29.08.2022 Aufrufe

9-2022

Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

MEHR ANZEIGEN
WENIGER ANZEIGEN

Erfolgreiche ePaper selbst erstellen

Machen Sie aus Ihren PDF Publikationen ein blätterbares Flipbook mit unserer einzigartigen Google optimierten e-Paper Software.

September 9/2022 Jahrgang 27

HF- und

Mikrowellentechnik

Analyse der Signalintegrität

mit VNA oder Oszilloskop

Siglent, Seite 6


N E W !

SSG-30G-RC

30 GHz Sig Gen

A Quality, Affordable High-Frequency

Source for Your Test Bench

Features

• 10 MHz to 30 GHz, -47 to +23 dBm

• Sweep and hop over frequency and power

• Fine resolution: 0.1 to 0.2 Hz, 0.1 to 0.5 dB

• Pulse modulation with 0.5 µs pulse width

Common Applications

• 5G FR2 bands n257, n258 and n261

• K and Ku band radar

• Wideband LO source

• Microwave and mmWave radio testing

Also Available:

Model Number Description Freq. Range (MHz)

SSG-15G-RC* Signal Generator 10-15000

FX-30G-RC* Frequency Extender for SSG-15G-RC 10-30000

SSG-6001RC Signal Generator 1-6000

SSG-6000RC Signal Generator 25-6000

*SSG-30G-RC comes as a kit including SSG-15G-RC signal generator,

FX-30G-RC frequency extender and all required accessories.

DISTRIBUTORS


Editorial

Hochfrequenz-Messtechnik

wird immer wichtiger

5G, Elektromobilität,

ADAS-Systeme,

autonomes Fahren,

SmartX oder IoT stellen

neue Anforderungen

an das Test-Equipment

und erhöhen deutlich

den Aufwand, der für

die unterschiedlichsten

Messungen betrieben

Thorsten Chmielus

Geschäftsführer Aaronia AG

werden muss. Um

beispielsweise das

Leistungspotenzial der

Netzwerkinfrastrukturen

der 5G-Mobilfunktechnologie ausschöpfen zu können

oder den kontinuierlich steigenden Anforderungen

bezüglich der EMV-Konformität jedweder elektronischen

Produkte zu genügen, benötigt man leistungsfähige

Spektrumanalysatoren.

Smart-Home-Produkte, Haushaltsroboter, chirurgische

Geräte und beispielsweise Smartphones erzeugen oder

empfangen hochfrequente Daten. Damit alle Geräte

störungsfrei arbeiten können, müssen diese in der EU

den einschlägigen Normen (EMV-Richtlinie 2014/30/EU)

hinsichtlich Anforderungen und Grenzwerten bezogen auf

die Störfestigkeit und Störaussendung entsprechen.

Mit Vorprüfungen und modernem Mess-Equipment

lässt sich sicherstellen, dass EMV-Maßnahmen früh

und so günstig wie möglich in die Produktentwicklung

einfließen. Bei der Echtzeit-Spektrumanalyse wird hierzu

der gesamte zu untersuchende Frequenzbereich auf eine

tiefere Zwischenfrequenz heruntergemischt. Durch die

anschließende Digitalisierung und nachfolgende digitale

Signalverarbeitung kann dieser dann detailliert untersucht

werden. Mithilfe der digitalen Signalerfassung und

-speicherung lassen sich sporadisch auftretende oder sehr

kurze Signale sicher erfassen.

Daher können Entwickler, Hersteller und Vertreiber

entsprechender Messgeräte optimistisch in die Zukunft

blicken. Promt meldet der AMA (Verband für Sensorik und

Messtechnik) für das erste Quartal ein Umsatzwachstum

von 7% gegenüber dem Vorquartal, für das zweite Quartal

werden 6% erwartet. Laut einer IbisWorld-Marktanalyse

ist die Branche von kleinen und mittelständischen

Unternehmen geprägt, die sich spezialisiert haben.

Die große Bedeutung der KMUs zeigt sich auch an der

Branchenstruktur. So beschäftigen über 2/3 aller Betriebe

weniger als 100 Mitarbeiter und erwirtschaften rund 17 %

des Umsatzes. Dagegen kommen auf 100 Betriebe nur fünf

mit 500 oder mehr Mitarbeitern; diese generieren jedoch

für 41 % des Gesamtumsatzes der Branche.

Thorsten Chmielus

Technische Beratung und Distribution

Leistungsbauteile

für die

EMV Industrie

Directional Couplers

Frequenz 0.01 – 6500 MHz

Leistung bis 100000 Watt CW

Combiners

Frequenz 0.01 – 6500 MHz

Leistung bis 20000 Watt CW

90° Hybrids

Frequenz 2 – 8000 MHz

Leistung bis 2500 Watt CW

Digital Power Meter

Frequenz 1.5 – 2500 MHz

Leistung bis 50000 Watt CW

180° Hybrids

Frequenz 0.1 – 6000 MHz

Leistung bis 2500 Watt CW

Absorptiv Filters

Passband 1 – 1000 MHz

Passband Leistung bis 5000 Watt CW

Störstrahlungssichere

HF-Verbindungen

über Glasfaser

bis 40 GHz

Breitband-HPAs bis zu 100 W

Hochleistungs-Splitter-Combiner bis zu 100 W

bis zu 80 Testkanäle

municom Vertriebs GmbH

Traunstein · München

Wir suchen

Verstärkung!

municom.de/jobs

EN ISO 9001:2015

Mail: info@municom.de · Tel. +49 86116677-99

hf-praxis 9/2022 3


Inhalt 9/2022

September 9/2022 Jahrgang 27

Die ganze Bandbreite

der HF-und MW-Technik

High Power & Ultra Wideband Components for EMC Tesng

Dual Direconal Coupler

Frequency Range 300MHz 698MHz 1-3GHz 3-9GHz 9-10GHz

Coupling Value 47.6dB typ 41.4dB typ 40dB 40dB 40dB

Coupling Value Accuracy ± 2.0dB ± 1.5dB ± 1.2dB ± 1.2dB ± 1.4dB

Inseron Loss max. 0.05dB 0.05dB 0.1dB 0.2dB 0.2dB

Isolaon, min. 70dB 65dB 56dB 53dB 50dB

Cross Coupled Isolaon, min 80dB 80dB 75dB 70dB 60dB

Primary Return Loss 30dB 30dB 25dB 17dB 17dB

Secondary Return Loss 28dB 28dB 16dB 13dB 6dB

• Power Handling: 500W max.

• Peak Power: 6kW max.

• Direcvity: 15dB typ. (10dB at 10GHz)

• VSWR: 1.25:1 typ.

• Connector Type: N female main line,

SMA female coupled ports

HF- und

Analyse der Signalintegrität

mit VNA oder Oszilloskop

Siglent, Seite 6

Mikrowellentechnik

Zum Titelbild:

Analyse der

Signalintegrität mit VNA

oder Oszilloskop

Angesichts immer höherer

Datenraten geht es für

Entwickler immer mehr

darum, die Integrität der

Daten sicherzustellen. Dazu

muss qualifiziert gemessen

werden. 6

Fachartikel in dieser Ausgabe

High Frequency Flexible Coaxial Cable Assemlies

→ high performance assemblies with excellent Inseron

Loss, VSWR and Phase Stability

• Frequency Range: DC to 18GHz

• Nominal Impedance: 50Ω

• Shilding Effecveness: >90dB

• Peak Power Handling: 10kW

• Connectors: SMA, 7/16, TNC, SC, N

Typical Aenuaon & Typical Average Power

@ 25°C and Sea Level

Frequency Aenuaon CW Power

0.3 GHz 0.084 dB/m 3300 W

1 GHz 0.145 dB/m 1900 W

2 GHz 0.206 dB/m 1350 W

4 GHz 0.295 dB/m 900 W

6 GHz 0.365 dB/m 750 W

8 GHz 0.425 dB/m 650 W

10 GHz 0.479 dB/m 600 W

12 GHz 0.528 dB/m 580 W

14 GHz 0.574 dB/m 550 W

16 GHz 0.617 dB/m 525 W

18 GHz 0.657 dB/m 450 W

Rubriken:

on request

3 Editorial

4 Inhalt

6 Titelstory

10 Schwerpunkt

EMV

41 Funkmodule

44 Messtechnik

47 5G/6G und IoT

48 Bauelemente

Temperature(°C)

50 Antennen

52 Kabel und Stecker

56 RF & Wireless

TACTRON ELEKTRONIK GmbH & Co. KG

62 Verstärker/Impressum

Lochhamer Schlag 5 ▪ D-82166 Gräfelfi ng

Tel.: +49 (0)89 89 55 69 0 ▪ Fax: +49 (0)89 89 55 69 29

4 4

hf-praxis 9/2022

Phase Stability vs Temperature (PPM)

EMC - fl ex 7.8 series

Customized

assemblies

www.tactron.de • info@tactron.de

Gefahren und Risiken durch richtiges Design vermeiden

Zuverlässigkeit, Risiko und Sicherheit gehen auch Hand in Hand,

wenn wir die Auswirkungen elektromagnetischer Störungen auf

elektronische Systeme diskutieren. 30

Universelle und breitbandige EMV-Messungen

Internationale EMV-Standards fordern die Messung von

Störaussendung und Störfestigkeit in immer höheren

Anforderungen. Bei der Verwendung schmalbandiger Antennen

erhöht sich zwangsläufig der Zeitaufwand erheblich. 36


International News

JYEBAO

High-Performance Balun

Warum das 400-MHz-Spektrum ideal für

kritische Kommunikation ist

Mit hohen Reichweiten, hervorragender Signaldurchdringung

und vielen bereits vorhandenen

Basisstationsnetzwerken bildet das 400-MHz-

Spektrum die ideale Grundlage für Anwendungen,

bei denen eine ausgesprochen stabile

Kommunikation erforderlich ist. 42

Überblick und Eigenschaften

Breitbandverstärker sind notwendig, um

Feldstärken zu erzeugen, die für die meisten

EMV-Störfestigkeitsprüfungen erforderlich

sind. Dieser Artikel gibt einen kurzen

Überblick über die Rolle von Verstärkern bei

EMV-Prüfungen einschließlich ihrer Parameter

und Eigenschaften. 22

The MRFXF0072 balun is a highperformance

balun that gives your

CATV amplifier or EQ circuit optimized

performance. 60

2207-MHz VCO

CVCO55CC-2207-2207 VCO from

Crystek operates at 2207 MHz with a

control voltage range of 0.5 to 4.5 V. 57

High-Quality Triaxial Connectors,

Adaptors and Cable Assemblies

Neue,

hochflexible

Testkabel

von JYEBAO

• Very Flexible

(PUR jacket)

• Stainless Precision

Connectors used

• Excellent RF

performance

• Extra sturdy connector/

cable connection

(Solder clamp designs)

• Taper Sleeve added

• Intended for lab use/

intensive handling

Der Einfluss der Antennenanpassung

Eine Prüfquelle für den Störfestigkeitstest

setzt sich aus EMC Amplifier,

Antennenzuleitung und Antenne zusammen.

Diese Zusammenschaltung darf man nicht

unterschätzen. 26

Intelliconnect (Europe), Ltd. has developed

a range of competitively priced, highquality

triaxial connectors, adaptors and

cable assemblies. 58

hf-praxis 9/2022 5

5


Titelstory

Auge um Auge…

Analyse der Signalintegrität mit VNA oder

Oszilloskop

Angesichts immer höherer Datenraten geht es für Entwickler immer mehr darum, die Integrität der Daten

sicherzustellen. Dazu muss qualifiziert gemessen werden.

Saubere Übertragung

Gestörte Übertragung

Autor:

Thomas Rottach

Siglent Technologies Germany

GmbH

Sales & Marketing

www.siglenteu.com

Getrieben durch Digitalisierung

und zunehmende Vernetzung

aller Dinge steigt die Menge der

zu übertragenden Daten rasant.

Eine Studie von Gartner dient als

Beispiel zur Verdeutlichung dieser

Entwicklung. Die Studie prognostiziert,

dass jedes selbstständig

fahrende Auto ca. 4 Terabyte

Daten pro Tag verarbeiten wird.

Es handelt sich hier in großem

Umfang um sicherheitsrelevante

Informationen, das heißt Fehler

in der Datenverarbeitung können

verheerende Folgen haben.

Auch in den Datennetzen müssen

immer mehr Daten transportiert

und verarbeitet werden.

Schnellere Verarbeitung und

höhere Datenraten

Dies liefert den Antrieb zur Entwicklung

neuer Technologien,

welche eine schnellere Verarbeitung

und höhere Datenraten

ermöglichen, so dass die wachsenden

Datenmengen gehandhabt

werden können. Der Energieverbrauch

ist auch hier ein

großes Thema und treibt dadurch

die Verbreitung von Low-Voltage-Kommunikationsstandards

voran. Die steigenden Bitraten

führen auch dazu, dass sich Digitaltechniker

heute mit Problemen

der HF- und Mikrowellenentwicklung

auseinandersetzen

müssen. Stehende Wellen, Übersprechen,

Einfügedämpfung oder

Signallaufzeiten sind Parameter,

welche von Digitalentwicklern

beachtet und vermessen werden

müssen. Bei hohen Datenraten

beeinflusst jede Störstelle oder

Diskontinuität auf dem Signalpfad

das Signal stark.

Für die Entwickler geht es nun

darum, die Integrität der Daten

sicherzustellen. Betrachtet man

das auf der Logikebene, heißt

dies, dass die Entscheidung,

ob eine 1 oder eine 0 empfangen

wurde, eindeutig getroffen

werden kann und somit Fehlentscheidungen

vermieden werden.

Ein über die Digitaltechnik

hinaus definierter Begriff hierfür

ist Signalintegrität.

Qualität der

Signalübertragung

Der Begriff Signalintegrität (SI)

ist ein Synonym für die Qualität

der Signalübertragung und

gilt für Funksignale in gleichem

Maße wie für Digitalsignale.

Durch die immer komplexer und

schneller werdenden Übertragungstechniken

ist es unabdinglich

geworden sich ausführlich

damit zu beschäftigen.

Signalintegrität sollte aber nie

isoliert betrachtet werden, denn

es hat zwei untrennbar verbundene

Verwandte. Hier ist zum

einen die Powerintegrität (PI),

welche analog zu SI die Qualität

der Spannungsversorgung

beschreibt. Eine saubere und

optimierte Versorgung ist die

Basis für eine gute Signalintegrität.

Ist z.B. die DC-Versorgungsspannung

eines HF-

Verstärkers mit einer zu großen

Welligkeit belegt entstehen

ungewollte Mischprodukte, welche

die Nachbarkanäle beeinflussen

können. Eine unstabile

Versorgung kann ebenso die

Quelle für einen erhöhten Jitter

sein. Der dritte im Bund ist die

EMV. Ungewollte Abstrahlung

kann sich beispielsweise auf

DC-Spannungen oder auch auf

Digitalsignale einkoppeln und

die PI und SI verschlechtern.

Vice versa können Fehler im

Design der Signalpfade oder der

Spannungsversorgung für EMV-

Probleme sorgen.

Zur Bewertung der Qualität der

Übertragung bzw. der Übertragungsstecke

gibt es verschiedene

Möglichkeiten. Im Bereich der

Logikanalyse können Bitfehlerratenmessungen

verwendet

werden. Hierbei wertet man die

6 hf-praxis 9/2022


Titelstory

Bild 1: Darstellung der möglichen Bit-Kombinationen

Anzahl der falsch interpretierten

Bits aus. Vereinfacht dargestellt

wird ein bekannter Datenstrom

übertragen und auf der Empfängerseite

mit dem bekannten,

eingespeisten Signal verglichen.

In der Kommunikationstechnik

kann dies analog verwendet

werden. Die Daten werden dort

moduliert übertragen und auf der

Empfängerseite nach der Demodulation

mit den eingespeisten,

bekannten Basisbands (Digitaldaten)

verglichen.

Eine weitere Möglichkeit der

Analyse ist die Auswertung der

Modulation im Konstellationsdiagramm

und mit der Bestimmung

des Betrags des Fehlervektors

(EVM, Error-Vector-Magnitude).

Vektorsignalanalysatoren

können die extrahierten IQ-

Basisbanddaten in einem Augendiagramm

darstellen. Die Teilbilder

im Aufmacher zeigen ein

sauber übertragenes und ein

etwas gestörtes QPSK Signal.

Man sieht die Verschlechterung

im Konstellationsdiagram, im

Augendiagram und an der Verschlechterung

des EVM-Wertes.

Das Augendiagramm ist eine

spezielle Darstellung, bei der

die Digitalsignale (Einsen und

Nullen) überlagert werden. Es

werden in der Regel drei Bit

auf dem Bildschirm dargestellt,

wobei das erste und das dritte nur

„halb“, das heißt nur eine Flanke,

dargestellt werden. Das mittlere

Bit ist mit beiden Flanken dargestellt

und auch der Fokus der

Betrachtung. Aus den acht möglichen

Kombinationen (Bild 1)

der drei Bits entsteht ein Bild

mit einem rechteckigen Auge.

Abweichungen vom Ideal führen

zu einer Form, die einem

Auge ähnelt. Daher kommt auch

der Name.

Was leistet hier ein Scope?

Das am meisten zur Darstellung

und Vermessung verwendete

Messgerät ist das Oszilloskop.

Es wird ein Bitstrom

abgegriffen und auf die steigende

und fallende Flanke getriggert.

Zusammen mit einer

eingestellten Nachleuchtdauer

und einer Temperaturfarbscala

wird das charakteristische Bild

erzeugt.

Leistungsstärkere Geräte wie

das Siglent SDS6000A vermessen

das Signal, ermitteln

daraus automatisch die Taktrate

und nehmen alle Einstellungen

automatisiert vor.

Für die Bewertung kann man

vereinfacht sagen: Je weiter

das Auge geöffnet ist, desto

besser der Übertragungskanal

und damit auch die Signalintegrität.

Zur Bewertung nach

Standards kann eine Maske

definiert bzw. aus der Bibliothek

geladen werden.

Mit der Augendiagrammdarstellung

können zwei wichtige

Parameter gemessen werden.

Zum einen das Timing, d.h. wie

stark „jittert“ das Signal. Zum

anderen zeigt die vertikale Öffnung

wie stabil und genau die

Amplitude ist. Hierbei muss die

Entscheidungsschwelle zwischen

1 und 0 bestimmbar sein.

Ist das Projekt noch nicht

in dem Stadium, dass reale

Signale verfügbar sind oder

man möchte Stecker, Leiterbahnen

oder konfektionierte

Kabel vermessen, wird eine

Quelle die Zufallsbitsequenzen

in benötigter Bitrate und mit

ausreichend steilen Flanken

benötigt.

Je höher die Bitraten werden,

desto aufwendiger und schwieriger

werden Messungen des

Augendiagramms mit dem

Oszilloskop. Bei Echtzeiterfassung

muss laut Nyquist-

Shannon Theorem die Abtastrate

mindestens 2x so hoch

wie die höchste im Signal vorkommende

Frequenz sein. Bei

sehr schnellen Datensignalen,

welche im Grunde Rechtecksignale

sind, sollte mindesten

die 5. Harmonische abgetastet

werden können. Gehen wir beispielsweise

von einer Bitrate

von 10 GB/s aus. Die 5. Harmonische

des Takts liegt dann

bei 25 GHz. Damit müsste das

Oszilloskop mit mindestens

50 GS/s abtasten, besser noch

schneller. Bei diesen Anforderungen

wird das zu tätigende

Investment sehr schnell sehr

groß.

Eine Alternative können Sampling-Scopes

sein. Im Vergleich

zur Echtzeiterfassung

wird mit einer relativ langsamen

Frequenz abgetastet.

Die Abtastzeitpunkte werden

in jedem Sweep um einige

Picosekunden verschoben.

Somit ergibt sich nach einer

bestimmten Wartezeit ein entsprechendes

Bild. Die Voraussetzung

für die Funktion ist,

Bild 2 zeigt ein typisches Augendiagramm. Im Bild dargestellt auch die Messwerte für Jitter und Amplitude

hf-praxis 9/2022 7


Titelstory

Bild 3: Augendiagramm bei 480 Mb/s

Bild 4: Augendiagram bei 2 Gb/s

dass die Signale repetitiv sind.

Ist dies gegeben, können mit

dieser Art der Erfassung entsprechende

Signale bis 25 GHz

oder mehr vermessen werden.

Zeitbereichsanalyse mit dem

VNA

Eine weitere Alternative sind

Vektor-Netzwerkanalysatoren

(VNA), die die Möglichkeit

der Zeitbereichsanalyse bieten.

VNAs sind mit hohen Bandbreiten

am Markt verfügbar

und eignen sich sehr gut zur

Charakterisierung von aktiven

und passiven Komponenten, so

auch für Stecker, Kabel oder

Leitungen.

Seit einem Jahr bietet Siglent

mit seiner SNA5000A-Serie

entsprechende Geräte an. Mit

diesem VNA und der Zeitbereichsanalyse-Option

können

neben TDR-Messungen auch

Augendiagramme erzeugt

werden. Die Prozedur ist im

Vergleich zum Oszilloskop

eine komplett andere. Anstatt

in Echtzeit Signale aufzunehmen,

werden hier zuerst

die S-Parameter des Testobjekts

über die Bandbreite hinweg

bestimmt. Im Anschluss

wird dann berechnet, wie das

Augendiagramm für eine Bitsequenz

mit einer einstellbaren

Datenrate aussehen würde. Das

heißt, dass es sich hierbei mehr

um eine Simulation als um eine

echte Messung des Augendiagramms

handelt.

Nichtsdestotrotz ist die „Vorhersage“

sehr genau, da VNAs

die S-Parameter mit hoher Genauigkeit

bestimmen können.

Die Bilder 3 und 4 zeigen die

Veränderung bei Verwendung

eines USB-3.0-Kabels bei

unterschiedlichen Datenraten.

Man kann sehen, dass das

Auge bei hohen Datenraten

eine wesentlich verkleinerte

Öffnung hat. Was sind hier die

Einflussfaktoren für die Veränderung

bzw. welche Einflüsse

sind relevant?

Die Einflussfaktoren

Ein erster Einflussfaktor ist

die Bandbreite der Übertragungsstrecke.

Ein Rechtecksignal

ist aus den ungeraden

Harmonischen zusammengesetzt.

Je schneller der Takt

und je steiler die Flanken sein

sollen, desto mehr der ungeraden

Harmonischen müssen

übertragen werden. Wenn also

die Bandbreite des Testobjekts

nicht ausreichend ist, werden

höhere Harmonische gedämpft.

Daraus folgt ein Verschleifen

des Signals.

Ein weiterer Grund für die Verkleinerung

der Augenöffnung

liegt in der physikalischen

Eigenschaft, dass sich langsamere

Hochfrequenzsignale

schneller bewegen können als

schnelle. Dies führt dazu, dass

sich am Empfänger das Rechtecksignal

nicht gut reproduzieren

lässt und ebenfalls eine Verschlechterung

der Signalqualität

entsteht. Um diese Ursache

einzugrenzen, kann mit einem

VNA die Gruppenlaufzeit des

Übertragungskanals vermessen

werden.

Ein Übersprechen zwischen

benachbarten Datenleitungen

kann ebenfalls zu Störungen

führen. Auch hierfür können

mit einem VNA entsprechende

Messungen zur Verifikation des

Problems durchgeführt werden,

sogenannte FEXT- (Far End

Cross Talk) und NEXT- (Near

End Cross Talk) Messungen.

Ein weiterer Grund für eine

Schließung des Auges kann

Jitter sein. Wie anfangs bereits

erwähnt kann eine unstabile

Spannungsversorgung der

Grund für erhöhten Jitter sein.

Somit schließt sich der Kreis

zum Thema Power-Integrität.

Diskontinuitäten oder Fehlanpassungen

auf dem Signalpfad

sind eine weitere Quelle für

Schwierigkeiten bei der Signalübertragung.

Zum einen

wird nicht die gesamte Energie

übertragen und zum anderen

entstehen stehende Wellen,

was wiederum zu Schwingungen

auf dem Pulsdach

führen kann. Dies wiederum

zeigt sich in einer reduzierten

Augenöffnung.

Betrachtet man differentielle

Systeme, erzeugen Ungleichheiten

der beiden Pfade Störungen.

Gleichtakt- und Gegentaktstörungen

zeigen sich in

Übersprechen oder auch als

stehende Wellen.

Ungewollte Abstrahlung kann

ebenfalls hierdurch entstehen.

Auch hier wird wieder der

enge Zusammenhang der drei

Themen Signal- und Power-

Integrität und EMV deutlich.

Diese rücken mit steigenden

Datenraten bringen die Themen

noch mehr in den Fokus der

Entwickler. Ferner führen sie

dazu, dass sich Digitaltechnikentwickler

stärker mit Hochfrequenztechnik-Themen

auseinandersetzen

müssen. Damit

verbunden ist auch der Umgang

mit Geräten wie Spektrumund

Signalanalysatoren sowie

Vektor-Netzwerkanalysatoren.

Das Oszilloskop hat natürlich

nicht ausgedient, denn es bringt

sehr viel Funktionen und Flexibilität

mit sich und ist im

Bereich Power-Integrität das

zentrale Instrument. Oszilloskope

mit höherer vertikaler

Auflösung wie das 12-Bit-

Gerät von Siglent (SDS2000X

HD) liefern einen großen Beitrag

zur Optimierung des Designs.

Moderne VNAs mit Zeitbereichsanalysemöglichkeiten

sind in den letzten Jahren ein

unersetzliches Instrument im

Bereich der Highspeed-Digitalentwicklung

geworden. Der

Siglent VNA ist derzeit bis 8,5

GHz verfügbar und deckt aktuell

eher den unteren Bereich ab.

Und Geräte mit höherer Bandbreite

sind auf der Roadmap

und voraussichtlich ab Anfang

2023 in Europa verfügbar. ◄

8 hf-praxis 9/2022


Breitbandige EMV Antennen

für hochpräzise Messungen

Erhältlich unter:

aaronia-shop.com/emv-emi

HyperLOG® EMI

PowerLOG® EMI

BicoLOG® EMI

Leistungsstarke und breitbandige Antennen von der AARONIA AG

HyperLOG® EMI: Aufgrund der sehr hohen Genauigkeit und mit über 300W Maximalleistung sind diese

Antennen sowohl für Immunitätstests prädestiniert als auch als Referenzantenne für professionelle EMVund

Pre-Compliance-Tests geeignet.

PowerLOG® PRO EMI: Mit der PowerLOG® PRO EMI Antennenserie steht eine doppelt polarisierte Hornantennenfamilie

zur Verfügung, welche das horizontale und/oder vertikale Messen ohne Neu-Arrangierung

des Messaufbaus ermöglicht. Mit bis zu 500 Watt Empfangs- oder Sendeleistung ist diese Serie insbesondere

für EMV- beziehungsweise Störaussendungsmessungen prädestiniert.

BicoLOG® EMI: Die BicoLOG® EMI Serie sind handliche EMV-Messantennen für den Frequenzbereich von

20 MHz / 30 MHz bis 1 GHz. Ihre radial-isotropische Empfangscharakteristik erlaubt präzise omnidirektionale

Messungen im genannten Frequenzbereich, wodurch sich auch restriktive EMV-Normen wie EN55011

oder EN55022 abdecken lassen.

Gewerbegebiet Aaronia AG II

Dorfstraße 10a

54597 Strickscheid, Germany

Tel.: +49 6556 900310

Fax: +49 6556 900319

E-Mail: mail@aaronia.de

aaronia-shop.com/emv-emi

MADE IN GERMANY


Schwerpunkt in diesem Heft:

EMV

Nahfeldsonde misst bis 40 GHz

Langer EMV-Technik

www.langer-emv.de.de

Die weltweit erste passive Nahfeldsonde

mit einem Messbereich

von bis zu 40 GHz kommt

von der langer EMV-Technik

GmbH. Die Sonde HR-E 40-1

ist konzipiert für Messungen

von hochfrequenten, elektrischen

Nahfeldern im Frequenzbereich

bis 40 GHz an Leitungen,

ICs, metallischen Gehäusen

und HF-Strukturen. Die HR-E

40-1-Nahfeldsonde eignet sich

für entwicklungsbegleitende

Messungen an Hochfrequenz

strukturen wie zum Beispiel

Analysen der Oberwellen von

5G-Baugruppen. Damit können

Sie gezielt die elektrischen

Nahfelder erfassen und daraus

ein detailliertes Feldbild der zu

vermessenden Struktur ableiten.

Die Messspitze der Sonde

ist vom Sondenschaft durch

spezielle Dämpfungssysteme

entkoppelt. Zusätzlich enthält

die Sonde eine Mantelstromdämpfung.

Durch den neu entwickelten

Sondenkopf wird auch

bei handgeführten Messungen

einen definierter Abstand von

0,5 mm sichergestellt. Die HR E

40-1 ermöglicht eine räumliche

Auflösung von 0,2 mm und überträgt

die gemessenen Signale an

das Messgerät.

Das Übertragungsverhalten

der Nahfeldsonde ist in dem

Frequenzbereich von 8 bis 40

Gigahertz nahezu konstant und

ermöglicht dadurch reproduzierbare

Messergebnisse, um beispielsweise

Simulationsmodelle

zu verifizieren und zu verfeinern.

Für räumlich reproduzierbare

Messungen kann die Sonde in

einem automatischen Positioniersystem,

zum Beispiel in

einem langer Scanner verwendet

werden. Die Sonde wird

mittels Sondenhalterung SH 01

im Langer-Scanner eingesetzt.

Die HR-E 40-1 kann mittels

Langer-Stripline CPL 40-01 38

kalibriert werden.

Die passive Nahfeldsonde wird

in einem Set, bestehend aus der

Sonde HR-E 40-1, der Bedienungsanleitung

sowie dem USB-

Stick mit der Sondencharakteristik,

geliefert.

