6-2022
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik
Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik
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Juni 6/<strong>2022</strong> Jahrgang 27<br />
HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
Echtzeit-Spektrumanalyse mit<br />
tragbarem High-End-HF-Messlabor<br />
Aaronia AG, Seite 26<br />
BEYOND REA LT IME
MMWAVE FILTERS<br />
LTCC Meets 5G<br />
The World’s Widest Selection<br />
• Band pass filters optimized for n257, n258, n260<br />
and n261 5G bands<br />
• Low pass filters with passbands up to 30.5 GHz<br />
• High pass filters fco from 28 to 36 GHz<br />
• Rejection up to 40 dB<br />
• Proprietary material systems and distributed topologies<br />
• Pick-and-place standard case styles<br />
DISTRIBUTORS
Editorial<br />
Schlüsselelement Antenne<br />
Technische Beratung und Distribution<br />
RTP5000 -<br />
USB Leistungsmessung<br />
in Echtzeit für 5G<br />
Thomas Rottach<br />
Siglent Technologies Germany<br />
GmbH<br />
www.siglenteu.com<br />
Die fortschreitende Digitalisierung, die Weiterentwicklung<br />
datenbasierter KI oder auch Technologietrends wie autonome<br />
Fahrzeuge basieren auf schneller, sicherer und zuverlässiger<br />
Kommunikation. Angetrieben davon, haben sich drahtlose<br />
Technologien im Laufe des letzten Jahrzehnts enorm entwickelt.<br />
Viele neue Standards wurden entwickelt, um die speziellen<br />
Anforderungen der verschiedenen Anwendungen erfüllen zu<br />
können. Etwa IoT-Anwendungen benötigen wenig Bandbreite, da<br />
nur wenige Daten übertragen werden müssen – allerdings muss<br />
die Übertragung energieeffizient und in einem großen Gebiet<br />
verfügbar sein. Im Gegensatz dazu werden bei der Vernetzung<br />
von Büros und Wohnungen hohe Bandbreiten, die z.B.<br />
Videostreaming ermöglichen, benötigt. Hier spielt die Reichweite<br />
kaum eine Rolle.<br />
Bandbreite und Reichweite sind eng mit der Trägerfrequenz<br />
verbunden. LoRa mit großer Reichweite und kleiner<br />
Kanalbandbreite (125 ... 500 kHz) ist u.a. bei 433 und 868<br />
MHz angesiedelt. Im Gegensatz dazu liegt das FR2-Band des<br />
5G-Standards über 24 GHz und ein Kanal kann hier bis zu 400<br />
MHz breit sein.<br />
• 195MHz Videobandbreite mit 3ns Anstiegszeit<br />
• 100.000 Messvorgänge / Sekunde<br />
• Crest Faktor, CCDF und statistische Messung<br />
• Effektive Abtastrate 10GS/s<br />
RF-over-Fiber Lösungen vs<br />
Coax für 5G Testing<br />
• Quasi verlustfreie Übertragung,<br />
Störungsunempfindlich<br />
• Hervorragende Gainflatness<br />
und Phasenrauschen<br />
• Bandbreiten bis 40GHz<br />
Mesh-Network Testsysteme<br />
für IOT<br />
• Simulation realer Mesh Netzwerke in der<br />
Produktionsumgebung<br />
• Unabhängig steuerbare Kanaldämpfungen bis 120dB<br />
Weniger offensichtlich ist vielleicht: Im gleichen Zuge<br />
haben sich auch die Antennen spezialisiert und beträchtlich<br />
weiterentwickelt. Das in 5G spezifizierte Beamforming ist nur<br />
möglich mit feinstrukturierten Antennenarrays, in anderen<br />
Bereichen sind neben den klassischen Antennenparametern die<br />
Integration im Device und/oder die Größe wichtige Vorgaben.<br />
Der Zukauf von Antennenelementen „von der Stange“ ist zwar in<br />
vielen Fällen noch sinnvoll. Um bei anspruchsvollen Projekten die<br />
Leistungsfähigkeit zu gewährleisten, muss die Antenne jedoch<br />
von Spezialisten entwickelt werden. Auch bei der Vermessung der<br />
Antennen- und Systemparameter haben sich die Anforderungen<br />
stark verändert. Die teils kompakten Strukturen müssen in<br />
speziellen Testkammern OTA (Over-the-Air) getestet werden.<br />
www.<br />
.de<br />
Mit neuen Frequenzbändern und neuen Testszenarien und den<br />
damit notwendigen Investitionen erhöhen sich die Kosten für<br />
die gesamte Entwicklung stark. Das ist alternativlos, denn ein<br />
Performance-Verlust am Schlüsselelement Antenne ist nicht zu<br />
rechtfertigen.<br />
municom Vertriebs GmbH<br />
Traunstein · München<br />
EN ISO 9001:2015<br />
Mail: info@municom.de · Tel. +49 86116677-99<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong> 3
Inhalt 6/<strong>2022</strong><br />
Juni 6/<strong>2022</strong> Jahrgang 27<br />
Die ganze Bandbreite<br />
der HF-und MW-Technik<br />
MMwave Antenna Products<br />
Standard Gain Horns<br />
from 12.4 to 750 GHz<br />
HF- und<br />
Echtzeit-Spektrumanalyse mit<br />
tragbarem High-End-HF-Messlabor<br />
Aaronia AG, Seite 26<br />
Mikrowellentechnik<br />
BEYOND REA LT IME<br />
Zum Titelbild:<br />
Tragbares Messlabor<br />
mit schnellster Echtzeit-<br />
Spektrumanalyse<br />
Nicht nur für EMC<br />
Pre-Compliance Tests - Mit<br />
dem Spectran V6 Command<br />
Center gelangt man u.a.<br />
schnell und sicher zur EMV-<br />
Konformität. 26<br />
Conical Horn Antennas<br />
from 12.4 to 325 GHz<br />
Fachartikel in dieser Ausgabe<br />
Wide Angle Scalar Feed Horns<br />
from 12.4 – 110 GHz<br />
Scalar Feed Horn Antennas<br />
from 8.4 to 220Ghz<br />
Probe Waveguide Antennas<br />
from 8.2 to 500 GHz<br />
OmniDirectional Antennas<br />
from 12.4 to 140 GHz<br />
Horn Lens Antennas<br />
from 8.4 to 260 Ghz<br />
Cassegrain Reflector Antennas<br />
from 5.0 – 220 GHz,<br />
Diameters from 10 to 84 inches<br />
Vereinfachte Antennenkalibrierung in Massive-MIMOund<br />
Phased-Array-Systemen<br />
In diesem Artikel wird die Phasensynchronisation der Hochfrequenz-PLL<br />
in den SDRs von Analog Devices behandelt. 14<br />
Spot Focus Antennas<br />
Wide Range of Available Beamwidths<br />
and Reflector Sizes from 8.4 to 260 Ghz<br />
Prime Focus Antennas<br />
from 12 .4 – 140 GHz,<br />
Diameters from 18 to 72 inches<br />
Trihedral Corner Reflector Antennas<br />
from 8.4 to 260Ghz,<br />
Standard sizes from 1 to 8 inch configurations<br />
TACTRON ELEKTRONIK GmbH & Co. KG<br />
Bunsenstr. 5/II ▪ D-82152 Martinsried<br />
Tel.: +49 (0)89 89 55 69 0 ▪ Fax: +49 (0)89 89 55 69 29<br />
www.tactron.de • info@tactron.de<br />
4<br />
Rubriken:<br />
3 Editorial<br />
4 Inhalt<br />
6 Aktuelles<br />
10 Schwerpunkt<br />
Antennen<br />
26 Messtechnik<br />
34 Stromversorgung<br />
44 Grundlagen<br />
47 Bauelemente<br />
52 Aktuelles<br />
53 Software<br />
54 Verstärker<br />
55 RF & Wireless<br />
62 Impressum<br />
Wie 5G-kompatibel sind<br />
IoT-Antennen?<br />
Das Wachstum und das<br />
Potential von 5G werden erst<br />
in den kommenden Jahren<br />
den Telekommunikations-<br />
Unternehmen sowie deren Kunden<br />
zugutekommen. Insbesondere<br />
die scheinbar kleinen Fragen wie<br />
„Sind die Antennen unserer IoT-<br />
Module überhaupt kompatibel mit<br />
5G?“ sollten heute schon gelöst<br />
werden. 20<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
International News<br />
JYEBAO<br />
GNSS für Anwender<br />
Ein GNSS ist ein System zur<br />
Positionsbestimmung und Navigation auf<br />
der Erde und in der Luft auf Basis von<br />
Navigationssatelliten und Pseudoliten. 25<br />
Broadband Distributed LO Driver<br />
spans 22 GHz<br />
RFMW announced design and sales<br />
support for a broadband LO driver<br />
amplifier from Marki Microwave. 56<br />
Bluetooth Indoor Positioning<br />
Antenna Board<br />
Neue,<br />
hochflexible<br />
Testkabel<br />
von JYEBAO<br />
Intelligente Stromversorgungslösungen für<br />
Signalketten<br />
Signalketten führen analoge Größen aus<br />
der physikalischen Welt in die digitale<br />
Datenwelt. Ihre Stromversorgung kann jedoch<br />
problematisch sein, da sie die Performance des<br />
Systems nicht negativ beeinflussen darf. 34<br />
u-blox has announced the u-blox ANT-<br />
B10 antenna board for Bluetooth<br />
direction finding and indoor positioning<br />
applications. 58<br />
Support for IEEE 802.11ax 6-GHz-Band<br />
OTA Measurements<br />
• Very Flexible<br />
(PUR jacket)<br />
• Stainless Precision<br />
Connectors used<br />
• Excellent RF<br />
performance<br />
• Extra sturdy connector/<br />
cable connection<br />
(Solder clamp designs)<br />
• Taper Sleeve added<br />
• Intended for lab use/<br />
intensive handling<br />
Was ist, was kann UWB-Technologie?<br />
Nachdem das IEEE der Spezifikation<br />
802.15.4 Unterstützung für Ultra-Wideband-<br />
Kommunikation hinzugefügt hat, machte<br />
sich eine Reihe sehr großer Namen schnell<br />
daran, die Technologie zu übernehmen. Nicht<br />
nur Fahrzeugzugang und Autorisierung per<br />
Smartphone sind hierbei interessant. 44<br />
The Microwave Vision Group (MVG)<br />
and Anritsu Corporation are pleased<br />
to announce a new solution supporting<br />
IEEE 802.11ax 6 GHz band (WiFi 6E)<br />
OTA measurements by combining an<br />
MVG multi-probe system and Anritsu’s<br />
MT8862A Wireless Connectivity Test<br />
Set. 59<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong> 5
Aktuelles<br />
KI für „rasante“ Signalverarbeitung<br />
Radar- und Funksysteme der<br />
nächsten Generation erfordern<br />
eine hochleistungsfähige<br />
Signalverarbeitung und die<br />
Fähigkeit, riesige Datenmengen<br />
zu verarbeiten, die in und<br />
aus den Recheneinheiten fließen.<br />
Die neue Versal Premium<br />
Serie mit AI Engines wurde für<br />
diese Anforderungen entwickelt<br />
und für signalverarbeitungsintensive<br />
Anwendungen in den<br />
Bereichen Luft- und Raumfahrt<br />
und Verteidigung (A&D) sowie<br />
Test- und Messtechnik (T&M)<br />
optimiert. Zu den wichtigsten<br />
Anwendungsfällen gehören<br />
Radaranwendungen, Signalanalyse,<br />
Wireless-Systemtests und<br />
Tests von Wireless-Geräten. Die<br />
Versal-Premium-Serie mit AI<br />
Engines ist Teil des 7nm Versal<br />
Adaptive Compute Acceleration<br />
Platform (ACAP) Portfolios, zu<br />
dem auch die bisherigen Bausteine<br />
der Versal-Premium-Serie<br />
gehören. Die Versal-Premium-<br />
Serie mit AI Engines bietet eine<br />
vierfache Steigerung der Signalverarbeitungskapazität<br />
im Vergleich<br />
zur aktuellen Generation<br />
des Virtex UltraScale+ VU13P<br />
FPGA. Sie beseitigt außerdem<br />
I/O-Engpässe mit einer seriellen<br />
Bandbreite von bis zu 9 Tb/s<br />
und bietet durch die heterogene,<br />
energieoptimierte Integration<br />
von gehärteten, ASIC-ähnlichen<br />
Cores wie 100G/600G Ethernet-Cores,<br />
400G High-Speed<br />
Neuer Produktkatalog von Nexio<br />
Viele von uns haben mit „Kurbel“-Empfängern<br />
begonnen und eine Software schätzen gelernt,<br />
die automatische Abläufe, Auswertungen und<br />
Dokumentationen unterstützt und vereinfacht.<br />
Im neuen Katalog finden wir gute Bekannte,<br />
manchmal mit neuem Gesicht und die in jüngster<br />
Zeit neu hinzugekommenen Module und<br />
Verbesserungen:<br />
• Die neue Oberfläche BAT-VisuV4 für Emission<br />
bietet verbesserte Darstellung und auch<br />
3D-Überblick sowie viele Details bei Nachmessungen.<br />
• „EMI Automotive“ für die vielfältigen Anforderungen<br />
der Automobilstandards<br />
• schnellerer Reportgenerator mit verbesserten<br />
Gestaltungsmöglichkeiten<br />
Crypto Engines, DDR-Speicher-Controller<br />
und integrierten<br />
PCIe Gen5-Blöcken deutlich<br />
reduzierte Größe, Gewicht<br />
und Leistung. Versal Premium<br />
mit AI Engines kombiniert die<br />
hochentwickelte Signalverarbeitung<br />
der bewährten Versal<br />
AI Core Serie, die derzeit in<br />
Produktionsmengen an Kunden<br />
ausgeliefert wird, mit der<br />
massiven digitalen Signalverarbeitungskapazität<br />
(DSP) und<br />
den seriellen Bandbreitenkapazitäten<br />
der bestehenden Versal-<br />
Premium-Serie. Durch die Kombination<br />
von KI-Engines mit<br />
DSP-Engines können Benutzer<br />
von Versal Premium mit KI-<br />
Engines-Bausteinen erhebliche<br />
Leistungssteigerungen im Vergleich<br />
zu den 16-nm-Bausteinen<br />
der vorherigen Generation<br />
von Xilinx und den heute auf<br />
dem Markt befindlichen Konkurrenzprodukten<br />
erzielen. Die<br />
Tabelle zeigt die Leistungssteigerungen<br />
für CIN16-, FP32- und<br />
INT8-Beschleunigung. Durch<br />
die heterogene Integration von<br />
KI-Engines und DSP-Engines<br />
können A&D- und T&M-Kunden<br />
der passenden Aufgabe<br />
• umfangreiche Prüflingsüberwachung, neu<br />
„Audio-Breakthrough“ und „e-Call“<br />
• „Metrology“ zur Qualitätssicherung im Labor<br />
Das ist möglich: Definition von Gerätegrenzwerten<br />
und Unsicherheiten, Überwachung von<br />
Pulsgeneratoren (Anstiegszeit, Spitzenwert<br />
usw.) und Überwachung der Netznachbildungen<br />
(Impedanz, Phase etc.)<br />
• zusätzliche Signale und Treiber in BAT-ELEC<br />
• BAT-RF: zusätzlich zu passiven Antennen<br />
auch Charakterisierung aktiver Module<br />
• HV-LV-Kopplung<br />
• BAT-Scanner in zwei Varianten<br />
Die Nexio-Software vereint viele Tests in<br />
einer Software. Die EMCO Elektronik GmbH<br />
ist lokaler Ansprechpartner in Deutschland,<br />
Österreich und der Schweiz für diese Software.<br />
■ EMCO Elektronik GmbH<br />
info@emco-elektronik.de<br />
www.emco-elektronik.de<br />
die richtige Compute-Engine<br />
zuordnen – von A&D-Radaranwendungen<br />
wie adaptive Strahlformung<br />
bis hin zur Signalverarbeitung<br />
für RF-Machine-Learning-Anwendungen<br />
wie digitales<br />
RF-Memory und Richtungsfindung.<br />
Im T&M-Markt adressiert<br />
Versal Premium mit KI-<br />
Engines die wachsende Nachfrage<br />
nach drahtlosen Tests als<br />
Teil der globalen 5G-Einführung<br />
für Anwendungen wie 5G-Protokoll-<br />
und Produktionstests<br />
sowie automatisierte Halbleiter-<br />
Testgeräte.<br />
Außerdem bietet die Versal<br />
Premium Serie mit AI<br />
Engines erhebliche Leistungssteigerungen<br />
und zusätzliche<br />
Funktionen bei geringerem<br />
Stromverbrauch und weniger<br />
Platzbedarf. Bei Radar-Beamforming-Anwendungen<br />
ermöglichen<br />
die heterogenen Compute<br />
Engines eine um 67% kleinere<br />
Fläche und einen bis zu 43%<br />
geringeren Stromverbrauch bei<br />
2facher Beamforming-Leistung.<br />
Wie bei allen Mitgliedern des<br />
Versal-ACAP-Portfolios bietet<br />
man Entwicklungs-Tools für eine<br />
breite Spanne von Entwicklern<br />
an: Vivado ML für Hardware-<br />
Entwickler und die Vitis- und<br />
Vitis-AI-Entwicklungsplattformen<br />
für Software-Entwickler,<br />
KI- und Daten-Wissenschaftler.<br />
Kunden haben außerdem Zugang<br />
zu AI-Engine-Tutorials und<br />
Demo-Designs, die ihnen helfen,<br />
schneller mit der Entwicklung<br />
zu beginnen. Die Versal-<br />
Premium-Serie mit KI-Engines<br />
wird voraussichtlich in der ersten<br />
Hälfte des nächsten Jahres ausgeliefert.<br />
Kunden können schon<br />
jetzt mit dem Testen beginnen,<br />
indem sie Prototypen mit den<br />
vorhandenen Versal Premium<br />
und Versal AI Core Evaluation<br />
Kits und Geräten erstellen, für<br />
die bereits jetzt Dokumentation<br />
und Tools verfügbar sind. Um<br />
mehr zu erfahren und anzufangen,<br />
besuchen Sie die Produktseite<br />
der Versal-Premium-Serie.<br />
■ Xilinx<br />
www.xilinx.com<br />
6 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
PERFORM BETTER.<br />
TDEMI® TECHNOLOGY<br />
for a smarter world.<br />
The outstanding features of the TDEMI® TECHNOLOGY are fully supported and compatible with<br />
TILE!, BAT-EMC, LabVIEW, TDK TESTLAB, RadiMation®, EMI64k, customers' in-house software, ...<br />
by the inventors of the full compliance real-time FFT based measuring instrument.<br />
gauss-instruments.com
Aktuelles<br />
Rohde & Schwarz baut durch Übernahme von The Technology Academy digitales Trainingsangebot aus<br />
Rohde & Schwarz kündigte<br />
an, The Technology Academy<br />
übernommen zu haben. Der in<br />
Großbritannien ansässige etablierte<br />
Anbieter von Online-<br />
Trainings in den Bereichen<br />
HF-, Wireless- und Mikrowellen-Technik<br />
sei der ideale<br />
Partner für die Erweiterung des<br />
Trainingsangebots von Rohde<br />
& Schwarz und wird eine<br />
wichtige Rolle für den Ausbau<br />
der Professional Services des<br />
Unternehmens spielen.<br />
The Rohde & Schwarz Technology<br />
Academy kombiniert<br />
das Knowhow und die Branchenexpertise<br />
des traditionsreichen<br />
Messtechnikherstellers<br />
– der derzeit virtuelle<br />
und Live-Trainings in seinem<br />
hauseigenen Trainingszentrum<br />
sowie vor Ort bei Bestandskunden<br />
anbietet – mit der Online-<br />
Trainingskompetenz von The<br />
Technology Academy. Fachkräften<br />
mit unterschiedlichen<br />
Erfahrungsniveaus steht rund<br />
um die Uhr ein umfangreiches<br />
Portfolio an On-Demand-<br />
Kursen zur Verfügung. Nutzer<br />
erhalten einfachen und sofortigen<br />
Zugriff auf verschiedene<br />
zertifizierte Trainings und Weiterbildungen,<br />
aus denen sie<br />
wertvolles Expertenwissen und<br />
Branchenkenntnisse schöpfen.<br />
Neben der praxisnahen und<br />
anwendungsorientierten Darstellung<br />
der Lerninhalte steht<br />
besonders die Verständlichkeit<br />
der Erläuterungen im Fokus.<br />
Für erfolgreich absolvierte<br />
Kurse können entsprechende<br />
Zertifikate ausgestellt werden.<br />
Hauptziel des Trainingsangebots<br />
ist es, Mitarbeitende<br />
in technischen Berufen für<br />
neue Herausforderungen zu<br />
rüsten und über die neuesten<br />
Technologien ins Bild zu setzen.<br />
Das webbasierte Format<br />
unterstützt zudem flexibles<br />
und skalierbares Lernen. Diese<br />
Kombination aus hochwertigen<br />
Trainings von Branchenexperten<br />
und einfachem Zugriff<br />
erleichtert Unternehmen die<br />
Suche nach den richtigen Trainingsoptionen<br />
für ihre Beschäftigten,<br />
unter Berücksichtigung<br />
von Zeit- und Kostenfaktoren.<br />
■ Rohde & Schwarz<br />
www.rohde-schwarz.com<br />
4G/5G-Funkzugangs-Netzlösungen unterstützen<br />
Evenstar-Programm<br />
file: TI1CSmini-4346_2021<br />
dimension: 43 x 46 mm<br />
4C<br />
bieten die Flexibilität, eine breite<br />
Palette von Anforderungen zu<br />
erfüllen, einschließlich 4G/5G,<br />
mmWave und sub-6GHz unter<br />
Verwendung derselben zugrundeliegenden<br />
Hardware. Die<br />
Fähigkeit, die Plattform zu nutzen<br />
und verschiedene Funkkonfigurationen<br />
und aufkommende<br />
Standards zu adressieren, ermöglicht<br />
es den Anbietern von Funkgeräten,<br />
schnell auf neue Marktchancen<br />
zu reagieren.<br />
AMD<br />
www.amd.com/de<br />
CelsiStrip ®<br />
Thermoetikette registriert<br />
Maximalwerte durch<br />
Dauerschwärzung<br />
Diverse Bereiche von<br />
+40 bis +260°C<br />
GRATIS Musterset von celsi@spirig.com<br />
Kostenloser Versand DE/AT ab Bestellwert<br />
EUR 200 (verzollt, exkl. MwSt)<br />
www.spirig.com<br />
AMD gab bekannt, dass sein<br />
Xilinx Zynq UltraScale+ RFSoC<br />
die Entwicklung multipler Evenstar<br />
Radio Units (RUs) zum<br />
Ausbau der globalen 4G/5G-<br />
Mobilnetzinfrastruktur ermöglicht<br />
hat. Da die Nachfrage nach<br />
Internetkonnektivität weiterhin<br />
in rasantem Tempo wächst,<br />
muss auch die Infrastruktur, die<br />
sie unterstützt, Schritt halten<br />
und sich entsprechend verbessern.<br />
Das Evenstar-Programm<br />
unter der Leitung von Meta<br />
Connectivity ist eine gemeinsame<br />
Initiative von Betreibern<br />
und Technologiepartnern, um<br />
anpassungsfähige, effiziente<br />
und metaverse-fähige Radio<br />
Access Network Referenz-Designs<br />
für 4G- und 5G-Netzwerke<br />
im Open-RAN-Ökosystem zu<br />
entwickeln.<br />
Evenstar RUs mit der Zynq<br />
RFSoC-Architektur von Xilinx<br />
Notwendige<br />
Skalierbarkeit<br />
5G-Funkgeräte erfordern<br />
Lösungen, die nicht nur Bandbreite,<br />
Stromverbrauch und<br />
Kosteneffizienz für eine breite<br />
Einführung erfüllen, sondern<br />
auch für sich fortentwickelnde<br />
5G-Standards wie Open RAN<br />
sowie für neue und disruptive<br />
5G-Geschäftsmodelle skalierbar<br />
sind. Evenstar RUs, die auf der<br />
Xilinx Zynq RFSoC-Technologie<br />
basieren, bieten Betreibern<br />
eine größere Auswahl und Flexibilität<br />
beim Aufbau mobiler<br />
Netzwerke. ◄<br />
8 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Benchtop Echtzeit-Spektrumanalysator<br />
Tragbares HF-Messlabor mit zwei 4K Bildschirmen<br />
∙ 980 MHz RTBW | 10 ns POI | > 4 THz/s Sweep | -170 dBm/Hz DANL (4 dB NF)<br />
∙ 24/7 IQ-Streaming, Speicherung und Wiedergabe (bis zu 120 TB SSD)<br />
∙ RTSA-Suite PRO Software vorinstalliert (Windows oder Linux)<br />
∙ 4 integrierte I/Q Vektor-/Tracking-Generatoren<br />
The world of SPECTRAN® V6 CC<br />
V6 CC V6 CC PRO V6 CC EE<br />
· Range: 10 MHz - 8 GHz<br />
· I/O: 1 x Rx | 0 x Tx<br />
· RTBW RX: 160 MHz<br />
· RTBW TX: -<br />
· Sweep: 730 GHz/s<br />
· IQ POI: 15 ns<br />
· DANL: -165 dBm/Hz<br />
· Range: 10 MHz - 8 GHz<br />
· I/O: 4 x Rx | 2 x Tx<br />
· RTBW RX: 320/490 MHz<br />
· RTBW TX: 320/490 MHz<br />
· Sweep: 1460/2200 GHz/s<br />
· IQ POI: 10/15 ns<br />
· DANL: -170 dBm/Hz<br />
· Range: 10 MHz - 8 GHz<br />
· I/O: 8 x Rx | 4 x Tx<br />
· RTBW RX: 640/980 MHz<br />
· RTBW TX: 640/980 MHz<br />
· Sweep: 2920/4400 GHz/s<br />
· IQ POI: 15/10 ns<br />
· DANL: -170 dBm/Hz<br />
Gewerbegebiet Aaronia AG II<br />
Dorfstraße 10a<br />
54597 Strickscheid, Germany<br />
Tel.: +49 6556 900310<br />
Fax: +49 6556 900319<br />
E-Mail: mail@aaronia.de<br />
aaronia-shop.com/cc<br />
MADE IN GERMANY
Schwerpunkt in diesem Heft:<br />
Antennen<br />
Für Energy Harvesting optimierte Antenne<br />
Mit der ersten hauseigenen<br />
Energy-Harvesting-Antenne<br />
von e-peas erweitert das belgische<br />
Unternehmen sein Portfolio<br />
an Power Management ICs<br />
um ein weiteres hervorragendes<br />
Produkt. Damit bietet e-peas ab<br />
sofort ein komplettes Paket mit<br />
elementaren Komponenten für<br />
nachhaltige, energieeffiziente<br />
RF Energy Harvesting Applikationen.<br />
Was zeichnet die Antenne<br />
aus?<br />
Die neue e-peas-Antenne ist<br />
zehnmal kleiner als die handelsüblichen<br />
Komponenten,<br />
wodurch Anwender mehr Platz<br />
für ihre kundenspezifischen<br />
Designs zur Verfügung haben.<br />
Dabei arbeitete e-peas bei der<br />
Entwicklung der Antenne mit<br />
den Technologie-Experten von<br />
Ignion zusammen, die hier ihre<br />
Expertise einfließen lassen konnten.<br />
Dank der extrem kompakten<br />
Bauform eignet sich die e-peas-<br />
Antenne für verschiedenste industrielle<br />
Anwendungen wie<br />
Gebäudeautomatisierung, Smart<br />
Metering, Asset Tracking oder<br />
Logistik-Applikationen.<br />
Technische Besonderheiten<br />
Anwender können die Antenne<br />
für jedes Band und für jeden<br />
Geräte-Formfaktor mit dem passenden<br />
Netzwerk-Design verwenden.<br />
Dabei ist es möglich,<br />
in allen Frequenzen von 0,4 bis<br />
10,6 GHz Energie zu „ernten“.<br />
Sofern die Antenne zusammen<br />
mit den hauseigenen Ambient<br />
Energy Managers (AEMs)<br />
AEM30940, AEM30330 oder<br />
AEM30300 verbaut wurde,<br />
kann die Antenne Energie aus<br />
einer Distanz bis zu 17 m erfassen<br />
(mithilfe einer 1-W-Quelle).<br />
Sofern eine 3-W-Quelle zur Verfügung<br />
steht, kann die Antenne<br />
sogar eine Reichweite von bis<br />
zu 31 m erzielen. Dabei kann<br />
sie dank ihrer unabhängigen<br />
Orientierung Energie aus jeder<br />
Richtung „aufsammeln“.<br />
Evaluationkits von e-peas<br />
Die neue Energy Harvesting<br />
Antenne wird zukünftig in den<br />
Evaluationkits von e-peas enthalten<br />
sein um damit Ingenieuren<br />
zu ermöglichen, alle elementaren<br />
Eigenschaften auf einer<br />
intuitiven Plattform testen zu<br />
können, bevor sie zusammen<br />
mit den dazugehörigen AEMs<br />
bestellt werden. Durch die auf<br />
Bestückungsautomation optimierte<br />
Ausrichtung können Nutzer<br />
die Antenne in allen Geräten<br />
sehr einfach installieren und<br />
halten damit die Produktionskosten<br />
niedrig.<br />
■ tekmodul GmbH<br />
www.tekmodul.de<br />
4G-Antenne halbiert die Grundplatte<br />
Antenova, Ltd,, der in Großbritannien<br />
ansässige Hersteller von Antennen und HF-<br />
Antennenmodulen für M2M und das IoT,<br />
hat mit seinem neuesten Angebot, der Pharaoh-SMD-Antenne,<br />
die Stellfläche seiner<br />
4G-Mobilfunkantennen halbiert. Die für<br />
kleine Leiterplatten entwickelte Pharaoh-<br />
Antenne (P/N SR4L073) von Antenova<br />
deckt alle 4G-Frequenzen ab: 698...824,<br />
824...960, 1710...2170, 2300...2400 und<br />
2500...2690 MHz.<br />
Der geringe Bodenbedarf des Pharaoh<br />
bietet einen großen Vorteil bei Designs<br />
auf einer kleinen Leiterplatte, wie z.B.<br />
Miniatur-Haustier-Trackern, Wearables<br />
oder OBD-II-Designs. Diese Antenne<br />
wurde mit Evaluierungs-Boards von 50<br />
x 40 und 60 x 40 mm getestet, und ihr<br />
Verhältnis von Leistung zu Platzbedarf<br />
übertraf konkurrierende 4G-Antennen<br />
für kleine Leiterplatten. Sie benötigen<br />
normalerweise mindestens 60 x 40 mm<br />
Platz, verwenden große und kostspielige<br />
Bandschaltnetzwerke und weisen einen<br />
geringeren Wirkungsgrad auf. Entscheidend<br />
ist, dass die Leistung des Pharaoh<br />
auf kleinen PCBs über dem Niveau liegt,<br />
das erforderlich ist, um PTCRB-Tests für<br />
Mobilfunknetze zu bestehen. Michael<br />
Castle, Product Marketing Manager bei<br />
Antenova, Ltd., erklärt: „Die Leistung<br />
einer Antenne steht in direktem Zusammenhang<br />
mit der Länge ihrer Grundplatte.<br />
Bei der niedrigsten 4G-Frequenz<br />
698 MHz beträgt die Wellenlänge 42,95<br />
cm. Die meisten Antennen benötigen eine<br />
Grundplatte mit einer Viertelwellenlänge,<br />
was bedeutet, dass sie einen Abstand von<br />
107 mm benötigen, um effektiv zu funktionieren.<br />
Unsere Pharaoh-Antenne bricht<br />
diese Regel und nutzt etwa die Hälfte dieser<br />
Fläche.“ Antenova liefert die Pharaoh<br />
SR4L073-Antenne mit einem Referenz-<br />
Design und einem Anpassungsnetzwerk,<br />
um die Integration der Antenne in ein<br />
Gerät zu unterstützen und den Designzyklus<br />
zu verkürzen.<br />
■ Antenova, Ltd.<br />
www.antenova.com<br />
10 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Antennen<br />
UWB-Produkte für 5G-Applikationen im<br />
Bereich 24...50 GHz<br />
A-Info stellte seine neuen WR28-Produkte<br />
vor:<br />
• Open-Ended Waveguide Probes<br />
• Waveguide OMT`s<br />
• Corrugated Horn Antennas<br />
• Conical Horn Antennas<br />
• Corrugated Conical Horn Antennas<br />
Diese Produkte bieten ein niedriges SWR<br />
und können einen Frequenzbereich von 24<br />
bis 50 GHz abdecken, wodurch sie beliebte<br />
5G-Bänder auf der ganzen Welt mit erfassen.<br />
Diese Komponenten sind nahezu ideal geeignet<br />
für eine Vielzahl von Anwendungen wie<br />
Tests und Messungen oder 5G-Spielarten.<br />
A-Info kann auch verschiedene andere Hohlleiterkomponenten,<br />
Antennen, Anpassungen<br />
von Hornantennen mit spezifischer Verstärkung<br />
und eine Vielzahl von HF-Komponenten<br />
liefern, die vielen Projektanforderungen<br />
entsprechen.<br />
Positionierer für<br />
5G-Antennenmessungen OTA<br />
Der in Deutschland entwickelte Positionierer<br />
BL5G-BBD1 ist ein vielseitiges System zur<br />
exakten Positionierung im multidimensionalen<br />
Raum. Es ist spezifisch für 5G OTA<br />
(Over-The-Air) Tests von 5G-Antennen<br />
konzipiert.<br />
BL5G-BBD1 hat drei Freiheitsgrade, zwei<br />
auf der horizontalen Ebene, die eine exakte<br />
Positionierung der AUT (Antenna Under<br />
Test) in der Messzone der Testplattform<br />
ermöglichen, und die Azimut 360° Rotationsebene,<br />
die eine Ausrichtung zwischen<br />
den Polarisationsebenen der AUT und der<br />
Testantenne ermöglichen.<br />
Jede Bewegung wird mit höchster Genauigkeit<br />
ausgeführt und ist verlässlich reproduzierbar,<br />
wodurch mmWave-Messungen<br />
von Amplitude und Phase mit außergewöhnlich<br />
geringer Messunsicherheit durchführbar<br />
sind.<br />
Das Modell BL5G-BBD1 ist entwickelt worden,<br />
um präzise Manipulation von Geräten<br />
