praxis 6/2022 27
Messtechnik
Antennen für jeden
Einsatzzweck
Alle Echtzeit-EMV-Pakete und
EMV-Pakete werden in einem
robusten Koffer geliefert und
sind je nach Ausführung mit
verschiedenen Antennenkoffern
ausgestattet. Das Hochleistungs-
EMV-Probe-Set PBS1 erlaubt
die Lokalisierung von EMV-
Störquellen von DC bis 9 GHz.
Das Set beinhaltet vier Probes
für magnetische Felder und eine
Probe für elektrische Felder.
Da die Messung potentialfrei
erfolgt, wird das Störsignal nicht
beeinträchtigt. Um Messungen
an Schwingkreisen oder Netzleitungen
gefahrlos zu ermöglichen,
sind die Sonden mit einer
Isolierschicht umgeben.
Die BicoLOG 20100E ist eine
handliche EMV-Messantenne
für den Frequenzbereich von
20 MHz bis 1 GHz. Mit ihr
können präzise Messungen im
unteren Frequenzbereich ab 20
MHz erfolgen, wodurch sich
auch restriktive EMV Normen
wie EN55011 oder EN55022
abdecken lassen. Die BicoLOG
30100E ist für einen Frequenzbereich
von 30 MHz bis 1 GHz
ausgelegt. Die „radial-isotropen“
Messantennen sind sehr leicht,
eignen sich sowohl für den stationären
als auch mobilen Einsatz
und werden mit typischen,
ausführlichen Kalibrationsdaten
geliefert. Die Antenne
besitzt einen hochwertigen
SMA-Anschluss. Geräte mit
N-Anschluss können über einen
optional erhältlichen Adapter
angeschlossen werden.
Mit der PowerLOG PRO EMI
Antennen-Serie steht eine doppelt
polarisierte Hornantennen-
Familie zur Verfügung, welche
das horizontale und/oder vertikale
Messen ohne Neuarrangierung
des Messaufbaus ermöglicht.
Bis zu 500 W Empfangsoder
Sendeleistung sowie der
linear ansteigende Antennengewinn
gewährleisten eine konstante
Feldstärkegenerierung.
Als Referenzantenne für professionelle
EMV/EMI Pre-Compliance
Tests sind die HyperLOG
Spectran V6 Command Center
Receiver: 4
Rx: 8, Tx: 4
Rx RTBW: 640/980 MHz
Tx RTBW: 640/980 MHz
DANL: -170 dBm/Hz (mit Vorverstärker)
typ. Genauigkeit: +/- 0,5 dB
IQ POI: 15/10 ns
Sweep: 2920/4400 GHz/s
Network: 2 x 100 GbE
Processor: 24 Core
RAM: 128 GB
SSD: 8 TB/120 TB
Frequenzbereich: 10 ... 8 GHz/980 MHz RTBW
Gewicht: 30 kg
Garantie: 2 Jahre
Lieferumfang: Spectran V6 Command Center, Spektrumanalyse-Software
RTSA Suite Pro (vorinstalliert), internationales
Netzteil mit Adapter, gepolsterter Transportkoffer mit Rollen
EMI Antennen aufgrund der sehr
hohen Genauigkeit und weiten
Bandbreite einsetzbar. Über 300
W Maximalleistung ermöglichen
Immunitätstests mit Feldstärken
bis 10 V/m.
Umdenken erforderlich
Um genaue Messungen im
modernen EMV-Umfeld vornehmen
zu können, sind schnelle
Spektrumanalysatoren mit hohen
Sweep-Geschwindigkeiten notwendig.
Echtzeit-Spektrumanalysatoren
in Kombination mit
den geeigneten Sonden, Messantennen
und der passenden
Software sind die Grundlage zur
Entwicklung effizienter EMV-
Maßnahmen für Geräte und
Baugruppen. Mit ihrem tragbaren
HF-Messlabor Spectran
V6 Command Center sowie den
attraktiven Messpaketen bietet
die Aaronia AG für alle Anforderungen
die passende Lösung. ◄
Messtechnik
5G/4G/IoT-Basisstations-Simulatoren und
Bluetooth/WLAN-Tester
Von der Idee
bis zum Service.
Hochfrequenztechnik,
Elektronik und Mechanik.
Individuell & kundenspezifisch.
Funkfeldnachbildungen
für aktuelle Kommunikationstechnologien
Anritsu gab bekannt, dass die Deutsche
Bundesnetzagentur Anritsus Basisstations-
Simulatoren für 5G/4G/IoT und Bluetooth/
WLAN-Tester für EMV-Tests ausgewählt
hat. Als staatliche Regulierungsbehörde
ist die Bundesnetzagentur (Bnetza) für die
Prüfung elektronischer Geräte auf unerwünschte
Emissionen sowie für den Verbraucherschutz
zuständig.
Das deutsche Telekommunikationsgesetz
(TKG) legt Grenzwerte für unerwünschte
Emissionen fest. Um diese unter Kontrolle
zu halten, prüft die Bnetza stichprobenartig
Consumer-Elektronik auf elektromagnetische
Strahlung, die den menschlichen
Körper schädigen oder die vorgegebenen
Normen verletzen und andere elektronische
Geräte stören könnte.
Die Bnetza testet und überprüft verschiedene
Geräteklassen wie beispielsweise W-LAN-
Router, Bluetooth-Geräte und Mobiltelefone
unterschiedlicher Hersteller. Sie stellt
somit sicher, dass auch neue Technologien,
wie etwa 5G, die geforderten Grenzwerte
einhalten und keine negativen Einflüsse auf
Verträglichkeiten jeglicher Art mit bereits
vorhandenen Technologien entstehen.
Die Basisstations-Simulatoren MT8000A,
MT8821C, MT8862A und MT8852B von
Anritsu sowie der Bluetooth/WLAN-Tester
für 5G/4G/IoT/Bluetooth/WLAN-Mobilgeräte
tragen zur regulatorischen Arbeit der
Bnetza im Bereich Telekommunikation bei.
Die Agentur kombiniert diese Anritsu-Testlösungen
mit einer Over-the-Air-(OTA-)
Prüfkammer und anderen EMV-Testern, um
EMV-Tests sowohl auf der Grundlage der
ETSI- als auch der internen behördlichen
Prüfstandards durchzuführen.
Produktübersicht
• MT8000A
Die Radio Communication Test Station
MT8000A ist eine All-in-One-5G-Testplattform,
die parametrische HF- und Protokolltests,
Funktions- und Anwendungstests,
Validierung von Strahlcharakteristiken und
mehr durchführt. Sie unterstützt Basisstations-Emulationsfunktionen
im Non-Standalone-
(NSA) und Standalone-Modus (SA)
für die Entwicklung von 4G/5G-Chipsätzen
und -Geräten, die FR1 und FR2 unterstützen.
Der MT8000A wird häufig für leitungsgebundene
und OTA-Tests verwendet, um
die Leistungsfähigkeit von 4G/5G-Geräten
zu bewerten.
• MT8821C
Der Radio Communication Analyzer
MT8821C ist ein skalierbarer LTE-Netzwerksimulator
für parametrische HF-Tests
und die Verifizierung von 2G/3G/4G-Smartphones,
Tablets, M2M-Modulen und IoT-
Geräten. Er unterstützt die neuesten 3GPP-
Techniken, darunter VoLTE-, Gigabit-LTEund
Mobilfunk-IoT-Anwendungen.
• MT8862A
Der Wireless Connectivity Test Set (WLAN
Tester) MT8862A misst die Funk-TRx-
Eigenschaften von WLAN-IEEE-802.11a/b/
g/n/ac/ax-Geräten (2,4-; 5- und 6-GHz-Bänder).
Der Netzwerkmodus mit integrierten
WLAN-Signalisierungsnachrichten misst
die TRx-Leistung angebundener Geräte,
während der Direktmodus eine flexible
protokollfreie Testumgebung unterstützt.
• MT8852B
Das Bluetooth Test Set MT8852B ist das
führende HF-Testgerät für Design-Validierung
und Fertigungstests von Bluetooth-
Produkten. Es unterstützt Sendeleistungs-,
Frequenz-, Modulations- und Empfängerempfindlichkeitstests
für die von den Bluetooth-Spezifikationen
geforderten Messungen
von Basic Rate (BR), Enhanced Data
Rate (EDR) und Bluetooth Low Energy
(BLE). In der Fertigung befindliche Geräte
lassen sich mit diesem Test-Set in weniger
als 10 s durch Drücken einer Taste testen.
■ Anritsu Corporation
www.anritsu.com
Moderne Funktechnologien
wie 4G, 5G, IoT, TETRA, Smart
Metering, MIMO, Car-to-Car,
Militärkommunikation uvm.
erfordern neue Testlösungen.
Um solche Strukturen in einer
Testumgebung zu simulieren,
hat MTS Funkfeldsimulationen
zusammen mit Abschirmboxen
entwickelt.
MTS individuelle Lösungen
// HF geschirmte Gehäuse
// Schirmboxsysteme
// Relaisschaltfelder
// Matrixsysteme
// HF-Komponenten und Kabel
// Gefilterte Schnittstellen
// Air Interface Emulation
mts-systemtechnik.de
hf-praxis 6/2022 29
Messtechnik
Hochleistungs-Impedanzmessungen
Mit seiner neuen Familie von
LCR-Metern präsentiert Rohde
& Schwarz leistungsstarke,
universell einsetzbare Impedanzmessgeräte
für vielfältige
Anwendungen. Die R&S LCX
LCR-Meter decken den Frequenzbereich
von 4 Hz bis 10
MHz ab. Damit eignen sie sich
nicht nur für die große Mehrheit
der Geräte, die mit herkömmlichen
Netzfrequenzen
betrieben werden, oder für die
400-Hz-Stromversorgungssysteme
von Flugzeugen. Abgedeckt
wird ein breites Anwendungsspektrum,
von niederfrequenten
seismischen Sensoren
bis hin zu Hochleistungskommunikations-Schaltungen
mit
Betriebsfrequenzen von mehreren
Megahertz.
Hochpräzise Impedanzwerte
Ingenieuren, die vor der Aufgabe
stehen, für ihr Gerät geeignete
Kondensatoren, Induktivitäten,
Widerstände und Analogfilter
für eine bestimmte Anwendung
auszuwählen, liefern die
R&S LCX-Modelle hochpräzise
Impedanzwerte mit marktführender
Genauigkeit. Für die Qualitätsprüfung
und Monitoring-
Aufgaben in der Fertigung sind
zudem Messungen mit höherer
Geschwindigkeit und einer für
den Einsatz in der Produktion
angemessenen Genauigkeit möglich.
Sämtliche für Produktionsumgebungen
erforderliche Software
und Hardware ist erhältlich,
von Fernsteuerung und
Ergebnisprotokollierung über
den Gestelleinbau des Geräts
bis hin zu einer vollständigen
Palette von Testadaptern für verschiedenste
Bauelemente.
Selbstabgleichende
Messbrücke
Die R&S LCX Messgeräte
nutzen das Prinzip der selbstabgleichenden
Messbrücke.
Dies ermöglicht konventionelle
Impedanzmessungen durch Messung
von Wechselspannung und
-strom für das Messobjekt einschließlich
der Phasenverschiebung.
Diese Werte werden dann
zur Berechnung der komplexen
Impedanz am jeweiligen Arbeitspunkt
verwendet.
Als universelles LCR-Meter
deckt das R&S LCX verschiedenste
Anwendungen ab, wie
etwa die Messung des äquivalenten
Serienwiderstands (ESR)
und der äquivalenten Serieninduktivität
(ESL) von Elektrolytkondensatoren
und Zwischenkreiskondensatoren.
Neben
einer Vielfalt von Impedanzmessungen
hat der Anwender
zudem die Möglichkeit, Widerstände
bei Gleichspannung und
Transformatoren zu vermessen.
Zur Prüfung von Bauelementen,
deren Impedanzwerte bei unterschiedlichen
Frequenzen und
Pegeln variieren, unterstützt die
Option R&S LCX-K106 dynamische
Impedanzmessungen mit
Frequenz, Spannung oder Strom
als Sweep-Parameter.
Die R&S LCX-Familie umfasst
zum Marktstart zwei Modelle:
Das R&S LCX100 deckt den
Frequenzbereich von 4 Hz bis
300 kHz ab. Das R&S LCX200
hingegen bietet einen Basisfrequenzbereich
von 4 Hz bis 500
kHz, der sich mittels Optionen
auf bis zu 10 MHz erweitern
lässt. Beide Modelle verfügen
über einen großflächigen, kapazitiven
Touchscreen und eine virtuelle
Tastatur, über die sich die
wichtigsten Messungen schnell
aufrufen lassen. Alternativ können
Spannung, Strom und Frequenzwerte
mit dem Drehknopf
eingestellt werden. Weniger häufig
genutzte Funktionen werden
über Menüs aufgerufen und
bedient. Einstellungen, Ergebnisse
und Statistiken können auf
dem Display angezeigt oder zur
automatisierten Nachverarbeitung
ausgegeben werden. Bis
zu vier Messfunktionen können
gewählt und über der Zeitachse
dargestellt werden. Minimumund
Maximumwerte werden
zusätzlich angezeigt, um eine
schnelle Pass/Fail-Bewertung
zu ermöglichen.
Ergänzend zum R&S LCX lassen
sich mit dem MFIA Impedanzanalysator
von Zurich
Instruments AG, einer Tochtergesellschaft
von Rohde &
Schwarz, Impedanzmessungen
an einer breiteren Auswahl von
Materialien durchführen. Der
MFIA eignet sich für Anwendungen
wie die Charakterisierung
von Halbleitern oder die
Materialforschung z.B. an Dielektrika,
Piezoelektrika, Keramik-
und Verbundwerkstoffen
sowie die Bereiche Gewebeimpedanzanalyse,
Zellwachstum,
Lebensmittelforschung, Mikrofluidik
und tragbare Sensoren.
■ Rohde & Schwarz
GmbH & Co. KG
www.rohde-schwarz.com
Wellenlängen-Messgeräte für 700 bis 1650 nm
Bristol Instruments führte neue optische
Wellenlängen-Messgeräte der Serie 238
ein. Diese Systeme sind für die hochpräzise
Wellenlängencharakterisierung
konzipiert, um durchstimmbare Transmitter-Laser,
DFB-Laser und VCSELs
zu messen. Anwendungen finden sich
beispielsweise in den Bereichen faseroptische
Kommunikation, Datenspeicherung
und 3D-Sensorik.
Die Serie 238 verfügt über einen breiten
Einsatzbereich von 700 bis 1650 nm. Das
Modell 238A bietet eine präzise Wellenlängengenauigkeit
von ±0,3 pm. Ist das
Budget beschränkt, empfiehlt sich das
Modell 238B mit einer Genauigkeit von
±1 pm. Beide Modelle verfügen über eine
kontinuierliche Kalibrierung mittels integriertem
und absoluten Laserwellenlängen-
Standard. Ein robustes opto-mechanisches
Design sorgt für langfristig zuverlässigen
Betrieb, der zusätzlich durch eine in der
Branche außergewöhnliche fünfjährige
Gewährleistung abgedeckt wird.
Applikationen:
• Wellenlängenmessung
• Datenspeicherung
• faseroptische Kommunikation
• 3D Sensorik
■ MG Optical Solutions GmbH
www.mgopticalsolutions.com
30 hf-praxis 6/2022
Messtechnik
Analyse von GaN- und SiC-Halbleitern
Teledyne LeCroy gab die Markteinführung
der neuen DL-ISO High-Voltage Optically
Isolated 1 GHz Probe und Power Device
Testsoftware bekannt, die in Kombination
mit den High-Definition Oszilloskopen
(HDO) die genaueste elektrische Charakterisierung
von Galliumnitrid (GaN) und
Siliziumkarbid (SiC) Leistungshalbleitern
ermöglicht.
Rigol_DE_DP800_210x148+3_042022_V04.qxp_Layout 1 11.05.22 17:21 Seite 1
Background: Seit mehr als 30 Jahren verwenden
Ingenieure Silizium-MOSFETs
und Bipolartransistoren mit isoliertem Gate
(IGBTs) für Stromversorgungen und Stromumwandlungssystemen.
Die Verbraucher
verlangen jedoch immer kleinere und
leichtere Stromversorgungen und Systeme,
und die Regierungen schreiben höhere Wirkungsgrade
vor. Wide-Bandgap-Materialien
(WBG) wie GaN und SiC schalten in
Halbleiterbauelementen mehr als zehnmal
schneller als Si und verringern Größe und
Gewicht bei gleichzeitig höherer Effizienz.
Viele Ingenieure setzen jedoch zum ersten
Mal WBG-Halbleiter ein und benötigen
daher nun eine größere Messbandbreite
sowie genauere und detailliertere Analysemöglichkeiten
der Halbleiterbauelemente.
Der neue optisch isolierte Hochspannungstastkopf
DL-ISO von Teledyne LeCroy ermöglicht
es Entwicklungsingenieuren, Messungen
an GaN- und SiC-Leistungshalbleitern
mit höchster Zuverlässigkeit durchzuführen.