Technische Parameter

HR-E 40-1:

• untere Grenzfrequenz: messgeräteabhängig

(s. Frequenzgang)

• Auflösung: 0,2 mm

• innerer Abstand der Messelektrode

zur Messspitze: 0,5 mm

10 hf-praxis 9/2022


EMV

• Steckverbinder: 2,92 mm (K)

(SMA-kompatibel)

• Gewicht: 15 g

• Maße (L x B x H): 9 x 9 x

140 mm

Die Messspitze wird auf der HF-

Leitung aufgesetzt. Die elektrischen

Größen können mit

Korrekturfunktionen berechnet

werden. Der Frequenzgang der

Ausgangsspannung und weitere

Größen beziehen sich auf

die Spannung der HF-Leitung.

Die Realkurve der Ausgangsspannung

besitzt funktionsbedingt

eine Welligkeit von 1,2 dB.

Aus der Realkurve wurde eine

Nominalkurve abgeleitet, in der

die Welligkeit beseitigt wurde.

Neben der Aussgangsspannung

sind im Messaufbau weitere

elektrische Größen an der Messspitze

und der HF-Leitung wirksam.

Die Frequenzgänge dieser

elektrischen Größen sind hier

als Nominalkurven dargestellt.

Die Sonde hat zwei Arbeitsbereiche:

Im unteren Bereich ist

der Anstieg 20 dB/Dek, im oberen

Bereich ist die Ausgangsspannung

nahezu konstant. Die

Korrekturfunktionen sind Nominalkurven.

In der Grafik sind die

Unterschiede im Frequenzgang

zwischen den Geometrien einer

coplanaren Streifenleitung und

einer Mikrostreifenleitung dargestellt.


Unterschiede im Frequenzgang

Plattform für Echtzeit-Spektrumüberwachung

Die R&S ATS1800C von

Rohde & Schwarz ist eine

CATR-basierte 5G-NR Over-

The-Air-Testkammer zur Messung

von 5G-NR-mmWave-

Signalen im Bereich von 23,5

bis 44,3 GHz.

Diese 3GPP-konforme Kammer

verfügt über einen bidirektionalen

Parabolreflektor,

der die Strahlen von der Speiseantenne

oder dem Prüfling

absorbiert und je nach gewählter

Reflektorgröße eine Ruhezone

von 30 oder sogar 40 cm

aufweist.

Der Reflektor hat gerollte Kanten,

die so modelliert sind, dass

die Streuung minimiert wird,

während die Oberfläche präzise

poliert ist, um die Leistung bei

hohen Frequenzen zu verbessern.

Das Gerät verfügt über

einen Positionierer, der eine

reibungslose Bewegung für

schnelle und genaue Messungen

ermöglicht und schwere

Messobjekte unterstützt. Die

eingebaute Hardware-Trigger-Funktionalität

unterstützt

schnelle Messungen, was zu

kürzeren Prüfzeiten führt.

Der R&S ATS1800C kann mit

zwei seitlichen Kammererweiterungen

ausgestattet werden,

die eine einzigartige 3D-Ruhezone

bilden, mit der die Testlösung

RRM-Messungen mit

sehr geringem Platzbedarf

und mehreren Ankunftswinkeln

(AoA) unterstützen kann.

Er kann mit einem automatischen

Speisungsumschalter

für bis zu vier verschiedene

wählbare Speiseantennen auf

motorisierten Movern ausgestattet

werden. Für Messungen

in anderen Frequenzbereichen

als den wichtigsten 5G-FR2-

Frequenzbändern sind auch

einzelne feste Einspeisungen

verfügbar. Diese Prüfkammer

verfügt über eine Option für

eine Kamera, die den Prüfling

jederzeit überwachen kann und

leicht auf Infrarotsicht umgeschaltet

werden kann, um die

Heatmap des Geräts während

der Prüfung zu überprüfen.

Diese OTA-Prüfkammer hat

Räder, die den Transport

erleichtern, und passt durch

die meisten Türen in F&E-

Labors und Testhäusern. Sie

kann eine breite Palette von

5G-Prüflingen wie Module,

Smartphones und sogar Laptops

und kleine Zellen schnell

und genau testen. Die Kammer

bietet die ideale Umgebung für

das Testen von 5G-FR2-Antennen,

Modulen und Geräten von

der Forschung und Entwicklung

bis zur Konformität.

Weitere Parameter:

• Frequenz: 6 bis 90 GHz

• Arten der Messung: TRP,

EIRP, EIS, 3D-Strahlungsdiagramm

• Effektivität der Abschirmung:

90 dB

• DUT-Größe: max. Ø 520 mm

• DUT-Gewicht: 1 bis 20 kg

• Kommunikationsschnittstelle:

Ethernet, USB

• Gewicht: 500 kg

■ Rohde & Schwarz

GmbH & Co. KG

www.rohde-schwarz.de

hf-praxis 9/2022 11


EMV

Mit mehreren GHz Bandbreite

Vollständig normkonforme Messung in Echtzeit

MultiGHz-Echtzeitscanning erlaubt es, Emissionsmessungen über mehrere GHz Bandbreite in Echtzeit

durchzuführen.

allen Frequenzpunkten gleichzeitig

durchzuführen. Dieser

volldigitale Ansatz ermöglichte

es die Messungen erheblich zu

beschleunigen und gleichzeitig

mit dieser Messtechnik-Hardware

eine Vielzahl von unterschiedlichen

Messaufgaben zu

erledigen.

Als im Jahr 2008 das von Gauss

Instruments damals völlig neu

entwickelte TDEMI-Messsystem

bei der Eröffnung des neuen

VDE EMV-Labors in Offenbach

der breiten Öffentlichkeit

vorgestellt wurde und erstmalig

die Scan-Zeiten mit Quasipeak-

Detektor von zuvor mehreren

Stunden auf damals nur noch

64 s reduziert wurden, war vorhersehbar,

dass sich mit dieser

bahnbrechenden Technologie ein

völlig neues Kapitel im Bereich

der Emissionsmesstechnik für

elektromagnetische Verträglichkeit

aufgeschlagen würde.

Mit der Einführung der ersten

TDEMI-Messsysteme

wurden erstmalig breitbandige

digitale Messempfänger vorgestellt,

welche eine Kurzzeit-

Fouriertransformation verwenden,

um über eine Echtzeitbandbreite

von 162,5 MHz

eine normgerechte Messung an

Durch immer leistungsfähigere

ADCs, FPGAs sowie neue noch

leistungsfähigere Millimeterwellen-ICs

(MMICs) wurde die

Echtzeitbandbreite im Laufe der

vergangenen Jahre sogar auf 685

MHz vergrößert. Die Technologie

wurde in einem weiteren

Schritt um das sog. MultiGHz-

Echtzeitscanning-Verfahren

erweitert. MultiGHz-Echtzeitscanning

erlaubt es, Emissionsmessungen

über mehrere GHz

Bandbreite in Echtzeit durchzuführen.

Durch eine parallele

Struktur von Vorselektionsfiltern,

Vorverstärkern und hochauflösenden

Gigasample-ADCs

und Hochleistungs-FPGAs ist es

heute möglich, z.B. den Bereich

Autoren:

Stephan Braun und

Arnd Frech,

Gauss Instruments

International GmbH, München

Bild 1: Mehrkanal-Messempfänger: Frequenzumsetzer, Filterbank, Dezimation und Detektor

12 hf-praxis 9/2022


EMV

Bild 2: HyperOverlapping-Technology

6...18 GHz in Echtzeit zu erfassen

und auch mittels Spektrogramm

über der Zeit darzustellen

und aufzunehmen. Echtzeitscanning

ist eine weitere patentierte

Lösung, welche die Anforderungen

der Normen CISPR 16-1-1

und der dazugehörigen Prüfverfahren

CISPR 16-2-X über den

gesamten Frequenzbereich im

Echtzeitmodus erfüllt.

Mit der Einführung der TDEMI-

Ultra-Geräteserie wurden 2018

neue Maßstäbe hinsichtlich

Scan-Geschwindigkeit, Dynamik

und IQ-Messbandbreite

erreicht:

Das neue MultiGHz-

Echtzeitscanning

kann beispielsweise ein Bandbereich

von 10 GHz in 200 ms messen,

wobei die Beobachtungszeit

pro Frequenzpunkt mindestens

um einen Faktor 1000 verbessert

wurde und dadurch Störungen

mit hoher Präzision innerhalb

kürzester Zeit sehr genau gemessen

werden können. Eine Analyse

und Störbewertung z. B.

mittels IQ-Daten ist außerdem

möglich. Diese Fähigkeiten

sind von großem Vorteil, um

beispielsweise vor einer APD-

Messung eine präzise Vormessung

mit dem Peak-Detektor

durchführen zu können.

Die TDEMI-Ultra-Serie wurde

2022 um weitere Optionen

ergänzt und ist heute nicht nur

der schnellste Messempfänger

der Welt, sondern auch das

einzige Messgerät weltweit,

welches in den Echtzeitbetriebsarten

schon heute die zukünftige

CISPR 16-1-1 bis 40 GHz

einhält.

Gleichzeitig zu den Neuerungen

wurde die neue TDEMI-G-Serie

in 2022 vorgestellt – ein Fullcompliance-Empfänger,

welcher

für die Frequenzbereiche 0,03,

1, 3, 6, 9, 18, 26, 40 und 44 GHz

erhältlich ist und standardmäßig

Bild 3: Emissionsmessung eines Mikrowellenherds oberhalb 6 GHz

jeweils über einen klassischen

sowie einen FFT-basierenden

Messmodus verfügt. Dadurch

steht die hohe Scan-Geschwindigkeit

von ca. 1,5 s für eine

leitungsgeführte EMV-Messung

mit Quasipeak-Detektor zur Verfügung,

und mit der zusätzlichen

Option MCDSP-UG kann die

Scan-Geschwindigkeit für eine

Messung mit Quasipeak-Detektor

von 30 MHz bis 1 GHz auf

5 s reduziert werden.

Höchste Performance durch die

verwendeten neusten ADCs und

eine IQ-Bandbreite von mehr als

200 MHz runden die Möglichkeiten

der Serie ab. Die neue

TDEMI-G-Serie (links) sowie

das TDEMI Ultra (rechts) sind

im Aufmacherfoto dargestellt.

Neben der nun sehr schnellen

Messgeschwindigkeit der verschiedenen

TDEMI-Geräte ist

außerdem insbesondere beim

Einsatz im Prüflabor eine weitere

Herausforderung einen möglichst

effizienten Prüfablauf zu

erreichen. Diese Prüfverfahren

sollen einerseits den Prüfzeiten

verringern bzw. den Durchsatz

erhöhen und andererseits gleichzeitig

die Prüfqualität steigern

sowie neue Möglichkeiten der

Auswertung für weitere Anforderungen

wie Funkmessungen

bieten.

Das CISPR-konforme FFT-based

Measuring Instrument

ist hier die Antwort. Zum Hintergrund:

In den vergangenen

Jahren gab es signifikante technologische

Weiterentwicklungen

bei denen zunächst die Echtzeitbandbreite

von ehemals 162,5

auf 345 MHz und schließlich

auf 685 MHz erhöht wurde

[1]. Neben den mittlerweile

weitverbreiteten sehr schnellen

und vollständig normkonformen

Emissionsmessungen

mit hoher Echtzeitbandbreite

wurden teilweise immer noch

Emissionsmessungen im klassischen

Frequenzschrittverfahren

durchgeführt. Das TDEMI

Ultra führte dann diese beide

Welten zusammen und vereint

seither die Vorteile beider technologischen

Ansätze.

Um die Anforderungen des Standards

CISPR 16-1-1 einzuhalten,

ist es außerdem notwendig

eine vollständige Äquivalenz der

Messergebnisse beider Ansätze

zu erreichen. Dies ist bei der

patentierten TDEMI-Technologie

sichergestellt, sodass für

beide Betriebsarten die Kalibrierwerte

gleich sind. Die Norm

CISPR 16-3 enthält hierzu einen

technischen Report, der weitgehend

auf dieser Technologie

aufbaut. Darin werden z.B. für

eine korrekte Pulsanzeige der

Zusammenhang zwischen Basisbandabtastrate

und Genauigkeit

gezeigt.

Ein typisches Overlapping von

ca. 80% ist bei einer lückenlosen

Signalverarbeitung dazu

geeignet, um die CISPR 16-1-1

Anforderungen hinsichtlich Pulsanzeige

einzuhalten. Ein konventioneller

herkömmlicher

Echtzeit-Spektrumanalysator

zeigt jedoch ein wesentlich

geringeres Overlapping und

ist daher nicht geeignet alle

Typen von Signalen korrekt zu

erfassen und zu messen. Die

neue TDEMI-G-Serie verwendet

durch die sog. HyperOverlapping-Technologie

ein sehr

hohes Overlapping, welches mit

99,99% den entscheidenden Vorteil

bietet, dass für kleine Messbandbreiten

die Messgeschwindigkeit

und Genauigkeit nochmal

gesteigert werden kann.

Hohe Messgeschwindigkeit und

normkonforme Echtzeitmessung

sind nun optimal vereinbar.

Durch die Kombination von

Kurzzeit-FFT und digitalem

Superheterodyn-Modus kann

nun über ein ganzes Band von

14 hf-praxis 9/2022


EMV

Bild 4: 360°-Richtcharakteristik eines Kammgenerators, 1...1,5 GHz

Bild 5: Richtcharakteristik eines Kammgenerators, 3...3,5 GHz

685 MHz, an allen Frequenzpunkten

gleichzeitig, die Messung

mit Quasipeak- und CISPR-

Average-Detektoren durchgeführt

werden.

Technisch wird dies durch eine

hochgradige Parallelisierung

erreicht. Die Kurzzeit-FFT ist

hierbei einer der mathematischen

Bausteine, welcher es ermöglicht

Berechnungen auf hocheffiziente

Weise durchzuführen und Symmetrieeigenschaften

auszunutzen.

Die gemäß CISPR 16-1-1

Norm erforderlichen Detektoren

müssen an allen Frequenzpunkten

vollständig parallel realisiert

werden, was zu sehr hohen

Anforderungen an die Rechenleistung

führt.

Ein vereinfachtes Blockschaltbild

einer Kombination von

Kurzzeit-FFT und Mehrkanalempfänger

ist in Bild 1 dargestellt.

Die TDEMI Messsysteme

enthalten mehrere tausende solcher

Funktionsblöcke.

Auch ein moderner Echtzeit-

Spektrumanalysator ist im

TDEMI G verfügbar. Dieser

kann an bis zu 32.000 Frequenzpunkten

gleichzeitig eine Messung,

gemäß einer Zerospan-

Messung eines herkömmlichen

Spektrumanalysators an lediglich

einem einzigen Frequenzpunkt,

durchführen. Der Echtzeit-Spektrumanalysator

des

TDEMI vereint somit auf einzigartige

Weise die Vorteile der

Zerospan-Funktion mit der Möglichkeit,

diese an bis zu 32.000

Frequenzen gleichzeitig durchführen

zu können.

Die einzigartige

HyperOverlapping-Technologie

geht jedoch noch einen entscheidenden

großen Schritt weiter. Es

werden mehrere tausend Blöcke

parallel verwendet, sodass

die Signale an den einzelnen

Frequenzpunkten mit einem

Oversampling-Faktor von mehreren

1000 zur Verfügung stehen

und die weitere Signalverarbeitung

wie Filter, Detektoren

usw. ebenfalls mit entsprechend

hohem Oversampling betrieben

werden. Dies führt u.a. auch bei

EMV-Messungen zu höchster

Genauigkeit sowie zu einer

weiteren Beschleunigung der

Messung.

Bild 2 zeigt den schematischen

Aufbau der HyperOverlapping-

Technologie. Das Eingangssignal

wird mittels mehreren

Gigasample-ADCs hochauflösend

digitalisiert und mittels

einer Digital-Down-Conversion-Einheit

auf die Echtzeitbandbreite

(RTBW) begrenzt.

Im nächsten Schritt wird durch

ein Echtzeitmodul, welches das

HyperOverlapping steuert, das

Signal zeitversetzt auf bis zu

mehrere tausend FFT-Einheiten

verteilt. Jede FFT-Einheit kann

bis zu 32.000 Punkte gleichzeitig

messen. Im Anschluss

werden die Ausgangssignale

wieder zusammengeführt und

mit sehr hohem Oversampling

durch Detektoren und Videofilter

ausgewertet und zur Anzeige

gebracht.

Diese hohe zeitliche Auflösung

in Verbindung mit

hohem Oversampling führt zur

Beschleunigung der Messung

gegenüber einem Echtzeit-Messempfänger

oder einem Echtzeit-

Spektrumanalysator um bis zu

einem Faktor 100. Gegenüber

einem klassischen Empfänger

oder Spektrumanalysator ist

eine Beschleunigung um einen

Faktor bis zu 3,2 Mio. möglich.

Die HyperOverlapping-Technology

ist eine neue Schlüsseltechnologie,

um auch bei geringen

Messbandbreiten oder einer

niedrigen Bandbreite des Videofilters

die Messung zu beschleunigen.

Da die Norm CISPR 11

für ISM-Geräte eine gewichtete

Messung mit 10 Hz Videofilterbandbreite

vorsieht, ermöglicht

nun die HyperOverlapping

die Updaterate hierbei um das

Hundertfache zu erhöhen und

dadurch auch bei dieser herausfordernden

Einstellung die Messung

durchzuführen.

Das MultiGHz-Echtzeitscanning

erlaubt beispielsweise die korrekte

Erfassung des in Bild 3

gezeigten typischen Emissionsspektrums

eines Mikrowellen-

16 hf-praxis 9/2022


EMV

Bild 6: Richtcharakteristik eines Kammgenerators, 5,5...6 GHz

ofens über der Zeit. Die Messung

wurde mit dem MultiGHz-

Echtzeitscanning-Feature über

den Bereich 6...18 GHz live

in Echtzeit durchgeführt. Sehr

gut zu erkennen ist hier im zeitlichen

Verlauf, dass Frequenz

und Amplitude über die Zeit

sich stark schwankend verhalten.

Der Vorteil diese Technologie

besteht darin, dass zum einen

fluktuierende Signale korrekt

und zuverlässig gemessen

werden, zum anderen auch im

Zusammenspiel mit Drehtisch

und Antennenmast Emissionsmessungen

deutlich beschleunigen.

EMV-Messungen oberhalb

1 GHz ziehen aufgrund von sehr

scharfen Richtcharakteristiken

derzeit einen sehr hohen Aufwand

beim Einsatz konventioneller

Technologie nach sich.

Durch den Einsatz der Echtzeitmessung

über mehrere GHz

kann dieser Aufwand nun ganz

signifikant reduziert werden und

die Messung damit insgesamt

nachhaltig beschleunigt werden.

Die Automatisierung der

Emissionsmessungen

stellt nun keine große Herausforderung

mehr dar. Der Einsatz

der TDEMI-Messgeräte kann die

Gesamtmesszeiten existierender

Prüfabläufe wie gezeigt deutlich

reduzieren. Mittels accessT-

DEMI ist es außerdem ganz einfach

und schnell möglich, die

Geräte in bereits existierende

Prüfumgebungen mit vorhandener

Fernsteuer-Software und

Prüfabläufen zu integrieren, um

deren weitere Vorteile zu nutzen.

Die patentierte Technologie,

welche eine exakte Übereinstimmung

zwischen klassischem

und FFT-basierendem Messverfahren

garantiert, ermöglicht den

Einsatz des FFT-basierenden

Messverfahrens auch für klassische

Vor- und Nachmessungen.

Durch schnelle Scans wie z.B.

bei der neuen TDEMI-G-Serie

für Quasipeak im Band A und

B mit jeweils 1 s und im Band

C+D in 5 s, kann die automatisierte

Emissionsmessung mit

oder ohne Datenreduktion höchst

effizient und mit höchster Genauigkeit

durchgeführt werden.

Das MultiGHz-Echtzeitscanning-Feature

kann ebenfalls

eingesetzt werden, um Vor- und

Nachmessung bei den bereits im

Labor etablierten Verfahren 1:1

umzusetzen und die Messung

dadurch erheblich zu beschleunigen.

Eine weitere Steigerung

der Messgeschwindigkeit ist

außerdem durch die Verwendung

der Automatisierungs-Software

EMI64k möglich.

Die Automatisierungs-Software

EMI64k

unterstützt vollständig sämtliche

Betriebsarten der TDEMI-

Geräte. So können die konventionellen

und FFT-basierenden

Betriebsarten im Receiver und

Spektrum-Analyzer genutzt

werden. Aufgrund der hohen

Messgeschwindigkeit werden

diese sowohl für kontinuierliches

Drehen des Drehtisches

als auch schrittweise Drehen

des Drehtisches unterstützt. Die

Betriebsarten von Spektrogramm

(Echtzeit-Messempfänger) und

RT Analyzer können außerdem

sowohl zur Messung eines Prüflings

über die Zeit genutzt werden,

als auch in Kombination

mit kontinuierlichem Bewegen

von Drehtisch und Antennenmast.

Entscheidend für die mögliche

Drehgeschwindigkeit sind

hierbei die zu erreichende Winkelauflösung

sowie die Messzeit

pro Spektrum.

Bei einer Emissionsmessung

nach CISPR 32 beispielsweise

und einer Messung von 1 bis

6 GHz mit kontinuierlicher

Bewegung des Drehtischs ergibt

sich für eine Drehgeschwindigkeit

von einer Umdrehung pro

Minute eine Winkelauflösung

von 0,6°. Die typische zeitliche

Auflösung bei der Verwendung

des TDEMI Ultra beträgt ca. 100

ms. Bei einer typischen Messung

von 6 bis 18 GHz ergibt sich für

die gleiche Messung eine Winkelauflösung

von ca. 1,5°.

Verwendet man die Echtzeitbetriebsart

für den Höhen-Scan

und führt diesen z.B. im Bereich

von 1 bis 4 m innerhalb von 30

s aus, so erhält man für den Frequenzbereich

von 1 bis 6 GHz

eine Auflösung von 1 cm und für

den Frequenzbereich von 6 bis

18 GHz von ca. 2,5 cm. Diese

Auflösungen sind um einen Faktor

10 höher, als man sie mit herkömmlichen

konventionellen

Messgeräten erreicht. Gleichzeitig

wird zusätzlich die Beobachtungszeit

um mindestens

einen Faktor 100 verbessert und

die Gesamtmesszeit um ca. den

Faktor 10 dabei reduziert.

In Bild 4 ist die 360°-Richtcharakteristik

eines Kammgenerators

im Frequenzbereich 1...1,5

GHz dargestellt. Die verwendete

Winkelauflösung ist ca. 0,5°.

Man kann anhand der Richtcharakteristik

erkennen, dass in

diesem Fall noch durchaus eine

Winkelauflösung von 10° mit

zusätzlicher Messunsicherheit

die Möglichkeit bieten würde,

die Maximas zu finden.

Zu höheren Frequenzen hin wird

die Richtcharateristik allerdings

ausgeprägter, sodass eine Auflösung

von ca. 4° nötig wird,

um die Maximas zu finden. In

Bild 5 ist wiederum die Emission

des Kammgenerators dargestellt,

nun allerdings für den

Frequenzbereich 3...3,5 GHz.

Im Frequenzbereich von 5,5 bis

6 GHz (Bild 6) wiederum zeigt

sich, dass aufgrund der Richtcharakteristik

eine Auflösung

von ca. 1° benötigt wird.

Diese Anforderungen können

durch EMI64k und TDEMI Ultra

mit kurzen Messzeiten vollständig

erfüllt werden. Die vollständige

hochpräzise Erfassung von

Störungen in Kombination mit

kurzen Messzeiten wird erstmalig

durch die Verwendung der

EMI64k und des MultiGHz-

Echtzeitscannings des TDEMI

Ultra erreicht.

Es wurde damit gezeigt, dass die

Kombination des patentierten

normkonformen Realtime-FFTbasierenden

Verfahren mit weiteren

Technologien wie Echtzeitsynchronisation

mit Drehtisch

und Antennenmast wiederum

neue Maßstäbe für EMV-Messungen

setzt. Ein wesentlicher

Unterschied zu anderen Messgeräten,

z.B. Spektrumanalysatoren

oder Messempfängern, welche

18 hf-praxis 9/2022


DC TO 65 GHZ

RF & MW Test Solutions

Flexible, Reliable, Affordable & Fast

Software Controlled Building

Blocks and RF Interface Units Custom Test Systems Test Accessories

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

DISTRIBUTORS


EMV

Bild 7: EMI64k mit Markerliste und 3D-Exportfunktion

lediglich optional eine Echtzeitbandbreite

bieten, besteht darin,

dass im Falle des Zusammenspiels

von EMI64k und TDEMI

Ultra sowohl die Messtechnik

als auch das Verfahren die Normen

der CISPR und den ANSI-

Standard vollständig einhalten.

Selbstverständlich kann die

Technologie neben EMV-Messung

auch für zahlreiche Messverfahren

für Funkmessungen

eingesetzt werden und bietet

auch bei diesen Messungen die

beschriebenen Vorteile.

Um auch die notwendigen Dokumentationsvorschriften

einzuhalten,

verfügt die EMI64k über

leistungsfähige Methoden zur

Datenreduktion und Erzeugung

von Prüfberichten. Auf Basis der

vorhandenen Messdaten können

jederzeit Ergebnisse, z.B. in

Excel oder andere Formate und

Programme übertragen werden.

Es können darüber hinaus mittels

Libre Office oder Microsoft

Office eigene Reports erzeugt

werden. In Bild 7 ist exemplarisch

die Benutzeroberfläche

hierzu mit Verwendung der

Markerliste und 3D-Exportfunktion

zur Erstellung von Filmen

dargestellt.

Zusammengefasst

lässt sich feststellen: Sowohl

das neue TDEMI G als auch

das TDEMI Ultra sind extrem

leistungsstarke echtzeitfähige

Messgeräte mit sehr breiten

Einsatzmöglichkeiten. EMV-

Messungen nach allen üblichen

Standards, Funkmessungen

sowie digitale Demodulation

von Funkkanälen mit mehr als

0,5 GHz Bandbreite sind mit diesen

Messgeräten möglich. Das

TDEMI Ultra verfügt zusätzlich

über das MultiGHz-Echtzeitscanning-Feature.

Dadurch

können mehrere GHz Bandbreite

in Echtzeit gemessen und dargestellt

werden.

Durch die Kombination der

breitbandigen GHz-Echtzeitmessung

mit aktiver Vorselektion

sind die Messergebnisse

stets vollständig normkonform.

Die Automatisierungs-Software

EMI64k ermöglicht außerdem

eine Echtzeitsynchronisation

zwischen Drehtisch, Antennenmast

und Echtzeitspektrogramm.

Diese neue Technologie kann

Messzeiten reduzieren, die Auflösung

hinsichtlich Höhen-Scan

und Winkelposition erheblich

verbessern und dadurch sowohl

die Messqualität als auch die

Messgeschwindigkeit deutlich

erhöhen. Selbstverständlich kann

diese Technologie auch für Funkmessungen

angewendet werden

und bietet auch für derartige

Messungen signifikante Vorteile.

Darüber hinaus können sowohl

die neue TDEMI-G-Serie als

auch die TDEMI-Ultra-

Serie sehr leicht in bestehende

Prüfabläufe und

existierende Labor-Software

mittels accessT-

DEMI integriert werden.

Ein Parallelbetrieb und

schrittweise Modernisierung

wird dadurch erheblich

erleichtert.

Nicht zuletzt wird auch

die Energieeffizienz

deutlich gesteigert. Eine

Reduktion der Messzeiten

und ein gesenkter

Energieverbrauch der

TDEMI-Hardware gegenüber

herkömmlichen

Messempfängern sind

gleichzeitig Maßnahmen

um im Laborbetrieb deutlich

Energie einzusparen

und somit auch die Energiekosten

zu senken.

Literaturverzeichnis

[1] S. Braun und A. Frech: 645

MHz Echtzeitbandbreite für

Full-Compliance-Messungen

mit dem TDEMI X, hf-praxis

3/2016, Seite 44-47, www.

beam-verlag.de/app/down-

load/24071892/HF-Praxis+3-

2016+III.pdf

[2] CISPR16-1-1 Ed 3.1, Specification

for radio disturbance

and immunity measuring apparatus

and methods Part 1-1:

Radio disturbance and immunity

measuring apparatus – Measuring

apparatus. International

Electrotechnical Commission,

2010

[3] H. H. Slim et al: A Time-

Domain EMI Measurement

System up to 26 GHz with Multichannel

APD Measuring Function,

The International Journal of

Electromagnetic Compatibility,

EMC Test & Design Guide 2011,

pp. 42-51, 2011

[4] S. Braun und P. Raju: Untersuchung

der Beeinflussung von

digitalen Übertragungssignalen

durch typische EMV-Störungen,

GMM-Fachbericht 88: EMV in

der Kfz-Technik, 21.9.2017 in

Wolfsburg

[5] MIL 461 G, Requirement

for the control of electromagnetic

interference characterization

of sub systems and equipment,

Department of Defence, 2015

[6] ANSI 63.2 American National

Standard for Electromagnetic

Noise and Field Strength Instrumentation,

10 Hz to 40 GHz

Specifications

[7] ANSI/ISO/IEC 17025 General

Requirements for the competence

of testing and calibration

laboratories

[8] S. Braun und A. Frech:

Anwendung der EMV Zeitbereichsmesstechnik

für Schienenfahrzeuge

und E-Mobility, emv

2016 – Internationale Fachmesse

und Kongress für Elektromagnetische

Verträglichkeit, Düsseldorf,

Germany, Februar 23-25,

2016, ausgezeichnet mit dem

BEST PAPER AWARD 2016

[9] Bundesamt für Kommunikation

BAKOM, Abteilung

Konzessionen und Frequenzmanagement

KF Sektion Elektromagnetische

Verträglichkeit

EMV, Testkonzession und Messungen

adaptive Antennen, September

2020

[10] S. Braun und A. Frech:

Höchste Prüfqualität von EMV-

Messungen durch normgerechte

Messung an allen Frequenzen,

SMT emv-esd, Fachzeitschrift

für ADVANCED PACKAGING

& ELEKTRONIKFERTIGUNG,

November 2016, Seite 44-48

[11] VDE: Digitalisierung störfrei:

VDE-Institut eröffnet neue

Prüfhalle für Funkentstörung und

EMV, 14.9.2018, www.vde.com/

de/presse/vde-eroeffnet-neueemv-vollabsorber-halle

[12] S. Braun: Using the FFTbased

measuring Instrument

for Radiated EMI Testing, Procedures

and Full Automation,

IEEE EMC Chapter Meeting,

Cedar Park, January 2019

[13] S. Braun & A. Frech: Real-

Time FFT-Based EMI Measurement

for MIL461G, CISPR

and ANSI, Theory and Practical

Application, IEEE EMC

Symposium, New Orleans, July

2019 ◄

20 hf-praxis 9/2022


PRECISION

Waveguide

to Coax Adapters

Covering Radar, mmWave 5G

& OTA Testing Applications to 50 GHz

• Excellent VSWR,


EMV

Verstärker für die EMV-Prüfung

Überblick und Eigenschaften

Breitbandverstärker sind notwendig, um Feldstärken zu erzeugen, die für die meisten EMV-

Störfestigkeitsprüfungen erforderlich sind. Dieser Artikel gibt einen kurzen Überblick über die Rolle von

Verstärkern bei EMV-Prüfungen einschließlich ihrer Parameter und Eigenschaften, die den größten Einfluss auf

die Ausgangsleistung haben.