verschiedener Größe zu ermöglichen, beispielsweise<br />
von Antennen, mobile Kommunikationsgeräte<br />
und andere Produkte,<br />
die in einer OTA-Umgebung vermessen<br />
werden müssen.<br />
Die kostengünstigen Positionierer sind<br />
gedacht für alle OTA-Anwendungen, in<br />
Forschung und Entwicklung, ebenso wie<br />
in der Produktion und im Testmanagement,<br />
bei denen genaue Positionierung wichtig ist:<br />
• Pointing, Tracking und Near-Field Testing<br />
• Far-Field Pattern Measurement<br />
• Radar Targeting & Cross Section<br />
• Testen von Mobiletelefonen und Tablets<br />
• Testen von Automotive Radarmodulen<br />
• Testen von IoT-Geräten<br />
Eigenschaften:<br />
• variable Dimensionen ab 20 x 20 cm<br />
• unabhängiges Kontrollsystem<br />
• fernsteuerbar (LAN/WiFi erforderlich)<br />
• mechanische Struktur für alle Aufgaben<br />
• eigenständige (autonome) Funktionalität<br />
• robuste, langlebige Konstruktion<br />
• in bereits vorhandene Test&Management-<br />
Systeme integrierbar<br />
• 5 min Plug&Go-Betrieb<br />
• benutzerdefinierbare Operationssequenzen<br />
• Robotic Pick&Place-Integration<br />
• maßgeschneiderte Kammer-Konfigurationen<br />
Exklusiv werden die Produkte von FenztraQ<br />
jetzt über die EMCO Elektronik in Deutschland,<br />
Österreich und der Schweiz vertrieben.<br />
■ EMCO Elektronik GmbH<br />
info@emco-elektronik.de<br />
www.emco-elektronik.de<br />
Externe<br />
Sensorplatine<br />
(25 x 30 mm)<br />
I 2 C- und SPI-Breakout-Sensorplatinen zur<br />
Verwendung mit MCU oder Evaluierungsplatinen<br />
IoT-<br />
Testplatine<br />
Da springt der<br />
Funke über!<br />
Mit den neuen NB-IoT<br />
Boards von Endrich!<br />
IoT-Testplatine<br />
Diverse integrierte IoT-Sensoren, MCU und<br />
NB-IoT / LTE-M / 2G-Kommunikation<br />
Voll funktionsfähige GPS-Funktion<br />
UART-Schnittstelle für die In-Circuit-<br />
MCU-Programmierung (über GD-LINK)<br />
I 2 C- und SPI-Schnittstelle für externe<br />
Sensor-Breakout-Boards<br />
Stromversorgung über USB oder Li-Batterie<br />
Endrich Cloud-Unterstützung<br />
Externe Sensorplatine<br />
Individuelle Anpassungen zu Ihrem Design<br />
möglich<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong> 11
Antennen<br />
Robuste RFID-Antenne<br />
Die AN520 von Zebra ist eine<br />
robuste RFID-Antenne, die sich<br />
für Innen- und Außenbereiche<br />
eignet. Diese rechtsdrehend zirkular<br />
polarisierte Antenne bietet<br />
einen Gewinn von 5,5 dBi<br />
und hat ein SWR von 1,4. Sie<br />
arbeitet von 902 bis 928 MHz<br />
für FCC und 865 bis 868 MHz<br />
für ETSI. Die Antenne hat eine<br />
3-dB-Strahlbreite von 115° in<br />
beiden Ebenen und ein Achsenverhältnis<br />
von 2 dB. Sie kann<br />
Breitbandige<br />
Hornantenne<br />
DRH0844<br />
• Breitbandige Hornantenne<br />
8 bis 44 GHz<br />
• Hoher Antennengewinn<br />
> 20 dBi<br />
• Typ. VSWR von 1,3<br />
• Leistung (CW /PEAK):<br />
15 W / 30 W<br />
info@telemeter.de · www.telemeter.info<br />
Wir liefern Lösungen…<br />
eine Eingangsleistung von bis<br />
zu 3 W aufnehmen.<br />
Diese Antenne ist mit einem<br />
IP68-zertifizierten Gehäuse<br />
mit den Abmessungen 150 x<br />
150 x 14 mm und SMA-Buchsen<br />
erhältlich. Sie ist bündig<br />
einbaubar und eignet sich für<br />
den Einsatz im Einzelhandel,<br />
in der Lagerverwaltung, in der<br />
Fertigung, in der Kühlkette, in<br />
der Luftfahrt und in Unternehmen.<br />
Betriebstemperatur: -40<br />
bis +65 °C<br />
■ Zebra<br />
www.zebra.com<br />
8-Port-Multibeam-<br />
Basisstationsantenne<br />
Die 2HH-38A-R4-V2 von<br />
CommScope ist eine 8-Port-<br />
Multibeam-Basisstationsantenne,<br />
die von 1695 bis 2200<br />
MHz arbeitet. Sie hat eine Strahlbreite<br />
von bis zu 38° (horizontal)<br />
und 7,7° (vertikal). Sie verfügt<br />
über 4x RET (Remote Electrical<br />
Tilt), mit dem die Neigung jeder<br />
Antenne unabhängig eingestellt<br />
werden kann, um eine größere<br />
Flexibilität bei der Netzwerkoptimierung<br />
zu erreichen. Diese<br />
±45°-polarisierte Antenne bietet<br />
einen Gewinn von 19,3 bis 20<br />
dBi, hat eine Rückflussdämpfung<br />
von 15 dB bzw. ein SWR<br />
von 1,43.<br />
Die 2HH-38A-R4-V2 nutzt<br />
einen UV-beständigen Glasfaserradom<br />
und einen Aluminiumreflektor.<br />
Sie hat drei Wirkungsseiten,<br />
um die Netzwerkkapazität<br />
durch die Anwendung in<br />
sechs Sektoren zu erhöhen. Die<br />
Antenne maximiert die Nutzung<br />
des Frequenzspektrums, um<br />
den durchschnittlichen Umsatz<br />
pro Nutzer (ARPU) zu erhöhen,<br />
und reduziert die Anzahl<br />
der Antennen, um die Betriebs-<br />
und Investitionskosten zu minimieren.<br />
Diese Antenne ist mit<br />
einem Gehäuse mit den Abmessungen<br />
640 x 235 x 1224 mm<br />
und 4.3-10-Buchsen erhältlich.<br />
Weitere Daten:<br />
• Leistung: 200 W<br />
• Spitzenleistung: 900 W<br />
• Impedanz: 50 Ohm<br />
• Gewicht: 29,7 kg<br />
• Windgeschwindigkeit: 241<br />
km/h<br />
■ CommScope<br />
www.commscope.com<br />
MIMO-Antennen für den<br />
Bereich von 617 bis 6000 MHz<br />
Die Labrador-Pro-Serie von<br />
Parsec Technologies umfasst<br />
MIMO-Antennen für den<br />
Bereich von 617 bis 6000<br />
MHz. Diese linear polarisierten<br />
Antennen bieten einen Spitzengewinn<br />
von bis zu 10 dBi<br />
mit einer Strahlungseffizienz<br />
von 50...80%. Sie können eine<br />
Eingangsleistung von 5 W verarbeiten.<br />
Die Antennen können in einem<br />
Temperaturbereich von -40 bis<br />
+85 °C betrieben werden und<br />
verfügen über die Schutzart IP54<br />
für Außenbereiche. Sie sind in<br />
standardmäßigen Wand- oder<br />
optionalen Mastgehäusen mit<br />
den Maßen 8,13 x 6,30 x 1,06<br />
Zoll mit SMA- und N-Buchsen<br />
und einem LSR240-Kabel erhältlich.<br />
Sie sind nahezu ideal für<br />
externes M2M, IoT, drahtlosen<br />
Internetzugang für den Einzelhandel,<br />
Ausfallsicherung für<br />
drahtloses Internet und Backup-<br />
Anwendungen geeignet.<br />
■ Parsec Technologien, Inc.<br />
www.parsec.com<br />
STIFTUNG<br />
Unser Einsatz<br />
gegen den<br />
Klimawandel.<br />
Und für eine<br />
bessere Zukunft<br />
der Kinder.<br />
World Vision-Kollege Tony<br />
Rinaudo ist der Entdecker<br />
der Methode Farmer Managed<br />
Natural Regeneration<br />
(FMNR) zur Wiederaufforstung<br />
von Wäldern.<br />
FMNR trägt erheblich zum<br />
weltweiten Klimaschutz bei<br />
und Tony erhielt 2018 für<br />
diese Methode den Alternativen<br />
Nobelpreis.<br />
Auch Sie können wie Tony<br />
etwas unternehmen:<br />
Starten Sie Ihr individuelles<br />
Projekt oder<br />
werden Sie Stifterin<br />
oder Stifter auf<br />
worldvision-stiftung.de<br />
12 hf-praxis 6/<strong>2022</strong><br />
200123_WOV_FreiAnzStift_47_3x260mm.indd 1 29.01.20 10:15
Antennen<br />
Vereinfachte Antennenkalibrierung in<br />
Massive-MIMO- und Phased-Array-Systemen<br />
In diesem Artikel wird die Phasensynchronisation der Hochfrequenz-PLL in den SDRs von Analog Devices<br />
behandelt.<br />
Bild 1: Beispiele von kohärenten und inkohärenten Phasenbeziehungen über der Zeit<br />
Autor:<br />
Danish Aziz<br />
Analog Devices Inc.<br />
www.analog.com<br />
Mit dieser Funktion reduziert<br />
sich die Komplexität bei der<br />
Antennenkalibrierung, insbesondere<br />
in Systemen, in denen große<br />
Antennengruppen zum Einsatz<br />
kommen. Die Einstellung und<br />
Konfiguration der Synchronisation<br />
wird im Benutzerhandbuch<br />
beschrieben [1]. In diesem<br />
Artikel werden die Anwendung<br />
und die Vorteile dieser Funktion<br />
betrachtet.<br />
Phasenkohärente Signale<br />
Kohärenz bezeichnet elektromagnetische<br />
Wellen, die in Bezug<br />
auf ihre räumliche und zeitliche<br />
Ausbreitung eine feste Phasenbeziehung<br />
zueinander aufweisen.<br />
In der Elektronik befassen<br />
sich physikalische Systeme mit<br />
der Phase, der Frequenz und der<br />
Amplitude von kontinuierlichen<br />
Wellen- und Taktsignalen. Allgemein<br />
ausgedrückt, sind zwei<br />
Signale phasenkohärent, wenn<br />
die Differenz zwischen ihren<br />
Phasen konstant und zeitlich stabil<br />
bleibt. Bild 1a zeigt die Phase<br />
von zwei Signalen im Zeitverlauf.<br />
Beide Signale weisen eine<br />
kohärente Phasenbeziehung auf,<br />
da die Phase zwischen ihnen<br />
konstant bleibt. In Bild 1b wird<br />
die Anfangsphase eines Referenzsignals<br />
in einem System<br />
bei verschiedenen Einschaltzyklen<br />
verglichen. Auch hier lässt<br />
sich die kohärente Phasenbeziehung<br />
bei jedem Einschalten beobachten.<br />
Bild 1c zeigt dagegen<br />
ein Beispiel, bei dem die Phase<br />
nicht kohärent ist, da das Signal<br />
bei jedem Einschalten in einer<br />
zufälligen Phase beginnt.<br />
Phasenstörungen und ihre<br />
Vermeidung in Mehrkanalund<br />
Mehrantennensystemen<br />
Phased-Array- und Massive-MIMO-Systeme<br />
nutzen<br />
mehrere Antennen und mehrere<br />
HF-Kanäle. Vom digitalen<br />
Backend bis zur Antennengruppe<br />
sind Phasenkohärenz und Zeitsynchronisation<br />
über mehrere<br />
Ebenen die Hauptanforderungen<br />
in solchen Systemen. So ist z.B.<br />
eine Rahmensynchronisation<br />
auf der Medien-Zugriffsebene<br />
erforderlich, eine Kohärenz auf<br />
der digitalen Schnittstelle (z.B.<br />
eine deterministische Latenz),<br />
eine Synchronisation bei der<br />
Abtastung mit mehreren Wandlern<br />
oder bei den ICs für mehrere<br />
Kanäle. Phasenkohärenz ist<br />
ebenfalls erforderlich zwischen<br />
mehreren Überlagerungs- bzw.<br />
Lokaloszillatoren (LO) bei der<br />
Erzeugung von Funkfrequenzen<br />
und einer deterministischen Phasenbeziehung<br />
zwischen den Elementen<br />
der Antennen.<br />
Die Aufrechterhaltung der<br />
kohärenten Beziehung der verschiedenen<br />
Phasen ist also entscheidend<br />
und fundamental.<br />
Alle genannten Kriterien sind<br />
schwierig zu erfüllen, allein<br />
schon wegen der folgenden<br />
Einflüsse wie Bauteilevariation,<br />
Leiterbahnführung, Nichtlinearitäten<br />
in den Komponenten,<br />
Kopplungseffekte, Frequenzteilerverhältnisse,<br />
Hardwarealterung,<br />
Taktdrift, Temperaturdrift<br />
und Drift in den Lokaloszillatoren<br />
usw.<br />
Verwendet man mehrere HF-<br />
LOs in einem System, ist die<br />
LO-Phasendrift ein zusätzlicher<br />
Faktor, der über mehrere Kanäle<br />
und über die Zeit variiert. Für<br />
die Erzeugung kohärenter HF-<br />
LO-Signale stehen dafür verschiedene<br />
Architekturoptionen<br />
zur Verfügung:<br />
RF-LO-Verteilung:<br />
Das LO-Signal wird von einem<br />
gemeinsamen LO erzeugt, und<br />
dann im System verteilt. Aufgrund<br />
der Höhe der Funkfrequenzen<br />
ist dies keine leichte<br />
Aufgabe. HF-Verluste und HF-<br />
Kopplung erschweren dies.<br />
Verteilung des Referenztakts:<br />
Um HF-Verluste zu vermeiden,<br />
werden die LO-Signale lokal<br />
14 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Antennen<br />
Der ADRV9009 ist ein hochintegrierter<br />
Zweikanal-SDR aus<br />
dem RadioVerse-Portfolio von<br />
ADI. Er bietet zwei Sende- und<br />
zwei Empfangskanäle, um digitale<br />
IQ-Bits in HF zu wandeln<br />
bzw. HF in digitale IQ-Bits. Er<br />
basiert auf einer Null-ZF-Architektur,<br />
die den Stromverbrauch<br />
des Systems minimiert und eine<br />
außergewöhnlich hohe HF-Performance<br />
von Sender und Empfänger<br />
bietet. Das SDR unterstützt<br />
die komplette Frequenzerzeugung<br />
mit Onchip-Funktionen,<br />
ohne dass externe Komponenten<br />
benötigt werden.<br />
Es gibt drei Onchip-Frequenzsynthesizer,<br />
einer davon ist der<br />
HF-LO-Synthesizer. Für jeden<br />
Synthesizer gibt es einen integrierten<br />
VCO samt Schleifenfilter.<br />
Dieses hohe Maß an Integration<br />
mit überragender Leistung<br />
bietet eine hohe Flexibilität bei<br />
der Frequenzerzeugung über<br />
den gesamten unterstützten Frequenzbereich.<br />
Im Digitalteil verwendet der<br />
ADRV9009 das JESD204B-Protokoll<br />
für eine serielle Schnittstelle<br />
zur digitalen Datenübertragung<br />
[2]. Er bietet integrierte<br />
Unterstützung für die Multichip-<br />
Synchronisation mittels des<br />
JESD-SYSREF-Signals. Daher<br />
ist er optimal geeignet für die<br />
Erstellung von Phased-Arrayund<br />
Massive-MIMO-Systemen<br />
in großem Maßstab.<br />
Bild 2. Quellen von Phasenfehlern in einem Mehrkanal- und Mehrantennensystem<br />
erzeugt. Aufgrund von Schwankungen<br />
in den PLLs oder spannungsgesteuerten<br />
Oszillatoren<br />
(VCOs) sind jedoch zusätzliche<br />
Maßnehmen erforderlich, um<br />
die individuell erzeugten LO-<br />
Signale zu synchronisieren.<br />
Quellen von Phasenfehlern<br />
Bild 2 zeigt ein Beispiel für eine<br />
Mehrkanal- und Mehrantennen-<br />
HF-Subsystemarchitektur, die<br />
auf integrierten Transceiver-ICs<br />
basiert. Es gibt einen Onchip-<br />
Frequenzsynthesizer – eine PLL<br />
– und einen VCO für die HF-LO-<br />
Erzeugung. Der Referenztakt<br />
wird außerhalb der Transceiver-<br />
ICs erzeugt und an die jeweiligen<br />
Takteingänge der einzelnen ICs<br />
verteilt. Die weitere Skalierung<br />
und Verteilung des Referenztaktes<br />
erfolgt dann in dem Transceiver-IC.<br />
Bild 2 zeigt die Aufsplittung<br />
des Ausbreitungspfads<br />
vom Systemreferenztakt zu den<br />
Antennen. Der Pfad kann in verschiedene<br />
Segmente aufgeteilt<br />
werden, wobei jedes Segment<br />
eine Ausbreitungsverzögerung<br />
verursacht. Die Abweichung in<br />
der Ausbreitungsverzögerung<br />
verursacht die Abweichung in<br />
der Phasendifferenz und stört<br />
die Phasenkohärenz im System.<br />
Kalibrierungstechniken<br />
Kalibrierungstechniken werden<br />
eingesetzt, um Abweichungen<br />
von Sollwerten zu korrigieren.<br />
Mit Hilfe einer Kalibrierungsmethode<br />
werden die unbekannten<br />
Faktoren bestimmt und dann entsprechend<br />
berichtigt. Aufgrund<br />
der Phasendifferenzen unterscheidet<br />
sich der Frequenzgang<br />
HF-Kanal in Phased-Array- und<br />
Massive-MIMO-Systemen von<br />
Kanal zu Kanal. Außerdem ist<br />
dieser zeitabhängiger Natur. Statische<br />
Faktoren im System können<br />
gemessen und durch Werkskalibrierungen<br />
kompensiert werden.<br />
Einsatzabhängige Faktoren<br />
werden durch Anfangskalibrierungen<br />
gemildert, die auch bei<br />
jedem Systemstart durchgeführt<br />
werden können. Um dynamische<br />
und zeitabhängige Faktoren zu<br />
kompensieren, sind regelmäßige<br />
Antennenkalibrierungen<br />
erforderlich.<br />
Neben der Temperaturdrift ist die<br />
LO-Phasendrift ein solcher dynamische<br />
Faktor, der über mehrere<br />
Kanäle und über die Zeit variiert.<br />
Wenn diese Kalibrierungen<br />
während des Betriebs durchgeführt<br />
werden, verbrauchen sie<br />
wertvolle Systemressourcen aufgrund<br />
ihrer Zeitdauer und Häufigkeit.<br />
Daraus ergibt sich ein<br />
Optimierungsproblem, das die<br />
Systemleistung bei minimalem<br />
Ressourceneinsatz für die Kalibrierung<br />
maximiert.<br />
Vereinfachung der<br />
Kalibrierungen mit der HF<br />
PLL-Phasensynchronisation<br />
Die HF-PLL-<br />
Synchronisationsfunktion<br />
Neben der Multichip-Synchronisation<br />
bietet der ADRV9009<br />
auch eine HF-PLL-Synchronisationsfunktion,<br />
die es ermöglicht,<br />
die intern erzeugten LO-<br />
Signale phasenkohärent und auf<br />
den angelegten Referenztakt<br />
auszurichten. Auf der Grundlage<br />
dieser Funktion können die<br />
folgenden Funktionen in großen<br />
Systemen leicht erreicht werden:<br />
• Phasenkohärenz beim Einschalten:<br />
konstanter, deterministischer<br />
und stabiler Phasenwert<br />
bei jedem Einschaltvorgang<br />
• Phasenkohärenz während des<br />
Betriebs: Tracking der Phase<br />
nach dem Einschalten<br />
• Phasenkohärenz zwischen<br />
mehreren Geräten: weitere<br />
Unterstützung für Multichip-<br />
Synchronisation<br />
Kalibrierungsalgorithmen erfordern<br />
Berechnungs- und Speicherressourcen<br />
in der digitalen<br />
Hardware. Diese Algorithmen<br />
werden sonst üblicherweise in<br />
der Basisbandverarbeitungskette<br />
implementiert und nutzen FPGA/<br />
DSP Ressourcen. Indirekt wird<br />
16 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Antennen<br />
Bild 3. Vergleich der Ausgangsphase des Senders mittels<br />
Phasensynchronisationszyklus der HF-PLL1 (HF-Abstimmfrequenz =<br />
1800 MHz)<br />
somit der also auch der Stromverbrauch<br />
und der Ressourcenaufwand<br />
für die Systemkalibrierungen<br />
reduziert. Durch die Aktivierung<br />
dieser Funktion werden<br />
daher die Gesamtleistung und die<br />
Effizienz des Systems optimiert.<br />
Aufgrund komplexer Kalibrierungsalgorithmen<br />
wird mehr<br />
Zeit für die Initialisierung und<br />
das Erreichen eines stabilen Systemzustands<br />
benötigt. Diese Zeit<br />
kann durch Aktivierung der RF<br />
PLL-Synchronisationsfunktion<br />
bei der Initialisierung verkürzt<br />
werden. Kalibrierungsroutinen<br />
werden in regelmäßigen Abständen<br />
ausgeführt, um die Drifts in<br />
der LO-Phase, insbesondere aufgrund<br />
der Temperatur, nachzuführen.<br />
Andernfalls würden diese<br />
Drifts das Strahlformungsmuster<br />
von Mehrantennensystemen<br />
beeinträchtigen. Mithilfe der HF<br />
PLL-Synchronisationsnachführung<br />
kann die Kalibrierungshäufigkeit<br />
minimiert werden, ohne<br />
dass das erforderliche Strahlformungsverhalten<br />
beeinträchtigt<br />
werden. Es gibt vier Betriebsarten<br />
zur Steuerung der Phasensynchronisationsfunktion:<br />
• Modus 1: Deaktivieren der<br />
Onchip-HF-PLL-Synchronisation<br />
• Modus 2: HF-PLL-Synchronisation<br />
nur zur Initialisierung<br />
aktivieren<br />
• Modus 3: HF-PLL-Synchronisation<br />
bei der Initialisierung<br />
durchführen und nur einmal<br />
nachführen<br />
• Modus 4: kontinuierliche HF-<br />
PLL-Phasennachführung<br />
Bild 3 zeigt die Ergebnisse der<br />
gemessenen Phasendifferenz<br />
über mehrere Einschaltzyklen<br />
in einer Mehrchip- und Mehrkanalumgebung.<br />
Der Messaufbau<br />
besteht aus vier HF-Kanälen, die<br />
auf zwei identischen Evaluierungsboards<br />
realisiert wurden,<br />
von denen eines das ADRV9009-<br />
W/PCBZ ist. Mit Hilfe eines<br />
Vektornetzwerkanalysators<br />
wurde die Änderung der Phasendifferenz<br />
zwischen den Senderausgangssignalen<br />
bei jedem<br />
Einschaltzyklus gemessen. Weitere<br />
Einzelheiten können dem<br />
Benutzerhandbuch entnommen<br />
werden.<br />
Die Messungen wurden über<br />
fünf Einschaltzyklen durchgeführt<br />
und zwischen den verschiedenen<br />
Betriebsarten verglichen.<br />
Das System wurde<br />
dabei ohne Aktivierung der HF-<br />
PLL-Synchronisationsfunktion<br />
gestartet. Es ist zu erkennen,<br />
dass bei jedem Einschaltzyklus<br />
eine zufällige Phasenbeziehung<br />
besteht. Nach Aktivierung der<br />
RF-PLL-Synchronisation konvergieren<br />
alle fünf relativen<br />
Phasenwerte auf einen wiederholbaren<br />
Wert innerhalb einer<br />
Toleranz von ±2°. Wenn die<br />
kontinuierliche Nachführung<br />
aktiviert ist, wird die relative<br />
Phase mit einer gewissen Verzögerung<br />
beibehalten. Diese Verzögerung<br />
führt zu einem Anstieg<br />
der relativen Phase um 1° bis 2°.<br />
Daher ist im Bild 3 eine kleine<br />
Verschiebung zu erkennen. Mit<br />
dieser Funktion kann eine stabile<br />
Phase innerhalb einer deterministischen<br />
Toleranz erreicht werden.<br />
Dies verringert die Auswirkungen<br />
dynamischer Faktoren<br />
und vereinfacht die Gesamtsynchronisierung<br />
und -kalibrierung<br />
des Systems.<br />
Schlussbemerkung<br />
Die HF-PLL-Synchronisationsfunktion<br />
ist in den aktuellen<br />
Generationen von hochintegrierten<br />
SDRs von ADI verfügbar,<br />
einschließlich des ADRV9009<br />
Zweikanal-Transceivers. Die<br />
Antennenkalibrierung in großen<br />
Antennenarray-Systemen, die<br />
mit diesem Baustein aufgebaut<br />
Über den Autor<br />
Danish Aziz ist Feld Applikationsingenieur<br />
und Experte<br />
für HF-Produkte und -Systeme<br />
bei Analog Devices.<br />
Als Mitglied des technischen<br />
Vertriebsteams beschleunigt<br />
er das Wachstum und bietet<br />
den Kunden in der EMEA-<br />
Region technischen Support.<br />
Er konzentriert sich auf<br />
drahtlose Verbindungen in<br />
den Bereichen Automobil,<br />
Industrie, Verteidigung und<br />
Mobilfunk. Er vertritt ADI in<br />
der 5G Automotive Association<br />
(5GAA).<br />
sind, kann durch den Einsatz der<br />
HF PLL-Synchronisationsfunktionalität<br />
vereinfacht werden. Es<br />
stehen verschiedene Betriebsarten<br />
zur Verfügung, die je nach<br />
den Anforderungen der Applikation<br />
ausgewählt werden können.<br />
Die Steuerung und Konfiguration<br />
erfolgt auf einfache Weise über<br />
die Software-API-Funktionen.<br />
Das ADRV9009-Benutzerhandbuch<br />
enthält weitere Einzelheiten<br />
über die Funktionen und deren<br />
Anwendung.<br />
Danksagung: Der Autor bedankt<br />
sich bei Vinod Gopalakirshnan<br />
von Analog Devices für seine<br />
sorgfältigen Beiträge zu diesem<br />
Artikel.<br />
Referenzen<br />
[1] UG-1295 Hardware<br />
Reference Manual for the<br />
ADRV9008-1, ADRV9008-2,<br />
and ADRV9009<br />
[2] JESD204B Serial Interface<br />
and JEDEC Standard Data Converters.<br />
Analog Devices, Inc. ◄<br />
Bevor er 2017 zu ADI kam,<br />
arbeitete er als Forschungsund<br />
Entwicklungsingenieur<br />
bei Bell Labs in Deutschland.<br />
Er trug zur Standardisierung<br />
von 3G-, 4G- und 5G-Systemen<br />
bei. Er vertrat Bell Labs<br />
in mehreren europäisch und<br />
deutsch finanzierten Vorzeige-<br />
Forschungsprojekten. Er ist<br />
Autor und Co-Autor von mehr<br />
als 25 wissenschaftlichen Artikeln,<br />
die in internationalen,<br />
von Experten begutachteten<br />
IEEE-Plattformen zur drahtlosen<br />
Kommunikation veröffentlicht<br />
wurden. Er hält mehr<br />
als 20 aktive geschützte und<br />
veröffentlichte internationale<br />
Patente.<br />
Danish hat einen Dr.-Ing.<br />
(Ph.D.) und M.Sc. in Elektrotechnik<br />
von der Universität<br />
Stuttgart und einen B.E. in<br />
Elektrotechnik von der N.E.D.<br />
University, Karachi, Pakistan.<br />
Sie können ihn unter danish.<br />
aziz@analog.com.erreichen.<br />
18 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
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Antennen<br />
Wie 5G-kompatibel sind IoT-Antennen?<br />
„Sind die aktuellen Antennen überhaupt kompatibel mit 5G?“, fragen sich Designer. Antworten liefert dieser<br />
Beitrag.<br />
Autor:<br />
Colin Newman<br />
Director of Antenna Business<br />
Development bei Quectel<br />
Originalquelle:<br />
www.linkedin.com<br />
Die 5G-Technologie befindet<br />
sich noch immer in einem frühen<br />
Stadium. Das Wachstum und<br />
das Potential von 5G werden<br />
erst in den kommenden Jahren<br />
den Telekommunikations-Unternehmen<br />
sowie deren Kunden<br />
zugutekommen. Insbesondere<br />
die scheinbar kleinen Fragen<br />
wie „Sind die Antennen unserer<br />
IoT-Module überhaupt kompatibel<br />
mit 5G?“ sollten heute schon<br />
gelöst werden.<br />
Die optimale Nutzung der<br />
5G-Technologie<br />
hängt von der Kompatibilität<br />
des Telekommunikationsnetzes<br />
und drahtloser Produkte<br />
ab. Denn: Eine optimal auf 5G<br />
angepasste Performance mobiler<br />
Geräte betrifft das komplette<br />
Frontend-Design. Nur bei geeigneter<br />
Konfiguration kommen<br />
die 5G-Vorteile tatsächlich auch<br />
zum Tragen.<br />
Eine große Auswahl an Antennentypen<br />
und Designs sind Teil<br />
der Optimierung. Zu den neuen<br />
Typen zählen die bewährten mit<br />
Laser-Direkt-Strukturierung<br />
(LDS) oder im Flüssigkristall-<br />
Polymer-Verfahren (LCP) hergestellten<br />
Antennentypen. Es<br />
gibt aber auch speziell angepasste<br />
Antennen bzw. Geräte für<br />
den Einsatz mehrfacher Antennentypen,<br />
wie zum Beispiel für<br />
Multiple Input Multiple Output<br />
(MIMO) oder Beamforming.<br />
Für viele Designs eignen sich<br />
in großer Stückzahl produzierte<br />
Antennen, von denen mehrere<br />
Varianten zur Auswahl stehen.<br />
Die optimale Auswahl<br />
von Typ und Design sind von<br />
zentraler Bedeutung: Die Antennentypen<br />
haben verschiedene<br />
Charakteristika (s. unten) und<br />
müssen für eine einwandfreie<br />
Nutzung und nahtlose Integration<br />
mit adäquaten Modulen<br />
verbunden werden. Die Zusammenstellung<br />
mehrerer Antennen<br />
erlaubt einen größeren Durchsatz<br />
über unterschiedliche Protokolle.<br />
Die Konfiguration bei<br />
5G-Antennen ist relativ vielschichtig;<br />
deshalb sollten Hersteller<br />
von drahtlosen Geräten<br />
sich auf eine Zusammenarbeit<br />
mit Anbietern von Antennen und<br />
Modulen stützen, da die sich am<br />
besten auskennen, wenn es um<br />
Antennentypen geht und so die<br />
Endkunden durch die geeignete<br />
technische Expertise von den<br />
kompletten 5G-Vorteilen profitieren<br />
können.<br />
Diese Kenntnis hilft auch bei<br />
den diversen Herausforderungen<br />
des Antennen-Designs und der<br />
Nutzung neuer Technologien wie<br />
von 5G-Millimeterwellen. Auch<br />
die Positionierung der Antenne<br />
spielt eine große Rolle, denn<br />
davon ist ihre Leistung abhängig.<br />
Sie sollte schon in einem frühen<br />
Stadium der Produktarchitektur<br />
bestimmt werden, denn sollte das<br />
erst in der Design-Phase erfolgen,<br />
kann es zu Zusatzkosten<br />
und zeitlichen Verzögerungen<br />
kommen, die den Umsatz und<br />
Gewinn negativ beeinflussen<br />
sowie die Marktreife verlängern.<br />
Ähnlich verhält es sich mit vielen<br />
weiteren Design-Aspekten.<br />
Dazu zählen die Wahl des passenden<br />
Gehäusematerials (Plastik<br />
oder Metall) sowie die Positionierung<br />
von Batterien, LCDs,<br />
Anschlüssen, Abschirmgehäusen<br />
und anderer metallhaltiger<br />
Komponenten. Außerdem betrifft<br />
das die Positionierung und Ausrichtung<br />
von Leiterplatten oder<br />
geräuschintensiver Bauteile, die<br />
Interferenzen verursachen können,<br />
bzw. weiterer Antennen, die<br />
denselben Frequenzbereich nutzen,<br />
und natürlich den Standort<br />
der Geräte – um hier nur einige<br />
Faktoren zu nennen.<br />
Die Produktionsmethoden<br />
sind unter diesen Aspekten zu<br />
beurteilen und zu vergleichen.<br />
Die dominierende LDS-Produktionsmethode<br />
wird auch für<br />
maßgeschneiderte Antennen<br />
verwendet, denn die Integration<br />
von Komponenten in Surface-Mount-Technologie<br />
erlaubt<br />
eine große Flexibilität beim<br />
Design. Solche Antennen können<br />
dann entweder mithilfe von<br />
Kunststoffträgern angebracht<br />
oder auf die Gehäuseunterseite<br />
geätzt werden. Allerdings ist<br />
diese Methode kostenintensiver<br />
als die Nutzung flexible<br />
Leiterplatten (FPC) oder von<br />
Feinblechtechnik und ist nicht<br />
für doppelt gekrümmte Oberflächen<br />
geeignet.<br />
Bei der Nutzung von FPC können<br />
Federkontakte den Einbau<br />
erleichtern, aber trotzdem werden<br />
durch flexible Leiterplatten<br />
die Möglichkeiten des Layouts<br />
eingeschränkt und liegen mit<br />
ihren Kosten zwischen Feinblechtechnik<br />
und LDS.<br />
Feinblechtechnik ist die flexibelste<br />
Herstellungsmethode für<br />
3D-Antennen und macht die<br />
Optimierung von Antennenvolumen<br />
und HF-Performance mög-<br />
20 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Antennen<br />
lich. Dabei fallen die Gesamtkosten<br />
niedrig aus, aber dafür<br />
kommt es zu einem höheren<br />
Werkzeugkostenanteil als bei<br />
FPC und LDS.<br />
Die Unterschiede zwischen den<br />
Antennentypen<br />
erlauben eine Klassifikation.<br />
Antennen lassen sich ungefähr in<br />
diese vier Kategorien einteilen:<br />
• Externe Antennen mit<br />
Anschlusskabel<br />
