2-2023

Februar 2/2023 Jahrgang 28

HF- und

Mikrowellentechnik

Wie testet man Wi-Fi-7-Geräte?

mmt GmbH & LitePoint, Seite 6

9 k H z TO 67 GHz

Programmable

Attenuators

High-Accuracy Level Control

• Attenuation ranges up to 120 dB

• Step size as small as 0.05 dB

• Single-channel and multi-channel models

• USB, Ethernet, RS232 and SPI control options

• Plug and play GUI and robust API included

• Designed and manufactured in-house

NEW TO MARKET

• UDAT-67G-30

• -9 kHz to 67 GHz

• 31.5 dB Attenuation Range

Editorial

Halbleiter – begehrte Rohstoffe

des technischen Fortschritts

Smarte Lösungen

für HF-Messtechnik von

Technische Beratung und Distribution

Frank Sichla

hf-praxis

Die sich vor unseren Augen entwickelnde digitale Welt

ist ohne Halbleiter nicht vorstellbar. Das klingt banal.

Doch Halbleiter zählen zu den begehrtesten Gütern

der neuen digitalen Welt. Untersuchungen von Huawei/

Oxford Economics sehen ihren Anteil an der Weltwirtschaft

(gemessen am Bruttoinlandsprodukt) von 15% im Jahr 2005

auf 25% im Jahr 2025 steigen. Und nur wenige Unternehmen

stellen diese Mikrochips her. Sie sind gut positioniert und

dennoch nicht immer in der Lage, den weltweiten Bedarf zu

decken.

Warum dies? Nun, nicht jedes Halbleiterunternehmen

kann bzw. möchte sich eine eigene Fertigungsstätte für

mehrere Milliarden Dollar leisten. Oftmals sind die

Produktionsanlagen von Halbleiterherstellern, bei denen

sich die Entwicklung und Fertigung in Eigenbesitz befindet,

technologisch überholt. Vor allem, weil die Halbleiter

aufgrund des technologischen Fortschrittes immer komplexer

werden.

Die größte Halbleiter-Produktionsstätte in Europa ist

Infineon in Dresden. Produziert wird aber nicht nur dort,

sondern insgesamt in fünf Fertigungsstätten, verteilt auf drei

Kontinenten. Es stimmt nun optimistisch, dass der Konzern

in Dresden eine Rekordinvestition von 5 Milliarden Euro

für den Ausbau der Fertigungskapazitäten angekündigt hat.

Im neuen Werk sollen 1000 noch einzustellende Mitarbeiter

Analog-, Mixed-Signal- und Leistungs-Halbleiter auf 300

mm großen Wafers produzieren. Im Herbst dieses Jahres will

man mit dem Bau beginnen.

Begünstigt wird diese Investition in bislang nicht gekannter

Größenordnung durch den sich ankündigenden EU Chips

Act, dessen Ambition es ist, den Anteil der europäischen

Chip-Produzenten am Weltmarkt von gegenwärtig etwa 9%

auf 20% zu erhöhen.

Der Hightech-Branchenverband Silicon Saxony e.V. in

Dresden meint, die Entscheidung von Infineon zeige, dass

Deutschland und Europa international wettbewerbsfähig

sind und bleiben. Inwieweit dieses Statement

aufrechterhalten werden kann, hängt jedoch auch davon ab,

in welchem Maße, wie (un)bürokratisch und wie schnell sich

Landes- und Bundesregierung und EU-Parlament für diese

mutige und zukunftsorientierte Initiative des Chip-Konzerns

einsetzen.

Frank Sichla

· Schalter und Schaltmatrizen

· Mobile Testgeräte

· Programmierbare Dämpfungsglieder

· Kundenspezifische Testsysteme inkl. Verstärker

· Testkabel und Adapter (bis 67GHz)

· 2 Ports,

S-Parameter Messungen von 300 kHz bis 6 GHz

· Variable Leistung von -50 dBm bis +10 dBm

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zur System- und Komponentenanalyse

· Gaußsches Breitbandrauschen, Eb/No, C/No, C/I, C/N

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Analyzers

· Störstrahlungssichere

HF-Verbindungen über Glasfaser (bis 40GHz, In/Outdoor)

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hf-praxis 2/2023 3

Inhalt 2/2023

Februar 2/2023 Jahrgang 28

HF- und

Mikrowellentechnik

Wie testet man Wi-Fi-7-Geräte?

mmt GmbH & LitePoint, Seite ??

Zum Titelbild:

Wie testet man

WiFi-7-Geräte?

Die Entwicklung nachhaltiger

Lösungen, die weniger Energie

verbrauchen, gewinnt in allen

Anwendungsbereichen zunehmend an

Bedeutung. 6

Reif für den Einsatz in der realen Welt?

Six-9s-Verfügbarkeit

der neuen 5G-Technik

Die aktuelle Installation von 5G ist auch von

daher ein Novum, weil sie nicht nur Menschen,

sondern auch Maschinen und diversen Systemen

direkt dient. 20

Rubriken:

3 Editorial

4 Inhalt

6 Titelstory

12 Aktuelles

22 Schwerpunkt Messtechnik

56 5G/6G und IoT

60 Quarze und Oszillatoren

62 Bauelemente und Baugruppen

64 Antennen

65 Verstärker

66 Software

70 Kabel und Verbinder

71 RF & Wireless

78 Impressum

Konformitätstests als Schlüssel

zur Leistung von Basisstationen

Angesichts sich ständig weiterentwickelnder Standards müssen Testlösungen höhere

Frequenzen, größere Bandbreiten und neue Fähigkeiten der Bit übertragungsschicht

unterstützen. Strenge Tests stellen sicher, dass die Basisstationen halten, was sie

versprechen, und 5G-Verbindungen unterstützen. 24

4 hf-praxis 2/2023

Sternwarte Bochum erfolgreich

bei Artemis-1-Tracking

Mitte November 2022 hat die NASA mit Artemis-1 und

dem Raumschiff Orion wieder eine Mondmission gestartet.

Drei Wochen lang umkreiste die Orion den Erdtrabanten.

Die Sternwarte Bochum empfing während dieser Zeit

die übermittelten Daten und konnte diese sehr detailliert

analysieren. 12

Tests von CRPAs und

anderen adaptiven

GNSS-Antennensystemen

CRPAs sind Antennen mit kontrolliertem Strahlungsoder

Empfangsmuster (Controlled Reception

Pattern Antennas) und finden besonders bei GNSS-

Empfängern Anwendung. 48

Visit us at stand 3/310

embedded world

5G RedCap und seine

Implikationen

für IoT-Geräte

Hier werden die RedCap-Spezifikationen, die

Anforderungen an IoT-Anwendungen, die

Entwicklungszeiten und die HF-Implikationen

für Hersteller von IoT-Geräten und

Mobilfunkbetreiber näher erläutert. 56

International News

6G – What Are the Important

Technological Developments to Watch?

While 5G mmWave has yet to take off, 6G research has already begun. But what exactly

is 6G, and what are the emerging areas to watch? 74

hf-praxis 2/2023 5

5

Titelstory

Wie testet man WiFi-7-Geräte?

Die mmt vertritt mit LitePoint einen renommierten Hersteller, der mit seinen MX-Geräten

diese Frage beantworten kann.

Quelle:

LitePoint, mmt gmbh

www.meffert-mt.de/litepoint

sales@meffert-mt.de

Doch was ist WiFi 7 und welche

Vorteile bringt es? Nun,

WiFi 7 wird die schnellste

WiFi-Generation sein mit

einem Durchsatz von mehr

als 30 Gbit/s und sehr geringen

Latenzzeiten. Die Anwendungsfälle,

die für die nächste

Generation von WiFi-Geräten

anvisiert werden, sind die anspruchsvollsten

Anwendungen

für Augmented Reality (AR),

Full Immersion Virtual Reality

(VR), Gaming und Cloud Computing.

Vorteile durch neue Funktionen

Mit Blick auf diese anspruchsvollen

Anwendungen werden im

IEEE-802.11be-Standard viele

neue Funktionen eingeführt,

die diese „Extremely-High-

Throughput“-Gerätegeneration

(EHT) zur Realität werden lassen.

Triband-Betrieb in den Frequenzbändern

2,4, 5 und 6 GHz,

extrabreite 320-MHz-Kanäle,

4096-QAM-Modulation, bis zu

16×16 MIMO und Multilink-

Betrieb (MLO) verschieben die

Grenzen der HF-Leistung von

WiFi-Geräten und leiten eine

neue Ära der Konnektivität ein.

Und das sind nun die Vorteile

von WiFi 7:

• Triband-Betrieb: mehr Kanäle,

weniger Überlastungen

In Anlehnung an WiFi 6E definiert

der 802.11be-Standard den

Betrieb im 2,4-, 5- und 6-GHz-

Frequenzband, um die zusätzlichen

1200 MHz des Spektrums

in den Ländern zu nutzen, in

denen die lokalen Vorschriften

die Nutzung erlauben.

• 4K QAM – Erhöhung der

PHY-Datenrate

Durch die Erhöhung der Modulationsrate

auf 4096 QAM werden

12 Datenbits pro OFDM-

Subträger codiert. Dies führt

zu einer um 20% höheren

PHY-Spitzendatenrate als bei

1024 QAM.

• 320 MHz breite Kanäle –

verdoppelte PHY-Datenrate

Im 6-GHz-Band unterstützt

der 802.11be-Standard nun

auch besonders breite Kanäle

mit 320 MHz. Die Verdoppelung

der Kanalbreite auf 320

MHz ermöglicht eine Verdoppelung

der PHY-Datenrate im

Vergleich zur Verwendung

6 hf-praxis 2/2023

Titelstory

von 160-MHz-Kanälen. Das

6-GHz-Band unterstützt bis zu

sechs überlappende 320-MHz-

Kanäle und drei nichtüberlappende

Kanäle.

• Multilink-Betrieb: erhöhter

Durchsatz, mehr Zuverlässigkeit

und reduzierte Latenzzeit

Mit einer gemeinsamen MAC-

Schicht und getrennten PHY-

Schichten können WiFi-7-Zugangspunkte

und Client-Stationen

gleichzeitig auf mehreren

Verbindungen senden und empfangen.

So können die Geräte

beispielsweise gleichzeitig im

5- und im 6-GHz-Band senden

und empfangen. Diese Funktion

ermöglicht einen höheren

Gesamtdurchsatz und geringere

Latenzzeiten.