Quelle:

An Introduction to EMC

Amplifiers, White Paper,

Autor:

Paul Denisowski

Rohde & Schwarz

GmbH & Co. KG

www.rohde-schwarz.com

Teilübersetzung von FS

Nach einem Überblick über die

EMV-Prüfung werden verstärkertypische

Punkte wie Ausgangsleistung,

Klasse oder Linearität

diskutiert.

Was ist eine EMV-Prüfung?

Elektronische Geräte haben das

Potenzial, andere Geräte zu stören,

entweder durch Abstrahlung

oder über Kabel. Diese Interferenzwirkungen

können von

relativ geringfügigen Störungen

bis hin zu Geräteausfällen und

sogar dauerhaften Schäden reichen.

Angesichts der schnell

wachsenden Zahl elektronischer

Geräte und ihrer oft engen Nachbarschaft

zueinander müssen

Anstrengungen unternommen

werden, um Störungen zwischen

Geräten zu erkennen, zu

messen und zu begrenzen oder

zu beseitigen.

Elektromagnetische Verträglichkeit

(EMV) ist der Begriff

für die Fähigkeit von elektronischen

Geräten, in einer definierten

elektromagnetischen

Umgebung ordnungsgemäß zu

funktionieren. Die Bedeutung

der elektromagnetischen Verträglichkeit

hat zur Entstehung zahlreicher

staatlicher, militärischer

und industrieller EMV-Normen

und -Vorschriften geführt. In

vielen Teilen der Welt dürfen

elektronische Produkte nicht vermarktet

oder verkauft werden,

ohne zuvor die die Einhaltung

der einschlägigen EMV-Normen

nachzuweisen, und deshalb

haben viele Unternehmen EMV-

Prüfungen in ihren Produktentwicklungszyklus

aufgenommen.

Die EMV-Prüfung kann in zwei

allgemeine Kategorien unterteilt

werden: Emissionsprüfung

und Störfestigkeitsprüfung. Die

Emissionsprüfung umfasst die

Messung elektromagnetischer

Signale, die vom zu prüfenden

Gerät (ungewollt) ausgesendet

werden, um festzustellen, ob

diese Emissionen die zulässigen

Grenzwerte überschreiten. Der

Zweck der Störfestigkeitsprüfung

(auch Empfindlichkeitsprüfung

genannt) besteht darin,

zu überprüfen, ob ein Gerät in

der Lage ist, auch dann ordnungsgemäß

zu funktionieren,

wenn es einer (oft erheblichen)

Hochfrequenzenergie ausgesetzt

ist. Es gibt zahlreiche Beispiele

für elektronische Geräte, die

Fehlfunktionen aufwiesen oder

ausfielen, wenn sie hohen HF-

Energiepegeln ausgesetzt waren.

Unsere Abhängigkeit von der

elektronischen Technologie hat

die Bedeutung einer effizienten

EMV-Prüfung deutlich erhöht.

Verstärker in der

EMV-Prüfung

Eine Störfestigkeitsprüfung an

einem elektronischen Gerät

erfordert HF-Energie über einen

weiten Frequenzbereich mit

definierten Pegeln. Diese Hochfrequenzenergie

kann über die

angeschlossenen Kabel in das

Gerät geleitet oder direkt (über

die Luft) aufgenommen werden,

d.h., durch abgestrahlte Signale.

Wie wir sehen werden, stellen

die abgestrahlten Emissionen

die größere Herausforderung bei

der Störfestigkeitsprüfung dar.

Der erste Grund dafür ist, dass

die Prüfung der Störfestigkeit

(oder der Empfindlichkeit) durch

Strahlung oft die Erzeugung sehr

hoher elektrischer Feldstärken

erfordert, wobei die typischen

Breitbandverstärker für die Bestimmung der Störfestigkeit

22 hf-praxis 9/2022


EMV

EMV-Verstärker-Klassen und ihre Stromflusswinkel

Werte zwischen 3 und 200 V/m liegen. Je

nach Frequenz, Entfernung und Antennentyp

kann dies eine Ausgangsleistung von

hunderten oder tausenden Watt bedeuten

- weit mehr als die meisten Signalgeneratoren

direkt erzeugen können. Der zweite

Grund ist, dass die Umwandlung der Verstärkerausgangsleistung

in ein abgestrahltes

elektromagnetisches Feld mithilfe einer

Antenne nie zu 100% effizient ist, insbesondere

nicht in den weiten Frequenzbereichen,

die in den meisten EMV-Normen

und -Vorschriften festgelegt sind. Aus diesen

Gründen sind Verstärker ein unverzichtbarer

Bestandteil der EMV-Prüfung. Zu bevorzugen

sind Breitbandverstärker für hohe Ausgangsleistungen.

Mehr über EMC Amps

HF-Verstärker können auf verschiedenen

Bauelementen basieren, wie Wanderfeldröhren

(TWTs), Klystrons, Magnetrons, Transistoren

usw. Aus einer Vielzahl von Gründen

arbeiten fast alle modernen Breitbandverstärker,

die für EMV-Störfestigkeitsprüfungen

unter 6 GHz verwendet werden, mit

Transistoren. Es gibt jedoch einige Unterschiede

in der Art und Weise, wie die Transistoren

betrieben werden, genauer: Wie ihr

Vorspannungspunkt eingestellt ist. Hieraus

resultieren verschiedene Betriebsklassen.

Diese lassen sich anhand des Stromflusswinkels

der Verstärkerstufe definiert. Der

Extremfall 360° bedeutet, dass der Verstärker

über den gesamten Eingangsleistungszyklus

(volle Signalwelle) leitend ist, während 180°

bedeutet, dass der Verstärker nur über die

Hälfte des Eingangsleistungszyklus´ leitet.

Größere Stromflusswinkel bedeuten höhere

Linearität (d.h., der Ausgang ist eine präzisere

Reproduktion des Eingangs), allerdings

um den Preis eines geringeren Wirkungsgrads

und somit höherer Temperaturen.

Verstärker mit einem Stromflusswinkel von

360° werden Klasse-A-Verstärker genannt

und Verstärker mit einem Winkel von 180°

nennt man Klasse-B-Verstärker. Ein Kompromiss

zwischen Linearität und Effizienz

ist der Verstärker der Klasse AB mit über

180° und unter 360°. Es gibt noch andere

Verstärkerklassen (wie C und D), diese werden

aber in EMV-Verstärkern nicht verwendet

wegen der hohen Verzerrung, die sie

erzeugen. Auf den ersten Blick scheinen

Klasse-AB-Verstärker mehrere Vorteile

zu haben, wie z.B. ein geringes Gewicht,

geringe Kosten, höhere Wirkungsgrade und

Ihr Partner für

EMV und HF

Messtechnik-Systeme-Komponenten

EMV-

MESSTECHNIK

Absorberräume, GTEM-Zellen

Stromzangen, Feldsonden

Störsimulatoren & ESD

Leistungsverstärker

Messempfänger

Laborsoftware

HF- & MIKROWELLEN-

MESSTECHNIK

Puls- & Signalgeneratoren

GNSS - Simulation

Netzwerkanalysatoren

Leistungsmessköpfe

Avionik - Prüfgeräte

Funkmessplätze

ANTENNEN-

MESSTECHNIK

Positionierer & Stative

Wireless-Testsysteme

Antennenmessplätze

Antennen

Absorber

Software

Verstärkungskompression und 1-dB-Kompressionspunkt

HF-KOMPONENTEN

Abschlusswiderstände

Adapter & HF-Kabel

Dämpfungsglieder

RF-over-Fiber

Richtkoppler

Kalibrierkits

Verstärker

Hohlleiter

Schalter

Tel. 089-895 565 0 * Fax 089-895 565 10

hf-praxis 9/2022 23

Email: info@emco-elektronik.de23

Internet: www.emco-elektronik.de


EMV

Große Testkammer

einigermaßen lineare Leistung.

Doch aufgrund ihrer begrenzten

Fähigkeit, Wärme abzuleiten,

sind Class-AB-Verstärker

sehr anfällig für Schäden infolge

Fehlanpassung des Ausgangs.

Hierzu finden Sie einen weiteren

Beitrag in diesem Heft.

Ausgangsleistung

Der wichtigste Parameter für

jeden Verstärker ist der mögliche

Pegel der Ausgangsleistung,

geknüpft an eine bestimmte

Verzerrung oder Begrenzung.

In einigen Fällen kann die Verstärkung

in einem bestimmten

Bereich einstellbar sein. Bei der

EMV-Prüfung ist zu beachten,

dass Verstärker zwar nach ihrer

Ausgangsleistung spezifiziert

werden, der Zweck von Verstärkern

bei der Prüfung der Störfestigkeit

aber darin besteht, eine

Feldstärke mit einer bestimmten

Intensität in einem bestimmten

Abstand zur Antenne zu erzeugen.

Wie schon angedeutet, ist

die Feldstärke eine Funktion

vieler Variablen. So ist die Verstärkerausgangsleistung

normalerweise

mehr oder minder

frequenzabhängig. Um zum

Beispiel eine Feldstärke von 10

V/m zu erzeugen, können bei

einer Frequenz 100 W und bei

einer anderen Frequenz 1000

W erforderlich sein. Wir müssen

daher sicherstellen, dass wir

einen Verstärker verwenden, der

die Leistung zur Erzeugung der

notwendigen Feldstärke über

den gesamten interessierenden

Frequenzbereich liefern kann.

In dem Zusammenhang sei auf

die Verluste in Leitungen, Kopplern

usw. hingewiesen, die nicht

trivial sein können, insbesondere

bei höheren Frequenzen.

Diese Verluste müssen sorgfältig

berücksichtigt werden, wenn es

gilt, die erforderliche Ausgangsleistung

eines EMV-Verstärkers

festzulegen.

Linearität und Kompression

Wie bereits erwähnt, ist es sehr

wichtig, einen Verstärker zu

verwenden, der eine ausreichende

Ausgangsleistung über

den gesamten für die Prüfung

verwendeten Frequenzbereich

erzeugen kann. Dies kann eine

Herausforderung sein, da die

Ausgangsleistung eines Breitbandverstärkers

im Einsatzfrequenzbereich

eine gewisse

Schwankung aufweist, selbst

unter idealen Lastbedingungen.

Man sagt, dass ein Verstärker in

seinem linearen Bereich arbeitet,

wenn es einen festen Anstieg

der Ausgangsleistung bei einer

gegebenen Erhöhung der Eingangsleistung

gibt. Mit anderen

Worten, wenn für jede Erhöhung

der Eingangsleistung um X dB

ein Anstieg der Ausgangsleistung

um ebenfalls X dB erfolgt.

Die Flachheit der Verstärkung

(Flatness) hingegen ist ein Maß

dafür, wie stark die Verstärkung

je nach Frequenz schwankt und

wird angegeben in ±X dB im

Einsatzfrequenzbereich. Irgendwann

erreichen alle Verstärker

einen Punkt, an dem es keinen

linearen Zusammenhang mehr

gibt (Kompressionspunkt). Am

üblichen 1-dB-Kompressionspunkt

ist die Ausgangsleistung

gegenüber dem linearen Zusammenhang

1 dB zu gering. Ein

Verstärker, der unterhalb seines

Kompressionspunkts betrieben

wird, sollte keine signifikanten

Oberwellen oder Intermodulationsprodukte

erzeugen.

Beim Vergleich der Linearität

von Verstärkern ist es wichtig,

die gleichen Leistungspegel und

Kompressionspunkte zu verwenden.

Der 1-dB-Kompressionspunkt

ist hier das am meisten

akzeptierte Kriterium. Einige

Verstärker werden jedoch mit 2

oder 3 dB spezifiziert, obwohl

die Oberwellen und Intermodulationsprodukte

an diesen Punkten

deutlich höher sind als beim

Standard von 1 dB. Außerdem

sollten die Kompressionspunkte

immer bei Nennausgangsleistung

angegeben werden. So ist

es beispielsweise unmöglich, die

Leistung eines 1000-W-Verstärkers

zu kennen, dessen 1-dB-

Kompressionspunkt mit 700 W

angegeben ist.

Wenn ein Verstärker komprimiert,

hat das zwei Konsequenzen.

Die erste ist ziemlich

offensichtlich: Eine weitere

Erhöhung der Eingangsleistung

führt nicht mehr zu der im linearen

Bereich möglichen Steigerung

der Ausgangsleistung, und

schließlich wird die maximale

Ausgangsleistung des Verstärkers

erreicht. Wir können einfach

nicht mehr Leistung aus dem Verstärker

herausholen, weil er in die

Sättigung getrieben worden ist.

Dieses Problem lässt sich relativ

leicht vermeiden, wenn man

einen Verstärker wählt, dessen

maximale Nennausgangsleistung

ausreichend groß ist.

Die zweite Folge der Kompression

ist viel wichtiger in Bezug

auf die Prüfung der Strahlungsfestigkeit.

Wir wissen, dass Verstärker

bei Kompression Oberwellen

und Intermodulationsprodukte,

also Signale bei anderen

Frequenzen als der eigentlichen

Signalfrequenz erzeugen. Diese

unerwünschten Produkte können

schnell und unvorhersehbar

zunehmen, je weiter der

Verstärker in die Kompression

geht. Die Leistung in diesen

unerwünschten Produkten subtrahiert

sich von der Leistung

bei der gewünschten Frequenz.

Wenn ein Verstärker in Kompression

ist und unerwünschte

Produkte erzeugt, besteht die

Möglichkeit, dass das Equipment

under Test (EUT) eine

Reaktion auf die Energie in diesen

Oberwellen und Intermodulationsprodukten

zeigt, anstatt

(ausschließlich) auf die Energie

auf der Grundfrequenz zu

reagieren. Oberschwingungen

und Intermodulationsprodukte

können es daher sehr schwierig

machen, festzustellen, welche

Frequenzkomponenten für das

unerwünschte Verhalten des

Prüflings verantwortlich sind.

Beachten Sie auch, dass Oberschwingungen

zwar eine geringere

Leistung als die Grundschwingung

haben, aufgrund

des Frequenzgangs der Antenne

jedoch eine höhere Feldstärke

erzeugen können. Aus diesen

Gründen definieren EMV-Normen

oft die maximalen Oberwellenpegel

bei verschiedenen Leistungspegeln

für ein bestimmtes

Prüfszenario.

Feldstärkesonden

können verwendet werden, um

die auf den Prüfling einwirkende

Feldstärke zu messen. Jedoch

sind die meisten Feldstärkesonden

nicht frequenzspezifisch und

können daher nicht einfach verwendet

werden, um festzustellen,

ob Oberwellen und Intermodulationsprodukte

auftreten.

Frequenzselektive Geräte wie

EMI-Empfänger oder Spektrumalysatoren

müssen daher

zur Erkennung und Messung von

Oberschwingungen und Intermodulationsprodukten

herangezogen

werden. Oberschwingungsspezifikationen

sollten immer bei

voller Ausgangsleistung angegeben

werden, niemals bei einem

niedrigeren Ausgangspegel. Dies

ist zwar vom Standpunkt der

Diagnose aus nützlich, löst aber

nicht das Problem der Nichtlinearität

des Verstärkers. Die einfache

Lösung ist ein Verstärker

mit guter Linearität und dessen

konsequenter Betrieb innerhalb

seines linearen Bereichs! ◄

24 hf-praxis 9/2022


0.05 MHz TO 86 GHz

High-Frequency

Amplifiers

Ultra-Wideband Performance

NEW TO MARKET

ZVA-50953X+

Features for Almost Any Requirement Now up to E-Band

• High gain, up to 45 dB

• Noise figure as low as 1.7 dB

• Output power up to 1W

• Rugged designs with built-in protections

• 45 to 95 GHz

• ±0.5 dB Gain Flatness

ZVA-543+

• 18 to 54 GHz

• ½W Saturated

Output Power

• Wide DC input voltage range

DISTRIBUTORS


EMV

Verstärker für die EMV-Prüfung

Der Einfluss der Antennenanpassung

Eine Prüfquelle für den Störfestigkeitstest setzt sich aus EMC Amplifier, Antennenzuleitung und Antenne

zusammen. Diese Zusammenschaltung darf man nicht unterschätzen.

Die Verwendung eines Verstärkers

mit einem 1-dB-Kompressionspunkt,

der deutlich über

der maximalen Nennausgangsleistung

liegt, ist ein einfacher

Weg, um Nichtlinearitäten und

mögliche Probleme mit einem

EUT, das auf Störfrequenzen

reagiert, zu vermeiden. Allerdings

gibt es im Hinblick auf

die Erzielung der erforderlichen

Feldstärke noch einen weiteren

wichtigen Faktor: die Antennenanpassung,

definiert über das

Stehwellenverhältnis (SWR).

SWR: Basics, Bestimmung

und Bedeutung

Bei den Themen „SWR“ und

„Reflexionen“ können auch Profis

aufs Glatteis geraten. Für ein

besseres Verständnis seien die

Quellen [1, 2, 3] empfohlen. Bei

der EMC-Prüfung engt sich das

Gebiet auf ein Grundverständnis

und die Praxis der SWR-Bestimmung

ein.

Wichtiges Grundlagenwissen:

Nur wenn der Wellenwiderstand

der Antennenleitung nicht mit

der Impedanz der Antenne übereinstimmt,

kommt es zu einer

Reflexion und damit zu einer

sogenannten stehenden Welle

auf der Übertragungsleitung.

Für eine effiziente Leistungsübertragung

ist ein möglichst

keiner Innenwiderstand des Verstärkers

anzustreben, also keine

Leistungsanpassung, denn bei

dieser beträgt der Wirkungsgrad

bereits theoretisch nur 50%. Das

SWR ist gemäß seinem Namen

das Verhältnis der Spannungen

oder Ströme der hinlaufenden

zur rücklaufenden Welle. Da

jede Leitung dämpft, ist es am

Verstärker immer kleiner als an

der Antenne. Zur Angabe des

SWRs gehören also der Messort

und bei Ermittlung über die Leitung

deren Dämpfung.

Zur Praxis der SWR-Bestimmung.

Üblich sind heute sogenannte

Antennenanalysatoren.

Sie liefern eine grafische Darstellung

des SWRs über der

Frequenz. Bei der Messung zu

beachten ist, dass diese Antenna

Analyzers oft mit geringen HF-

Leistungen arbeiten und daher

leicht selbst gestört werden

können, da die Antenne ja auch

Signale aus der Umgebung empfängt.

Auf Störarmut ist daher

zu achten. Misst man mit einem

Richtkoppler und erhält die Leistungen

der vor- und rücklaufenden

Welle, so ist aus diesen

vor der Verhältnisbildung die

Wurzel zu ziehen, da sich Leistungen

bekanntlich quadratisch

zu Spannungen und Strömen

verhalten. Maßgebend ist immer

das SWR direkt an der Antenne!

Zur Bedeutung des SWRs:

Befreit vom Einfluss der Leitungsdämpfung

entspricht das

SWR immer den beteiligten

Impedanzen. Beträgt das SWR

beispielsweise 2 mit einem

50-Ohm-Kabel, dann kann die

Antennenimpedanz 25 oder 100

Quelle:

An Introduction to EMC

Amplifiers, White Paper,

Autor:

Paul Denisowski

Rohde & Schwarz

GmbH & Co. KG

www.rohde-schwarz.com

Teilübersetzung von FS

Vorwärts gerichtete und reflektierte Leistung

26 hf-praxis 9/2022


EMV

Großer metallischer Prüfling mit dem Potenzial, das SWR zu beeinflussen

Ohm betragen. Das erscheint

ziemlich verhängnisvoll, ist es

aber nicht. Denn da bei Fehlanpassung

entweder zu wenig

Spannung an der Last mit mehr

Strom kompensiert wird als

bei Leistungsanpassung oder

zu wenig Strom in die Last mit

mehr Strom als bei Leistungsanpassung,

bleibt die Leistung in

die Last recht hoch. Etwa beim

SWR von 2 muss man lediglich

11% Leistungsverzicht gegenüber

Leistungsanpassung hinnehmen.

Obwohl eine perfekte Anpassung

der Antenne an das Kabel

höchst wünschenswert ist, da

sie die Leistungsübertragung

maximiert und reflektierte Leistung,

die dem EMC Amp schaden

könnte, vermeidet, ist diese

bei der praktischen Prüfung

der Störfestigkeit meist nicht

Typischer SWR-Bereich lt. MIL-STD Application

erreichbar. Ursache ist die Frequenzabhängigkeit

der Impedanz

von Antennen.

Antennen und SWR

EMV-Verstärker bieten normalerweise

eine recht frequenzunabhängige

nicht-reaktive

Quellenimpedanz von 50 oder

75 Ohm. Dies deshalb, damit

eventuelle an der Antenne reflektierte

Leistung nicht auch noch

am Verstärker (rück-)reflektiert

wird. Von daher gibt es also

keine Probleme für die Prüfung

der Strahlungsimmunität.

Die Herausforderung bei der

Störfestigkeitsprüfung ist die

extreme Variabilität der Antennenimpedanz.

Im Gegensatz zu

einer rein ohmschen Dummy-

Last ist die Impedanz von Antennen,

die bei der Störfestigkeitsprüfung

verwendet werden,

eine Funktion der Frequenz.

Denn es ist schwierig, wenn

nicht gar unmöglich, Antennen

zu entwickeln, die ein niedriges

SWR (


EMV

SWR und reflektierte Leistung in %

Nähe einer oder mehrerer linearer

Innenabmessungen der

Kammer kommt. Faktoren wie

die Größe, die Lage und die

elektrischen Eigenschaften der

Grundplatte können sich ebenfalls

auf das SWR auswirken.

Obwohl die nominale SWR-

Kurve einer bestimmten Antenne

bekannt sein mag, kann es

schwierig sein, externe Effekte

auf das SWR vorherzusagen

oder zu modellieren, insbesondere

wenn diese Effekte wie

üblich frequenzabhängig sind.

Mit anderen Worten, wir können

nicht wissen, wie stark

ein bestimmtes EUT das SWR

beeinflusst, bis wir das Gerät tatsächlich

in die Kammer stellen

und mit dem Testen beginnen.

Beachten Sie, dass die Kopplung

zwischen der Antenne und

dem Prüfling fast immer zu einer

Erhöhung (und nicht zu einer

Verringerung) des SWRs führt.

Daher ist es ratsam, ein potenziell

höheres SWR zu berücksichtigen,

wenn man eine Prüfung

der abgestrahlten Emissionen

plant, und wir werden sehen,

wie sich dies wiederum auf die

Auswahl eines EMV-Verstärkers

auswirkt.

Beachten Sie, dass wir zwar

Antennen und Kammern als

getrennte Einheiten in Bezug

auf ihren Beitrag zum SWR und/

oder zur Verstärkung diskutiert

haben, es in Wirklichkeit jedoch

komplexe Wechselwirkungen

zwischen ihnen gibt, deren Grad

stark von Frequenz, Platzierung

und Ausrichtung der Antenne

abhängt.

Auswirkungen des SWRs bei

Störfestigkeitsprüfungen

Manchmal wird übersehen, dass

es bei der Prüfung der Störfestigkeit

weniger um die HF-Leistung

als vielmehr um die HF-Feldstärke

geht. Antennen wandeln

leitungsgebundene Leistung in

elektromagnetische Felder um.

Je höher das SWR ist, desto

geringer ist der Prozentsatz der

Verstärkerleistung, der erfolgreich

durch die Antenne übertragen

wird, und desto geringer

ist damit auch die resultierende

Feldstärke. Daher muss mit steigendem

SWR die Verstärkerausgangsleistung

erhöht werden,

um eine bestimmte Feldstärke

aufrechtzuerhalten.

Anzeige der vorwärts gerichteten/reflektierten Leistung und des SWRs

Probleme können hier entstehen,

wenn ein Breitbandverstärker bei

einem hohen SWR nicht in der

Lage ist, die notwendige Ausgangsleistung

zur Erzeugung

die gewünschte Feldstärke zu

liefern. Es müssen sorgfältige

Berechnungen durchgeführt werden,

um sicherzustellen, dass der

Verstärker genügend Vorwärtsleistung

liefern kann, um die

gewünschte Feldstärke über den

gesamten Frequenzbereich bei

allen wahrscheinlichen SWR-

Werten zu erzeugen. Schlechte

Linearität, ungleichmäßige Leistung

(insbesondere an den Bandrändern)

und unerwartet hohes

SWR aufgrund von Kopplung

zwischen Antenne und Prüfling

können dazu führen, dass die

erforderliche Feldstärke nicht

erreicht wird, weil der Verstärker

zu schwach ist.

Die andere Komplikation eines

hohen SWRs ist die Auswirkung

der reflektierten Leistung auf

den Verstärker selbst. Ein SWR

von 6 bedeutet eine reflektierte

Leistung von 50%, und beim

SWR 15 werden mehr als 75%

der übertragenen Leistung zum

Verstärker zurückreflektiert.

Ein hohes Maß an reflektierter

Leistung kann für einen Verstärker

sehr schädlich sein: Unmittelbare

Schäden am Verstärker

können durch interne Lichtbögen

oder Transistorausfälle verursacht

werden. Eine Beschädigung

oder Verschlechterung der

Verstärkerleistung kann auch

allmählich auftreten, wenn die

reflektierte Energie übermäßige

Hitze im Verstärker erzeugt.

Die einfachste Möglichkeit,

einen Verstärker vor reflektierter

Leistung zu schützen, ist die Verwendung

eines festen Dämpfungsglieds.

Dadurch reduziert

sich natürlich auch die übertragene

Leistung.

Eine ausgefeiltere Methode zur

Vermeidung von Schäden durch

28 hf-praxis 9/2022


hohe reflektierte Leistung ist bekannt als

Foldback: Wenn der Pegel der reflektierten

Leistung ansteigt, verringert der Verstärker

automatisch seine Ausgangsleistung, bis

der Wert der reflektierten Leistung auf ein

sicheres Niveau fällt. Vorausgesetzt, die

Foldback-Schaltung kann eine übermäßige

reflektierte Leistung schnell erkennen und

darauf reagieren, ist dieser Ansatz recht einfach

und zuverlässig.

Foldback hat jedoch einen gravierenden

Nachteil: Es reduziert die an die Last gelieferte

Leistung und damit auch die Feldstärke.

Foldback kann einen Verstärker vor Verschlechterung

oder Beschädigung schützen,

allerdings um den Preis einer (oft erheblich)

verringerten Leistung und der Unfähigkeit,

die angestrebte Feldstärke zu erreichen.

Während das SWR den Prozentsatz der

reflektierten Leistung beschreibt, ist es die

absolute Höhe der reflektierten Leistung,

die den Foldback-Mechanismus auslöst.

Zum Beispiel bei einem SWR von 6 werden

50% der Leistung reflektiert, aber die

absolute reflektierte Leistung hängt vom

Ausgangspegel ab: 50% von 100 W sind

weitaus weniger schädlich als 50% von 1000

W. Daher reicht es nicht aus, einfach anzugeben,

bei welchem SWR die Rückkopplung

auftritt, sondern entscheidend ist, bei welchen

Leistungspegeln Foldback bei einem

bestimmten SWR auftritt. Ein 1000-W-Verstärker,

der auf 500 W bei einem SWR von

6 zurückfaltet, ist einem Verstärker, der bei

einem SWR von 3 auf 500 W zurückfaltet,

deutlich überlegen.

Ein klares Verständnis darüber, wie und

wann Foldback in einem bestimmten Verstärker-Design

eingesetzt wird, ist wichtig

für die Auswahl eines Verstärkers, der

die Feldstärke über den gewünschten Frequenzbereich

auch unter ungünstigen SWR-

Bedingungen erzeugen soll.

Glücklicherweise sind aber sogenannte

Leistungsausgleichsalgorithmen häufig

Teil der EMV-Prüfautomatisierungsumgebungen,

obwohl Geschwindigkeit und Effizienz

dieser proprietären Algorithmen von

Plattform zu Plattform sehr unterschiedlich

sein können.

Verstärkerbelastung bei offenem oder

kurzgeschlossenem Kabel

Ist das Kabel auf der Antennenseite infolge

eines Fehlers offen oder kurzgeschlossenen,

gibt es eine Totalreflexion und alle Leistung

kehrt zum Verstärker zurück. Dabei können

sich an seinem Ausgang jeweils Spannungs-/

Stromverhältnisse zwischen den Fällen nahe

Leerlauf und Kurzschluss des Verstärkerausgangs

herausbilden. Ganz werden diese

Verhältnisse infolge der Leistungsdämpfung

nicht erreicht. Die Spannweite zwischen

nahe Leerlauf und Kurzschluss resultiert

aus der Transformationswirkung der Leitung.