Der neue Tastkopf bietet die beste Signaltreue,
das geringste Überschwingen und die
höchste Genauigkeit: 1,5% in Kombination
mit den branchenführenden HDOs mit 12
Bit Vertikalauflösung von Teledyne LeCroy.
Er ist damit fast doppelt so gut wie der einzige
Mitbewerber.
Die Bandbreite von 1 GHz erfüllt die Anforderungen
zur Messung von 1-ns-Anstiegszeiten
von GaN-Bauelementen. Die HDO
Oszilloskope bieten außerdem eine Abtastrate
von bis zu 20 GS/s bei einer Auflösung
von 12 Bit für die originalgetreue
Erfassung und Anzeige der sehr schnellen
Signale bei GaN- und SiC-Bauelementen.
Diese Kombination aus bester Signaltreue,
geringem Überschwingen, hoher Genauigkeit,
hoher Bandbreite und hoher Abtastrate
ist für die erfolgreiche Implementierung von
GaN- und SiC-Technologien in neue Designs
von entscheidender Bedeutung. Das neue
Power-Device-Softwarepaket von Teledyne
LeCroy vereinfacht zusätzlich die Analyse
von GaN- und SiC-Bauelementen mit automatisierten
JEDEC-Schaltverlustmessungen
und weiteren Messfunktionen sowie farbcodierten
Overlays zur Hervorhebung der
relevanten vermessenen Signalbereiche.
■ Teledyne GmbH
LeCroy Division
www.teledynelecroy.com
DC-Netzteilserie
für 1, 2 oder 3 Kanäle
DP800(A)-Serie
DC-Netzteile
Sofort lieferbar → ab € 419,-
plus MwSt.
• Sehr niedrige Welligkeit und Rauschen < 350 μVrms / 3 mVpp
• Sehr gute Leitungs- und Belastungsregelung
• Höhere Auflösung, Analyse und Überwachung (Option)
• 3,5” TFT-Bildschirm
• Schnittstellen: USB (Standard); LAN / Digital, IO / RS-232 (Option)
• Die A-Varianten enthalten alle verfügbaren Optionen
• Inklusive PC-Software „UltraPower“
• Umfangreiche Dokumentation: Anwendervideos unter www.rigol.eu
1 Kanal - DP811(A) : Bis zu 200 W, 20 V / 10 A oder 40 V / 5 A
1 Kanal - DP813(A) : Bis zu 200 W, 8 V / 20 A oder 20 V / 10 A → NEU!
2 Kanäle - DP821(A) : Bis zu 140 W, K1: 60 V / 1 A, K2: 8 V / 10 A
2 Kanäle - DP822(A): Bis zu 180 W, K1: 20 V / 5 A, K2: 5 V / 16 A → NEU!
3 Kanäle - DP831(A) : Bis zu 160 W, K1: 8 V / 5 A, K2: 30 V / 2 A, K3: -30 V / 2 A
3 Kanäle - DP832(A): Bis zu 195 W, K1: 30 V / 3 A, K2: 30 V / 3 A, K3: 5 V / 3 A
RIGOL Technologies EU GmbH
Telefon +49 8105 27292-0
info-europe@rigol.com
https://rigolshop.eu
www.rigol.eu
4 - 472
Messtechnik
Nahtlose Unterstützung von PCIe 5.0 und 6.0
Keysight Technologies
www.keysight.com
Keysight Technologies hat eine
End-to-End-PCIe-Testlösung
für die Digitalentwicklung und
erfahrene Ingenieure angekündigt,
die die Simulation, das
Pathfinding, die Charakterisierung,
die Validierung und die
Konformitätsprüfung von PCIe-
Designs ermöglicht.
Zunahme von Arbeitslasten
Denn die rasante Zunahme von
Arbeitslasten im Zusammenhang
mit künstlicher Intelligenz
(KI) in Rechenzentren und
Edge Computing erfordert neue
Rechnerkonzepte. Die Systementwickler
von Rechenzentren
stehen vor der Herausforderung,
neue Geräte mit höherer
Geschwindigkeit in kürzeren
Entwicklungszyklen bereitzustellen.
Neue PCIe-Geräte müssen
mit den Ethernet-Netzwerkschnittstellen
in Rechenzentren
und dem Aufkommen von CXL
(Compute Express Link) Schritt
halten.
Um die Leistungsziele aufrechtzuerhalten
und sich auf die
Umstellung von PCIe 6.0 auf
Puls-Amplituden-Modulation
Level 4 (PAM4) vorzubereiten,
benötigen Anwender einen reibungslosen
Übergang von PCIe
5.0 zu 6.0, bei dem die Integrität
der PCIe-Messungen durch
modernste Tools unterstützt wird
und den PCIe-Spezifikationen
entspricht. Angesichts immer
kürzerer Designzyklen sind
End-to-End-Lösungen von der
Simulation bis zur Validierung
durch die Schichten des Stacks
erforderlich.
Umfassende Testlösung für
die Bitübertragungsschicht
Keysight bietet eine umfassende
Testlösung für die Bitübertragungsschicht,
die von der PCI-
SIG (Peripheral Component
Interconnect Special Interest
Group) zum Testen von Sendern
und Empfängern für alle Generationen
der PCIe-Spezifikation
zugelassen ist und derzeit von
der PCI-SIG-Integratorenliste
unterstützt wird. Um dem zunehmenden
Zeitdruck für Entwicklungs-Ingenieure
Rechnung zu
tragen, erweitert Keysight das
Portfolio, um das PCIe-Protokoll
abzudecken, was es zur
ersten End-to-End-Lösung von
der Simulation bis zur vollständigen
Stack-Validierung macht.
Vollständige PCIe-Testlösung
„Schon seit der Gründung der
PCI-SIG im Jahr 1992 ist Keysight
Mitglied und seit 2007
im PCI-SIG Board of Directors.
Keysight nimmt an vielen
Arbeitsgruppen teil, um
die Testbarkeit und frühzeitige
Verfügbarkeit verschiedener
Standards für die Industrie zu
ermöglichen“, sagte Dr. Joachim
Peerlings, Vice President
des Bereichs Network and Data
Center Solutions bei Keysight
Technologies. „Heute bringt
Keysight eine vollständige PCIe-
Testlösung auf den Markt, die
von der Simulation bis zum Protokoll
reicht und es den Kunden
ermöglicht, die tatsächlichen
Leistungsspannen ihrer Designs
zu bewerten und zu validieren.“
Die neue PCIe-Testlösung
von Keysight nutzt die Physical-Layer-System-Simulation
des Unternehmens, Physical-
Layer-Interconnect-, Sender-
(Tx) und Empfänger- (Rx) Tests
sowie – zum ersten Mal auf der
DesignCon gezeigt – eine neue
Protokoll-Layer-Testlösung, die
aus Hardware- und Softwareprodukten
besteht. Die wichtigsten
Kundenvorteile sind:
• Interoperabilität und Unterstützung
über den gesamten
Entwicklungszyklus von
einem einzigen Anbieter
• ein Echtzeitoszilloskop der
Keysight Infiniium UXR Serie
für genaue PAM4 PCIe 6.0
Tx-Messungen und Rx-Kalibrierungen,
um ein geringes
Eigenrauschen bei 110 GHz
Bandbreite zu ermöglichen
und zukunftssichere Möglichkeiten
zu bieten
• Investitionsschutz mit dem
Keysight-Bitfehlerraten-
Tester M8040A, der dieselbe
Hardware für Non-Return-to-
Zero- und PAM-4-Messungen
verwendet
• hervorragende Signalintegrität,
die es Ingenieuren ermöglicht,
sich auf Protokollfehler
zu konzentrieren und nicht auf
Probleme bei der Signalübertragung
zwischen den Komponenten
• schnelle Messungen der PLL-
Bandbreite von Sendern, um
die Messzeit von Stunden auf
Sekunden zu reduzieren
• End-to-End-Verifizierung von
Komponenten und Subsystemen
über den gesamten Produkt-Workflow
mit gemeinsamen
Software-Plattformen
und integrierten Testautomatisierungsfunktionen
◄
32 hf-praxis 6/2022
Messtechnik
OTA-Tests für IoT, C2X oder taktische
Kommunikation
Ihr Partner für
EMV und HF
Messtechnik-Systeme-Komponenten
EMV-
MESSTECHNIK
Absorberräume, GTEM-Zellen
Stromzangen, Feldsonden
Störsimulatoren & ESD
Leistungsverstärker
Messempfänger
Laborsoftware
Bei der Entwicklung von Funklösungen sind
immer auch Prüfungen notwendig, die die
Leistung und Zuverlässigkeit von drahtlosen
Geräten und deren Antennen sowie
weiteren Komponenten belegen. Möglich
machen diese Tests Funkfeldnachbildungen
und Schirmlösungen von MTS Systemtechnik,
mit der sich reproduzierbare und modellierbare
Funkfelder erzeugen lassen. Diese
bringen somit die „Mobilität“ der Teilnehmer
direkt in Ihr Unternehmen, ohne auf
aufwändige Drive Tests oder Testlabore
zurückgreifen zu müssen. Zugeschnitten
auf individuelle Anforderungen, können
diese Testsysteme punktgenau designt und
hergestellt werden.
Somit werden die Entwicklungszeiten drastisch
verkürzt und Anwender haben die
Gewissheit, dass ihre Produkte sehr wahrscheinlich
die notwendigen Standards
erfüllen. Funkfeldnachbildungen der Serie
AIAD-X+ sind genau für diese Anwendungen
entwickelt worden. Eine bidirektionale
Kommunikation (Jeder mit Jedem in
jede Richtung) zwischen zwei oder vielen
Teilnehmern, extrem breitbandig, können
somit emuliert werden. Das DUT wird in
einer „kleinen“ Schirmkammer von Fremdeinflüssen
geschützt.
Ausgeführt werden diese AIAD+ Lösungen
mit einem Netz aus HF-Teilern, programmierbaren
Abschwächern und Kabeln, welche
gewünschte Vorgaben abbilden oder
universell aufgebaut sind.
Die AIAD-X+ Systeme bieten dabei eine
Reihe von Vorteilen:
• beliebig skalierbare Anzahl von Teilnehmern
(In-/Output Ports) möglich
• programmierbare Abschwächer 0...190
dB in 1-dB-Schritten einstellbar in allen
Signalwegen
• bidirektionale Übertragung
• Selbst drahtlose Geräte mit Sendeleistungen
von 10 W und mehr können
direkt an die AIAD+-Lösung angeschlossen
werden.
• Es ist ohne Weiteres möglich, bis zur Empfindlichkeitsschwelle
der UEs Signalpegel
abzuschwächen. Das ist möglich durch
die herausragende Isolation zwischen den
Ports in Höhe von 165 dB.
• Durch ein spezielles Schaltungs-Design
konnte eine indirekte Isolation von 75
dB (700...3600 MHz) erreicht werden
(indirekte Isolation: direkter Signalweg =
190 dB Dämpfung, alle anderen Signalwege
= 0 dB).
• Frequenzbereiche: 30...1000, 20...3000,
400...4000, 500...6000 MHz (andere
Frequenzbereiche auf Anfrage möglich)
• individuelle/kundenspezifische Konfigurationen
möglich
■ MTS Systemtechnik GmbH
www.mts-systemtechnik.de
HF- & MIKROWELLEN-
MESSTECHNIK
Puls- & Signalgeneratoren
GNSS - Simulation
Netzwerkanalysatoren
Leistungsmessköpfe
Avionik - Prüfgeräte
Funkmessplätze
ANTENNEN-
MESSTECHNIK
Positionierer & Stative
Wireless-Testsysteme
Antennenmessplätze
Antennen
Absorber
Software
HF-KOMPONENTEN
Abschlusswiderstände
Adapter & HF-Kabel
Dämpfungsglieder
RF-over-Fiber
Richtkoppler
Kalibrierkits
Verstärker
Hohlleiter
Schalter
Tel. 089-895 565 0 * Fax 089-895 565 10
hf-praxis 6/2022 33
Email: info@emco-elektronik.de33
Internet: www.emco-elektronik.de
Stromversorgung
Neue und einfache Methode:
Intelligente Stromversorgungslösungen für
Signalketten
Signalketten führen analoge Größen aus der physikalischen Welt in die digitale Datenwelt. Ihre
Stromversorgung kann jedoch problematisch sein, da sie die Performance des Systems nicht negativ
beeinflussen darf.
Die beispielhaft im Beitrag bemühte Konfiguration mit einem Switcherboard, einem LDO Board sowie Eingangs- und
Ausgangs-Board
Autoren:
Joseph Rommel Viernes,
Applikationsentwickler,
Vincent Gregorio,
Applikationsentwickler und
Anthony Serquiña, Leitender
Applikationsentwickler
Analog Devices Inc.
www.analog.com
Mit linearen Reglern kann man
diese Probleme umgehen, allerdings
um den Preis einer höheren
Verlustleistung und damit einer
geringeren Effizienz. Schaltregler
hingegen bieten eine erhebliche
Verbesserung des Wirkungsgrads,
können aber die
Performance der Signalkette
beeinträchtigen, da sie Störungen
verursachen. Die Hardware-
Evaluierungsplattform Signal
Chain Power (SCP) von Analog
Devices und das zugehörige
Software Tool SCP Configurator
ermöglichen es Signalketten-Hardware-Entwicklern
mit
oder ohne Erfahrung in punkto
Stromversorgung, eine solche für
ihre Signalkette auf einfache und
intuitive Weise zu entwerfen.
Was ist die Signal-Chain-Power-
Plattform?
Die SCP-Plattform ist eine
Kombination aus Hardware und
Software, welche Herausforderungen
bei der Entwicklung der
Stromversorgung für Signalkettensysteme
abdeckt. Sie hilft
Systementwicklern, die beste
und vollständigste Stromversorgungslösung
für ihre Präzisionssignalketten-Applikationen
in den Bereichen Instrumentierung,
Test- und Messtechnik
sowie Industrielle Automatisierung
zu finden.
Bei der SCP-Hardware handelt
es sich um eine Reihe von
Evaluierungs-Boards, die ein
ausgewogenes Verhältnis von
Leistung, Größe und Kosten
bieten. Der SCP-Konfigurator,
die begleitende Software der
Plattform, liefert Signalkettenentwicklern
Vorschläge für die
Auswahl des besten Stromversorgungspfads
für ihre Applikation.
Die Kombination aus
der SCP-Plattform-Hardware
und dem SCP-Konfigurator bietet
Entwicklungsingenieuren
die Möglichkeit, schnell eine
Stromversorgungslösung für ihre
Signalkette zu finden.
Die SCP-Hardware-
Evaluierungsplattform
Aus den Tausenden von Powerby-Linear-Produkten
wurde eine
kleine Liste geeigneter Komponenten
für die Hardware zusammengestellt.
Diese Produkte
wurden in vielen Signalkettenapplikationen
eingesetzt, was
die Auswahl der einzusetzenden
Leistungskomponenten für
den Entwickler erleichtert. Die
Plattform unterstützt mehrere
Stromversorgungskonfigurationen,
um die Anforderungen der
meisten Präzisionssignalketten
zu erfüllen. Dazu gehören Aufwärts-,
Abwärts-, Aufwärts- oder
Abwärts-, Inverter- und Dual-
Output-Boost/Inverter-Topologien.
Die Plattform umfasst
auch eine Auswahl an Positivund
Negativ-LDO-Reglern, die
als Nachregler für ein geringeres
Rauschen des Systems eingesetzt
werden können.
Die Boards der Hardware-Plattform
haben Standardgröße mit
kleinem Formfaktor und Eingangs-
und Ausgangsstecker
mit vorgegebener Polarität. Die
Positionen dieser Stiftleisten sind
speziell definiert, um die Erstellung
von mehreren Board-Kombinationen
zu ermöglichen. Das
einheitliche Design der Boards
hilft beim schnellen Testen der
verschiedenen Board-Konfigurationen
und ihrer Leistung,
wobei der Arbeitsbereich klein
und einfach gehalten wird.
Abgesehen von der Stromversorgung
unterstützt die SCP-
Beispiel einer Stromversorgungslösung unter Verwendung der SCP-Plattform
34 hf-praxis 6/2022
0.05 MHZ TO 86 GHZ
High-Frequency
Amplifiers
Ultra-Wideband Performance
Features for Almost Any Requirement Now up to E-Band
• High gain, up to 45 dB
• Noise figure as low as 1.7 dB
• Output power up to 1W
• Rugged designs with built-in protections
• Wide DC input voltage range
NEW TO MARKET
ZVA-71863+ Series
• 71 to 86 GHz
• Low Noise & Medium
Power Models
ZVA-35703+
• 35 to 71 GHz
DISTRIBUTORS
Stromversorgung
Der LT1956 (Abwärtswandler, l.) und der LT3045-1 (LDO-Regler, r.) haben
dieselben Platinenabmessungen trotz der unterschiedlichen Topologien
SCP-ADP5070-EVALZ (Doppel-DC/DC-Wandler, l.) und SCP-LT3045-1-EVALZ
(LDO-Regler, r.)