• 16 räumliche Streams –

für bis zu 16×16 MIMO

Der 802.11be-Standard verdoppelt

die Anzahl der räumlichen

Streams mit Unterstützung für

bis zu 16 Streams und doppeltem

Durchsatz im Vergleich

zu 802.11ax mit acht räumlichen

Streams. Da typische Client-

Stationen nur zwei räumliche

Streams unterstützen, kann die

16×16-MIMO-Unterstützung

die spektrale Effizienz mit

Multiuser-MIMO verbessern.

802.11be unterstützt sowohl

Downlink- als auch Uplink-

MU-MIMO.

Wie testet man WiFi-7-Geräte?

Mit WiFi 7 beginnt eine neue

Ära mit extrem hohem Durchsatz.

WiFi-7-Geräte erfordern

daher die höchste HF-Leistung.

Das belegen folgende Fakten:

• Leistungsvalidierung auf den

Bändern 2,4, 5 und 6 GHz

802.11be bietet Unterstützung

für alle WiFi-Frequenzbänder.

Das 6-GHz-Band ist zwar nicht

in allen Ländern für die unlizenzierte

Nutzung zugelassen,

wird aber weltweit zunehmend

genutzt und ist das einzige Band,

das genügend zusammenhängendes

Spektrum für 320-MHz-

Kanäle bietet. WiFi-7-Geräte mit

dem höchsten Durchsatz werden

auf allen drei Bändern betrieben.

• große Signalbandbreite

802.11be-Geräte unterstützen

eine Kanalbandbreite von bis zu

320 MHz und damit die doppelte

Signalbandbreite der vorherigen

802.11ax-Generation. Diese

Verbesserung verdoppelt zwar

auch den verfügbaren Durchsatz,

erhöht aber die Anforderungen

an die HF-Leistung von Sender

und Empfänger.

• Modulationsgenauigkeit des

Senders

Der 802.11be-Standard erhöht

die QAM-Modulationsordnung

auf 4096 QAM, um die höchste

Datenrate zu erreichen. Mit einer

dichteren Konstellation steigen

auch die Anforderungen an die

Modulationsgenauigkeit des

Senders. Der IEEE-Standard

legt eine Zielvorgabe für die

Fehlervektormagnitude (EVM)

des Senders auf -38 dB für 4096

QAM fest, was die Leistungsanforderungen

im Vergleich zu

802.11ax (1024 QAM) um 3

dB erhöht.

• Empfindlichkeit des

Empfängers

Die Anforderungen an die

Mindestempfindlichkeit des

hf-praxis 2/2023 7

Titelstory

Empfängers in 802.11be sind bei

einer Kanalbandbreite von 320

MHz um 3 dB höher als bei einer

Kanalbandbreite von 160 MHz,

da das Grundrauschen bei einer

Verdoppelung der Kanalbreite

ebenfalls um 3 dB zunimmt.

• Multilink-Betrieb

Mit MLO sind 802.11be-Multilink-Geräte

in der Lage, den

Simultan-Sende-Empfangs-

Betrieb zu unterstützen, indem

sie den gleichzeitigen Uplinkund

Downlink-Verkehr auf

einem Link-Paar ermöglichen.

Diese Funktion erfordert eine

sorgfältige Charakterisierung

der Interferenzen zwischen den

Funkketten, insbesondere wenn

die Geräte mit dem minimalen

Frequenzabstand zwischen den

Links betrieben werden.

• Validierung der MIMO-

Leistung

Mit dem 802.11be-Standard

wird die maximale Anzahl der

räumlichen Datenströme auf

16 erhöht, im Vergleich zu 8

im 802.11ax-Standard. Dadurch

wird zwar die spektrale Effizienz

durch Verdoppelung der Datenrate

erheblich verbessert, aber

auch die Anzahl der zu charakterisierenden

und zu validierenden

Funkketten verdoppelt.

Warum LitePoint?

Die schnellste WiFi-Generation

erfordert die leistungsfähigste

Testlösung, und LitePoint hat

die IQxel-MX-Testplattform mit

branchenführender Leistung entwickelt.

Die IQxel-MX-Familie

eignet sich für die Charakterisierung

in Forschung und Entwicklung

sowie für die Produktion

von Großserien und ist in drei

Konfigurationen erhältlich:

• 2 ports (2 VSA/VSG)



Diese unterstützen bis zu 2x2

und 4x4 echte MIMO-Tests

(erweiterbar auf 16x16) und

hocheffiziente Multi-DUT parallel-Tests.

Mehr über IQxel-MX

Drahtlose Geräte der nächsten

Generation von Access Points

und CPEs und Client-Geräte

wie Smartphones oder Tablets,

die auf dem IEEE-802.11be-

EHT-Standard (Extremely High

Throughput) basieren, erfordern

eine strenge HF-Leistung, um die

neuesten Standardanforderungen

zu erfüllen. PHY-Merkmale wie

Triband-Betrieb auf 2,4, 5 und

6 GHz, extrabreite 320-MHz-

Kanäle, 4096-QAM-Modulation,

bis zu 16 räumliche Streams und

Multilink-Betrieb verschieben

die Grenzen der HF-Leistung

von WiFi-Geräten und leiten

eine neue Ära der Konnektivität

ein. LitePoint hat die IQxel-MX-

Testplattform mit branchenführender

Leistung entwickelt, um

sicherzustellen, dass jedes einzelne

getestete Wireless-Gerät

die strengen 802.11be-Anforderungen

erfüllt oder übertrifft.

WiFi 7, die schnellste WiFi-

Generation, erfordert die leistungsfähigste

Testlösung, und

LitePoint hat die IQxel-MX-

Testplattform mit branchenführender

Leistung entwickelt.

IQxel-MX-Signalerzeugung und

-analyse kombinieren hohe Leistung,

einfache Bedienung und

überlegene Testökonomie, um

die Testanforderungen während

des gesamten Produktentwicklungszyklus´

von der Forschung

und Entwicklung bis zur Großserienproduktion

abzudecken.

Die IQxel-MX-Familie ist in

drei Konfigurationen erhältlich.

Diese unterstützen bis zu

2×2 und 4×4 echte MIMO-Tests

(erweiterbar für MIMO höherer

Ordnung) und hocheffiziente parallele

Multi-DUT-Tests.

Gewährleistung der höchsten

Genauigkeit von Wireless-

Geräten

• branchenführende EVM (Error

Vector Magnitude) gewährleistet

höchste Modulationsgenauigkeit

• überlegene Leistungsgenauigkeit

sichert die Präzision der

Gerätekalibrierung

• skalierbare MIMO-Architektur

für bis zu 16×16 echte

MIMO-Tests

• umfassende Unterstützung für

ältere WiFi-Varianten und eine

breite Palette von Verbindungstechnologien

Einfachheit für erhöhte

Testeffizienz

• vollständig integrierte Signalerzeugung,

Signalanalyse und

RF-Frontend-Performance

ermöglichen einfache WiFi-

6E- und WiFi-7-Tests in den

Bändern 2,4, 5 und 6 GHz

• Die Architekturunterstützung

für Multilink/Multichannel und

Koexistenztests macht externe

Komponenten überflüssig und

vereinfacht den Testaufbau

erheblich.

• Die flexible und intuitive grafische

Benutzeroberfläche

(GUI) ermöglicht die Entwicklung

sowohl vor Ort als auch

aus der Ferne.

Wirtschaftlichkeit für F&E,

DVT und Fertigungstest

• Schlüsselfertige Testsoftwarelösungen

mit IQfact+

ermöglichen eine schnelle

Markteinführung und einen

nahtlosen Übergang von der

Produktentwicklung zur Fertigung.

• Die Multi-DUT-Software-

Architektur reduziert die Fertigungskosten

durch optimierten

Testdurchsatz.

• Die Software-Kompatibilität

der IQxel-Familie ermöglicht

eine schnelle Migration der

Testprogramme und reduziert

die Entwicklungskosten

Im Überblick

• entwickelt für WiFi 7, WiFi 6E

und WiFi 6 Tests in den Bändern

2,4, 5 und 6 GHz:

• Frequenzbereich von 400 bis

7300 MHz

• Analysebandbreite von über

320 MHz

• klassenbester Restfehler-

Vektor-Magnitude-Floor zur

Gewährleistung der höchsten

Messgenauigkeit für 4096

QAM

8 hf-praxis 2/2023

Echtzeit-EMV Komplettlösungen

Nah- und Fernfeld-Messpakete für alle EMV-Messungen bis 8 GHz

∙ Entwicklungsbegleitende Messungen & Pre-Compliance-Tests

∙ Echtzeit-EMV / EMI-Messungen

∙ Erkennung von Störstrahlungsquellen und fehlerhaften Komponenten

∙ Echtzeit-Überprüfung von Abschirm- und Filtermaßnahmen

Echtzeit-EMV Paket 3

Echtzeit-EMV Pakete

Echtzeit-EMV Paket 1 Echtzeit-EMV Paket 2 Echtzeit-EMV Paket 3

Powered by

· 10 MHz - 8 GHz

Dieses Paket beinhaltet:

· SPECTRAN® V6 RSA500X

· PBS2 Aktives Sonden-Set (5 Sonden)

· Zubehör

· 10 MHz - 8 GHz



· HyperLOG® 6080 Antenne

· BicoLOG® 20100E Antenne

· Zubehör

· 10 MHz - 8 GHz



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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/rt-emv

MADE IN GERMANY

Titelstory

• Architekturunterstützung für

Multilink/Multichannel und

Koexistenzprüfung mit internen

Combinern

• erfüllt die Anforderungen der

Spezifikationen IEEE 802.11be

(WiFi 7), 802.11ax (WiFi 6/6E)

und 802.11ac (WiFi 5) und

testet die älteren Spezifikationen

von IEEE 802.11

• Signalerzeugung umfasst

OFDMA-RU- und Multi-RU-

Zuweisungen

• Signalanalyse umfasst alle

EHT-PHY-Standardmessungen

für Sender (Spektralmaske,

Ebenheit, Frequenzfehler, Konstellationsfehler

und mehr) und

Empfänger (Empfindlichkeit,

ACR und mehr)

• erweiterbare Architektur unterstützt

echte MIMO-Tests hoher

Ordnung

• breite Palette an Verbindungstechnologien

(Bluetooth und

Bluetooth Low Energy 5.x,

802.15.4, DECT, LPWAN)

• testet alle Bluetooth-Gerätestandards

(1.x, 2.x, 3.0, 4.x,

5) und die neuveröffentlichten

Standards Bluetooth 5.1

und 5.2

• Konnektivitätsstandards DECT

(ETSI EN 300 176-1), 802.15.4

PHY-basierte Standards einschließlich

ZigBee, Z-Wave

und WiSUN

• Testunterstützung für LPWAN-

Technologien LoRa und Sigfox

• schlüsselfertige Lösungen für

führende WLAN- und Bluetooth-Chipsatz-Hersteller

Daher: Beginnen Sie sofort mit

dem Testen mit IQfact+ Software-Lösungen

für führende

WLAN- und Bluetooth-Chipsätze.