Die Länge der Leitung entscheidet also

über die Spannungs-/Stromverhältnisse, die

sich am Verstärker einstellen.

Die praktischen Folgen von 100% reflektierter

Leistung (entweder aufgrund eines

Kurzschlusses oder einer Unterbrechung)

können, gelinde gesagt, dramatisch sein.

Breitbandverstärker unterscheiden sich

enorm in Bezug auf die Zeit, wie lange sie

dann ohne Schaden weiterarbeiten können.

Leider sind einige Breitbandverstärker nicht

für diese extremen (aber leider nicht seltenen)

Situationen gerüstet, und Beschädigung

oder vollständige Zerstörung folgen

oft innerhalb von Minuten. Eine permanente

Messung der vorwärts gerichteten und reflektierten

Leistung ist daher zu empfehlen. Verstärker,

die dieses Feature eingebaut haben,

sind einfacher und sicherer zu handhaben.

Auch hier kann es Unterschiede zwischen

den Verstärkern geben, insbesondere in

Bezug auf die Richtwirkung des Kopplers

und den Grad der Isolierung zwischen den

Anschlüssen.

Sicherheitsmerkmale wie Verriegelungen

(zur automatischen Abschaltung der Stromversorgung,

wenn z.B. eine Kammertür

geöffnet wird) sind bei den meisten Verstärkern

Standard, obwohl mehrere unabhängige

Verriegelungen ein nützliches Merkmal für

Verstärkersysteme sein können, die mehrere

Wege zu verschiedenen Kammern haben.

Modulare Verstärker, die für verschiedene

(oder mehrere) Frequenzbänder konfiguriert

werden können, bieten Vorteile sowohl in

Bezug auf die Flexibilität als auch des einfachen

Austauschs. Man sollte aber auch

nicht die physischen Dimensionen des Verstärkers

selbst, wie Größe und Gewicht,

außer Acht lassen. Idealerweise möchten

wir einen Verstärker, der eine maximale

Ausgangsleistung bei minimalem Platzbedarf

bietet.

Und schließlich kann die Fähigkeit des Fernzugriffs

und der Ferndiagnose eines Verstärkers

sehr hilfreich sein, insbesondere bei

geografisch verteilten Teams und Testlabors.

Literaturtipps

EMV

[1] Antennenanpassung ohne Formeln

erklärt, Einkaufsführer 2022/2023 hf-praxis,

S. 28ff

[2] Irritationen um Reflexionen, CQ DL

2/2022, S. 26ff

[3] HF-Leitungen verstehen und nutzen,

DARC-Verlag ◄

Von der Idee

bis zum Service.

Hochfrequenztechnik,

Elektronik und Mechanik.

Individuell & kundenspezifisch.

// Mechanik, Präzisionsfrästeile

& Gehäuse

// Schirmboxsysteme

// Schalten & Verteilen

von HF-Signalen

// Mobilfunk- & EMV-

Messtechnik

// Distribution von IMS

Connector Systems

// HF-Komponenten

MTS individuelle Lösungen

// HF geschirmte Gehäuse

// Schirmboxsysteme

// Relaisschaltfelder

// Matrixsysteme

// HF-Komponenten und Kabel

// Gefilterte Schnittstellen

// Air Interface Emulation

mts-systemtechnik.de

hf-praxis 9/2022 29


EMV

EMV und Sicherheit:

Gefahren und Risiken durch richtiges Design

vermeiden

Zuverlässigkeit, Risiko und Sicherheit gehen auch Hand in Hand, wenn wir die Auswirkungen

elektromagnetischer Störungen auf elektronische Systeme diskutieren.

bung innerhalb einer definierten

Sicherheitsspanne zu funktionieren,

ohne dass sie durch elektromagnetische

Störungen in unannehmbarer

Weise beeinträchtigt

werden.“ (ANSI C64.14-1992).

EMI- und EMV-Normen

Quelle:

EMI and Safety: Hazards,

Risks, and Designing to Avoid

Them, Cadence PCB Solutions

übersetzt von FS

Diese Probleme werden noch

verschärft, wenn wir mit kritischen

Systemen arbeiten, die

im Transportwesen, im Gesundheitswesen,

in der Energieerzeugung

und in anderen wichtigen

Bereichen eingesetzt werden.

EMI, EMS und EMC

Wenn wir uns mit Leiterplatten-Design

und elektronischen

Systemen beschäftigen, versuchen

wir ständig, Methoden zur

Beseitigung elektromagnetischer

Störungen (EMI, I = Interference)

zu finden. Bei EMI handelt

es sich um störende elektromagnetische

Energie, die von

einem Gerät zu einem anderen

oder von einer Anlage zu einer

anderen übertragen wird. Bei der

Arbeit mit elektronischen Systemen

wenden wir die Grundsätze

der elektromagnetischen

Verträglichkeit an und suchen

nach Bereichen, die anfällig für

EMI zu sein scheinen.

Handys, Schweißgeräte, Motoren

und andere Geräte erzeugen

EMI. Auf der Ebene der Geräte

gehören zu den EMI-Quellen

Mikrocontroller, Mikroprozessoren,

Sender, elektromechanische

Relais und Schaltnetzteile.

Am Beispiel von Mikrocontrollern

zeigt sich, dass

Taktschaltungen innerhalb des

Controllers breitbandiges Rauschen

erzeugen, das harmonische

Störungen im Bereich von bis zu

300 MHz enthält. EMI koppelt

sich über Leiter, abgestrahlte

elektrische Felder und Magnetfelder

in eine Schaltung ein.

Im Gegensatz dazu stellt die

elektromagnetische Empfindlichkeit

(EMS, S = Suspectibility,

Sensibility) den Grad der

Leistungsimmunität gegen elektronische

Entladungen (ESD, D

= Discharge), elektrische Interferenzen,

durch Blitzschlag

verursachte Überspannungen,

elektromagnetische Wellen und

schnelle elektrische Transienten

(EFT) dar.

ANSI definiert elektromagnetische

Verträglichkeit (EMC, C

= Compatibility) als „die Fähigkeit

elektrischer und elektronischer

Systeme, Ausrüstungen

und Geräte, in einer bestimmten

elektromagnetischen Umge-

Elektromagnetische Störungen

können ein System daran hindern,

kritische Funktionen auszuführen.

Ein durch EMI verursachtes

Problem in einem

medizinischen Gerät kann den

Austausch von biomedizinischen

Informationen unterbrechen

oder dem Personal fehlerhafte

Berichte über den Zustand eines

Patienten liefern. Die Anfälligkeit

medizinischer Geräte für

EMI reicht von den Auswirkungen

von RFID auf medizinische

Geräte bis hin zur elektromagnetischen

Verträglichkeit

von Hörgeräten, elektrischen

Rollstühlen und motorisierten

Rollern.

Das Ausmaß des EMI-Problems

und die Auswirkungen auf Verbraucher-,

Industrie- und Militäranwendungen

werden durch

das breite Spektrum an EMI- und

EMV-Normen deutlich. Behörden

wie die Federal Communications

Commission (FCC), die

International Standards Organization

(ISO), die International

Electrotechnical Commission

(IEC), das American National

Standards Institute (ANSI), das

Center for Devices and Radiological

Health (CDRH) und viele

andere Behörden haben Normen

für EMI- und EMV-Anforderungen

aufgestellt.

Diese Normen umfassen Konstruktionsanforderungen,

Emissions-

und Störfestigkeitsprüfungen.

So zeigt beispielsweise

die IEC 61508, dass die Konstruktionsanforderungen

Informationen

über die erforderlichen

30 hf-praxis 9/2022


EMV

Art der Emissions- oder Störfestigkeitsprüfung

geleitete Emission

gestrahlte Emission

Leitungsgebundene Immunität/Empfindlichkeit

gestrahlte Immunität/Empfindlichkeit

schnelle elektrische Transienten (Bursts)

Netzfrequenz-Magnetfeld-Immunität

Beschreibung der Emissions- oder Störfestigkeitsprüfung

Frequenzbereich zwischen 0,15 und 30 MHz, um die Energie zu ermitteln, die durch einen Draht oder ein

Verbindungskabel übertragen wird

Frequenzen von 30 MHz bis 1 GHz, die durch ein Medium als elektronisches Feld übertragen werden

Fähigkeit eines Produkts, elektromagnetischer Energie in einem Frequenzbereich von 0,15 bis 100 MHz zu

widerstehen, die durch externe Kabel, Netzkabel, Eingangs-/Ausgangsverbindungen oder das Gehäuse

eindringt

Fähigkeit eines Produkts, elektromagnetischer Energie im Frequenzbereich von 80 MHz zu widerstehen,

die durch die Luft dringt

simuliert Störungen, die an den Kontakten von AC-Netzschaltern oder Relaiskontakten aufgrund von

induktiver Energie entstehen

simuliert die Wirkung von Magnetfeldern auf ein Produkt, das sich in der Nähe von Leistungstransformatoren

befindet

EMI-Werte enthalten müssen.

Die Norm geht noch weiter,

indem sie Techniken und Maßnahmen

zur Beherrschung systematischer

Ausfälle aufzeigt. Ein

weiteres Beispiel ist die Norm

IEC 60601-1-2, die die allgemeinen

Anforderungen an die

Sicherheit von medizinischen

Geräten und die elektromagnetische

Verträglichkeit behandelt.

Bei der Emissionsprüfung werden

Geräte auf die Menge und

die Art der erzeugten Störungen

geprüft. Normen zur Messung

der Störfestigkeit – wie die in

IEC 1000-4-4 und IEC 1000-4-3

aufgeführten – setzen Geräte verschiedenen

Störfrequenzen aus

und messen die Fähigkeit des

Geräts, Störungen durch schnelle

Transienten und abgestrahlte

elektromagnetische Felder zu

tolerieren. In Tabelle 1 werden

verschiedene Emissions- und

Störfestigkeitstests beschrieben.

Identifizierung von

EMI-Gefahren und -Risiken

Seit Anfang der 1990er Jahre hat

die zunehmende Komplexität

von Komponenten und Systemen

in Verbindung mit dem Versuch,

Kosten zu sparen, dazu geführt,

dass die Rauschspanne für elektronische

Geräte um 3 dB erhöht

wurde. Analoge Schaltungen

haben eine Sicherheitsmarge, die

dem Signal/Rausch-Verhältnis

der Geräte entspricht. Während

digitale Schaltungen eine größere

Sicherheitsspanne haben,

schrumpft die Spanne aufgrund

der Niederspannungslogik und

der Auswirkungen eines Fehlers

auf digitale Anwendungen.

Wenn EMI das präzise Schalten

in einem digitalen Schaltkreis

unterbricht, kann ein System

zum Stillstand kommen oder

nicht funktionieren. Mit Geräten,

die mit höheren Bandbreiten

arbeiten, steigen sowohl die

Rauschemissionen als auch die

Anfälligkeit der Schaltungen.

Die Kombination aus Normen

und bewährten Entwurfspraktiken

hat den Zweck, die Risiken

bei zunehmender Komplexität

zu verringern. Da EMI kritische

Anwendungen beeinträchtigen

kann, umfassen Risikobewertungen

auch Gefahrenbewertungen

und Bewertungen der

Gefahrenwahrscheinlichkeit.

Wir definieren Gefahren als

alles, was Schaden anrichten

kann, und betrachten dann den

Grad und die Schwere des Schadens.

Bei der Risikobetrachtung

erkennen wir, dass nicht alle

Gefahren den gleichen Schaden

verursachen, und bestimmen

dann die Wahrscheinlichkeit,

dass der Schaden eintritt.

Die Gefährdungs- und Risikobewertung

umfasst die Umgebung,

die Konstruktion und die Anwendung

eines Systems. Bei der Entwicklung

von Schaltungen und

der Auswahl von Komponenten

wirken sich elektromagnetische

Störungen auf die Wahrscheinlichkeit

des Auftretens

von Schäden aus. Beim Entwurf

eines Schaltkreises müssen Sie

erkennen, wie Sie EMI beseitigen

oder abschwächen können,

um ein geringeres Risiko

zu erreichen. Das Erkennen

potenzieller Sicherheitsrisiken

und -anforderungen zusammen

mit den Risiken von EMI fließt

in den Prozess der Entwicklung

und Herstellung der Schaltung

und des Produkts ein.

Auch elektrische Gefahren sind

bei der Schaltungsentwicklung

zu berücksichtigen. Verwenden

Sie daher bewährte Entwurfspraktiken

zur Vermeidung von

EMI! Ihr Leiterplatten-Design

sollte das Ziel haben, eine hervorragende

Signalintegrität zu

erreichen. Dieses Ziel bietet

sich auch für den Aufbau einer

Schaltung an, die EMI abweist

und eine gute elektromagnetische

Verträglichkeit aufweist.

Um EMV zu erreichen, muss

das gesamte Produkt untersucht

werden, von der Leiterplatte über

die Stromversorgungen bis hin

zu den Kabeln und Gehäusen.

Ihr Entwurf sollte die Kompatibilität

zwischen digitalen und

analogen Schaltungen sicherstellen,

das Layout sorgfältig gestalten

und die Notwendigkeit einer

guten Erdung und Abschirmung

berücksichtigen.

EMV-gerechtes Design beinhaltet

die Reduzierung von Strahlungsemissionen

und die Erhöhung

der Strahlungsimmunität

durch sehr niederohmige Rückleitungen

mit einem durchgängigen

Erdungsplan und das Hinzufügen

von Schutzschaltungen

für Eingangs-/Ausgangs- und

Leistungssignale.

Die Signalintegrität wird

da durch erreicht, dass der Störpegel

deutlich unter dem Signalpegel

liegt. Bei digitalen Schaltungen

sollte der Rauschabstand

im Millivolt-Bereich liegen. Um

noch einen Schritt weiterzugehen,

müssen Sie die EMI-Emissionspegel

im Mikrovolt- und

Mikroampere-Bereich halten.

Um diese EMV-Ziele zu erreichen,

müssen Hochgeschwindigkeitssignale

die richtigen

Abschlüsse haben. Sie können

Differenzsignale verwenden,

um die Emissionen zu reduzieren,

und Entkopplungskondensatoren

an den Stromversorgungs-

Pins, um das Rauschen aus der

Stromversorgung (analog oder

Schaltrauschen) zu verringern.

Darüber hinaus müssen Ihre

Schaltungsentwürfe die Impedanz

kontrollieren. Sie können

die Impedanzkontrolle durch

Quellenabschlüsse für langsamere

Signale und durch einen

kontinuierlichen Rückweg von

Ebene zu Ebene aufrechterhalten.

Verwenden Sie einen Entkopplungskondensator,

wenn Ihr

Signal eine geteilte Ebene kreuzt.

Identifizieren Sie beim Entwurf

Ihres PCB Layouts kritische Leiterbahnen,

die anfällig für EMI

werden können. Zu diesen Leiterbahnen

gehören Leitungen,

die in die Leiterplatte eintreten

oder sie verlassen, Leitungen,

die Hochgeschwindigkeits-Taktund

Dateninformationen übertragen,

analoge Eingangsleitungen

und digitale Leitungen.

Beispielsweise der Allegro PCB

Editor von Cadence ermöglicht

alle Design-Regelprüfungen und

das Layout-Management,um Ihr

Design sicher zur Produktion zu

bringen. ◄

hf-praxis 9/2022 31


EMV

Bitte nicht stören: EMV – Kenngrößen und Messung

Prüfung auf Emissionen

Die Elektromagnetische Verträglichkeit ist ein wichtiges Thema für jedes elektrische/elektronische System.

Es darf einerseits die Umgebung nicht unzulässig beeinflussen und muss andererseits in diesen bestimmten

Umgebungsbedingungen fehlerfrei arbeiten.

Dieses mithilfe der Fourier-

Transformation gut darstellbare

Phänomen sorgt dafür, dass die

gewünschten schnellen Wechsel

Ein/Aus zur Grundlage der

EMV-Emissionen werden. Dabei

sind im Bereich bis 30 MHz vor

allem die leitungsgeführten Störungen

zu berücksichtigen. Diese

werden unterschieden in Gleichtakt-

(L und N tragen gegen PE

den gleichen Pegel) und Gegentaktstörungen

(L und N haben

unterschiedliche Pegel gegeneinander).

Im Bereich >30 MHz

sind dagegen eher abgestrahlte

Störungen relevant.

2. Immissionen, also die

Beeinflussung durch externe

Störungen

Bild 2: Messaufbau einer leitungsgebundenen Störmessung in geschirmter EMV-Kammer

Die EMV ist somit wichtig

sowohl für die Funktion eines

elektrischen/elektronischen Systems

als auch für die Einhaltung

gesetzlicher Richtlinien.

Per Definition der Richtlinie

2014/1030/EU ist die elektromagnetische

Verträglichkeit

wie definiert als „die Fähigkeit

eines Betriebsmittels, in seiner

elektromagnetischen Umgebung

zufriedenstellend zu arbeiten,

ohne dabei selbst elektromagnetische

Störungen zu verursachen,

die für andere Betriebsmittel in

derselben Umgebung unannehmbar

wären.“

Diese Störungen ergeben sich

vorrangig aus der Taktung primärseitig

bzw. der Gleichrichtung

sekundärseitig. Obwohl die

Taktfrequenz eines Schaltnetzteils

mit 70...100 kHz vergleichsweise

niedrig ist, entstehen

durch die kurzen Anstiegs- und

Abfallzeiten des Schaltransistors

auch höhere Frequenzen als

Vielfaches der Grundfrequenz.

LISN

Dies können z.B. elektrische,

magnetische oder elektromagnetische

Felder sein (durch Sendeanlagen.

Blitzeinschläge, Schaltvorgänge

im Stromnetz, HF Einstrahlung

z.B. von CPUs usw.).

Hier sollen die bekanntesten

Emissionen beleuchtet werden.

Wie erwähnt, können diese

sowohl leitungsgeführt über die

Netzzuleitung des elektrischen

Systems als auch durch Abstrahlung

erfolgen.

EUT

Autoren:

Heidrun Seelen und

Frank Cubasch

Magic Power Technology

GmbH

info@mgpower.de

www.mgpower.de

Die EMV teilt sich in zwei

Bereiche:

1. Emissionen, also die

Beeinflussung der Umgebung

Messempfänger bzw.

Spektrumanalyzer

Bild 1: Messaufbau zur Messung leitungsgeführter Störungen (vereinfacht)

32 hf-praxis 9/2022


KNOW-HOW VERBINDET

EMV

EMV, WÄRME­

ABLEITUNG UND

ABSORPTION

SETZEN SIE AUF

QUALITÄT

Elastomer- und Schaumstoffabsorber

Europäische Produktion

Kurzfristige Verfügbarkeit

Kundenspezifisches Design

oder Plattenware

Bild 3: Beispielkurve einer Messung der leitungsgeführten Störspannung

Leitungsgeführte Störungen

Diese Störungen (auch conducted emissions

genannt) werden besonders im Bereich der

Informationstechnologie (Frequenzbereich

von 150 kHz bis 30 MHz) vermessen und

analysiert. Die entsprechende Basisnorm im

IT-/Industrie-Bereich ist die neue, gegenüber

der alten Norm umfassendere EN55032. Je

nach Anwendung im Heim- oder Industriebereich

gibt es unterschiedliche Limits. Andere

Normen setzen den Frequenzbereich noch

tiefer an. Für Marineanwendungen werden

z.B. Frequenzen bereits ab 10 kHz ausgewertet.

Auch in der Militärtechnik wird der

zu vermessende Frequenzbereich erweitert.

Der Messaufbau für die Messung der leitungsgeführten

Störungen setzt sich aus

Prüfling (Equipment under Test, EUT), Netznachbildung

(Line Impedance Stabilization

Network, LISN) und Messempfänger bzw.

Spectrumanalyzer zusammen, s. Bild 1.

Die Netznachbildung stellt einerseits ein

Filter zum Netz und eine normierte Netzimpedanz

dar. Andererseits übernimmt sie

die Funktion der Signalauskopplung. Als

Empfänger kommen entweder ein Spectrumanalyzer

oder ein Messempfänger zum

Einsatz. Der Vorteil des Spectrumanalyzers

liegt in der grafischen Darstellung und hohen

Verarbeitungsgeschwindigkeit, während

der Messempfänger oftmals für Detailmessungen

eingesetzt wird. Die Messung wird

jeweils mit L- und N-Bezug durchgeführt.

Für Messungen von DC/DC-Wandlern gibt

es spezielle Netznachbildungen. Der Messaufbau

einer leitungsgebundenen Störmessung

erfolgt oft in einer geschirmten EMV-

Kammer (Bild 2).

Für die Messung sind bestimmte Normvorgaben

zu beachten, wie z.B. Länge des Eingangskabels,

Abstand der Geräte zueinander,

Bandbreite Empfänger, Messzeiten usw.

Die typischen Limits sind wie in Tabelle 1

genannt festgelegt. Die beiden Messwerte

Mittelwert (AV) und Quasipeak (QP) entsprechen

den CISPR-Vorgaben. Das CISPR

ist das Internationale Sonderkomitee für

Funkstörungen und erstellt normierte Störungsmessmethoden

für elektromagnetische

Störungen. Während der Average-Wert AV

den arithmetischen Mittelwert der Hüllkurve

-EA1 & -EA4

Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1)

bzw. 4 GHz (EA4)

Urethan oder Silikon

Temperaturbereich von ­40°C bis 170°C

(Urethanversion bis 120°C)

Standardabmessung 305mm x 305mm

Haushalt – Klasse B

Frequenz Mittelwert (AV) Quasipeak (QP)

150...500 kHz 56...46 dBµV 66...56 dBµV

500 kHz ... 5 MHz 46 dBµV 56 dBµV

5...30 MHz 50 dBµV 60 dBµV

Industrie – Klasse A

Frequenz Mittelwert (AV) Quasipeak (QP)

150...500 kHz 66 dBµV 79 dBµV

500 kHz ... 5 MHz 60 dBµV 73 dBµV

5...30 MHz 60 dBµV 73 dBµV

Tabelle 1: Leitungsgebunden: Grenzwerte für Klasse B und A

MLA

Multilayer Breitbandabsorber

Frequenzbereich ab 0,8GHz

Reflectivity­Level ­17db oder besser

Temperaturbereich bis 90°C

Standardabmessung 610mm x 610mm

Hohe Straße 3

61231 Bad Nauheim

T +49 (0)6032 9636­0

F +49 (0)6032 9636­49

info@electronic­service.de

www.electronic­service.de

ELECTRONIC

SERVICE GmbH

hf-praxis 9/2022 33

33


EMV

Frequenz Haushalt – Klasse B Industrie – Klasse A

30... 230 MHz 40 dBµV/m 47 dBµV/m

230...1000 MHz 30 dBµV/m 37dBµV/m

Tabelle 2: Abgestrahlt: Grenzwerte für Klasse B und A

des Störsignals anzeigt, stellt der

Quasipeak-Wert eine Bewertung

nach dem menschlichen Störeindruck

dar. Dadurch erhält man

einen hohen QP-Wert entweder

bei wenigen Wiederholungen,

aber mit hoher Amplitude oder

bei vielen Wiederholungen, aber

mit geringer Amplitude. Aus dieser

Definition heraus kann der

QP-Wert nur maximal so hoch

sein wie der reine Peak-Wert,

weswegen Messungen im ersten

Schritt auch nur im Peak- sowie

im AV-Modus ausgeführt werden.

Nur bei Überschreitungen

oder geringen Abständen des

Peak-Wertes zum QP-Limit werden

bestimmte Frequenzen im

QP-Modus nachgemessen. Diese

Messung ist durch die vorgegebenen

Messzeiten aufwändiger.

In Bild 3 ein Beispiel der leitungsgeführten

Störspannungsmessung

an einem Netzteil. Die

schwarze Kurve stellt das QP-

Limit dar, die rote Kurve das

AV-Limit. Die blaue Kurve ist

die Messung der Spitzenwerte

(Peak) des Netzteilprüflings. An

einigen Punkten (hier 1 bis 6)

weisen die Spitzenwerte einen

relativ geringen Abstand zum

Limit auf. Deshalb werden die

Frequenzbereiche üblicherweise

nochmals detailliert auf die QP-

Werte vermessen. Im Kurvenverlauf

kann man im unteren

Frequenzbereich die Vielfachen

der Schaltfrequenz des Netzteils

(Oberwellen 1 bis 4) erkennen.

Abgestrahlte Störungen

Neben der Messung der leitungsgeführten

Störspannung

ist die Abstrahlung ein weiterer

Bereich der Störaussendungen

bzw. Emissionen. Die Messung

erfolgt für die IT/Industrie ebenfalls

nach der EN55032 bzw. für

die Medizin nach der EN60601-

1-2. Der Messbereich erstreckt

sich von 30 MHz bis zu mehreren

GHz. Die Festlegung der

oberen Messfrequenz wird u.a.

durch die höchste Taktfrequenz

der Applikation bestimmt.

Bild 4: Messaufbau zur Messung abgestrahlter Störungen im Freifeld

In diesem Frequenzbereich sind

eher die abgestrahlten Störungen

gegenüber den leitungsgeführten

relevant, da sich bei höheren

Frequenzen elektrische (E-) und

magnetische (H-)Felder vom

Netzteil lösen. Hierbei sind im

Nahfeld (unmittelbare Nähe

zum Netzteil, je nach Definition

ein bis vier Wellenlängen) die

Feldwellenwiderstände für das

E- und H-Feld unterschiedlich.

Sie ändern sich mit dem Abstand

zum Netzteil. Dagegen pendeln

sich die Feldwellenwiderstände

für das H- und das E-Feld im

Fernfeld (>>Wellenlänge) auf

377 Ohm ein. Um die Abstrahlung

im elektrischen Feld sicher

messen zu können, müssen deshalb

gewisse Abstände (3 bzw.

10 m) eingehalten werden.

Zur Messung der Abstrahlung

gibt es verschiedene Ansätze.

Gebräuchlich sind Freifeld mit

3 und 10 m Messabstand, Absorberkammern

mit 3 und 10 m,

TEM/GTEM-Zellen (s. Bilder

4, 5 und 6) und Modenverwirbelungskammern.

Als Basis dient

das 10-m-Freifeld, auf welches

die Messwerte rückgerechnet

werden. Bei dieser Freifeldmessung

durchläuft die Antenne

einen Höhen-Scan von 1...4 m,

während ein Drehtisch den Prüfling

um 360° dreht. Neben der

Messung mit Antenne in horizontaler

Ausrichtung erfolgt

noch die Messung in vertikaler

Ausrichtung.

Bild 5: Messaufbau zur Abstrahlungsmessung im Freifeld

An dieser Aufzählung kann man

erkennen, welche Vielzahl von

unterschiedlichen Messpara-

34 hf-praxis 9/2022


EMV

Bild 6: 3,5 m große TEM-Zelle zur Abstrahlungsmessung

metern berücksichtigt werden

muss. Die Messung erfolgt im

Quasipeak Mode, ist also eine

Messung des Spitzenwerts unter

zusätzlicher Berücksichtigung

der Wiederholfrequenz. Die Zeit,

welche der Empfänger für einen

Frequenzschritt (120 kHz) im

QP Mode benötigt, liegt bei 1 s.

(sog. Sweep). Über den gesamten

Frequenzbereich führt dies

zu einer recht langen Messdauer.

Aus diesem Grund durchläuft

der Prüfling zuerst einen Peak

Sweep und wird im Nachgang

mit dem Quasipeak-Detektor

detailliert vermessen.

Bei Netzteilen mit typischen

Schaltfrequenzen von 60 bis

100 kHz sind Störfeldstärken

im niedrigen Frequenzbereich

von 3 bis 500 MHz zu erwarten.

Hier entsteht die Abstrahlung

über das Netzteil oder die

angeschlossenen Kabel, insbesondere

das Netzkabel. Die o.g.

Normen beschreiben den Messaufbau

und die Verlegung des

Kabels während der Messung.

Als Limits sind die Werte in

Tabelle 2 festgesetzt. Die Messungen

werden bei Einbaunetzteilen

oftmals in entsprechenden

Gehäusen durchgeführt, um die

Einbausituation beim Kunden in

seinem Gehäuse nachzustellen.

Das Ergebnis einer Beispielmessung

zeigt Bild 7.

Die EMV-gerechte

Konstruktion

Mit einer EMV-gerechten Konstruktion

lassen sich die Emissionen

teilweise deutlich reduzieren.

Nachfolgend einige

Tipps dazu:

1. Das Netzteil sollte möglichst

nah am Netzeingang platziert

werden.

2. Die Netzzuleitung im Gehäuse

sollte möglichst kurz sein. Je

größer der Abstand des Kabels

zur restlichen Elektronik ist,

desto geringer ist die Gefahr,

dass HF Störungen über das

Netzkabel nach außen geleitet

werden.

3. Die Zuleitung sollte möglichst

nicht über die Applikation bzw.

über das Netzteil geführt werden,

da sich ansonsten eine Störspannung

einkoppeln kann.

4. Wenn möglich, sollten

Gehäuse und Deckel großflächig

und niederohmig geerdet

werden.

5. Masseschleifen sollten vermieden

werden.

6. Insbesondere bei großen Frequenzen

ist die Größe der Gehäuseschlitze

zu beachten. Kleine

Schlitze sind von Vorteil.

7. Nutzen Sie die Möglichkeit,

bei Ihrem Netzteillieferanten

oder in einem Labor EMV-

Vormessungen (Precompliance

Messungen) durchführen

zu lassen. So können frühzeitig

potentielle Störquellen ausfindig

gemacht und später Zeit

und Kosten gespart werden. ◄

Bild 7: Beispielkurve einer Messung der abgestrahlten Störspannung

hf-praxis 9/2022 35


EMV

Universelle und breitbandige EMV-Messungen

Leistungsstarke Antennen für alle Anwendungsbereiche von Aaronia sichern auch erfolgreiche EMV-

Messungen.