Breakout Boards können verwendet werden, um die Eingangsspannung auf
mehrere Schienen aufzuteilen
Implementation der VIOC-Funktion des LT3045-1-LDO-Reglers
Hardware auch mehrere Funktionen
und Merkmale. Die Boards
sind mit übergroßen 0805-Pads
für Komponenten ausgestattet,
die möglicherweise modifiziert
werden müssen. Hierzu
gehören solche für die Rückkopplung,
die Kompensation,
die Frequenzeinstellung, den
Softstart, den Betrieb und für
VIOC (Input-to-Output-Control).
Dadurch werden Nacharbeit
und Design-Anpassungen
vereinfacht.
Einige SCP-Schaltregler unterstützen
die Frequenzsynchronisation.
Ein externer Takt kann
über einen auf dem SCP-Board
vorhandenen SMA-Anschluss
eingespeist werden. Die empfohlenen
Werte und Konfigurationseinstellungen
sind auf dem
jeweiligen Datenblatt auf www.
analog.com zu finden.
Die SCP-Hardware enthält auch
eine Tracking-Funktion zur Versorgung
des linearen Nachregler
am Input-to-Output-Control-Anschluss.
Sie steuert den
Feedback-Anschluss (FB) des
Vorreglers, um die Eingangsspannung
des LDO-Reglers auf
V OUT + V VIOC zu halten. Diese
Funktion kann genutzt werden,
um die Verlustleistung des
LDO-Reglers zu minimieren
und gleichzeitig dessen PSRR-
Werte zu erhalten. Der Gesamtwirkungsgrad
wird durch die
Verwendung dieser Funktion
verbessert.
Alle Schaltregler- und LDO-Platinen
der SCP-Plattform sind so
konfiguriert, dass der Entwickler
die einzelnen Stromschienen
in die richtige Reihenfolge
bringen kann, wenn sein System
sequenzielles Einschalten und/
oder Ausschalten erfordert. Er
kann einzelne Leistungsmodule
aktivieren oder deaktivieren,
indem er ein digitales High- oder
Low-Signal vom System anlegt.
Für diese Funktion können auch
Power Supply Sequencer und
Supervisors wie der LTC2928
verwendet werden. Zur Überwachung
und Einstellung des
Ausgangs auf die gewünschte
Stromversorgungssequenz ist
eine spezielle Stiftleiste vorhanden.
Board-Zubehör
Die SCP-Hardware-Plattform
umfasst auch Board-Zubehör,
das aus einem 1×2-Breakout-
Board, einem 1×5-Breakout-
Board, einem 5×1-Reintegrations-Board,
einem Durchgangs-
Board, einem Filterboard, einem
Einzeleingangs-Board und
einem Einzelausgangs-Board
besteht.
Das 5×1-Reintegrations-Board
kombiniert eine Mehrfachausgangs-Schiene
in einem einzigen
Pigtail-Prüflingsanschluss mit
der Bereitstellung zusätzlicher
Filterung, Strommessung, Leistungs-
und Signalmessung über
SMA-Anschlüsse und einer
Bananenbuchse für Standardausgangsmessungen
und -charakterisierungen.
Das Durchgangs-Board dient
zur Überbrückung von Lücken,
die durch benachbarte Schienen
entstehen. Das Filterboard kann
ebenfalls für diesen Zweck verwendet
werden, falls einezusätzliche
passive Filterung sinnvoll/
erforderlich ist. Es unterstützt
die Verwendung von RC- und
LC-Gliedern, Durchführungskondensatoren,
Ferritperlen
sowie weitere Netzwerkkonfigurationen.
Die Eingangs- und Ausgangs-
Boards können für Singlerail-
Bewertungen verwendet werden.
Sie verfügen außerdemüber
mehrere Schnittstellenoptionen
wie Bananenstecker, Grabber
oder SMA für die Charakterisierung
von Eingangs- und Ausgangsgrößen.
Das 5×1-Reintegrations-Board kombiniert mehrere Schienen in einem
einzigen Connector Breakout Board
Durchgangs-Board (l.) und Filterboard (r.)
36 hf-praxis 6/2022
18 TO 45 GHZ
1W Amplifiers
For High-Frequency Test Applications
Easy to use
• Single positive supply voltage design
• Wide supply voltage range, 10V to 15V
• Optional P SAT control pin
• 2.92 or 2.4mm connectors available
• Available with and without heatsink
Robust design
• Built-in over-voltage and reverse
voltage protection
• Internal voltage regulation
and sequencing
In Stock!
Model Number Freq. Range (GHz) Gain (dB) P SAT (dBm) OIP3 (dBm) Price (ea.)
ZVE-453+ 18-45 33 +29 +37 $5095
ZVE-453G+ 18-45 41 +28 +39 $5095
ZVE-453HP+ 18-45 39 +31 +40 $5795
All of the models listed above come with an attached heatsink. To purchase amplifiers without
heatsinks, use the following part numbers: ZVE-453X+, ZVE-453GX+, and ZVE-453HPX+.
DISTRIBUTORS
Stromversorgung
Blockschaltbild des CN0513 zur Evaluierung des Rauschens mit der SCP Hardware
Auf den Punkt gebracht
Mit der SCP-Hardware-Plattform
kann ein Systementwickler
auf einfache Weise eine komplette
Stromversorgungslösung
erstellen und entwerfen, und so
die Leistung eines Signalkettensystems
schnell bewerten. Durch
die Plug&Play-Konfiguration
der SCP-Stromversorgungs-
Boards ist auch eine schnelle
und einfache Optimierung des
Stromversorgungssystems möglich.
Wenn die Design-Optimierung
abgeschlossen ist und in das
endgültige Design integriert werden
kann, stehen alle technischen
Unterlagen auf www.analog.com
zum Download bereit.
Der SCP-Konfigurator
Der SCP Konfigurator ist das
Software Tool für die SCP-Serie
von Hardware-Evaluierungs-
Die für den SCP-Konfigurator
benötigten Spannungen
Boards. Es ist eine einfache und
intuitive grafische Benutzeroberfläche
(GUI), die es Entwicklungsingenieuren
mit oder ohne
Erfahrung im Stromversorgungs-
Design ermöglicht, schnell eine
Stromversorgungslösung für ihr
Signalkette zu erstellen. Der
Algorithmus liefert die beste
Stromversorgungsarchitektur auf
der Grundlage der vom Anwender
angegebenen Anforderungen.
Zunächst sollten die Eingangsspannungsquelle,
die Ausgangsspannungen
und die voraussichtlichen
Laststromwerte der
Signalkette bestimmt werden.
Wenn ein geringes Rauschen
auf einer bestimmten Schiene
erforderlich ist, ist ein Unterpunkt
zur Aktivierung dieses
Parameters vorhanden. Damit
wird ein LDO-Nachregler hinzugefügt,
um das Rauschen auf
der Schiene zu reduzieren. Hier
stellt sich wieder die schwierigste
Frage bei der Entwicklung
einer Stromversorgungslösung
für eine Signalkette: „Wie
rauscharm ist gut genug?“
Die GUI zeigt das Ergebnis der
generierten Stromversorgungslösung.
Sie liefert eine grafische
Darstellung der Lösung, die dem
Entwickler hilft, den Stromversorgungsbaum
zu konstruieren
und alle relevanten SCP-Hardware-Platinen
miteinander zu
verbinden. Für jede Schiene wird
eine Liste möglicher Alternativplatinen
bereitgestellt. Diese
alternativen Boards sind nach
steigender Ausgangsstromfähigkeit
geordnet.
Zusätzlich kann die von der GUI
generierte Stromversorgungslösung
im PDF-Format ausgedruckt
werden. Der Bericht
enthält die gleiche grafische
Darstellung des Ausgangsdesigns
und eine Liste von Vorschlägen
mit Platinen für jede
Schiene. Darüber hinaus enthält
der Bericht eine Liste aller
benötigten Zusatzkomponenten,
die bei der Verbindung von
Leistungsmodulblöcken hilfreich
sind. Außerdem sind Verknüpfungen
enthalten, die den
Benutzer zu den entsprechenden
Unterlagen für die Leiterplatte
weiterleiten, wie z.B. Leiterplatten-Layout-Entwurf,
Stückliste
und Schaltplan, die leicht kopiert
und als Design-Referenz verwendet
werden können.
Vorgehensweise bei den
einzelnen Funktionen
Sobald die kundenspezifische
Stromversorgungsarchitektur
der Signalkette fertiggestellt
ist, kann man die Boards zu
einer Hardware-Testplattform
zusammenfügen und eine Leistungsbewertung
der gesamten
Signalkette durchführen.
Um zu demonstrieren, wie die
SCP-Plattform den Entwurfsund
Bewertungsprozess der
Stromversorgungslösung für
die Signalkette vereinfacht, wird
die Plattform für den Entwurf
einer Stromversorgungslösung
für den AD4020 Differential-
SAR-ADC verwendet. Dabei
wird z.B. die SCP-Plattform den
CN0513 mit Strom versorgen,
eine hochgenaue Datenerfassungslösung
mit geringer Drift,
die den AD4020 verwendet. Der
SAR-ADC benötigt 1,8 V V DD
und eine digitale Spannungsversorgung
für die Eingangs-/
Ausgangsschnittstelle (VIO).
Die VIO-Schiene kann einen
Eingang von 1,71 bis 5,5 V verarbeiten.
Beispielsweise werden
3,3 V als VIO-Eingangsspannung
festgelegt.
Der Instrumentenverstärker mit
programmierbarer Verstärkung
(PGIA) verwendet zwei Spannungsschienen
für die Stromversorgungs-Pins
+V bzw. -V.
Um die Plattform in Betrieb zu
nehmen, benötigt der SCP-Konfigurator
eine Eingangsspannung
für das System. Es wird z.B. eine
Nenneingangsspannung von 9 V
verwendet.
Der SCP-Konfigurator berücksichtigt
auch die Spannungsund
Stromanforderungen des
Systems. Zum Beispiel sind
Stromschiene Schienenspannung maximaler Strom
VDD 1,8 V 1,1 mA
VIO 3,3 V 0,3 mA
+V S 5,5 V 20 mA
-V S -1 V 20 mA
Tabelle 1: Versorgungsanforderungen für den AD4020
38 hf-praxis 6/2022
Trust Platform Design Suite
Sicherheit schnell vom Prototyp in die Serie überführen
Optimieren Sie die Entwicklung Ihrer Embedded-Sicherheitslösungen mit der Trust Platform Design Suite
(TPDS).
Entwickelt, um die bewährte Trust Platform for CryptoAuthentication zu unterstützen (unsere
skalierbare, flexible Lösung für das Onboarding von Secure Elements), vereinfacht diese Softwareplattform
das Einbinden von Sicherheit, indem vordefinierte Anwendungen für gängige Marktanforderungen
bereitstehen.
Unsere neueste TPDS-Version 2 (v2) ermöglicht es Drittanbietern, ihre eigenen Anwendungen hinzuzufügen
und so die ohnehin schon umfangreichen Optionen zur Implementierung höchster Sicherheit zu erweitern.
Zu den weiteren Verbesserungen zählt die Unterstützung zusätzlicher Sicherheitslösungen wie dem TA100,
den ersten Verschlüsselungs-Companion-IC für den Automotive-Markt.
Wesentliche Leistungsmerkmale
• Vollständig integrierter Onboarding-Flow führt in wenigen einfachen Schritten von der
Lösungsauswahl zur sicheren Bereitstellung
• Kompatibel zu den Betriebssystemen Windows ® und macOS ®
• Öffentlich zum Download verfügbar mit Trust&GO- und TrustFLEX-Flows
microchip.com/v2TPDS
Der Name Microchip und das Microchip-Logo sind
eingetragene Warenzeichen; CryptoAuthentication ist eine
Marke von Microchip Technology Incorporated in den USA
und in anderen Ländern. Alle anderen Marken sind im
Besitz der jeweiligen Eigentümer.
© 2022 Microchip Technology Inc. Alle Rechte vorbehalten.
DS00004331A. MEC2409A-GER-05-22
Stromversorgung
Parameter Switcher + LDO nur Switcher nur LDO
Dynamikbereich 98,165 dB 98,434 dB 98,362 dB
SFDR 120,26 dB 120,07 dB 120,4 dB
SNR 97,39 dB 97,66 dB 97,59 dB
THD -119,67 dB -119,5 dB -119,76 dB
SINAD 97,36 dB 97,63 dB 97,56 dB
Tabelle 2: Positive Versorgung (+VS = 5,5 V)
Parameter Switcher + LDO nur Switcher nur LDO
Dynamikbereich 98,165 dB 98,301 dB 98,347 dB
SFDR 120,26 dB 119,46 dB 119,55 dB
SNR 97,39 dB 97,53 dB 97,57 dB
THD -119,67 dB -118,75 dB -118,97 dB
SINAD 97,36 dB 97,49 dB 97,54 dB
Tabelle 3: Stromversorgung des AD4020 (V DD = 1,8 V)
Parameter Switcher + LDO nur Switcher nur LDO
Dynamikbereich 98,165 dB 98,119 dB 98,152 dB
SFDR 120,26 dB 120,65 dB 120,16 dB
SNR 97,39 dB 97,34 dB 97,38 dB
THD -119,67 dB -120,12 dB -119,69 dB
SINAD 97,36 dB 97,32 dB 97,35 dB
Tabelle 4: Digital Power (VIO = 3,3 V)
dies die 1,8-V-V DD -Schiene, die
3,3-V-V IO -Schiene sowie die
+5,5 V und -1 V für die duale
Versorgung des PGIA. Die Stromanforderungen
für diese Eingänge
können den Datenblättern
der Komponenten entnommen
werden und sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Die Eingangsstufe des
PGIAs verwendet zwei JFET-
Operationsverstärker ADA4627-
1, die zusammen maximal 15,6
mA aufnehmen. Für die weitere
Versorgung des PGIA ist
Vom SCP Configurator generierte Stromversorgungslösung entsprechend den
Anforderungen in den voranstehenden Bildern
zusätzlicher Strom nötig, was zu
maximal 20 mA auf den +V S -
und -V S -Schienen führt. Diese
Werte werden in die GUI eingegeben,
welche daraus eine
Stromversorgungslösung unter
Verwendung der SCP-Plattform-
Hardware generiert. Es gibt auch
einen Kontrollpunkt im Menü,
der angekreuzt werden muss,
wenn die Schiene rauscharm
sein muss. Durch das Setzen
eines Häkchens wird ein LDO-
Regler hinzugefügt, um die Rauschleistung
der Stromschiene zu
verbessern. In diesem Beispiel
wird Rauscharmut auf allen
Spannungsschienen angekreuzt.
Für die vom SCP-Konfigurator
erzeugte Stromversorgungslösung
gibt es auch einen Vorschlag,
nur einen LDO-Regler
für die 1,8- und 3,3-V-Ausgangsschienen
zu verwenden. Das ist
wichtig zu wissen, da dies bei
der Optimierung der Stromversorgungslösung
nützlich sein
kann. Der Grund dafür ist, dass
der SCP-Konfigurator zwar
einen kompletten Leistungspfad
generiert, welcher aber wegen
Platzanforderungen der Hardware
leicht verändert werden
kann. Dadurch werden Änderungen
der Stromversorgungslösung
schneller implementierbar.
Störungen („Rauschen“)
Stromversorgungsangaben für den
SCP-Konfigurator
Es gibt zwei Methoden zur
Bestimmung des tolerierbaren
Stromversorgungsrauschens. Die
erste besteht darin, die Empfindlichkeit
der Signalverarbeitungslast
abhängig vom Stromversorgungsrauschen
zu verstehen und
zu quantifizieren, was aufwändig
und kompliziert ist. Die zweite
Methode ist ein optimaler und
praktischer Ansatz, nämlich die
Durchführung einer schnellen
Bewertung der Systemleistung,
bei der das Plug&Play-System
der SCP-Hardware-Plattform
zum Tragen kommt. (s. auch:
Pablo Perez, Jr. and Patrick Errgy
Pasaquian. “Optimizing Power
Systems for the Signal Chain –
Part 1: How Much Power Supply
Noise is Tolerable?” Analog
Dialogue, Vol. 55, No. 1,
March 2021)
Um die Leistung der Hardware
zu messen, wurden die Rauschparameter
des CN0513 ermittelt.
Ein 1-kHz-Sinussignal eines
Funktionsgenerators wird am
40 hf-praxis 6/2022
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FX-30G-RC frequency extender and all required accessories.
DISTRIBUTORS
Stromversorgung
Eingang für das Evaluierungs-
Board verwendet, und die äquivalente
FFT der vom ADC abgetasteten
Sinuswelle wird ermittelt.
Dies erfolgte zunächst mit
den On-Board-Netzteilen, um
einen Vergleichswert für die
Leistung des AD4020 zu haben.