Dazu steht eine wachsende

Bibliothek mit hunderten

von chipsatzspezifischen

Testlösungen bereit – das spart

Einrichtungszeit und Entwicklungskosten.

Das Ganze ist vollständig

rückwärtskompatibel mit

bestehenden LitePoint-Verbindungstestsystemen.

Verfügbare

Technologieoptionen gibt es

für WLAN, Bluetooth, IoT und

LPWAN. Konform sind sie mit

folgenden Standards:

• WiFi, 802.11be (WiFi 7)

• WiFi, 802.11ax (WiFi 6, WiFi

6E)

• WiFi, 802.11ac (WiFi 5)

• WiFi, 802.11a/b/g/j/n/p

• WiFi, 802.11af

• WiFi, 802.11ah (HaLow)

• WiFi, 802.11az Positionierung

der nächsten Generation

• WiFi, 802.11ba Wake Up Radio

• Bluetooth EDR und LE: 1.2,

2.0, 2.1, 3.0, 4.0, 4.1, 4.2, 5.0,

5.1, 5.2

• Zigbee, Z-Wave und Wi-SUN

• DECT

• LPWAN: Sigfox, LoRa

• IQfact+ Software

Schlüsselfertige Kalibrierungsund

Verifizierungslösungen für

wichtige Wireless-Chipsätze

IQfact+ ist eine schlüsselfertige,

chipsatzspezifische Wireless-

Testlösung, die eine schnelle

Serienfertigung mit minimalem

technischen Aufwand ermöglicht.

Im Vergleich zur traditionellen

Entwicklung von Testautomatisierung,

die Wochen oder sogar

Monate dauern kann, kann

IQfact+ innerhalb von Stunden

eingesetzt werden. IQfact+

umfasst eine wachsende Bibliothek

von über 350 Chipsätzen

und unterstützt alle wichtigen

drahtlosen Verbindungstechnologien.

Drahtlose Testautomatisierung

Diese drahtlose Testautomatisierung

hat folgende Kennzeichen:

• integrierte DUT-Kontrolle

• Algorithmen zur Chipsatz-

Kalibrierung

• vollständige LitePoint-Teststeuerung

• Unterstützung der Datenprotokollierung

für die Datenarchivierung

und -analyse

• Testplanentwicklung mit einer

intuitiven Benutzeroberfläche

• einfach zu bedienende Bedieneroberfläche

für Fertigungstests,

die Multi-DUT-Operationen

unterstützt

IQfact+ Software – die Vorteile:

• sofort einsatzbereite Lösungen

Gründlich getestet mit Chipsatz-

Referenz-Designs und verifiziert

mit den wichtigsten Chipsatz-

Herstellern. Verkürzung der

Entwicklungszyklen ohne Qualitätseinbußen

• optimierte Leistung

Durch die enge Zusammenarbeit

mit führenden Herstellern

von Mobilfunk-Chipsätzen wird

sichergestellt, dass die Test- und

Kalibrierungsroutinen in einzigartiger

Weise optimiert werden,

um den Zeitaufwand zu reduzieren

und den Durchsatz zu

maximieren.

• vom Benutzer konfigurierbar

Testlisten, Bedingungen und

Grenzwerte und mehr sind

vollständig über den benutzerfreundlichen

Testablauf-Editor

konfigurierbar.

• bereit für die Serienfertigung

IQfact+ kann von IQoperator aus

gestartet werden, einer intuitiven

Bedienoberfläche für Produktionstests.

Oder integrieren Sie

IQfact+ einfach in Ihr eigenes

Prüfprogramm als Kommandozeilentool

oder über die flexible

IQfact+ API.

• integrierte Datenprotokollierung

Die IQfact+ Protokolldatei liegt

im CSV-Format vor und ist mit

IQramp, einem Datenanalysetool

von LitePoint, nativ kompatibel,

was eine schnelle grafische

und interaktive Datenanalyse

ermöglicht.

• weltweite Unterstützung

Umfassende Unterstützung

erfolgt durch lokales LitePoint-

Personal, oft vor Ort, bei wichtigen

Herstellern weltweit. ◄

10 hf-praxis 2/2023

0.05 MHz TO 95 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

Aktuelles

Sternwarte Bochum erfolgreich

bei Artemis-1-Tracking

Mitte November 2022 hat die NASA mit Artemis-1 und dem Raumschiff Orion wieder eine Mondmission

gestartet. Drei Wochen lang umkreiste die Orion den Erdtrabanten. Die Sternwarte Bochum empfing während

dieser Zeit die übermittelten Daten und konnte diese sehr detailliert analysieren. Möglich wurde dies durch

neues Equipment der Aaronia AG, deutscher Spezialist für Spektrumanalyse.

Die 20-m-Parabolantenne der Sternwarte Bochum in der Wetterschutzkuppel

Aaronia AG

www.aaronia.de

Sternwarte Bochum

www.sternwarte-bochum.de

Amsat DL

www.amsat-dl.org

Signale aus 100 Mio. km

Entfernung

Mit technischer und wissenschaftlicher

Unterstützung der

AMSAT-Deutschland e.V. empfängt

die Sternwarte Bochum

täglich mit ihrer 20-m-Parabolantenne

aus über 100 Mio. km

Entfernung Weltraumwetter-

Daten der Sonde STEREO-A

und leitet diese an die NASA

weiter. In verschiedenen Universitäten

laufen die Informationen

zusammen und werden

anschließend ausgewertet.

Neben der Kooperation mit

der NASA analysiert man in

Bochum jedoch auch die von

anderen Sonden übermittelten

Daten. Die neue Mondmission

ist hier ein besonderes Highlight.

„Wir haben schon in den 60-er

Jahren von Bochum aus die

Mondlandung der NASA verfolgt“,

so Thilo Elsner, Leiter der

Sternwarte Bochum. „Da ging es

aber um die Sprachnachrichten

und Analogtechnik. Heute empfangen

und analysieren wir bei

uns Daten, die die Sonden digital

übermitteln.“ Das Problem

dabei sind jedoch die oftmals

schwachen und schmalbandigen

Signale, die zudem noch von

Rauschen überlagert werden.

Neuestes Mess-Equipment

Die Qualität der Datenanalyse

hängt entscheidend von dem eingesetzten

Equipment ab, wofür

auch Spektrumanalysatoren

zum Einsatz kommen. Rechtzeitig

zur Artemis-1-Mission

hat die Aaronia AG der Sternwarte

mit dem Spektrumanalysator

SPECTRAN V6 in Verbindung

mit der Auswertungs-

Software RTSA-Suite PRO ihr

neuestes Mess-Equipment zur

Verfügung gestellt.

Für Peter Gülzow, Präsident

der AMSAT-Deutschland, ein

Glücksgriff. „Mit dieser neuen

Technik können wir jetzt viel

mehr Dinge, die sich im All

bewegen, gleichzeitig sichtbar

machen und auswerten. Durch

die 245 MHz Bandbreite des

SPECTRAN in Verbindung mit

seiner Echtzeitfähigkeit können

wir im Zusammenspiel mit

unserer 20-m-Parabolantenne

u.a. praktisch auch die Signale

aller Marsmissionen gleichzeitig

empfangen und erfassen.“

12 hf-praxis 2/2023

RF-Lambda Europe GmbH ● +49 69 153 29 39 40 ● sales@rflambda.eu

Aktuelles

Leistungsstarke

Analyse-Software

Ebenso wichtig wie die Datenerfassung

ist deren Auswertung.

„Für uns ist es wichtig,

die empfangenen Signale auch

softwaremäßig vernünftig abbilden

zu können, zum Beispiel,

um die Bahn der Raumsonden

mittels des Dopplereffektes zu

vermessen oder wie am Beispiel

von STEREO-A auch die

Telemetriedaten auszuwerten“,

führt Peter Gülzow aus. „Hier

bietet die RTSA-Suite PRO

mannigfaltige Möglichkeiten.

Hinzu kommt, dass diese auf

Standard-PCs lauffähig ist und

ständig erweitert wird, was auch

angesichts der künftigen Zusammenarbeit

wichtig ist.“

Die modulare Echtzeit-Spektrumüberwachungs-Software

RTSA-Suite PRO inklusive

Aufzeichnungs- und Wiedergabefunktion

erlaubt beispielsweise

die lückenlose Echtzeit-

3D-Ansicht mit bis zu 25 Mio.

Samples pro Sekunde. Die Software

bietet u.a. die gleichzeitige

Anzeige mehrerer Spektren,

Histogramm-Funktion,

Wasserfallanzeige, unlimitierte

Marker-Anzahl oder eine komplexe

Grenzwertanzeige.

IQ-Recording in Echtzeit

„Außergewöhnlich ist zudem

die Möglichkeit, IQ-Daten in

Echtzeit aufzuzeichnen“, führt

Thorsten Chmielus, Geschäftsführer

Aaronia AG, aus. „Die

Record&Replay-Funktion des

SPECTRAN V6 erlaubt in Verbindung

mit der RTSA-Suite

PRO die Aufzeichnung und

Wiedergabe der vollen IQ-

Bandbreite von bis zu 245 MHz.

Auf diese Weise lassen sich alle

Informationen speichern, die zur

Wiederherstellung eines Signals

benötigt werden. Ein unschätzbarerer

Vorteil für die Astronomen,

um auch im Nachhinein

eine sichere und vollständige

Datenanalyse durchführen zu

können.“

Die Daten werden lokal auf

einem Computer oder externem

Massenspeicher abgelegt und

lassen sich jederzeit wieder aufrufen,

um ein Signal detailliert

Artemis-1-Signal aus 300.000 km Entfernung, aufgezeichnet mit dem SPECTRAN V6 und der RTSA-Suite PRO

untersuchen zu können. Die Aufzeichnungsdauer

wird nur noch

durch die Kapazität der verwendeten

Speichermedien begrenzt.