Internationale EMV-Standards

fordern die Messung von

Störaussendung und Störfestigkeit

in immer höheren Anforderungen,

beispielweise breiterer

Frequenzbereiche. Bei der Verwendung

schmalbandiger Antennen

erhöht sich zwangsläufig

der Zeitaufwand erheblich, da

jede Messung entsprechend der

Anzahl erforderlicher Antennen

zum Ändern des Messaufbaus

unterbrochen werden muss.

Als Spezialist für EMV-Messungen

bietet die Aaronia AG

dem Techniker ein breites Produktportfolio

unterschiedlichster

Antennen sowie Zubehör für

die verschiedensten Anforderungen

und etabliert sich hiermit

als Vollsortimenter in diesem

Bereich.

für professionelle EMV- und

Precompliance-Tests geeignet.

Es gibt diese Kombiantennen aus

bikonischen und logarithmischperiodischen

Komponenten in

zwei unterschiedlichen Varianten,

mit denen sehr breitbandig

von 20 MHz bis 3 GHz beziehungsweise

6 GHz gemessen

werden kann. Sie sind von ihrer

Befestigung her so konzipiert,

dass sich die Antenne innerhalb

weniger Sekunden umdrehen

lässt, wenn die jeweils andere

Ebene gemessen werden soll.

Dazu wird einfach die Handschraube

gelöst, das ganze

Gestell um seine Achse gedreht

und wieder befestigt.

Beide Ebenen zeitgleich

Mit der PowerLog Pro EMI

Antennenserie steht eine doppelt

polarisierte Hornantennen-Familie

zur Verfügung, welche das

horizontale und/oder vertikale

Messen ohne Neuarrangierung

des Messaufbaus ermöglicht.

Bis zu 500 W Sendeleistung prädestinieren

die PowerLog-Serie

insbesondere für EMV- beziehungsweise

Störaussendungs-

Messungen. Der mit steigender

Frequenz bis zu maximal 17 dBi

linear ansteigende Antennengewinn

wirkt den zunehmenden

Kabelverlusten bei höheren

Frequenzen kompensierend

entgegen.

Für mobile und stationäre

Anwendungen

Die handlichen EMV-Messantennen

der BicoLog-Serie haben

eine radial-isotropische Empfangscharakteristik,

und diese

erlaubt präzise omnidirektionale

Messungen im angegebenen

Frequenzbereich. Hierdurch lassen

sich auch restriktive EMV-

Normen wie EN55011 oder

EN55022 abdecken.

Die BicoLog 30100E ist für

einen Frequenzbereich von 30

MHz bis 1 GHz ausgelegt, die

BicoLog 20100E sogar für den

Frequenzbereich von 20 MHz

bis 1 GHz. Beide Messantennen

sind sehr leicht und eignet sich

sowohl für den stationären

als auch mobilen Einsatz. Sie

besitzen einen hochwertigen

SMA-Anschluss. Geräte mit

N-Anschluss können über einen

optional erhältlichen Adapter

angeschlossen werden.

Nahfeldsonden im Set

Die Hochleistungs-EMV-Probe-

Sets sind mit jedem Spektrumanalysator

oder Oszilloskop kompatibel

und erlauben punktgenaue

Messungen von Störquellen.

Zugleich sind sie bewusst als

passive Geräte ausgeführt, um

sie auch zum Senden nutzen zu

können. Somit können Störstrahlungsempfindlichkeiten

leicht

festgestellt und entsprechende

Aaronia AG

www.aaronia.de

Breitbandige Referenzantenne

Aufgrund der sehr hohen Genauigkeit

und mit über 300 W

Maximalleistung sind die Hyper-

Log-EMI-Antennen sowohl für

Immunitätstests prädestiniert

als auch als Referenzantenne

36 hf-praxis 9/2022


EMV

Bauteile und Schaltungen schnell

und präzise lokalisiert werden.

Jedes Set beinhaltet vier Probes

für magnetische Felder und eine

Probe für elektrische Felder.

Da die Messung potentialfrei

erfolgt, wird das Störsignal nicht

beeinträchtigt. Um Messungen

an Schwingkreisen oder Netzleitungen

gefahrlos zu ermöglichen,

sind die Sonden mit einer

Isolierschicht umgeben.

Das PBS1 (passiv) erlaubt die

Lokalisierung von EMV Störquellen

von DC bis 9 GHz. Mit

den Sonden lässt sich punktuell

ermitteln, ob es eine Störung auf

einer Platine gibt und welches

Bauteil hierfür gegebenenfalls

verantwortlich ist.

Zum Lieferumfang gehören die

fünf Sonden im praktischen Alukoffer,

ein 1 m langes Kabel mit

SMA-Anschluss sowie Umrechnungstabellen.

Das PBS 2 beinhaltet zusätzlich

einen leistungsstarken und

rauscharmen 40-dB-Vorverstärker,

der auch die Messung deutlich

schwächerer Störquellen

ermöglicht. Daher eignet sich

dieses Nahfeldsonden-Paket

besonders zur Lokalisierung von

Störstrahlungsquellen, Abschätzung

von Störfeldstärken, Überprüfung

von Abschirm- und

Filtermaßnahmen sowie der

Identifizierung fehlerhafter Bauelemente.

Komplettlösungen für sichere

Echtzeit-EMV-Messungen

Aus einem sehr breiten

Angebot an Antennen und

Spektrumanalysatoren hat Aaronia

mehrere Komplettpakete für

Nah- und Fernfeld-Messungen

zusammengestellt. Diese beinhalten

die gängigsten Produkte

zum Messen und Lokalisieren

von Störstrahlungsquellen oder

zur Überwachung von EMV-

Problemen.

Die drei Echtzeit-EMV-Pakete

basieren auf dem Echtzeit-

Spektrumanalysator Spectran

V6-500X USB. Mit einer Sweep-

Geschwindigkeit von bis zu 440

GHz/s und einer Echtzeitbandbreite

von mindestens 80 MHz

können extrem kurzzeitige Störsignale

erfasst und deren Ursache

ermittelt werden. Der kalibrierte

Frequenzbereich reicht

von 10 MHz bis 6 GHz (optional

8 GHz), allerdings können

die Geräte auch problemlos für

niedrigere Frequenzen verwendet

werden.

Die Ermittlung von Frequenzund

Signalstärke etwaiger

Störsignale sowie die gleichzeitige

Anzeige

mehrerer Grenzwerte

erhöht die

Geschwindigkeit

der Messung

signifikant.

Zusätzlich

ist ein Vektor-

Signalgenerator

integriert,

welcher auch

Immunitätsmessungen

mit nur

einem Gerät ermöglicht.

Auch

das Testen von

Abschirmmaßnahmen

wird

hiermit vereinfacht

und somit

beschleunigt.

Es kann das

höherwertige

Spectran

V6-2000X Gerät

in das Paket integriert

werden, welches über

160 MHz Echtzeitbandbreite

(optional 245 MHz) verfügt und

Sweep-Geschwindigkeiten >1

THz/s ermöglicht.

EMV-Pakete – Allrounder fürs

Labor

Die drei seit vielen Jahren etablierten

EMV-Messpakete beinhalten

den Spectran NF-5030 mit

einem Frequenzbereich von 1 Hz

bis 1 MHz sowie den Spectran

HF-60100 V4 mit einem Frequenzbereich

von 1 MHz bis

9,4 GHz.

Die Pakete eignen sich je nach

Ausführung zur Lokalisierung

von EMV-Problemen aller

Art, zur Ermittlung von Störquellen

auf Baugruppen oder

im EMV-Labor durchgeführte

Messungen (z.B. EN55011,

EN55022, EN50371) nachzukontrollieren.

Die Messgeräte

sind mit einer USB-Schnittstelle

mit Echtzeit-Remote-Control für

den Anschluss an PC oder MAC

ausgestattet.

Die modulare Echtzeit-Spektrumüberwachungs-Software

RTSA-Suite Pro inklusive Aufzeichnungs-

und Wiedergabefunktion

gehört zum Lieferumfang

aller Spectran V6 Echtzeit-Spektrumanalysatoren.

Sie erlaubt unter anderem die

lückenlose Echtzeit-3D-Ansicht

mit bis zu 25 Mio. Samples pro

Sekunde.

Die RTSA Suite ist intuitiv per

Drag&Drop konfigurierbar, um

unterschiedlichste Hardware zu

verbinden und Einstellungen/

Ansichten individuell anzupassen.

Die Software bietet

unter anderem die gleichzeitige

Anzeige mehrerer Spektren,

Histogramm-Funktion, Wasserfall-Anzeige,

unlimitierte Marker-Anzahl

oder eine komplexe

Grenzwertanzeige.

Zum Betrieb der Software werden

mindestens 2 GB Arbeitsspeicher,

ein Quad-Core-Prozessor

mit 1,6 GHz Taktfrequenz

und AVX2-Unterstützung

sowie Windows 10 benötigt.

Damit ist die RTSA-Suite Pro

auch auf kleineren Computern

lauffähig. ◄

hf-praxis 9/2022 37


EMV

EMV-Software zum Messen, Regeln,

Überwachen und Dokumentieren

Nexio BAT-EMC ist eine hardware-unabhängige

Labor-Software

zur Durchführung von

EMV-Prüfungen, zur Prüflingsüberwachung

und zum

Labor-Management. Über 90

Mitarbeiter bei Nexio Frankreich

gewährleisten damit eine

zukunftssichere Lösung.

Flexibel, einfach zu bedienen

und völlig unabhängig von

Messgeräten oder Komplettsystemen,

bietet BAT-EMC eine

Antwort auf die steigenden Produktivitäts-

und Qualitätsanforderungen

der EMV-Prüfungen.

Kostenlose Treibererstellung

und eine Datenbank von >500

existierenden Treibern sichern

eine zügige Installation.

Diese Software wird heute

sowohl von akkreditierten Full-

Compliance- als auch von Pre-

Compliance-Laboren in allen

wichtigen Marktsektoren wie

Automobil, Luft- und Raumfahrt

und Verteidigung sowie kommerzielle

Elektronik weltweit

eingesetzt. Alleine in Deutschland

gibt es bereits über 70

Installationen. Schnelle Software-Unterstützung

ist das Kernelement

jeder Installation.

Der Spezialist Hartmut Beyer

mit Sitz in München betreut

Kunden und bildet die Schnittstelle

zu den Entwicklern in

Frankreich für Vorführungen,

Installationen und Support.

Grundsätzlich ist die EMCO

Elektronik GmbH der lokale

Ansprechpartner in Deutschland,

Österreich und der Schweiz für

die Produkte der Firma Nexio

SAS.

■ EMCO Elektronik GmbH

info@emco-elektronik.de

www.emco-elektronik.de

Vielseitige EMV-Verstärker

EMCO Elektronik bietet seit

über 30 Jahren EMV-Leistungsverstärker

für vielfältige

Anwendungen an. Von reinem

Klasse-A-Betrieb über Klasse-

A/AB-Mischbetrieb bis hin zu

Klasse-B-Betrieb können die

Spezialisten den richtigen Verstärker

exakt für einen bestimmten

Anwendungsfall beim Kunden

auswählen.

EMV-Verstärker haben ihre

Eigenheiten. Kurzschluss- und

Leerlauffestigkeit sind dabei

ebenso wichtig wie eine große

Linearität, interne Schutzschaltungen

gegen Fehlbedienung/

Zerstörung sowie modernste

Fernsteuer-Schnittstellen. Die

Kühlung erfolgt meist über eine

Zwangsbelüftung mittels integrierter

Lüftersysteme; bei hohen

Leistungen ist aber auch eine

Flüssigkeitskühlung eine Option.

Die Verstärkersysteme von

PRÂNA, Frankreich, bedienen

Anwendungsfälle von 9 kHz bis

6 GHz mit bis zu 12 kW CW und

bestechen durch hohe Leistungsentfaltung

im Klasse-A-Betrieb.

Die Firma Exodus Advanced

Communications, USA,

ist als einzigartiger OEM von

Leistungsverstärkern im Frequenzbereich

9 kHz bis 50 GHz

mit verschiedenen Ausgangsleistungen

und Rauschzahlen

bekannt und unterstützt kundenspezifisches

Design und Fertigungsanforderungen

für kleine

und große Verstärkung.

■ EMCO Elektronik GmbH

www.emco-elektronik.de

E-Feld-Sonde misst von 10 MHz bis 40 GHz

ETS-Lindgrens jüngster Neuzugang

in der Feldsonden-

Familie Modell EMSense 40

erfüllt und übertrifft die Anforderungen

für Automotive,

MIL-STD und kommerzielle

EMV-HF-Störfestigkeitsprüfungen.

Die lasergespeiste

EMSense 40 E-Feld-Sonde vereint

die neusten Innovationen

im isotropen Sensor-Design

sowie rauscharme und miniaturisierte

Elektronik. Entwickelt

für den Frequenzbereich

10 MHz bis 40 GHz, misst

die EMSense 40 kontinuierlich

Daten über den gesamten

Dynamikbereich von 1 bis

1000 V/m. Datenwerte können

für jede Achse (X, Y und

Z) einzeln und summiert ausgelesen

werden. Durch das

äußerst schlanke, dreiachsige

Dipolantennen-Design bietet

die EMSense 40 frequenzkorrigierte

Feldstärkewerte

direkt von der Sonde, ohne

dass externe Korrekturfaktoren

angewendet werden müssen.

Die Qualität der Messwerte

wird durch das hausinterne

und nach A2LA-Standard

akkreditierte Kalibrierlabor

von ETS- Lindgren sichergestellt.

Die EMCO Elektronik

ist Ansprechpartner für die Produkte

der Firma ETS Lindgren

in Deutschland und Österreich.

■ EMCO Elektronik GmbH

info@emco-elektronik.de

www.emco-elektronik.de

38 hf-praxis 9/2022


EMV

HF-geschirmte Kammern für großflächige WLAN-Tests

Die HDRF-CHM-Serie von RF Electronics

sind HF-geschirmte Kammern, die für

großflächige WLAN-Tests und Tests von

drahtlosen Geräten mit mehreren Clients

und APs im Bereich von 10 kHz bis 18

GHz konzipiert sind. Sie verfügen über

einen dicken HF-absorbierenden Schaumstoff,

der stehende Wellen und Reflexionen

dämpft und eine hohe Isolierung bietet,

um eine genaue Leistung zu erzielen. Die

Kammern verwenden nicht brennbare Pyramiden-/Keil-/Flachabsorber

(Multilayer).

Die Art des Absorbers kann je nach Anforderung

angepasst werden.

Belüftungsöffnungen und Klimakanäle

werden installiert, um die Kammer bei

Bedarf zu belüften und abzukühlen. Der

Kunde kann die Anzahl der erforderlichen

Kanäle angeben, die in der Kammer vorinstalliert

werden können. Die Abmessungen

und die Anzahl der Entlüftungsöffnungen

werden unter Berücksichtigung

der Kanalöffnung ausgewählt, um eine

angemessene Kühlung/Konditionierung

zu gewährleisten.

Die HF-Kammern verfügen über abgeschirmte

Leistungsfilter, um Stromanschlüsse

innerhalb der Kammer zu ermöglichen

und gleichzeitig alle Funksignale zu

blockieren. Durch ihre robuste und modulare

PAN-Konstruktion sind sie außerdem

so konzipiert, dass sie über einen langen

Zeitraum hinweg stabil sind. Diese Kammern

sind ideal für eine Vielzahl von

Anwendungen, einschließlich drahtloser

Tests, digitaler Forensik, Forschung und

Entwicklung sowie EMI/EMV-Tests.

Weitere Daten:

• Testabstand: 1 m

• Wirksamkeit der Abschirmung:

60 bis 100 dB

• Abmessungen: 10 (B) x 8 (H) x 12 (T)

Zoll

• kundenspezifische Abmessungen:

möglich

• Anwendung: drahtlose Tests, digitale

Forensik, F&E, EMI/EMV-Tests, Bluetooth,

RFID, 3G, 5G Gerätetests

■ RF Electronics

www.rf-electronics.com

Kompaktes und ausbaufähiges

Testsystem auch für EMV

Koaxialer Überspannungsschutz

arbeitet von DC bis 1,2 GHz

Mit dem innovativen Axos-

System können normkonforme

vordefinierte Prüfroutinen und

produktspezifische Standards für

Surge, EFT/Burst, Voltage Dips

und Interrupts, Pulsed Magnetic

Field, Ring und Telecom-Wave-

Prüfungen durchgeführt werden.

Die graphisch unterstützte

Bedienung kann über ein großes

Touchdisplay oder vom PC aus

erfolgen. Das verständlich zu

bedienende Menü macht das Prüfen

einfach und zuverlässig, auch

für weniger routinierte Benutzer.

Zahlreiche Zusatzfunktionen

ermöglichen eine einfache Integration

des Testsystems in kundenspezifische

Testumgebungen.

Haefely Axos 5 und 8:

• Surge 1.2/50 µs ... 8/20 µs,

61000-4-5

• EFT/Burst; 61000-4-4

• Voltage Dips; 61000-4-11

• Magnetic Field; 61000-4-9

• Ring Wave; IEEE C62.41

• Telecom Wave 10/700 µs;

61000-4-5

Passendes Zubehör: CDN und

Transformatoren, EUT-Überwachung,

Reporting-Software,

umfangreiche Testsequenzen,

Warn- und Sicherheitszubehör

Haefely produziert innovative

EMV-Störfestigkeits-Prüfsysteme

Made in Switzerland für

EFT/Burst & Surge Immunity,

Oscillating, Magnetic Field,

Voltage Dips & Interrupts, Electrostatic

Discharge (ESD) und

Coupling/Decoupling Networks

(CDN). Haefely ist ein starker

und zuverlässiger Partner für

EMV-Messungen.

Für weitere Details, sowie kommerzielle

Informationen steht

das EMCO-Team gern zur Verfügung.

■ EMCO Elektronik GmbH

info@emco-elektronik.de

www.emco-elektronik.de

Der 098-1013G-A von PolyPhaser

ist ein koaxialer HF-Überspannungsschutz,

der von DC bis

1,2 GHz arbeitet. Er kann eine

CW-Eingangsleistung von bis

zu 100 W und einen Stoßstrom

von 20 kA verarbeiten. Dieser

50-Ohm-Überspannungsschutz

hat eine Einfügedämpfung von

weniger als 0,1 dB und ein SWR

von 1,1. Er wurde entwickelt,

um elektromagnetische Impulse

(EMP) oder Überspannungen

zu verhindern, die häufig durch

Blitzschlag oder andere starke

elektrische Veränderungen verursacht

werden.

Dieser RoHS-konforme Schutz

bietet Multi-Strike-Fähigkeit und

integriert Gasentladungsröhren-

Technologie zum Schutz von

Geräten vor Hochspannungseinschlägen.

Er wird in einem

koaxialen In-Line-Design hergestellt

und arbeitet über eine

große Bandbreite.

Dieser IP-67-zertifizierte Überspannungsschutz

ist in einem

Lochmontagemodul mit den

Abmessungen 2,76 x 1 x 2,25

Zoll und N-Typ-Buchsen erhältlich

und eignet sich nahezu ideal

für den Einsatz in HF-, UHFund

VHF-Funkgeräten, Amateurfunkgeräten

und industriellen

Fernüberwachungsanwendungen.

Weitere Daten:

• Material des Gehäuses:

Aluminium

• DC-Behandlung: DC Block

• Richtungsabhängigkeit: bidirektional

• Luftfeuchtigkeit: max. 90%

• IP-Bewertung: IP67

• Montage: Bohrlochmontage

• Gewicht: 159 g

• Betriebsstrom: 2 A

• Betriebsspannung: 48 V

• Betriebstemperatur:

-40 bis 85 °C

■ PolyPhaser

www.polyphaser.com

hf-praxis 9/2022 39


EMV

Magnetische Lösungen zur EMI-Filterung

Elektrisches Rauschen oder EMI

ist eine häufige Herausforderung

für Entwickler von Hochfrequenzprodukten

und zugehörigen

Stromversorgungen. EMI-

Probleme gibt es zwar schon

lange, aber mit der exponentiell

wachsenden Zahl elektrischer

und elektronischer Geräte und

der zunehmenden Wichtigkeit

der drahtlosen Kommunikation

haben sie sich weiter verschärft.

Zu den zwei Hauptformen des

elektrischen Rauschens gehören

die geführte EMI (elektrische

Störungen, die durch

unbeabsichtigten physischen

Kontakt von Leitern entstehen)

und die abgestrahlte EMI,

die durch induktive Kopplung

zwischen nahe beieinanderliegenden

Schaltungselementen

verursacht wird. Unabhängig

von der Form beeinträchtigt

EMI den Betrieb von Geräten

und Anlagen, was häufig zu

Fehlfunktionen, latenten oder

katastrophalen Ausfällen und

kostspieligen Ausfallzeiten in

industriellen und gewerblichen

Einrichtungen führt.

Abschwächung des Rauschens

in modernen Anwendungen

Im Gegensatz zu Differential-

Mode/Gegentakt-Störungen

beziehen sich Common-Mode/

Gleichtakt-Störungen auf elektrisches

Rauschen, das in einem

Leitungspaar in dieselbe Richtung

fließt. Zu den häufigen

Quellen gehören Potenzialunterschiede

zwischen Erdungen,

HF-Streusignale, Wechselrichter

und Gleichstromschaltungen von

Motoren. Geführte Störungen

in Stromleitungen können auch

den Radio- und Fernsehempfang

stören.

Magnetische Komponenten

wie Induktivitäten und Drosseln

können die EMI-Filterung in

elektrischen Schaltungen übernehmen.

Gleichtaktdrosseln

sind magnetische Elemente, die

hochfrequentes Rauschen blockieren,

das bei zwei oder mehr

Daten- oder Stromleitungen auftritt,

während sie bestimmte niederfrequente

Nutzsignale oder

-ströme durchlassen. Einige

wesentliche Überlegungen bei

der Auswahl von Gleichtakt-

Drosseln sind eine hohe Leistungsdichte,

hohe Nennströme

sowie ein breites Spektrum an

Impedanz- und Induktivitätswerten.

Gleichtakt-Drosseln mit

kleinen Grundflächen

Diese Faktoren hängen alle von

der erforderlichen Rauschdämpfung,

dem Frequenzbereich

und den Strombelastungsspezifikationen

ab. Aufgrund der

schnellen Miniaturisierung und

des Platzmangels in modernen

Anwendungen wie IoT-Geräten,

Wearables und tragbarer Unterhaltungselektronik

müssen elektronische

Komponenten klein

genug sein, um auf Leiterplatten

mit hoher Bauteildichte Platz zu

finden. Daher sind Gleichtakt-

Drosseln mit kleinen Grundflächen

ideal.

EATONs Lösungen zur

Gleichtaktfilterung

ECM-Drosseln (EATON Common

Mode) eignen sich für eine

leistungsstarke EMI-Filterung in

verschiedenen Industrie-, Energie-,

Medizin- und Consumeranwendungen.

Beispiele hierfür

sind industrielle IoT-Geräte,

Bewegungssteuerungen, intelligente

Zähler, Solar-/Windgeneratoren,

Ladegerätesteuerungen,

Diagnosegeräte, Fernüberwachung,

Hightech-Consumer

Produkte und batteriebetriebene

Geräte.

Zwei Familien

Eaton ECM ist eine neue Reihe

von Gleichtaktdrosseln, die aus

zwei Familien besteht: ECMT

und ECMS. ECMS wird in

drei Versionen angeboten:

ECMS1V0704, ECMS1V0905

und ECMS 1V1306, während

die ECMT-Produkte in drei

Ausführungen erhältlich sind:

ECMT1V17, ECMT1V20 und

ECMT1V24. ECMT1V17 und

ECMT1V20 sind sowohl in

horizontalem als auch in vertikalem

Aufbau erhältlich. ECMs

werden in verschiedenen Größen

für THT- und SMD Montage

von 7 bis 24 mm angeboten.

Die ECMs von Eaton

bieten ein breites Spektrum an

Induktivitäts-, Impedanz- und

Stromwerten, bei gleichzeitiger

leistungsstarker Rauschfilterung

in den heutigen Hochfrequenzund

Stromleitungsschaltungen.

Sowohl ECMS als auch ECMT

weisen eine optimale Kombination

von Filtermöglichkeiten,

von der Hochspannungsisolierung

bis zur EMI-Immunität,

die für eine Vielzahl kommerzieller

Anwendungen ideal ist,

auf. Eaton ECMs können bei

Betriebstemperaturen von -40

bis +125 °C zuverlässig eingesetzt

werden.

Mehrere Vorteile

Die verschiedenen Ausführungen

bieten größere Flexibilität

bei der Auswahl für Anwendungen,

bei denen kleine und

große Produkte verwendet werden,

wodurch die Leiterplattengröße

reduziert oder mehr Leistung

bei gleicher Größe hinzugefügt

werden kann. Vorteile:

• Unterdrückung von Gleichtaktstörungen

bis 100 MHz

• EMI-Immunität in verschiedenen

Anwendungen

• optimal zur Rauschunterdrückung

über einen breiten Frequenzbereich

• geeignet für den Einsatz in

Hochspannungssignalleitungen

• verbessern die Anwendungszuverlässigkeit

unter einer

Vielzahl von Umgebungsbedingungen

• geeignet für eine Vielzahl von

Anwendungen

■ Codico

www.codico.com

40 hf-praxis 9/2022


Funkmodule

GNSS-Module für exzellente Performance in portablen Geräten

einen extrem niedrigen Energieverbrauch

erfordern. Außerdem

ist es bestens für Consumerund

Industrie-Applikationen

gerüstet.

Die Key Features des LC76F:

• Multi-GNSS Engine for

GPS, Glonass (or BeiDou)

and QZSS

• Industry-leading sensitivity of

-165 dBm during tracking and

-148 dBm during acquisition

• integrated LNA for high sensitivity

• supports multiple low-power

modes to ensure ultra-low

power consumption

• supports UART and I 2 C Interfaces


Günstiges LPWA-Modul mit neuem Unicsoc-

Chipsatz für M2M und IoT

tekmodul GmbH

www.tekmodul.de

Mit dem LC76F-GNSS-Modul

von Quectel liefert der chinesische

Funkmodul-Spezialist

eine weitere Neuheit mit Spitzen-Performance

ab. Das überaus

kompakte Modul (10,1 × 9,7

× 2,3 mm) unterstützt den simultanen

Empfang von GPS, Glonass

(oder BeiDou) sowie QZSS.

Außerdem kann es jede Kombination

aus GPS-, Glonass- (Bei-

Dou-) und SBAS-Signalen erfassen

und nachverfolgen. Darüber

hinaus ist die LC76F-Reihe mit

den hauseigenen Modulen L76,

L76-L sowie L76-LB kompatibel.

Dadurch ist eine Migration

sehr einfach und unkompliziert

durchführbar. Der sehr stromsparende,

günstigere Chipsatz

macht das LC76F zudem sehr

interessant für preissensitive

Anwendungen.

Einfache Integration und

Handhabung

Das neue LC76F-GNSS-Modul

von Quectel kommt mit einem

bereits verbauten LNA, der auch

in fordernden Umgebungen verbesserte

Sensitivität, Genauigkeit

sowie schnelle Erfassung

und Verfolgung von Signalen

ermöglicht. Mithilfe der Multi-

GNSS-Konstellationen können

Nutzer mehr Satelliten erreichen

und gleichzeitig die Time-to-

First-Fix reduzieren – auch bspw.

in Straßenschluchten.

Dabei eignet sich das LC76F

insbesondere für industrielle

PDAs oder portable Geräte, die

Mit dem Cat 1 Modul EG915-

N-EU von Quectel bekommen

Anwender eine hervorragende

LPWA-Lösung für besonders

preissensitive Applikationen

in M2M und IoT. Das Funkmodul

mit Release-9-Technologie

liefert ihnen maximale

Datenraten von bis zu

10 Mbps im Downlink sowie

5 Mbps im Uplink. Außerdem

ist es dank vereinheitlichtem

Formfaktor mit weiteren

Quectel-Modulen kompatibel.

Dazu zählen die Module

M95, UG96, BC95-G, die

LTE Cat M1/Cat NB2 Reihe

BG95, aber auch das BG96,

die EG91- sowie die EG95-

Serie. Dadurch können Nutzer

ganz einfach zwischen

verschiedenen Netzwerken

wechseln.

Gute Ausstattung

und flexible

Einsatzmöglichkeiten

Das Cat 1 Modul EG915-N-

EU von Quectel überzeugt mit

seinen umfangreichen Features

und Ausstattungsmerkmalen.

Neben zahlreichen

Internet-Protokollen und

Schnittstellen bietet es auch

diverse weitere Funktionalitäten

(USB serial drivers für

Windows 7/8/8.1/10, Linux,

Android). Dadurch können

Anwender das EG915-N-EU

in vielen verschiedenen Lowpower/Wide-area-Applikationen

wie industriellen PDAs

und Router sowie in Tablet

PCs einsetzen. Zudem sind

auch die Videoüberwachung

oder digitale Leitsysteme

ideale Anwendungsfelder für

das Quectel-Modul.

Features und

Eigenschaften des EG915N:

• LTE Cat 1 Module optimized

for M2M and IoT

applications

• Worldwide LTE, GSM/

GPRS/EDGE coverage

• supports DFOTA

• super cost-effective

• LTE multi-mode module in

compact size

• Dimensions: 23.6 × 19.9 ×

2.4 mm

• supports WiFi Scan

• Operating Temperature: -35

to +75 °C

■ tekmodul GmbH

www.tekmodul.de

hf-praxis 9/2022 41


Funkmodule

Warum das 400-MHz-Spektrum ideal für kritische

Kommunikation ist

Mit hohen Reichweiten, hervorragender Signaldurchdringung und vielen bereits vorhandenen

Basisstationsnetzwerken bildet das 400-MHz-Spektrum die ideale Grundlage für Anwendungen, bei denen eine

ausgesprochen stabile Kommunikation erforderlich ist.