sind sehr leistungsfähig und<br />
robust. Dieser Antennentyp hat<br />
eine ausreichende Entfernung<br />
von der restlichen Systemelektronik<br />
und verursacht kaum<br />
Überlagerungsprobleme. Im<br />
Aufmacher sieht man links oben<br />
ein typisches Exemplar.<br />
• Terminal-Antennen<br />
sind genauso leistungsfähig bei<br />
geringem Risiko wie externe<br />
Antennen. Sie eignen sich am<br />
besten an Orten mit einem<br />
schwachen Funksignal, wie in<br />
Untergeschossen. Im Aufmacher<br />
ist rechts oben eine solche<br />
Antenne erkennbar.<br />
• Embedded Flex/PCB- und<br />
SMT-Antennen<br />
haben einen hohen Risikofaktor<br />
sowie eine hohe Komplexität<br />
für die optimale Konfiguration,<br />
was sich auch im geringen<br />
Preis widerspiegelt. Dank SMT<br />
ist dieser Typ nahezu ideal für<br />
in großer Stückzahl hergestellte<br />
Produkte. Eine solche Antenne<br />
zeigt der Aufmacher unten, eine<br />
weitere sieht man in Bild 1.<br />
• Maßgeschneiderte Antennen<br />
werden speziell an das Produkt<br />
angepasst und nehmen aus<br />
mechanische oder Performance-<br />
Einschränkungen Rücksicht. Sie<br />
kommen zum Einsatz, wenn<br />
Standardlösungen nicht mehr<br />
weiterhelfen. Bild 2 stellt ein<br />
Exemplar vor.<br />
Externe Antennen mit<br />
Anschlusskabel<br />
sind einfach zu implementieren,<br />
da es keine Anforderungen an<br />
das Design des Kundenprodukts<br />
gibt, weil die Antenne weit weg<br />
vom Gerät montiert und über ein<br />
Kabel und einen Stecker, häufig<br />
SMA, angeschlossen wird.<br />
Die Antennen sind in der Regel<br />
Dipole und arbeiten unabhängig<br />
von einer Grundplatte. Da<br />
sie extern und relativ groß sind,<br />
bieten sie die beste Leistung bei<br />
geringerem Risiko. TRP- (Total<br />
Radiated Power) und TIS- (Total<br />
Isotropic Sensitivity) sowie bei<br />
Kombinationslösungen auch<br />
ECC-Probleme (Envelope Correlation<br />
Efficiency) können<br />
leicht minimiert werden, was<br />
das Bestehen von PTCRB-Zertifizierungen<br />
und Netzwerkfreigaben<br />
erleichtert.<br />
Sie sind auch sehr gut einsetzbar,<br />
wenn die Elektronik in<br />
einem Bereich mit geringem<br />
Signalpegel montiert ist, zum<br />
Beispiel unterirdisch. In diesem<br />
Fall kann die Antenne mit<br />
einem Kabel zu einem besseren<br />
Signalstandort geführt werden.<br />
Die Kabellänge kann allerdings<br />
die Empfindlichkeit verringern,<br />
sodass es Einschränkungen in<br />
Bezug auf die Gesamtleistung<br />
der Antenne gibt.<br />
Terminal-Antennen<br />
arbeiten ebenfalls extern, aber<br />
jetzt wird die Antenne – typischerweise<br />
über einen SMA-<br />
Verbinder – direkt an der Außenseite<br />
des Produktgehäuses angebracht.<br />
Typische Anwendungen<br />
sind hier Router und Terminals.<br />
Auch diese Antennen bieten eine<br />
gute Leistung und ein geringes<br />
Risiko, da auch sie TRP- und<br />
TIS-Probleme minimieren.<br />
Außerdem sind sie leicht austauschbar.<br />
Embedded Flex/PCB- und<br />
SMT-Antennen<br />
bestehen in der Regel aus den<br />
Typen SMD oder FPC (Flexible<br />
Printed Circuit) mit einem<br />
Kabel und einem Stecker. SMT-<br />
Antennen sind häufig mit FR4<br />
oder Keramik (Standardantenne)<br />
realisiert, können aber auch aus<br />
gestanztem Metall oder einem<br />
Kunststoffträger, auf dem sich<br />
entweder ein gestanztes Metall-,<br />
FPC- oder ein LDS-Antennenmuster<br />
befindet, gefertigt sein.<br />
Bei Letzterem handelt es sich<br />
in der Regel um Sonderanfertigungen.<br />
Eingebettete Antennen<br />
sind in IoT-Produkten aus ästhetischen<br />
Gründen weitverbreitet<br />
(niemand mag es, wenn die<br />
Antenne herausragt, vor allem<br />
nicht bei Consumer-Geräten)<br />
und weil sie kostengünstiger sind<br />
und sich leicht in großen Mengen<br />
herstellen lassen (z. B. FPCs).<br />
Bei eingebetteten Antennen ist<br />
aber mehr Sorgfalt beim Design<br />
und ein besseres Verständnis der<br />
HF-Technik erforderlich.<br />
SMD-Geräte nutzen die Host-<br />
Leiterplatte zur Abstrahlung,<br />
sodass unter anderem sich die<br />
benachbarten Komponenten,<br />
das Gehäuse, die Batterie, das<br />
LCD auf die Leistung und den<br />
Wirkungsgrad der Antenne auswirken.<br />
Die Antenne wird sich<br />
zudem verstimmen, sobald sie<br />
eingebaut ist und das Außengehäuse<br />
hinzugefügt wurde.<br />
Daher wird eine Pi-Anpassungsschaltung<br />
hinzugefügt,<br />
um die Antenne wieder auf den<br />
gewünschten Frequenzbereich<br />
abzustimmen. Bei FPC-Antennen<br />
ist auch das Kabel Teil der<br />
Antenne, sodass die Art der<br />
Verlegung die Leistung beeinflussen<br />
kann.<br />
Da sich eingebettete Antennen<br />
im Inneren des Produkts<br />
befinden, sind sie anfällig für<br />
Rauschprobleme, die die Leistung<br />
und die Netzzulassung<br />
beeinträchtigen können (zellulare<br />
Lösungen).<br />
Fazit:<br />
Bild 2: Beispiel für eine maßgeschneiderte Antenne<br />
Bild 1: Wie die FPC Embedded<br />
Antenna im Aufmacher unten gehört<br />
auch diese FPC-Antenne zu den<br />
eingebetteten Typen<br />
Bei der Vielzahl unterschiedlicher<br />
Antennentypen, Komponenten<br />
und Konfigurationsmöglichkeiten<br />
ist es nicht einfach,<br />
den Überblick zu behalten. Einfach<br />
kaufen, einbauen und nutzen<br />
ist hier sicher keine Lösung,<br />
wenn man ein befriedigendes bis<br />
optimales Ergebnis erreichen<br />
will. Bei der passenden Antennentechnologie<br />
müssen der beabsichtigte<br />
Einsatz und der Standort<br />
der Geräte berücksichtigt<br />
werden, um eine volle Kapazität<br />
und bestmögliche Performance<br />
zu erreichen. ◄<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong> 21
Antennen<br />
Kleine Antenne fürs IoT bringt starke Leistung<br />
in EU-868- und US-915-MHz-Netzen<br />
Antenova, Ltd,, ein in Großbritannien<br />
ansässige Hersteller von<br />
Antennen und HF-Antennenmodulen<br />
für M2M und das IoT,<br />
brachte eine neue Antenne mit<br />
niedrigem Profil auf den Markt,<br />
die sowohl auf den 868-MHz-<br />
Bändern in Europa als auch auf<br />
den 915-MHz-Bändern in den<br />
USA eine starke Leistung zeigt.<br />
Die neue Antenne heißt Lama<br />
(Teilenummer SRFI065). Sie<br />
wurde für kleine vernetzte<br />
Geräte entwickelt, die in LP-<br />
WAN-Netzwerken wie LoRa,<br />
Sigfox, Wi-SUN und Mioty<br />
betrieben werden. Diese Antenne<br />
verwendet die ISM-Frequenzen<br />
in Europa und Amerika oder<br />
beiden, was bedeutet, dass ein<br />
Produkt-Design sowohl auf dem<br />
US-amerikanischen als auch auf<br />
dem europäischen Markt verkauft<br />
werden kann.<br />
Lama ist eine besonders<br />
kleine Antenne<br />
wodurch sie sich für Designs<br />
mit begrenztem Platz eignet. Es<br />
handelt sich um eine Antenne<br />
mit flexibler gedruckter Schaltung<br />
(FPC) mit den Abmessungen<br />
35 x 10 x 0,15 mm, die<br />
mit einem standardmäßigen<br />
100-mm-HF-Kabel mit I-PEX-<br />
MHF-Anschluss geliefert wird.<br />
Diese Form ermöglicht die Montage<br />
auf verschiedene Arten in<br />
einem Design.<br />
Die Antenne schnitt in Tests für<br />
die 868- und 915-MHz-Bänder<br />
gleich gut ab und zeigte einen<br />
Spitzenwirkungsgrad von 60%<br />
und ein maximales SWR von<br />
1,5:1 für beide Frequenzbänder.<br />
Die LP-WAN-Netzwerke, auch<br />
als ISM bekannt, verwenden in<br />
Europa die Frequenzen 863...870<br />
MHz und in den USA 902...928<br />
MHz. Es handelt sich um lizenzfreie<br />
Bänder, die normalerweise<br />
verwendet werden, um große<br />
Flotten von Geräten mit geringer<br />
Leistung zu verbinden, die<br />
kleine Datenpakete über große<br />
physische Entfernungen mit<br />
niedrigen Bitraten übertragen.<br />
Ihre Eigenschaften<br />
machen die Lama-Antenne zu<br />
einer guten Wahl für kleine vernetzte<br />
Geräte, die in IoT-Anwendungen<br />
über große geografische<br />
Gebiete hinweg betrieben werden.<br />
Die Lama-Antenne zielt<br />
daher auf die schnell wachsenden<br />
Märkte in den Bereichen<br />
Smart Agriculture, Smart Cities<br />
und Tracking ab. Lama eignet<br />
sich für landwirtschaftliche<br />
Anwendungen mit cloud-verbundenen<br />
Sensoren zur Messung<br />
der Bodenfeuchtigkeit oder<br />
-temperatur oder zur Verfolgung<br />
von Vieh. Sie eignet sich auch<br />
für ferngesteuerte Anwendungen<br />
wie Zählerablesung, Umweltüberwachung<br />
und vernetzte Dienste<br />
in intelligenten Städten, die<br />
Straßenbeleuchtung, Parksensoren<br />
oder Abfallbehälter-Steuerungen.<br />
In anderen IoT-Sektoren<br />
passt die Lama-Antenne zu kommerziellen<br />
Anwendungen in den<br />
Bereichen Kühlkettentransport,<br />
Verteilung, Logistik und Verfolgung<br />
von Waren und Containern.<br />
Michael Castle von Antenova<br />
kommentiert: „Die Lama-<br />
Antenne zielt auf diese wachsenden<br />
Märkte ab, die große<br />
Mengen an Geräten auf allen<br />
Kontinenten der Welt benötigen<br />
werden. Wir schätzen beispielsweise,<br />
dass es bis 2025 weltweit<br />
45 Millionen vernetzte Straßenlaternen<br />
geben könnte.“<br />
Wie alle eingebetteten Antennen<br />
von Antenova ist Lama für<br />
eine einfache Integration in ein<br />
Design konzipiert.<br />
Antenova bietet Beratungs- und<br />
Testdienste sowie eine Auswahl<br />
an Online-Tools und Rechnern,<br />
um Designern zu helfen, eine<br />
erfolgreiche Integration und ein<br />
leistungsstarkes drahtloses Gerät<br />
zu erreichen.<br />
■ Antenova, Ltd.<br />
www.antenova.com<br />
Für das Industrial IoT: Highend-Basisstationsantenne<br />
Neue Hochleistungsantenne aus den USA<br />
erhält man von PCTEL. Die neue BOA-<br />
5G2X2L125-PTNM ist eine sehr robuste,<br />
widerstandsfähige Multiband-Antenne, die<br />
ihre Fähigkeiten besonders gut in Basisstations-Applikationen<br />
einsetzen kann.<br />
Dabei unterstützt sie 5G, allerdings auch<br />
weitere Zellularfunk-Technologien wie<br />
2G, 3G und LTE.<br />
Außerdem ist ist WiFi-fähig und verfügt<br />
über eine GNSS-LNA-Schaltung samt hervorragender<br />
Fremdsignalunterdrückung<br />
und ebenso ausgezeichneter Isolation.<br />
Dadurch realisieren Anwender Applikationen<br />
mit bester Lokalisierung.<br />
Zusätzlich punktet die BOA-5G2X2L125-<br />
PTNM von PCTEL mit ihrer unkomplizierten<br />
Handhabung und guten Integration.<br />
Passende Einsatzgebiete sind neben<br />
dem IIoT auch Anwendungen in ITS oder<br />
in Bahn-Applikationen.<br />
■ tekmodul GmbH<br />
www.tekmodul.de<br />
22 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Antennen<br />
Was sind Controlled Reception Pattern Antennas?<br />
© www.erf.com<br />
Die controlled Reception Pattern<br />
Antenna (CPRA), also eine<br />
Antenne mit gesteuertem Empfangsmuster,<br />
ist eine adaptive<br />
Beam-Steering-Antenne, deren<br />
Empfangsmuster der Empfangssituation<br />
angepasst werden kann.<br />
Sinn und Zweck der Steuerung<br />
Die Anpassung/Steuerung dient<br />
vor allem dazu, um Nullstellen<br />
in Richtung von Störsignalen<br />
zu erzeugen. Diese Antennen<br />
wirken wie eine Art Raumfilter,<br />
das Signale aus einer bestimmten<br />
Richtung eliminiert und<br />
Signale aus anderen Richtungen<br />
durchlässt.<br />
Die CPRA ist mit einer Verarbeitungseinheit<br />
verbunden, die für<br />
die Steuerung des Empfangsmusters<br />
der Antenne verantwortlich<br />
ist. Im Fall von GPS Jamming<br />
identifiziert die CPR-Antenne<br />
die Interferenz und steuert das<br />
Empfangsmuster, indem sie die<br />
Strahlen in Richtung der Satelliten<br />
lenkt und in der Richtung<br />
auf null setzt, aus der die Interferenz<br />
kommt. Die Verarbeitungseinheit<br />
bildet die phasendestruktive<br />
Summe der ankommenden<br />
Interferenzsignale als<br />
Steuergröße. Einfach ausgedrückt,<br />
CRP-Antennen wurden<br />
entwickelt, um Funkstörungen<br />
zu unterdrücken.<br />
Was eine CRPA besonders<br />
attraktiv macht, ist die Tatsache,<br />
dass keine Änderungen am<br />
GPS-Empfänger selbst erforderlich<br />
sind. Die CRPA ersetzt einfach<br />
die vorhandene Antenne.<br />
Da Antennen mit kontrolliertem<br />
Empfangsmuster auf Beamforming<br />
basieren, benötigen sie<br />
mehrere Elemente. Die Anzahl<br />
der Antennenelemente hilft<br />
dabei, die Auflösung der Strahlen<br />
im Antennendiagramm zu<br />
bestimmen.<br />
Antennen mit kontrolliertem<br />
Empfangsmuster werden am<br />
häufigsten verwendet, um GPS/<br />
GNSS-Empfänger vor Interferenzen<br />
und Störungen zu schützen.<br />
Von GNSS-Satelliten empfangene<br />
Signale sind normalerweise<br />
sehr schwach und daher<br />
anfällig für absichtliche oder<br />
unbeabsichtigte Störungen. Es<br />
ist für einen Gegner sehr einfach,<br />
absichtlich HF-Interferenzen in<br />
die GPS-Frequenzbänder einzubringen<br />
(was als Jamming<br />
bezeichnet wird) und die Positions-,<br />
Navigations- und Zeitdaten<br />
(PNT) des Benutzers zu<br />
verweigern. Die Verwendung<br />
von CPR-Antennen kann dazu<br />
beitragen, sich davor zu schützen,<br />
dass vorhandene Antennenempfangsmuster<br />
abfällig für<br />
Störsignale sind. Eine CPRA ist<br />
in der Lage, störende Strahlung<br />
abzublocken und die Vorzugsrichtung<br />
konsequent auf den/die<br />
Satelliten zu richten. ◄<br />
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your design.<br />
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Antennen<br />
Groundplane-unabhängige Multiband-5G-Antenne<br />
MHz und 6 GHz ab. Ihre stabile,<br />
UV-beständige Kunststoffhülle<br />
ist besonders für herausfordernde<br />
Witterungs- und Umgebungsverhältnisse<br />
entwickelt worden.<br />
Dadurch können Anwender<br />
sich auch langfristig auf diese<br />
Antenne aus dem Hause PCTEL<br />
verlassen.<br />
65º-Panelantenne mit 23 dBi<br />
Gewinn<br />
Mit der neuen MPAMB6, einer<br />
von der Massefläche unabhängigen<br />
5G-Antenne für das IIoT<br />
von PCTEL steht in Deutschland<br />
eine weitere hochpräzise,<br />
leistungsfähige und sehr robuste<br />
Premium-Antenne des amerikanischen<br />
Herstellers zur Verfügung.<br />
Dabei zeichnet sich die<br />
MPAMB6 vor allem durch ihre<br />
Flexibilität aus. Ohne auf eine<br />
Groundplane angewiesen zu<br />
sein, montieren Anwender die<br />
schlanke, klingenartige Antenne<br />
direkt an ihrer Applikation und<br />
stellen sie dank beweglichem<br />
Knickgelenk gleich richtig ein.<br />
Access-Point- und Router-Geräte<br />
für das Industrial IoT<br />
Außerdem unterstützt die<br />
MPAMB6 die im 5G-Bereich<br />
führenden Access-Point- und<br />
Router-Geräte für das Industrial<br />
IoT und kabellose Unternehmensnetzwerke.<br />
Darüber<br />
hinaus deckt die MPAMB6 die<br />
wichtigsten Carriers in den Frequenzbereichen<br />
zwischen 618<br />
Die Key Facts:<br />
• Multiband 5G Performance<br />
618 MHz ... 6 GHz<br />
• Technologies: 5G NR (FR1),<br />
4G LTE, CBRS, 3G, 2G<br />
• no Groundplane needed<br />
• provides 0° ... 90° Pivot and<br />
360° Swivel Movement<br />
• rugged UV stable Plastic<br />
Housing<br />
• Connector: SMA Plug (Male)<br />
• Temperature Rang: -40 °C to<br />
+75 °C<br />
• Dimensions: 223 x 30 x 20 mm<br />
• Applications: Enterprise Wireless,<br />
Industrial IoT<br />
■ CompoTEK GmbH<br />
www.compotek.de<br />
Die neue Hochleistungsantenne<br />
von CellMax bietet eine extreme<br />
Reichweite durch optimale Nutzung<br />
des Antennenspektrums.<br />
Die neue Antenne 12086x<br />
erreicht 58% mehr Antennengewinn<br />
auf den beiden Arrays im<br />
Frequenzbereich von 698...960<br />
MHz und bietet somit 30%<br />
mehr Reichweite im Vergleich<br />
zu marktüblichen Antennen.<br />
Zur Abdeckung des gleichen<br />
Gebietes sind somit 23% weniger<br />
Antennenstandorte nötig,<br />
was erheblichen Einsparungen<br />
beim Betreiber ermöglicht.<br />
■ Rosenberger<br />
Hochfrequenztechnik<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.rosenberger.com<br />
Autonomes Fahren: Eigenschaften und Bedeutung von GNSS-Antennen<br />
Das autonome Fahren ist ein<br />
Megatrend der nächsten Jahre<br />
und birgt gerade in Transportsystemen<br />
großes Potenzial.<br />
Ein elementarer Baustein und<br />
signifikant kritischer Faktor<br />
für sicheres autonomes Fahren<br />
stellt ultragenaues, verzögerungsfreies<br />
Positioning dar.<br />
Die dafür notwendigen Antennen<br />
und Sensoren müssen in<br />
höchstem Maße zuverlässig<br />
arbeiten. Erst dann sind teilund<br />
vollautonome Fahrzeuge<br />
zu Land, See und in der Luft<br />
wirklich einsatzfähig.<br />
Allen Applikationen gemein<br />
sind dabei Antennen mit speziellen<br />
Fähigkeiten: ein dichtes<br />
Phasenzentrum, sehr niedriges<br />
Gewicht und hohe Vielseitigkeit<br />
bei Frequenzen und Konstellationen.<br />
Der kanadische<br />
Antennenhersteller Tallysman<br />
zeigt bereits heute mit seinen<br />
High-Performance-Iridium-<br />
Antennen wie der HC975,<br />
was eine Antenne für autonome<br />
Fahrzeugapplikationen<br />
(bspw. in Drohnen) mitbringen<br />
muss. Neben L-Band Correction<br />
Services, guter Coverage<br />
und robustem Auftreten (IP67-<br />
Zertifizierung) ist die Antenne<br />
leicht und spart bei der Energieaufnahme.<br />
■ CompoTEK GmbH<br />
www.compotek.de<br />
24 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Antennen<br />
GNSS für Anwender<br />
Ein GNSS (Global Navigation Satellite System) ist ein System zur Positionsbestimmung und Navigation auf der<br />
Erde und in der Luft auf Basis von Navigationssatelliten und Pseudoliten (technische Hilfsmittel, die Satelliten<br />
ersetzen).<br />
Gerätehersteller möchten diese<br />
Technologie oft ihren Produkten<br />
hinzufügen, sind aber nicht in der<br />
Lage, das richtige Modul und die<br />
richtige Antenne auszuwählen.<br />
Etwa beeinflusst die Wahl der<br />
Konstellation die Genauigkeit.<br />
Mehr Konstellationen ermöglichen<br />
genauere Standortinformationen<br />
und mehr Redundanz,<br />
weshalb mittlerweile über 30%<br />
der GNSS-Chipsätze die vier<br />
bedeutendsten Systeme Bei-<br />
Dou, Galileo, Glonass und GPS<br />
unterstützen. Hieran sehen wir<br />
schon den Unterschied zwischen<br />
z.B. GPS und GNSS; GPS kann<br />
lediglich ein Teil von GNSS sein.<br />
Die gewählte Konstellation wirkt<br />
sich dann auf das Spektrum aus,<br />
das die GNSS-Lösung unterstützen<br />
muss, s. Bild 1.<br />
Die richtige Antenne am<br />
richtigen Ort<br />
GNSS-Antennensysteme sind<br />
in einer Vielzahl von Form-<br />
Quelle:<br />
How to Add High-Precision<br />
GNSS to Nearly Any Device,<br />
by Oliver Robin, Taoglas,<br />
Aug 2, 2021,<br />
www.everythingrf.com/<br />
community/how-to-add-highprecision-gnss-to-nearly-anydevice<br />
übersetzt und leicht gekürzt<br />
von FS<br />
faktoren erhältlich. Für OEMs<br />
hängt die Wahl teilweise davon<br />
ab, welches Format ihr Gerät<br />
aufnehmen kann, beispielsweise<br />
eine Low-Profile-Patch-<br />
Antenne. Die Aufmachergrafik<br />
fasst die wichtigsten Typen<br />
zusammen.<br />
Drohnen sind hilfreich, um hier<br />
einige der Herausforderungen<br />
und Überlegungen zu verstehen.<br />
Das Gewicht ist ein kritischer<br />
Faktor, da es beeinflusst, wie<br />
lange und wie weit eine Drohne<br />
fliegen kann bei gegebener Nutzlast.<br />
Die PCB-Größe (Groundplane)<br />
wirkt sich direkt auf die<br />
GNSS-Antennenleistung aus.<br />
Eine große Massefläche maximiert<br />
die Wirkung der GNSS-<br />
Patch-Antenne, erhöht aber auch<br />
das Gewicht. Und wie Bild 2<br />
zeigt, beeinflusst die Position<br />
auf dieser Masseebene direkt<br />
die Anpassung, die der OEM<br />
vornehmen muss.<br />
Der Haken an der Sache ist, dass<br />
die Montageorte oft begrenzt<br />
sind. Die Antenne muss weit<br />
genug von den Motoren der<br />
Drohne und anderen elektronischen<br />
Komponenten entfernt<br />
sein, die RFI erzeugen, aber<br />
diese Orte sind oft nicht nutzbar,<br />
da das zusätzliche Gewicht an<br />
diesen Stellen das empfindliche<br />
Gleichgewicht stören würde, das<br />
Drohnen für einen sicheren und<br />
effektiven Flug benötigen.<br />
Der Drohnen-OEM Parrot hat all<br />
diese Faktoren bei der Auswahl<br />
einer GNSS-Antennenlösung<br />
für ein 500 g schweres Modell<br />
berücksichtigt und sich für Taoglass<br />
DSGP.1575.15.4.A.02,<br />
eine passive Patch-Antenne, die<br />
GPS L1 und Galileo E1 unterstützt,<br />
entschieden. Mit nur 3,3<br />
g und einer Höhe von 4 mm bei<br />
einer Grundfläche von 15 mm 2<br />
ist die DSGP.1575 auf eine 50<br />
x 50 mm messende Grundplatte<br />
abgestimmt.<br />
Fitnesstracker und medizinische<br />
Wearables<br />
Viele GNSS-Anwendungen sind<br />
tragbare Geräte wie Fitnesstracker<br />
und medizinische Wearables.<br />
Eine wichtige Überlegung<br />
hierbei ist, wie der menschliche<br />
Körper interagiert und die<br />
GNSS-Empfangssignalstärke<br />
Bild 1: GNSS-Konstellationstypen und Spektrumbänder<br />
stört. Daher sollten Systemdesigner<br />
ihre Antennen in Anwesenheit<br />
eines menschlichen Körpers<br />
abstimmen.<br />
Dies kann für OEMs, die keine<br />
eigenen HF-Techniker haben,<br />
entmutigend sein. Daher ist es<br />
wichtig, einen erfahrenen Antennenanbieter<br />
auszuwählen, der<br />
Tuning-Tricks und HF-Simulationen<br />
anbietet, um seinen Kunden<br />
bei der Analyse der Körperdämpfung<br />
zur Optimierung ihrer<br />
Designs zu helfen. Die Erfahrung<br />
spiegelt sich in den Referenz-Designs<br />
wider, die sie mit<br />
Funkpartnern entwickelt haben,<br />
sowie in einem breiten, umfassenden<br />
Produktportfolio, das<br />
es den Kunden ermöglicht, die<br />
linear oder zirkular polarisierte<br />
Lösung auszuwählen, die ihren<br />
Anwendungsanforderungen am<br />
besten entspricht. ◄<br />
Bild 2: Die Position auf der Masseebene beeinflusst Gewinn und Bandbreite<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong> 25
Messtechnik<br />
Nicht nur für EMC Pre-Compliance Tests<br />
Tragbares Messlabor mit schnellster Echtzeit-<br />
Spektrumanalyse<br />
Mit dem Spectran V6 Command Center gelangt man u.a. schnell und sicher zur EMV-Konformität.<br />
minimalen Signaldauer von 100<br />
µs für 100% Erfassungswahrscheinlichkeit<br />
an ihre Grenzen.<br />
Anpassbar und<br />
erweiterungsfähig<br />
Jedes elektrische oder elektronische<br />
Produkt muss so konstruiert<br />
sein, dass es keine elektromagnetischen<br />
Störungen<br />
verursacht, die andere Geräte<br />
beeinflussen könnten. Die Elektromagnetische<br />
Verträglichkeit<br />
ist für eine Marktzulassung<br />
zwingend erforderlich. Der Weg<br />
dorthin wird allerdings immer<br />
aufwändiger. Die Anforderungen<br />
zur Sicherstellung der EMV-<br />
Konformität steigen zusehends.<br />
Ein Grund hierfür sind die immer<br />
kürzeren Signalverarbeitungszeiten<br />
und immer höheren Taktfrequenzen.<br />
Ein anderer Grund<br />
ist die rasante Verbreitung von<br />
Produkten mit Funkanbindung.<br />
WiFi, Bluetooth, NFC oder die<br />
Implementierung des 5G-Standards<br />
stellen die Entwickler vor<br />
ganz neue Herausforderungen.<br />
Schnell und zukunftssicher<br />
Mit dem Spectran V6 Command<br />
Center stellt die Aaronia AG<br />
die derzeit schnellste Echtzeit-<br />
Spektrumanalyse-Lösung der<br />
Welt zur Verfügung. Das System<br />
bietet eine Echtzeitbandbreite<br />
(RTBW) von bis zu 980 MHz<br />
bzw. mehr als 4 THz/s Sweep.<br />
Der mobile Echtzeit-Spektrumanalysator<br />
ist mit zwei 24-Zoll-<br />
4K-Monitoren ausgestattet und<br />
als einfach transportable Lösung<br />
in einem robusten Aluminiumkoffer<br />
untergebracht. Die beiden<br />
Breitbildmonitore liefern eine<br />
kombinierte Auflösung von 3840<br />
x 4320 Pixel und sind für die<br />
Darstellung des kompletten Frequenzbereichs<br />
oder der gleichzeitigen<br />
Überwachung mehrerer<br />
Frequenzbänder in Echtzeit<br />
ausgelegt.<br />
bility Of Intercept) von unter 10<br />
ns (I/Q-basiert) und 97 ns (FFTbasiert)<br />
erfasst das Spectran V6<br />
Command Center auch Signale,<br />
die um den Faktor 1000 kürzer<br />
sind als bei herkömmlichen<br />
Spektrumanalysatoren. Diese<br />
stoßen in der Regel bei einer<br />
Das tragbare Highend-HF-Messlabor<br />
tastet einen konfigurierten<br />
Frequenzbereich von bis zu 6<br />
GHz (optional 8 GHz) mit über<br />
5 Mio. Samples pro Sekunde<br />
ab. Es stehen vier unabhängige<br />
Analysatoren (8 x 2 GPS 16-Bit<br />
I/Q-Daten) und bis zu vier Vektorsignalgeneratoren<br />
(max. 4 x<br />
2GSPS 14-Bit I/Q) zur Verfügung.<br />
Standardmäßig stehen 4<br />
x 160 MHz Echtzeitbandbreite<br />
zur Verfügung. Sollte dies nicht<br />
ausreichen, lässt sich das System<br />
per Software auf bis zu 4 x 245<br />
MHz erweitern. Damit steht dann<br />
eine Bandbreite von 980 MHz<br />
zur Verfügung, womit sich der<br />
Frequenzbereich von 30 MHz<br />
bis zu 1 GHz in Echtzeit überwachen<br />
lässt.<br />
Der eingebaute HF-Switch kann<br />
zur Verteilung des Eingangssignals<br />
auf die integrierten<br />
Receiver genutzt werden.<br />
Zusätzlich kann es beispielsweise<br />
per eingebautem RF-over-<br />
Aaronia AG<br />
www.aaronia.de<br />
Dies ermöglicht eine detaillierte<br />
Analyse selbst allerkürzester<br />
Signale. Dank einer POI (Proba-<br />
Blick in einen Messraum<br />
26 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Messtechnik<br />
Struktur einer HyperLOG EMI<br />
Fiber-Rückkonverter weiter<br />
angepasst werden. Das Spectran<br />
V6 Command Center wird mit<br />
einem Arbeitsspeicher von 128<br />
GByte ausgeliefert und verfügt<br />
über einen 8-Terabyte-SSD-<br />
Datenspeicher. Dieser kann bei<br />
Bedarf auf bis zu 120 Terabyte<br />
ausgebaut werden, um I/Q-<br />
Rohdaten oder Spectra-Daten<br />
zu speichern. Dank der Smart-<br />
Buffering-Lösung, bei der die<br />
jeweils ältesten Daten mit neuen<br />
Informationen überschrieben<br />
werden, steht eine quasi unbegrenzte<br />
Aufzeichnungszeit zur<br />
Verfügung.<br />
Modulare Software<br />
Zum Lieferumfang gehört die<br />
modulare Echtzeit-Spektrumüberwachungs-Software<br />
RTSA-<br />
Suite Pro. Sie ist intuitiv per<br />
Drag&Drop konfigurierbar, um<br />
unterschiedlichste Analysemöglichkeiten<br />
in diversen Ansichten<br />
zu ermöglichen, und erlaubt<br />
u.a. die lückenlose Echtzeit-<br />
3D-Ansicht mit bis zu 25 Mio.<br />
Samples pro Sekunde. Sie beinhaltet<br />
außerdem mehrere Aufzeichnungs-,<br />
Wiedergabe- und<br />
Streaming-Funktionen sowie<br />
das Kombinieren mehrerer<br />
Analysatoren oder die individuelle<br />
Nutzung weiterer externer<br />
Hardware.<br />
Verkürzte Entwicklungszeit<br />
Der Einsatz des Spectran V6<br />
Command Centers als Echtzeit-<br />
Spektrumanalysator beschleunigt<br />
Vorzertifizierungsmessungen,<br />
kann aber auch teure<br />
Fehler vermeiden und dadurch<br />
neben Geld vor allem Zeit sparen.<br />
Wird beispielsweise bei der<br />
Entwicklung neuer Hardware<br />
herkömmliches Standard-EMV-<br />
Compliance-Mess-Equipment<br />
genutzt, kann dies zu Fehleinschätzungen<br />
der Hardware führen.<br />
Gegebenenfalls fällt diese<br />
dann bei der Zertifizierungsmessung<br />
durch.<br />
Darüber hinaus kann der Erfolg<br />
von Änderungen, wie beispielsweise<br />
das Ergreifen von Entstör-<br />
und Abschirmmaßnahmen,<br />
sofort ermittelt und bewertet<br />
werden. Dies vereinfacht den<br />
Prozess und verkürzt wiederum<br />
die dafür benötigte Dauer<br />
signifikant.<br />
Die enorme Echtzeitbandbreite<br />
von bis zu 980 MHz sowie die<br />
hohe Sweep-Geschwindigkeit<br />
des Spectran V6 Command<br />
Centers ermöglichen EMV-<br />
Messungen in Echtzeit. Die<br />
gleichzeitige Anzeige von mehreren<br />
Grenzwerten erhöht die<br />
Geschwindigkeit der Messung<br />
zusätzlich, da diese nicht mehr<br />