Für extreme Aufgaben

Die Echtzeit-Spektrumanalysatoren

der SPECTRAN-V6

-Reihe sind speziell für Nah- und

Fernfeldmessungen, zum Messen

und Lokalisieren von Störstrahlungsquellen

oder zur Überwachung

von EMV-Problemen

konzipiert. Neben der Echtzeitbandbreite

von 245 MHz bzw.

der Sweep-Geschwindigkeit von

>1000 GHz/s erlaubt es das System,

mehrere SPECTRAN V6 zu

kaskadieren und hiermit bspw.

mehrere Gigahertz-Echtzeitbandbreite

zu realisieren. Selbst

extrem kurzzeitige Signale können

verlässlich erfasst, lokalisiert

und analysiert werden.

„Gerade bei den schmalbandigen

Signalen, welche die Sonden

erzeugen, müssen die eingesetzten

Spektrum-Anlayzer extrem

schnell sein und eine hohe Bandbreite

besitzen“, so Thorsten

Chmielus. „Hinzu kommt, dass

sich unsere kompakten, flexibel

einsetzbaren Geräte problemlos

in das vorhandene Equipment

der Sternwarte Bochum integrieren

lassen.“

Auch das Pre-Processing der

Datenströme gewinnt immer

mehr an Bedeutung, wie es bei

der SPECTRAN-V6-Serie von

Aaronia der Fall ist. Diese Echtzeit-Spektrumanalyzer

können

die eintreffenden Informationen

in digitale Signale umwandeln

und diese aufbereitet zur Weiterverarbeitung

auf einem Computer

zur Verfügung stellen. „Der

enorme Vorteil ist, dass der eingesetzte

PC kaum noch Rechenaufgaben

übernehmen muss und

an dieser Stelle keine Hochleistungsrechner

notwendig sind“,

so Chmielus.

Schon jetzt ist das Team der

Sternwarte und der AMSAT

begeistert von der Qualität der

neuen Hard- und Software. Problemlos

konnte der Flug der

Sonde Orion verfolgt werden

und die Daten sowohl vor dem

Flug hinter den Mond als auch

danach konnten so detailreich

wie nie zuvor empfangen werden.

Das galt auch für den Entfernungsrekord

einer Raumkapsel,

als die Orion den entferntesten

Punkt auf ihrer Flugbahn

in 434.500 km von der Erde

erreichte. ◄

Der SPECTRAN V6 ist mit einer RTBW (Realtime-Bandwidth) von

bis zu 245 MHz (via 2 x USB) erhältlich und zu allen gängigen Aaronia-

Antennen kompatibel

14 hf-praxis 2/2023


Aktuelles

Rohde & Schwarz und Viavi verifizieren

das neue O-RU-Design von Analog Devices

Rohde & Schwarz

GmbH & Co. KG

www.rohde-schwarz.com

Auf dem jüngsten Treffen des

Industriekonsortiums i14y Lab

zur Förderung von Services

und Plattformen auf Basis des

offenen Funkzugangsnetz-Standards

Open RAN, einem Teil des

Global PlugFest Fall 2022 der

O-RAN Aliance, präsentierten

Rohde & Schwarz und der Netzwerk-Testspezialist

Viavi Solutions

gemeinsam ihre marktführende

integrierte Lösung

zur Konformitätsprüfung von

O-RAN-Funkeinheiten (O-RUs).

Die automatisierte Testlösung

ermöglicht es, das innovative

O-RU-Referenz-Design- und

Entwicklungskit 8T8R von Analog

Devices gemäß der vorläufigen

O-RAN- und 3GPP-Standardisierung

zu überprüfen.

Das gemeinsame europäische

PlugFest Fall 2022 zu O-RAN

und Telekom-Infrastruktur (TIP)

wurde organisiert von i14y Lab,

einem Industriekonsortium zur

Förderung der Disaggregation

von Netzwerken und des

Standards Open RAN durch

den Aufbau eines europäischen

und deutschen Ökosystems aus

Anbietern und Systemintegratoren.

Unterstützt wird es von

der Deutschen Telekom und dem

European Advanced Network

Test Center (EANTC). Mit den

Test- und Messlösungen von

Rohde & Schwarz und Viavi

Solutions konnten Technologieanbieter

wie Analog Devices,

Inc. dort u.a. die Konformität

ihrer Plattformen überprüfen.

Ein erfolgreiches Szenario war

die automatisierte Verifizierung

einer O-RAN Funkeinheit

(O-RU). Besondere Anforderungen

stellt dabei die Disaggregation

von Netzwerken, da sie

die Interoperabilität zwischen

Netzwerkgeräten verschiedener

Anbieter erfordert. Die derzeit

entstehenden Funkeinheiten

müssen deshalb sowohl den

3GPP- als auch den O-RAN-

Standards entsprechen. Hier

gewährleisten Fronthaul-Konformitätstests,

definiert durch

die O-RAN Alliance, dass die

neuentwickelten Funkeinheiten

mit den verteilten O-RAN-Einheiten

(O-DUs) kompatibel sind.

Um unterschiedliche Anwendungsszenarien

anzusprechen,

hat Analog Devices den besonders

flexiblen O-RU-Referenz-Entwicklungsbaukasten

ADRV904x-RD-RUMB 8T8R

entwickelt. Das System unterstützt

die Betriebsarten Time

Division Duplex (TDD) und Frequency

Division Duplex (FDD)

sowie zahlreiche Frequenzbereiche

einschließlich aller FR1-

Frequenzen von 600 MHz bis

6 GHz sowie einen kompletten

O-RAN RU Split 7.2x für die

Mobilfunkstandards 4G und 5G .

Rohde & Schwarz und Viavi

Solutions sind führend in der

Prüfung von drahtloser Kommunikation

und arbeiten aktiv

an der Entwicklung von Spezifikationen

in den Standardisierungsgremien

O-RAN Alliance

16 hf-praxis 2/2023

Aktuelles

und 3GPP. Gemeinsam haben

die Unternehmen eine Lösung

für O-RAN-Konformitätstests

entwickelt, die in mehreren Open

Testing and Integration Centres

(OTICs) zum Einsatz kommt

und beim O-RAN PlugFest zur

Validierung des O-RU-Referenz-

Designs von Analog Devices

verwendet wurde:

1. Der Vektorsignalgenerator

R&S SMM100A, der Signalund

Spektrumanalysator R&S

FSVA3000 sowie die Vektorsignal-Explorer-Analysesoftware

R&S VSE von Rohde &

Schwarz emulieren eine reale

Funkumgebung, indem sie

HF-Signale erzeugen, erfassen

und analysieren, erweitert

für O-RAN Anwendungen.

2. Der O-RU Tester TM500 von

Viavi Solutions implementiert

die O-DU-Seite der M-Ebene

und C/U-Ebene, die erforderlich

ist für die Konfiguration

der Schnittstelle mit

der O-RU und den Austausch

von I/Q-Daten über den Open

Fronthaul.

3. Die Anwendung O-RU Test

Manager von Viavi bietet eine

zentrale Steuerungsstelle für

das integrierte System und

gewährleistet eine nahtlose

Benutzererfahrung während

des gesamten Testablaufs.

Beim Open RAN PlugFest von

i14y Lab verifizierte dieses Testsystem

das O-RU-Referenz-

Design von Analog Devices

gemäß den O-RAN-Konformitätstestspezifikationen,

die von

der Arbeitsgruppe WG4 für

offene Fronthaul-Schnittstellen

definiert wurden. Dies umfasst

die Steuerungs- und Benutzerebene

(CU-Plane) für die

Betriebsarten FDD und TDD.

Zusätzlich führte das Setup

Testfälle von Basisstationen

(BS) gemäß 3GPP TS 38.141-1

durch und prüfte die Konformität

der Sender.

Alexander Pabst, Vice President

für den Bereich Wireless

Communications bei Rohde &

Schwarz, erklärt: „Open RAN-

Innovatoren wie Analog Devices

benötigen leistungsstarke O-RU-

Testlösungen, um die reibungslose

Zusammenarbeit ihrer

Designs in einem disaggregierten

Multi-Vendor-Netzwerk zu

überprüfen. Das i14y Lab in

Berlin bietet einen fruchtbaren

Kooperationsraum zum Testen,

Harmonisieren und Validieren

von Open RAN-Lösungen. Wir

sind stolz darauf, Konsortialpartner

des i14y Lab zu sein.

Gemeinsam mit seinen Partnern

bietet es allen Open RAN-Branchenakteuren

mehr Flexibilität,

Innovation und Auswahl.”

Joe Barry, Vice President Wireless

Communications bei Analog

Devices, sagt: „Durch die

Vorabprüfung der O-RU-Referenzdesignplattformen

von Analog

Devices auf Interoperabilität

und Konformität zu den O-RAN-

Standards mit dem Testaufbau

von Rohde & Schwarz und Viavi

können unsere Kunden ihre Integrationsmaßnahmen

zuverlässig

beschleunigen. Dies hilft, Entwicklungszyklen

einzusparen

und die Produkteinführungszeit

deutlich zu verkürzen.”

Stephen Hire, Vice President of

Wireless Marketing bei Viavi,

sagt: „Open RAN-Technologie

hat sich bereits im Feldeinsatz

bewährt, aber für einen Durchbruch

in den Mainstream muss

sie die Flexibilität beweisen, mit

einer breiten Palette von zugeteilten

Frequenzen und verschiedenen

Mischungen von 4G und

5G klarzukommen. Anpassungsfähige

Konstruktionen wie das

neue O-RU von Analog Devices

helfen dabei. Diese flexibleren

Bauformen erfordern viel mehr

Testvarianten. Wir freuen uns,

eine Partnerschaft mit Rohde

& Schwarz eingegangen zu

sein und Analog Devices sowie

i14y zu unterstützen, um zu zeigen,

wie unsere automatisierte

Plattform dabei helfen kann,

die Konformität mit den Spezifikationen

von 3GPP und der

O- RAN Alliance effizient nachzuweisen.”

◄

28. – 30.03.2023

STUTTGART

Creating

a compatible

future.