Danach wurde die SCP-Plattform
als externe Stromversorgung
an das Evaluation Board
angeschlossen. Jede positive
Schiene wurde dreimal geprüft:
erst entsprechend dem Vorschlag
des SCP-Konfigurators, dann
nur mit dem Schaltregler-Board
und dann nur mit dem LDO-
Board. Die negative Schiene
wurde dagegen nur mit dem
Standardvorschlag getestet, da
die erforderliche Ausgangsspannung
unter der minimalen Ausgangsspannung
der negativen
Switcher-Boards liegt und die
negativen LDO-Regler nicht an
die positive Eingangsspannung
angeschlossen werden können.
Diese verschiedenen Tests zeigen
die Auswirkungen verschiedener
Kombinationen von
Power Management ICs auf die
Leistung des SAR ADC. Die
Tabellen 2, 3 und 4 nennen die
Rauschparameter des ADCs für
die verschiedenen Stromschienen.
Daraus geht hervor, dass
das Rauschen zwischen den verschiedenen
Konfigurationen der
SCP-Boards vergleichbar ist. Für
die positive 5,5-V-Versorgungsschiene
ist die Verwendung nur
eines Schaltregler-Boards oder
eines LDO-Boards eine mögliche
Option, da sie eine Verbesserung
gegenüber der Konfiguration
mit sowohl LDO- als auch
Schaltregler-Boards darstellt.
Für die 1,8-V-Versorgungsschiene
des AD4020 ergibt die
Verwendung nur einer LDO-
Platine den höchsten Dynamikbereich,
SNR, SINAD und den
niedrigsten THD-Wert unter den
drei Konfigurationen. Dies geht
jedoch mit einem niedrigeren
SFDR einher als bei der Kombination
aus Schaltregler- und
LDO-Boards. Die Daten für die
digitale 3,3-V-Stromschiene zeigen,
dass alle Konfigurationen
verwendet werden können, da für
jede Messgröße bei allen Konfiguration
jeweils die besten Werte
erzielt wurden. Die Daten zwischen
den verschiedenen Schienen
sind miteinander vergleichbar,
aber diese Unterschiede in
den Messungen können einen
großen Einfluss auf die Leistung
der Anwendung haben.
Ergebnis der Rauschmessung am CN0513 mit der SCP-Plattform als externe
Versorgung
Das Erfassen des Rauschens
der verschiedenen SCP-Konfigurationen
würden mehr Zeit
in Anspruch nehmen, wenn es
mit einzelnen Demo-Boards
durchgeführt würde. Die Unterschiede
im Rauschen können
einen großen Einfluss auf die von
einer Stromversorgungslösung
gespeiste Signalkette haben,
so dass eine solche Plattform
hilft, um den Zeit- und Arbeitsaufwand
für die
Ermittlung der
optimalen Stromversorgungslösung
für das
System zu reduzieren.
Die Plattform
schneidet
auch dann gut ab,
wenn das Rauschen
berücksichtigt
wird, was
den Entwicklern
helfen kann,
andere Aspekte
der Stromversorgungslösung,
wie Effizienz,
Kosten und Größe der Lösung,
zu berücksichtigen.
Schlussbemerkung
Bei der Entwicklung und Bewertung
einer Stromversorgungslösung
müssen viele Faktoren
berücksichtigt werden, und die
Bewertung der Performance
erfordert Zeit. In diesem Artikel
wurde der Einsatz der Signal
Chain Power (SCP)-Plattform
für die Messung des Rauschens
des CN0513 mit verschiedenen
Stromschienenkonfigurationen
demonstriert – eine Aufgabe,
die bei Verwendung herkömmlicher
Methoden sehr viel Zeit
in Anspruch nehmen kann. Die
SCP-Hardware-Evaluierungsplattform
und das SCP-Konfigurator-Tool
können viele
der Herausforderungen bei der
Entwicklung und Evaluierung
von Stromversorgungslösungen
erleichtern und sind somit für
Signal-Ketten-Systementwickler
jeglicher Erfahrung von Nutzen.
Über die Autoren
Joseph Rommel Viernes ist ein
Power Applikationsentwickler
bei Analog Devices Philippines.
Er kam 2018 zu ADI. Er verfügt
über mehr als 16 Jahre Erfahrung
in der Entwicklung von Stromversorgungen
bei Unternehmen
wie Emerson Network Power,
Phihong Technology, Power
Integrations und jetzt Analog
Devices. Sein Schwerpunkt liegt
auf industriellen und kommunikationstechnischen
Stromversorgungsapplikationen.
Er erwarb
seinen Bachelor-Abschluss in
Vorschlag mit der Empfehlung, nur einen LDO Regler
für die Schienen 3 und 4 einzusetzen (1,8 und 3,3 V)
Elektronikingenieurwesen an der
De La Salle University Manila,
Philippinen. Sie können ihn
unter joseph.viernes@analog.
com erreichen.
Vincent Gregorio ist ein Applikationsentwickler
bei Analog
Devices Philippines. Er schloss
sein Studium an der University
of the Philippines Diliman in
Quezon City, Philippinen, im
Jahr 2020 mit einem Bachelor-Abschluss
in Elektronik
und Kommunikationstechnik
ab. Seine Arbeit konzentriert
sich auf industrielle Energiesystemanwendungen.
Er ist zu
erreichen unter vincent.gregorio@analog.com.
Anthony Serquiña ist leitender
Applikationsentwickler bei Analog
Devices Philippines. Er hat
einen Bachelor-Abschluss in
Elektronik und Kommunikationstechnik
von der Saint Louis
University in Baguio City, Philippinen.
Er verfügt über mehr
als 14 Jahre Erfahrung in der
Leistungselektronik, die die Entwicklung
von Power Management
ICs sowie AC-to-DC- und
DC-to-DC-Frontend-Leistungswandlern
umfasst. Er kam im
November 2018 zu ADI und
unterstützt derzeit die Leistungsmanagement-Anforderungen
für industrielle Anwendungen.
Er war maßgeblich an der Entwicklung
der SCP-Hardwareund
Software-Plattform von
ADI beteiligt. Sie erreichen ihn
unter anthony.serquina@analog.com.
◄
42 hf-praxis 6/2022
Digitale
Oszilloskope
Der Weg zum
professionellen
Messen
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Seiten,
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Ein Blick in den Inhalt zeigt, in welcher
Breite das Thema behandelt wird:
• Verbindung zum Messobjekt über
passive und aktive Messköpfe
• Das Vertikalsystem – Frontend und
Analog-Digital-Converter
• Das Horizontalsystem – Sampling
und Akquisition
• Trigger-System
• Frequenzanalyse-Funktion – FFT
• Praxis-Demonstationen: Untersuchung
von Taktsignalen, Demonstration
Aliasing, Einfluss der
Tastkopfimpedanz
• Einstellungen der Dezimation, Rekonstruktion,
Interpolation
• Die „Sünden“ beim Masseanschluss
• EMV-Messung an einem Schaltnetzteil
• Messung der Kanalleistung
Weitere Themen für die praktischen
Anwendungs-Demos sind u.a.: Abgleich
passiver Tastköpfe, Demonstration
der Blindzeit, Demonstration
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Dezimation, Interpolation, Samplerate,
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braucht und die eher verwirren.
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mit FFT
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der Spektrumanalyzer
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Das Smith-Diagramm ist bis heute
das wichtigste Instrument zur bildlichen
Darstellung der Anpassung
und zum Verständnis der Vorgänge
in HF-Systemen. In der einschlägigen
Fachliteratur findet man zwar
viele Stellen zum Smith-Diagramm,
sie erfordern aber meist erhebliche
mathematische Kenntnisse: Eine
grundlegende Einführung sucht man
vergeblich. Diese Lücke schließt dieses
Buch als praxisnahe Einführung in den
Aufbau und die Handhabung des Diagramms.
Mathematikkenntnisse die zu
einer elektrotechnischen Ausbildung
gehören, reichen dabei aus.
Aus dem Inhalt:
Der Weg zum Smith-Diagramm -
Komplexe Zahlen - Reflexion bei
Einzelimpulsen und kontinuierlichen
Sinussignalen - Reflexionsfaktor
- Rückflussdämpfung, VSWR, Kreisdiagramme;
Reflexionsdiagramm
- Schmidt-Buschbeck-Diagramm
- CarterDiagramm - Praxis mit dem
Smith-Diagramm; Kompensation von
Blindanteilen, Ortslinie über Frequenz
- Leitung als Transformator, elektrisch
kurze bzw. lange Leitung, S-Parameter
und Smith-Diagramm - Leitwert-Smith-
Diagramm - Darstellung von Leitwerten
im Smith-Diagramm, Parallelschaltung
von Bauelementen - Grundelemente
unter der Lupe - Ortslinien von Induktivitäten
und Kapazitäten, das Bauelement
Leitung – Stubs - Anpassung mit
dem L-Glied - Hilfsmittel für die Arbeit
mit dem Smith-Diagramm - Software
- Messtechnik
Bestellungen unter:
www.beam-verlag.de
info@beam-verlag.de
Grundlagen
Was ist, was kann UWB-Technologie?
Nachdem das IEEE der Spezifikation 802.15.4 Unterstützung für Ultra-Wideband-Kommunikation hinzugefügt
hat, machte sich eine Reihe sehr großer Namen schnell daran, die Technologie zu übernehmen. Nicht nur
Fahrzeugzugang und Autorisierung per Smartphone sind hierbei interessant.
Quelle:
Peter Pirc: UWB Explained:
What Secure Ranging Means
for the IoT and Beyond, NXP
Semiconductors, 4. August
2021, www.everythingrf.com/
community/uwb-explainedwhat-secure-ranging-meansfor-the-iot-and-beyond
übersetzt von FS
Apple und Samsung bieten
UWB jetzt als Teil ihrer neuesten
Smartphones an, und eine Reihe
von Autoherstellern, darunter
Volkswagen, demonstrieren
Autos, die mit UWB-Funktionen
ausgestattet sind. Marktanalysten
sagen voraus, dass es bald
eine Standardoption in Fahrzeugen
und Smartphones sein
wird. ABI Research zum Beispiel
erwartet bereits ab 2025
eine großangelegte Einführung,
wobei jährlich über 1 Milliarde
Geräte mit UWB-Technologie
ausgeliefert werden.
Eine einzigartige Struktur
UWB mag Schlagzeilen machen,
aber es ist vielen immer noch
nicht so vertraut, wie es WiFi
und Bluetooth sind. Angesichts
des prognostizierten schnellen
Wachstums in den nächsten
Jahren lohnt es sich, einen
genaueren Blick darauf zu werfen,
was UWB ist, was es kann
und wie es funktioniert, mit
besonderem Bezug auf sicheres
Ranging.
UWB unterscheidet sich grundlegend
von anderen Kommunikationstechnologien
– einschließlich
WiFi und Bluetooth
– darin, dass es extrem schmale
HF-Impulse verwendet. Dies und
die Nutzung eines breiten Spektrums
(ab 500 MHz aufwärts,
vgl. Bild 1) bei einer sehr hohen
Frequenz ermöglichen es, die
relative Position von Peer-Geräten
mit einem sehr hohen Grad
an Genauigkeit zu bestimmen.
Seine einzigartige Konfiguration
bedeutet, dass UWB eine
sichere Entfernungsmessung
mit punktgenauer Genauigkeit
durchführen kann, während nur
sehr wenig Energie zum Senden
von Signalen verbraucht wird. Es
bietet eine sehr stabile Konnektivität
mit wenig bis gar keinen
Interferenzen selbst in dichten
HF-Umgebungen.
Komplementäre Technologie
UWB liefert genauere Messwerte
als jede andere derzeit
verwendete Ortungstechnologie.
Während Wi-Fi und Bluetooth
den Standort eines Objekts auf
einen Bereich von etwa 150 cm
(etwa die Größe eines Esstischs)
eingrenzen können, hat UWB
eine Ortungsgenauigkeit von
etwa 10 cm (oder die Größe
eines Untersetzers) und benötigt
weniger UWB Geräte, um
denselben Bereich abzudecken.
UWB ist auch besser als Satellitensignale,
wenn es um die
Indoor-Navigation geht, da die
niederfrequenten, langwelligen
Impulssignale von UWB besser
in der Lage sind, feste Materialien
wie Wände und Türen zu
durchdringen.
Bild 1: Leistungsspektrum von UWB
Seitdem die IEEE der Spezifikation
802.15.4 Unterstützung für
UWB-Kommunikation hinzugefügt
hat, haben sich eine Reihe
sehr großer Namen schnell dazu
entschlossen, die Technologie zu
übernehmen.
UWB schützt auch vor Relay-
Angriffen, die eine immer häufigere
Form des Autodiebstahls
sind, weil es sich gut als sicherer
Autoschlüssel eignet (und damit
Ihr Smartphone diese Rolle übernimmt).
Aber UWB soll WiFi, Bluetooth
oder Satellitennavigation nicht
ersetzen. Sondern kann stattdessen
als ergänzende Technologie
dienen, die die Standortidentifikation
verbessert, wenn
es in Kombination mit WiFi,
Bluetooth oder sogar Satellitennavigation
verwendet wird.
Da UWB zwar über eine große
Kanalbandbreite, aber mit geringer
spektraler Dichte sendet,
stört es auch nicht herkömmliche
Schmalband- und Trägerwellenübertragungen
im selben
Frequenzband.
UWB arbeitet unterhalb eines
Grundrauschens von -41 dBm/
MHz und ist für andere drahtlose
Formate im Wesentlichen
unsichtbar, sodass es neben
WiFi, BLE, Satellitennavigation
44 hf-praxis 6/2022
Grundlagen
und Mobilfunkformaten arbeiten
kann, ohne deren Übertragung
zu unterbrechen.
In Bezug auf Anwendungen sind
die einzigartige Signalisierung
und die Fähigkeit von UWB,
sicheres Ranging durchzuführen,
besonders relevant für das Internet
der Dinge (IoT). Das FiRa-
Konsortium, eine Branchenorganisation,
die sich der Entwicklung
und weitverbreiteten
Einführung von UWB-Technologien
verschrieben hat, konnte
mehr als 35 Anwendungsfälle
für UWB identifizieren. Zu den
bereits eingeführten oder kurz
vor der Einführung stehenden
Lösungen gehören Zugangskontrolle,
Echtzeit-Ortungsdienste,
Tracking von persönlichen und
Verbraucher-Geräten, Indoor-
Navigation und Point-and-Trigger-Steuerung.
Zugangskontrolle
Einer der natürlichsten Anwendungsfälle
für die sicheren Ranging-Funktionen
von UWB ist
der Zugang mit automatischem
Verriegeln und Entriegeln von
Türen (s. Aufmacherfoto). UWB
verfolgt Ihren genauen Standort
in Bezug auf den Ein- oder
Ausgang, authentifiziert Ihre
Sicherheitsdaten und gewährt
sofortigen, freihändigen Zugang,
ohne dass Sie weiter eingreifen
müssen. UWB kann erkennen,
auf welcher Seite der Tür Sie
sich befinden und erkennt Ihre
Bewegungsrichtung, sodass
Türen je nach Situation ent- und
verriegelt werden können.
UWB liefert genauere Messwerte
als jede andere derzeit
verwendete Ortungstechnologie.
Während WiFi und Bluetooth
den Standort eines Objekts auf
einen Bereich von etwa 150 cm
(etwa die Größe eines Esstischs)
eingrenzen können, hat UWB
eine Ortungsgenauigkeit von
etwa 10 cm (oder der Größe
eines Untersetzers) und benötigt
weniger UWB-Geräte, um
denselben Bereich abzudecken.
UWB ist auch besser als Satellitensignale,
wenn es um die
Indoor-Navigation geht, da die
niederfrequenten, langwelligen
Impulssignale von UWB besser
in der Lage sind, feste Materialien
wie Wände und Türen zu
durchdringen.
Direkt-Marketing
Bild 3: UWB-Lokalisierung, basierend auf Time-of-Flight
UWB kann auch für Direkt-Marketing
verwendet werden, um
Angebote an Kunden in der Nähe
zu senden, die sich für einen solchen
Dienst anmelden, und um
Einzelhändlern Verkehrsanalysen
bereitzustellen.
Bild 2: UWB ist weit mehr als ein „Schlüsselfinder“
UWB ist Radar sehr ähnlich,
da es einen Raum kontinuierlich
scannen und ein Objekt
mit laserähnlicher Präzision
erfassen kann, um seinen Standort
zu berechnen und Daten
zu übertragen. Die Fähigkeit
von UWB, zentimetergenaue
Ortung, extrem niedrige Latenz
und Robustheit in rauen Umgebungen
zu liefern, macht es
möglich, kommerzielle Umgebungen
für strengere Anlagenund
Fahrzeugverfolgungsanwendungen
aufzubauen, von der
hochwertigen Werkzeug- und
Ausrüstungsverfolgung bis hin
zur Arbeitssicherheit und sogar
Fahrzeugnavigation und Kollisionserkennung.
Die Kamera Ihres Smartphones
kann Sie visuell zu Ihrem Artikel
führen, was das schnelle Finden
von Dingen viel einfacher macht.