einzeln durchgeführt werden<br />
müssen. Hierdurch verkürzt<br />
sich die Entwicklungszeit neuer<br />
Produkte maßgeblich, unnötige<br />
Kosten werden vermieden.<br />
Echtzeit-EMV-Pakete<br />
Nicht immer jedoch wird die<br />
ganze Leistung des Spectran<br />
V6 Command Centers benötigt.<br />
Deswegen hat Aaronia Komplettpakete<br />
im Programm, die für<br />
Nah- und Fernfeldmessungen,<br />
zum Messen und Lokalisieren<br />
von Störstrahlungsquellen oder<br />
zur Überwachung von EMV-<br />
Problemen konzipiert sind.<br />
Die drei Echtzeit-EMV-Pakete<br />
basieren auf dem Echtzeit-<br />
Spektrumanalsyator Spectran<br />
V6 X USB. Mit einer Sweep-<br />
Geschwindigkeit von bis zu 440<br />
GHz/s und einer Echtzeitbandbreite<br />
von mindestens 80 MHz<br />
können extrem kurzzeitige Störsignale<br />
erfasst und deren Ursache<br />
ermittelt werden. Der Frequenzbereich<br />
reicht von 10 MHz<br />
bis 6 GHz (optional 8 GHz). Die<br />
Ermittlung von Frequenz und<br />
Signalstärke sowie die gleichzeitige<br />
Anzeige mehrerer Grenzwerte<br />
erhöht die Geschwindigkeit<br />
der Messung. Auch hier<br />
gehört die modulare Echtzeit-<br />
Spektrumüberwachungs-Software<br />
RTSA-Suite Pro mit Aufzeichnungs-<br />
und Wiedergabefunktion<br />
zum Lieferumfang.<br />
Die Echtzeit-EMV-Pakete sind<br />
inkl. Antennen bzw. Sondensatz<br />
erhältlich. Gegen Aufpreis<br />
kann das höherwertige Spectran<br />
V6-2000X mit 160 MHz RTBW<br />
in das Paket integriert werden.<br />
Eine der Antennen vom Typ PowerLOG Pro<br />
EMV-Pakete<br />
Die drei seit vielen Jahren etablierten<br />
EMV-Messpakete beinhalten<br />
den Spectran NF-5030 mit<br />
einem Frequenzbereich von 1 Hz<br />
bis 1 MHz sowie den Spectran<br />
HF-60100 V4 mit einem Frequenzbereich<br />
von 1 MHz bis 9,4<br />
GHz. Die Pakete eignen sich je<br />
nach Ausführung zur Lokalisierung<br />
von EMV-Problemen aller<br />
Art, zur Ermittlung von Störquellen<br />
auf Baugruppen oder um<br />
im EMV-Labor durchgeführte<br />
Messungen (z.B. EN55011,<br />
EN55022, EN50371) nachzukontrollieren.<br />
Die Messgeräte sind mit einer<br />
USB-Schnittstelle mit Echtzeit<br />
Remote Control für den<br />
Anschluss an PC oder MAC<br />
ausgestattet. Die kostenlose Analyse-Software<br />
(MCS Software)<br />
für MAC OS, Linux oder Windows<br />
macht aus den Spectrans<br />
eine multifunktionale Lösung für<br />
EMV-Messungen aller Art. Die<br />
Software bietet u.a. eine Aufzeichnungs-<br />
und Wiedergabefunktion,<br />
gleichzeitige Anzeige<br />
mehrerer Spektren, Histogramm-<br />
Funktion, Wasserfallanzeige,<br />
unlimitierte Marker-Anzahl<br />
oder eine komplexe Grenzwertanzeige.<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong> 27
Messtechnik<br />
Antennen für jeden<br />
Einsatzzweck<br />
Alle Echtzeit-EMV-Pakete und<br />
EMV-Pakete werden in einem<br />
robusten Koffer geliefert und<br />
sind je nach Ausführung mit<br />
verschiedenen Antennenkoffern<br />
ausgestattet. Das Hochleistungs-<br />
EMV-Probe-Set PBS1 erlaubt<br />
die Lokalisierung von EMV-<br />
Störquellen von DC bis 9 GHz.<br />
Das Set beinhaltet vier Probes<br />
für magnetische Felder und eine<br />
Probe für elektrische Felder.<br />
Da die Messung potentialfrei<br />
erfolgt, wird das Störsignal nicht<br />
beeinträchtigt. Um Messungen<br />
an Schwingkreisen oder Netzleitungen<br />
gefahrlos zu ermöglichen,<br />
sind die Sonden mit einer<br />
Isolierschicht umgeben.<br />
Die BicoLOG 20100E ist eine<br />
handliche EMV-Messantenne<br />
für den Frequenzbereich von<br />
20 MHz bis 1 GHz. Mit ihr<br />
können präzise Messungen im<br />
unteren Frequenzbereich ab 20<br />
MHz erfolgen, wodurch sich<br />
auch restriktive EMV Normen<br />
wie EN55011 oder EN55022<br />
abdecken lassen. Die BicoLOG<br />
30100E ist für einen Frequenzbereich<br />
von 30 MHz bis 1 GHz<br />
ausgelegt. Die „radial-isotropen“<br />
Messantennen sind sehr leicht,<br />
eignen sich sowohl für den stationären<br />
als auch mobilen Einsatz<br />
und werden mit typischen,<br />
ausführlichen Kalibrationsdaten<br />
geliefert. Die Antenne<br />
besitzt einen hochwertigen<br />
SMA-Anschluss. Geräte mit<br />
N-Anschluss können über einen<br />
optional erhältlichen Adapter<br />
angeschlossen werden.<br />
Mit der PowerLOG PRO EMI<br />
Antennen-Serie steht eine doppelt<br />
polarisierte Hornantennen-<br />
Familie zur Verfügung, welche<br />
das horizontale und/oder vertikale<br />
Messen ohne Neuarrangierung<br />
des Messaufbaus ermöglicht.<br />
Bis zu 500 W Empfangsoder<br />
Sendeleistung sowie der<br />
linear ansteigende Antennengewinn<br />
gewährleisten eine konstante<br />
Feldstärkegenerierung.<br />
Als Referenzantenne für professionelle<br />
EMV/EMI Pre-Compliance<br />
Tests sind die HyperLOG<br />
Spectran V6 Command Center<br />
Receiver: 4<br />
Rx: 8, Tx: 4<br />
Rx RTBW: 640/980 MHz<br />
Tx RTBW: 640/980 MHz<br />
DANL: -170 dBm/Hz (mit Vorverstärker)<br />
typ. Genauigkeit: +/- 0,5 dB<br />
IQ POI: 15/10 ns<br />
Sweep: 2920/4400 GHz/s<br />
Network: 2 x 100 GbE<br />
Processor: 24 Core<br />
RAM: 128 GB<br />
SSD: 8 TB/120 TB<br />
Frequenzbereich: 10 ... 8 GHz/980 MHz RTBW<br />
Gewicht: 30 kg<br />
Garantie: 2 Jahre<br />
Lieferumfang: Spectran V6 Command Center, Spektrumanalyse-Software<br />
RTSA Suite Pro (vorinstalliert), internationales<br />
Netzteil mit Adapter, gepolsterter Transportkoffer mit Rollen<br />
EMI Antennen aufgrund der sehr<br />
hohen Genauigkeit und weiten<br />
Bandbreite einsetzbar. Über 300<br />
W Maximalleistung ermöglichen<br />
Immunitätstests mit Feldstärken<br />
bis 10 V/m.<br />
Umdenken erforderlich<br />
Um genaue Messungen im<br />
modernen EMV-Umfeld vornehmen<br />
zu können, sind schnelle<br />
Spektrumanalysatoren mit hohen<br />
Sweep-Geschwindigkeiten notwendig.<br />
Echtzeit-Spektrumanalysatoren<br />
in Kombination mit<br />
den geeigneten Sonden, Messantennen<br />
und der passenden<br />
Software sind die Grundlage zur<br />
Entwicklung effizienter EMV-<br />
Maßnahmen für Geräte und<br />
Baugruppen. Mit ihrem tragbaren<br />
HF-Messlabor Spectran<br />
V6 Command Center sowie den<br />
attraktiven Messpaketen bietet<br />
die Aaronia AG für alle Anforderungen<br />
die passende Lösung. ◄
Messtechnik<br />
5G/4G/IoT-Basisstations-Simulatoren und<br />
Bluetooth/WLAN-Tester<br />
Von der Idee<br />
bis zum Service.<br />
Hochfrequenztechnik,<br />
Elektronik und Mechanik.<br />
Individuell & kundenspezifisch.<br />
Funkfeldnachbildungen<br />
für aktuelle Kommunikationstechnologien<br />
Anritsu gab bekannt, dass die Deutsche<br />
Bundesnetzagentur Anritsus Basisstations-<br />
Simulatoren für 5G/4G/IoT und Bluetooth/<br />
WLAN-Tester für EMV-Tests ausgewählt<br />
hat. Als staatliche Regulierungsbehörde<br />
ist die Bundesnetzagentur (Bnetza) für die<br />
Prüfung elektronischer Geräte auf unerwünschte<br />
Emissionen sowie für den Verbraucherschutz<br />
zuständig.<br />
Das deutsche Telekommunikationsgesetz<br />
(TKG) legt Grenzwerte für unerwünschte<br />
Emissionen fest. Um diese unter Kontrolle<br />
zu halten, prüft die Bnetza stichprobenartig<br />
Consumer-Elektronik auf elektromagnetische<br />
Strahlung, die den menschlichen<br />
Körper schädigen oder die vorgegebenen<br />
Normen verletzen und andere elektronische<br />
Geräte stören könnte.<br />
Die Bnetza testet und überprüft verschiedene<br />
Geräteklassen wie beispielsweise W-LAN-<br />
Router, Bluetooth-Geräte und Mobiltelefone<br />
unterschiedlicher Hersteller. Sie stellt<br />
somit sicher, dass auch neue Technologien,<br />
wie etwa 5G, die geforderten Grenzwerte<br />
einhalten und keine negativen Einflüsse auf<br />
Verträglichkeiten jeglicher Art mit bereits<br />
vorhandenen Technologien entstehen.<br />
Die Basisstations-Simulatoren MT8000A,<br />
MT8821C, MT8862A und MT8852B von<br />
Anritsu sowie der Bluetooth/WLAN-Tester<br />
für 5G/4G/IoT/Bluetooth/WLAN-Mobilgeräte<br />
tragen zur regulatorischen Arbeit der<br />
Bnetza im Bereich Telekommunikation bei.<br />
Die Agentur kombiniert diese Anritsu-Testlösungen<br />
mit einer Over-the-Air-(OTA-)<br />
Prüfkammer und anderen EMV-Testern, um<br />
EMV-Tests sowohl auf der Grundlage der<br />
ETSI- als auch der internen behördlichen<br />
Prüfstandards durchzuführen.<br />
Produktübersicht<br />
• MT8000A<br />
Die Radio Communication Test Station<br />
MT8000A ist eine All-in-One-5G-Testplattform,<br />
die parametrische HF- und Protokolltests,<br />
Funktions- und Anwendungstests,<br />
Validierung von Strahlcharakteristiken und<br />
mehr durchführt. Sie unterstützt Basisstations-Emulationsfunktionen<br />
im Non-Standalone-<br />
(NSA) und Standalone-Modus (SA)<br />
für die Entwicklung von 4G/5G-Chipsätzen<br />
und -Geräten, die FR1 und FR2 unterstützen.<br />
Der MT8000A wird häufig für leitungsgebundene<br />
und OTA-Tests verwendet, um<br />
die Leistungsfähigkeit von 4G/5G-Geräten<br />
zu bewerten.<br />
• MT8821C<br />
Der Radio Communication Analyzer<br />
MT8821C ist ein skalierbarer LTE-Netzwerksimulator<br />
für parametrische HF-Tests<br />
und die Verifizierung von 2G/3G/4G-Smartphones,<br />
Tablets, M2M-Modulen und IoT-<br />
Geräten. Er unterstützt die neuesten 3GPP-<br />
Techniken, darunter VoLTE-, Gigabit-LTEund<br />
Mobilfunk-IoT-Anwendungen.<br />
• MT8862A<br />
Der Wireless Connectivity Test Set (WLAN<br />
Tester) MT8862A misst die Funk-TRx-<br />
Eigenschaften von WLAN-IEEE-802.11a/b/<br />
g/n/ac/ax-Geräten (2,4-; 5- und 6-GHz-Bänder).<br />
Der Netzwerkmodus mit integrierten<br />
WLAN-Signalisierungsnachrichten misst<br />
die TRx-Leistung angebundener Geräte,<br />
während der Direktmodus eine flexible<br />
protokollfreie Testumgebung unterstützt.<br />
• MT8852B<br />
Das Bluetooth Test Set MT8852B ist das<br />
führende HF-Testgerät für Design-Validierung<br />
und Fertigungstests von Bluetooth-<br />
Produkten. Es unterstützt Sendeleistungs-,<br />
Frequenz-, Modulations- und Empfängerempfindlichkeitstests<br />
für die von den Bluetooth-Spezifikationen<br />
geforderten Messungen<br />
von Basic Rate (BR), Enhanced Data<br />
Rate (EDR) und Bluetooth Low Energy<br />
(BLE). In der Fertigung befindliche Geräte<br />
lassen sich mit diesem Test-Set in weniger<br />
als 10 s durch Drücken einer Taste testen.<br />
■ Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
Moderne Funktechnologien<br />
wie 4G, 5G, IoT, TETRA, Smart<br />
Metering, MIMO, Car-to-Car,<br />
Militärkommunikation uvm.<br />
erfordern neue Testlösungen.<br />
Um solche Strukturen in einer<br />
Testumgebung zu simulieren,<br />
hat MTS Funkfeldsimulationen<br />
zusammen mit Abschirmboxen<br />
entwickelt.<br />
MTS individuelle Lösungen<br />
// HF geschirmte Gehäuse<br />
// Schirmboxsysteme<br />
// Relaisschaltfelder<br />
// Matrixsysteme<br />
// HF-Komponenten und Kabel<br />
// Gefilterte Schnittstellen<br />
// Air Interface Emulation<br />
mts-systemtechnik.de<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong> 29
Messtechnik<br />
Hochleistungs-Impedanzmessungen<br />
Mit seiner neuen Familie von<br />
LCR-Metern präsentiert Rohde<br />
& Schwarz leistungsstarke,<br />
universell einsetzbare Impedanzmessgeräte<br />
für vielfältige<br />
Anwendungen. Die R&S LCX<br />
LCR-Meter decken den Frequenzbereich<br />
von 4 Hz bis 10<br />
MHz ab. Damit eignen sie sich<br />
nicht nur für die große Mehrheit<br />
der Geräte, die mit herkömmlichen<br />
Netzfrequenzen<br />
betrieben werden, oder für die<br />
400-Hz-Stromversorgungssysteme<br />
von Flugzeugen. Abgedeckt<br />
wird ein breites Anwendungsspektrum,<br />
von niederfrequenten<br />
seismischen Sensoren<br />
bis hin zu Hochleistungskommunikations-Schaltungen<br />
mit<br />
Betriebsfrequenzen von mehreren<br />
Megahertz.<br />
Hochpräzise Impedanzwerte<br />
Ingenieuren, die vor der Aufgabe<br />
stehen, für ihr Gerät geeignete<br />
Kondensatoren, Induktivitäten,<br />
Widerstände und Analogfilter<br />
für eine bestimmte Anwendung<br />
auszuwählen, liefern die<br />
R&S LCX-Modelle hochpräzise<br />
Impedanzwerte mit marktführender<br />
Genauigkeit. Für die Qualitätsprüfung<br />
und Monitoring-<br />
Aufgaben in der Fertigung sind<br />
zudem Messungen mit höherer<br />
Geschwindigkeit und einer für<br />
den Einsatz in der Produktion<br />
angemessenen Genauigkeit möglich.<br />
Sämtliche für Produktionsumgebungen<br />
erforderliche Software<br />
und Hardware ist erhältlich,<br />
von Fernsteuerung und<br />
Ergebnisprotokollierung über<br />
den Gestelleinbau des Geräts<br />
bis hin zu einer vollständigen<br />
Palette von Testadaptern für verschiedenste<br />
Bauelemente.<br />
Selbstabgleichende<br />
Messbrücke<br />
Die R&S LCX Messgeräte<br />
nutzen das Prinzip der selbstabgleichenden<br />
Messbrücke.<br />
Dies ermöglicht konventionelle<br />
Impedanzmessungen durch Messung<br />
von Wechselspannung und<br />
-strom für das Messobjekt einschließlich<br />
der Phasenverschiebung.<br />
Diese Werte werden dann<br />
zur Berechnung der komplexen<br />
Impedanz am jeweiligen Arbeitspunkt<br />
verwendet.<br />
Als universelles LCR-Meter<br />
deckt das R&S LCX verschiedenste<br />
Anwendungen ab, wie<br />
etwa die Messung des äquivalenten<br />
Serienwiderstands (ESR)<br />
und der äquivalenten Serieninduktivität<br />
(ESL) von Elektrolytkondensatoren<br />
und Zwischenkreiskondensatoren.<br />
Neben<br />
einer Vielfalt von Impedanzmessungen<br />
hat der Anwender<br />
zudem die Möglichkeit, Widerstände<br />
bei Gleichspannung und<br />
Transformatoren zu vermessen.<br />
Zur Prüfung von Bauelementen,<br />
deren Impedanzwerte bei unterschiedlichen<br />
Frequenzen und<br />
Pegeln variieren, unterstützt die<br />
Option R&S LCX-K106 dynamische<br />
Impedanzmessungen mit<br />
Frequenz, Spannung oder Strom<br />
als Sweep-Parameter.<br />
Die R&S LCX-Familie umfasst<br />
zum Marktstart zwei Modelle:<br />
Das R&S LCX100 deckt den<br />
Frequenzbereich von 4 Hz bis<br />
300 kHz ab. Das R&S LCX200<br />
hingegen bietet einen Basisfrequenzbereich<br />
von 4 Hz bis 500<br />
kHz, der sich mittels Optionen<br />
auf bis zu 10 MHz erweitern<br />
lässt. Beide Modelle verfügen<br />
über einen großflächigen, kapazitiven<br />
Touchscreen und eine virtuelle<br />
Tastatur, über die sich die<br />
wichtigsten Messungen schnell<br />
aufrufen lassen. Alternativ können<br />
Spannung, Strom und Frequenzwerte<br />
mit dem Drehknopf<br />
eingestellt werden. Weniger häufig<br />
genutzte Funktionen werden<br />
über Menüs aufgerufen und<br />
bedient. Einstellungen, Ergebnisse<br />
und Statistiken können auf<br />
dem Display angezeigt oder zur<br />
automatisierten Nachverarbeitung<br />
ausgegeben werden. Bis<br />
zu vier Messfunktionen können<br />
gewählt und über der Zeitachse<br />
dargestellt werden. Minimumund<br />
Maximumwerte werden<br />
zusätzlich angezeigt, um eine<br />
schnelle Pass/Fail-Bewertung<br />
zu ermöglichen.<br />
Ergänzend zum R&S LCX lassen<br />
sich mit dem MFIA Impedanzanalysator<br />
von Zurich<br />
Instruments AG, einer Tochtergesellschaft<br />
von Rohde &<br />
Schwarz, Impedanzmessungen<br />
an einer breiteren Auswahl von<br />
Materialien durchführen. Der<br />
MFIA eignet sich für Anwendungen<br />
wie die Charakterisierung<br />
von Halbleitern oder die<br />
Materialforschung z.B. an Dielektrika,<br />
Piezoelektrika, Keramik-<br />
und Verbundwerkstoffen<br />
sowie die Bereiche Gewebeimpedanzanalyse,<br />
Zellwachstum,<br />
Lebensmittelforschung, Mikrofluidik<br />
und tragbare Sensoren.<br />
■ Rohde & Schwarz<br />
GmbH & Co. KG<br />
www.rohde-schwarz.com<br />
Wellenlängen-Messgeräte für 700 bis 1650 nm<br />
Bristol Instruments führte neue optische<br />
Wellenlängen-Messgeräte der Serie 238<br />
ein. Diese Systeme sind für die hochpräzise<br />
Wellenlängencharakterisierung<br />
konzipiert, um durchstimmbare Transmitter-Laser,<br />
DFB-Laser und VCSELs<br />
zu messen. Anwendungen finden sich<br />
beispielsweise in den Bereichen faseroptische<br />
Kommunikation, Datenspeicherung<br />
und 3D-Sensorik.<br />
Die Serie 238 verfügt über einen breiten<br />
Einsatzbereich von 700 bis 1650 nm. Das<br />
Modell 238A bietet eine präzise Wellenlängengenauigkeit<br />
von ±0,3 pm. Ist das<br />
Budget beschränkt, empfiehlt sich das<br />
Modell 238B mit einer Genauigkeit von<br />
±1 pm. Beide Modelle verfügen über eine<br />
kontinuierliche Kalibrierung mittels integriertem<br />
und absoluten Laserwellenlängen-<br />
Standard. Ein robustes opto-mechanisches<br />
Design sorgt für langfristig zuverlässigen<br />
Betrieb, der zusätzlich durch eine in der<br />
Branche außergewöhnliche fünfjährige<br />
Gewährleistung abgedeckt wird.<br />
Applikationen:<br />
• Wellenlängenmessung<br />
• Datenspeicherung<br />
• faseroptische Kommunikation<br />
• 3D Sensorik<br />
■ MG Optical Solutions GmbH<br />
www.mgopticalsolutions.com<br />
30 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Messtechnik<br />
Analyse von GaN- und SiC-Halbleitern<br />
Teledyne LeCroy gab die Markteinführung<br />
der neuen DL-ISO High-Voltage Optically<br />
Isolated 1 GHz Probe und Power Device<br />
Testsoftware bekannt, die in Kombination<br />
mit den High-Definition Oszilloskopen<br />
(HDO) die genaueste elektrische Charakterisierung<br />
von Galliumnitrid (GaN) und<br />
Siliziumkarbid (SiC) Leistungshalbleitern<br />
ermöglicht.<br />
Rigol_DE_DP800_210x148+3_04<strong>2022</strong>_V04.qxp_Layout 1 11.05.22 17:21 Seite 1<br />
Background: Seit mehr als 30 Jahren verwenden<br />
Ingenieure Silizium-MOSFETs<br />
und Bipolartransistoren mit isoliertem Gate<br />
(IGBTs) für Stromversorgungen und Stromumwandlungssystemen.<br />
Die Verbraucher<br />
verlangen jedoch immer kleinere und<br />
leichtere Stromversorgungen und Systeme,<br />
und die Regierungen schreiben höhere Wirkungsgrade<br />
vor. Wide-Bandgap-Materialien<br />
(WBG) wie GaN und SiC schalten in<br />
Halbleiterbauelementen mehr als zehnmal<br />
schneller als Si und verringern Größe und<br />
Gewicht bei gleichzeitig höherer Effizienz.<br />
Viele Ingenieure setzen jedoch zum ersten<br />
Mal WBG-Halbleiter ein und benötigen<br />
daher nun eine größere Messbandbreite<br />
sowie genauere und detailliertere Analysemöglichkeiten<br />
der Halbleiterbauelemente.<br />
Der neue optisch isolierte Hochspannungstastkopf<br />
DL-ISO von Teledyne LeCroy ermöglicht<br />
es Entwicklungsingenieuren, Messungen<br />
an GaN- und SiC-Leistungshalbleitern<br />
mit höchster Zuverlässigkeit durchzuführen.<br />
Der neue Tastkopf bietet die beste Signaltreue,<br />
das geringste Überschwingen und die<br />
höchste Genauigkeit: 1,5% in Kombination<br />
mit den branchenführenden HDOs mit 12<br />
Bit Vertikalauflösung von Teledyne LeCroy.<br />
Er ist damit fast doppelt so gut wie der einzige<br />
Mitbewerber.<br />
Die Bandbreite von 1 GHz erfüllt die Anforderungen<br />
zur Messung von 1-ns-Anstiegszeiten<br />
von GaN-Bauelementen. Die HDO<br />
Oszilloskope bieten außerdem eine Abtastrate<br />
von bis zu 20 GS/s bei einer Auflösung<br />
von 12 Bit für die originalgetreue<br />
Erfassung und Anzeige der sehr schnellen<br />
Signale bei GaN- und SiC-Bauelementen.<br />
Diese Kombination aus bester Signaltreue,<br />
geringem Überschwingen, hoher Genauigkeit,<br />
hoher Bandbreite und hoher Abtastrate<br />
ist für die erfolgreiche Implementierung von<br />
GaN- und SiC-Technologien in neue Designs<br />
von entscheidender Bedeutung. Das neue<br />
Power-Device-Softwarepaket von Teledyne<br />
LeCroy vereinfacht zusätzlich die Analyse<br />
von GaN- und SiC-Bauelementen mit automatisierten<br />
JEDEC-Schaltverlustmessungen<br />
und weiteren Messfunktionen sowie farbcodierten<br />
Overlays zur Hervorhebung der<br />
relevanten vermessenen Signalbereiche.<br />
■ Teledyne GmbH<br />
LeCroy Division<br />
www.teledynelecroy.com<br />
DC-Netzteilserie<br />
für 1, 2 oder 3 Kanäle<br />
DP800(A)-Serie<br />
DC-Netzteile<br />
Sofort lieferbar → ab € 419,-<br />
plus MwSt.<br />
• Sehr niedrige Welligkeit und Rauschen < 350 μVrms / 3 mVpp<br />
• Sehr gute Leitungs- und Belastungsregelung<br />
• Höhere Auflösung, Analyse und Überwachung (Option)<br />
• 3,5” TFT-Bildschirm<br />
• Schnittstellen: USB (Standard); LAN / Digital, IO / RS-232 (Option)<br />
• Die A-Varianten enthalten alle verfügbaren Optionen<br />
• Inklusive PC-Software „UltraPower“<br />
• Umfangreiche Dokumentation: Anwendervideos unter www.rigol.eu<br />
1 Kanal - DP811(A) : Bis zu 200 W, 20 V / 10 A oder 40 V / 5 A<br />
1 Kanal - DP813(A) : Bis zu 200 W, 8 V / 20 A oder 20 V / 10 A → NEU!<br />
2 Kanäle - DP821(A) : Bis zu 140 W, K1: 60 V / 1 A, K2: 8 V / 10 A<br />
2 Kanäle - DP822(A): Bis zu 180 W, K1: 20 V / 5 A, K2: 5 V / 16 A → NEU!<br />
3 Kanäle - DP831(A) : Bis zu 160 W, K1: 8 V / 5 A, K2: 30 V / 2 A, K3: -30 V / 2 A<br />
3 Kanäle - DP832(A): Bis zu 195 W, K1: 30 V / 3 A, K2: 30 V / 3 A, K3: 5 V / 3 A<br />
RIGOL Technologies EU GmbH<br />
Telefon +49 8105 27292-0<br />
info-europe@rigol.com<br />
https://rigolshop.eu<br />
www.rigol.eu<br />
4 - 472
Messtechnik<br />
Nahtlose Unterstützung von PCIe 5.0 und 6.0<br />
Keysight Technologies<br />
www.keysight.com<br />
Keysight Technologies hat eine<br />
End-to-End-PCIe-Testlösung<br />
für die Digitalentwicklung und<br />
erfahrene Ingenieure angekündigt,<br />
die die Simulation, das<br />
Pathfinding, die Charakterisierung,<br />
die Validierung und die<br />
Konformitätsprüfung von PCIe-<br />
Designs ermöglicht.<br />
Zunahme von Arbeitslasten<br />
Denn die rasante Zunahme von<br />
Arbeitslasten im Zusammenhang<br />
mit künstlicher Intelligenz<br />
(KI) in Rechenzentren und<br />
Edge Computing erfordert neue<br />
Rechnerkonzepte. Die Systementwickler<br />
von Rechenzentren<br />
stehen vor der Herausforderung,<br />
neue Geräte mit höherer<br />
Geschwindigkeit in kürzeren<br />
Entwicklungszyklen bereitzustellen.<br />
Neue PCIe-Geräte müssen<br />
mit den Ethernet-Netzwerkschnittstellen<br />
in Rechenzentren<br />
und dem Aufkommen von CXL<br />
(Compute Express Link) Schritt<br />
halten.<br />
Um die Leistungsziele aufrechtzuerhalten<br />
und sich auf die<br />
Umstellung von PCIe 6.0 auf<br />
Puls-Amplituden-Modulation<br />
Level 4 (PAM4) vorzubereiten,<br />
benötigen Anwender einen reibungslosen<br />
Übergang von PCIe<br />
5.0 zu 6.0, bei dem die Integrität<br />
der PCIe-Messungen durch<br />
modernste Tools unterstützt wird<br />
und den PCIe-Spezifikationen<br />
entspricht. Angesichts immer<br />
kürzerer Designzyklen sind<br />
End-to-End-Lösungen von der<br />
Simulation bis zur Validierung<br />
durch die Schichten des Stacks<br />
erforderlich.<br />
Umfassende Testlösung für<br />
die Bitübertragungsschicht<br />
Keysight bietet eine umfassende<br />
Testlösung für die Bitübertragungsschicht,<br />
die von der PCI-<br />
SIG (Peripheral Component<br />
Interconnect Special Interest<br />
Group) zum Testen von Sendern<br />
und Empfängern für alle Generationen<br />
der PCIe-Spezifikation<br />
zugelassen ist und derzeit von<br />
der PCI-SIG-Integratorenliste<br />
unterstützt wird. Um dem zunehmenden<br />
Zeitdruck für Entwicklungs-Ingenieure<br />
Rechnung zu<br />
tragen, erweitert Keysight das<br />
Portfolio, um das PCIe-Protokoll<br />
abzudecken, was es zur<br />
ersten End-to-End-Lösung von<br />
der Simulation bis zur vollständigen<br />
Stack-Validierung macht.<br />
Vollständige PCIe-Testlösung<br />
„Schon seit der Gründung der<br />
PCI-SIG im Jahr 1992 ist Keysight<br />
Mitglied und seit 2007<br />
im PCI-SIG Board of Directors.<br />
Keysight nimmt an vielen<br />
Arbeitsgruppen teil, um<br />
die Testbarkeit und frühzeitige<br />
Verfügbarkeit verschiedener<br />
Standards für die Industrie zu<br />
ermöglichen“, sagte Dr. Joachim<br />
Peerlings, Vice President<br />
des Bereichs Network and Data<br />
Center Solutions bei Keysight<br />
Technologies. „Heute bringt<br />
Keysight eine vollständige PCIe-<br />
Testlösung auf den Markt, die<br />
von der Simulation bis zum Protokoll<br />
reicht und es den Kunden<br />
ermöglicht, die tatsächlichen<br />
Leistungsspannen ihrer Designs<br />
zu bewerten und zu validieren.“<br />
Die neue PCIe-Testlösung<br />
von Keysight nutzt die Physical-Layer-System-Simulation<br />
des Unternehmens, Physical-<br />
Layer-Interconnect-, Sender-<br />
(Tx) und Empfänger- (Rx) Tests<br />
sowie – zum ersten Mal auf der<br />
DesignCon gezeigt – eine neue<br />
Protokoll-Layer-Testlösung, die<br />
aus Hardware- und Softwareprodukten<br />
besteht. Die wichtigsten<br />
Kundenvorteile sind:<br />
• Interoperabilität und Unterstützung<br />
über den gesamten<br />
Entwicklungszyklus von<br />
einem einzigen Anbieter<br />
• ein Echtzeitoszilloskop der<br />
Keysight Infiniium UXR Serie<br />
für genaue PAM4 PCIe 6.0<br />
Tx-Messungen und Rx-Kalibrierungen,<br />
um ein geringes<br />
Eigenrauschen bei 110 GHz<br />
Bandbreite zu ermöglichen<br />
und zukunftssichere Möglichkeiten<br />
zu bieten<br />
• Investitionsschutz mit dem<br />
Keysight-Bitfehlerraten-<br />
Tester M8040A, der dieselbe<br />
Hardware für Non-Return-to-<br />
Zero- und PAM-4-Messungen<br />
verwendet<br />
• hervorragende Signalintegrität,<br />
die es Ingenieuren ermöglicht,<br />
sich auf Protokollfehler<br />
zu konzentrieren und nicht auf<br />
Probleme bei der Signalübertragung<br />
zwischen den Komponenten<br />
• schnelle Messungen der PLL-<br />
Bandbreite von Sendern, um<br />
die Messzeit von Stunden auf<br />
Sekunden zu reduzieren<br />
• End-to-End-Verifizierung von<br />
Komponenten und Subsystemen<br />
über den gesamten Produkt-Workflow<br />
mit gemeinsamen<br />
Software-Plattformen<br />
und integrierten Testautomatisierungsfunktionen<br />
◄<br />
32 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Messtechnik<br />
OTA-Tests für IoT, C2X oder taktische<br />
Kommunikation<br />
Ihr Partner für<br />
EMV und HF<br />
Messtechnik-Systeme-Komponenten<br />
EMV-<br />
MESSTECHNIK<br />
Absorberräume, GTEM-Zellen<br />
Stromzangen, Feldsonden<br />
Störsimulatoren & ESD<br />
Leistungsverstärker<br />
Messempfänger<br />
Laborsoftware<br />
Bei der Entwicklung von Funklösungen sind<br />
immer auch Prüfungen notwendig, die die<br />
Leistung und Zuverlässigkeit von drahtlosen<br />
Geräten und deren Antennen sowie<br />
weiteren Komponenten belegen. Möglich<br />
machen diese Tests Funkfeldnachbildungen<br />
und Schirmlösungen von MTS Systemtechnik,<br />
mit der sich reproduzierbare und modellierbare<br />
Funkfelder erzeugen lassen. Diese<br />
bringen somit die „Mobilität“ der Teilnehmer<br />
direkt in Ihr Unternehmen, ohne auf<br />
aufwändige Drive Tests oder Testlabore<br />
zurückgreifen zu müssen. Zugeschnitten<br />
auf individuelle Anforderungen, können<br />
diese Testsysteme punktgenau designt und<br />
hergestellt werden.<br />
Somit werden die Entwicklungszeiten drastisch<br />
verkürzt und Anwender haben die<br />
Gewissheit, dass ihre Produkte sehr wahrscheinlich<br />
die notwendigen Standards<br />
erfüllen. Funkfeldnachbildungen der Serie<br />
AIAD-X+ sind genau für diese Anwendungen<br />
entwickelt worden. Eine bidirektionale<br />
Kommunikation (Jeder mit Jedem in<br />
jede Richtung) zwischen zwei oder vielen<br />
Teilnehmern, extrem breitbandig, können<br />
somit emuliert werden. Das DUT wird in<br />
einer „kleinen“ Schirmkammer von Fremdeinflüssen<br />
geschützt.<br />
Ausgeführt werden diese AIAD+ Lösungen<br />
mit einem Netz aus HF-Teilern, programmierbaren<br />
Abschwächern und Kabeln, welche<br />
gewünschte Vorgaben abbilden oder<br />
universell aufgebaut sind.<br />
Die AIAD-X+ Systeme bieten dabei eine<br />
Reihe von Vorteilen:<br />
• beliebig skalierbare Anzahl von Teilnehmern<br />
(In-/Output Ports) möglich<br />