Treffpunkt für die EMV-Branche

Getreu dem Motto «Creating a compatible

future» bietet die EMV Messe mit praxisorientierten

Workshops einen einzigartigen

Marktüberblick, gezielten Wissenstransfer

und frische Impulse für die tägliche Arbeit

im Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit.

e-emc.com | #emv2023

hf-praxis 2/2023 17

Messe Frankfurt Group

Aktuelles

Modulare Schaltmatrix für ausfallsicheres Signal-Management

Mit der neuen modularen RP1-

Schaltmatrix bietet Telemeter

Electronic eine exklusive flexible

Architektur. Kunden profitieren

hierbei von branchenführenden

Spezifikationen

sowie Hot-Swap-fähigen Komponenten,

basierend auf der

Familie der XTREME-Signal-

Management-Lösungen.

Wie von anderen Quintech-Systemen

bereits bekannt, verfügt

auch das RP1 über redundante

und Hot-Swap-fähige Netzteile,

vor Ort austauschbare Kühllüfter,

ein Gigabit Ethernet

Interface und eine zusätzliche

XR-Bus Erweiterung, sowie

über eine 10-MHz-Referenzverteilung

an alle Steckplätze.

Die Schaltmatrix kann hierbei

über die acht Kartensteckplätze

flexibel mit einer dualen LNB-

Power-Bias-T-Option, einer

dualen 2-Pin-DC-Powersupply-

Option und einer „2 auf 1“ RF

Sensing Redundance Switch

Option ausgestattet werden.

Das RP1 Chassis verfügt über

eine kompakte Größe von 1 HE

und kann bequem per Drehknopf

oder über einen Secure

Web Server bedient werden.

Telemeter Electronic

GmbH

info@telemeter.de

www.telemeter.info

Kooperation beim Ausbau des 5G-Mobilfunknetzes

der Erfahrung von VHT bei

der Herstellung von 4G-BTS

basierte diese Entscheidung,

den wachsenden Anforderungen

von 5G gerecht zu werden, auf

der Bewertung verschiedener

Faktoren wie Flexibilität, Einfachheit,

Designstabilität und

der Erfahrung der Ingenieure.“

Flexible SoC-Technologie

AMD und Viettel High Tech

gaben den erfolgreichen

Abschluss eines 5G-Mobilfunknetz-Feldversuchs

bekannt, der

von Viettel durchgeführt wurde

und auf AMDs Xilinx Zynq

UltraScale+ MPSoC Bausteinen

basiert.

Aufbau weiterer Netze

Als größter Telekommunikationsbetreiber

in Vietnam, der

mehr als 130 Millionen Mobilfunkkunden

versorgt, setzt

Viettel High Tech bereits seit

längerem AMD-Funktechnologie

für frühere 4G-Implementierungen

ein und beschleunigt nun

den Aufbau weiterer Netze über

neue 5G Remote Funk stationen.

Das 5G-Mobilfunknetz von

Viettel wurde entwickelt, um

die wachsenden Kapazitätsund

Leistungsanforderungen

von Mobilfunknutzern weltweit

zu erfüllen, und wird voraussichtlich

bis Ende 2022 fertiggestellt

sein.

Erfolgreicher Abschluss

des ersten Feldversuchs

AMD ist der exklusive Lieferant

von Funksilizium für

Viettels interne 5G-Entwicklung.

Nach dem erfolgreichen

Abschluss des ersten Feldversuchs

sollen nunmehr weitere

300 Macro-8T8R-Basisstationen

und 900 5G-8T8R-Macro-Funkstationen

mit Zynq MPSoCs

ausgestattet werden. Das Zynq

UltraScale+ MPSoC wurde von

Viettel auch für sein 64T64R

Massive-MIMO-Funkmodul der

ersten Generation ausgewählt,

das gegenwärtig für Feldversuche

optimiert wird. Viettel entwickelt

die kommende Generation

von Funksystemen ebenfalls

auf Basis von Zynq UltraScale+

RFSoC-Bausteinen, um eine

branchenführende Integration

und höhere Leistung zu erzielen.

Flexible SoC-Technologie

„Viettel ist entschlossen, seine

führende Rolle in der Mobilfunktechnologie

weiter zu stärken,

wobei wir eng mit AMD zusammenarbeiten,

um dessen flexible

SoC-Technologie in unsere neue

Generation von 5G-Netzwerken

zu integrieren“, so Nguyen Vu

Ha, Generaldirektor von Viettel

High Tech. „Ausgehend von

„5G bietet viele Möglichkeiten,

ein höheres Maß an Leistung,

Energieeffizienz und neue

Dienste anzubieten, gepaart mit

erhöhter Zuverlässigkeit, um die

steigenden Datenanforderungen

von Mobilfunknetzen zu erfüllen“,

erklärt Yousef Khalilollahi,

Corporate Vice President, APAC

Sales, Adaptive and Embedded

Computing Group, AMD.

„Wir sind stolz auf unsere enge

Zusammenarbeit mit Viettel und

konzentrieren uns auch weiterhin

darauf, dem Mobilfunknetz von

Viettel ein optimales Endnutzererlebnis

sowie die Flexibilität

zu verleihen, sich weiterzuentwickeln

und zu wachsen, wenn

die Nutzerbasis und die benötigte

Bandbreite von Viettel weltweit

weiter steigen.“

Viettel High Tech

https://viettelhightech.vn/

AMD

www.amd.com/de

18 hf-praxis 2/2023


Aktuelles

Reif für den Einsatz in der realen Welt?

Six-9s-Verfügbarkeit der neuen 5G-Technik

Die aktuelle Installation von 5G ist auch von daher ein Novum, weil sie nicht nur Menschen, sondern auch

Maschinen und diversen Systemen direkt dient.

• verbesserte/massive Maschinenkommunikation

(eMTC

= enhanced/massive Machine

Type Communications) für

drahtlose Weitbereichsnetzwerke

mit geringem Strombedarf

Blick zurück

Bis zur Markteinführung von

5G dienten alle Generationen

der mobilen Telefontechnologie

primär dazu, den Betrieb

des Handgeräts zu verbessern.

Die erste Generation der

Mobiltelefon-Netzwerke war

ein analoges System, das gerade

genügend Bandbreite für eine

Sprachübertragung bot. In den

frühen neunziger Jahren kam mit

2G die erste digitale Mobiltelefon-Technologie

auf den Markt,

und 3G ermöglichte es Ende der

Neuniger einem mobilen Endgerät,

erstmals E-Mail-Nachrichten

zu verarbeiten und einen rudimentären

Zugriff auf Internet-

Autor:

Brendan O´Dowd,

General Manager

(Industrial Automation),

Analog Devices, Inc.

www.analog.com

Seiten zu erhalten. Doch erst als

2008 die 4G-Technik eingeführt

wurde, eröffneten sich echte

Smartphone-Fähigkeiten: Das

breitbandige mobile 4G führte

zur Entwicklung von Smartphone-Apps,

zur Verbreitung

von Multimedia und Streaming-

Diensten sowie zu schnellem

Internet-Zugang auch unterwegs.

Und heute?

Die Pläne der Telekom-Industrie

für 5G streben einen technischen

Durchbruch in drei Hauptbereichen

an:

• Komplex „Latenz, Zuverlässigkeit

und Determinismus“

• Verbindungsdichte

• Bandbreite und damit möglicher

Geschwindigkeit des

Datentransfers

Der Grund für die Ausweitung

der Leistungsfähigkeit bezüglich

dieser Parameter ist die Echtzeitüberwachung

und -steuerung von

Geräten, die dicht beieinander

sind und gleichzeitig kommunizieren.

In einer smarten City

wird beispielsweise von 5G

erwartet, dass es Echtzeitinformationen

über den Ort verfügbarer

Parkplätze liefert und diese

im Navigationssystem von Autos

in der Umgebung anzeigt. Ein

solches smartes Parkleitsystem

erfordert die simultane Verbindung

von tausenden von Näherungssensoren

oder Kameras mit

tausenden von Autos in einem

kleinen Gebiet. Dabei müssen

kontinuierlich Echtzeitdaten

über die Verfügbarkeit und den

Ort der Parkplätze übertragen

werden.

URLLC, eMBB und eMTC

Die Anforderungen dieser und

weiterer Anwendungen an

Latenz, Verbindungsdichte und

Bandbreite wird von drei technischen

Fortschritten erfüllt,

die in den Spezifikationen des

5G-Standards enthalten sind:

• extrem zuverlässige Kommunikation

mit geringer Latenz

(URLLC = Ultra-Reliable Low

Latency Communication)

• erweiterte mobile Bandbreite

(eMBB = enhanced

Mobile Broadband), um die

neuen bandbreitenabhängigen

Anwendungsfälle einschließlich

erweiterter und virtueller

Realität zu unterstützen

Diese Eigenschaften der

5G-Technik erlauben es, die

Anforderungen von Fabriksteuerungssystemen

an Echtzeit-Determinismus

und einer

sogenannten Six 9s-Verfügbarkeit

(99,9999 %) zu erfüllen.

Allerdings ist die Erfahrung

der meisten Nutzer von mobilen

Endgeräten, die über 2G-,

3G- und 4G-Netze auf das Internet

zugreifen, dass die Netzabdeckung

schwach oder gar nicht

vorhanden ist und die Verbindungen

vereinzelt und unvorhersehbar

abbrechen. Dennoch

gibt es realistische Zukunftsaussichten,

dass die Mobiltelefontechnik

genutzt werden wird, um

sicherheits- und zeitkritische industrielle

Maschinen miteinander

zu vernetzen.

Ablösung der 4...20-mA-Technik

Die meisten Installationen von

Prozessausrüstungen nutzen

immer noch drahtgebundene

4...20-mA-Verbindungen – eine

bewährte Technik. Dies zeigt

das Bedürfnis der Industrie nach

hoher Zuverlässigkeit bei der

Implementierung von unternehmens-

oder sicherheitskritischen

Systemen.

Aber Innovationen in der Art

und Weise wie Fabriken arbeiten

fordern Entwickler von Steuerungssystemen

heraus, nach

Alternativen für die 4...20-mA-

Technik zu suchen. Dabei treiben

zwei Trends die Einführung

von neuen Netzwerktechniken:

die Einführung von autonomen

mobilen Maschinen und der Aufbau

von flexibleren Fabriken,

um die wachsende Nachfrage

20 hf-praxis 2/2023

Aktuelles

der Konsumenten nach personalisierten

oder konfigurierten

Produkten zu befriedigen.