Standortaufgaben könnten sogar
von der Community stammen.
Dies könnte zu neuen Diensten
und neuen Geschäftsmodellen
für Mobilfunkbetreiber und Versicherungen
führen und Mehrwerte
schaffen.
Echtzeit-Ortungsdienste (RTLS)
Im Gesundheitswesen tragen
UWB-basierte RTLS-Lösungen
(Real-Time Location Services)
dazu bei, den Betrieb zu rationalisieren
und die Sicherheit
der Menschen zu gewährleisten.
UWB kann verfügbare
Betten verfolgen, um die Auslastung
zu maximieren, wertvolle
Geräte verfolgen, um Diebstahl
oder Verlust zu verhindern, Patienten
und Personal lokalisieren,
um die Sicherheit zu erhöhen,
Hygienepraktiken überwachen
und sicherstellen, dass die richtigen
Personen Zugang zu den
richtigen Bereichen und Geräten
haben.
Die Satellitennavigation in
Innenräumen mit einem „blauen
Punkt“, der sich über eine
Karte bewegt, erleichtert es, ein
bestimmtes Geschäft in einem
Einkaufszentrum oder den richtigen
Bahnsteig in einem Bahnhof
zu finden oder an einem
Flughafen zum richtigen Gate
geleitet zu werden oder Ihre
Indoor-Fahrtenabholung.
Wenn leicht verlorengehende
Gegenstände mit UWB gekennzeichnet
werden, bleiben sie
nicht lange verschwunden. Alle
Arten von persönlichen Gegenständen
– Schlüssel, Brieftaschen,
Ohrhörer, Fernbedienungen
– können mit einem
UWB-Tag ausgestattet werden.
Das soll Bild 2 illustrieren.
Ein Kombinationssystem, das
auf Bluetooth Low Energy
(BLE) und UWB basiert, spart
Strom, indem es BLE verwendet,
um die allgemeine Anwesenheit
zu erkennen und dann
UWB nutzt, um den Standort
zu lokalisieren.
Multisession-Unterstützung verhindert
Tailgating (zu dichtes
Auffahren), und Zugangsdaten
können mit Freunden, Familie
und Servicemitarbeitern geteilt
werden, um bei Bedarf temporären
Zugriff zu gewähren.
Point-and-Trigger Control
Richten Sie Ihr UWB-fähiges
Smartphone zu Hause auf eine
Glühbirne, den Thermostat, einen
Lautsprecher, Ihren Fernseher
oder ein anderes UWB-fähiges
Gerät und öffnen Sie automatisch
ein entsprechendes Bedienfeld
auf dem Smartphone-Display,
damit Sie das Gerät einrichten
oder steuern können, was mit
sprachgesteuerten Mechanismen
schwer möglich ist. Neben dem
Bedienfeld kann Ihr Smartphone
auch auf andere Weise eingreifen,
indem es beispielsweise
Songtexte abruft oder Empfeh-
hf-praxis 6/2022 45
Grundlagen
Bild 4: Verfügbarkeit von UWB-Spektrum nach Land © FiRaTM Concortium
lungen gibt, was gespielt werden
soll.
Präzise Messungen
Wie in IEEE 802.15.4a/z spezifiziert,
werden UWB-Pulssignale
mit einer Spitzenrate
von 200 bis 1000 pro Sekunde
übertragen, was es ermöglicht,
das Signaltiming mit einem
sehr hohen Maß an Sicherheit
zu markieren. Dadurch liefern
die bekannten ToF- und AoA-
Berechnungen zur Entfernungsund
Standortbestimmung deutlich
genauere Ergebnisse (Time
of Flight, Lichtlaufzeitmessung
und Angel of Arrival, Ankunftswinkel
eines Signals).
UWB kann WiFi- und Bluetooth-Wegfindungsanwendungen
erweitern, weil es eine viel
höhere Genauigkeit und stärkere
Leistung in Szenarien ohne
Sichtverbindung (nLOS) bietet.
Die ToF-Berechnung (vgl. Bild
3) bestimmt die Entfernung zwischen
Gerät 1 und Gerät 2, indem
gemessen wird, wie lange es dauert,
bis ein Signal von Gerät 1
zu Gerät 2 und zurück gelangt.
Die schnelle Pulsrate von UWB
ergibt eine Genauigkeit von ±10
cm. ToF-Diagramme werden
typischerweise als Kreise dargestellt,
da ToF-Berechnungen die
radiale Entfernung eines Objekts
bestimmen, nicht seine Richtung.
Das heißt, wenn die ToF-
Berechnung ergibt, dass Gerät 2
15 cm von Gerät 1 entfernt ist,
dann könnte sich Gerät 2 überall
innerhalb dieses 15-cm-Radius
befinden.
Die AoA-Berechnung wird verwendet,
um zu bestimmen, wo
sich Gerät 2 innerhalb dieses von
einem ToF Device berechneten
Radius befindet. Ein dediziertes
Array sorgfältig positionierter
Antennen macht es möglich,
die winzigen Unterschiede in
der Ankunftszeit und Phase des
zurückgesendeten Signals an
jeder Antenne zu messen. Die
Differenzen werden in einer
geometrischen Berechnung, ähnlich
der Triangulation, verwendet,
um zu bestimmen, woher
das Signal stammt. Nicht alle
UWB-Lösungen beinhalten die
zusätzlichen Antennen, die für
AoA-Berechnungen verwendet
werden, aber diejenigen, die
dies tun, können eine Genauigkeit
von nur wenigen Zentimetern
liefern.
Hohe Robustheit
Da die Sendedauer für UWB-
Pulse in den meisten Fällen
weniger als eine Nanosekunde
beträgt, hat der reflektierte
UWB-Puls nur extrem kurze
Zeit, um mit dem Line of Sight
Puls zu kollidieren, sodass die
Wahrscheinlichkeit der Signalverschlechterung
gering ist. Das
Ergebnis ist eine höhere Signalstärke
unter widrigen Bedingungen.
Ein weiteres Merkmal des UWB-
Pulssignals besteht darin, dass
es einer häufigen Schwierigkeit
widersteht, die als Mehrwegeeffekt
bekannt ist, was passiert,
wenn Funksignale den Empfänger
auf mehr als einem Weg
erreichen aufgrund von Reflexion
oder Brechung durch natürliche
oder künstliche Objekte in
der Nähe des Hauptsignalwegs.
Der Mehrwegeeffekt ist in realen
Umgebungen unvermeidlich,
aber die kurzen Breitbandimpulse
von UWB können seinen
Auswirkungen besser entkommen
als die Schmalbandsignale,
die von WiFi und Bluetooth verwendet
werden.
Die Immunität gegen den Multipath-Effekt
verbessert die Genauigkeit,
insbesondere im Vergleich
zu alternativen Technologien,
die anfälliger sind. Darüber
bedeutet die Immunität gegen
schmalbandiges Fading und
Jamming, dass UWB eine sehr
robuste Technologie ist, selbst
wenn mehrere UWB-Systeme
gleichzeitig verwendet werden.
Einzigartig für die Zukunft
aufgestellt
Mit seiner Fähigkeit, hochpräzise,
zuverlässige, robuste und
sichere Positionsinformationen
für eine Vielzahl von Anwendungsfällen
und Gerätetypen
bereitzustellen, ist UWB bereit
für eine breite Einführung. Da
die installierte UWB-Basis weiter
wächst, können wir uns alle
auf eine neue Generation von
Device-to-Device- und Deviceto-Infrastructure-Anwendungen
freuen inklusive freihändigem,
sicherem Zugang zu Fahrzeugen
und Gebäuden, Indoor-Lokalisierung,
Asset-Tracking, freihändigem
Bezahlen, nahtlosen
Interaktionen zu Hause, Augmented-Reality,
Gaming und
einer ganzen Reihe von Smart-
City-, Industrie- und anderen
IoT-Anwendungen.
UWB kann auf globaler Ebene
eingesetzt werden, wobei regional
unterschiedliche Kanäle
zwischen 6,49 und 7,987 GHz
reserviert werden (Bild 4). Das
FiRa-Konsortium empfiehlt die
Verwendung der UWB-Bänder
5, 6, 8 und 9 mit Verwendung
der Kanäle 5 und 9 für globale
Akzeptanz. ◄
46 hf-praxis 6/2022
KNOW-HOW VERBINDET
Bauelemente
HiRel Radiation Hard Power MOS Transistoren
EMV, WÄRME
ABLEITUNG UND
ABSORPTION
SETZEN SIE AUF
QUALITÄT
Die strahlungsfesten PowerMOS Transistoren
von Infineon (Vertrieb: Kamaka Electronic
Bauelmente Vertriebs GmbH), die auf
der einzigartigen CoolMOS-Superjunction-
Technologie basieren, stellen einen weltweiten
Maßstab bezüglich Strahlungsfestigkeit
und elektrischer Performance dar. Die TID
Festigkeit ist mit bis zu 100 krad (300 krad
auf Anfrage) spezifiziert, und SEE wurde
bei bis zu LET62 mit Xe und LET95 mit
Blei-Ionen getestet.
Mit der extrem niedrigen spezifischen R DS(ON)
und dem sicheren Betriebsbereich (SOA)
bezüglich SEE bietet Infineon einen der
besten strahlungsfesten PowerMOS Transistoren
für alle möglichen Raumfahrtapplikationen.
Die Produktrange umfasst einen Spannungsbereich
von 60 bis zu 650 V in vier
verschiedenen Gehäusen. Das Foto gibt
nur eine Impression. Alle strahlungsfeste
PowerMOS-Transistoren sind auch als qualifizierte
Bare Dies verfügbar.
HiRel-Siliziumdioden
Infineon (Vertrieb: Kamaka) bietet HiRel-
Schottky- und PIN-Dioden in hermetisch
verschlossenen Gehäusen mit Komponentenscreening
gemäß den Anforderungen im
Raumfahrtbereich.
Die Bauteile sind in verschiedenen Qualitäts-Levels
verfügbar: Professional (P) für
Engineering Module und ESCC (ES) für
Flugmodule (die Anforderungen der European
Space Agency werden erfüllt).
Bipolare HiRel-Siliziumtransistoren
Die Micro Wave (MW) Transistoren von
Infineon werden als HiRel-Komponenten in
hermetisch verschlossenen Gehäusen verwendet.
Die Produkt-Range deckt alle Generationen
der RF-Transistoren von Infineon
ab. Bipolare Transistoren mit verschiedenen
Spannungsklassen, Frequenzbereichen und
Ausgangsleistungen sind verfügbar und
basieren auf Infineons zuverlässiger bipolaren
Technologie.
Die bipolaren Transistoren sind in verschiedenen
Qualitäts-Levels verfügbar: Professional
(P) für Engineering Module und ESCC
(ES) für Flugmodule (die Anforderungen
der European Space Agency werden erfüllt).
■ Kamaka Electronic
Bauelemente Vertriebs GmbH
www.kamaka.de
Elastomer- und Schaumstoffabsorber
Europäische Produktion
Kurzfristige Verfügbarkeit
Kundenspezifisches Design
oder Plattenware
-EA1 & -EA4
Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1)
bzw. 4 GHz (EA4)
Urethan oder Silikon
Temperaturbereich von 40°C bis 170°C
(Urethanversion bis 120°C)
Standardabmessung 305mm x 305mm
Digital abstimmbares Bandpassfilter 1,25 bis 2,6 GHz
Das ADMV8526 von Analog Devices ist
ein digital abstimmbares Bandpassfilter
mit einer Mittenfrequenz von 1,25 bis 2,6
GHz. Es hat eine 3-dB-Bandbreite von 9%
und unterstützt eine 8-Bit-Abstimmung
(256 Zustände) unter Verwendung einer
Interpolationstechnik. Dieses Filter kann
eine HF-Eingangsleistung von 24 dBm
verarbeiten und hat eine Einfügungsdämpfung
von 4 dB. Es kann als kleinere
Alternative zu großen, geschalteten Filterbänken
und auf diskreten Komponenten
basierenden abstimmbaren Filtern verwendet
werden. Der Filter benötigt eine
Gleichstromversorgung von 3,3 V und
hat eine Stromaufnahme von 125 µA.
Das ADMV8526 ist in einem LGA-
Gehäuse mit den Abmessungen 10 x 10
x 1,99 mm erhältlich und eignet sich
nahezu ideal für den Einsatz in mobilen
Landfunkgeräten, Test- und Messgeräten,
militärischen Radargeräten, elektronischer
Kriegsführung und elektronischen
Gegenmaßnahmen, Satellitenkommunikation
sowie industriellen und medizinischen
Geräten.
■ Analog Devices. Inc.
www.analog.com
MLA
Multilayer Breitbandabsorber
Frequenzbereich ab 0,8GHz
ReflectivityLevel 17db oder besser
Temperaturbereich bis 90°C
Standardabmessung 610mm x 610mm
Hohe Straße 3
61231 Bad Nauheim
T +49 (0)6032 96360
F +49 (0)6032 963649
info@electronicservice.de
www.electronicservice.de
ELECTRONIC
SERVICE GmbH
hf-praxis 6/2022 47
47
Bauelemente
Hi-Rel-Silicon-Halbleiter
Infineon bietet hochzuverlässige
Schottky- und PIN-Dioden
in hermetisch verschlossenen
Gehäusen mit Bauteil-Screening
gemäß den Anforderungen der
Raumfahrtindustrie.
Hi-Rel diskrete und
Mikrowellen-Halbleiter:
• Dioden für Highspeed-Schaltung
• Schaltkreisschutz
• Spannungsbegrenzung
• Highlevel Detecting and
Mixing
• hermetisch verschlossenes
Microwave Gehäuse
Hi-Rel diskrete
RF-Transistoren:
• für rauscharme Hochleistungsverstärker
• für Oszillatoren bis zu 10 GHz
• Rauschzahl 1,1 dB bei 1,8
GHz
• Gain 21 dB bei 1,8 GHz
• hermetisch verschlossenes
Mikrowellengehäuse
• Transitfrequenz 22 GHz
Die Bauteile sind
in verschiedenen
Qualitätsvarianten
verfügbar:
• Professional (P) und ESCC
(ES)
Hinweis: (P) wird für Lochrasterplatten
und Schaltkreisevaluationen
verwendet. (ES) erfüllt
die Anforderungen der European
Space Agency (Flight Modules).
■ Infineon
www.infineon.de
Neue SAW-Filter für Positioning-Systeme
ITF präsentierte sein neues
SAW-Filter F1H55 für geographische
Positionierungssysteme.
Das extrem kompakte
HF-Bauelement ist besonders
zuverlässig und trotzt auch widrigen
Temperaturbedingungen
(Einsatzbereich: -40 bis +110
°C). Außerdem überzeugt das
F1H55 mit seinem scharf abgegrenzten
Durchlassbereich und
verzeichnet nur wenig Übertragungsverluste
(speziell zwischen
1560 und 1605 MHz).
Mit seiner hohen Stabilität und
Verlässlichkeit bietet das Filter
Anwendern eine hervorragende
Lösung für GPS, Glonass und
Baidou in Automotive-Applikationen
aller Art.
■ CompoTEK GmbH
www.compotek.de
GaAs E-pHEMT ist besonders
rauscharm
Die Amplifier-Spezialisten von
ASB haben einen weiteren Baustein
im Portfolio, mit dessen
Hilfe Kunden ihre Applikationen
optimieren können. Der
AHL5216T8 ist ein Lownoise-
Amplifier-Bauelement und
verfügt über eine besonders
hohe Linearität bei niedrigem
Gleichstromverbrauch und sehr
rauscharmen Verhalten. Außerdem
sorgt sein aktiver Bias Circuit
für eine stabile Stromversorgung
sowohl bei wechselnden
Temperaturen als auch bei
sich ändernden Prozessvarianten.
Darüber hinaus verfügt der
AHL5216T8 über eine Netzabschaltungs-Kontrollfunktion
und
wurde diversen strengen DCund
RF-Ausfallsicherheitstests
unterzogen.
Dank seiner mittleren Betriebsdauer
bis zum ersten Ausfall von
über 100 Jahren ist der Verstärker
ein extrem zuverlässiges
Bauteil für aktive Antennen, als
Lownoise Amplifier für L-Band-
Applikationen und in anderen
Anwendungen, die niedriges
Rauschen verlangen.
■ CompoTEK GmbH
www.compotek.de
48 hf-praxis 6/2022
Bauelemente
SoC steigert Funkeffizienz und Leistungsfähigkeit von 5G-RUs
Analog Devices, Inc. kündigte
eine richtungsweisende Serie
von RadioVerse System-on-
Chip-Bausteinen (SoC) an, die
den Entwicklern von Radio Units
(RUs) eine agile und kosteneffektive
Plattform zur Verfügung
stellen, auf deren Basis sie die
energieeffizientesten 5G-RUs
der Industrie realisieren können.