• programmierbare Abschwächer 0...190<br />
dB in 1-dB-Schritten einstellbar in allen<br />
Signalwegen<br />
• bidirektionale Übertragung<br />
• Selbst drahtlose Geräte mit Sendeleistungen<br />
von 10 W und mehr können<br />
direkt an die AIAD+-Lösung angeschlossen<br />
werden.<br />
• Es ist ohne Weiteres möglich, bis zur Empfindlichkeitsschwelle<br />
der UEs Signalpegel<br />
abzuschwächen. Das ist möglich durch<br />
die herausragende Isolation zwischen den<br />
Ports in Höhe von 165 dB.<br />
• Durch ein spezielles Schaltungs-Design<br />
konnte eine indirekte Isolation von 75<br />
dB (700...3600 MHz) erreicht werden<br />
(indirekte Isolation: direkter Signalweg =<br />
190 dB Dämpfung, alle anderen Signalwege<br />
= 0 dB).<br />
• Frequenzbereiche: 30...1000, 20...3000,<br />
400...4000, 500...6000 MHz (andere<br />
Frequenzbereiche auf Anfrage möglich)<br />
• individuelle/kundenspezifische Konfigurationen<br />
möglich<br />
■ MTS Systemtechnik GmbH<br />
www.mts-systemtechnik.de<br />
HF- & MIKROWELLEN-<br />
MESSTECHNIK<br />
Puls- & Signalgeneratoren<br />
GNSS - Simulation<br />
Netzwerkanalysatoren<br />
Leistungsmessköpfe<br />
Avionik - Prüfgeräte<br />
Funkmessplätze<br />
ANTENNEN-<br />
MESSTECHNIK<br />
Positionierer & Stative<br />
Wireless-Testsysteme<br />
Antennenmessplätze<br />
Antennen<br />
Absorber<br />
Software<br />
HF-KOMPONENTEN<br />
Abschlusswiderstände<br />
Adapter & HF-Kabel<br />
Dämpfungsglieder<br />
RF-over-Fiber<br />
Richtkoppler<br />
Kalibrierkits<br />
Verstärker<br />
Hohlleiter<br />
Schalter<br />
Tel. 089-895 565 0 * Fax 089-895 565 10<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong> 33<br />
Email: info@emco-elektronik.de33<br />
Internet: www.emco-elektronik.de
Stromversorgung<br />
Neue und einfache Methode:<br />
Intelligente Stromversorgungslösungen für<br />
Signalketten<br />
Signalketten führen analoge Größen aus der physikalischen Welt in die digitale Datenwelt. Ihre<br />
Stromversorgung kann jedoch problematisch sein, da sie die Performance des Systems nicht negativ<br />
beeinflussen darf.<br />
Die beispielhaft im Beitrag bemühte Konfiguration mit einem Switcherboard, einem LDO Board sowie Eingangs- und<br />
Ausgangs-Board<br />
Autoren:<br />
Joseph Rommel Viernes,<br />
Applikationsentwickler,<br />
Vincent Gregorio,<br />
Applikationsentwickler und<br />
Anthony Serquiña, Leitender<br />
Applikationsentwickler<br />
Analog Devices Inc.<br />
www.analog.com<br />
Mit linearen Reglern kann man<br />
diese Probleme umgehen, allerdings<br />
um den Preis einer höheren<br />
Verlustleistung und damit einer<br />
geringeren Effizienz. Schaltregler<br />
hingegen bieten eine erhebliche<br />
Verbesserung des Wirkungsgrads,<br />
können aber die<br />
Performance der Signalkette<br />
beeinträchtigen, da sie Störungen<br />
verursachen. Die Hardware-<br />
Evaluierungsplattform Signal<br />
Chain Power (SCP) von Analog<br />
Devices und das zugehörige<br />
Software Tool SCP Configurator<br />
ermöglichen es Signalketten-Hardware-Entwicklern<br />
mit<br />
oder ohne Erfahrung in punkto<br />
Stromversorgung, eine solche für<br />
ihre Signalkette auf einfache und<br />
intuitive Weise zu entwerfen.<br />
Was ist die Signal-Chain-Power-<br />
Plattform?<br />
Die SCP-Plattform ist eine<br />
Kombination aus Hardware und<br />
Software, welche Herausforderungen<br />
bei der Entwicklung der<br />
Stromversorgung für Signalkettensysteme<br />
abdeckt. Sie hilft<br />
Systementwicklern, die beste<br />
und vollständigste Stromversorgungslösung<br />
für ihre Präzisionssignalketten-Applikationen<br />
in den Bereichen Instrumentierung,<br />
Test- und Messtechnik<br />
sowie Industrielle Automatisierung<br />
zu finden.<br />
Bei der SCP-Hardware handelt<br />
es sich um eine Reihe von<br />
Evaluierungs-Boards, die ein<br />
ausgewogenes Verhältnis von<br />
Leistung, Größe und Kosten<br />
bieten. Der SCP-Konfigurator,<br />
die begleitende Software der<br />
Plattform, liefert Signalkettenentwicklern<br />
Vorschläge für die<br />
Auswahl des besten Stromversorgungspfads<br />
für ihre Applikation.<br />
Die Kombination aus<br />
der SCP-Plattform-Hardware<br />
und dem SCP-Konfigurator bietet<br />
Entwicklungsingenieuren<br />
die Möglichkeit, schnell eine<br />
Stromversorgungslösung für ihre<br />
Signalkette zu finden.<br />
Die SCP-Hardware-<br />
Evaluierungsplattform<br />
Aus den Tausenden von Powerby-Linear-Produkten<br />
wurde eine<br />
kleine Liste geeigneter Komponenten<br />
für die Hardware zusammengestellt.<br />
Diese Produkte<br />
wurden in vielen Signalkettenapplikationen<br />
eingesetzt, was<br />
die Auswahl der einzusetzenden<br />
Leistungskomponenten für<br />
den Entwickler erleichtert. Die<br />
Plattform unterstützt mehrere<br />
Stromversorgungskonfigurationen,<br />
um die Anforderungen der<br />
meisten Präzisionssignalketten<br />
zu erfüllen. Dazu gehören Aufwärts-,<br />
Abwärts-, Aufwärts- oder<br />
Abwärts-, Inverter- und Dual-<br />
Output-Boost/Inverter-Topologien.<br />
Die Plattform umfasst<br />
auch eine Auswahl an Positivund<br />
Negativ-LDO-Reglern, die<br />
als Nachregler für ein geringeres<br />
Rauschen des Systems eingesetzt<br />
werden können.<br />
Die Boards der Hardware-Plattform<br />
haben Standardgröße mit<br />
kleinem Formfaktor und Eingangs-<br />
und Ausgangsstecker<br />
mit vorgegebener Polarität. Die<br />
Positionen dieser Stiftleisten sind<br />
speziell definiert, um die Erstellung<br />
von mehreren Board-Kombinationen<br />
zu ermöglichen. Das<br />
einheitliche Design der Boards<br />
hilft beim schnellen Testen der<br />
verschiedenen Board-Konfigurationen<br />
und ihrer Leistung,<br />
wobei der Arbeitsbereich klein<br />
und einfach gehalten wird.<br />
Abgesehen von der Stromversorgung<br />
unterstützt die SCP-<br />
Beispiel einer Stromversorgungslösung unter Verwendung der SCP-Plattform<br />
34 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
0.05 MHZ TO 86 GHZ<br />
High-Frequency<br />
Amplifiers<br />
Ultra-Wideband Performance<br />
Features for Almost Any Requirement Now up to E-Band<br />
• High gain, up to 45 dB<br />
• Noise figure as low as 1.7 dB<br />
• Output power up to 1W<br />
• Rugged designs with built-in protections<br />
• Wide DC input voltage range<br />
NEW TO MARKET<br />
ZVA-71863+ Series<br />
• 71 to 86 GHz<br />
• Low Noise & Medium<br />
Power Models<br />
ZVA-35703+<br />
• 35 to 71 GHz<br />
DISTRIBUTORS
Stromversorgung<br />
Der LT1956 (Abwärtswandler, l.) und der LT3045-1 (LDO-Regler, r.) haben<br />
dieselben Platinenabmessungen trotz der unterschiedlichen Topologien<br />
SCP-ADP5070-EVALZ (Doppel-DC/DC-Wandler, l.) und SCP-LT3045-1-EVALZ<br />
(LDO-Regler, r.)<br />
Breakout Boards können verwendet werden, um die Eingangsspannung auf<br />
mehrere Schienen aufzuteilen<br />
Implementation der VIOC-Funktion des LT3045-1-LDO-Reglers<br />
Hardware auch mehrere Funktionen<br />
und Merkmale. Die Boards<br />
sind mit übergroßen 0805-Pads<br />
für Komponenten ausgestattet,<br />
die möglicherweise modifiziert<br />
werden müssen. Hierzu<br />
gehören solche für die Rückkopplung,<br />
die Kompensation,<br />
die Frequenzeinstellung, den<br />
Softstart, den Betrieb und für<br />
VIOC (Input-to-Output-Control).<br />
Dadurch werden Nacharbeit<br />
und Design-Anpassungen<br />
vereinfacht.<br />
Einige SCP-Schaltregler unterstützen<br />
die Frequenzsynchronisation.<br />
Ein externer Takt kann<br />
über einen auf dem SCP-Board<br />
vorhandenen SMA-Anschluss<br />
eingespeist werden. Die empfohlenen<br />
Werte und Konfigurationseinstellungen<br />
sind auf dem<br />
jeweiligen Datenblatt auf www.<br />
analog.com zu finden.<br />
Die SCP-Hardware enthält auch<br />
eine Tracking-Funktion zur Versorgung<br />
des linearen Nachregler<br />
am Input-to-Output-Control-Anschluss.<br />
Sie steuert den<br />
Feedback-Anschluss (FB) des<br />
Vorreglers, um die Eingangsspannung<br />
des LDO-Reglers auf<br />
V OUT + V VIOC zu halten. Diese<br />
Funktion kann genutzt werden,<br />
um die Verlustleistung des<br />
LDO-Reglers zu minimieren<br />
und gleichzeitig dessen PSRR-<br />
Werte zu erhalten. Der Gesamtwirkungsgrad<br />
wird durch die<br />
Verwendung dieser Funktion<br />
verbessert.<br />
Alle Schaltregler- und LDO-Platinen<br />
der SCP-Plattform sind so<br />
konfiguriert, dass der Entwickler<br />
die einzelnen Stromschienen<br />
in die richtige Reihenfolge<br />
bringen kann, wenn sein System<br />
sequenzielles Einschalten und/<br />
oder Ausschalten erfordert. Er<br />
kann einzelne Leistungsmodule<br />
aktivieren oder deaktivieren,<br />
indem er ein digitales High- oder<br />
Low-Signal vom System anlegt.<br />
Für diese Funktion können auch<br />
Power Supply Sequencer und<br />
Supervisors wie der LTC2928<br />
verwendet werden. Zur Überwachung<br />
und Einstellung des<br />
Ausgangs auf die gewünschte<br />
Stromversorgungssequenz ist<br />
eine spezielle Stiftleiste vorhanden.<br />
Board-Zubehör<br />
Die SCP-Hardware-Plattform<br />
umfasst auch Board-Zubehör,<br />
das aus einem 1×2-Breakout-<br />
Board, einem 1×5-Breakout-<br />
Board, einem 5×1-Reintegrations-Board,<br />
einem Durchgangs-<br />
Board, einem Filterboard, einem<br />
Einzeleingangs-Board und<br />
einem Einzelausgangs-Board<br />
besteht.<br />
Das 5×1-Reintegrations-Board<br />
kombiniert eine Mehrfachausgangs-Schiene<br />
in einem einzigen<br />
Pigtail-Prüflingsanschluss mit<br />
der Bereitstellung zusätzlicher<br />
Filterung, Strommessung, Leistungs-<br />
und Signalmessung über<br />
SMA-Anschlüsse und einer<br />
Bananenbuchse für Standardausgangsmessungen<br />
und -charakterisierungen.<br />
Das Durchgangs-Board dient<br />
zur Überbrückung von Lücken,<br />
die durch benachbarte Schienen<br />
entstehen. Das Filterboard kann<br />
ebenfalls für diesen Zweck verwendet<br />
werden, falls einezusätzliche<br />
passive Filterung sinnvoll/<br />
erforderlich ist. Es unterstützt<br />
die Verwendung von RC- und<br />
LC-Gliedern, Durchführungskondensatoren,<br />
Ferritperlen<br />
sowie weitere Netzwerkkonfigurationen.<br />
Die Eingangs- und Ausgangs-<br />
Boards können für Singlerail-<br />
Bewertungen verwendet werden.<br />
Sie verfügen außerdemüber<br />
mehrere Schnittstellenoptionen<br />
wie Bananenstecker, Grabber<br />
oder SMA für die Charakterisierung<br />
von Eingangs- und Ausgangsgrößen.<br />
Das 5×1-Reintegrations-Board kombiniert mehrere Schienen in einem<br />
einzigen Connector Breakout Board<br />
Durchgangs-Board (l.) und Filterboard (r.)<br />
36 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
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Robust design<br />
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voltage protection<br />
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ZVE-453G+ 18-45 41 +28 +39 $5095<br />
ZVE-453HP+ 18-45 39 +31 +40 $5795<br />
All of the models listed above come with an attached heatsink. To purchase amplifiers without<br />
heatsinks, use the following part numbers: ZVE-453X+, ZVE-453GX+, and ZVE-453HPX+.<br />
DISTRIBUTORS
Stromversorgung<br />
Blockschaltbild des CN0513 zur Evaluierung des Rauschens mit der SCP Hardware<br />
Auf den Punkt gebracht<br />
Mit der SCP-Hardware-Plattform<br />
kann ein Systementwickler<br />
auf einfache Weise eine komplette<br />
Stromversorgungslösung<br />
erstellen und entwerfen, und so<br />
die Leistung eines Signalkettensystems<br />
schnell bewerten. Durch<br />
die Plug&Play-Konfiguration<br />
der SCP-Stromversorgungs-<br />
Boards ist auch eine schnelle<br />
und einfache Optimierung des<br />
Stromversorgungssystems möglich.<br />
Wenn die Design-Optimierung<br />
abgeschlossen ist und in das<br />
endgültige Design integriert werden<br />
kann, stehen alle technischen<br />
Unterlagen auf www.analog.com<br />
zum Download bereit.<br />
Der SCP-Konfigurator<br />
Der SCP Konfigurator ist das<br />
Software Tool für die SCP-Serie<br />
von Hardware-Evaluierungs-<br />
Die für den SCP-Konfigurator<br />
benötigten Spannungen<br />
Boards. Es ist eine einfache und<br />
intuitive grafische Benutzeroberfläche<br />
(GUI), die es Entwicklungsingenieuren<br />
mit oder ohne<br />
Erfahrung im Stromversorgungs-<br />
Design ermöglicht, schnell eine<br />
Stromversorgungslösung für ihr<br />
Signalkette zu erstellen. Der<br />
Algorithmus liefert die beste<br />
Stromversorgungsarchitektur auf<br />
der Grundlage der vom Anwender<br />
angegebenen Anforderungen.<br />
Zunächst sollten die Eingangsspannungsquelle,<br />
die Ausgangsspannungen<br />
und die voraussichtlichen<br />
Laststromwerte der<br />
Signalkette bestimmt werden.<br />
Wenn ein geringes Rauschen<br />
auf einer bestimmten Schiene<br />
erforderlich ist, ist ein Unterpunkt<br />
zur Aktivierung dieses<br />
Parameters vorhanden. Damit<br />
wird ein LDO-Nachregler hinzugefügt,<br />
um das Rauschen auf<br />
der Schiene zu reduzieren. Hier<br />
stellt sich wieder die schwierigste<br />
Frage bei der Entwicklung<br />
einer Stromversorgungslösung<br />
für eine Signalkette: „Wie<br />
rauscharm ist gut genug?“<br />
Die GUI zeigt das Ergebnis der<br />
generierten Stromversorgungslösung.<br />
Sie liefert eine grafische<br />
Darstellung der Lösung, die dem<br />
Entwickler hilft, den Stromversorgungsbaum<br />
zu konstruieren<br />
und alle relevanten SCP-Hardware-Platinen<br />
miteinander zu<br />
verbinden. Für jede Schiene wird<br />
eine Liste möglicher Alternativplatinen<br />
bereitgestellt. Diese<br />
alternativen Boards sind nach<br />
steigender Ausgangsstromfähigkeit<br />
geordnet.<br />
Zusätzlich kann die von der GUI<br />
generierte Stromversorgungslösung<br />
im PDF-Format ausgedruckt<br />
werden. Der Bericht<br />
enthält die gleiche grafische<br />
Darstellung des Ausgangsdesigns<br />
und eine Liste von Vorschlägen<br />
mit Platinen für jede<br />
Schiene. Darüber hinaus enthält<br />
der Bericht eine Liste aller<br />
benötigten Zusatzkomponenten,<br />
die bei der Verbindung von<br />
Leistungsmodulblöcken hilfreich<br />
sind. Außerdem sind Verknüpfungen<br />
enthalten, die den<br />
Benutzer zu den entsprechenden<br />
Unterlagen für die Leiterplatte<br />
weiterleiten, wie z.B. Leiterplatten-Layout-Entwurf,<br />
Stückliste<br />
und Schaltplan, die leicht kopiert<br />
und als Design-Referenz verwendet<br />
werden können.<br />
Vorgehensweise bei den<br />
einzelnen Funktionen<br />
Sobald die kundenspezifische<br />
Stromversorgungsarchitektur<br />
der Signalkette fertiggestellt<br />
ist, kann man die Boards zu<br />
einer Hardware-Testplattform<br />
zusammenfügen und eine Leistungsbewertung<br />
der gesamten<br />
Signalkette durchführen.<br />
Um zu demonstrieren, wie die<br />
SCP-Plattform den Entwurfsund<br />
Bewertungsprozess der<br />
Stromversorgungslösung für<br />
die Signalkette vereinfacht, wird<br />
die Plattform für den Entwurf<br />
einer Stromversorgungslösung<br />
für den AD4020 Differential-<br />
SAR-ADC verwendet. Dabei<br />
wird z.B. die SCP-Plattform den<br />
CN0513 mit Strom versorgen,<br />
eine hochgenaue Datenerfassungslösung<br />
mit geringer Drift,<br />
die den AD4020 verwendet. Der<br />
SAR-ADC benötigt 1,8 V V DD<br />
und eine digitale Spannungsversorgung<br />
für die Eingangs-/<br />
Ausgangsschnittstelle (VIO).<br />
Die VIO-Schiene kann einen<br />
Eingang von 1,71 bis 5,5 V verarbeiten.<br />
Beispielsweise werden<br />
3,3 V als VIO-Eingangsspannung<br />
festgelegt.<br />
Der Instrumentenverstärker mit<br />
programmierbarer Verstärkung<br />
(PGIA) verwendet zwei Spannungsschienen<br />
für die Stromversorgungs-Pins<br />
+V bzw. -V.<br />
Um die Plattform in Betrieb zu<br />
nehmen, benötigt der SCP-Konfigurator<br />
eine Eingangsspannung<br />
für das System. Es wird z.B. eine<br />
Nenneingangsspannung von 9 V<br />
verwendet.<br />
Der SCP-Konfigurator berücksichtigt<br />
auch die Spannungsund<br />
Stromanforderungen des<br />
Systems. Zum Beispiel sind<br />
Stromschiene Schienenspannung maximaler Strom<br />
VDD 1,8 V 1,1 mA<br />
VIO 3,3 V 0,3 mA<br />
+V S 5,5 V 20 mA<br />
-V S -1 V 20 mA<br />
Tabelle 1: Versorgungsanforderungen für den AD4020<br />
38 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Trust Platform Design Suite<br />
Sicherheit schnell vom Prototyp in die Serie überführen<br />
Optimieren Sie die Entwicklung Ihrer Embedded-Sicherheitslösungen mit der Trust Platform Design Suite<br />
(TPDS).<br />
Entwickelt, um die bewährte Trust Platform for CryptoAuthentication zu unterstützen (unsere<br />
skalierbare, flexible Lösung für das Onboarding von Secure Elements), vereinfacht diese Softwareplattform<br />
das Einbinden von Sicherheit, indem vordefinierte Anwendungen für gängige Marktanforderungen<br />
bereitstehen.<br />
Unsere neueste TPDS-Version 2 (v2) ermöglicht es Drittanbietern, ihre eigenen Anwendungen hinzuzufügen<br />
und so die ohnehin schon umfangreichen Optionen zur Implementierung höchster Sicherheit zu erweitern.<br />
Zu den weiteren Verbesserungen zählt die Unterstützung zusätzlicher Sicherheitslösungen wie dem TA100,<br />
den ersten Verschlüsselungs-Companion-IC für den Automotive-Markt.<br />
Wesentliche Leistungsmerkmale<br />
• Vollständig integrierter Onboarding-Flow führt in wenigen einfachen Schritten von der<br />
Lösungsauswahl zur sicheren Bereitstellung<br />
• Kompatibel zu den Betriebssystemen Windows ® und macOS ®<br />
• Öffentlich zum Download verfügbar mit Trust&GO- und TrustFLEX-Flows<br />
microchip.com/v2TPDS<br />
Der Name Microchip und das Microchip-Logo sind<br />
eingetragene Warenzeichen; CryptoAuthentication ist eine<br />
Marke von Microchip Technology Incorporated in den USA<br />
und in anderen Ländern. Alle anderen Marken sind im<br />
Besitz der jeweiligen Eigentümer.<br />
© <strong>2022</strong> Microchip Technology Inc. Alle Rechte vorbehalten.<br />
DS00004331A. MEC2409A-GER-05-22
Stromversorgung<br />
Parameter Switcher + LDO nur Switcher nur LDO<br />
Dynamikbereich 98,165 dB 98,434 dB 98,362 dB<br />
SFDR 120,26 dB 120,07 dB 120,4 dB<br />
SNR 97,39 dB 97,66 dB 97,59 dB<br />
THD -119,67 dB -119,5 dB -119,76 dB<br />
SINAD 97,36 dB 97,63 dB 97,56 dB<br />
Tabelle 2: Positive Versorgung (+VS = 5,5 V)<br />
Parameter Switcher + LDO nur Switcher nur LDO<br />
Dynamikbereich 98,165 dB 98,301 dB 98,347 dB<br />
SFDR 120,26 dB 119,46 dB 119,55 dB<br />
SNR 97,39 dB 97,53 dB 97,57 dB<br />
THD -119,67 dB -118,75 dB -118,97 dB<br />
SINAD 97,36 dB 97,49 dB 97,54 dB<br />
Tabelle 3: Stromversorgung des AD4020 (V DD = 1,8 V)<br />
Parameter Switcher + LDO nur Switcher nur LDO<br />
Dynamikbereich 98,165 dB 98,119 dB 98,152 dB<br />
SFDR 120,26 dB 120,65 dB 120,16 dB<br />
SNR 97,39 dB 97,34 dB 97,38 dB<br />
THD -119,67 dB -120,12 dB -119,69 dB<br />
SINAD 97,36 dB 97,32 dB 97,35 dB<br />
Tabelle 4: Digital Power (VIO = 3,3 V)<br />
dies die 1,8-V-V DD -Schiene, die<br />
3,3-V-V IO -Schiene sowie die<br />
+5,5 V und -1 V für die duale<br />
Versorgung des PGIA. Die Stromanforderungen<br />
für diese Eingänge<br />
können den Datenblättern<br />
der Komponenten entnommen<br />
werden und sind in Tabelle 1 aufgeführt.<br />
Die Eingangsstufe des<br />
PGIAs verwendet zwei JFET-<br />
Operationsverstärker ADA4627-<br />
1, die zusammen maximal 15,6<br />
mA aufnehmen. Für die weitere<br />
Versorgung des PGIA ist<br />
Vom SCP Configurator generierte Stromversorgungslösung entsprechend den<br />
Anforderungen in den voranstehenden Bildern<br />
zusätzlicher Strom nötig, was zu<br />
maximal 20 mA auf den +V S -<br />
und -V S -Schienen führt. Diese<br />
Werte werden in die GUI eingegeben,<br />
welche daraus eine<br />
Stromversorgungslösung unter<br />
Verwendung der SCP-Plattform-<br />
Hardware generiert. Es gibt auch<br />
einen Kontrollpunkt im Menü,<br />
der angekreuzt werden muss,<br />
wenn die Schiene rauscharm<br />
sein muss. Durch das Setzen<br />
eines Häkchens wird ein LDO-<br />
Regler hinzugefügt, um die Rauschleistung<br />
der Stromschiene zu<br />
verbessern. In diesem Beispiel<br />
wird Rauscharmut auf allen<br />
Spannungsschienen angekreuzt.<br />
Für die vom SCP-Konfigurator<br />
erzeugte Stromversorgungslösung<br />
gibt es auch einen Vorschlag,<br />
nur einen LDO-Regler<br />
für die 1,8- und 3,3-V-Ausgangsschienen<br />
zu verwenden. Das ist<br />
wichtig zu wissen, da dies bei<br />
der Optimierung der Stromversorgungslösung<br />
nützlich sein<br />
kann. Der Grund dafür ist, dass<br />
der SCP-Konfigurator zwar<br />
einen kompletten Leistungspfad<br />
generiert, welcher aber wegen<br />
Platzanforderungen der Hardware<br />
leicht verändert werden<br />
kann. Dadurch werden Änderungen<br />
der Stromversorgungslösung<br />
schneller implementierbar.<br />
Störungen („Rauschen“)<br />
Stromversorgungsangaben für den<br />
SCP-Konfigurator<br />
Es gibt zwei Methoden zur<br />
Bestimmung des tolerierbaren<br />
Stromversorgungsrauschens. Die<br />
erste besteht darin, die Empfindlichkeit<br />
der Signalverarbeitungslast<br />
abhängig vom Stromversorgungsrauschen<br />
zu verstehen und<br />
zu quantifizieren, was aufwändig<br />
und kompliziert ist. Die zweite<br />
Methode ist ein optimaler und<br />
praktischer Ansatz, nämlich die<br />
Durchführung einer schnellen<br />
Bewertung der Systemleistung,<br />
bei der das Plug&Play-System<br />
der SCP-Hardware-Plattform<br />
zum Tragen kommt. (s. auch:<br />
Pablo Perez, Jr. and Patrick Errgy<br />
Pasaquian. “Optimizing Power<br />
Systems for the Signal Chain –<br />
Part 1: How Much Power Supply<br />
Noise is Tolerable?” Analog<br />
Dialogue, Vol. 55, No. 1,<br />
March 2021)<br />
Um die Leistung der Hardware<br />
zu messen, wurden die Rauschparameter<br />
des CN0513 ermittelt.<br />
Ein 1-kHz-Sinussignal eines<br />
Funktionsgenerators wird am<br />
40 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
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DISTRIBUTORS
Stromversorgung<br />
Eingang für das Evaluierungs-<br />
Board verwendet, und die äquivalente<br />
FFT der vom ADC abgetasteten<br />
Sinuswelle wird ermittelt.<br />
Dies erfolgte zunächst mit<br />
den On-Board-Netzteilen, um<br />
einen Vergleichswert für die<br />
Leistung des AD4020 zu haben.<br />
Danach wurde die SCP-Plattform<br />
als externe Stromversorgung<br />
an das Evaluation Board<br />
angeschlossen. Jede positive<br />
Schiene wurde dreimal geprüft:<br />
erst entsprechend dem Vorschlag<br />
des SCP-Konfigurators, dann<br />
nur mit dem Schaltregler-Board<br />
und dann nur mit dem LDO-<br />
Board. Die negative Schiene<br />
wurde dagegen nur mit dem<br />
Standardvorschlag getestet, da<br />
die erforderliche Ausgangsspannung<br />
unter der minimalen Ausgangsspannung<br />
der negativen<br />
Switcher-Boards liegt und die<br />
negativen LDO-Regler nicht an<br />
die positive Eingangsspannung<br />
angeschlossen werden können.<br />
Diese verschiedenen Tests zeigen<br />
die Auswirkungen verschiedener<br />
Kombinationen von<br />
Power Management ICs auf die<br />
Leistung des SAR ADC. Die<br />
Tabellen 2, 3 und 4 nennen die<br />
Rauschparameter des ADCs für<br />
die verschiedenen Stromschienen.<br />
Daraus geht hervor, dass<br />
das Rauschen zwischen den verschiedenen<br />
Konfigurationen der<br />
SCP-Boards vergleichbar ist. Für<br />
die positive 5,5-V-Versorgungsschiene<br />
ist die Verwendung nur<br />
eines Schaltregler-Boards oder<br />
eines LDO-Boards eine mögliche<br />
Option, da sie eine Verbesserung<br />
gegenüber der Konfiguration<br />
mit sowohl LDO- als auch<br />
Schaltregler-Boards darstellt.<br />
Für die 1,8-V-Versorgungsschiene<br />
des AD4020 ergibt die<br />
Verwendung nur einer LDO-<br />
Platine den höchsten Dynamikbereich,<br />
SNR, SINAD und den<br />
niedrigsten THD-Wert unter den<br />
drei Konfigurationen. Dies geht<br />
jedoch mit einem niedrigeren<br />
SFDR einher als bei der Kombination<br />
aus Schaltregler- und<br />
LDO-Boards. Die Daten für die<br />
digitale 3,3-V-Stromschiene zeigen,<br />
dass alle Konfigurationen<br />
verwendet werden können, da für<br />
jede Messgröße bei allen Konfiguration<br />
jeweils die besten Werte<br />
erzielt wurden. Die Daten zwischen<br />
den verschiedenen Schienen<br />
sind miteinander vergleichbar,<br />
aber diese Unterschiede in<br />
den Messungen können einen<br />
großen Einfluss auf die Leistung<br />
der Anwendung haben.<br />
Ergebnis der Rauschmessung am CN0513 mit der SCP-Plattform als externe<br />
Versorgung<br />
Das Erfassen des Rauschens<br />
der verschiedenen SCP-Konfigurationen<br />
würden mehr Zeit<br />
in Anspruch nehmen, wenn es<br />
mit einzelnen Demo-Boards<br />
durchgeführt würde. Die Unterschiede<br />
im Rauschen können<br />
einen großen Einfluss auf die von<br />
einer Stromversorgungslösung<br />
gespeiste Signalkette haben,<br />
so dass eine solche Plattform<br />
hilft, um den Zeit- und Arbeitsaufwand<br />
für die<br />
Ermittlung der<br />
optimalen Stromversorgungslösung<br />
für das<br />
System zu reduzieren.<br />
Die Plattform<br />
schneidet<br />
auch dann gut ab,<br />
wenn das Rauschen<br />
berücksichtigt<br />
wird, was<br />
den Entwicklern<br />
helfen kann,<br />
andere Aspekte<br />
der Stromversorgungslösung,<br />
wie Effizienz,<br />
Kosten und Größe der Lösung,<br />
zu berücksichtigen.<br />
Schlussbemerkung<br />
Bei der Entwicklung und Bewertung<br />
einer Stromversorgungslösung<br />
müssen viele Faktoren<br />
berücksichtigt werden, und die<br />
Bewertung der Performance<br />
erfordert Zeit. In diesem Artikel<br />
wurde der Einsatz der Signal<br />
Chain Power (SCP)-Plattform<br />
für die Messung des Rauschens<br />
des CN0513 mit verschiedenen<br />
Stromschienenkonfigurationen<br />
demonstriert – eine Aufgabe,<br />
die bei Verwendung herkömmlicher<br />
Methoden sehr viel Zeit<br />
in Anspruch nehmen kann. Die<br />
SCP-Hardware-Evaluierungsplattform<br />
und das SCP-Konfigurator-Tool<br />
können viele<br />
der Herausforderungen bei der<br />
Entwicklung und Evaluierung<br />
von Stromversorgungslösungen<br />
erleichtern und sind somit für<br />
Signal-Ketten-Systementwickler<br />
jeglicher Erfahrung von Nutzen.<br />
Über die Autoren<br />
Joseph Rommel Viernes ist ein<br />
Power Applikationsentwickler<br />
bei Analog Devices Philippines.<br />
Er kam 2018 zu ADI. Er verfügt<br />
über mehr als 16 Jahre Erfahrung<br />
in der Entwicklung von Stromversorgungen<br />
bei Unternehmen<br />
wie Emerson Network Power,<br />
Phihong Technology, Power<br />
Integrations und jetzt Analog<br />
Devices. Sein Schwerpunkt liegt<br />
auf industriellen und kommunikationstechnischen<br />
Stromversorgungsapplikationen.<br />
Er erwarb<br />
seinen Bachelor-Abschluss in<br />
Vorschlag mit der Empfehlung, nur einen LDO Regler<br />
für die Schienen 3 und 4 einzusetzen (1,8 und 3,3 V)<br />
Elektronikingenieurwesen an der<br />
De La Salle University Manila,<br />
Philippinen. Sie können ihn<br />
unter joseph.viernes@analog.<br />
com erreichen.<br />
Vincent Gregorio ist ein Applikationsentwickler<br />
bei Analog<br />
Devices Philippines. Er schloss<br />
sein Studium an der University<br />
of the Philippines Diliman in<br />
Quezon City, Philippinen, im<br />
Jahr 2020 mit einem Bachelor-Abschluss<br />
in Elektronik<br />
und Kommunikationstechnik<br />
ab. Seine Arbeit konzentriert<br />
sich auf industrielle Energiesystemanwendungen.<br />
Er ist zu<br />
erreichen unter vincent.gregorio@analog.com.<br />
Anthony Serquiña ist leitender<br />
Applikationsentwickler bei Analog<br />
Devices Philippines. Er hat<br />
einen Bachelor-Abschluss in<br />
Elektronik und Kommunikationstechnik<br />
von der Saint Louis<br />
University in Baguio City, Philippinen.<br />
Er verfügt über mehr<br />
als 14 Jahre Erfahrung in der<br />