Autonome mobile Maschinen

Bei der Einrichtung von Fabriken

und Lagerhallen bietet der Einsatz

von autonomen, geführten

Fahrzeugen (AGVs = Automated

Guided Vehicles), Cobots und

weiteren mobilen Geräten einen

geeigneten Weg, sowohl Effektivität

als auch Produktivität

zu steigern. Da automatisiertes

Equipment von der Bürde

befreit, einfache Tätigkeiten

ständig wiederholen zu müssen,

können die Mitarbeiter höherwertigere

und interessantere

Aufgaben übernehmen.

Diese neue Generation autonomer

mobiler Geräte benötigt eine

drahtlose Kommunikationsverbindung,

die eine geringe Latenz

für die Echtzeitsteuerung bietet,

und eine hohe Bandbreite hat,

um die Signale von verschiedenen

Sensoren wie LiDAR-

Scannern und Videokameras

zu übertragen sowie eine hohe

Unempfindlichkeit gegenüber

Interferenzen aufweist – die

typischen Merkmale von mobilen

5G-Netzwerken.

Aufbau von flexibleren Fabriken

Wenn Fabrikbetreiber eine

drahtgebundene durch eine

drahtlose Vernetzung ersetzen,

gewinnen sie auch an Flexibilität,

um ihre Produktionsanlagen

schnell neu zu konfigurieren,

um damit die neuen oder geänderten

Bedürfnisse der Kunden

zu erfüllen. Denn das Aufkommen

des E-Commerce hat die

Erwartungen der Konsumenten

nach einer praktisch sofortigen

Lieferung von bestellten Produkten

gesteigert sowie die

Möglichkeit, aus einer größeren

Palette an Produktvarianten als

je zuvor auswählen zu können

geschaffen. Die Fähigkeit, Produktions-

oder Prozessausrüstungen

schneller und einfacher

zu versetzen wird dafür immer

wichtiger.

Eine drahtgebundene Kommunikationsinfrastruktur

ist jedoch

nicht so flexibel wie ein drahtloses

Netzwerk, in das Equipment

von jedem Ort aus eingebunden

werden kann. Drahtlose

Netzwerke reduzieren auch die

Kosten sowie Unbequemlichkeiten

und technische Schwierigkeiten,

die mit der Installation

der Netzwerkverkabelung

zusammenhängen.

Damit sind Fabrikbetreiber langfristig

in der Lage, zusammen

mit den etablierten drahtgebundenen

Kommunikationstechnologien

von den Steuerungsmöglichkeiten

der drahtlosen Kommunikation

zu profitieren.

Implementierung

des TSN-Standards

In naher Zukunft muss die Industrie

jedoch eine Priorisierung der

dafür wichtigsten Anforderungen

machen, die da sind:

• hohe Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit

• Sicherheit

• Robustheit, um die herausfordernden

Bedingungen in industriellen

Betriebsumgebungen

zu verkraften

• extrem geringe Latenz

Diese Faktoren sind der Grund

der Langlebigkeit des 4...20-mA-

Standards für die Fabrikkommunikation.

Und während die

Fabrikbetreiber danach trachten,

die 4...20-mA-Technologie zu

ersetzen, liegt ihr Fokus heute

besonders auf der Implementierung

des TSN-Standards (Time

Sensitive Network) für die drahtgebundene

industrielle Ethernet-

Kommunikation und nicht für

irgendetwas Drahtloses.

TSN hat sich als bevorzugter

Standard für eine drahtgebundene

Datenkommunikation mit

hoher Bandbreite in der Fabrik

entwickelt, da er die ideale

Kombination aus Zuverlässigkeit,

Robustheit und hohen Datenübertragungsraten,

geringer

Latenz im Mikrosekundenbereich

sowie einfacher Integration

in die IT-Netzwerksysteme der

Unternehmen ist.

Und weil die TSN-Spezifikationen

Unterstützung aus vielen

verschiedenen Branchen erhalten,

entwickelt sich schnell ein

reichhaltiges Eco-System mit

Lieferanten von TSN-Komponenten

und -Systemen, in dem

auch Analog Devices tätig ist.

Daneben wird derzeit jedoch

auch der Spielraum zur Verbesserung

der Fabrikationsabläufe

durch die Implementierung von

drahtlosen Netzwerken aktiv

evaluiert. Einige frühe Anwender

in der Branche haben bereits

damit begonnen den Betrieb von

5G-Netzwerksystemen in ihren

Fabriken zu testen, zu validieren

und zu evaluieren, wobei sie die

4...20-mA-Systeme durch die

neuen TSN-Netzwerke ersetzen.

Dadurch wird man die geeignetsten

Anwendungen für die

5G-Technologie finden.

Die innovativen Eigenschaften

von 5G

Fabrikbetreiber fangen nun

damit an, die innovativen Eigenschaften

der 5G-Spezifikation

zu prüfen, wie Massive MIMO

– die Nutzung eines Antennenarrays,

um mehrfache physikalische

Übertragungspfade zwischen

Sender und Empfänger zu

realisieren. Ein Array kann so

konfiguriert sein, dass es mehrfache

gerichtete Antennenstrahlen

an verschiedene Empfänger

sendet und empfängt. Dies

erlaubt die Implementierung von

Techniken wie Channel-Hardening

(Reduktion von Multipfadausbreitung),

Strahlformung,

schnelle Kanalschätzung und

Antennen(spatial)-Diversity,

also die Eigenschaften, die im

Vergleich zu 4G die Zuverlässigkeit

drastisch verbessern und

die Latenz reduzieren.

In der Tat war es ein Ziel der

Entwickler des 5G-Standards,

dass drahtlose Netzwerke eine

Zuverlässigkeit von Six-9s für

die Übertragung der Datenpakete

erreichen, vergleichbar mit der

eines drahtgebundenen Ethernets

und entsprechend einer Paketfehlerrate

von 1:1.000.000. Eine

Latenz von nur 1 ms ist ebenfalls

möglich und liegt damit

voll im erforderlichen Bereich

vieler industrieller Steuerungsapplikationen.

Die Frage ist: Kann diese Leistungsfähigkeit

auch unter realen

Betriebsbedingungen in einer

Fabrik erzielt werden, wenn

das Kommunikationsequipment

mehreren Störquellen mit hoher

Amplitude, Spannungsspitzen,

hohen Temperaturen und weiteren

Interferenzen ausgesetzt ist?

Beim Validieren der Leistungsfähigkeit

unter realen Betriebsbedingungen

haben die Entwickler

von Fabrikationssystemen die

Wahl: Sie können natürlich die

hohe Netzabdeckung von 5G

nutzen, die von den Service-

Providern mobiler Kommunikationsnetzwerken

geboten

wird. Der 5G-Standard erlaubt

aber auch die Implementierung

in private Systeme, sogenannte

Nicht-Öffentliche Netzwerke

(NPNs), die z.B. einen Industriecampus

oder einen großen

Fabrikkomplex abdecken. Unterschiedliche

Industrienutzer werden

in solchen Fällen auch eine

unterschiedliche Wahl an öffentlichen

oder privaten Netzwerken

bevorzugen.

Das Implementieren eines

5G-Netzwerks in die Fabrik wird

auch durch die Entwicklung der

OpenRAN-Spezifikation (Open

Radio Access Network) durch

die Betreiber mobiler Netzwerke

vereinfacht. Dies hat den Markt

für 5G-Funk- und -Kernkomponenten

für eine breitere Palette

an Lieferanten geöffnet.

Als ein Anbieter von Komponenten

für den physikalischen

Layer und Protokoll-Software

für die Hersteller sowohl von

TSN-Ausrüstungen als auch

der 5G-Infrastruktur ist Analog

Devices ideal positioniert, die

Zukunftsaussichten jeder dieser

Technologien zur Implementierung

in industrielle Steuerungssysteme

richtig einzuschätzen.

Während die nahe Zukunft der

drahtgebundenen industriellen

Ethernet-Technik gehört, kann

man sich eine Zukunft mit AGVs

und Robotern in der Fabrik, die

zeit- und missionskritische Daten

über ein 5G-Netzwerk senden

und empfangen, sehr gut vorstellen.

Die Verfügbarkeit der hohen

5G-Netzabdeckung bedeutet

dabei, dass dies bereits heute

eine reale und nicht mehr nur

theoretische Möglichkeit ist. ◄

hf-praxis 2/2023 21

HF- und

Mikrowellentechnik

Schwerpunkt in diesem Heft:

Messtechnik

Zuverlässige Feldstärkemessungen bis 90 GHz

Mit dem FieldMan öffnet

Telemeter Electronic Partner

Narda neue Dimensionen in

Sachen Vielseitigkeit und Handhabung

von elektromagnetischen

Feldmessgeräten.

Das leichte und einfach zu

bedienende Gerät lässt sich mit

digitalen isotropen Sonden verwenden

und erlaubt damit zuverlässige,

richtungs unabhängige

Messungen von 0 Hz bis 90 GHz.

Telemeter Electronic GmbH

info@telemeter.de

www.telemeter.info

Der FieldMan ermöglicht Präzisionsmessungen

zur Sicherheit

von Personen vor allem

in Arbeitsumgebungen, wo

hohe elektrische oder magnetische

Feldstärken zu erwarten

sind. Eine wesentliche Aufgabe

besteht darin, die Einhaltung allgemeiner

Sicherheitsvorschriften

wie FCC, IEEE, ICNIRP

oder EMF-Richtlinie 2013/35/

EU nachzuweisen.

Der FieldMan besitzt zudem

Klimasensoren für Temperatur,

Luftfeuchtigkeit und Luftdruck

sowie einen eingebauten GPS-

Empfänger und Entfernungsmesser.

Er lässt sich bequem

über das große Farbdisplay

bedienen oder über seine WiFi/

Bluetooth-Schnittstelle per

PC oder Smartphone fernsteuern.

◄

Labornetzteil mit kurzer

Einschwingzeit

Das neue Labornetzteil DP2031

punktet mit einer Einschwingzeit

von nur 50 µs: Das von Telemeter

Electronic vertriebene Netzteil

von RIGOL zeichnet sich

durch seine kurze Einschwingzeit

und geringes Rauschen von

unter 350 µV aus. Durch den 4,3

Zoll großen Farb-Touchscreen

ist eine einfache und übersichtliche

Bedienung gewährleistet.