Die neue SoC-Serie bietet fortgeschrittene
HF-Signalverarbeitung,
verbunden mit einer
Erweiterung der digitalen Funktionalität
und der HF-Kapazität,
wodurch sich die Performance
und Energieeffizienz
von 5G-RUs entscheidend verbessert.
Die SoCs bilden die jüngste
Ergänzung des RadioVerse-Ökosystems
von ADI und kombinieren
dessen preisgekrönte ZiF-
Architektur (Zero IF) mit signifikanten
Fortschritten bezüglich
der Funktionsintegration und
Linearisierung. Die Radio-
Verse Bausteine von ADI sind
Analog Devices, Inc.
www.analog.com
die weltweit meistverwendeten
software-definierten Transceiver
in 4G- und 5G-RUs.
Da die Netzwerkbetreiber auf der
Welt mit hohem Tempo an der
Realisierung der 5G-Infrastruktur
arbeiten, steigt die Nachfrage
nach energieeffizienten RUs
rapide. Angesichts des exponentiell
zunehmenden Bedarfs an
drahtloser Übertragungskapazität
ist außerdem die Energieeffizienz
eine wichtige Kennzahl
für die Betreiber, die bestrebt
sind, ihren CO 2 -Fußabdruck zu
reduzieren und gleichzeitig ihre
Netzwerkkapazität auszubauen.
Die neue RadioVerse SoC-Serie
nimmt verglichen mit alternativen
Lösungen sehr wenig
Leistung auf und implementiert
fortschrittliche Algorithmen, die
für eine optimale RU-Systemeffizienz
sorgen.
Die Nachfrage nach stromsparenden
bzw. energieeffizienten
EVUs steigt rapide an, da die
globalen Netzbetreiber bestrebt
sind, 5G-Infrastrukturen aufzubauen.
Mit dem exponentiellen
Wachstum der drahtlosen
Nachfrage ist die Energieeffizienz
ein wichtiger Indikator für
Betreiber, die versuchen, ihren
CO 2 -Fussabdruck verringern
und gleichzeitig die Netzkapazität
ausbauen wollen. Die neue
RadioVerse SoC-Serie benötigt
im Vergleich zu Alternativen nur
sehr wenig Strom und implementiert
fortschrittliche Algorithmen,
die eine optimale Effizienz des
RU-Systems gewährleisten.
Der ADRV9040 ist der erste
Baustein der neuen RadioVerse
SoC-Serie. Er bietet acht Sendeund
Empfangskanäle mit einer
Bandbreite von 400 MHz und
integriert fortschrittliche digitale
Signalverarbeitungsfunktionen
wie zum Beispiel CDUCs
(Carrier Digital Up-Converters),
CDDCs (Carrier Digital Down-
Converters), CFR (Crest Factor
Reduction) und DPD (Digital
Pre-Distortion). Diese erweiterte
Signalverarbeitungs-Funktionalität
kann den Verzicht auf
ein FPGA (Field-Programmable
Gate Array) ermöglichen
und reduziert dadurch nicht nur
die Wärmeentwicklung, sondern
auch die Abmessungen,
den Stromverbrauch und das
Gewicht des gesamten Systems.
Die mithilfe anspruchsvoller
Machine-Learning-Techniken
entwickelten DPD-Algorithmen
des SoC werden in enger Zusammenarbeit
mit bedeutenden Leistungsverstärkeranbietern
optimiert,
um den Design-Aufwand
zu verringern und für klassenbeste
Breitband-Performance zu
sorgen. Die Algorithmen sind
für 4G- und 5G-Anwendungsfälle
umfassend geprüft und
validiert, einschließlich verschiedener
PA-Technologien
wie etwa GaN (Galliumnitrid).
Zusätzlich vereinfacht die ZiF-
Funkarchitektur die HF-Filterund
Signalkettenkomponenten,
was die RU-Kosten senkt und die
Entwicklungszeit von Design-
Varianten für unterschiedliche
Frequenzbänder und Leistungsniveaus
verkürzt. ◄
hf-praxis 6/2022 49
Die größte Auswahl an
HF-Komponenten
ab Lager lieferbar von
Bauelemente
Rauscharmer Verstärker für 71 bis 86 GHz
Passive HF-Produkte
1000 verschiedene Abschwächer
1800 verschiedene Adapter
250 verschiedene Antennen
Blitzschutzkomp. bis 10 GHz
Hohlleiter von 5,85 bis 220 GHz
Isolatoren, 135 MHz bis 43 GHz
Kabel, flexibel und semi-rigid
Koppler von 2 MHz bis 67 GHz
Leistungsteiler von DC bis 67 GHz
2000 versch. Stecker, bis 110 GHz
MRC GIGACOMP GmbH & Co. KG
info@mrc-gigacomp.de
www.mrc-gigacomp.de
Tel. +49 89 4161599-40, Fax -45
Der ZVA-71863LNX+ von Mini-Circuits ist
ein Koaxialverstärker mit niedriger Rauschzahl
und hoher, flacher Verstärkung von 71 bis
86 GHz. Er bietet 37 dB typische Verstärkung
mit ±1,75 dB Verstärkungsflachheit und 5,5 dB
oder besser typischer Vollband-Rauschzahl.
Der Verstärker ist gut auf 50 Ohm abgestimmt,
hat ein typisches Eingangs-/Ausgangs-SWR
von 1,6 und verfügt über 1-mm-Buchsen. Er
wird mit einer einzigen Versorgungsspannung
von 10 bis 15 V DC betrieben und ist eine leistungsstarke
Lösung für Automotive-, 5G- und
Radartest-Anwendungen.
Synthesizer generieren Signale bis 15 und
30 GHz
Die Modelle SSG-15G-RC und SSG-30G-RC
von Mini-Circuits sind synthetische Signalgeneratoren
mit Frequenzbereichen von 10 MHz
bis 15 bzw. 30 GHz und einer Frequenzauflösung
von 0,2 Hz oder mehr. Sie können CWund
pulsmodulierte Ausgangssignale über einen
Dynamikbereich von -47 bis +23 dBm mithilfe
einer einfachen Software auf einem Computer
mit USB- oder Ethernet-Anschluss erzeugen;
beide Synthesizer bieten vollständige Software-
Unterstützung. Das 15-GHz-Modell verfügt über
eine SMA-Ausgangsbuchse und das 30-GHz-
Modell über eine 2,92-mm-Buchse.
8×8 Matrix zum Routen im Bereich 0,5 bis
6 GHz
50
Das Modell ZT-8RFX8 von Mini-Circuits ist
eine 8×8, nicht blockierende, voll ausschwenkbare
Matrix mit programmierbaren Pfaden für
Signale von 0,5 bis 6 GHz. Diese Matrix bietet
bidirektionale Pfade mit SMA-Anschlüssen. Die
Dämpfung pro Pfad kann von 0 bis 63 dB in
0,5-dB-Schritten eingestellt werden. Bei einer
Dämpfung von 0 dB beträgt die Isolation zwischen
den Anschlüssen 52 dB und steigt bei
maximaler Dämpfung auf 83 dB oder mehr. Die
Matrix wird in einem 3U hohen 19-Zoll-Rack-
Gehäuse geliefert und ist für eine Signalleistung
von bis zu 20 dBm pro Port ausgelegt.
Leistungssplitter/-kombinierer für den
Bereich 15 bis 25 GHz
Das Modell EP3-19+ von Mini-Circuits
ist ein Miniatur-Dreiwege-GaAs-MMIC-
Leistungssplitter/-kombinierer mit einem weiten
Frequenzbereich von 15 bis 25 GHz. Er
weist eine typische Einfügedämpfung von 0,5
dB über der Teilungsdämpfung von 4,8 dB und
eine typische Vollbandisolierung von 27 dB auf.
Die Amplitudenasymmetrie beträgt typischerweise
0,3 dB und die Phasenasymmetrie typischerweise
1°. Der 50-Ohm-Leistungssplitter/-
kombinierer eignet sich gut für 5G- und Phased-Array-Antennen
und Radargeräte und wird
mit einem 16-poligen QFN-Gehäuse mit den
Abmessungen 3,5 × 2,5 mm geliefert.
Refexionsfreies Koaxialfilter für 19,5 bis
20,5 GHz
Das ZXBF-K24+ von Mini-Circuits ist ein reflexionsfreies
Bandpassfilter mit einem Durchlassbereich
von 19,5 bis 20,5 GHz. Es eignet sich
gut für Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und
Satellitenkommunikation (Satcom) und weist
eine Durchlassdämpfung von typisch 5,8 dB
auf. Die Stoppband-Unterdrückung beträgt
typischerweise 51 dB von DC bis 10 GHz und
42 dB von 30 bis 32 GHz, wobei die Stoppbänder
auf 50 Ohm abgestimmt sind, um Reflexionen
zu vermeiden. Das Filter misst 0,68 × 0,6
× 0,39 Zoll (17,1 × 15,2 × 10 mm) mit seinen
2,92-mm-Buchsen.
hf-praxis 6/2022
Bauelemente
Surface-Mount-Transformator für hohe
Leistungen und Frequenzen bis 600 MHz
BLTCC-Balun und -Filter für 3,3 bis 4 GHz
SPDT-Schaltmatrix steuert Signale bis
40 GHz
Das Modell RC-4SPDT-A40 von Mini-
Circuits ist eine zwischen DC und 40 GHz
einsetzbare Schaltmatrix, die aus vier modularen
elektromechanischen Einpol-Doppelumschaltern
(SPDT) besteht. Die Schalter
werden unabhängig voneinander über einen
USB- oder Ethernet-Anschluss an einen
Computer und eine Software gesteuert.
Sie sind mit 2,92-mm-Buchsen ausgestattet
und für 5 W Kaltschaltleistung ausgelegt. Die
absorbierenden, ausfallsicheren 50-Ohm-
Schalter haben eine Einfügungsdämpfung
von typischerweise 0,3 dB bis 26 GHz und
0,6 dB bis 40 GHz, mit einer Isolierung von
75 dB bis 26 GHz und 65 dB bis 40 GHz.
Gehäuseform: LM1851
Das Modell SERT4-62HP50W1+ von Mini-
Circuits ist ein oberflächenmontierter HF-
Übertrager, der 50 W im Bereich von 20
bis 600 MHz verarbeiten kann. Mit einem
Sekundär/Primär-Impedanzverhältnis von
1:4 (12,5 Ohm : 50 Ohm) hat er eine Einfügedämpfung
von typisch 0,4 dB und eine
Rückflussdämpfung von typisch 24 dB am
50-Ohm-Anschluss. Der RoHS-konforme
Übertrager misst 0,93 × 1,22 × 0,47 Zoll
(23,62 × 30,99 × 11,94 mm). Mit einem
Betriebstemperaturbereich von -40 bis +65
°C eignet er sich gut für mobile militärische
Funkgeräte.
Das Modell BBFCG2-372+ von Mini-Circuits
integriert einen LTCC-Balun und ein
Bandpassfilter für 3,3 bis 4 GHz in einem
hermetischen 0805-Gehäuse mit den Abmessungen
2,01 × 1,24 × 0,94 mm. Der Balun
mit einem Impedanzverhältnis von 1:2 und
das Filter sorgt mit ihm zusammen für eine
Einfügungsdämpfung von 2,5 dB, eine Phasenunsymmetrie
von ±13° (relativ zu 180°)
und eine Amplitudenunsymmetrie von ±1,5
dB. Die Sperrbereichunterdrückung beträgt
20 dB von DC bis 2598 MHz, 30 dB von
4847 bis 5548 MHz und 15 dB von 7795
bis 8498 MHz.
■ Mini-Circuits
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51
Aktuelles
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Köln, 12. – 14.07.2022
Einzigartiger Marktüberblick, gezielter
Wissenstransfer und frische Impulse
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nur auf der EMV, dem Branchentreffpunkt
für elektromagnetische Verträglichkeit.
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Feiern
Sie mit uns die
»Summer Edition«
in Köln!
GNSS-Empfänger mit OCXO für
präzise Zeitanwendungen
Das neue Mitglied der JAVAD-
GNSS-Familie ist speziell auf
die besonderen Anforderungen
des Instituts für Erdmessung
(IfE) von JAVAD GNSS
entwickelt worden. So erhält
der JAVAD DeltaS-3S einen
komplett neuen Oszillator und
ermöglicht damit eine extrem
hohe Kurzzeitstabilität der
Empfängeruhr. Dies ist besonders
wichtig, um kurzzeitige
bzw. hochfrequente Variationen
(Bewegungen) mit GNSS präzise
auflösen und überwachen
zu können.
Für die hochpräzise Nutzung
von GNSS-Referenzstationen ist
eine konsistente Kalibrierung der
GNSS-Antennen grundsätzlich
erforderlich. Aktuelle Forschungen
des IfE an der Leibniz Universität
Hannover konzentrieren
sich unter anderem auf die stetige
Erweiterung und Weiterentwicklung
des international
anerkannten Roboterverfahrens
zur absoluten Kalibrierung von
GNSS-Empfangsantennen, um
für die neuen GNSS-Signale
und Frequenzen präzise Kalibrierwerte
bereitzustellen.
Die bisherige Roboter-Hardware
am IfE bedurfte einer Erneuerung.
So wurden zeitgleich zu
einem neuen Roboter auch neue
GNSS-Empfänger beschafft.
Hierbei fiel die Wahl erneut
auf Produkte der Firma JAVAD
GNSS, gerade weil die Philosophie
von JAVAD an vielen Punkten
deutlich überzeugt, wie zum
Beispiel die variable Möglichkeit
zur Steuerung der Empfangsparameter
und das kinematische
Satelliten-Tracking-Verhalten.
Maßgebend war insbesondere
die Bereitschaft von JAVAD
GNSS, das Produkt für die
Ansprüche des IfE weiter zu
entwickeln und den Oszillator
auszutauschen.
Spannendes Forschungsfeld
So wurde ein neues spannendes
Forschungsfeld eröffnet: der
JAVAD GNSS-Empfänger DeltaS-3S,
jetzt mit neuer Oszillator-Option,
weist eine extrem
hohe Kurzzeitstabilität der Empfängeruhr
auf.
Hierzu wurde der klassische
Oszillator TCXO (Temperature
Compensated Crystal Oscillator)
durch einen OCXO (Oven
Controlled Crystal Oscillator)
in einer höheren Genauigkeitsklasse
ersetzt, wodurch die Optimierung
des Trackingverhaltens
und die Ableitung hochstabiler
Trägerphasenmessungen mit
reduziertem Rauschen erreicht
wird. Dieser interne OCXO
liefert eine bisher unerreichte
Kurzzeit-Frequenzstabilität von
2×10 -12 (@1 s).
Die Wahl des internen Oszillators
ist immer auch eine Frage
des Einsatzgebietes der Empfänger.
Der interne OCXO erlaubt
eine höhere Flexibilität für sehr
unterschiedliche Anwendungen,
wie zum Beispiel in der Inertialnavigation
und satellitenbasierten
tightly-coupled Multi-
Sensor-Systemen, die in geophysikalischen
Bereichen und
hochsensitiven GNSS-Anwendungen
benötigt werden.
Insbesondere auch für Antennenkalibrierungen,
Timing-
Anwendungen und hochfrequente
Messungen von Ionosphere
Scintillation sind die
internen OCXOs optimal geeignet,
da sie inzwischen mit einer
Signal-Update-Rate bis zu 200
Hz von der neuen Empfänger-
Generation von JAVAD GNSS
bedient werden können.
Dieses neue Feature ist für das
IfE besonders wichtig, einerseits
für die internen Prozesse bei der
Antennenkalibrierung, andererseits
auch für weitere wissenschaftliche
Forschungsarbeiten.
Hierfür werden hochfrequente
Trägerphasenbeobachtungen
benötigt, um kurzzeitige Phänomene
zu untersuchen und diese
wissenschaftlich auszuwerten.
■ AllSat GmbH
info@allsat.de
www.allsat.de
52 52
hf-praxis 6/2022
Software
6.72 oder höher für andere Infiniium-Oszilloskopmodelle
verwendet
wird. Damit können Anwender
Folgendes erreichen:
• das Oszilloskop in weniger als 30
s für die Decodierung der Protokolle
CAN, LIN, CAN-FD, CAN
XL, FlexRay und SENT einrichten
• Zugang zu einer Vielzahl von
integrierten Triggern auf Protokollebene
erhalten
• Zeit sparen und Fehler vermeiden,
indem Pakete auf Protokollebene
angezeigt werden
• zeitkorrelierte Ansichten verwenden,
um Probleme mit seriellen
Protokollen schnell auf die
Ursache bezüglich des Timings
oder der Signalintegrität zurückzuverfolgen.
■ Keysight Technologies
www.keysight.com
Verifizierung und
Debugging von
Automotive-Protokollen
Keysight Technologies hat die branchenweit
erste oszilloskopbasierte
Lösung zum Triggern und Decodieren
von Automotive-Protokollen
(D9010AUTP) auf den Markt
gebracht, die CAN XL (Controller
Area Network eXtra Long) abdeckt.