400 MHz: drei wesentliche

Vorteile für kritische

Infrastrukturnetzwerke

Autoren:

Ludger Boeggering,

Senior Principal Application

Marketing, Energy and

Industry 4.0

Samuele Falcomer,

Principal Product Manager,

Product Center Cellular

u-blox

www.u-blox.com

Die Bedeutung einer robusten

Kommunikationstechnologie

für die moderne Zivilisation

kann gar nicht hoch genug eingeschätzt

werden. Von der Reaktion

auf große Katastrophen bis

hin zum täglichen Betrieb kritischer

Infrastrukturen hängt

alles davon ab, dass Menschen

und Anlagen in der Lage sind,

sich gegenseitig zuverlässig

Daten und Anweisungen zu übermitteln.

Und diese Abhängigkeit

von belastbarer Kommunikationstechnik

wird angesichts der

Ausbreitung von Smart Cities

und Smart Utility Networks weiter

zunehmen.

Management kritischer

Infrastrukturen

Die Bedeutung der Kommunikationsnetzwerke

für unser reibungsloses

und sicheres Zusammenleben

in der Gesellschaft wurde von

Behörden erkannt und spiegelt sich

in den Anforderungen an die Netzwerke

wider, die für das Management

kritischer Infrastrukturen

eingesetzt werden. In Europa beispielsweise

müssen die Netzwerke,

die Stromnetze und andere kritische

Infrastrukturen steuern, bei einem

Stromausfall mindestens 24 Stunden

lang betriebsbereit bleiben. Das ist

deutlich länger als bei vielen kommerziellen

Mobilfunknetzwerken.

Um dieses Niveau der Ausfallsicherheit

zu erreichen, drängte die

europäische Energiewirtschaft auf

die Einführung von Frequenzbändern

des Sub-1-GHz-Spektrums. Die

3GPP-Standards bieten jetzt einen

privilegierten Zugang zu den 410-

und 450-MHz-Frequenzbändern für

die LTE-Kommunikation mit LPWA

(Low-Power Wide Area), Sprachkommunikation,

LTE, LTE-M und

NB-IoT.

Weltweit werden jetzt die Frequenzbänder

um 400 MHz versteigert,

um private oder öffentliche Netzwerke

zur Unterstützung kritischer

Kommunikation aufzubauen. Zu

den Vorreitern gehören Polen, Estland,

Deutschland, die Tschechische

Republik, die Niederlande und

Südafrika sowie Teile des Nahen

Ostens und Südamerikas. Weitere

Länder in Europa werden voraussichtlich

folgen.

Einer der größten Vorteile des 400

MHz-Spektrums im Zusammenhang

mit kritischer Kommunikation

ist seine hohe Reichweite. Die

meisten kommerziellen LTE-Bänder

werden oberhalb von 700 MHz

betrieben, einige 5G-Netzwerke

sogar bis zu 39 GHz. Dadurch

können sie hohe Datenraten liefern,

wie sie für Anwendungen

wie das Streaming von Videos in

hoher Qualität erforderlich sind.

Der Nachteil ist jedoch, dass sich

die Signale schnell abschwächen,

so dass ein sehr dichtes Netz von

Basisstationen erforderlich ist.

Selbst ein relativ kleines Land wie

die Niederlande benötigt zehntausende

von Basisstationen, um eine

flächendeckende Versorgung mit

kommerziellem LTE zu erreichen.

Das 400-MHz-Spektrum dagegen

stellt das andere Extrem dar.

Aufgrund der höheren Reichweite

sind deutlich weniger Basisstationen

erforderlich: nur einige tausend

in einem Land von der Größe

der Niederlande. Wenn es um den

robusten Betrieb kritischer Infrastrukturen

geht, ist die Aufrechterhaltung

eines Netzwerks dieser

Größe, mit allen erforderlichen

Stromredundanzen, viel einfacher

zu handhaben als bei dem oben

beschriebenen kommerziellen

LTE-Netzwerk.

Die geringere Dämpfung der

Signale im 400-MHz-Spektrum

hat einen zweiten großen Vorteil:

Sie können Wände und andere feste

Werkstoffe durchdringen. Damit

eignet sich das Spektrum ideal

für Anwendungen wie intelligente

Messgeräte von Versorgungsunternehmen,

die in der Erde verbaut

oder in den Häusern der Menschen

installiert werden können.

42 hf-praxis 9/2022


Funkmodule

Drittens verfügen viele Länder

bereits über eine umfangreiche

Basisstations-Infrastruktur vor

Ort, die das 400-MHz-Spektrum

unterstützt. Das liegt daran,

dass es schon lange existiert und

zunächst für PAMR (Professional

Analog Mobile Radio) und später

für CDMA-basierte Netze verwendet

wurde. Bei letzteren wurde

die hohe Reichweite genutzt, um

auch entlegene und dünn besiedelte

Gebiete in Afrika und Nordeuropa

zu versorgen.

Großes Spektrum an sich ständig

erweiternden Anwendungen

Die Möglichkeiten, die sich durch

robuste Mobilfunknetzwerke

ergeben, welche Frequenzbänder

im 400-MHz-Bereich nutzen,

führen zu einem enormen Interesse

an neuen Anwendungsfällen.

Zum Beispiel wird in Polen

gerade ein privates Wireless-

Netzwerk aufgebaut, um millionen

von intelligenten Zählern und

zehntausende von Steuerungs-

und Überwachungssystemen für

Windkraftanlagen und andere

Anwendungen miteinander zu

verbinden.

In Deutschland hat die Regierung

das Spektrum für die Nutzung

durch Versorgungsunternehmen

reserviert. Den Zuschlag erhielt

die 450connect GmbH für die

nächsten 20 Jahre, wobei die

wichtigsten Anwendungsfälle

Netzwerksteuerung, Smart Metering

und Sprachkommunikation

(als Ersatz für PAMR) sind. Es

ist sehr wahrscheinlich, dass das

400-MHz-Spektrum in den kommenden

Jahren deutlich mehr

genutzt wird, um Anwendungen

zu unterstützen, bei denen ein

zuverlässiger Betrieb, auch bei

Stromausfall, unerlässlich ist.

Zu den wichtigsten Wachstumsbereichen

dürften intelligente

Geräte zur Überwachung der

Gesundheit, Sicherheitsanwendungen

und Smart-City-Technologien,

wie z.B. die Infrastruktur

zur Verkehrssteuerung, gehören.

Design-Überlegungen

Geräte, die im 400-MHz-Spektrum

arbeiten, müssen sich im Netzwerk

„Gehör verschaffen“. 3GPP erlaubt

ihnen, „lauter zu schreien“, als es in

anderen Frequenzbändern erlaubt ist,

wobei die Geräte mit 26 dBm (Leistungsklasse

2) senden können (gegenüber

23 dBm, Leistungsklasse 3).

Bei der Auswahl der Mobilfunkkomponenten

für den Einsatz in

Geräten, die im 400-MHz-Spektrum

betrieben werden, sind verschiedene

Dinge zu beachten. Benötigen Sie

Unterstützung für Leistungsklasse

2? Muss Ihr Gerät in öffentlichen

oder privaten Netzwerken oder in

beiden betrieben werden? Benötigt

es möglicherweise auch neue

3GPP-Release-14-Funktionen für

LTE-M und/oder NB-IoT? Wenn

das Gerät möglicherweise im gesamten

LTE-Spektrum betrieben werden

muss, unterstützt es dann eine

aktive Antennenabstimmung, um die

Leistung zu optimieren? Wie hoch

ist sein Energiebedarf, und bietet

es eine „Last-Gasp“-Funktion zum

Senden einer letzten Nachricht bei

vollständigem Stromausfall? Und

wie sieht es angesichts der kritischen

Anwendung, die es wahrscheinlich

unterstützen wird, mit den Sicherheitsfunktionen

des Moduls aus?

Bereit für eine maßgebliche

Aufgabe

Da digital gesteuerte, sicherheitskritische

Technologie

einen immer wichtigeren Teil

der modernen Gesellschaft

ausmacht, wird die Nachfrage

nach besonders ausfallsicheren

Kommunikationsnetzwerken

weiter steigen. Angesichts der

hohen Reichweiten, der ausgezeichneten

Signaldurchdringung

und der Verfügbarkeit etablierter

Basisstations-Netzwerke in

vielen Ländern ist es nicht überraschend,

dass das 400-MHz-

Spektrum in den kommenden

Jahren eine Schlüsselrolle in

diesem Bereich spielen wird. ◄

Built

for

High

Performance

Introducing the First Surface Mount Balun

to Support 32 GHz of Instantaneous Bandwidth

n

Optimal performance over an industry leading 10 MHz to 32 GHz

n Typical phase imbalance better than 5°

n

High common mode rejection of >25 dB

n Narrow footprint enables multiple channel implementations

Contact: sales@rfmw.com

hf-praxis 9/2022 43

Building Performance, Shattering Barriers


Messtechnik

Highend-Oszilloskope mit bis zu 5 GHz Bandbreite

Takt zu optimieren und Jitter-/Rauschquellen

zu detektieren und zu beheben. Für viele

Tests können auch kundenspezifische Pass/

Fail-Masken erstellt und genutzt werden.

Speziell für 10/100/1000-Mb/s-Ethernet oder

für die USB2.0-Übertragung sind automatische

Testprozeduren für eine Vorabkonformitätsprüfung

vorgesehen, um die Qualität

der Signalübertragung zu verifizieren. Vielfältige

Trigger-, Mathematik- und Darstellungsmöglichkeiten

sind wie alle üblichen

seriellen Busprotokollanalyse- und Trigger-

Funktionen erhältlich. Das Gerät umfasst

außerdem viele Standardwerkzeuge, wie

beispielsweise ein integriertes Voltmeter,

einen Frequenzzähler oder ein Zählwerk

(Totalizer).

Die Rigol Technologies EU GmbH brachte

mit der DS70000-Serie neue Multifuntkionsoszilloskope

im Highend-Bereich auf

den Markt. Dieses Oszilloskop ist das erste

Modell der StationMax-Reihe und veröffentlicht

zusätzlich mit der Serie PVA8000

einen neuen aktiven differenziellen Tastkopf

bis 7 GHz der den nächsten hauseigenen

Front-End Chip beinhaltet.

Die DS70000-Serie

basiert auf der neuen und erweiterten Ultra-

Vision-III-Architektur, die eine höhere

Abtastrate, eine schnellere Erfassungsrate,

deutlich mehr Speichertiefe und eine höhere

vertikale Auflösung ermöglicht. Der Kern

der UltraVision-III-Architektur ist der Phoenix-Chip-Set

mit zwei eigenentwickelten

ASICs, die das analoge Front-end bilden und

die Signal-Processing-Performance liefern.

Diese Serie besitzt vier analoge Kanäle und

ist die erste Geräteversion, die den erweiterten

20-GSa/s-Chipset verwendet. Mit

dieser Abtastrate sind die Modellreihen

DS70304 und DS70504 mit Bandbreiten

von 3 und 5 GHz verfügbar.

Das neue Oszilloskop hat eine Größe von

7 HE (volle Rack-Größe) und verfügt über

zwei Touch-Displays. Das Hauptdisplay

ist ein schwenkbarer kapazitiver 15,6-Zoll-

Farbbildschirm, der auch für mehrere Messungen

geteilt werden kann, um gleichzeitig

eine Vielzahl an Informationen zu erhalten.

Das daneben angeordnete zweite Touchdisplay

hat eine Größe von 3,5 Zoll und dient

zur einfachen und effizienten Einstellung

des Geräts.

Für die Erfassung und Verarbeitung großer

Datenmengen steht für alle Kanäle eine

Speichertiefe von bis zu 2000 Mio Pkt. zur

Verfügung. Die Signalerfassungsrate von

bis zu 1 Mio Wfms/s ermöglicht somit die

Echtzeit-Aufzeichnung und Wiedergabe

von Signalen mit bis zu 2 Mio. Frames. Die

vertikale Auflösung kann zwischen 8 und

16 Bit eingestellt werden, was sich optimal

für die Messung sehr kleiner Signalkomponenten

eignet.

Zur Spektrumanalyse

verfügt die neue Oszilloskop-Serie einerseits

über die normale FFT-Analyse mit

1 Mio. Abtastpunkten zur Darstellung des

Frequenzspektrums. Andererseits verwendet

die erweiterte FFT eine sehr schnelle Kalkulationsrate

von 10.000 FFT/s, um eine

Echtzeit-Spektrumanalyse zu realisieren.

Die DS70000-Serie eignet sich ideal für eine

sehr schnelle Signalerfassung und Analyse.

Typische Anwendungen sind automatische

Tests, Remote-Überwachung, Protokollanalyse

von Bussystemen, beispielsweise im

Bereich Automotive mit CAN-FD, Flex-

Ray, LIN, RS232, SPI, und Messungen

von elektronischen Schaltungen und vieles

mehr. Aufgrund der hohen Bandbreite und

der optimierten Spektrumanalyse kann dieses

Oszilloskop perfekt für HF-Messungen

eingesetzt werden.

Die Anwendungen Echtzeitaugendiagramm

oder die Jitter-Analyse-Software können

optional genutzt werden, um die Qualität

der digitalen Daten sowie den zugehörigen

Schnittstellen

wie USB3.0 Host/Device, HDMI, LAN und

TRIG OUT, 10 MHz IN/OUT, AUX OUT

und USB-GPIB (Adapter) sowie USB-

Mouse-Support sind verfügbar. Mittels der

LAN-Schnittstelle lässt sich das Gerät auch

über einen Browser remote über Web-Control

bedienen.

Dieses neue Highend-Oszilloskop deckt

seinen Einsatzbereich vollumfänglich ab,

speziell in der Forschung und Entwicklung,

für Lehrzwecke an Universitäten oder für

den Einsatz in der Produktion und Qualitätskontrolle

sowie weiteren industriellen

Anwendungen im Bereich Telekommunikation

oder in der Entwicklung von Leistungselektronik

u.v.m.

Zur DS70000-Serie kann auch der neue

aktive differenzielle HF-Tastkopf der Serie

PVA8000 bestellt werden. Dieser Tastkopf

beinhaltet den eigens entwickelten

µ-Phoenics ASIC für Tastköpfe und verfügt

über die Bandbreiten 3,5/5/7 GHz und

bietet für diesen Frequenzbereich eine hohe

Linearität. Die PVA8000 beinhalten unterschiedliche

Tastkopfspitzen, welche einfach

und schnell für die jeweilige Anwendung

ausgetauscht werden können. Zum

Beispiel bietet die handgeführte Variante

ein differenziellen und eine single-ended

Version an. Bei der differenziellen Version

kann der Abstand der Spitzen schnell eingestellt

werden. Außerdem kann man drei

unterschiedliche Abstände abgespeichern

und automatisch per Knopfdruck abrufen.

Die Tastköpfe haben integrierte Farb

LEDs, die dieselbe Farbe anzeigen wie der

Kanaleingang am DS70000, um einen besseren

Überblick bei den Tests zu gewähren.

■ Rigol Technologies Europe GmbH

www.rigol.eu

44 hf-praxis 9/2022


Messtechnik

UWB-Konformitätstests der

Bitübertragungsschicht

Rohde & Schwarz hat ein FiRavalidiertes

PHY Conformance

Test Tool (PCTT) für Ultrabreitband

(UWB, Ultra Wideband)

vorgestellt, um damit

die weitere Entwicklung eines

offenen und standardisierten

UWB- Ökosystems zu unterstützen.

Mit hoher Fachkompetenz

und langjähriger Erfahrung

in der Verifizierung und

Zertifizierung von Wireless-

Technologien ist Rohde &

Schwarz bestens positioniert,

um eine Testlösung zur Sicherstellung

der Interoperabilität

auf der UWB-Bitübertragungsschicht

gemäß FiRa-Spezifikation

zu liefern.

UWB-Funktionalitäten

Rohde & Schwarz

GmbH & Co. KG

www.rohde-schwarz.com

Dank der einzigartigen UWB-

Funktionalitäten zur sicheren

Positionsbestimmung können

UWB-fähige Geräte die Entfernung

und Richtung verbundener

Geräte genau und sicher

messen. Diese Fähigkeiten

machen UWB zur perfekten

Technologie für Anwendungsfälle

wie die Navigation im

Innenbereich, Social Distancing,

berührungsfreier Zugang,

Teileverfolgung, Ticketvalidierung,

mobile Bezahlung und

Point-and-Trigger-Anwendungen.

Das FiRa-Zertifizierungsprogramm

soll die Interoperabilität

von UWB-fähigen

Geräten auf verschiedenen

Ebenen unterstützen. Dazu

gehören Konformitätstests der

Bitübertragungsschicht, die

von autorisierten FiRa-Testlabors

(ATLs) durchgeführt werden.

Diese Labore verwenden

FiRa-validierte Testwerkzeuge

wie die Testlösung von Rohde

& Schwarz.

Als führender Anbieter von

Wireless-Messtechnik entwickelt

Rohde & Schwarz in

Zusammenarbeit mit Branchenpartnern

und Organisationen

wie dem FiRa Consortium

Testlösungen für UWB.

Diese Testlösungen werden

in Forschung und Entwicklung,

für die Zertifizierung,

Chipsatz-Charakterisierung

und Produktion eingesetzt.

Die umfassenden UWB-Testfunktionen

des R&S CMP200

Radio Communication Tester

ermöglichen in Verbindung mit

der UWB-PHY-Testsuite zur

Testautomatisierung flexible

Preconformance-Tests. Auch

eine Option zum Betrieb als

PCTT für die FiRa-Zertifizierung

ist verfügbar. ◄

Messen & Kalibrieren

Als renommierter und zuverlässiger Entwicklungspartner

bietet Rosenberger eine Vielzahl an HFund

Microwave-Komponenten für die industrielle

Messtechnik.

Ob Präzisionssteckverbinder, Testport-Adapter,

PCB-Steckverbinder, Kalibrierkits, Microwaveoder

VNA-Testkabel – Präzision und Qualität

unserer Messtechnik-Produkte sind in vielfältigen

Anwendungen bewährt:






Microwave-Messungen & VNA-Kalibrierungen

Lab Testing, Factory Testing

PCB-Steckverbindungen

Halbleitermesstechnik &

High-Speed Digital-Anwendungen

Mess- und Prüfgeräte

www.rosenberger.com

TEST & MEASUREMENT

hf-praxis 9/2022 45

45


Messtechnik

Vektor-Netzwerkanalysatoren für Frequenzen bis 43,5 GHz

Rohde & Schwarz erweiterte

die Familie der R&S ZNB Vektor-Netzwerkanalysatoren

um

neue Modelle und Optionen und

addressiert damit Anwendungen

im Millimeterwellenbereich wie

z.B. 5G bei FR2-Frequenzen

und Anwendungen in Luftfahrt

und Verteidigung im Ka-Band.

Der R&S ZNB26 arbeitet im

Frequenzbereich bis 26,5 GHz;

der R&S ZNB43 stellt nun Netzwerkanalyse

bis 43,5 GHz für

die Netzwerkanalysator-Familie

der Mittelklasse zur Verfügung.

Der R&S ZNB Vektornetzwerkanalysator

hat seine herausragenden

Fähigkeiten sowohl in

der Entwicklung als auch in der

Produktion bereits unter Beweis

gestellt. Merkmale wie Bedienerfreundlichkeit

und ein Messkonzept,

bei dem sich hervorragende

Geschwindigkeit und

Dynamik mit hoher Temperaturstabilität

verbinden, machen

den R&S ZNB zu einem führenden

Instrument der Mittelklasse.

Mit dem R&S ZNB26 wurde

der Frequenzbereich bereits auf

26,5 GHz erweitert. Mit dem

R&S ZNB43 kommt nun ein

Frequenzbereich von 100 kHz

bis 43,5 GHz hinzu.

Der R&S ZNB43 ist als 2- oder

4-Tor-Modell und mit zwei

Anschlusstypen – entweder 2,4

oder 2,92 mm – erhältlich. Optional

stehen unter anderem ein

erweiterter Pegelbereich und

eine zweite interne Quelle zur

Verfügung. Der R&S ZNB43

eignet sich nahezu ideal für die

Charakterisierung passiver Komponenten

wie Filter, Koppler

und Schalter. Mit der zweiten

internen Quelle ist er vielseitig

für die Messung aktiver Komponenten

wie Mischer und Verstärker

einsetzbar.

Charakterisierung des

Prüflings

Immer höhere Frequenzen,

schnellere Taktraten und engere

Toleranzen erfordern eine immer

präzisere Charakterisierung des

Prüflings. Insbesondere bei den

höheren Mikrowellenfrequenzen

wird das Deembedding der Messaufnahme

zunehmend wichtig,

um den Prüfling von Einflüssen

des Messaufbaus zu isolieren. So

einfach das Prinzip des Deembedding

in der Theorie erscheint,

so kompliziert ist die Umsetzung

in die Praxis, da sich die

S-Parameter der Messaufnahme

nicht auf einfache Weise messen

lassen. Erst in den letzten Jahren

sind praxisgerechte Deembedding-Lösungen

auf den Markt

gekommen. Für viele Rohde &

Schwarz Netzwerkanalysatoren

einschließlich der R&S ZNB

Familie stehen nun eine Reihe

industrieweit anerkannter Deembedding-Softwaretools

gemäß

IEEE P370 als voll in den Analysator

integrierbare Optionen

zur Verfügung.

Ganz gleich, wie sorgfältig

ein Messaufbau kalibriert ist:

Bei jedem Netzwerkanalysator

bleibt immer eine gewisse

Restmessunsicherheit bestehen,

die von Einstellungen wie dem

Leistungspegel für den aktuellen

Test abhängt. Die tatsächliche

Messunsicherheit unter

den gegebenen Testbedingungen

zu kennen ist daher entscheidend

wichtig. Ausgestattet mit

der entsprechenden Softwareoption

ermöglicht es der R&S

ZNB Anwendern, die Messunsicherheit

jederzeit in Echtzeit

zu verfolgen.

■ Rohde & Schwarz

GmbH & Co. KG

www.rohde-schwarz.com

PXI Microwave Multiplexer erhalten 67-GHz-Variante

Pickering Interfaces hat seine 4x-785C-

Reihe der SP4T und SP6T Microwave

Multiplexer um die 67 GHz terminierten

SP4T-/SP6T-Module erweitert, um die neusten

Anforderungen im 5G- und Halbleitertest

abzdecken. Die Module 40-785C (PXI)

und 42-785C (PXIe) verfügen über interne

Terminierungen, die die Signalintegrität

verbessern. Die Geräte sind als Panel- und

Remote-Mount-Optionen erhältlich. Dies

ermöglicht es, die Schalter an der für ihre

Anwendung am besten geeignete Stelle

zu platzieren. Remote-Mount-Optionen

belegen einen einzigen Chassis-Steckplatz,

können aber bis zu drei Schalter platzsparend

steuern.

Die 4x-785C-Familie verwendet branchenführende,

mechanische Radiall Microwave

Relais höchster Qualität. Die 50-Ohm-Terminierung

maximiert die Signalintegrität

bei ungenutzten Kanälen.

Remote-Montageoptionen verbinden jeden

Schalter über ein 1,5 m langes Kabel mit

dem Steuermodul und bieten Flexibilität

bei der Schalterpositionierung. Dadurch

wird die Länge der HF-Verbindungen

reduziert und die Performance maximiert

sowie die Verkabelungskosten minimiert.

Die Anzahl der Chassis-Steckplätze wird

reduziert, da nur drei Steckplätze für eine

einzelne Konfiguration erforderlich sind

oder nur ein einzelner Steckplatz für die

Versionen der Remote-Montage.

Steven Edwards, Switching Product Manager

bei Pickering Interfaces, ergänzt dazu:

„Um die Zustandsüberwachung des Testsystems

zu unterstützen, ist die 4x-785C-Familie

mit einem Schaltzyklenzähler ausgestattet.

Damit können, wenn möglich,

weniger genutzte Kanäle alternativ zu

den stärker genutzten Pfaden gewählt

werden.“Pckering bietet auch eine Reihe

hochwertiger Verbindungskabel für den

Einsatz in HF-Anwendungen an. Eine

dreijährige Standardgarantie deckt alle

Module ab.

■ Pickering Interfaces

www.pickeringtest.com

46 hf-praxis 9/2022


5G/6G und IoT

NXP steigert Zuverlässigkeit im 5G-Millimeterwellenbereich

Die neuen analogen 4-Kanal-

Beamformers MMW9012K und

MMW9014K arbeiten auf zwei

Polarisationsebenen, ermöglichen

damit eine hochpräzise

Strahlsteuerung für 5G im Millimeterwellenbereich

(mmWave)

und verbessern die Systemzuverlässigkeit.

Die analogen Beamformers

wurden auf Basis des

Silizium-Germanium-Prozesses

von NXP entwickelt und unterstützen

eine Doppelpolarisierung.

Dies steigert die Zuverlässigkeit

und Kommunikationsstabilität

von 5G. Zudem bieten sie einen

hohen Integrationsgrad, um die

Größe und Kosten von 5G-Basisstationen

zu reduzieren und den

Stromverbrauch für 5G-Millimeterwellenlösungen

zu senken.

Darüber hinaus erleichtert es das

Antennenentwicklungssystem

den OEMs, die Panel-Designs für

ihre 5G-Antennensysteme schneller

zu erarbeiten und marktreif zu

machen. Warum ist das wichtig?

5G-Millimeterwellenlösungen

werden in der Regel in dichten

städtischen Gebieten eingesetzt.

Dort eignen sich die höhere Frequenz

und Bandbreite sehr gut,

um den Bedarf der Verbraucher an

höheren Bitraten zu decken. Die

höhere Frequenz sowie Störungen

durch Gebäude und andere Hindernisse

verringern jedoch auch

die Entfernung, die ein Millimeterwellensignal

zurücklegen kann.

Die doppelt polarisierten analogen

4-Kanal-Beamformer ermöglichen

eine präzisere Lenkung der

Funkwellen zu den Nutzern, verringern

damit die Ausbreitungsverluste,

die häufig beim Einsatz

von 5G-Millimeterwellen auftreten,

und verbessern die Zuverlässigkeit

des Gesamtsystems.

Weitere Details:

Der MMW9012K und

MMW9014K ergänzen das

bestehende 5G-Portfolio von

NXP, das alle wichtigen Leistungsstufen

und Frequenzen der

5G-Infrastruktur abdeckt. Der

MMW9012K arbeitet bei 28 GHz,

während der MMW9014K bei 26

GHz arbeitet. Diese Geräte bieten

eine hohe Sende- und Empfangsverstärkung

mit einer Fehlervektorgröße

(EVM) von 2,5 % bei

einem Pout von 9 dBm. Ergänzend

zu den doppelt polarisierten analogen

Beamformern trägt das Antennensystem-Entwickler-Kit

dazu

bei, Panel-Designs schneller zu

finalisieren und so die Zeit bis zur

Marktreife zu verkürzen. Es enthält

ein 8x8-Antennenpanel, eine

Steuerplatine mit GUI und Stromversorgungen.

Der MMW9012K

und der MMW9014K werden

bereits in Serie gefertigt. Für

weitere Informationen oder um

Muster oder Testplatinen anzufordern,

besuchen Sie bitte die

Website von NXP.

■ NXP Semiconductors N.V.

www.nxp.com

Rohde & Schwarz und MediaTek verifizieren 5G-LBS-Funktionen

Rohde & Schwarz und MediaTek

haben erfolgreich neue

LBS-Funktionen (Location

based Services) für 5G NR

gemäß 3GPP Release 16 verifiziert.

Diese Funktionen werden

nicht nur die Anruferortung verbessern,

sondern auch zukünftige

standortbezogene Dienste

in anspruchsvollen Innen- und

Außenumgebungen sowohl mit

satellitengestützten als auch mit

terrestrischen Technologien

unterstützen. Rohde & Schwarz

hat seine R&S TS-LBS Testlösung

erweitert, um diese und

andere netzbasierte Positionsbestimmungsfunktionen

von

Release 16 abzudecken.

Mit der Verifizierung der Positionsbestimmungsfunktionen

gemäß 3GPP Release 16 auf

einem 5G-Chipsatz von Media-

Tek mithilfe des R&S TS-LBS

Testsystems wurde ein weiterer

Meilenstein in Sachen

LBS-Tests gesetzt. Die beiden

Unternehmen haben die NR-

Referenzsignale zur Positionierung

(NR-PRS) verifiziert,

die für netzbasierte Positionsbestimmungsmethoden

wie

Paketumlaufzeit (Roundtrip

Time, RTT), Ankunftszeitdifferenz

im Uplink und Downlink

(UL-TDOA und DL- TDOA)

oder Einfalls- und Abstrahlwinkel

(AoA und AoD) von zentraler

Bedeutung sind und die

5G- Anforderungen für Positionsbestimmungsanwendungsfälle

im Innen- und Außenbereich

erfüllen. Mit der neuen

Option für das R&S TS-LBS,

die diese Funktionen unterstützt,

können Hersteller von

Mobilgeräten und Chipsätzen,

Testhäuser und Netzbetreiber

die Verifizierung von Chipsätzen

und Mobilgeräten für GCF,

PTCRB und die Netzbetreiberzertifizierung

mit einer einzigen

Testlösung durchführen.

Das R&S TS-LBS ist ein Testsystem

für die Prüfung der

GNSS- und netzbasierten Positionsbestimmung.