Mit dem neuen Labornetzteil

stehen 2 x 32 V und 1 x 6 V

bei 3 A und maximal 10 A zur

Verfügung. Jeder der drei Ausgänge

ist zudem frei einstellbar.

Die Gesamtleistung des

DP2031 beträgt 222 W. Durch

die umfangreichen digitalen

Schnittstellen ist das Labornetzteil

einfach und schnell programmierbar.

Die Befehlsverarbeitungszeit

beträgt weniger als

10 ms. ◄

22 hf-praxis 2/2023

UltraVision III-Technologie

Neue DHO-Serien: 12 Bit Auflösung,

9 Versionen, 2 neue ASICs.

DHO4000-Serie

Digitale hochauflösende Speicheroszilloskope

Sofort lieferbar → ab € 2.699,-

• 200, 400, 800 MHz analoge Bandbreite

(per Software-Upgrade)

• 4 analoge Kanäle mit 12 Bit vertikaler Auflösung

(1 MΩ / 50 Ω)

• Sehr niedriges Rauschverhalten von 18 μVrms

• Bis zu 4 GSa/sek. Echtzeit-Abtastrate

• Bis zu 500 Mpts Speichertiefe*

• 50.000 wfms/sek., bzw. 1.500.000 wfms/sek.

im Ultra-Acquire-Modus

• FFT mit bis zu 1 Mio. Abtastwerten

• 10,1-Zoll (1024 x 800) HD-Farb-Touchscreen

• Schnittstellen: USB 3.0, LAN, HDMI

• Integration einer 18650-Standardbatterie möglich

• Web Control

*Option / Preise netto plus MwSt.

Erweiterter

12 Bit

Chipset

DHO1000-Serie

Digitale hochauflösende Speicheroszilloskope

• 70, 100, 200 MHz analoge Bandbreite

(per Software-Upgrade)

• 2 oder 4 analoge Kanäle mit 12 Bit

vertikaler Auflösung

• High-Resolution-Modus mit 16 Bit

vertikaler Auflösung

• Bis zu 2 GSa/sek. Echtzeit-Abtastrate

• Bis zu 100 Mpts Speichertiefe*

• 50.000 wfms/sek., bzw. 1.500.000 wfms/sek.

im Ultra-Acquire-Modus

• FFT mit bis zu 1 Mio. Abtastwerten

• 10,1-Zoll 1024 x 800 HD-Farb-Touchscreen

• Schnittstellen: USB 3.0, LAN, HDMI

• Web Control

*Option / Preise netto plus MwSt.

Sofort lieferbar → ab € 699,-

RIGOL Technologies EU GmbH

Telefon +49 8105 27292-0

info-europe@rigol.com

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4 - 472

Messtechnik

Konformitätstests als Schlüssel

zur Leistung von Basisstationen

Bild 1: Beispiel für ein Testmodell zur Messung der Ausgangsleistung (links) und der Dynamik der Ausgangsleistung (rechts)

Paris Akhshi, PhD,

Product Marketing Manager

Keysight Technologies

www.keysight.com

Angesichts sich ständig weiterentwickelnder

Standards müssen

Testlösungen höhere Frequenzen,

größere Bandbreiten

und neue Fähigkeiten der Bitübertragungsschicht

unterstützen.

Dank der viel schnelleren,

zuverlässigeren und nahezu

sofortigen Verbindungen, die mit

5G möglich sind, profitieren wir

täglich von einer Vielzahl innovativer

und umfassender mobiler

kabelloser Kommunikationsanwendungen.

Strenge Tests stellen

sicher, dass die Basisstationen

halten, was sie versprechen, und

5G-Verbindungen unterstützen.

Durchführung

von Konformitätstests

Basisstationen müssen neue

Konformitätstests bestehen,

um sicherzustellen, dass sie

bestimmte Standards erfüllen.

Die Durchführung von Konformitätstests

ist ein wichtiger Teil

des Lebenszyklus von Basisstationen

und erfordert ein fundiertes

Verständnis der Spezifikationen

des 3rd Generation Partnership

Project (3GPP). Release 16 des

3GPP bringt mehrere bedeutende

Verbesserungen und Erweiterungen

für New Radio (NR)

sowie zusätzliche Erweiterungen

und Verbesserungen für Long-

Term Evolution (LTE).

Mit Release 16 werden zwei

spezifische Funktionsgruppen

eingeführt. Die erste Gruppe

umfasst neue vertikale Bereiche

wie Mehrfach-Funkzugangstechnologie

(Multi-RAT), duale Konnektivität

und Carrier-Aggregation

(CA), das industrielle

Internet der Dinge (IIoT), ultrazuverlässige

Kommunikation mit

geringer Latenz (URLLC) und

Vehicle-to-Everything (V2X).

Die zweite Gruppe von Funktionen

befasst sich mit erhöhter

Kapazität und Betriebseffizienz,

wie Verbesserungen bei

Multiple-Input, Multiple-Output

(MIMO), integriertem Zugang

und Backhaul (IAB), Cross-

Link-Interferenzen/Ferninterferenzmanagement,

Energieeinsparungen

bei Anwendergeräten

(UE) und Mobilität.

Jeder Hersteller von 5G NR-

Basisstationen oder -Endgeräten

muss alle erforderlichen

Tests bestehen, bevor er seine

Produkte auf den Markt bringen

kann. Ohne 3GPP-Konformität

sind die Produkte für die Einrichtung

des Netzwerks nicht

verwendbar.

Überblick über die

3GPP-Konformitätsprüfung

3GPP definiert in der technischen

Spezifikation TS 38.141 die Testmethoden

und Anforderungen

für die Hochfrequenzkonformität

Bild 2: Error Vector Magnitude für die Messung der Modulationsqualität

24 hf-praxis 2/2023

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Messtechnik

Tabelle 1: Leitungs- und strahlungsgebundene Konformitätstests für Basisstationen der Release 16

(HF) von NR-Basisstationen.

Zum Beispiel deckt TS 38.141-1:

Teil 1 die leitungsgebundene

Konformitätsprüfung ab, und TS

38.141-2: Teil 2 umfasst die Prüfung

der Strahlungskonformität

sowohl im Frequenzbereich (FR)

1 als auch in FR2, je nach Art der

Basisstation. Zum Verständnis

der wichtigsten leitungsgebundenen

und abgestrahlten Sendertests

für FR1- und FR2-Basisstationen

ist eine solide Kenntnis

der Senderprüfgegenstände

und -anforderungen erforderlich.

Tabelle 1 fasst die Konformitätsprüfungen

von Basisstationen

für leitungsgebundene und

abgestrahlte Signale zusammen.

Anforderungen

an die Konformitätsprüfung

von Sendern

Um eine vollständige Abdeckung

der Sendertests zu erreichen,

sollte die 5G NR Messanwendung,

die auf einem

Signalanalysator läuft, in der

Lage sein, die von den Normen

vorgeschriebenen Tests zu messen.

Zu den wichtigsten Tests

gehören die Kanalleistung und

die belegte Bandbreite, ACLR

(Adjacent Channel Leakage

Ratio), OBUE (unerwünschte

Emissionen im Betriebsband),

Störaussendung, Tx-On/Off-

Leistung, EVM (Error Vector

Magnitude), Frequenzfehler und

TAE (Time Alignment Error).

Um sicherzustellen, dass die

Sender von Basisstationen den

3GPP-Standards entsprechen,

bewerten Sie die Sendereigenschaften

und führen Testmessungen

zu Ausgangsleistung,

Ausgangsleistungsdynamik,

Sende-Ein/Aus-Leistung, Sendesignalqualität,

unerwünschten

Emissionen und Senderintermodulation

durch.

Messungen

der Leistungscharakteristik

Zu den Messungen der Leistungscharakteristika

gehören

„Messungen der Dynamik

der Ausgangsleistung“ und

„Messung der Ein/Aus-Sendeleistung“.

Der Zweck der Ausgangsleistungsprüfung

ist die

Messung der Leistungsgenauigkeit

im Verhältnis zum von

der Basisstation angegebenen

Wert, wenn mit maximaler

Leistung gesendet wird. Bild 1

(links) ist ein Beispiel für das

Messergebnis bei einem TDD-

Signal (Time Division Duplex)

mit 100 MHz Bandbreite und

einem Messmodus für die Kanalleistung.

Die Gate-Start- und

Stop-Linien zeigen den Teil

innerhalb eines Rahmens an, der

für die Leistungsmessung verwendet

wird. Die Dynamik der

Ausgangsleistung bezieht sich

auf die Differenz der Pegel, wenn

die Basisstation mit maximaler

und minimaler Leistung sendet.

Messung der OFDM-Symbole

(Orthogonal Frequency Division

Multiplexing), die nur PDSCH-

Daten (Physical Data Shared

Channel) tragen, ohne Synchronisierungssignalblock

(SSB)

oder Demodulationsreferenzsignal

(DMRS) innerhalb des

Symbols. Die OFDM-Symbol-

Sendeleistungsgrenze (OSTP) ist

die nur für Datensymbole gemessene

OFDM-Symbol-Sendeleistung,

die eine Voraussetzung für

die dynamische Leistungsmessung

ist. Bild 1 (rechts) zeigt

ein Beispiel für die Messung

der dynamischen Ausgangsleistung

unter Verwendung eines

Signalanalysators mit 5G NR-

Messanwendung.

Die Messung der Ein/Aus-Sendeleistung

prüft, ob die Sendeleistung

innerhalb der in der

Norm festgelegten Grenzen liegt.

Technisch gesehen müssen bei

diesem Test zwei Aspekte überprüft

werden. Der erste Aspekt

ist die Messung des Leistungspegels

bei ausgeschaltetem Sender,

um zu prüfen, ob die Anforderungen

erfüllt sind oder nicht.

Der zweite Aspekt ist die Messung

der Einschwingzeit, des

Hochlaufs und der Auslaufzeit

eines Bursts im TDD-Signal. Die

Einschwingzeit wird während

des Zeitraums gemessen, in dem

der Sender vom ausgeschalteten

in den eingeschalteten Zustand

übergeht und umgekehrt. Eine

Pass- oder Fail-Anzeige auf

einem Signalanalysator zeigt die

Ergebnisse an und ermöglicht

den Vergleich der Ergebnisse

mit den festgelegten Standardgrenzwerten.