Damit können Ingenieure serielle
Low-Speed-Automotive-Busprotokolle
verifizieren und debuggen
und die Entwicklung und Fehlerbehebung
von Systemen einschließlich
CAN/CAN FD (Flexible Data Rate)
und CAN XL vereinfachen.
MICROWAVE ANTENNAS, SUBSYSTEMS & CONSULTANCY
ELINT SPINNING DF ANTENNAS
REFLECTOR ANTENNAS
SINUOUS ANTENNAS
SPIRAL ANTENNAS
CAN XL ist der CAN-Standard
der dritten Generation, der von der
CAN in Automation Group (CiA)
entwickelt wird. Er verbessert das
bewährte CAN-FD-Protokoll durch
eine höhere Nutzdatenmenge und
eine höhere Bitrate. Die Geschwindigkeit
der CAN-XL-Datenphase
ist auf 10 Mbit/s oder mehr spezifiziert,
abhängig von den Transceiver-
Fähigkeiten und den Komponenten
der Bitübertragungsschicht. CAN
XL verfügt über zwei Betriebsmodi
– Fast Mode und SIC Mode (oder
Slow Mode).
Die Automotive-Decoder-Software
von Keysight triggert und decodiert
das SIC-Modus-Signal in
der Arbitrierungsphase sowie das
Fast-Modus-Signal in der Datenphase
korrekt. Sie verarbeitet auch
die mit CAN HS/FD/SIC-Transceivern
implementierten CAN XL-
Protokolle.
Die D9010AUTP-Software von
Keysight ist mit den Infiniium-Oszilloskopen
des Unternehmens kompatibel,
wobei die Software-Version
11.30 oder höher für MXR/EXR/
UXR-Modelle und die Version
ANTENNAS FOR DIRECTION FINDING, ELINT,
RWR & ESM AIRBORNE, SEA & GROUND APPLICATIONS
www.meffert-mt.de
sales@meffert-mt.de
Tel. +49 6435 303 9820
hf-praxis 6/2022 53
Verstärker
Verstärker in neuster GaAs-pHEMT-Technologie decken Q-, V- und E-Band ab
Altum RF, Anbieter von Hochleistungs-
HF- bis Millimeterwellen-Halbleiterlösungen
für Anwendungen der nächsten
Generation, kündigte drei neue GaAspHEMT-MMIC-Verstärker
an für Anwendungen
im Q-, V- und E-Band. Diese kompakten
Verstärker der nächsten Generation
in PP10-20-GaAs-pHEMT-Technologie
von WIN Semiconductors erzielen eine
hohe Verstärkung und ein geringes Rauschen
und vereinfachen gleichzeitig das
Design-in für Ingenieure durch die Verwendung
von Singlegate- und Singledrain-
Versorgungen.
Zu den Highlights gehören:
• rauscharmer ARF1208
37...59 GHz, 2,5 dB Rauschzahl und 26,5
dB linearer Verstärkung bei 50 GHz
• ARF1207, Linearverstärker
57...71 GHz, 25 dB Verstärkung und 22
dBm P 1dB -Ausgangsleistung
• rauscharmer ARF1206
71...86 GHz, 22 dB Verstärkung und 4
dB Rauschzahl
Die PP10-20-Technologie von WIN baut
auf der bewährten und ausgereiften PP10-
10-Plattform auf und zielt auf Anwendungen
bis zu 170 GHz ab. Als wichtiges
Unterscheidungsmerkmal ermöglicht
PP10-20 eine erhebliche Steigerung der
Verstärkung bei gleicher Betriebsspannung
für Leistungsanwendungen.
„Aufbauend auf unserer Erfahrung mit
der bewährten 0,1-µm-Technologie von
WIN und mit sorgfältiger Aufmerksamkeit
für Modellierungs-, Design- und
Simulations-Workflows haben wir im
Bereich von Millimeterwellenprodukten
im neuveröffentlichten PP10-20-Prozess
einen First-Pass-Erfolg erzielt“, sagte Greg
Baker, CEO von Altum RF. „Wir freuen
uns über diesen Erfolg, der unsere Strategie
zur Entwicklung führender Komponenten
für Millimeterwellenanwendungen
unterstützt und wir freuen uns darauf, ein
breiteres Produktportfolio aufzubauen, um
die heutigen und zukünftigen Marktanforderungen
zu erfüllen.“
David Danzilio, Senior Vice President,
Technology and Strategic Business Development
bei WIN Semiconductors, fügte
hinzu: „Wir freuen uns, mit Altum RF
zusammenzuarbeiten, um führende Millimeterwellenprodukte
zu kommerzialisieren,
die die Hochleistungsplattformen
von WIN nutzen. Diese PP10-20-Technologie
der nächsten Generation baut auf
der ausgereiften PP10-10-Plattform auf,
die in vielen der heutigen E-Band-Leistungsverstärker
verwendet wird, die im
drahtlosen Backhaul eingesetzt werden.
PP10-20 ist eine vielseitige Technologie,
die eine breite Palette von Millimeterwellen-Frontend-Funktionen
ermöglicht
und die Verstärkerleistung bis weit in das
D-Band hinein unterstützt. Der First-Pass-
Erfolg von Altum RF bestätigt die Reproduzierbarkeit
und Produktionsbereitschaft
der PP10-20-Plattform.“
■ Globes Elektronik
GmbH & Co.
www.globes.de
Leistungsverstärkersystem
für 80 MHz bis 6 GHz
Exodus Advanced Communications
ist ein multinationaler
HF-Kommunikationsausrüster,
der sowohl kommerzielle als
auch staatliche Stellen weltweit
bedient. Mit dem Dualband-Verstärkersystem
Exodus Modell
AMP2055DB-750-200LC
erhalten Anwender ein Verstärker-Komplettsystem
für den
Arbeitsbereich 80...6000 MHz
mit ausreichend Leistung für
die gängigsten Anwendungen.
Der in Klasse A/AB arbeitende
Zweiband-HF-Leistungsverstärker
liefert im Unterband
80...1000 MHz eine Dauerstrichleistung
von nominell 750
W und im Oberband 1...6 GHz
von nominell 200
W. Beide Frequenzbänder sind
bereits über ein internes Schaltnetzwerk
miteinander verknüpft,
sodass dem Anwender nur ein
einzelner Eingang und Ausgang
zur Verfügung steht.
Interne Intelligenz nebst Schutzschaltungen,
modernste Schnittstellentechnologie
sowie optionale
Doppelrichtkoppler-
Ausgänge sind in dieser Liga
obligatorisch!
Durch Anwendung aktueller
Verstärkerarchitektur, moderner
Halbleiterbausteine und einem
in sich geschlossenen Wasser-/
Luftkühlsystem ergibt sich ein
ultrakompakter Leistungsverstärker
im 19-Zoll-Einschubgehäuse
mit einer Aufbauhöhe von
gerade einmal 10 HE und einem
Gesamtgewicht von nur 47 kg.
Exodus Advanced Communications
versteht sich als Systemausrüster
kompletter Verstärkersysteme,
bietet aber auch
reine Modultechnik für die weitere
Integration bzw. den Laboraufbau.
Das Leistungsspektrum
umfasst den Frequenzbereich
von 10 kHz bis 75 GHz
bei Leistungen bis zu 1 kW bei
Modulen und 50 kW für Verstärkersysteme.
■ EMCO Elektronik GmbH
info@emco-elektronik.de
www.emco-elektronik.de
Rauscharmer GaN-Verstärker
für 18 bis 40 GHz
Der APT4-18004000-4008-
D20-N von AmpliTech ist ein
rauscharmer Verstärker, der
von 18 bis 40 GHz arbeitet. Er
bietet einen P1dB von 8 dBm
mit einer Verstärkung von 40
dB und einer Rauschzahl von 3
dB. Der für die Normen MIL-
883 und MIL-45208 konstruierte
Verstärker wurde in einem
hochmodernen PHEMT-Prozess
entwickelt und weist eine gute
Verstärkungsebenheit über das
gesamte Band auf. Dieser Verstärker
ist als Modul erhältlich
und eignet sich nahezu ideal für
den Einsatz in Breitband-Kommunikationssystemen,
Testinstrumenten,
Radarsystemen,
Point-to-Multi-Point-Funkgeräten,
EW/ECM-Kommunikationssystemen
sowie Militär- und
Raumfahrtanwendungen.
■ AmpliTech
www.amplitechinc.com
54 hf-praxis 6/2022
Connector Series for High Power/Voltage Applications
Times Microwave
www.timesmicrowave.com
1925 MHz VCO
CVCO55CC-1925-1925 VCO
from Crystek operates at 1925
MHz with a control voltage
range of 0.5 to 4.5 V. This
VCO features a typical phase
noise of -121 dBc/Hz @ 10
kHz offset and has excellent
linearity. Output power is typically
7 dBm. Engineered and
manufactured in the USA, the
Times Microwave Systems
announced the new HPQD and
MPQD series featuring quickdisconnect
interfaces for highpower
and high-voltage applications.
A key addition to Times
Microwave‘s product portfolio,
the new HPQD and MPQD connectors
complement its specialty
cables and further expand interface
options for cable assemblies.
Compatible with two of
the most widely used interfaces
in high-power industrial equipment,
HPQD and MPQD are the
ideal interconnect solutions for
model CVCO55CC- 1925-
1925 is packaged in the industry-standard
0.5 x 0.5 in. SMD
package. Input voltage is 8 V,
with a max. current consumption
of 36 mA. Pulling and
Pushing are minimized to 0.5
MHz pk-pk and 0.5 MHz/V,
respectively. Second harmonic
suppression is 15 dBc. The
CVCO55CC-1925-1925 is
ideal for use in applications
such as digital radio equipment,
fixed wireless access,
satellite communications systems,
and base stations.
■ Crystek Corporation
www.crystek.com
RF generators, matching networks,
industrial lasers, EMI/
EMC test chambers, and industrial
heating and cooking.
The new HPQD and MPQD
connector series
feature a DC to 1 GHz operating
frequency and save time with
easy, tool-free installation and
maintenance. This helps minimize
human errors with no torque
wrench required, along with
a positive locking mechanism
that provides a secure, reliable
connection that will not become
loose from vibration. These new
high-power connectors are ideal
for clean rooms and other sterile
environments as the designs
reduce the risk of contamination
from setup tools while the
Pasternack, an Infinite Electronics
brand, has released a
new series of outdoor omnidirectional
antennas that cover
4G, LTE, 5G and CBRS bands.
Pasternack’s new series of 5G
omni antennas offers range
extension and simple deployment
to build out WLAN
and cellular communications
networks as well as private
networks. They are a perfect
fit when broad coverage is
necessary but traditional base
station antennas are too bulky
threadless interface minimizes
potential debris from mating/
un-mating.
Ideal as a drop-in
replacement or as the
interface of choice
HPQD and MPQD connectors
are ideal as a drop-in replacement
or as the interface of choice
in new designs. They are compatible
with the Times Microwave
SFT specialty cable series – a
flexible solution for high power
handling, with low loss, and high
shielding performance, which
is suitable for a wide range of
rugged environments. The SFT‘s
dielectric and jacket enables use
in high ambient temperatures up
to 200 °C. ◄
Outdoor Omnidirectional Antennas for 5G Networks
or expensive. These collinear
omnidirectional antennas feature
low-cost polycarbonate
or ABS options and Type-N
connectors and are suitable
for SISO or MIMO operations.
Additionally, the 2x2
and 4x4 MIMO configurations
ensure double and quadruple
data speeds in comparison to
single-input antennas.
The 5G omni antennas support
6, 7, 8 and 10 dBi gain,
include heavy-duty steel
mast mounting brackets and
are available with fiberglass
radomes (Pro series). Their
rugged polycarbonate and
fiberglass radomes withstand
extreme weather and are rated
to over 120 mph wind loading.
■ Pasternack
www.infiniteelectronics.com
hf-praxis 6/2022 55
RF & Wireless
RFMW introduces new products
Advanced GaN on SiC
Amplifier Module
40 GHz Benchtop Amplifier
1 to 22 GHz. This amplifier can
be operated with a variety of bias
conditions for both low-power
and high-power applications.
X-Band SatComm Power
Amplifier
discrete resistor integration in a
soft board material.
DC to 20 GHz, 250 Micron
Discrete GaAs pHEMT
RFMW announced design and
sales support for a high-power
amplifier module from Elite RF.
The MB.406.0G363228 incorporates
advanced, state-of-theart,
GaN on SiC technology to
deliver 4 W of saturated power
from 400 to 6000 MHz with a
P1dB of 2 W. Biased class AB,
the amplifier provides 32 dB of
gain and works in CW or pulsed
mode to support applications
including EW, commercial and
military radar, jammers, Satcom,
mobile infrastructure, scientific,
medical and laboratory use. The
MB.406.0G363228 can be used
in narrowband and decade bandwidth
applications and comes
with an industry leading 5-year
warranty.
Amplifier Module for
Low-Noise ISM
RFMW announced design and
sales support for a wideband
EMC benchtop power amplifier
from RF-Lambda. The REM-
C26G40GD delivers up to 45
dBm of continuous wave saturated
output power over a range
of 26.5 to 40 GHz with 50 dB
of gain. Used in various applications
ranging from aerospace/
military, Test and Measurement,
and wireless infrastructure, the
benchtop amplifier is a convenient
source of high-power
RF energy. Supply voltage is
either 110 or 220 V AC. The
REMC26G40GD EMC power
amplifier offers features such as
automatic calibration and gain
control as well as over current,
temperature, and reverse power
protection.
Broadband Distributed LO
Driver spans 22 GHz
RFMW announces design and
sales support for a high efficiency
& linearity GaN amplifier
from Qorvo. The QPA1009
delivers an Industry leading 16
W of saturated power from 10.7
to 12.7 GHz for X-band satellite
communications, radar and
point-to-point communications
systems. Power added efficiency
is 35% with a Psat of >43 dBm
at 25 °C and small signal gain of
21 dB. Housed in a 6 x 5 mm, air
cavity, surface mount package.
2-way Power Divider offers
Repeatability
RFMW announced design and
sales support for a discrete
250-Micron pHEMT which operates
from DC to 20 GHz. The
QPD2025D is designed using
Qorvo’s proven standard 0.25
µm power pHEMT production
process. This process features
advanced techniques to optimize
microwave power and efficiency
at high drain bias operating conditions.
The QPD2025D typically
provides 24 dBm of output
power at P1dB with gain of
14 dB and 58% power-added
efficiency at 1 dB compression
making it appropriate for high
efficiency applications. Bias
voltage is 8 V for broadband
wireless, aerospace and defense
applications.
Coaxial Resonator Oscillator
offers Low Phase Noise
RFMW announced design and
sales support for a new Low-
Noise SMA connectorized
amplifier from Amplifier Solutions
Corp. The ASC3064C has
an operating band of 2.4 to 2.6
GHz with typical specifications
of 18 dBm P1dB, 50 dB
gain and a 1.5 dB Noise Figure
when operating at 15 V. With
excellent linearity and very low
noise figure, the ASC3064C is
unconditionally stable and offers
optimal reliability for communications
systems and lab applications
requiring low noise figure.
No external components are
required.
RFMW announced design and
sales support for a broadband
LO driver amplifier from Marki
Microwave. The APM-7516 is
a robust broadband distributed,
low phase noise LO driver amplifier
designed to provide greater
than 20 dBm output power with
excellent return losses and high
input power handling. The APM-
7516 uses GaAs HBT technology
for low phase noise and
is optimized to provide enough
power to drive the LO port of an
S-diode mixer from 1 to 18 GHz
or of an H or L diode mixer from
RFMW announced availability
of the Knowles DLI Wilkinson
Power Divider portfolio ranging
from 2 to 42 GHz. The portfolio
includes the PDW07691, 2-way,
3 dB Wilkinson power divider
with unmatched size and performance
in a surface mount
configuration. Spanning 18 to
20 GHz, the divider incorporates
low-loss, high-permittivity
ceramics, providing miniaturized
dimensions and temperature-stable
RF performance.
Integrated thin film resistors
improve phase and amplitude
balance. The PDW07691 power
divider is a superior option over
RFMW announced design
and sales support for APA
Wireless Coaxial Resonator
oscillators (CRO). The
R1950SMUA5CR delivers -125
dBc/Hz typical phase noise at 10
kHz offset at its operating range
of 1950 MHz. V CC is 5 V while
the tuning voltage range is 0.5 to
4.5 V. Typical output power is 7
dBm. Packaged in a standard 0.5
x 0.5 inch castellated SMT, the
56 hf-praxis 6/2022
RF & Wireless
API Wireless R1950SMUA5CR
is a form/fit/function replacement
for the EOL Qorvo UMX-
1039-D16-G.
Hi-Rel GaAs MESFET
RFMW announced availability
of discrete devices from Microwave
Technology (MwT). The
MwT-9F70 GaAs MESFET
delivers 26.5 dBm P1dB at 12
GHz and is ideally suited to
applications requiring high-gain
and medium linear power in the
500 MHz to 26 GHz frequency
range. Small signal gain is 11
dB. Offered in a -70 ceramic
package, the MwT-9F70 can be
used in military and hi-rel SWaP
designs and is also available in
DIE and other packaged configurations,
all with MTBF values
better than 1x108 hours at 150
°C channel temperature.