Es besteht

aus einem R&S CMX500 OBT

One-Box-Signalisierungstester,

der die Funktion eines Netzwerksimulators

übernimmt,

und einem R&S SMBV100B

GNSS Simulator. Der Aufbau

auf Basis des R&S CMX500

OBT bietet umfassende Netzwerksimulationsfunktionen,

einschließlich der Unterstützung

mehrerer 4G- oder

5G-Zellen gleichzeitig. Darüber

hinaus wird der Prüfling mit

LBS-Assistenzdaten versorgt,

während der R&S SMBV100B

die GNSS-Satelliten simuliert.

Das R&S TS-LBS Testsystem

kann für Preconformance-Tests

in F&E und für die GCF- und

PTCRB-Zertifizierung sowie

auch netzbetreiberspezifische

Zertifizierungs- und Validierungstests

eingesetzt werden.

■ Rohde & Schwarz

GmbH & Co. KG

www.rohde-schwarz.com


Die größte Auswahl an

HF-Komponenten

ab Lager lieferbar von

Bauelemente

Passive HF-Produkte

Koaxial-Verstärker für mittlere Leistungen

mit 18 bis 54 GHz

ermöglicht. Der Transformator eignet sich gut

für differentielle Modulatoren und Demodulatoren,

aktive Mischer und Gegentaktverstärker.

Spannungsvariables Dämpfungsglied für 10

bis 45 GHz

Das Modell ZVA-543+ von Mini-Circuits, ein

koaxialer Verstärker für mittlere Leistungen,

liefert eine typische Verstärkung von 34 dB mit

einer Flachheit von ±2 dB von 18 bis 54 GHz.

Der 50-Ohm-Verstärker ist für einen Kühlkörper

ausgelegt und misst 2,86 × 1,73 × 0,68

Zoll (72,64 × 43,94 × 17,2 mm) mit 1,85-mm-

Buchsen. Er ist gegen Verpolung und Überspannung

geschützt und arbeitet mit einer Spannung

von 10 bis 15 V DC. Er liefert 24,5 dBm oder

mehr typische Fullrange-Ausgangsleistung bei

1-dB-Kompression mit einem Eingangs- und

Ausgangs-SWR von 1,5 oder besser.

SMT-1:1-Übertrager funktioniert im Bereich

von 0,5 bis 3800 MHz

Das spannungsvariable Dämpfungsglied (VVA)

PVA-453-34+ ist ein GaAs MMIC von Mini-

Circuits und besteht aus einem Dämpfungsgliedpaar

in einem SMT-Gehäuse mit den Abmessungen

3,5 × 2,5 mm und einem Frequenzbereich

von 10 bis 45 GHz. Die Dämpfung wird

durch unabhängige Steuerspannungen von -4

bis 0 V DC eingestellt. Der RoHS-konforme

VVA-Baustein verfügt über typische Dämpfungsbereiche

von 39,5 dB bis 20 GHz, 40 dB

bis 40 GHz und 33,9 dB bis 45 GHz und kann

bis zu 23 dBm HF-Eingangsleistung verarbeiten.

Rack-Mount-Panel für zehn

30-dB-Dämpfungsglieder

1000 verschiedene Abschwächer

1800 verschiedene Adapter

250 verschiedene Antennen

Blitzschutzkomp. bis 10 GHz

Hohlleiter von 5,85 bis 220 GHz

Isolatoren, 135 MHz bis 43 GHz

Kabel, flexibel und semi-rigid

Koppler von 2 MHz bis 67 GHz

Leistungsteiler von DC bis 67 GHz

2000 versch. Stecker, bis 110 GHz

MRC GIGACOMP GmbH & Co. KG

info@mrc-gigacomp.de

www.mrc-gigacomp.de

Tel. +49 89 4161599-40, Fax -45

Der Kern-Draht-Übertrager TCM1-382WX+

von Mini-Circuits bietet ein 1:1-Impedanzverhältnis

bei geringem Verlust und minimaler

Amplituden- und Phasenunsymmetrie für

Signale im Bereich von 0,5 bis 3800 MHz.

Die Einfügedämpfung beträgt typischerweise

1,1 dB bis 2 GHz und 1,9 dB bis 3,8 GHz mit

einer typischen Vollband-Rückflussdämpfung

von 12 dB. Der 50-Ohm-SMT-Kern-und-Draht-

Transformator verfügt über die Top-Hat-Funktion,

die eine einfache Bestückung der Schaltung

Das Abschwächer-Panel ZT-275 von Mini-

Circuits ist eine 2U hohe, 19 Zoll breite Rack-

Montage-Baugruppe, die mit zehn 30-dB-Präzisionsabschwächern

für Anwendungen von DC

bis 18 GHz ausgestattet ist. Mit den von vorn

zugänglichen SMA-Eingangs- und Ausgangsanschlüssen

erleichtert das Dämpfungsglied-

Panel die Verwaltung komplexer Verbindungen

in umfangreichen Testaufbauten. Jeder Dämpfungspfad

kanalisiert bis zu 20 W Signalleistung

mit einem typischen SWR von 1,4 oder

weniger bis 18 GHz. Kundenspezifische Dämpfungskonfigurationen

sind ebenfalls erhältlich.

48 48

hf-praxis 9/2022


Bauelemente

Intelligenter Sensor misst Leistung im

Bereich von 500 MHz bis 40 GHz

Der intelligente Leistungssensor

PWR-40PW-RC von Mini-Circuits misst

Spitzen- und Durchschnittsleistung von -20

bis +20 dBm im Bereich von 500 MHz bis

40 GHz. Er verfügt über eine Modulationsbandbreite

von 10 MHz und eine Abtastrate

von 20 MSamples/s, um die Leistung von

CW-, gepulsten und komplexen Modulationssignalformaten

zu messen.

Bandbreite beträgt. Die Kabel können bis

zu 95 W Leistung bei 1 GHz aufnehmen.

LTCC-Bandpassfilter für 22 bis 28 GHz

Er umfasst eine vollständige Software-

Unterstützung für den Betrieb über einen

PC mit Ethernet- oder USB-Schnittstelle.

Die 30-MHz-Videobandbreite ermöglicht

Leistungsmessungen von ALC-Schaltungen

(Automatic Level Control).

Drehmomentschlüssel für

Steckverbinder an schwer zugänglichen

Stellen

Handverformbare Kabel mit

Phasenanpassung bis 6 GHz

Der Hand-Flex-Koaxialkabelsatz K086-

12SMMCX1+ von Mini-Circuits enthält vier

identische 12-Zoll-Koaxialkabel mit einer

Phasenanpassung von ±2° für Signale von

DC bis 6 GHz. Jedes Kabel ist mit SMA-

Steckern-auf-MCX-Steckern ausgestattet.

Die Kabel mit einem Mindestbiegeradius

von 6 mm können von Hand in jede beliebige

Form gebracht werden. Die Einfügungsdämpfung

beträgt typischerweise 0,34

dB, während die Rückflussdämpfung typischerweise

34 dB über die gesamte 6-GHz-

Das LTCC-Bandpassfilter BFHK-2492+ von

Mini-Circuits hat eine typische Einfügedämpfung

von 3,3 dB über einen Durchlassbereich

von 22 bis 28 GHz. Die untere

Sperrbandunterdrückung beträgt typischerweise

85 dB von 0,1 bis 16 GHz, während

die obere Sperrbandunterdrückung typischerweise

80 dB von 34 bis 50 GHz und 55

dB von 50 bis 67 GHz beträgt. Das oberflächenmontierbare

Filter misst 4,5 × 3,2 mm

und ist abgeschirmt, um Verstimmungen zu

vermeiden. Es kann eine HF-Eingangsleistung

von bis zu 1 W verarbeiten.

■ Mini-Circuits

www.minicircuits.com

Der Drehmomentschlüssel TRQ-516-08 von

Mini-Circuits ist ein sicheres und praktisches

Werkzeug zum korrekten Anziehen einer

Vielzahl von Koaxialsteckern einschließlich

1,85-, 2,4-, 2,92- und 3,5-mm-Steckern

sowie SMA-Steckern. Es können präzise

Drehmomentwerte eingestellt werden, und

der Schlüsselkopf bricht bei Überschreiten

des voreingestellten Wertes ab, um ein Überdrehen

zu verhindern. Der in einem Aufbewahrungskoffer

gelieferte 8-mm-Schlüssel in

Laborqualität ist leicht und einfach zu handhaben

und ermöglicht die Anwendung von

0,9±0,04-NM (8±0,32-in.-lbs.) Steckkraft

an schwer zugänglichen Stellen.

hf-praxis 9/2022 49


Antennen

Fortschrittliche Antennentechnik für moderne

Anwendungen

Eckplatzierungsantenne für

verkleinerte GNSS-Designs

Antenova Ltd., der in Großbritannien

ansässige Hersteller

von Antennen und HF-Antennenmodulen

für M2M und das

IoT, erweiterte sein Angebot an

SMD-Miniaturantennen und

-modulen für GNSS-Anwendungen

um ein neues Angebot.

Die neue Antenne, Agosti, misst

9 x 5,8 x 1,7 mm und arbeitet

mit außergewöhnlicher Effizienz

auf engstem Raum in einer

Ecke einer Leiterplatte.

Der Hauptvorteil der Agosti-

Antenne ist ihre geringe Grundplattenanforderung.

Die meisten

SMD-Antennen verwenden die

Oberfläche der Leiterplatte um

die Antenne herum als Masseebene.

Daher ist es die Anforderung

an die Masseebene und

nicht die physischen Abmessungen

der Antenne, die den

benötigten Platz bestimmt. Die

Messergebnisse von Antenova

zeigen, dass Agosti auf kleinen

Grundplatten von 40 x 20, 70 x

25 und 80 x 30 mm gut funktioniert,

was es zu einer guten

Wahl für Designs mit kleinem

Formfaktor macht.

Agosti bietet Designern auch

einige zusätzliche Layoutoptionen,

da es so konzipiert ist,

dass es in einer Ecke ihrer Leiterplatte

platziert werden kann.

Agosti wurde entwickelt, um

andere Antennen innerhalb desselben

Geräts zu integrieren und

mit ihnen zu koexistieren. On-

Board-Diagnose (OBDs) und

Tracker verwenden häufig 4G/

LTE mit A-GPS für den Fallback,

und die Agosti-Antenne wurde

mit der Pharoah-Antenne von

Antenova getestet, die auch eine

sehr geringe Grundplattenanforderung

hat. Die beiden Antennen

verfügen über eine hervorragende

Isolierung und können

in einem sehr kleinen Gerät in

unmittelbarer Nähe zueinander

betrieben werden, ohne dass das

4G-Signal die empfindlichen

GNSS-Signale stört.

Dazu kommentiert Michael

Castle, Product Marketing

Manager von Antenova: „Kleine

SMD-Antennen wie Agosti sind

eine aufregende Alternative zu

den üblichen empfindlichen

Keramik-Patch-Antennen, die in

GNSS-Designs verwendet werden.

Dies liegt nicht nur daran,

dass die SMD-Antennen deutlich

kleiner sind, sondern auch daran,

dass sie eine omnidirektionale

Leistung bieten. Patch-Antennen

sind in der Regel 12 mm

oder 14 mm im Quadrat groß,

schwerer als SMD-Antennen

und benötigen eine viel größere

Grundplatte und Sperrfläche. Sie

müssen auch in der Mitte einer

Leiterplatte platziert werden und

funktionieren nur gut, wenn sie

in den Himmel zeigen. Die neue

Generation von SMD-Antennen

von Antenova überwindet

all diese Einschränkungen und

funktioniert unabhängig von

Position und Ausrichtung des

Geräts.“

Agostis kleine Massefläche und

gute Isolierung machen es ideal

für kleine tragbare Geräte, Tracker

und OBDs, die sich frei

bewegen. Sie bietet die beiden

Hauptvorteile, omnidirektional

und klein zu sein.

Small-Space-Antenne für 5G

und LTE

Antenova Ltd, der in Großbritannien

ansässige Hersteller von

Antennen und HF-Antennenmodulen

für M2M und das IoT, kündigte

eine neue und kleine SMD-

Antenne für 5G- und 4G-Frequenzen

an. Die Antenne heißt

Minima und ist mit 40 x 10 x 3,3

mm die kleinste 5G-Antenne,

die Antenova bisher auf den

Markt gebracht hat. Auch wengen

dem geringen Gewicht von

weniger als 3 g eignet sie sich für

kleine, leichte Designs für 4Gund

5G-Frequenzen sowie für

Designs, die beide Frequenzen

verwenden.

Minima ist eine Multiband-

Mobilfunkantenne, die die gängigen

4G- und 5G-Frequenzen

abdeckt, die weltweit verwendet

werden, einschließlich des

beliebten Bands 71, 617...698

MHz, das von T-Mobile in den

USA verwendet wird. Sie kann

daher in Designs verwendet

werden, die weltweit vermarktet

werden.

Dazu Michael Castle, Product

Marketing Manager bei Antenova:

„Wie der Name schon

sagt, benötigt Minima in einem

Design nur minimalen Platz. Es

handelt sich um eine sehr kleine

Antenne, die mit einem geringen

Abstand darunter arbeitet,

was sie zu einem Gewinner für

4G- und 5G-Mobilfunk-Designs

macht, bei denen der Platz

auf der Leiterplatte knapp ist.

In Tests erreichte Minima Wirkungsgrade

von bis zu 60%, was

Designern helfen wird, die Zertifizierung

für ihre 5G-Designs

zu erreichen.“

Hintergrund-Infos: Die Global

Mobile Suppliers Association

meldet eine Zunahme

superschneller 5G-Netze und

5G-Geräte und identifiziert

493 Betreiber in 150 Ländern,

die in 5G investiert haben, und

205 Betreiber in 80 Ländern

haben 5G-Mobilfunkdienste

und 5G-Geräte eingeführt. Die

Anzahl der für die 5G-Netze

verfügbaren Geräte ist in den

letzten zwölf Monaten um mehr

als 60% gewachsen. Bloomberg

berichtet, dass die Nachfrage

nach Unterhaltungsdiensten mit

hoher Bandbreite wie 4K-Videostreaming

und Remote-AR/

VR-Gaming das Wachstum

vorantreibt, während Öl-, Gas-,

Bergbau- und Energieversorger

in 5G-Netzwerke investieren,

um Millionen von industriellen

IoT-Geräten (IIoT) zu verbinden.

Notfallmedizin, Verkehr, intelligente

Städte, V2X und Drohnen

werden ebenfalls 5G verwenden.

■ Antenova Ltd

www.antenova.com

50 hf-praxis 9/2022


Antennen

Ultrakompakte 4G-Antenne

Antenova präsentierte die neue,

ultrakompakte Antenne Pharaoh

und damit die, nach Herstellerangaben,

kleinste 4G-Antenne auf

dem Markt. Die hocheffiziente

Pharaoh ist dank ihrer überschaubaren

Maße (37 x 13 x 3,3 mm)

die nahezu ideale Wahl für Designs

mit wenig Platz. Außerdem können

Anwender die 4G-Antenne auch

sehr einfach integrieren.

Die Pharaoh kann auf Groundplanes

mit einer Größe von nur 50 x 40 mm

arbeiten und ist trotzdem effizient

genug, um das PTCRB Testing zu

bestehen. Dadurch eignet sich die

neue Antenova-Antenne bestens

für kleine IoT-Anwendungen und

tragbare Geräte. Sie arbeitet in

LTE, GSM, CDMA, DCS, PCS,

WCDMA, UMTS, HSPDA, GPRS,

EDGE und IMT.

Eigenschaften und

Anwendungsmöglichkeiten

Mit ihrer ultrakompakten Bauform

und ihrer einfachen Integration

ist die Pharaoh die perfekte

Komponente für Anwendungen

mit unterschiedlichsten

Anforderungen. Dank ihrer

Eigenschaften ist sie insbesondere

für die Massenproduktion

(bspw. für Pick&Place-Maschinen)

bestens geeignet. Außerdem

können Anwender die Pharaoh

ideal in Applikationen für

Point-of-Sale-Terminals und in

kompakten Telematikprodukten

verwenden. Ihre Groundplane-

Effizienz von 20% (bei 50 mm,

25% bei 60 mm) übertrifft aktuell

alle Konkurrenzprodukte am

Markt (nächster Wettbewerber

bei 60 mm 21%, 15% bei 60 x

40 mm, 12% bei 40 x 50 mm mit

kostspieligem RF Switching).

Damit stellt die Pharaoh derzeit

die unübertroffene Lösung

für Remote-Applikationen dar,

die einen kompakten Formfaktor

bei gleichzeitig respektabler

Effizienz voraussetzen.

Die Key Features der Pharaoh:

• Frequency: 698...824/824...9

60/1710...2170/2300...2400/

2500...2690 MHz

• Antenna Type: SMD

• Efficiency: 25% bis 65%

• Dimension: 37 x 13 x 3,3 mm

• Operating Temperature: -40

to +140 °C

• Impedance with Machting:

50 Ohm

• Polarization: linear

■ tekmodul GmbH

info@tekmodul.de

www.tekmodul.de

NEW 3 GHz & Beyond Products!

• Enables DOCSIS 4.0 & full duplex requirements

• Achieve max RF output power w/ MiniRF passives

• Repeatability & reliability - a MiniRF trademark

• 100% RF test, local design & support

Standard & Custom Components

COUPLERS

Passives with a Passion for Performance

SPLITTERS

TRANSFORMERS

RF CHOKES

1.8 GHz BW

3 & 4 port models

with optional

coupling factors for

Broadband / CATV

Systems.

2.5 GHz BW, 2/3&4

way power splitters

designed for both

50 & 75 Ω

applications.

50 Ω & 75 Ω

supporting a wide

range of applications

with impedance

ratios of 1:1, 1:2,

1:4, 1:8, 1:16.

Precision inductors

& chokes with wire

diameters from

0.060~5mm single

& multilayer, air-core,

coil configurations.

For information, samples and sales, contact our distribution partner RFMW.

www.RFMW.com | sales@rfmw.com

hf-praxis 9/2022 51


Kabel und Stecker

Kundenspezifische Koaxialkabel aus Deutschland

mit schneller Lieferung

180 verschiedene

Koaxstecker

WiMo Antennen und

Elektronik GmbH

www.wimo.com

Egal ob 5G, LoRa oder Wifi –

der stetig wachsende Kommunikationsmarkt

erfordert eine

schnelle und passgenaue Belieferung

mit Koaxialkabeln. Wo

früher noch auf der Baustelle, in

der Montage oder auch zuhause

im Shack gelötet oder gecrimpt

wurde, ist das heute oft nicht

mehr wirtschaftlich. Da vorkonfektionierte

Kabel dann oft nicht

passen, liefert WiMo eine Vielzahl

an einsatzbereiten Kabeln

in der gewünschten Länge mit

dem benötigten Steckverbinder.

Schnelle Reaktionsfähigkeit

Die schnelle Reaktionsfähigkeit

auf spezielle Kundenwünsche

wird durch die Nähe zum

Markt möglich, denn die Fertigung

erfolgt in Deutschland.

Dass das auch zu einem fairen

Preis machbar ist, bedingt eine

weitgehende Automation. Die

WiMo Antennen und Elektronik

GmbH hat in eine automatische

Cut&Strip-Fertigungsmaschine

von Schleuniger (Thun,

Schweiz) investiert, die diese

flexible Produktion in hoher

Qualität möglich macht. Dazu

passend ein Feeder und eine

Wickelmaschine, aufgestellt in

einer eigenen Halle mit über 100

verschiedenen Kabelrollen zur

Auswahl. So werden kleine und

große Kabelserien automatisch

und sehr präzise angefertigt. Der

Slogan von Schleuniger ist nicht

umsonst „To be Precise“.

Aber ohne Stecker hilft das beste

Koaxialkabel nichts. Hier bietet

WiMo eine große Auswahl aus

rund 180 verschiedenen Koaxsteckern,

sei es ein 7/16-Zoll-

Anschluss für Außenanlagen

oder ein einfacher BNC-Stecker

für die gebäudeinterne Messleitung.

Selbst Microstecker für die

Geräteverkabelung werden angeboten.

Die sorgfältige Montage

von Koaxialsteckern ist nicht

immer zu 100% automatisierbar,

daher stehen hier eine Reihe von

gut ausgebildeten Mitarbeitern

bereit, die die Konfektionierung

vervollständigen. Denn jedem

ist klar, dass hier meistens ein

größeres Projekt dahintersteht

und die Kabel zügig zur Einsatzstelle

müssen.

Damit WiMo-Kunden schnell

und einfach zu der bestmöglichen

Stecker-Kabel-Kombination

kommen, bietet der Online-

Kabelkonfigurator eine einfach

Möglichkeit, das Wunschkabel

zu konfigurieren. Hier wählt man

mit nur drei Angaben (Stecker

links, Stecker rechts, Länge) sehr

schnell die wichtigsten Angaben

aus. Der WiMo-Kabelkonfigurator

reagiert mit einer Vorschlagsliste

alle möglichen Kabeltypen

und Bauformen, zum Beispiel

auch mit Winkelsteckern, wenn

vorhanden. Die Liste ist sortiert

nach Dämpfung und zeigt die

wichtigsten Kabeldaten, so findet

man schnell das genau passende

Kabel – inklusive Stückpreis!

Probieren Sie das doch

mal aus: www.wimo.com/kk ◄

52 hf-praxis 9/2022


Kabel und Stecker

Präzisions-Steckverbinder RPC-1.00

Test-Port-Adapter und Launcher

Jacks sind ebenso neu im Programm.

Das Standardprogramm

wird abgerundet durch In-Series-

Adapter, PCB-Steckverbinder,

Hohlleiter-Koaxial-Adapter und

Messuhren-Kits. Kundenspezifische

Kabel-Assemblies mit

oder ohne Armierung sind auf

Anfrage erhältlich.

Test- und Messanwendungen

Rosenberger

Hochfrequenztechnik

GmbH & Co. KG

info@rosenberger.com

www.rosenberger.com

Flexible und halbstarre (semirigid)

Kabel-Assemblies werden

bei Rosenberger jetzt neben der

Interface-Konfiguration RPC-

1.00 – RPC-1.00 auch in den

Konfigurationen RPC-1.00 –

RPC-1.35/RPC-1.85/WSMP

angeboten, ebenso sind preisgünstige

„Economical“-Versionen

verfügbar. Inter-Series-Adapter

sind jetzt auch in der Version

RPC-1.00 – WSMP erhältlich,

RPC-1.00-Steckverbinder und

-Kabel-Assemblies werden für

anspruchsvolle Test- und Messanwendungen

bis 110 GHz eingesetzt

und sind charakterisiert

durch höchste Zuverlässigkeit

und Wiederholbarkeit, hervorragende

Return-Loss-Werte und

Steckkompatibilität mit allen

gängigen 1-mm-Steckverbindern.


KONFEKTIONIERTE

KOAXIALKABEL

Qualität

direkt vom

Hersteller

SSB MAC

Mobilfunk Antennen

Combiner & Verstärker

KOAXIALKABEL

dämpfungsarm & hochflexibel

• Etablierte Marken: Aircell ® , Aircom ® , Ecoflex ®

• Mit branchenspezifischen Zulassungen:

✔ Brandklasse Cca nach EN 50575 / BauPVO

für öffentliche Gebäude

✔ Geprüft nach EN 45545-2 R15 + R16

für Bahnanwendungen

✔ Mit DNV GL-Zertifikat für Schiffbau

• Premium-Koaxialkabel, Koaxialverbinder

aller gängigen Normen, Knickschutz u.v.m.

• HF-Messungen vor und nach der

Konfektion, inkl. Messprotokoll

Sprechen Sie mit uns!

Wir freuen uns

auf Ihre Anfrage!

• Alle Frequenzbänder, inkl. 5G

• Alle Mobilfunkanbieter

• Verstärkung 63 dB downlink & 53 dB uplink

SSB-Electronic GmbH · Am Pulverhäuschen 4 · 59557 Lippstadt · Tel.: +49 2941-93385-0 · vertrieb@ssb-electronic.de · www.ssb-electronic.de

hf-praxis 9/2022 53


Benchtop Modules &

Rack-Mount Systems

Software-controlled building blocks for RF

test automation from R&D labs to production

• Improve test efficiency and throughput without breaking the bank

• Expand and reconfigure as your needs change

• Wide variety of components in stock from DC to 100+ GHz

• The industry’s fastest turnaround times

CUSTOMIZABLE &

RECONFIGURABLE

Modular

Test Systems

Switching, Attenuation & More

DC TO 50 GHz

Mechanical

Switching Systems

Long Life & High Reliability

DC TO 67 GHz

Solid-State

Switching Systems

Fast Switching

& High-Isolation

DC TO 50 GHz

Attenuation

Systems

Simulate Loss, Signal

Fading & Handover

3 TO N PORTS DC TO 100+ GHz

Mesh Network

Test Systems

Simulate Real-World Mesh

Conditions in the Lab

Amplifier

Systems

Custom Integration

FLEXIBLE, RELIABLE, AFFORDABLE & FAST


DC TO 50 GHz

N x M Switch

Matrices

Blocking, Non-Blocking

& Full Fan-Out

9 k H z TO 40 GHz

Analyzers and

Power Sensors

High-Quality, Affordable

Alternatives to High-End

Test Instrumentation

1 MHz TO 30 GHz DC TO 65 GHz

Signal

Generators

Portable Frequency

Sources for Your

Test Bench

Panel Mounted

Structures

Adapters, Fixed Attenuators,

Splitters & More

DC TO 6 GHz

High Power

Test Systems

HTOL, Burn-In, Reliability

Testing & More

DC TO 65 GHz

Signal Distribution

Systems

Splitter/Combiner

& Coupler Arrays for

Multi-Channel Setups

FAST TURNAROUND

Custom

Systems

Tailored to Your Needs from

Definition to Delivery


Cellular Module Featuring an Embedded SIM

u-blox has announced the u-blox

SARA-R500E, its first cellular

module with an embedded SIM

chip (eSIM). Offering LTE-M

connectivity, SARA-R500E is

designed for size-constrained

applications with high requirements

in terms of robustness

and security, such as connected

healthcare and asset trackers.

The first variant of the module

will offer out-of-the-box connectivity

on a North American

LTE-M cellular network.

eSIMs are increasingly gaining a

foothold in devices offering cellular

connectivity. Today, most

such devices, including the vast

majority of smartphones, still

feature a plastic SIM card that

contains all the attributes and

features required to connect the

device to the cellular network.

Like the plastic SIMs they are

designed to replace, eSIMs are

provisioned with a profile that

allows devices to connect to a

specific mobile network operator.

Robust, secure, and compact:

The eSIM embedded in the

SARA-R500E offers product

developers and end-users important

advantages. eSIMs are more

robust than standard plastic SIMs

and cannot be stolen or removed,

increasing the security of the

device. By doing away with the

components required to hold and

connect plastic SIM cards, they

enable smaller devices, reduce

the bill of material and simplify

manufacturing. Finally, SARA-

R500E streamlines sourcing by

offering the module, data plans,

and the SIM from one house.

The fact that the SARA-R500E

module’s eSIM does not need to

be inserted manually by the enduser

allows product developers

to design tightly sealed devices

that meet the demanding IP67

and IP68 criteria. This makes

the module ideal for rugged

IoT applications such as smart

meters, surveillance cameras,

and environmental sensors.

The module also offers the option

to access u-blox’s MQTT Anywhere

service, which reduces

bandwidth requirements for cellular

data transfer, saving costs

and power. u-blox IoT Locationas-a-service

portfolio, including

AssistNow for real-time GNSS

assistance data, and CellLocate,

for cellular network-based positioning,

is also available. SARA-

R500E is pin-to-pin compatible

with all the other modules in

the SARA family and uses the

SARA-R5 AT command interface,

making it easy to drop

the SARA-R500E into existing

designs.

■ u-blox

www.u-blox.com

5G, Low-PIM, In-Building DAS

Antennas

KP Performance Antennas, an

Infinite Electronics brand and

a manufacturer of wireless network

antennas, has just introduced

a new series of 5G, low-

PIM, in-building DAS antennas

covering 600 MHz to 6 GHz. The

indoor wall-mount and ceiling

mount antennas meet the demand

that in-building wireless distributed

networks have for highquality

antennas with low-PIM

ratings, SISO and MIMO support

and wide bandwidth coverage.

These new 5G, low-PIM antennas

are 700 MHz FirstNet/First

Responder Network ready and

suitable for indoor DAS, private

networks, hospital and enterprise

deployments. They also feature

Type N and 4.3-10 connector

options for improved PIM consistency

as well as a low passive

intermodulation of less than

minus-150 dBc when tested with

2 x 20 W tones.

■ KP Performance Antennas

www.infiniteelectronics.com

300-W Fixed Attenuator

BroadWave Technologies

announced a 300-W fixed attenuator

series, designed for wireless

applications. These attenuators

reduce the amount of power

delivered in a transmission line

without introducing much noise

or distortion. Model series 352-

023-XXX is a 50-ohm fixed

attenuator with an operating frequency

range of DC to 2.4 GHz.

Standard attenuation values are

3, 6, 10, 20, and 30 dB. Maximum

SWR is 1.25, the temperature

range is - 40 to +40 °C and

the RF connectors are N male/N

female. Other RF connector

types and genders are available

in this package. Additional applications

include test equipment,

telecommunication systems,

base stations, radar applications

and defense programs.

■ BroadWave Technologies, Inc.

www.broadwavetechnologies.

com

Powerful GaN X-Band HPA

Richardson RFPD, Inc., an Arrow

Electronics company, announced the

availability and full design support

capabilities for a new gallium nitride

high-power amplifier from United

Monolithic Semiconductors. The

CHA8312-99F is a two-stage GaN

HPA that operates from 8 to 12 GHz

and provides 17 W output power,

50% power added efficiency, and

26 dB small signal gain. The part

is developed on a robust 0.15 µm

gate length GaN on SiC HEMT process

and is available as a bare die.

The new device is ideal for defense

56 hf-praxis 9/2022


RF & Wireless

Passive Component Library

Passive Plus, Inc. (PPI), a Modelithics

Vendor Partner (MVP), is now offering

design engineers a Free 90-Day Trial

license for the Modelithics PPI Component

Library. This will provide PPI customers

access to extremely accurate scalable

simulation models for Passive Plus capacitors

with advanced features that enable

a more precise and rapid design process.