Leistungselektronik, die die Entwicklung<br />
von Power Management<br />
ICs sowie AC-to-DC- und<br />
DC-to-DC-Frontend-Leistungswandlern<br />
umfasst. Er kam im<br />
November 2018 zu ADI und<br />
unterstützt derzeit die Leistungsmanagement-Anforderungen<br />
für industrielle Anwendungen.<br />
Er war maßgeblich an der Entwicklung<br />
der SCP-Hardwareund<br />
Software-Plattform von<br />
ADI beteiligt. Sie erreichen ihn<br />
unter anthony.serquina@analog.com.<br />
◄<br />
42 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
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Breite das Thema behandelt wird:<br />
• Verbindung zum Messobjekt über<br />
passive und aktive Messköpfe<br />
• Das Vertikalsystem – Frontend und<br />
Analog-Digital-Converter<br />
• Das Horizontalsystem – Sampling<br />
und Akquisition<br />
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von Taktsignalen, Demonstration<br />
Aliasing, Einfluss der<br />
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Art.-Nr.:118064<br />
Das Dezibel ist in der Nachrichtentechnik<br />
zwar fest etabliert,<br />
erscheint aber oft noch geheimnisvoll.<br />
Will man genauer wissen,<br />
was dahinter steckt, kann<br />
man zu mathematiklastigen und<br />
trockenen Lehrbüchern greifen.<br />
Darin stehen viele Dinge, die<br />
man in der Funkpraxis gar nicht<br />
braucht und die eher verwirren.<br />
Andererseits vermisst man gerade<br />
die „Spezialitäten“, denen<br />
man schon immer auf den Grund<br />
gehen wollte.<br />
Der Autor dieses Buches<br />
hat dieses Dilemma erkannt<br />
und bietet daher hier eine<br />
frische, leicht verständliche<br />
und mit 120 Aufgaben<br />
und Lösungen überaus<br />
praxisgerechte Präsentation des<br />
Verhältnismaßes „dB“ mit all<br />
seinen Facetten.<br />
Bestellungen unter:<br />
www.beam-verlag.de<br />
info@beam-verlag.de<br />
Praxiseinstieg<br />
in die<br />
Spektrumanalyse<br />
Smith-<br />
Diagramm<br />
Einführung und<br />
Praxisleitfaden<br />
Joachim Müller,<br />
21 x 28 cm, 198 Seiten,<br />
zahlr. überwiegend farbige Abb.<br />
Diagramme, Plots<br />
ISBN 978-3-88976-164-4,<br />
beam-Verlag 2014, 38,- €<br />
Art.-Nr.: 118106<br />
Ein verständlicher Einstieg in die Spektrumanalyse<br />
- ohne höhere Mathematik,<br />
der Schwerpunkt liegt auf der Praxis mit<br />
Vermittlung von viel Hintergrundwissen.<br />
Aus dem Inhalt:<br />
• Der Zeit- und Frequenzbereich, Fourier<br />
• Der Spektrumanalyzer nach dem Überlagerungsprinzip<br />
• Dynamik, DANL und Kompression<br />
• Trace-Detektoren, Hüllkurvendetektor,<br />
EMV-Detektoren<br />
• Die richtige Wahl des Detektors<br />
• Moderne Analyzer, FFT, Oszilloskope<br />
mit FFT<br />
• Auswahl der Fensterung - Gauß, Hamming,<br />
Kaiser-Bessel<br />
• Die Systemmerkmale und Problemzonen<br />
der Spektrumanalyzer<br />
• Korrekturfaktoren, äquivalente Rauschbandbreite,<br />
Pegelkorrektur<br />
• Panorama-Monitor versus Spektrumanalyzer<br />
• EMV-Messung, Spektrumanalyzer versus<br />
Messempfänger<br />
Bestellungen unter:<br />
www.beam-verlag.de<br />
info@beam-verlag.de<br />
Joachim Müller, 21 x 28 cm, 117<br />
Seiten, zahlreiche, teilweise farbige<br />
Abbildungen, beam-Verlag 2009,<br />
ISBN 978-3-88976-155-2, Art.-Nr.:<br />
118082, 29,80 €<br />
Das Smith-Diagramm ist bis heute<br />
das wichtigste Instrument zur bildlichen<br />
Darstellung der Anpassung<br />
und zum Verständnis der Vorgänge<br />
in HF-Systemen. In der einschlägigen<br />
Fachliteratur findet man zwar<br />
viele Stellen zum Smith-Diagramm,<br />
sie erfordern aber meist erhebliche<br />
mathematische Kenntnisse: Eine<br />
grundlegende Einführung sucht man<br />
vergeblich. Diese Lücke schließt dieses<br />
Buch als praxisnahe Einführung in den<br />
Aufbau und die Handhabung des Diagramms.<br />
Mathematikkenntnisse die zu<br />
einer elektrotechnischen Ausbildung<br />
gehören, reichen dabei aus.<br />
Aus dem Inhalt:<br />
Der Weg zum Smith-Diagramm -<br />
Komplexe Zahlen - Reflexion bei<br />
Einzelimpulsen und kontinuierlichen<br />
Sinussignalen - Reflexionsfaktor<br />
- Rückflussdämpfung, VSWR, Kreisdiagramme;<br />
Reflexionsdiagramm<br />
- Schmidt-Buschbeck-Diagramm<br />
- CarterDiagramm - Praxis mit dem<br />
Smith-Diagramm; Kompensation von<br />
Blindanteilen, Ortslinie über Frequenz<br />
- Leitung als Transformator, elektrisch<br />
kurze bzw. lange Leitung, S-Parameter<br />
und Smith-Diagramm - Leitwert-Smith-<br />
Diagramm - Darstellung von Leitwerten<br />
im Smith-Diagramm, Parallelschaltung<br />
von Bauelementen - Grundelemente<br />
unter der Lupe - Ortslinien von Induktivitäten<br />
und Kapazitäten, das Bauelement<br />
Leitung – Stubs - Anpassung mit<br />
dem L-Glied - Hilfsmittel für die Arbeit<br />
mit dem Smith-Diagramm - Software<br />
- Messtechnik<br />
Bestellungen unter:<br />
www.beam-verlag.de<br />
info@beam-verlag.de
Grundlagen<br />
Was ist, was kann UWB-Technologie?<br />
Nachdem das IEEE der Spezifikation 802.15.4 Unterstützung für Ultra-Wideband-Kommunikation hinzugefügt<br />
hat, machte sich eine Reihe sehr großer Namen schnell daran, die Technologie zu übernehmen. Nicht nur<br />
Fahrzeugzugang und Autorisierung per Smartphone sind hierbei interessant.<br />
Quelle:<br />
Peter Pirc: UWB Explained:<br />
What Secure Ranging Means<br />
for the IoT and Beyond, NXP<br />
Semiconductors, 4. August<br />
2021, www.everythingrf.com/<br />
community/uwb-explainedwhat-secure-ranging-meansfor-the-iot-and-beyond<br />
übersetzt von FS<br />
Apple und Samsung bieten<br />
UWB jetzt als Teil ihrer neuesten<br />
Smartphones an, und eine Reihe<br />
von Autoherstellern, darunter<br />
Volkswagen, demonstrieren<br />
Autos, die mit UWB-Funktionen<br />
ausgestattet sind. Marktanalysten<br />
sagen voraus, dass es bald<br />
eine Standardoption in Fahrzeugen<br />
und Smartphones sein<br />
wird. ABI Research zum Beispiel<br />
erwartet bereits ab 2025<br />
eine großangelegte Einführung,<br />
wobei jährlich über 1 Milliarde<br />
Geräte mit UWB-Technologie<br />
ausgeliefert werden.<br />
Eine einzigartige Struktur<br />
UWB mag Schlagzeilen machen,<br />
aber es ist vielen immer noch<br />
nicht so vertraut, wie es WiFi<br />
und Bluetooth sind. Angesichts<br />
des prognostizierten schnellen<br />
Wachstums in den nächsten<br />
Jahren lohnt es sich, einen<br />
genaueren Blick darauf zu werfen,<br />
was UWB ist, was es kann<br />
und wie es funktioniert, mit<br />
besonderem Bezug auf sicheres<br />
Ranging.<br />
UWB unterscheidet sich grundlegend<br />
von anderen Kommunikationstechnologien<br />
– einschließlich<br />
WiFi und Bluetooth<br />
– darin, dass es extrem schmale<br />
HF-Impulse verwendet. Dies und<br />
die Nutzung eines breiten Spektrums<br />
(ab 500 MHz aufwärts,<br />
vgl. Bild 1) bei einer sehr hohen<br />
Frequenz ermöglichen es, die<br />
relative Position von Peer-Geräten<br />
mit einem sehr hohen Grad<br />
an Genauigkeit zu bestimmen.<br />
Seine einzigartige Konfiguration<br />
bedeutet, dass UWB eine<br />
sichere Entfernungsmessung<br />
mit punktgenauer Genauigkeit<br />
durchführen kann, während nur<br />
sehr wenig Energie zum Senden<br />
von Signalen verbraucht wird. Es<br />
bietet eine sehr stabile Konnektivität<br />
mit wenig bis gar keinen<br />
Interferenzen selbst in dichten<br />
HF-Umgebungen.<br />
Komplementäre Technologie<br />
UWB liefert genauere Messwerte<br />
als jede andere derzeit<br />
verwendete Ortungstechnologie.<br />
Während Wi-Fi und Bluetooth<br />
den Standort eines Objekts auf<br />
einen Bereich von etwa 150 cm<br />
(etwa die Größe eines Esstischs)<br />
eingrenzen können, hat UWB<br />
eine Ortungsgenauigkeit von<br />
etwa 10 cm (oder die Größe<br />
eines Untersetzers) und benötigt<br />
weniger UWB Geräte, um<br />
denselben Bereich abzudecken.<br />
UWB ist auch besser als Satellitensignale,<br />
wenn es um die<br />
Indoor-Navigation geht, da die<br />
niederfrequenten, langwelligen<br />
Impulssignale von UWB besser<br />
in der Lage sind, feste Materialien<br />
wie Wände und Türen zu<br />
durchdringen.<br />
Bild 1: Leistungsspektrum von UWB<br />
Seitdem die IEEE der Spezifikation<br />
802.15.4 Unterstützung für<br />
UWB-Kommunikation hinzugefügt<br />
hat, haben sich eine Reihe<br />
sehr großer Namen schnell dazu<br />
entschlossen, die Technologie zu<br />
übernehmen.<br />
UWB schützt auch vor Relay-<br />
Angriffen, die eine immer häufigere<br />
Form des Autodiebstahls<br />
sind, weil es sich gut als sicherer<br />
Autoschlüssel eignet (und damit<br />
Ihr Smartphone diese Rolle übernimmt).<br />
Aber UWB soll WiFi, Bluetooth<br />
oder Satellitennavigation nicht<br />
ersetzen. Sondern kann stattdessen<br />
als ergänzende Technologie<br />
dienen, die die Standortidentifikation<br />
verbessert, wenn<br />
es in Kombination mit WiFi,<br />
Bluetooth oder sogar Satellitennavigation<br />
verwendet wird.<br />
Da UWB zwar über eine große<br />
Kanalbandbreite, aber mit geringer<br />
spektraler Dichte sendet,<br />
stört es auch nicht herkömmliche<br />
Schmalband- und Trägerwellenübertragungen<br />
im selben<br />
Frequenzband.<br />
UWB arbeitet unterhalb eines<br />
Grundrauschens von -41 dBm/<br />
MHz und ist für andere drahtlose<br />
Formate im Wesentlichen<br />
unsichtbar, sodass es neben<br />
WiFi, BLE, Satellitennavigation<br />
44 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Grundlagen<br />
und Mobilfunkformaten arbeiten<br />
kann, ohne deren Übertragung<br />
zu unterbrechen.<br />
In Bezug auf Anwendungen sind<br />
die einzigartige Signalisierung<br />
und die Fähigkeit von UWB,<br />
sicheres Ranging durchzuführen,<br />
besonders relevant für das Internet<br />
der Dinge (IoT). Das FiRa-<br />
Konsortium, eine Branchenorganisation,<br />
die sich der Entwicklung<br />
und weitverbreiteten<br />
Einführung von UWB-Technologien<br />
verschrieben hat, konnte<br />
mehr als 35 Anwendungsfälle<br />
für UWB identifizieren. Zu den<br />
bereits eingeführten oder kurz<br />
vor der Einführung stehenden<br />
Lösungen gehören Zugangskontrolle,<br />
Echtzeit-Ortungsdienste,<br />
Tracking von persönlichen und<br />
Verbraucher-Geräten, Indoor-<br />
Navigation und Point-and-Trigger-Steuerung.<br />
Zugangskontrolle<br />
Einer der natürlichsten Anwendungsfälle<br />
für die sicheren Ranging-Funktionen<br />
von UWB ist<br />
der Zugang mit automatischem<br />
Verriegeln und Entriegeln von<br />
Türen (s. Aufmacherfoto). UWB<br />
verfolgt Ihren genauen Standort<br />
in Bezug auf den Ein- oder<br />
Ausgang, authentifiziert Ihre<br />
Sicherheitsdaten und gewährt<br />
sofortigen, freihändigen Zugang,<br />
ohne dass Sie weiter eingreifen<br />
müssen. UWB kann erkennen,<br />
auf welcher Seite der Tür Sie<br />
sich befinden und erkennt Ihre<br />
Bewegungsrichtung, sodass<br />
Türen je nach Situation ent- und<br />
verriegelt werden können.<br />
UWB liefert genauere Messwerte<br />
als jede andere derzeit<br />
verwendete Ortungstechnologie.<br />
Während WiFi und Bluetooth<br />
den Standort eines Objekts auf<br />
einen Bereich von etwa 150 cm<br />
(etwa die Größe eines Esstischs)<br />
eingrenzen können, hat UWB<br />
eine Ortungsgenauigkeit von<br />
etwa 10 cm (oder der Größe<br />
eines Untersetzers) und benötigt<br />
weniger UWB-Geräte, um<br />
denselben Bereich abzudecken.<br />
UWB ist auch besser als Satellitensignale,<br />
wenn es um die<br />
Indoor-Navigation geht, da die<br />
niederfrequenten, langwelligen<br />
Impulssignale von UWB besser<br />
in der Lage sind, feste Materialien<br />
wie Wände und Türen zu<br />
durchdringen.<br />
Direkt-Marketing<br />
Bild 3: UWB-Lokalisierung, basierend auf Time-of-Flight<br />
UWB kann auch für Direkt-Marketing<br />
verwendet werden, um<br />
Angebote an Kunden in der Nähe<br />
zu senden, die sich für einen solchen<br />
Dienst anmelden, und um<br />
Einzelhändlern Verkehrsanalysen<br />
bereitzustellen.<br />
Bild 2: UWB ist weit mehr als ein „Schlüsselfinder“<br />
UWB ist Radar sehr ähnlich,<br />
da es einen Raum kontinuierlich<br />
scannen und ein Objekt<br />
mit laserähnlicher Präzision<br />
erfassen kann, um seinen Standort<br />
zu berechnen und Daten<br />
zu übertragen. Die Fähigkeit<br />
von UWB, zentimetergenaue<br />
Ortung, extrem niedrige Latenz<br />
und Robustheit in rauen Umgebungen<br />
zu liefern, macht es<br />
möglich, kommerzielle Umgebungen<br />
für strengere Anlagenund<br />
Fahrzeugverfolgungsanwendungen<br />
aufzubauen, von der<br />
hochwertigen Werkzeug- und<br />
Ausrüstungsverfolgung bis hin<br />
zur Arbeitssicherheit und sogar<br />
Fahrzeugnavigation und Kollisionserkennung.<br />
Die Kamera Ihres Smartphones<br />
kann Sie visuell zu Ihrem Artikel<br />
führen, was das schnelle Finden<br />
von Dingen viel einfacher macht.<br />
Standortaufgaben könnten sogar<br />
von der Community stammen.<br />
Dies könnte zu neuen Diensten<br />
und neuen Geschäftsmodellen<br />
für Mobilfunkbetreiber und Versicherungen<br />
führen und Mehrwerte<br />
schaffen.<br />
Echtzeit-Ortungsdienste (RTLS)<br />
Im Gesundheitswesen tragen<br />
UWB-basierte RTLS-Lösungen<br />
(Real-Time Location Services)<br />
dazu bei, den Betrieb zu rationalisieren<br />
und die Sicherheit<br />
der Menschen zu gewährleisten.<br />
UWB kann verfügbare<br />
Betten verfolgen, um die Auslastung<br />
zu maximieren, wertvolle<br />
Geräte verfolgen, um Diebstahl<br />
oder Verlust zu verhindern, Patienten<br />
und Personal lokalisieren,<br />
um die Sicherheit zu erhöhen,<br />
Hygienepraktiken überwachen<br />
und sicherstellen, dass die richtigen<br />
Personen Zugang zu den<br />
richtigen Bereichen und Geräten<br />
haben.<br />
Die Satellitennavigation in<br />
Innenräumen mit einem „blauen<br />
Punkt“, der sich über eine<br />
Karte bewegt, erleichtert es, ein<br />
bestimmtes Geschäft in einem<br />
Einkaufszentrum oder den richtigen<br />
Bahnsteig in einem Bahnhof<br />
zu finden oder an einem<br />
Flughafen zum richtigen Gate<br />
geleitet zu werden oder Ihre<br />
Indoor-Fahrtenabholung.<br />
Wenn leicht verlorengehende<br />
Gegenstände mit UWB gekennzeichnet<br />
werden, bleiben sie<br />
nicht lange verschwunden. Alle<br />
Arten von persönlichen Gegenständen<br />
– Schlüssel, Brieftaschen,<br />
Ohrhörer, Fernbedienungen<br />
– können mit einem<br />
UWB-Tag ausgestattet werden.<br />
Das soll Bild 2 illustrieren.<br />
Ein Kombinationssystem, das<br />
auf Bluetooth Low Energy<br />
(BLE) und UWB basiert, spart<br />
Strom, indem es BLE verwendet,<br />
um die allgemeine Anwesenheit<br />
zu erkennen und dann<br />
UWB nutzt, um den Standort<br />
zu lokalisieren.<br />
Multisession-Unterstützung verhindert<br />
Tailgating (zu dichtes<br />
Auffahren), und Zugangsdaten<br />
können mit Freunden, Familie<br />
und Servicemitarbeitern geteilt<br />
werden, um bei Bedarf temporären<br />
Zugriff zu gewähren.<br />
Point-and-Trigger Control<br />
Richten Sie Ihr UWB-fähiges<br />
Smartphone zu Hause auf eine<br />
Glühbirne, den Thermostat, einen<br />
Lautsprecher, Ihren Fernseher<br />
oder ein anderes UWB-fähiges<br />
Gerät und öffnen Sie automatisch<br />
ein entsprechendes Bedienfeld<br />
auf dem Smartphone-Display,<br />
damit Sie das Gerät einrichten<br />
oder steuern können, was mit<br />
sprachgesteuerten Mechanismen<br />
schwer möglich ist. Neben dem<br />
Bedienfeld kann Ihr Smartphone<br />
auch auf andere Weise eingreifen,<br />
indem es beispielsweise<br />
Songtexte abruft oder Empfeh-<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong> 45
Grundlagen<br />
Bild 4: Verfügbarkeit von UWB-Spektrum nach Land © FiRaTM Concortium<br />
lungen gibt, was gespielt werden<br />
soll.<br />
Präzise Messungen<br />
Wie in IEEE 802.15.4a/z spezifiziert,<br />
werden UWB-Pulssignale<br />
mit einer Spitzenrate<br />
von 200 bis 1000 pro Sekunde<br />
übertragen, was es ermöglicht,<br />
das Signaltiming mit einem<br />
sehr hohen Maß an Sicherheit<br />
zu markieren. Dadurch liefern<br />
die bekannten ToF- und AoA-<br />
Berechnungen zur Entfernungsund<br />
Standortbestimmung deutlich<br />
genauere Ergebnisse (Time<br />
of Flight, Lichtlaufzeitmessung<br />
und Angel of Arrival, Ankunftswinkel<br />
eines Signals).<br />
UWB kann WiFi- und Bluetooth-Wegfindungsanwendungen<br />
erweitern, weil es eine viel<br />
höhere Genauigkeit und stärkere<br />
Leistung in Szenarien ohne<br />
Sichtverbindung (nLOS) bietet.<br />
Die ToF-Berechnung (vgl. Bild<br />
3) bestimmt die Entfernung zwischen<br />
Gerät 1 und Gerät 2, indem<br />
gemessen wird, wie lange es dauert,<br />
bis ein Signal von Gerät 1<br />
zu Gerät 2 und zurück gelangt.<br />
Die schnelle Pulsrate von UWB<br />
ergibt eine Genauigkeit von ±10<br />
cm. ToF-Diagramme werden<br />
typischerweise als Kreise dargestellt,<br />
da ToF-Berechnungen die<br />
radiale Entfernung eines Objekts<br />
bestimmen, nicht seine Richtung.<br />
Das heißt, wenn die ToF-<br />
Berechnung ergibt, dass Gerät 2<br />
15 cm von Gerät 1 entfernt ist,<br />
dann könnte sich Gerät 2 überall<br />
innerhalb dieses 15-cm-Radius<br />
befinden.<br />
Die AoA-Berechnung wird verwendet,<br />
um zu bestimmen, wo<br />
sich Gerät 2 innerhalb dieses von<br />
einem ToF Device berechneten<br />
Radius befindet. Ein dediziertes<br />
Array sorgfältig positionierter<br />
Antennen macht es möglich,<br />
die winzigen Unterschiede in<br />
der Ankunftszeit und Phase des<br />
zurückgesendeten Signals an<br />
jeder Antenne zu messen. Die<br />
Differenzen werden in einer<br />
geometrischen Berechnung, ähnlich<br />
der Triangulation, verwendet,<br />
um zu bestimmen, woher<br />
das Signal stammt. Nicht alle<br />
UWB-Lösungen beinhalten die<br />
zusätzlichen Antennen, die für<br />
AoA-Berechnungen verwendet<br />
werden, aber diejenigen, die<br />
dies tun, können eine Genauigkeit<br />
von nur wenigen Zentimetern<br />
liefern.<br />
Hohe Robustheit<br />
Da die Sendedauer für UWB-<br />
Pulse in den meisten Fällen<br />
weniger als eine Nanosekunde<br />
beträgt, hat der reflektierte<br />
UWB-Puls nur extrem kurze<br />
Zeit, um mit dem Line of Sight<br />
Puls zu kollidieren, sodass die<br />
Wahrscheinlichkeit der Signalverschlechterung<br />
gering ist. Das<br />
Ergebnis ist eine höhere Signalstärke<br />
unter widrigen Bedingungen.<br />
Ein weiteres Merkmal des UWB-<br />
Pulssignals besteht darin, dass<br />
es einer häufigen Schwierigkeit<br />
widersteht, die als Mehrwegeeffekt<br />
bekannt ist, was passiert,<br />
wenn Funksignale den Empfänger<br />
auf mehr als einem Weg<br />
erreichen aufgrund von Reflexion<br />
oder Brechung durch natürliche<br />
oder künstliche Objekte in<br />
der Nähe des Hauptsignalwegs.<br />
Der Mehrwegeeffekt ist in realen<br />
Umgebungen unvermeidlich,<br />
aber die kurzen Breitbandimpulse<br />
von UWB können seinen<br />
Auswirkungen besser entkommen<br />
als die Schmalbandsignale,<br />
die von WiFi und Bluetooth verwendet<br />
werden.<br />
Die Immunität gegen den Multipath-Effekt<br />
verbessert die Genauigkeit,<br />
insbesondere im Vergleich<br />
zu alternativen Technologien,<br />
die anfälliger sind. Darüber<br />
bedeutet die Immunität gegen<br />
schmalbandiges Fading und<br />
Jamming, dass UWB eine sehr<br />
robuste Technologie ist, selbst<br />
wenn mehrere UWB-Systeme<br />
gleichzeitig verwendet werden.<br />
Einzigartig für die Zukunft<br />
aufgestellt<br />
Mit seiner Fähigkeit, hochpräzise,<br />
zuverlässige, robuste und<br />
sichere Positionsinformationen<br />
für eine Vielzahl von Anwendungsfällen<br />
und Gerätetypen<br />
bereitzustellen, ist UWB bereit<br />
für eine breite Einführung. Da<br />
die installierte UWB-Basis weiter<br />
wächst, können wir uns alle<br />
auf eine neue Generation von<br />
Device-to-Device- und Deviceto-Infrastructure-Anwendungen<br />
freuen inklusive freihändigem,<br />
sicherem Zugang zu Fahrzeugen<br />
und Gebäuden, Indoor-Lokalisierung,<br />
Asset-Tracking, freihändigem<br />
Bezahlen, nahtlosen<br />
Interaktionen zu Hause, Augmented-Reality,<br />
Gaming und<br />
einer ganzen Reihe von Smart-<br />
City-, Industrie- und anderen<br />
IoT-Anwendungen.<br />
UWB kann auf globaler Ebene<br />
eingesetzt werden, wobei regional<br />
unterschiedliche Kanäle<br />
zwischen 6,49 und 7,987 GHz<br />
reserviert werden (Bild 4). Das<br />
FiRa-Konsortium empfiehlt die<br />
Verwendung der UWB-Bänder<br />
5, 6, 8 und 9 mit Verwendung<br />
der Kanäle 5 und 9 für globale<br />
Akzeptanz. ◄<br />
46 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
KNOW-HOW VERBINDET<br />
Bauelemente<br />
HiRel Radiation Hard Power MOS Transistoren<br />
EMV, WÄRME<br />
ABLEITUNG UND<br />
ABSORPTION<br />
SETZEN SIE AUF<br />
QUALITÄT<br />
Die strahlungsfesten PowerMOS Transistoren<br />
von Infineon (Vertrieb: Kamaka Electronic<br />
Bauelmente Vertriebs GmbH), die auf<br />
der einzigartigen CoolMOS-Superjunction-<br />
Technologie basieren, stellen einen weltweiten<br />
Maßstab bezüglich Strahlungsfestigkeit<br />
und elektrischer Performance dar. Die TID<br />
Festigkeit ist mit bis zu 100 krad (300 krad<br />
auf Anfrage) spezifiziert, und SEE wurde<br />
bei bis zu LET62 mit Xe und LET95 mit<br />
Blei-Ionen getestet.<br />
Mit der extrem niedrigen spezifischen R DS(ON)<br />
und dem sicheren Betriebsbereich (SOA)<br />
bezüglich SEE bietet Infineon einen der<br />
besten strahlungsfesten PowerMOS Transistoren<br />
für alle möglichen Raumfahrtapplikationen.<br />
Die Produktrange umfasst einen Spannungsbereich<br />
von 60 bis zu 650 V in vier<br />
verschiedenen Gehäusen. Das Foto gibt<br />
nur eine Impression. Alle strahlungsfeste<br />
PowerMOS-Transistoren sind auch als qualifizierte<br />
Bare Dies verfügbar.<br />
HiRel-Siliziumdioden<br />
Infineon (Vertrieb: Kamaka) bietet HiRel-<br />
Schottky- und PIN-Dioden in hermetisch<br />
verschlossenen Gehäusen mit Komponentenscreening<br />
gemäß den Anforderungen im<br />
Raumfahrtbereich.<br />
Die Bauteile sind in verschiedenen Qualitäts-Levels<br />
verfügbar: Professional (P) für<br />
Engineering Module und ESCC (ES) für<br />
Flugmodule (die Anforderungen der European<br />
Space Agency werden erfüllt).<br />
Bipolare HiRel-Siliziumtransistoren<br />
Die Micro Wave (MW) Transistoren von<br />
Infineon werden als HiRel-Komponenten in<br />
hermetisch verschlossenen Gehäusen verwendet.<br />
Die Produkt-Range deckt alle Generationen<br />
der RF-Transistoren von Infineon<br />
ab. Bipolare Transistoren mit verschiedenen<br />
Spannungsklassen, Frequenzbereichen und<br />
Ausgangsleistungen sind verfügbar und<br />
basieren auf Infineons zuverlässiger bipolaren<br />
Technologie.<br />
Die bipolaren Transistoren sind in verschiedenen<br />
Qualitäts-Levels verfügbar: Professional<br />
(P) für Engineering Module und ESCC<br />
(ES) für Flugmodule (die Anforderungen<br />
der European Space Agency werden erfüllt).<br />
■ Kamaka Electronic<br />
Bauelemente Vertriebs GmbH<br />
www.kamaka.de<br />
Elastomer- und Schaumstoffabsorber<br />
Europäische Produktion<br />
Kurzfristige Verfügbarkeit<br />
Kundenspezifisches Design<br />
oder Plattenware<br />
-EA1 & -EA4<br />
Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1)<br />
bzw. 4 GHz (EA4)<br />
Urethan oder Silikon<br />
Temperaturbereich von 40°C bis 170°C<br />
(Urethanversion bis 120°C)<br />
Standardabmessung 305mm x 305mm<br />
Digital abstimmbares Bandpassfilter 1,25 bis 2,6 GHz<br />
Das ADMV8526 von Analog Devices ist<br />
ein digital abstimmbares Bandpassfilter<br />
mit einer Mittenfrequenz von 1,25 bis 2,6<br />
GHz. Es hat eine 3-dB-Bandbreite von 9%<br />
und unterstützt eine 8-Bit-Abstimmung<br />
(256 Zustände) unter Verwendung einer<br />
Interpolationstechnik. Dieses Filter kann<br />
eine HF-Eingangsleistung von 24 dBm<br />
verarbeiten und hat eine Einfügungsdämpfung<br />
von 4 dB. Es kann als kleinere<br />
Alternative zu großen, geschalteten Filterbänken<br />
und auf diskreten Komponenten<br />
basierenden abstimmbaren Filtern verwendet<br />
werden. Der Filter benötigt eine<br />
Gleichstromversorgung von 3,3 V und<br />
hat eine Stromaufnahme von 125 µA.<br />
Das ADMV8526 ist in einem LGA-<br />
Gehäuse mit den Abmessungen 10 x 10<br />
x 1,99 mm erhältlich und eignet sich<br />
nahezu ideal für den Einsatz in mobilen<br />
Landfunkgeräten, Test- und Messgeräten,<br />
militärischen Radargeräten, elektronischer<br />
Kriegsführung und elektronischen<br />
Gegenmaßnahmen, Satellitenkommunikation<br />
sowie industriellen und medizinischen<br />
Geräten.<br />
■ Analog Devices. Inc.<br />
www.analog.com<br />
MLA<br />
Multilayer Breitbandabsorber<br />
Frequenzbereich ab 0,8GHz<br />
ReflectivityLevel 17db oder besser<br />
Temperaturbereich bis 90°C<br />
Standardabmessung 610mm x 610mm<br />
Hohe Straße 3<br />
61231 Bad Nauheim<br />
T +49 (0)6032 96360<br />
F +49 (0)6032 963649<br />
info@electronicservice.de<br />
www.electronicservice.de<br />
ELECTRONIC<br />
SERVICE GmbH<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong> 47<br />
47
Bauelemente<br />
Hi-Rel-Silicon-Halbleiter<br />
Infineon bietet hochzuverlässige<br />
Schottky- und PIN-Dioden<br />
in hermetisch verschlossenen<br />
Gehäusen mit Bauteil-Screening<br />
gemäß den Anforderungen der<br />
Raumfahrtindustrie.<br />
Hi-Rel diskrete und<br />
Mikrowellen-Halbleiter:<br />
• Dioden für Highspeed-Schaltung<br />
• Schaltkreisschutz<br />
• Spannungsbegrenzung<br />
• Highlevel Detecting and<br />
Mixing<br />
• hermetisch verschlossenes<br />
Microwave Gehäuse<br />
Hi-Rel diskrete<br />
RF-Transistoren:<br />
• für rauscharme Hochleistungsverstärker<br />
• für Oszillatoren bis zu 10 GHz<br />
• Rauschzahl 1,1 dB bei 1,8<br />
GHz<br />
• Gain 21 dB bei 1,8 GHz<br />
• hermetisch verschlossenes<br />
Mikrowellengehäuse<br />
• Transitfrequenz 22 GHz<br />
Die Bauteile sind<br />
in verschiedenen<br />
Qualitätsvarianten<br />
verfügbar:<br />
• Professional (P) und ESCC<br />
(ES)<br />
Hinweis: (P) wird für Lochrasterplatten<br />
und Schaltkreisevaluationen<br />
verwendet. (ES) erfüllt<br />
die Anforderungen der European<br />
Space Agency (Flight Modules).<br />
■ Infineon<br />
www.infineon.de<br />
Neue SAW-Filter für Positioning-Systeme<br />
ITF präsentierte sein neues<br />
SAW-Filter F1H55 für geographische<br />
Positionierungssysteme.<br />
Das extrem kompakte<br />
HF-Bauelement ist besonders<br />
zuverlässig und trotzt auch widrigen<br />
Temperaturbedingungen<br />
(Einsatzbereich: -40 bis +110<br />
°C). Außerdem überzeugt das<br />
F1H55 mit seinem scharf abgegrenzten<br />
Durchlassbereich und<br />
verzeichnet nur wenig Übertragungsverluste<br />
(speziell zwischen<br />
1560 und 1605 MHz).<br />
Mit seiner hohen Stabilität und<br />
Verlässlichkeit bietet das Filter<br />
Anwendern eine hervorragende<br />
Lösung für GPS, Glonass und<br />
Baidou in Automotive-Applikationen<br />
aller Art.<br />
■ CompoTEK GmbH<br />
www.compotek.de<br />
GaAs E-pHEMT ist besonders<br />
rauscharm<br />
Die Amplifier-Spezialisten von<br />
ASB haben einen weiteren Baustein<br />
im Portfolio, mit dessen<br />
Hilfe Kunden ihre Applikationen<br />
optimieren können. Der<br />
AHL5216T8 ist ein Lownoise-<br />
Amplifier-Bauelement und<br />
verfügt über eine besonders<br />
hohe Linearität bei niedrigem<br />
Gleichstromverbrauch und sehr<br />
rauscharmen Verhalten. Außerdem<br />
sorgt sein aktiver Bias Circuit<br />
für eine stabile Stromversorgung<br />
sowohl bei wechselnden<br />
Temperaturen als auch bei<br />
sich ändernden Prozessvarianten.<br />
Darüber hinaus verfügt der<br />
AHL5216T8 über eine Netzabschaltungs-Kontrollfunktion<br />
und<br />
wurde diversen strengen DCund<br />
RF-Ausfallsicherheitstests<br />
unterzogen.<br />
Dank seiner mittleren Betriebsdauer<br />
bis zum ersten Ausfall von<br />