High-Frequency, High-Power
Amplifier
RFMW announced design and
sales support for a high-frequency,
high-power amplifier
from Qorvo. Qorvo’s Spatium
QPB2731N is a solid state, spatial-combining
amplifier with an
operating range of 27 to 31 GHz.
With >49 dBm of instantaneous
linear power, this amplifier
is the ideal building block for
Satcom BUC’s and other millimeter-wave
subsystems with
wide-ranging applications. Using
patented and field-proven Spatium
combining technology, the
QPB2731N provides unprecedented
performance in a rugged,
compact size and weight which
reduces total cost of ownership
compared to alternative technologies.
The QPB2731N is equipped
with an integrated bias card,
which allows for convenience
of operation, reducing electrical
losses in the bias networks,
and weight reduction over using
a separate bias card. It provides
individualized bias settings for
each amplifier blade in the Spatium
SSPA.
Wideband Omni for
Multiband Antenna
Applications
RFMW announced design and
sales support for a Southwest
Antennas’ halfwave dipole
antenna. The 1001-342 delivers
wideband performance for commercial,
military and federal law
enforcement bands from 1.35 to
2.5 GHz with 2.4 dB omni-directional
gain. Handling up to 100
W of RF energy, applications
served include tactical radio
systems, handheld or bodyworn
radios, C4ISR/EW/SIGINT,
DOD, unmanned systems, highband
cellular and 2.4 GHz ISM
band coverage. The 1001-342
antenna features a black chrome
Type-N(m) RF connector and a
rugged flat black, G10 fiberglass
radome which gives the antenna
a low visibility finish for tactical
applications.
■ RFMW
www.rfmw.com
partnering with
High-performance RF & MW components
TSX Series
www.smithsinterconnect.com
Surface Mountable Chip Attenuators
■ Excellent broadband RF performance
to 50 GHz with increased power
handling in a small surface-mount
format
■
Robust and proven all thin film process
technology on an alumina substrate
SpaceNXT QT Series
Flexible Coaxial Cable Assemblies
■ Mode Free performance up to 50
GHz for high-frequency applications
■
Improved phase stability over a wide
range of temperatures whilst meeting
NASA/ESA outgassing specifications
www.rfmw.com/emc
RF & Wireless
Bluetooth Indoor Positioning Antenna Board
u-blox, a leading global provider
of positioning and wireless
communication technologies
and services, has announced the
u-blox ANT-B10 antenna board
for Bluetooth direction finding
and indoor positioning applications.
Designed for integration
into commercial end-products,
the board enables low power,
high precision indoor positioning
and speeds up evaluation,
testing, and commercialization
of Bluetooth direction finding
and indoor positioning solutions.
Bluetooth indoor positioning
uses the angle of arrival (AoA)
of a Bluetooth direction finding
signal emitted by a mobile tag
at several fixed anchor points
to calculate the tag’s location in
real-time with sub-meter accuracy.
The technology, which
benefits from Bluetooth’s vast
ecosystem and interoperability
across platforms, is gaining
traction due to its low cost, high
accuracy, and relative ease of
installation and maintenance.
ANT-B10 is a self-contained
Bluetooth low energy antenna
board for direction finding and
indoor positioning. The board,
which features an antenna array
comprising eight individual
patch antennas, is built around
a u-blox NINA-B411 Bluetooth
5.1 module. After processing
incoming RF signals emitted
by mobile tracker tags in the
module’s radio and angle calculation
processor, the solution
outputs the calculated angle of
arrival without requiring any
additional processes.
The release also includes
the XPLR-AOA-3 explorer kit.
It features an application board,
which offers developers a quick
and easy way to evaluate and test
the ANT-B10 antenna board, as
well as u-blox’s direction finding
algorithm. An off-the-shelf pin
header on the application board
allows for easy bring-up and
testing of ANT-B10 and thirdparty
antenna boards. And connecting
the two boards yields a
ready-to-use AoA indoor positioning
anchor point in seconds.
ANT-B10 and XPLR-AOA-3
complements the existing
u-blox indoor positioning offering,
which includes the popular
XPLR-AOA-1 and XPLR-
AOA-2 kits. Using u-connectLocate,
which runs on ANT-B10’s
Bluetooth module, solution
developers can easily execute
the angle calculation algorithms
using AT commands. When combined,
the solution suite is ready
to go for end-product integration.
Common use cases for Bluetooth
indoor positioning and
direction include tracking assets
in industrial settings such as in
warehouses as well as people and
things in hospitals, retail environments,
or museums. Additionally,
access control systems
deployed in connected buildings
can use angle detection to determine
which side of a door users
are located on.
Actively engaged with the
technological ecosystem
To determine the angle of arrival
of incoming signals for direction
finding, the ANT-B10 board concurrently
processes them on all
eight patch antennas. Because
implementing multiple RF paths
connected to multiple RF switches
unnecessarily increases
power demand and introduces
errors, the ANT-B10 board uses
an industry-leading single RF
switch component from u-blox
partner CoreHW that cycles
through the eight antennas at a
microsecond timescale.
■ u-blox
www.u-blox.com
Broadband Capacitors
In addition to the smaller case size
01005BB and the 0201BB Broadband
Capacitors, Passive Plus, Inc. (PPI) has
developed larger Broadband Capacitors in
three larger case sizes: 0402BB, 0603BB,
and 0805BB. Values available are 10 and
100 nF, depending on case size. These
capacitors are intended primarily for
coupling RF signals or, occasionally, for
bypassing them to ground, while blocking
DC. The applications for which they are
intended require small, surface-mountable
devices that provide low RF impedances,
i.e., low insertion losses and reflections,
across extremely large RF bandwidths
and temperatures typically ranging from
-55 to +125 °C.
Applications for the Broadband series are
primarily found in the „signal integrity“
market:
• optoelectronics/highspeed data
• ROSA/TOSA (transmit/receive optical
subassemblies)
• SONET (Synchronous Optical Networks)
• broadband test equipment
• broadband microwave and millimeter
wave amplifiers and oscillators
Customers requiring surface-mountable,
10 or 100 nF capacitors that provide resonance-free,
low insertion loss, low reflection
operation over extremely large RF
bandwidths will be well served by PPI‘s
Broadband series.
■ Passive Plus, Inc.
www.passiveplus.com
58 hf-praxis 6/2022
RF & Wireless
Support for IEEE 802.11ax 6-GHz-Band OTA Measurements
The Microwave Vision Group
(MVG) and Anritsu Corporation
are pleased to announce a
new solution supporting IEEE
802.11ax 6 GHz band (WiFi 6E)
OTA measurements by combining
an MVG multi-probe system
and Anritsu’s MT8862A
Wireless Connectivity Test Set.
The 6 GHz band in the 802.11ax
standard is the first new frequency
band for about 20 years.
As an unlicensed band, it supports
a bandwidth of 1.2 up
to 7.125 GHz with 160 MHz
channels for high data throughput.
First use of the unlicensed
6 GHz band started in the USA
as a result of collaboration between
the Federal Communications
Commission (FCC) and
leading technology companies
and there is a worldwide movement
to adopt and use this band,
with many countries already in
operation.
Assuring product RF performance
quality is a new challenge
in using the 6 GHz band
efficiently. OTA measurements
and RF performance checks help
solve this challenge to support
products with stable performance
and faster speeds for better customer
satisfaction. the MT8862A
and thus support OTA measurements
of the 6 GHz I02.11ax
band (Wi-Fi 6E).
MVG multi-probe OTA test systems
equipped with an Anritsu
MT8862A support an effective,
simple, and stable test environment
for RF evaluation of the
new WiFi 6 spectrum extension,
WiFi 6E. MVG multi-probe
systems are suited to measure
antennas and perform OTA
testing of wireless devices of
all sizes. Delivering ultra-fast
results, MVG multi-probe systems
enable 3D visualization
of antenna radiation patterns of
devices under test through a fast
electronic scan of its probe array.
Using only a single axis azimuth
positioner, it minimizes scattering
caused by the positioning
system, resulting in more accurate
measurements. The product
line ranges from compact portable
test systems to particular
measurement solutions that
accommodate very heavy DUTs.
MVG multi-probe systems,
including a majority of those previously
installed, can be associated
with the MT8862A and thus
support OTA measurements of
the 6 GHz IEEE 802.11ax band
(WiFi 6E).
Anritsu’s MT8862A Wireless
Connectivity Test Set is the
only all-in-one test solution for
WLAN RF measurements supporting
IEEE 802.11a/b/g/n/ac/
ax, and the 2.4, 5 and 6 GHz
frequency bands with 160 MHz
channel bandwidths. With its stable
wide-dynamic-range communications,
it is the ideal OTA
measurement solution.
■ Anritsu Corporation
www.anritsu.com
Ultrawideband RF Amplifier
Rohde & Schwarz announced the widest
band, most flexible broadband RF amplifier
available on the market. The new R&S
BBA300 family provides a single amplifier
solution that eliminates the need to
switch instruments or bands during a test.
This facilitates testing on automotive and
ultrawide band wireless communication
radios for example.
The unique features of the new R&S
BBA300 family include its continuous
ultrawide frequency range from 380 MHz to
6 GHz in a single amplifier. This is believed
to be an industry first. It comprehensively
addresses the requirements of EMC test
centres, RF component designers and product
design & validation. The new broadband
amplifiers are a major advance on
existing Rohde & Schwarz amplifiers for
development and product validation tests
in quality assurance, and in the development
and production of RF components.
The new broadband amplifiers offer outstanding
RF performance over this wide
bandwidth ensuring dependable test results
over the entire frequency range. Initially,
two models are available. The BBA300-DE
operates from 1 to 6 GHz and the BBA300-
CDE offers 380 MHz to 6 GHz capability.
The all-new design extends through its
mechanical aspects, software, and RF
design, delivering flexible and robust RF
performance. The R&S BBA300 family’s
design and manufacture ensure excellent
linearity and outstanding noise power
density (as low as -110 dBm/Hz). It also
ensures excellent harmonic performance
(down to -25 dBc). Intelligent protection
features ensure high availability, even in
the event of component failure. Rohde &
Schwarz’s high-quality design and manufacturing
provide resilience against all forms
of mismatch. With self-protection built-in,
the instruments are robust against RF mismatch
up to SWR of 6.
The R&S BBA300 models benefit from
numerous smart settings and activation
functions, which readily adapt instruments’
settings and behaviour according to the
application. The amplifier design offers the
ability to realise a broad array of customer
system setups, offering high flexibility and
scalability, with upgradable frequency and
power. This makes it easy for customers to
expand their systems, building upon their
initial investment.
■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG
www.rohde-schwarz.com
hf-praxis 6/2022 59
1 MHZ TO 50 GHZ
Mesh Network
Test Systems
Simulate Real-World Mesh
Communication in Your Lab
• Port counts from 3 to N
• Independently controlled attenuation on every path
• Attenuation range up to 120 dB
Ideal for testing receiver sensitivity, changes
in range between devices, effects of
interference on performance and more!
Common applications:
• R&D testing of wireless “smart” devices
• Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi, IoT
• Qualification / acceptance testing of military radios
• UHF / VHF band man-pack / vehicular systems
• PMR / TETRA
RF & Wireless/Impressum
Anritsu and Comprion Announce eSIM Test Profile
Download Service for 5G and 4G Protocol Testing
Anritsu Corporation and Comprion
are pleased to announce the
availability of downloadable 5G
and 4G eSIM test profiles for use
with Anritsu’s MT8000A Radio
Communications Test Station
and Rapid Test Designer (RTD)
application software.
An increasing number of mobile
device manufacturers are integrating
embedded SIMs (eSIMs)
into their products, whether
phones, tablets, wearables or IoT
devices, both for flexibility and
to save valuable physical device
real-estate. However, because
eSIMs are non-removable, it
is now more difficult to set-up
communication testing between
the mobile device and a network
simulator in the lab.
Previously, test labs and handset
manufacturers used a physical
Anritsu Test SIM to configure
the mobile device so it could
be tested with the Anritsu network
simulator. However, since
there is no longer a card slot for
eSIM-only devices, the device‘s
configuration must instead be
digitally loaded onto the mobile
device-under-test via an Anritsuspecific
eSIM test profile.
This is now also possible for
prototype and commercial eSIM
devices via the Comprion eSIM
Test Profile Service. Comprion
and Anritsu have jointly developed
the necessary test profiles
to test the mobile devices using
the Anritsu MT8000A network
simulator for the RTD 5G and
4G protocol test software environment
in the R&D lab.
The Comprion eSIM Test Profile
Service is fully GSMA SAS
compliant and available online
via a subscription service. It
includes a repository of eSIM
test profiles as well as a GSMAstandardized
Remote SIM Provisioning
service to deliver the
test profiles to eSIM devices.
“The combination of a repository
of eSIM test profiles and a
GSMA-standardized and SAScompliant
Remote SIM Provisioning
service to deliver Anritsu
specific test profiles to eSIM
devices is unique in the industry
and makes testing easier,
faster, and more cost-effective,
significantly reducing time-tomarket“,
says Dr. Marcus Dormanns,
Lead Innovation Manager
at Comprion.
Anritsu’s Marketing Director
Kevin Ingrams adds: “Anritsu
is delighted that once again it
is extending its successful longterm
collaboration with Comprion
to deliver market leading
eSIM test solutions to its customers
in order to keep them at the
forefront of latest technology”.
■ Anritsu Corporation
www.anritsu.com
Mini-Circuits Awarded Best RF Supplier Distinction by SPDEI
SPDEI, an association of electronic component distributors
in France has recognized Mini-Circuits as
Best RF Supplier in its 2022 award selection. SPDEI
consists of 22 member firms including Milexia France
SAS, which serves the French market as Mini-Circuits‘
authorized sales representative and distributor.
Suppliers are nominated for awards in various
categories by SPDEI member firms and selected by
jury based on several criteria including strength of
partnership, product offering, profitability and support
for customers and sales affiliates. Milexia president,
Pascal Gandolfini nominated Mini-Circuits as
a candidate among several suppliers in the RF category
based on 30 years of mutual success serving
customers in the RF/microwave space. Gandolfini
commented, „Milexia was very pleased to sponsor
Mini-Circuits‘ candidacy for the award for best
supplier of RF products. They‘ve always provided
products and support that our customers value, and
I think many distributors wish they had more suppliers
that extend the kind of partnership that Mini-
Circuits does.“ Paul Wilson, Mini-Circuits‘ global
vice president of sales commented, „We‘re honored
by this recognition from SPDEI and our friends at
Milexia. Our sales reps and distributors are an integral
part of Mini-Circuits‘ vision tobe thepartner of
choice for our customers, and this award is great
proof of the strength of our relationship with Milexia
and our other partners around the world.“ Support,
and supply chain stability that have earned the
industry‘s trust since 1968.
■ Mini-Circuits
sales@minicircuits.com
www.minicircuits.com
hf-Praxis
ISSN 1614-743X
Fachzeitschrift
für HF- und
Mikrowellentechnik
• Herausgeber und Verlag:
beam-Verlag
Krummbogen 14
35039 Marburg
Tel.: 06421/9614-0
Fax: 06421/9614-23
info@beam-verlag.de
www.beam-verlag.de
• Redaktion:
Ing. Frank Sichla (FS)
redaktion@beam-verlag.de
• Anzeigen:
Myrjam Weide
Tel.: +49-6421/9614-16
m.weide@beam-verlag.de
• Erscheinungsweise:
monatlich
• Satz und
Reproduktionen:
beam-Verlag
• Druck & Auslieferung:
Bonifatius GmbH,
Paderborn
www.bonifatius.de
Der beam-Verlag übernimmt,
trotz sorgsamer Prüfung
der Texte durch die
Redaktion, keine Haftung
für deren inhaltliche
Richtigkeit. Alle Angaben im
Einkaufsführer beruhen auf
Kundenangaben!
Handels- und Gebrauchsnamen,
sowie
Warenbezeichnungen
und dergleichen werden
in der Zeitschrift ohne
Kennzeichnungen
verwendet.
Dies berechtigt nicht
zu der Annahme, dass
diese Namen im Sinne
der Warenzeichen- und
Markenschutzgesetzgebung
als frei zu betrachten sind
und von jedermann ohne
Kennzeichnung verwendet
werden dürfen.
62 hf-praxis 6/2022
GLOBES Elektronik GmbH & Co KG
HEILBRONN
HAMBURG
MÜNCHEN
Berliner Platz 12 • 74072 Heilbronn
Tel. (07131) 7810-0 • Fax (07131) 7810-20
Gutenbergring 41 • 22848 Norderstedt
Tel. (040) 514817-0 • Fax (040) 514817-20
Streiflacher Str. 7 • 82110 Germering
Tel. (089) 894 606-0 • Fax (089) 894 606-20
hf-welt@milexia.de
www.milexia.com • www.globes.de