The Modelithics Vendor Partner (MVP)

Program promoted collaboration and open

communication between Passive Plus and

Modelithics during the development of

advanced data sets and Modelithics Microwave

Global Models for Passive Plus capacitors.

Through the MVP Program, Passive

Plus is also sponsoring free trials of

these models to approved customers. The

Microwave Global Models include every

part value in a series and permit users to

input substrate thickness, dielectric constant,

and loss tangent, as well as mounting

pad layout dimensions. Selected models

also include capacitor orientation – vertical

or horizontal – as an input. Engineers

can request FREE use of the models, by

either visiting the Passive Plus Resources

page (http://passiveplus.com/addldocs_

resources.php) or the Passive Plus MVP

page on the Modelithics website (www.

modelithics.com/mvp/PassivePlus/) by

clicking on “Free Trial”.

applications and is also suitable for

a wide range of microwave applications

and systems such as radar,

test equipment and communication.

■ RFPD

www.richardsonrfpd.com

Terminations Optimized for

5G Wireless Infrastructure

Richardson RFPD, Inc., an

Arrow Electronics company,

announced the availability and

full design support capabilities

for three new termination resistors

from TTM Technologies’

Radio Frequency & Specialty

Components business unit. The

new terminations are optimized

for 5G wireless infrastructure

applications, as well as GPS/

GNSS, WiFi including WiFi 6,

and legacy 4G/LTE. These new

terminations include:

• A100N50X4A (100 W, 50

ohms chip termination)

• E125N50X4 (125 W flangeless

termination)

• E150N50X4 (150 W, 50 ohms

flangeless mount termination)

■ RFPD

www.richardsonrfpd.com

2207-MHz VCO

CVCO55CC-2207-2207 VCO

from Crystek operates at 2207

MHz with a control voltage

range of 0.5 to 4.5 V. This VCO

features a typical phase noise

of -118 dBc/Hz @ 10 kHz offset

and has excellent linearity.

Output power is typically 4.5

dBm. Engineered and manufactured

in the USA, the model

CVCO55CC-2207-2207 is

packaged in the industry-standard

0.5 x 0.5 in. SMD package.

Input voltage is 5 V, with a max.

current consumption of 37 mA.

Pulling and Pushing are minimized

to 0.6 MHz pk-pk and

0.5 MHz/V, respectively. Second

harmonic suppression is 20 dBc

typical.

The CVCO55CC-2207-2207

is ideal for use in applications

such as digital radio equipment,

fixed wireless access, satellite

communications systems, and

base stations. For pricing details,

contact Crystek Corporation.

Family datasheets are available

for download at www.crystek.

com. For more information,

contact sales at Crystek Corporation,

www.crystek.com/contact.

■ Crystek Corporation

www.crystek.com

6LoWPAN Mesh Network for Long Range

and Low Power

Radiocrafts AS, announced a

new release for RIIM with major

upgrades including:

• improved battery lifetime by

more than 50%

• sleep current as low as 2.5 µA

• improved maximum data

throughput to the Border Router

(Gateway) by 20 times

• network robustness improved

to 99.99% with synchronized

channel hopping and

frequency agility

• Modbus and RS485 support to

meet industrial control market

requirements

• additional compliance to

radio regulations in India and

Vietnam

• easier commissioning

• Pulse Width Modulation

(PWM) outputs for analogue

control

• multicast (one-to-many) performance

improvements reducing

on-air communication

time

• Microsoft Visual Studio Code

support for a more userfriendly

coding experience

RIIM (Radiocrafts Industrial IP

Mesh) was released in December

2018 as an embedded RF system

designed to be an all-inclusive,

easy-to-use, long range wireless

communication mesh solution

providing unmatched robustness

and scalability. RIIM utilizes

6LoWPAN, a lightweight

version of IPv6 allowing the user

to access each sensor or controller

from the internet using IP

addressing. The radio protocol

uses IEEE 802.15.4 g/e providing

symmetrical bi-directional

communication with short

transmission pulses that enable

dense networks with high reliability

and very low power consumption.

A customer developed

application software can run on

top of the embedded operation

system, reducing overall cost

and improve integration.

RIIM is low cost, does not

require any license or subscription,

and is very low power.

Hardware and software development

kits are available now.

■ Radiocrafts AS

www.radiocrafts.com

CelsiStrip ®

Thermoetikette registriert

Maximalwerte durch

Dauerschwärzung

Diverse Bereiche von

+40 bis +260°C

GRATIS Musterset von celsi@spirig.com

Kostenloser Versand DE/AT ab Bestellwert

EUR 200 (verzollt, exkl. MwSt)

www.spirig.com

hf-praxis 9/2022 57


RF & Wireless

High-Quality Triaxial Connectors, Adaptors and Cable Assemblies

Intelliconnect (Europe), Ltd. has

developed a range of competitively

priced, high-quality triaxial connectors,

adaptors and cable assemblies.

Delivery from stock or custom designed

products are both available

for delivery in a timely manner.

Triaxial products are available in

TRB, TRT and many other interfaces.

Intelliconnect Triaxial products

are used extensively in medical

applications such as Imaging

and dosimetry in hospitals and

clinics throughout North America

and Europe and are regarded

as the finest performing products

of their type. Their recently launched

and fast-growing cryogenic

cable assembly business Cryo-

Coax supplies the growing market

for quantum computing, medical,

research, test and measurement

and the emerging low temperature

computing markets. Intelliconnect’s

cable division are specialist manufacturers

of affordable, high quality,

high frequency microwave cables

including triaxial assemblies, semirigid,

semi-flexible and cryogenic

cables as well as standard RG/LMR

type products. Cables can be waterproofed

to IP68 and include special

features including phase matching

and ruggedised assemblies for use

in harsh environments.

■ Intelliconnect (Europe) Ltd.

www.intelliconnectgroup.com

First AWS IoT ExpressLink Cellular Module

cellular module with AWS IoT

ExpressLink support to our portfolio,”

says Harald Kröll, Principal

Product Manager, Product

Center Cellular, u-blox. “Offering

access to AWS services without

spending time integrating

APIs or additional source code,

SARA-R510AWS handles the

nuts and bolts of connecting to

the cloud, giving product developers

with any level of experience

more time to focus on

their business.”

u-blox announced the SARA-

R510AWS module, a new

variant of the globally certified

SARA-R5 LTE-M cellular

module series. The module

serves a variety of applications

that require reliable and secure

cloud connectivity in industries

including asset tracking, smart

farming, sensor monitoring, and

connected medical equipment.

Building and commercializing

secure and scalable cloud-connected

IoT solutions that are easy

to maintain over their lifetime

can be challenging. In addition

to requiring deep expertise in

embedded development, networking,

cryptography, and cloud

architecture, developers need to

be proficient in handling a complex

software stack. As a result,

IoT projects can quickly snowball

into complex endeavors

with long development cycles

and high failure rates.

The SARA-R510AWS module

offers product developers a

straightforward path to secure

and scalable AWS cloud services,

considerably reducing

product development time and

effort and cutting time to market.

Thanks to a stripped-down command

interface, the module can

connect to AWS cloud using just

two dedicated AT commands.

Running validated AWS IoT

ExpressLink firmware, SARA-

R510AWS minimizes integration

efforts by taking care of the

key steps required to access the

AWS cloud, such as networking,

authentication, and secure data

transfer. The module also offers a

range of security features, including

a pre-provisioned hardwarebased

root of trust, secure boot,

and secure storage, as well as

encrypted communication to and

from the cloud, enabling secure

over-the-air updates of the host

processor and the module’s communication

firmware.

“Following the launch of our

NORA-W2 Wi-Fi module earlier

this year, we are excited to add a

■ u-blox

www.u-blox.com

Miniature CMOS TCXO

Frequency control specialist,

Euroquartz has launched a new

range of miniature surface mount

temperature-compensated crystal

oscillators (TCXO) offering frequency

stability from ±2.5 ppm.

The new EM211T series offers

frequencies from 10 to 60 MHz

with CMOS outputs in a miniature

2 x 1.36 x 0.7 mm SMD

package. Standard output frequencies

available are 12, 20,

24, 25, 26, 40, 50 and 60 MHz.

The new EM211T series oscillators

are ideal for use in a wide

range of applications where high

accuracy is important with the

miniature package making these

TCXOs particularly suitable for

embedded systems. With LVC-

MOS output into 15pF load, tolerances

are available from ±2.5 to

±10 ppm over the industrial temperature

range (-40 to +85 °C),

frequency dependent. Typical

SSB phase noise at 25 °C ranges

between -85 and -154 dBc/Hz

for 50 MHz frequency output.

Frequency stability specifications

are ±1 ppm maximum

against ageing in first year, ±0.3

ppm maximum against voltage

change for ±5% change, ±0.3

ppm maximum against load

change for ±10% change and ±1

ppm maximum against reflow

(SMD type) for one reflow,

measured after 24 hours.

The components are housed in a

standard format 6-pad 2 x 1.36

mm SMD ceramic package with

hermetically sealed metal lid.

Power supply voltage options

are 1.8, 2.5 and 3.3 V ±5% with

current consumption of 8 mA

maximum at 3.3 V.

■ Euroquartz, Ltd.

sales@euroquartz.co.uk

www.euroquartz.co.uk

58 hf-praxis 9/2022


RF & Wireless

PCI-Express 6.0 Base Specification Test System

is transmitted to the Synopsys PCI Express 6.0

IP to measure bit errors using the DUT internal

error counter. Additionally, bit errors will be

measured by the MP1900A PAM4 Error Detector

in DUT Loopback mode. Using its FEC function,

the MP1900A will analyze and display FEC

corrected/uncorrected errors and post FEC error

rate, while the Tektronix DPO70000SX real-time

oscilloscope analyzes the signal waveforms from

the DUT. A complete PCIe 5.0 LEQ test was

also demonstrated.

Anritsu Corporation demonstrated its Signal

Quality Analyzer-R MP1900A series as part of

a PCI-Express (PCIe) 6.0 Base Specification test

system, along with Tektronix Inc.’s DPO70000SX

real-time oscilloscope and silicon-proven Synopsys

PCI Express 6.0 IP. PCIe 6.0 utilizes

Forward Error Correction (FEC) as a key technology

to assure the integrity of 32-Gbaud PAM4

(64 Gbps), low-SNR signals affected by transmission

path loss. The result is more complexity

associated with evaluating devices under test

(DUT). The demonstration will highlight a more

efficient testing solution using automatic Base

Specification calibration and signal-quality evaluation

by a Tektronix DPO70000SX real-time

oscilloscope, combined with Anritsu’s industryfirst

MP1900A supporting error-correction analysis

to measure FEC symbol errors in real-time.

In the demonstration, the Anritsu MP1900A generated

a stressed compliant signal calibrated by a

Tektronix DPO70000SX oscilloscope based on

PCI Express 6.0 Base Specification. The signal

The Signal Quality Analyzer-R MP1900A is a

high-performance BERT for measuring highspeed

computer interfaces, such as PCIe 6.0,

PCIe 3.0 to 5.0, and USB3.2/4.0, as well as ultrabroadband

communications interfaces, including

400 GbE/800 GbE. Due to its excellent test reproducibility

and easy operation, the MP1900A is

a PCI-SIG-certified instrument for compliance

tests up to PCIe 5.0. The joint demonstration

supporting the new PCIe 6.0 standard will help

advance PCIe worldwide.

■ Anritsu Corporation

www.anritsu.com

Next-Generation RF Solutions

for Mission Critical Systems

The Industry’s Most Reliable, High-Performance GaN & GaAs Solutions

Part

Number

Frequency

Range (GHz)

Psat

(dBm)

Gain

(dB)

Supply

Voltage (V)

QPD1016 DC-1.7 57 16.6 50

QPD1004 0.03-1.4 44 18 50

QPA2935 2.7-3.5 33 28.4 25

QPA0506 5-6 36.5 27.4 25

QPM6000 8-14 18 23 2

QPA1314T 13.75-14.5 47.5 29 24

QPA1724 17.3-21.2 43 25 20

Qorvo ® offers customers the most advanced combination of power and performance with its industry

leading GaN power amplifiers and its new portfolio of high-performance GaAs MMICs that cover the

entire RF signal chain. Qorvo’s RF solutions set the standard for reliability, efficiency and design flexibility,

and is a trusted and preferred supplier to the DoD and leading defense contractors around the globe. As

the industry’s only MRL 10 GaN supplier, customers can depend on Qorvo solutions to support mission

critical applications that operate in the harshest environments on land, sea, air and space. At Qorvo we

deliver RF and mmWave products to connect, protect and power the world around us.

To learn more, visit qorvo.com or connect with our distribution partner RFMW at rfmw.com/qorvo.

hf-praxis 9/2022 59

© 08-2022 Qorvo US, Inc. | QORVO is a trademark of Qorvo US, Inc.


RF & Wireless

RFMW introduces new products

Highly Integrated RF

Frontend Module for 5G TDD

Basestations

The QPB9378 is a highly integrated

RF frontend module targeted

for 5G TDD base stations. The

module integrates a two-stage

LNA and a high-power SPDT

switch in a dual channel configuration.

It features a 2nd stage

LNA with bypass functionality

and power down mode for LNA

when in transmit mode. The

QPB9378 can be operated across

the 2.3 to 5 GHz range. Offered

in a RoHS-compliant, compact

6 x 6 mm surface-mount leadless

package, the switch supports

input RF power signals of up to

20 W average power assuming

9 dB PAR.

Bandpass for the 5G n258

Band

The B259MC1S is a surface

mount bandpass filter from

Knowles Dielectric Labs (DLI),

designed for the 5G n258 band.

This filter utilizes DLI’s low

loss, temperature stable materials

which offer small size and

minimal performance variation

over temperature. DLI’s catalogue

BPF’s are offered in a variety

of frequency bands, which

offers a drop-in solution with

highly repeatable performance.

The B259MC1S covers a bandwidth

from 24.25 to 27.5 GHz

with a typical insertion loss of

2.9 dB and is ideal for implementation

in 5G BTS’s.

Power Amplifier Targeting

758 to 798 MHz

The QPA9909 is a high-efficiency,

linearizable power amplifier

targeting 758 to 798 MHz

small-cell wireless infrastructure

systems. The product delivers

high efficiency of 37.7%

at 29 dBm average output

power, while providing excellent

DPD linearized ACPR of

-52 dBc for signal bandwidths

of up to 40 MHz. The QPA9909

is housed in a 5 x 5 mm SMT

package. It is pin-to-pin compatible

to QPA9901, QPA9903,

QPA9907, QPA9908, QAP9940

and QPA9942.

GaAs MMIC Double Balanced

Mixer

The MM1-35130H is a GaAs

MMIC double balanced mixer

that supports unsurpassed RF/

LO frequencies from 35 to 130

GHz with up to 50 GHz of IF

bandwidth. It features high LO

to RF isolation and spurious performance

across the entire 95

GHz of bandwidth. The mixer

supports operation as both an up

and down converter from the Ka

band through mmWave/G band,

making it ideal for mmWave frequency

conversion applications

that require high IF bandwidths

and high linearity. Available as

wire bondable die.

New Chip Attenuators

The TSX Series of chip attenuators

pushes the boundaries of

size, weight, and power in a costeffective,

easy-to-implement

surface mount solution, suitable

for a wide array of applications

where low SWR increases Tx

power. With excellent broadband

RF performance to 50

GHz, power handling is increased

while reducing size – critical

factors in Sat Comm, radar,

instrumentation, and 5G radio.

8-W Wideband Power

Amplifier

Qorvo‘s QPA2640T is a wideband

power amplifier fabricated

on Qorvo‘s QGaN15 GaN

on SiC process, mounted to a

high thermal conductivity tab.

The QPA2640T operates from

20 to 40 GHz, providing 8 W

of saturated power. QPA2640T

is 100% DC and RF tested to

ensure compliance to electrical

specifications.

High-Performance Balun

The MRFXF0072 balun is a

high-performance balun that

gives your CATV amplifier or

EQ circuit optimized performance.

The part offers a unique

feature rarely found in three wire

baluns, including DC bias of 400

mA through the ground pin. The

MRFXF0072 offers >20 dB typ.

return loss, +/-0.5 dB amplitude

match, and less than 0.7 dB IL.

Drop it in and see great performance.

It’s offered in a standard

surface mount package and is pin

to pin compatible.

Versatile Broadband MMIC T3

Mixer

The MT3A-0113HCSM is a

versatile broadband MMIC T3

mixer with an integrated LO driver

amplifier that allows for operation

with as little as 5 dBm LO

drive. The T3 architecture enables

overlap of the RF, LO and IF

frequencies. It features exceptional

IMD suppression with low

conversion loss and high 28 dBm

IP3 over an RF/LO bandwidth

of 1.5 to 13 GHz. Available in a

6 x 6 mm QFN or connectorized

evaluation module.

Highly Linear Medium Power

Amplifier Operating Between

26.5 & 29.5 GHz

The CMX90A702 is a highly

linear medium power amplifier

operating in Frequency Range

2 (FR2) from 26.5 to 29.5 GHz,

addressing the needs of 5G New

Radio (NR) band n257 and

n261. CMX90A702 is a threestage

GaAs MMIC amplifier

delivering 25 dBm (0.3 W) of

output power at 1 dB gain compression,

21 dB of small signal

gain and 32.5 dBm output third

order intercept (OIP3). RF ports

60 hf-praxis 9/2022


RF & Wireless

are matched to 50 ohms with an

integrated DC blocking capacitor

at the output.

The MPA is easy to monitor and

control with an on-chip temperature-compensated

RF power

detector and fast-switching enable

circuit. Using an enhancement

mode (E-mode) pHEMT

process ensures only positive

supply voltages are required,

thus making single DC supply

operation possible. More Features:

Power added efficiency

26%, EVM 4% @ 18 dBm, Supply

4 V @ 182 mA

High Power MMIC Amplifier

Operates Between 13.75 and

14.5 GHz

Qorvo‘s QPA1314T is a high

power MMIC amplifier fabricated

on Qorvo‘s production

0.15 um GaN on SiC process

(QGaN15), mounted to a high

thermal conductivity tab. Operating

between 13.75 and 14.5

GHz, it achieves 55 W saturated

output power. Operating frequency

extends to 12.75...15.35

GHz. To simplify system integration,

the QPA1314T is fully matched

to 50 ohms with integrated

DC blocking caps on both I/O

ports. Its RF ports are DC coupled

to ground for optimum ESD

performance. The QPA1314T is

ideal for supporting communications

and radar applications

in both commercial and military

markets. The QPA1314T is 100%

DC and RF tested on-wafer to

ensure compliance to electrical

specifications.

Design of Filters and

Resonator Technologies

This eBook explores advancements

in the design of filters and

resonator technologies. The first

article illustrates how EM simulation

has significantly improved

the development of complex filters.

The article illustrates the

process with the design of a 75

ohms filter covering 564 to 1200

MHz for a cable TV distribution

system. The second article continues

the design discussion using

a bandpass filter for 5G band

n257. The next article describes

an innovative evolution of YIG

resonators – reducing power consumption,

size and cost – and its

application to tunable filters. The

article discusses the evolution of

the YIG and how one company

is applying this improved capability

to tunable filters operating

above 2 GHz.

■ RFMW

www.rfmw.com

Ultra-miniature, Ultra-low

Phase Noise Oscillators

Mercury Electronics Europe has

announced a new range of ultraminiature,

ultra-low phase noise

crystal oscillators that are ideal

for use in embedded automotive

applications. The new surface

mount HJ22 oscillators offer

15 pF load LVCMOS output at

frequencies from 20 to 50 MHz

with typical RMS phase jitter

of just 48 fs, 300 fs maximum.

Phase noise characteristics of

-153 dBc/Hz at 10 kHz offset

and -166 dBc/Hz at 100 kHz

offset (49.152 MHz output frequency,

3.3 V input model) are

significantly better when compared

with standard oscillators.

Housed in an ultra-miniature surface

mount package measuring

just 2.5 x 2 x 0.9 mm, the new

HJ22 oscillators are available

with 1.8, 2.5 or 3.3 V power supply

requirements and offer typical

current consumption of just 3

mA, 5 mA maximum. Frequency

stability over both commercial

(-10 to +70 °C) and industrial

(-40 to +85 °C) can be specified

as ±25, ±50 or ±100 ppm

as standard. MEC Europe can

also provide non-standard frequency

stability specifications.

Specifications include ageing of

±3 ppm/year maximum for first

year, start-up time of 0.8 ms typical,

5 ms maximum, rise/fall time

of 5 ns typical, 10 ns maximum

and duty cycle (symmetry) of

50% ±5%. Output enable/disable

is provided as standard.

■ Mercury Electronics –

Europe

www.mecxtal-europe.com

20 GHz Discrete GaAs pHEMT

Die

RFMW announced design and

sales support for a discrete

180-Micron pHEMT which operates

from DC to 20 GHz. The

QPD2018D is designed using

Qorvo’s proven standard 0.25

µm power pHEMT production

process. This process features

advanced techniques to optimize

microwave power and efficiency

at high drain bias operating conditions.

The QPD2018D typically

provides 22 dBm of output

power at P1dB with gain of

14 dB and 55% power-added

efficiency at 1 dB compression

making it appropriate for high

efficiency applications. Bias

voltage is 8 V for broadband

wireless, aerospace and defense

applications.

2.92 mm Field Replaceable

Connectors accommodate

Multiple Launch Pins

RFMW announced availability

of a portfolio of field replaceable

2.92 mm connectors. The

San-tron portfolio is comprised

of field replaceable connectors

capable of accepting 0.009”,

0.012”, and 0.020” diameter

launch pins with 1/2” square,

3/8” square, or .625” 2-hole

flange configurations. The connectors

offer low SWR of


Verstärker/Impressum

Kompakter Vorverstärker, speziell für EMV-Messungen

Für aussagekräftige Messergebnisse,

auch bei schwachen Eingangssignalen,

steht der neue

Vorverstärker PA 2522 der Langer

EMV-Technik GmbH. Etwa

aufschlussreiche Ergebnisse aus

einer EMV-Messung zu erhalten,

scheitert oft an zu niedrigen

Messpegeln – oder daran, dass

die verwendeten Messwerkzeuge

nicht empfindlich genug sind.

Unterstützung bietet jetzt der

PA 2522, ein Vorverstärker mit

seiner Verstärkung von 25 dB.

Der PA 2522 verstärkt schwache

Messsignale über einen extrem

breiten Frequenzbereich von

10 MHz bis 22 GHz – bei sehr

geringem Rauschverhalten und

konstant hohem Dynamikumfang.

Somit lassen sich Störaussendungsquellen

mit sehr geringen

Pegeln auf Messgeräten jetzt

deutlich erkennen.

Der in Handarbeit in Deutschland

gefertigte Signalverstärker

ist eine konsequente Weiterentwicklung

für EMV-Anwendungen.

In Kombination mit

einer passenden Nahfeldsonde,

z.B. von Langer EMV-Technik,

ist es möglich, Oberschwingungsmessungen

von hochfrequenten

Signalen bis zu 22 GHz

durchzuführen. Mit seiner kompakten

Bauweise lässt sich der

PA 2522 vielseitig in Entwicklungsumgebungen

integrieren.

Direkt angeschlossen schützt

der Vorverstärker empfindliche

Messgeräte gleichzeitig vor

Überspannung. Der PA 2522

wird an den 50-Ohm-Eingang

eines Spektrumanalysators oder

Oszilloskops angeschlossen. Die

Stromversorgung des PA 2522

erfolgt über das mitgelieferte

Steckernetzteil.

■ Langer EMV-Technik

www.langer-emv.de

Hochleistungsverstärker

arbeiten im Bereich von 12,75

bis 14,8 GHz

Die Hochleistungsverstärker der

Serie STA5375 Ku von Space-

Path Communications arbeiten

im Bereich von 12,75 bis 14,8

GHz mit einer Bandbreite von

500/750 MHz. Sie bieten eine

ultralineare, hocheffiziente

Leistung in einem kompakten,

leichten, robusten und wetterfesten

Gehäuse für die Antennenmontage.

Die fortschrittlichen

Gehäuse- und Kühltechniken

ermöglichen den Betrieb unter

extremen Umweltbedingungen,

von direktem Regen bis hin zu

direkter Sonneneinstrahlung. Die

Verstärker sind benutzerfreundlich

und verfügen standardmäßig

über eine umfassende Fernsteuerungsfunktion,

einschließlich

RS485-, RS232- und Ethernet-

Optionen.

Der HPA enthält einen hocheffizienten

Multikollektor-TWT,

der von einem modernen Netzteil

versorgt wird. Dieser Antennenmontageverstärker

wurde für

den Einsatz in Satellitenanwendungen

entwickelt.

Weitere Details:

• TWT-Leistung: 750 W

• Flansch-Leistung: 675 W

• Sende-Rauschleistung: -70

dBW

• Kleinsignalverstärkung: 70 dB

• Verstärkungseinstellbereich:

30 dB

• Verstärkungsanpassung in Stufen

von 0,1 dB

• AM/PM-Umwandlung: 2°/dB

• Oberwellen: -60 dBc

• Impedanz: 50 Ohm

• Eingangs-/Ausgangs-SWR:

1,3

• Leistungsaufnahme: 2200 bis

2450 W

• Abmessungen: 508 x 254 x

254 mm (L x B x H)

• Gewicht: 21 kg

• eingebautes Kühlsystem

• Betriebstemperatur: -40 bis

+60 °C

■ SpacePath Communications

www.space-path.com

Verstärker für 2 bis 8 GHz

bietet mehr als 28 dB

Der PMI-AFD4-020080-23P-

SMA von Quantic PMI ist ein

HF-Verstärker, der von 2 bis 8

GHz arbeitet. Er bietet eine Verstärkung

von mehr als 28 dB mit

einem Ausgangs-P1dB von 23

dBm und hat eine Rauschzahl

von weniger als 3,5 dB. Der

Verstärker benötigt eine Gleichstromversorgung

von 15 V und

hat eine Stromaufnahme von 370

mA. Er ist in einem Modul mit

den Abmessungen 1,83 x 0,78 x

0,20 Zoll mit vor Ort austauschbaren

SMA-Buchsen erhältlich.

Weitere Produktspezifikationen:

• Aufbau: Modul mit Stecker

• Ebenheit der Verstärkung:

±2 dB

• Einsatz: kommerziell, Militär,

Raumfahrt

• Betrieb: gepulst/CW

• Eingangs-/Ausgangs-SWR: 2

• Steckverbinder: SMA-Buchse

• Betriebstemperatur: 0...70 °C

■ Quantic PMI (Planar

Monolithics)

www.pmi-rf.com/

hf-Praxis

ISSN 1614-743X

Fachzeitschrift

für HF- und

Mikrowellentechnik

• Herausgeber und Verlag:

beam-Verlag

Krummbogen 14

35039 Marburg

Tel.: 06421/9614-0

Fax: 06421/9614-23

info@beam-verlag.de

www.beam-verlag.de

• Redaktion:

Ing. Frank Sichla (FS)

redaktion@beam-verlag.de

• Anzeigen:

Myrjam Weide

Tel.: +49-6421/9614-16

m.weide@beam-verlag.de

• Erscheinungsweise:

monatlich

• Satz und

Reproduktionen:

beam-Verlag

• Druck & Auslieferung:

Bonifatius GmbH,

Paderborn

www.bonifatius.de

Der beam-Verlag übernimmt,

trotz sorgsamer Prüfung

der Texte durch die

Redaktion, keine Haftung

für deren inhaltliche

Richtigkeit. Alle Angaben im

Einkaufsführer beruhen auf

Kundenangaben!

Handels- und Gebrauchsnamen,

sowie

Warenbezeichnungen

und dergleichen werden

in der Zeitschrift ohne

Kennzeichnungen

verwendet.

Dies berechtigt nicht

zu der Annahme, dass

diese Namen im Sinne

der Warenzeichen- und

Markenschutzgesetzgebung

als frei zu betrachten sind

und von jedermann ohne

Kennzeichnung verwendet

werden dürfen.

62 hf-praxis 9/2022


VERSTÄRKER

AGC Verstärker

Antennen Verstärker

Booster Verstärker

Breitband Verstärker

Buffer Verstärker

CAMP/ LCAMP Verstärker

CATV Verstärker

Drop-in Verstärker

GaAS Verstärker

GaN Verstärker

Halbleiter Verstärker

Hochfrequenz Verstärker

Hohlleiter Verstärker

Kanal Verstärker

Kleinsignal Verstärker

Koaxial Verstärker

Leistung Verstärker

Linear Verstärker

LNB / LNC Verstärker

Logarithmische Verstärker

Mast Verstärker

Mess Verstärker

Mikrowellen Verstärker

Millimeterwellen Verstärker

Mobilfunk Verstärker

Modul Verstärker

Multioktav Verstärker

Puls Verstärker

Rauscharme Verstärker

Regel Verstärker

Röhren Verstärker

SDVLA Verstärker

Transistor Verstärker

TMA Verstärker

TWT Verstärker

GLOBES Elektronik GmbH & Co KG - a milexia company

HEILBRONN

HAMBURG

MÜNCHEN

Berliner Platz 12 • 74072 Heilbronn

Tel. +49 (0) 7131 7810-0 • Fax +49 (0) 7131 7810-20

Gutenbergring 41 • 22848 Norderstedt

Tel. +49 (0) 40 514817-0 • Fax +49 (0) 40 514817-20

Streiflacher Str. 7 • 82110 Germering

Tel. +49 (0) 89 894 606-0 • Fax +49 (0) 89 894 606-20

hf-welt@milexia.com

www.globes.de • www.milexia.com

Hurra! Ihre Datei wurde hochgeladen und ist bereit für die Veröffentlichung.

Erfolgreich gespeichert!

Leider ist etwas schief gelaufen!