über 100 Jahren ist der Verstärker<br />
ein extrem zuverlässiges<br />
Bauteil für aktive Antennen, als<br />
Lownoise Amplifier für L-Band-<br />
Applikationen und in anderen<br />
Anwendungen, die niedriges<br />
Rauschen verlangen.<br />
■ CompoTEK GmbH<br />
www.compotek.de<br />
48 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Bauelemente<br />
SoC steigert Funkeffizienz und Leistungsfähigkeit von 5G-RUs<br />
Analog Devices, Inc. kündigte<br />
eine richtungsweisende Serie<br />
von RadioVerse System-on-<br />
Chip-Bausteinen (SoC) an, die<br />
den Entwicklern von Radio Units<br />
(RUs) eine agile und kosteneffektive<br />
Plattform zur Verfügung<br />
stellen, auf deren Basis sie die<br />
energieeffizientesten 5G-RUs<br />
der Industrie realisieren können.<br />
Die neue SoC-Serie bietet fortgeschrittene<br />
HF-Signalverarbeitung,<br />
verbunden mit einer<br />
Erweiterung der digitalen Funktionalität<br />
und der HF-Kapazität,<br />
wodurch sich die Performance<br />
und Energieeffizienz<br />
von 5G-RUs entscheidend verbessert.<br />
Die SoCs bilden die jüngste<br />
Ergänzung des RadioVerse-Ökosystems<br />
von ADI und kombinieren<br />
dessen preisgekrönte ZiF-<br />
Architektur (Zero IF) mit signifikanten<br />
Fortschritten bezüglich<br />
der Funktionsintegration und<br />
Linearisierung. Die Radio-<br />
Verse Bausteine von ADI sind<br />
Analog Devices, Inc.<br />
www.analog.com<br />
die weltweit meistverwendeten<br />
software-definierten Transceiver<br />
in 4G- und 5G-RUs.<br />
Da die Netzwerkbetreiber auf der<br />
Welt mit hohem Tempo an der<br />
Realisierung der 5G-Infrastruktur<br />
arbeiten, steigt die Nachfrage<br />
nach energieeffizienten RUs<br />
rapide. Angesichts des exponentiell<br />
zunehmenden Bedarfs an<br />
drahtloser Übertragungskapazität<br />
ist außerdem die Energieeffizienz<br />
eine wichtige Kennzahl<br />
für die Betreiber, die bestrebt<br />
sind, ihren CO 2 -Fußabdruck zu<br />
reduzieren und gleichzeitig ihre<br />
Netzwerkkapazität auszubauen.<br />
Die neue RadioVerse SoC-Serie<br />
nimmt verglichen mit alternativen<br />
Lösungen sehr wenig<br />
Leistung auf und implementiert<br />
fortschrittliche Algorithmen, die<br />
für eine optimale RU-Systemeffizienz<br />
sorgen.<br />
Die Nachfrage nach stromsparenden<br />
bzw. energieeffizienten<br />
EVUs steigt rapide an, da die<br />
globalen Netzbetreiber bestrebt<br />
sind, 5G-Infrastrukturen aufzubauen.<br />
Mit dem exponentiellen<br />
Wachstum der drahtlosen<br />
Nachfrage ist die Energieeffizienz<br />
ein wichtiger Indikator für<br />
Betreiber, die versuchen, ihren<br />
CO 2 -Fussabdruck verringern<br />
und gleichzeitig die Netzkapazität<br />
ausbauen wollen. Die neue<br />
RadioVerse SoC-Serie benötigt<br />
im Vergleich zu Alternativen nur<br />
sehr wenig Strom und implementiert<br />
fortschrittliche Algorithmen,<br />
die eine optimale Effizienz des<br />
RU-Systems gewährleisten.<br />
Der ADRV9040 ist der erste<br />
Baustein der neuen RadioVerse<br />
SoC-Serie. Er bietet acht Sendeund<br />
Empfangskanäle mit einer<br />
Bandbreite von 400 MHz und<br />
integriert fortschrittliche digitale<br />
Signalverarbeitungsfunktionen<br />
wie zum Beispiel CDUCs<br />
(Carrier Digital Up-Converters),<br />
CDDCs (Carrier Digital Down-<br />
Converters), CFR (Crest Factor<br />
Reduction) und DPD (Digital<br />
Pre-Distortion). Diese erweiterte<br />
Signalverarbeitungs-Funktionalität<br />
kann den Verzicht auf<br />
ein FPGA (Field-Programmable<br />
Gate Array) ermöglichen<br />
und reduziert dadurch nicht nur<br />
die Wärmeentwicklung, sondern<br />
auch die Abmessungen,<br />
den Stromverbrauch und das<br />
Gewicht des gesamten Systems.<br />
Die mithilfe anspruchsvoller<br />
Machine-Learning-Techniken<br />
entwickelten DPD-Algorithmen<br />
des SoC werden in enger Zusammenarbeit<br />
mit bedeutenden Leistungsverstärkeranbietern<br />
optimiert,<br />
um den Design-Aufwand<br />
zu verringern und für klassenbeste<br />
Breitband-Performance zu<br />
sorgen. Die Algorithmen sind<br />
für 4G- und 5G-Anwendungsfälle<br />
umfassend geprüft und<br />
validiert, einschließlich verschiedener<br />
PA-Technologien<br />
wie etwa GaN (Galliumnitrid).<br />
Zusätzlich vereinfacht die ZiF-<br />
Funkarchitektur die HF-Filterund<br />
Signalkettenkomponenten,<br />
was die RU-Kosten senkt und die<br />
Entwicklungszeit von Design-<br />
Varianten für unterschiedliche<br />
Frequenzbänder und Leistungsniveaus<br />
verkürzt. ◄<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong> 49
Die größte Auswahl an<br />
HF-Komponenten<br />
ab Lager lieferbar von<br />
Bauelemente<br />
Rauscharmer Verstärker für 71 bis 86 GHz<br />
Passive HF-Produkte<br />
1000 verschiedene Abschwächer<br />
1800 verschiedene Adapter<br />
250 verschiedene Antennen<br />
Blitzschutzkomp. bis 10 GHz<br />
Hohlleiter von 5,85 bis 220 GHz<br />
Isolatoren, 135 MHz bis 43 GHz<br />
Kabel, flexibel und semi-rigid<br />
Koppler von 2 MHz bis 67 GHz<br />
Leistungsteiler von DC bis 67 GHz<br />
2000 versch. Stecker, bis 110 GHz<br />
MRC GIGACOMP GmbH & Co. KG<br />
info@mrc-gigacomp.de<br />
www.mrc-gigacomp.de<br />
Tel. +49 89 4161599-40, Fax -45<br />
Der ZVA-71863LNX+ von Mini-Circuits ist<br />
ein Koaxialverstärker mit niedriger Rauschzahl<br />
und hoher, flacher Verstärkung von 71 bis<br />
86 GHz. Er bietet 37 dB typische Verstärkung<br />
mit ±1,75 dB Verstärkungsflachheit und 5,5 dB<br />
oder besser typischer Vollband-Rauschzahl.<br />
Der Verstärker ist gut auf 50 Ohm abgestimmt,<br />
hat ein typisches Eingangs-/Ausgangs-SWR<br />
von 1,6 und verfügt über 1-mm-Buchsen. Er<br />
wird mit einer einzigen Versorgungsspannung<br />
von 10 bis 15 V DC betrieben und ist eine leistungsstarke<br />
Lösung für Automotive-, 5G- und<br />
Radartest-Anwendungen.<br />
Synthesizer generieren Signale bis 15 und<br />
30 GHz<br />
Die Modelle SSG-15G-RC und SSG-30G-RC<br />
von Mini-Circuits sind synthetische Signalgeneratoren<br />
mit Frequenzbereichen von 10 MHz<br />
bis 15 bzw. 30 GHz und einer Frequenzauflösung<br />
von 0,2 Hz oder mehr. Sie können CWund<br />
pulsmodulierte Ausgangssignale über einen<br />
Dynamikbereich von -47 bis +23 dBm mithilfe<br />
einer einfachen Software auf einem Computer<br />
mit USB- oder Ethernet-Anschluss erzeugen;<br />
beide Synthesizer bieten vollständige Software-<br />
Unterstützung. Das 15-GHz-Modell verfügt über<br />
eine SMA-Ausgangsbuchse und das 30-GHz-<br />
Modell über eine 2,92-mm-Buchse.<br />
8×8 Matrix zum Routen im Bereich 0,5 bis<br />
6 GHz<br />
50<br />
Das Modell ZT-8RFX8 von Mini-Circuits ist<br />
eine 8×8, nicht blockierende, voll ausschwenkbare<br />
Matrix mit programmierbaren Pfaden für<br />
Signale von 0,5 bis 6 GHz. Diese Matrix bietet<br />
bidirektionale Pfade mit SMA-Anschlüssen. Die<br />
Dämpfung pro Pfad kann von 0 bis 63 dB in<br />
0,5-dB-Schritten eingestellt werden. Bei einer<br />
Dämpfung von 0 dB beträgt die Isolation zwischen<br />
den Anschlüssen 52 dB und steigt bei<br />
maximaler Dämpfung auf 83 dB oder mehr. Die<br />
Matrix wird in einem 3U hohen 19-Zoll-Rack-<br />
Gehäuse geliefert und ist für eine Signalleistung<br />
von bis zu 20 dBm pro Port ausgelegt.<br />
Leistungssplitter/-kombinierer für den<br />
Bereich 15 bis 25 GHz<br />
Das Modell EP3-19+ von Mini-Circuits<br />
ist ein Miniatur-Dreiwege-GaAs-MMIC-<br />
Leistungssplitter/-kombinierer mit einem weiten<br />
Frequenzbereich von 15 bis 25 GHz. Er<br />
weist eine typische Einfügedämpfung von 0,5<br />
dB über der Teilungsdämpfung von 4,8 dB und<br />
eine typische Vollbandisolierung von 27 dB auf.<br />
Die Amplitudenasymmetrie beträgt typischerweise<br />
0,3 dB und die Phasenasymmetrie typischerweise<br />
1°. Der 50-Ohm-Leistungssplitter/-<br />
kombinierer eignet sich gut für 5G- und Phased-Array-Antennen<br />
und Radargeräte und wird<br />
mit einem 16-poligen QFN-Gehäuse mit den<br />
Abmessungen 3,5 × 2,5 mm geliefert.<br />
Refexionsfreies Koaxialfilter für 19,5 bis<br />
20,5 GHz<br />
Das ZXBF-K24+ von Mini-Circuits ist ein reflexionsfreies<br />
Bandpassfilter mit einem Durchlassbereich<br />
von 19,5 bis 20,5 GHz. Es eignet sich<br />
gut für Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und<br />
Satellitenkommunikation (Satcom) und weist<br />
eine Durchlassdämpfung von typisch 5,8 dB<br />
auf. Die Stoppband-Unterdrückung beträgt<br />
typischerweise 51 dB von DC bis 10 GHz und<br />
42 dB von 30 bis 32 GHz, wobei die Stoppbänder<br />
auf 50 Ohm abgestimmt sind, um Reflexionen<br />
zu vermeiden. Das Filter misst 0,68 × 0,6<br />
× 0,39 Zoll (17,1 × 15,2 × 10 mm) mit seinen<br />
2,92-mm-Buchsen.<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Bauelemente<br />
Surface-Mount-Transformator für hohe<br />
Leistungen und Frequenzen bis 600 MHz<br />
BLTCC-Balun und -Filter für 3,3 bis 4 GHz<br />
SPDT-Schaltmatrix steuert Signale bis<br />
40 GHz<br />
Das Modell RC-4SPDT-A40 von Mini-<br />
Circuits ist eine zwischen DC und 40 GHz<br />
einsetzbare Schaltmatrix, die aus vier modularen<br />
elektromechanischen Einpol-Doppelumschaltern<br />
(SPDT) besteht. Die Schalter<br />
werden unabhängig voneinander über einen<br />
USB- oder Ethernet-Anschluss an einen<br />
Computer und eine Software gesteuert.<br />
Sie sind mit 2,92-mm-Buchsen ausgestattet<br />
und für 5 W Kaltschaltleistung ausgelegt. Die<br />
absorbierenden, ausfallsicheren 50-Ohm-<br />
Schalter haben eine Einfügungsdämpfung<br />
von typischerweise 0,3 dB bis 26 GHz und<br />
0,6 dB bis 40 GHz, mit einer Isolierung von<br />
75 dB bis 26 GHz und 65 dB bis 40 GHz.<br />
Gehäuseform: LM1851<br />
Das Modell SERT4-62HP50W1+ von Mini-<br />
Circuits ist ein oberflächenmontierter HF-<br />
Übertrager, der 50 W im Bereich von 20<br />
bis 600 MHz verarbeiten kann. Mit einem<br />
Sekundär/Primär-Impedanzverhältnis von<br />
1:4 (12,5 Ohm : 50 Ohm) hat er eine Einfügedämpfung<br />
von typisch 0,4 dB und eine<br />
Rückflussdämpfung von typisch 24 dB am<br />
50-Ohm-Anschluss. Der RoHS-konforme<br />
Übertrager misst 0,93 × 1,22 × 0,47 Zoll<br />
(23,62 × 30,99 × 11,94 mm). Mit einem<br />
Betriebstemperaturbereich von -40 bis +65<br />
°C eignet er sich gut für mobile militärische<br />
Funkgeräte.<br />
Das Modell BBFCG2-372+ von Mini-Circuits<br />
integriert einen LTCC-Balun und ein<br />
Bandpassfilter für 3,3 bis 4 GHz in einem<br />
hermetischen 0805-Gehäuse mit den Abmessungen<br />
2,01 × 1,24 × 0,94 mm. Der Balun<br />
mit einem Impedanzverhältnis von 1:2 und<br />
das Filter sorgt mit ihm zusammen für eine<br />
Einfügungsdämpfung von 2,5 dB, eine Phasenunsymmetrie<br />
von ±13° (relativ zu 180°)<br />
und eine Amplitudenunsymmetrie von ±1,5<br />
dB. Die Sperrbereichunterdrückung beträgt<br />
20 dB von DC bis 2598 MHz, 30 dB von<br />
4847 bis 5548 MHz und 15 dB von 7795<br />
bis 8498 MHz.<br />
■ Mini-Circuits<br />
sales@minicircuits.com<br />
www.minicircuits.com<br />
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flight capable satellite communications<br />
systems requiring reduced Size, Weight<br />
and Power (SWaP).<br />
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hf-praxis 6/<strong>2022</strong><br />
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51
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GNSS-Empfänger mit OCXO für<br />
präzise Zeitanwendungen<br />
Das neue Mitglied der JAVAD-<br />
GNSS-Familie ist speziell auf<br />
die besonderen Anforderungen<br />
des Instituts für Erdmessung<br />
(IfE) von JAVAD GNSS<br />
entwickelt worden. So erhält<br />
der JAVAD DeltaS-3S einen<br />
komplett neuen Oszillator und<br />
ermöglicht damit eine extrem<br />
hohe Kurzzeitstabilität der<br />
Empfängeruhr. Dies ist besonders<br />
wichtig, um kurzzeitige<br />
bzw. hochfrequente Variationen<br />
(Bewegungen) mit GNSS präzise<br />
auflösen und überwachen<br />
zu können.<br />
Für die hochpräzise Nutzung<br />
von GNSS-Referenzstationen ist<br />
eine konsistente Kalibrierung der<br />
GNSS-Antennen grundsätzlich<br />
erforderlich. Aktuelle Forschungen<br />
des IfE an der Leibniz Universität<br />
Hannover konzentrieren<br />
sich unter anderem auf die stetige<br />
Erweiterung und Weiterentwicklung<br />
des international<br />
anerkannten Roboterverfahrens<br />
zur absoluten Kalibrierung von<br />
GNSS-Empfangsantennen, um<br />
für die neuen GNSS-Signale<br />
und Frequenzen präzise Kalibrierwerte<br />
bereitzustellen.<br />
Die bisherige Roboter-Hardware<br />
am IfE bedurfte einer Erneuerung.<br />
So wurden zeitgleich zu<br />
einem neuen Roboter auch neue<br />
GNSS-Empfänger beschafft.<br />
Hierbei fiel die Wahl erneut<br />
auf Produkte der Firma JAVAD<br />
GNSS, gerade weil die Philosophie<br />
von JAVAD an vielen Punkten<br />
deutlich überzeugt, wie zum<br />
Beispiel die variable Möglichkeit<br />
zur Steuerung der Empfangsparameter<br />
und das kinematische<br />
Satelliten-Tracking-Verhalten.<br />
Maßgebend war insbesondere<br />
die Bereitschaft von JAVAD<br />
GNSS, das Produkt für die<br />
Ansprüche des IfE weiter zu<br />
entwickeln und den Oszillator<br />
auszutauschen.<br />
Spannendes Forschungsfeld<br />
So wurde ein neues spannendes<br />
Forschungsfeld eröffnet: der<br />
JAVAD GNSS-Empfänger DeltaS-3S,<br />
jetzt mit neuer Oszillator-Option,<br />
weist eine extrem<br />
hohe Kurzzeitstabilität der Empfängeruhr<br />
auf.<br />
Hierzu wurde der klassische<br />
Oszillator TCXO (Temperature<br />
Compensated Crystal Oscillator)<br />
durch einen OCXO (Oven<br />
Controlled Crystal Oscillator)<br />
in einer höheren Genauigkeitsklasse<br />
ersetzt, wodurch die Optimierung<br />
des Trackingverhaltens<br />
und die Ableitung hochstabiler<br />
Trägerphasenmessungen mit<br />
reduziertem Rauschen erreicht<br />
wird. Dieser interne OCXO<br />
liefert eine bisher unerreichte<br />
Kurzzeit-Frequenzstabilität von<br />
2×10 -12 (@1 s).<br />
Die Wahl des internen Oszillators<br />
ist immer auch eine Frage<br />
des Einsatzgebietes der Empfänger.<br />
Der interne OCXO erlaubt<br />
eine höhere Flexibilität für sehr<br />
unterschiedliche Anwendungen,<br />
wie zum Beispiel in der Inertialnavigation<br />
und satellitenbasierten<br />
tightly-coupled Multi-<br />
Sensor-Systemen, die in geophysikalischen<br />
Bereichen und<br />
hochsensitiven GNSS-Anwendungen<br />
benötigt werden.<br />
Insbesondere auch für Antennenkalibrierungen,<br />
Timing-<br />
Anwendungen und hochfrequente<br />
Messungen von Ionosphere<br />
Scintillation sind die<br />
internen OCXOs optimal geeignet,<br />
da sie inzwischen mit einer<br />
Signal-Update-Rate bis zu 200<br />
Hz von der neuen Empfänger-<br />
Generation von JAVAD GNSS<br />
bedient werden können.<br />
Dieses neue Feature ist für das<br />
IfE besonders wichtig, einerseits<br />
für die internen Prozesse bei der<br />
Antennenkalibrierung, andererseits<br />
auch für weitere wissenschaftliche<br />
Forschungsarbeiten.<br />
Hierfür werden hochfrequente<br />
Trägerphasenbeobachtungen<br />
benötigt, um kurzzeitige Phänomene<br />
zu untersuchen und diese<br />
wissenschaftlich auszuwerten.<br />
■ AllSat GmbH<br />
info@allsat.de<br />
www.allsat.de<br />
52 52<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Software<br />
6.72 oder höher für andere Infiniium-Oszilloskopmodelle<br />
verwendet<br />
wird. Damit können Anwender<br />
Folgendes erreichen:<br />
• das Oszilloskop in weniger als 30<br />
s für die Decodierung der Protokolle<br />
CAN, LIN, CAN-FD, CAN<br />
XL, FlexRay und SENT einrichten<br />
• Zugang zu einer Vielzahl von<br />
integrierten Triggern auf Protokollebene<br />
erhalten<br />
• Zeit sparen und Fehler vermeiden,<br />
indem Pakete auf Protokollebene<br />
angezeigt werden<br />
• zeitkorrelierte Ansichten verwenden,<br />
um Probleme mit seriellen<br />
Protokollen schnell auf die<br />
Ursache bezüglich des Timings<br />
oder der Signalintegrität zurückzuverfolgen.<br />
■ Keysight Technologies<br />
www.keysight.com<br />
Verifizierung und<br />
Debugging von<br />
Automotive-Protokollen<br />
Keysight Technologies hat die branchenweit<br />
erste oszilloskopbasierte<br />
Lösung zum Triggern und Decodieren<br />
von Automotive-Protokollen<br />
(D9010AUTP) auf den Markt<br />
gebracht, die CAN XL (Controller<br />
Area Network eXtra Long) abdeckt.<br />
Damit können Ingenieure serielle<br />
Low-Speed-Automotive-Busprotokolle<br />
verifizieren und debuggen<br />
und die Entwicklung und Fehlerbehebung<br />
von Systemen einschließlich<br />
CAN/CAN FD (Flexible Data Rate)<br />
und CAN XL vereinfachen.<br />
MICROWAVE ANTENNAS, SUBSYSTEMS & CONSULTANCY<br />
ELINT SPINNING DF ANTENNAS<br />
REFLECTOR ANTENNAS<br />
SINUOUS ANTENNAS<br />
SPIRAL ANTENNAS<br />
CAN XL ist der CAN-Standard<br />
der dritten Generation, der von der<br />
CAN in Automation Group (CiA)<br />
entwickelt wird. Er verbessert das<br />
bewährte CAN-FD-Protokoll durch<br />
eine höhere Nutzdatenmenge und<br />
eine höhere Bitrate. Die Geschwindigkeit<br />
der CAN-XL-Datenphase<br />
ist auf 10 Mbit/s oder mehr spezifiziert,<br />
abhängig von den Transceiver-<br />
Fähigkeiten und den Komponenten<br />
der Bitübertragungsschicht. CAN<br />
XL verfügt über zwei Betriebsmodi<br />
– Fast Mode und SIC Mode (oder<br />
Slow Mode).<br />
Die Automotive-Decoder-Software<br />
von Keysight triggert und decodiert<br />
das SIC-Modus-Signal in<br />
der Arbitrierungsphase sowie das<br />
Fast-Modus-Signal in der Datenphase<br />
korrekt. Sie verarbeitet auch<br />
die mit CAN HS/FD/SIC-Transceivern<br />
implementierten CAN XL-<br />
Protokolle.<br />
Die D9010AUTP-Software von<br />
Keysight ist mit den Infiniium-Oszilloskopen<br />
des Unternehmens kompatibel,<br />
wobei die Software-Version<br />
11.30 oder höher für MXR/EXR/<br />
UXR-Modelle und die Version<br />
ANTENNAS FOR DIRECTION FINDING, ELINT,<br />
RWR & ESM AIRBORNE, SEA & GROUND APPLICATIONS<br />
www.meffert-mt.de<br />
sales@meffert-mt.de<br />
Tel. +49 6435 303 9820<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong> 53
Verstärker<br />
Verstärker in neuster GaAs-pHEMT-Technologie decken Q-, V- und E-Band ab<br />
Altum RF, Anbieter von Hochleistungs-<br />
HF- bis Millimeterwellen-Halbleiterlösungen<br />
für Anwendungen der nächsten<br />
Generation, kündigte drei neue GaAspHEMT-MMIC-Verstärker<br />
an für Anwendungen<br />
im Q-, V- und E-Band. Diese kompakten<br />
Verstärker der nächsten Generation<br />
in PP10-20-GaAs-pHEMT-Technologie<br />
von WIN Semiconductors erzielen eine<br />
hohe Verstärkung und ein geringes Rauschen<br />
und vereinfachen gleichzeitig das<br />
Design-in für Ingenieure durch die Verwendung<br />
von Singlegate- und Singledrain-<br />
Versorgungen.<br />
Zu den Highlights gehören:<br />
• rauscharmer ARF1208<br />
37...59 GHz, 2,5 dB Rauschzahl und 26,5<br />
dB linearer Verstärkung bei 50 GHz<br />
• ARF1207, Linearverstärker<br />
57...71 GHz, 25 dB Verstärkung und 22<br />
dBm P 1dB -Ausgangsleistung<br />
• rauscharmer ARF1206<br />
71...86 GHz, 22 dB Verstärkung und 4<br />
dB Rauschzahl<br />
Die PP10-20-Technologie von WIN baut<br />
auf der bewährten und ausgereiften PP10-<br />
10-Plattform auf und zielt auf Anwendungen<br />
bis zu 170 GHz ab. Als wichtiges<br />
Unterscheidungsmerkmal ermöglicht<br />
PP10-20 eine erhebliche Steigerung der<br />
Verstärkung bei gleicher Betriebsspannung<br />
für Leistungsanwendungen.<br />
„Aufbauend auf unserer Erfahrung mit<br />
der bewährten 0,1-µm-Technologie von<br />
WIN und mit sorgfältiger Aufmerksamkeit<br />
für Modellierungs-, Design- und<br />
Simulations-Workflows haben wir im<br />
Bereich von Millimeterwellenprodukten<br />
im neuveröffentlichten PP10-20-Prozess<br />
einen First-Pass-Erfolg erzielt“, sagte Greg<br />
Baker, CEO von Altum RF. „Wir freuen<br />
uns über diesen Erfolg, der unsere Strategie<br />
zur Entwicklung führender Komponenten<br />
für Millimeterwellenanwendungen<br />
unterstützt und wir freuen uns darauf, ein<br />
breiteres Produktportfolio aufzubauen, um<br />
die heutigen und zukünftigen Marktanforderungen<br />
zu erfüllen.“<br />
David Danzilio, Senior Vice President,<br />
Technology and Strategic Business Development<br />
bei WIN Semiconductors, fügte<br />
hinzu: „Wir freuen uns, mit Altum RF<br />
zusammenzuarbeiten, um führende Millimeterwellenprodukte<br />
zu kommerzialisieren,<br />
die die Hochleistungsplattformen<br />
von WIN nutzen. Diese PP10-20-Technologie<br />
der nächsten Generation baut auf<br />
der ausgereiften PP10-10-Plattform auf,<br />
die in vielen der heutigen E-Band-Leistungsverstärker<br />
verwendet wird, die im<br />
drahtlosen Backhaul eingesetzt werden.<br />
PP10-20 ist eine vielseitige Technologie,<br />
die eine breite Palette von Millimeterwellen-Frontend-Funktionen<br />
ermöglicht<br />
und die Verstärkerleistung bis weit in das<br />
D-Band hinein unterstützt. Der First-Pass-<br />
Erfolg von Altum RF bestätigt die Reproduzierbarkeit<br />
und Produktionsbereitschaft<br />
der PP10-20-Plattform.“<br />
■ Globes Elektronik<br />
GmbH & Co.<br />
www.globes.de<br />
Leistungsverstärkersystem<br />
für 80 MHz bis 6 GHz<br />
Exodus Advanced Communications<br />
ist ein multinationaler<br />
HF-Kommunikationsausrüster,<br />
der sowohl kommerzielle als<br />
auch staatliche Stellen weltweit<br />
bedient. Mit dem Dualband-Verstärkersystem<br />
Exodus Modell<br />
AMP2055DB-750-200LC<br />
erhalten Anwender ein Verstärker-Komplettsystem<br />
für den<br />
Arbeitsbereich 80...6000 MHz<br />
mit ausreichend Leistung für<br />
die gängigsten Anwendungen.<br />
Der in Klasse A/AB arbeitende<br />
Zweiband-HF-Leistungsverstärker<br />
liefert im Unterband<br />
80...1000 MHz eine Dauerstrichleistung<br />
von nominell 750<br />
W und im Oberband 1...6 GHz<br />
von nominell 200<br />
W. Beide Frequenzbänder sind<br />
bereits über ein internes Schaltnetzwerk<br />
miteinander verknüpft,<br />
sodass dem Anwender nur ein<br />
einzelner Eingang und Ausgang<br />
zur Verfügung steht.<br />
Interne Intelligenz nebst Schutzschaltungen,<br />
modernste Schnittstellentechnologie<br />
sowie optionale<br />
Doppelrichtkoppler-<br />
Ausgänge sind in dieser Liga<br />
obligatorisch!<br />
Durch Anwendung aktueller<br />
Verstärkerarchitektur, moderner<br />
Halbleiterbausteine und einem<br />
in sich geschlossenen Wasser-/<br />
Luftkühlsystem ergibt sich ein<br />
ultrakompakter Leistungsverstärker<br />
im 19-Zoll-Einschubgehäuse<br />
mit einer Aufbauhöhe von<br />
gerade einmal 10 HE und einem<br />
Gesamtgewicht von nur 47 kg.<br />
Exodus Advanced Communications<br />
versteht sich als Systemausrüster<br />
kompletter Verstärkersysteme,<br />
bietet aber auch<br />
reine Modultechnik für die weitere<br />
Integration bzw. den Laboraufbau.<br />
Das Leistungsspektrum<br />
umfasst den Frequenzbereich<br />
von 10 kHz bis 75 GHz<br />
bei Leistungen bis zu 1 kW bei<br />
Modulen und 50 kW für Verstärkersysteme.<br />
■ EMCO Elektronik GmbH<br />
info@emco-elektronik.de<br />
www.emco-elektronik.de<br />
Rauscharmer GaN-Verstärker<br />
für 18 bis 40 GHz<br />
Der APT4-18004000-4008-<br />
D20-N von AmpliTech ist ein<br />
rauscharmer Verstärker, der<br />
von 18 bis 40 GHz arbeitet. Er<br />
bietet einen P1dB von 8 dBm<br />
mit einer Verstärkung von 40<br />
dB und einer Rauschzahl von 3<br />
dB. Der für die Normen MIL-<br />
883 und MIL-45208 konstruierte<br />
Verstärker wurde in einem<br />
hochmodernen PHEMT-Prozess<br />
entwickelt und weist eine gute<br />
Verstärkungsebenheit über das<br />
gesamte Band auf. Dieser Verstärker<br />
ist als Modul erhältlich<br />
und eignet sich nahezu ideal für<br />
den Einsatz in Breitband-Kommunikationssystemen,<br />
Testinstrumenten,<br />
Radarsystemen,<br />
Point-to-Multi-Point-Funkgeräten,<br />
EW/ECM-Kommunikationssystemen<br />
sowie Militär- und<br />
Raumfahrtanwendungen.<br />
■ AmpliTech<br />
www.amplitechinc.com<br />
54 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
Connector Series for High Power/Voltage Applications<br />
Times Microwave<br />
www.timesmicrowave.com<br />
1925 MHz VCO<br />
CVCO55CC-1925-1925 VCO<br />
from Crystek operates at 1925<br />
MHz with a control voltage<br />
range of 0.5 to 4.5 V. This<br />
VCO features a typical phase<br />
noise of -121 dBc/Hz @ 10<br />
kHz offset and has excellent<br />
linearity. Output power is typically<br />
7 dBm. Engineered and<br />
manufactured in the USA, the<br />
Times Microwave Systems<br />
announced the new HPQD and<br />
MPQD series featuring quickdisconnect<br />
interfaces for highpower<br />
and high-voltage applications.<br />
A key addition to Times<br />
Microwave‘s product portfolio,<br />
the new HPQD and MPQD connectors<br />
complement its specialty<br />
cables and further expand interface<br />
options for cable assemblies.<br />
Compatible with two of<br />
the most widely used interfaces<br />
in high-power industrial equipment,<br />
HPQD and MPQD are the<br />
ideal interconnect solutions for<br />
model CVCO55CC- 1925-<br />
1925 is packaged in the industry-standard<br />
0.5 x 0.5 in. SMD<br />
package. Input voltage is 8 V,<br />
with a max. current consumption<br />
of 36 mA. Pulling and<br />
Pushing are minimized to 0.5<br />
MHz pk-pk and 0.5 MHz/V,<br />
respectively. Second harmonic<br />
suppression is 15 dBc. The<br />
CVCO55CC-1925-1925 is<br />
ideal for use in applications<br />
such as digital radio equipment,<br />
fixed wireless access,<br />
satellite communications systems,<br />
and base stations.<br />
■ Crystek Corporation<br />
www.crystek.com<br />
RF generators, matching networks,<br />
industrial lasers, EMI/<br />
EMC test chambers, and industrial<br />
heating and cooking.<br />
The new HPQD and MPQD<br />
connector series<br />
feature a DC to 1 GHz operating<br />
frequency and save time with<br />
easy, tool-free installation and<br />
maintenance. This helps minimize<br />
human errors with no torque<br />
wrench required, along with<br />
a positive locking mechanism<br />
that provides a secure, reliable<br />
connection that will not become<br />
loose from vibration. These new<br />
high-power connectors are ideal<br />
for clean rooms and other sterile<br />
environments as the designs<br />
reduce the risk of contamination<br />
from setup tools while the<br />
Pasternack, an Infinite Electronics<br />
brand, has released a<br />
new series of outdoor omnidirectional<br />
antennas that cover<br />
4G, LTE, 5G and CBRS bands.<br />
Pasternack’s new series of 5G<br />
omni antennas offers range<br />
extension and simple deployment<br />
to build out WLAN<br />
and cellular communications<br />
networks as well as private<br />
networks. They are a perfect<br />
fit when broad coverage is<br />
necessary but traditional base<br />
station antennas are too bulky<br />
threadless interface minimizes<br />
potential debris from mating/<br />
un-mating.<br />
Ideal as a drop-in<br />
replacement or as the<br />
interface of choice<br />
HPQD and MPQD connectors<br />
are ideal as a drop-in replacement<br />
or as the interface of choice<br />
in new designs. They are compatible<br />
with the Times Microwave<br />
SFT specialty cable series – a<br />
flexible solution for high power<br />
handling, with low loss, and high<br />
shielding performance, which<br />
is suitable for a wide range of<br />
rugged environments. The SFT‘s<br />
dielectric and jacket enables use<br />
in high ambient temperatures up<br />
to 200 °C. ◄<br />
Outdoor Omnidirectional Antennas for 5G Networks<br />
or expensive. These collinear<br />
omnidirectional antennas feature<br />
low-cost polycarbonate<br />
or ABS options and Type-N<br />
connectors and are suitable<br />
for SISO or MIMO operations.<br />
Additionally, the 2x2<br />
and 4x4 MIMO configurations<br />
ensure double and quadruple<br />
data speeds in comparison to<br />
single-input antennas.<br />
The 5G omni antennas support<br />
6, 7, 8 and 10 dBi gain,<br />
include heavy-duty steel<br />
mast mounting brackets and<br />
are available with fiberglass<br />
radomes (Pro series). Their<br />
rugged polycarbonate and<br />
fiberglass radomes withstand<br />
extreme weather and are rated<br />
to over 120 mph wind loading.<br />
■ Pasternack<br />
www.infiniteelectronics.com<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong> 55
RF & Wireless<br />
RFMW introduces new products<br />
Advanced GaN on SiC<br />
Amplifier Module<br />
40 GHz Benchtop Amplifier<br />
1 to 22 GHz. This amplifier can<br />
be operated with a variety of bias<br />
conditions for both low-power<br />
and high-power applications.<br />
X-Band SatComm Power<br />
Amplifier<br />
discrete resistor integration in a<br />
soft board material.<br />
DC to 20 GHz, 250 Micron<br />
Discrete GaAs pHEMT<br />
RFMW announced design and<br />
sales support for a high-power<br />
amplifier module from Elite RF.<br />
The MB.406.0G363228 incorporates<br />
advanced, state-of-theart,<br />
GaN on SiC technology to<br />
deliver 4 W of saturated power<br />
from 400 to 6000 MHz with a<br />
P1dB of 2 W. Biased class AB,<br />
the amplifier provides 32 dB of<br />
gain and works in CW or pulsed<br />
mode to support applications<br />
including EW, commercial and<br />
military radar, jammers, Satcom,<br />
mobile infrastructure, scientific,<br />
medical and laboratory use. The<br />
MB.406.0G363228 can be used<br />
in narrowband and decade bandwidth<br />
applications and comes<br />
with an industry leading 5-year<br />
warranty.<br />
Amplifier Module for<br />
Low-Noise ISM<br />
RFMW announced design and<br />
sales support for a wideband<br />
EMC benchtop power amplifier<br />
from RF-Lambda. The REM-<br />
C26G40GD delivers up to 45<br />
dBm of continuous wave saturated<br />
output power over a range<br />
of 26.5 to 40 GHz with 50 dB<br />
of gain. Used in various applications<br />
ranging from aerospace/<br />
military, Test and Measurement,<br />
and wireless infrastructure, the<br />
benchtop amplifier is a convenient<br />
source of high-power<br />
RF energy. Supply voltage is<br />
either 110 or 220 V AC. The<br />
REMC26G40GD EMC power<br />
amplifier offers features such as<br />
automatic calibration and gain<br />
control as well as over current,<br />
temperature, and reverse power<br />
protection.<br />
Broadband Distributed LO<br />
Driver spans 22 GHz<br />
RFMW announces design and<br />
sales support for a high efficiency<br />
& linearity GaN amplifier<br />
from Qorvo. The QPA1009<br />
delivers an Industry leading 16<br />
W of saturated power from 10.7<br />
to 12.7 GHz for X-band satellite<br />
communications, radar and<br />
point-to-point communications<br />
systems. Power added efficiency<br />
is 35% with a Psat of >43 dBm<br />
at 25 °C and small signal gain of<br />
21 dB. Housed in a 6 x 5 mm, air<br />
cavity, surface mount package.<br />
2-way Power Divider offers<br />
Repeatability<br />
RFMW announced design and<br />
sales support for a discrete<br />
250-Micron pHEMT which operates<br />
from DC to 20 GHz. The<br />
QPD2025D is designed using<br />
Qorvo’s proven standard 0.25<br />
µm power pHEMT production<br />
process. This process features<br />
advanced techniques to optimize<br />
microwave power and efficiency<br />
at high drain bias operating conditions.<br />
The QPD2025D typically<br />
provides 24 dBm of output<br />
power at P1dB with gain of<br />
14 dB and 58% power-added<br />
efficiency at 1 dB compression<br />
making it appropriate for high<br />
efficiency applications. Bias<br />
voltage is 8 V for broadband<br />
wireless, aerospace and defense<br />
applications.<br />
Coaxial Resonator Oscillator<br />
offers Low Phase Noise<br />
RFMW announced design and<br />
sales support for a new Low-<br />
Noise SMA connectorized<br />
amplifier from Amplifier Solutions<br />
Corp. The ASC3064C has<br />
an operating band of 2.4 to 2.6<br />
GHz with typical specifications<br />
of 18 dBm P1dB, 50 dB<br />
gain and a 1.5 dB Noise Figure<br />
when operating at 15 V. With<br />
excellent linearity and very low<br />
noise figure, the ASC3064C is<br />
unconditionally stable and offers<br />
optimal reliability for communications<br />
systems and lab applications<br />
requiring low noise figure.<br />
No external components are<br />
required.<br />
RFMW announced design and<br />
sales support for a broadband<br />
LO driver amplifier from Marki<br />
Microwave. The APM-7516 is<br />
a robust broadband distributed,<br />
low phase noise LO driver amplifier<br />
designed to provide greater<br />
than 20 dBm output power with<br />
excellent return losses and high<br />
input power handling. The APM-<br />
7516 uses GaAs HBT technology<br />
for low phase noise and<br />
is optimized to provide enough<br />
power to drive the LO port of an<br />
S-diode mixer from 1 to 18 GHz<br />
or of an H or L diode mixer from<br />
RFMW announced availability<br />
of the Knowles DLI Wilkinson<br />
Power Divider portfolio ranging<br />
from 2 to 42 GHz. The portfolio<br />
includes the PDW07691, 2-way,<br />
3 dB Wilkinson power divider<br />
with unmatched size and performance<br />
in a surface mount<br />
configuration. Spanning 18 to<br />
20 GHz, the divider incorporates<br />
low-loss, high-permittivity<br />
ceramics, providing miniaturized<br />
dimensions and temperature-stable<br />
RF performance.<br />
Integrated thin film resistors<br />
improve phase and amplitude<br />
balance. The PDW07691 power<br />
divider is a superior option over<br />
RFMW announced design<br />
and sales support for APA<br />
Wireless Coaxial Resonator<br />
oscillators (CRO). The<br />
R1950SMUA5CR delivers -125<br />
dBc/Hz typical phase noise at 10<br />
kHz offset at its operating range<br />
of 1950 MHz. V CC is 5 V while<br />
the tuning voltage range is 0.5 to<br />
4.5 V. Typical output power is 7<br />
dBm. Packaged in a standard 0.5<br />
x 0.5 inch castellated SMT, the<br />
56 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
RF & Wireless<br />
API Wireless R1950SMUA5CR<br />
is a form/fit/function replacement<br />
for the EOL Qorvo UMX-<br />
1039-D16-G.<br />
Hi-Rel GaAs MESFET<br />
RFMW announced availability<br />
of discrete devices from Microwave<br />
Technology (MwT). The<br />
MwT-9F70 GaAs MESFET<br />
delivers 26.5 dBm P1dB at 12<br />
GHz and is ideally suited to<br />
applications requiring high-gain<br />
and medium linear power in the<br />
500 MHz to 26 GHz frequency<br />
range. Small signal gain is 11<br />
dB. Offered in a -70 ceramic<br />
package, the MwT-9F70 can be<br />
used in military and hi-rel SWaP<br />
designs and is also available in<br />
DIE and other packaged configurations,<br />
all with MTBF values<br />
better than 1x108 hours at 150<br />
°C channel temperature.<br />
High-Frequency, High-Power<br />
Amplifier<br />
RFMW announced design and<br />
sales support for a high-frequency,<br />
high-power amplifier<br />
from Qorvo. Qorvo’s Spatium<br />
QPB2731N is a solid state, spatial-combining<br />
amplifier with an<br />
operating range of 27 to 31 GHz.<br />
With >49 dBm of instantaneous<br />
linear power, this amplifier<br />
is the ideal building block for<br />
Satcom BUC’s and other millimeter-wave<br />
subsystems with<br />
wide-ranging applications. Using<br />
patented and field-proven Spatium<br />
combining technology, the<br />
QPB2731N provides unprecedented<br />
performance in a rugged,<br />
compact size and weight which<br />
reduces total cost of ownership<br />
compared to alternative technologies.<br />
The QPB2731N is equipped<br />
with an integrated bias card,<br />
which allows for convenience<br />
of operation, reducing electrical<br />
losses in the bias networks,<br />
and weight reduction over using<br />
a separate bias card. It provides<br />
individualized bias settings for<br />
each amplifier blade in the Spatium<br />
SSPA.<br />
Wideband Omni for<br />
Multiband Antenna<br />
Applications<br />
RFMW announced design and<br />
sales support for a Southwest<br />
Antennas’ halfwave dipole<br />
antenna. The 1001-342 delivers<br />
wideband performance for commercial,<br />
military and federal law<br />
enforcement bands from 1.35 to<br />
2.5 GHz with 2.4 dB omni-directional<br />
gain. Handling up to 100<br />
W of RF energy, applications<br />
served include tactical radio<br />
systems, handheld or bodyworn<br />
radios, C4ISR/EW/SIGINT,<br />
DOD, unmanned systems, highband<br />
cellular and 2.4 GHz ISM<br />
band coverage. The 1001-342<br />
antenna features a black chrome<br />
Type-N(m) RF connector and a<br />
rugged flat black, G10 fiberglass<br />
radome which gives the antenna<br />
a low visibility finish for tactical<br />
applications.<br />
■ RFMW<br />
www.rfmw.com<br />
partnering with<br />
High-performance RF & MW components<br />
TSX Series<br />
www.smithsinterconnect.com<br />
Surface Mountable Chip Attenuators<br />
■ Excellent broadband RF performance<br />
to 50 GHz with increased power<br />
handling in a small surface-mount<br />
format<br />
■<br />
Robust and proven all thin film process<br />
technology on an alumina substrate<br />
SpaceNXT QT Series<br />
Flexible Coaxial Cable Assemblies<br />
■ Mode Free performance up to 50<br />
GHz for high-frequency applications<br />
■<br />
Improved phase stability over a wide<br />
range of temperatures whilst meeting<br />
NASA/ESA outgassing specifications<br />
www.rfmw.com/emc
RF & Wireless<br />
Bluetooth Indoor Positioning Antenna Board<br />
u-blox, a leading global provider<br />
of positioning and wireless<br />
communication technologies<br />
and services, has announced the<br />
u-blox ANT-B10 antenna board<br />
for Bluetooth direction finding<br />
and indoor positioning applications.<br />
Designed for integration<br />
into commercial end-products,<br />
the board enables low power,<br />
high precision indoor positioning<br />
and speeds up evaluation,<br />
testing, and commercialization<br />
of Bluetooth direction finding<br />
and indoor positioning solutions.<br />
Bluetooth indoor positioning<br />
uses the angle of arrival (AoA)<br />
of a Bluetooth direction finding<br />
signal emitted by a mobile tag<br />
at several fixed anchor points<br />
to calculate the tag’s location in<br />
real-time with sub-meter accuracy.<br />
The technology, which<br />
benefits from Bluetooth’s vast<br />
ecosystem and interoperability<br />
across platforms, is gaining<br />
traction due to its low cost, high<br />
accuracy, and relative ease of<br />
installation and maintenance.<br />
ANT-B10 is a self-contained<br />
Bluetooth low energy antenna<br />
board for direction finding and<br />
indoor positioning. The board,<br />
which features an antenna array<br />
comprising eight individual<br />
patch antennas, is built around<br />
a u-blox NINA-B411 Bluetooth<br />
5.1 module. After processing<br />
incoming RF signals emitted<br />
by mobile tracker tags in the<br />
module’s radio and angle calculation<br />
processor, the solution<br />
outputs the calculated angle of<br />
arrival without requiring any<br />
additional processes.<br />
The release also includes<br />
the XPLR-AOA-3 explorer kit.<br />
It features an application board,<br />
which offers developers a quick<br />
and easy way to evaluate and test<br />
the ANT-B10 antenna board, as<br />
well as u-blox’s direction finding<br />
algorithm. An off-the-shelf pin<br />
header on the application board<br />
allows for easy bring-up and<br />
testing of ANT-B10 and thirdparty<br />
antenna boards. And connecting<br />
the two boards yields a<br />
ready-to-use AoA indoor positioning<br />
anchor point in seconds.<br />
ANT-B10 and XPLR-AOA-3<br />
complements the existing<br />
u-blox indoor positioning offering,<br />
which includes the popular<br />
XPLR-AOA-1 and XPLR-<br />
AOA-2 kits. Using u-connectLocate,<br />
which runs on ANT-B10’s<br />
Bluetooth module, solution<br />
developers can easily execute<br />
the angle calculation algorithms<br />
using AT commands. When combined,<br />
the solution suite is ready<br />
to go for end-product integration.<br />
Common use cases for Bluetooth<br />
indoor positioning and<br />
direction include tracking assets<br />
in industrial settings such as in<br />
warehouses as well as people and<br />
things in hospitals, retail environments,<br />
or museums. Additionally,<br />
access control systems<br />
deployed in connected buildings<br />
can use angle detection to determine<br />
which side of a door users<br />
are located on.<br />
Actively engaged with the<br />
technological ecosystem<br />
To determine the angle of arrival<br />
of incoming signals for direction<br />
finding, the ANT-B10 board concurrently<br />
processes them on all<br />
eight patch antennas. Because<br />
implementing multiple RF paths<br />
connected to multiple RF switches<br />
unnecessarily increases<br />
power demand and introduces<br />
errors, the ANT-B10 board uses<br />
an industry-leading single RF<br />
switch component from u-blox<br />
partner CoreHW that cycles<br />
through the eight antennas at a<br />
microsecond timescale.<br />
■ u-blox<br />
www.u-blox.com<br />
Broadband Capacitors<br />
In addition to the smaller case size<br />
01005BB and the 0201BB Broadband<br />
Capacitors, Passive Plus, Inc. (PPI) has<br />
developed larger Broadband Capacitors in<br />
three larger case sizes: 0402BB, 0603BB,<br />
and 0805BB. Values available are 10 and<br />
100 nF, depending on case size. These<br />
capacitors are intended primarily for<br />
coupling RF signals or, occasionally, for<br />
bypassing them to ground, while blocking<br />
DC. The applications for which they are<br />
intended require small, surface-mountable<br />
devices that provide low RF impedances,<br />
i.e., low insertion losses and reflections,<br />
across extremely large RF bandwidths<br />
and temperatures typically ranging from<br />
-55 to +125 °C.<br />
Applications for the Broadband series are<br />
primarily found in the „signal integrity“<br />
market:<br />
• optoelectronics/highspeed data<br />
• ROSA/TOSA (transmit/receive optical<br />
subassemblies)<br />
• SONET (Synchronous Optical Networks)<br />
• broadband test equipment<br />
• broadband microwave and millimeter<br />
wave amplifiers and oscillators<br />
Customers requiring surface-mountable,<br />
10 or 100 nF capacitors that provide resonance-free,<br />
low insertion loss, low reflection<br />
operation over extremely large RF<br />
bandwidths will be well served by PPI‘s<br />
Broadband series.<br />
■ Passive Plus, Inc.<br />
www.passiveplus.com<br />
58 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
RF & Wireless<br />
Support for IEEE 802.11ax 6-GHz-Band OTA Measurements<br />
The Microwave Vision Group<br />
(MVG) and Anritsu Corporation<br />
are pleased to announce a<br />
new solution supporting IEEE<br />
802.11ax 6 GHz band (WiFi 6E)<br />
OTA measurements by combining<br />
an MVG multi-probe system<br />
and Anritsu’s MT8862A<br />
Wireless Connectivity Test Set.<br />
The 6 GHz band in the 802.11ax<br />
standard is the first new frequency<br />
band for about 20 years.<br />
As an unlicensed band, it supports<br />
a bandwidth of 1.2 up<br />
to 7.125 GHz with 160 MHz<br />
channels for high data throughput.<br />
First use of the unlicensed<br />
6 GHz band started in the USA<br />
as a result of collaboration between<br />
the Federal Communications<br />
Commission (FCC) and<br />
leading technology companies<br />
and there is a worldwide movement<br />
to adopt and use this band,<br />
with many countries already in<br />
operation.<br />
Assuring product RF performance<br />
quality is a new challenge<br />
in using the 6 GHz band<br />
efficiently. OTA measurements<br />
and RF performance checks help<br />
solve this challenge to support<br />
products with stable performance<br />
and faster speeds for better customer<br />
satisfaction. the MT8862A<br />
and thus support OTA measurements<br />
of the 6 GHz I02.11ax<br />
band (Wi-Fi 6E).<br />
MVG multi-probe OTA test systems<br />
equipped with an Anritsu<br />
MT8862A support an effective,<br />
simple, and stable test environment<br />
for RF evaluation of the<br />
new WiFi 6 spectrum extension,<br />
WiFi 6E. MVG multi-probe<br />
systems are suited to measure<br />
antennas and perform OTA<br />
testing of wireless devices of<br />
all sizes. Delivering ultra-fast<br />
results, MVG multi-probe systems<br />
enable 3D visualization<br />
of antenna radiation patterns of<br />
devices under test through a fast<br />
electronic scan of its probe array.<br />
Using only a single axis azimuth<br />
positioner, it minimizes scattering<br />
caused by the positioning<br />
system, resulting in more accurate<br />
measurements. The product<br />
line ranges from compact portable<br />
test systems to particular<br />
measurement solutions that<br />
accommodate very heavy DUTs.<br />
MVG multi-probe systems,<br />
including a majority of those previously<br />
installed, can be associated<br />
with the MT8862A and thus<br />
support OTA measurements of<br />
the 6 GHz IEEE 802.11ax band<br />
(WiFi 6E).<br />
Anritsu’s MT8862A Wireless<br />
Connectivity Test Set is the<br />
only all-in-one test solution for<br />
WLAN RF measurements supporting<br />
IEEE 802.11a/b/g/n/ac/<br />
ax, and the 2.4, 5 and 6 GHz<br />
frequency bands with 160 MHz<br />
channel bandwidths. With its stable<br />
wide-dynamic-range communications,<br />
it is the ideal OTA<br />
measurement solution.<br />
■ Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
Ultrawideband RF Amplifier<br />
Rohde & Schwarz announced the widest<br />
band, most flexible broadband RF amplifier<br />
available on the market. The new R&S<br />
BBA300 family provides a single amplifier<br />
solution that eliminates the need to<br />
switch instruments or bands during a test.<br />
This facilitates testing on automotive and<br />
ultrawide band wireless communication<br />
radios for example.<br />
The unique features of the new R&S<br />
BBA300 family include its continuous<br />
ultrawide frequency range from 380 MHz to<br />
6 GHz in a single amplifier. This is believed<br />
to be an industry first. It comprehensively<br />
addresses the requirements of EMC test<br />
centres, RF component designers and product<br />
design & validation. The new broadband<br />
amplifiers are a major advance on<br />
existing Rohde & Schwarz amplifiers for<br />
development and product validation tests<br />
in quality assurance, and in the development<br />
and production of RF components.<br />
The new broadband amplifiers offer outstanding<br />
RF performance over this wide<br />
bandwidth ensuring dependable test results<br />
over the entire frequency range. Initially,<br />
two models are available. The BBA300-DE<br />
operates from 1 to 6 GHz and the BBA300-<br />
CDE offers 380 MHz to 6 GHz capability.<br />
The all-new design extends through its<br />
mechanical aspects, software, and RF<br />
design, delivering flexible and robust RF<br />
performance. The R&S BBA300 family’s<br />
design and manufacture ensure excellent<br />
linearity and outstanding noise power<br />
density (as low as -110 dBm/Hz). It also<br />
ensures excellent harmonic performance<br />
(down to -25 dBc). Intelligent protection<br />
features ensure high availability, even in<br />
the event of component failure. Rohde &<br />
Schwarz’s high-quality design and manufacturing<br />
provide resilience against all forms<br />
of mismatch. With self-protection built-in,<br />
the instruments are robust against RF mismatch<br />
up to SWR of 6.<br />
The R&S BBA300 models benefit from<br />
numerous smart settings and activation<br />
functions, which readily adapt instruments’<br />
settings and behaviour according to the<br />
application. The amplifier design offers the<br />
ability to realise a broad array of customer<br />
system setups, offering high flexibility and<br />
scalability, with upgradable frequency and<br />
power. This makes it easy for customers to<br />
expand their systems, building upon their<br />
initial investment.<br />
■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG<br />
www.rohde-schwarz.com<br />
hf-praxis 6/<strong>2022</strong> 59
1 MHZ TO 50 GHZ<br />
Mesh Network<br />
Test Systems<br />
Simulate Real-World Mesh<br />
Communication in Your Lab<br />
• Port counts from 3 to N<br />
• Independently controlled attenuation on every path<br />
• Attenuation range up to 120 dB
Ideal for testing receiver sensitivity, changes<br />
in range between devices, effects of<br />
interference on performance and more!<br />
Common applications:<br />
• R&D testing of wireless “smart” devices<br />
• Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi, IoT<br />
• Qualification / acceptance testing of military radios<br />
• UHF / VHF band man-pack / vehicular systems<br />
• PMR / TETRA
RF & Wireless/Impressum<br />
Anritsu and Comprion Announce eSIM Test Profile<br />
Download Service for 5G and 4G Protocol Testing<br />
Anritsu Corporation and Comprion<br />
are pleased to announce the<br />
availability of downloadable 5G<br />
and 4G eSIM test profiles for use<br />
with Anritsu’s MT8000A Radio<br />
Communications Test Station<br />
and Rapid Test Designer (RTD)<br />
application software.<br />
An increasing number of mobile<br />
device manufacturers are integrating<br />
embedded SIMs (eSIMs)<br />
into their products, whether<br />
phones, tablets, wearables or IoT<br />
devices, both for flexibility and<br />
to save valuable physical device<br />
real-estate. However, because<br />
eSIMs are non-removable, it<br />
is now more difficult to set-up<br />
communication testing between<br />
the mobile device and a network<br />
simulator in the lab.<br />
Previously, test labs and handset<br />
manufacturers used a physical<br />
Anritsu Test SIM to configure<br />
the mobile device so it could<br />
be tested with the Anritsu network<br />
simulator. However, since<br />
there is no longer a card slot for<br />
eSIM-only devices, the device‘s<br />
configuration must instead be<br />
digitally loaded onto the mobile<br />
device-under-test via an Anritsuspecific<br />
eSIM test profile.<br />
This is now also possible for<br />
prototype and commercial eSIM<br />
devices via the Comprion eSIM<br />
Test Profile Service. Comprion<br />
and Anritsu have jointly developed<br />
the necessary test profiles<br />
to test the mobile devices using<br />
the Anritsu MT8000A network<br />
simulator for the RTD 5G and<br />
4G protocol test software environment<br />
in the R&D lab.<br />
The Comprion eSIM Test Profile<br />
Service is fully GSMA SAS<br />
compliant and available online<br />
via a subscription service. It<br />
includes a repository of eSIM<br />
test profiles as well as a GSMAstandardized<br />
Remote SIM Provisioning<br />
service to deliver the<br />
test profiles to eSIM devices.<br />
“The combination of a repository<br />
of eSIM test profiles and a<br />
GSMA-standardized and SAScompliant<br />
Remote SIM Provisioning<br />
service to deliver Anritsu<br />
specific test profiles to eSIM<br />
devices is unique in the industry<br />
and makes testing easier,<br />
faster, and more cost-effective,<br />
significantly reducing time-tomarket“,<br />
says Dr. Marcus Dormanns,<br />
Lead Innovation Manager<br />
at Comprion.<br />
Anritsu’s Marketing Director<br />
Kevin Ingrams adds: “Anritsu<br />
is delighted that once again it<br />
is extending its successful longterm<br />
collaboration with Comprion<br />
to deliver market leading<br />
eSIM test solutions to its customers<br />
in order to keep them at the<br />
forefront of latest technology”.<br />
■ Anritsu Corporation<br />
www.anritsu.com<br />
Mini-Circuits Awarded Best RF Supplier Distinction by SPDEI<br />
SPDEI, an association of electronic component distributors<br />
in France has recognized Mini-Circuits as<br />
Best RF Supplier in its <strong>2022</strong> award selection. SPDEI<br />
consists of 22 member firms including Milexia France<br />
SAS, which serves the French market as Mini-Circuits‘<br />
authorized sales representative and distributor.<br />
Suppliers are nominated for awards in various<br />
categories by SPDEI member firms and selected by<br />
jury based on several criteria including strength of<br />
partnership, product offering, profitability and support<br />
for customers and sales affiliates. Milexia president,<br />
Pascal Gandolfini nominated Mini-Circuits as<br />
a candidate among several suppliers in the RF category<br />
based on 30 years of mutual success serving<br />
customers in the RF/microwave space. Gandolfini<br />
commented, „Milexia was very pleased to sponsor<br />
Mini-Circuits‘ candidacy for the award for best<br />
supplier of RF products. They‘ve always provided<br />
products and support that our customers value, and<br />
I think many distributors wish they had more suppliers<br />
that extend the kind of partnership that Mini-<br />
Circuits does.“ Paul Wilson, Mini-Circuits‘ global<br />
vice president of sales commented, „We‘re honored<br />
by this recognition from SPDEI and our friends at<br />
Milexia. Our sales reps and distributors are an integral<br />
part of Mini-Circuits‘ vision tobe thepartner of<br />
choice for our customers, and this award is great<br />
proof of the strength of our relationship with Milexia<br />
and our other partners around the world.“ Support,<br />
and supply chain stability that have earned the<br />
industry‘s trust since 1968.<br />
■ Mini-Circuits<br />
sales@minicircuits.com<br />
www.minicircuits.com<br />
hf-Praxis<br />
ISSN 1614-743X<br />
Fachzeitschrift<br />
für HF- und<br />
Mikrowellentechnik<br />
• Herausgeber und Verlag:<br />
beam-Verlag<br />
Krummbogen 14<br />
35039 Marburg<br />
Tel.: 06421/9614-0<br />
Fax: 06421/9614-23<br />
info@beam-verlag.de<br />
www.beam-verlag.de<br />
• Redaktion:<br />
Ing. Frank Sichla (FS)<br />
redaktion@beam-verlag.de<br />
• Anzeigen:<br />
Myrjam Weide<br />
Tel.: +49-6421/9614-16<br />
m.weide@beam-verlag.de<br />
• Erscheinungsweise:<br />
monatlich<br />
• Satz und<br />
Reproduktionen:<br />
beam-Verlag<br />
• Druck & Auslieferung:<br />
Bonifatius GmbH,<br />
Paderborn<br />
www.bonifatius.de<br />
Der beam-Verlag übernimmt,<br />
trotz sorgsamer Prüfung<br />
der Texte durch die<br />
Redaktion, keine Haftung<br />
für deren inhaltliche<br />
Richtigkeit. Alle Angaben im<br />
Einkaufsführer beruhen auf<br />
Kundenangaben!<br />
Handels- und Gebrauchsnamen,<br />
sowie<br />
Warenbezeichnungen<br />
und dergleichen werden<br />
in der Zeitschrift ohne<br />
Kennzeichnungen<br />
verwendet.<br />
Dies berechtigt nicht<br />
zu der Annahme, dass<br />
diese Namen im Sinne<br />
der Warenzeichen- und<br />
Markenschutzgesetzgebung<br />
als frei zu betrachten sind<br />
und von jedermann ohne<br />
Kennzeichnung verwendet<br />
werden dürfen.<br />
62 hf-praxis 6/<strong>2022</strong>
GLOBES Elektronik GmbH & Co KG<br />
HEILBRONN<br />
HAMBURG<br />
MÜNCHEN<br />
Berliner Platz 12 • 74072 Heilbronn<br />
Tel. (07131) 7810-0 • Fax (07131) 7810-20<br />
Gutenbergring 41 • 22848 Norderstedt<br />
Tel. (040) 514817-0 • Fax (040) 514817-20<br />
Streiflacher Str. 7 • 82110 Germering<br />
Tel. (089) 894 606-0 • Fax (089) 894 606-20<br />
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www.milexia.com • www.globes.de
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