Die Grenzwerte

sind in der Regel auf die Werte

der 3GPP-Spezifikationen voreingestellt,

aber es besteht die

Möglichkeit, die Grenzwerte

für bestimmte Testzwecke zu

ändern.

Messungen

der Sendesignalqualität

Die Qualität des Sendesignals

ist eine wichtige Kennzahl, um

26 hf-praxis 2/2023

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Messtechnik

Bild 3: Ein Beispiel für eine leitungsgebundene OBUE-Messung

die Qualität des übertragenen

Signals aufzuzeigen. Sie umfasst

drei Messungen: Frequenzfehler,

Modulationsqualität (EVM) und

Zeitabgleichsfehler für MIMOoder

Carrier Aggregation-Fälle.

Der Frequenzfehler misst die

Differenz zwischen der tatsächlichen

Sendefrequenz der

Basisstation und der zugewiesenen

Frequenz. Der Zweck der

Frequenzfehlermessung besteht

darin, zu überprüfen, ob der Frequenzfehler

innerhalb der durch

die Standard-Mindestanforderung

festgelegten Grenzen liegt.

Die Modulationsqualität oder

EVM ist die Differenz zwischen

dem gemessenen Trägersignal

und einem idealen Signal. Der

Fehlervektor ist definiert als die

Vektordifferenz zwischen dem

Referenz- oder Idealsignal und

dem gemessenen Signal.

In Bild 2 ist der EVM das Ergebnis

des Effektivwertes (RMS),

gemittelt über alle zugewiesenen

Sub-Carrier und alle OFDM-

Symbole. Mit diesem Test soll

überprüft werden, ob die Modulationsqualität

innerhalb der

durch die Mindestanforderungen

der Normen festgelegten Grenzen

liegt.

Die Messung des Zeitabgleichsfehlers

(TAE) ermittelt die Verzögerung

zwischen den Signalen

von zwei Sendeantennen und

überprüft, ob der Zeitabgleichsfehler

innerhalb der durch die

Mindestanforderung festgelegten

Grenze liegt. TAE bezieht sich

auf die zeitliche Lücke zwischen

verschiedenen DMRS-Ports im

Sendesignal, die kleiner als ein

bestimmter Wert sein sollte.

Diese Anforderung gilt für das

Frame-Timing bei MIMO-Übertragung,

Carrier Aggregation und

entsprechenden Kombinationen.

Das TAE-Ergebnis ist die größte

Zeitdifferenz zwischen zwei verschiedenen

NR-Signalen.

Unerwünschte Emissionen

Unerwünschte Emissionen sind

Out-of-Band- und Störaussendungen.

Out-of-band-Emissionen

sind die unerwünschten

Emissionen unmittelbar außerhalb

der Kanalbandbreite, die

sich aus dem Modulationsprozess

und der Nichtlinearität des

Senders ergeben, mit Ausnahme

von Störsignalen. Störaussendungen

entstehen durch

unerwünschte Sendereffekte wie

Oberschwingungsemissionen,

parasitäre Emissionen, Intermodulationsprodukte

und Frequenzumwandlungsprodukte;

sie

schließen Out-of-Band-Emissionen

aus.

Die spezifizierten Anforderungen

an die Out-of-Band-Emission

des Basisstationssenders

sind ACLR und OBUE. Diese

Anforderungen zielen auf die

Auswirkungen der Emission

auf verschiedene Frequenzabweichungen

ab. Die ACLR konzentriert

sich nur auf die Streuleistung

in die Nachbarkanäle,

während die OBUE das gesamte

Betriebsband sowie einen Offset

auf jeder Seite abdeckt.

ACLR bezeichnet das Verhältnis

zwischen der gefilterten

mittleren Leistung, die auf der

zugewiesenen Kanalfrequenz

zentriert ist, und der gefilterten

mittleren Leistung, die auf einer

Nachbarkanalfrequenz zentriert

ist. Der Zweck von ACLR

besteht darin, die Streuleistung

in Nachbarkanälen auf einen

bestimmten Wert zu begrenzen,

um Störungen zu reduzieren. Das

übertragene Signal kann einoder

mehrträgerspezifisch sein,

und die hier erörterten Anforderungen

gelten für beide.

OBUE misst die Emissionen

in der Nähe der zugewiesenen

Kanalbandbreite des Nutzsignals,

während der Sender in

Betrieb ist. Die definierten unerwünschten

Emissionen aus dem

Betriebsband messen die kanalfremden

Emissionen über das

gesamte Betriebsband des Senders

der Basisstation mit einem

Offset von ?fOBUE (maximaler

Offset außerhalb des Bandes) auf

jeder Seite. Bei diesen Emissionen

handelt es sich um die unerwünschten

Emissionen, die sich

aus dem Modulationsverfahren

und der Nichtlinearität des Senders

ergeben, mit Ausnahme von

Störsignalen.

Die grüne Kurve in Bild 3 stellt

die Grenzwertmaske für OBUE

dar, die den Frequenzbereich

Bild 4: Optimierung des Eingangsmischerpegels mit LNA und Vorverstärker

28 hf-praxis 2/2023

Messtechnik

vom Kanalrand bis dfOBUE

außerhalb des Betriebsbandes

abdeckt. Die gesamte Maske

besteht aus einigen Segmenten

auf jeder Seite. Der Versatz vom

Kanalrand zur Mitte des Messfilters

definiert beispielsweise

die Start- und Endpunkte jedes

Segments. Jedes Segment definiert

zwei Schlüsseleigenschaften.

Die erste ist die Basisgrenze,

was bedeutet, dass unerwünschte

Emissionen innerhalb des Segments

unter dieser Grenze liegen

müssen, und die zweite ist

die Bandbreite des Messfilters.

Der Basisgrenzwert und die

Messbandbreite ändern sich

mit den Prüfbedingungen, was

zu einer Reihe von Masken für

verschiedene Frequenzbänder,

Basisstationstypen, Klassen und

Kategorien führt. Dieser Prozess

entspricht mehr als zehn Grenzwertmasken

allein für FR1. Die

Verwendung einer erweiterten

Voreinstellung ermöglicht es

dem Anwender jedoch, die

gewünschte Maske anzuwenden.

Bei der Prüfung der Störaussendung

wird überprüft, ob die

Störaussendungen innerhalb der

festgelegten Mindestanforderungen

der Norm liegen – unter

dem Grenzwert von 9 kHz bis

12,75 GHz, ausgenommen das

Betriebsband plus dfOBUE an

jedem Rand. Dazu werden die

Störaussendungen bei laufendem

Betrieb des Senders gemessen.

Es wird dafür ein viel größerer

Frequenzbereich verwendet, um

sicherzustellen, dass der Emissionspegel

unter dem Grenzwert

liegt.

Der Messbereich umfasst zwei

Teile. Der erste Teil reicht von 9

kHz bis dfOBUE unterhalb des

Betriebsbandes, der zweite Teil

reicht von dfOBUE oberhalb des

Betriebsbandes bis 12,75 GHz.

Wenn bei einigen Betriebsbändern

die fünfte Harmonische des

oberen Frequenzrandes höher als

12,75 GHz ist, sollte der Emissionsgrenzwert

auch den Punkt der

fünften Harmonischen abdecken.

Intermodulation

Die Intermodulationsanforderung

des Senders misst die

Fähigkeit des Senders, die

Erzeugung von Signalen in seinen

nichtlinearen Elementen

zu verhindern. Dieses Ergebnis

ist auf das Vorhandensein

des Nutzsignals und eines Störsignals

zurückzuführen, das die

Sendeeinheit über die Antenne,

das Funkverteilungsnetzwerk

(RDN) und das Antennen-Array

erreicht. Die Anforderungen an

den Sender gelten während der

Sendeeinschalt- und der Übergangszeit.

Herausforderungen beim 5G NR

Release 16 Konformitätstest

Mit der Weiterentwicklung der

Normen hin zu höheren Frequenzbereichen

und größeren

Kanalbandbreiten ergeben sich

für Anwender neue Herausforderungen

und Einschränkungen

beim Testen. Alle FR2-Geräteund

Basisstationstests sowie

einige FR1-Basisstationstests

strahlen entsprechend den Konformitätsanforderungen

ab. Dieser

Prozess führt zu Over-the-

Air-Tests (OTA), die zusätzliche

Herausforderungen für die Tests

mit sich bringen. Der übermäßige

Pfadverlust bei höheren

Frequenzen, wie Millimeterwellen,

zwischen Messgeräten und

Prüflingen (DUT) führt zu einem

geringeren SNR für die Signalanalyse,

was Sendermessungen

wie EVM, Nachbarkanalleistung

(ACP) und Störaussendungen zu

einer Herausforderung macht.

Zusätzliche Herausforderungen

bei Tests wie Breitbandrauschen

und Frequenzfehler tragen

noch mehr zur Komplexität der

Testaufbauten bei und verringern

die Genauigkeit erheblich.

Daher ist es wichtig, dass Hardware

und Software von Signalanalysatoren

flexibel sind, um die

richtige Lösung zu ermöglichen.

Erweiterte Testlösungen

für 5G NR

In allen Wireless-Standards werden

die Messungen der Sender

bei maximaler Ausgangsleistung

vorgeschrieben. Die Dämpfung

des Eingangsleistungspegels am

ersten Mischer des Signalanalysators

schützt den Analysator

vor Verzerrungen, die durch

Eingangssignale mit hoher Leistung

verursacht werden. Ein

integrierter Vorverstärker kann

eine niedrigere Rauschzahl bieten,

allerdings auf Kosten eines

schlechteren Dynamikbereichs

zwischen Intermodulationsverzerrung

und Rauschgrenze.

Höhere Eingangsmischerpegel

können den SNR verbessern,

und niedrigere Eingangsmischerpegel

können die Verzerrungsleistung

verbessern. Daher ist die

Wahl des richtigen Eingangsmischerpegels

ein Kompromiss

zwischen Verzerrungsleistung

und Rauschempfindlichkeit.

Mithilfe der Mess-Hardware,

der Eigenschaften des Eingangssignals

und der Prüfspezifikationen

wird die beste

Einstellung des Mischerpegels

ermittelt. Anschließend wird

der Eingangspegel durch Verwendung

eines externen rauscharmen

LNAs am Mischereingang

optimiert.

Man benötigt einen zuverlässigen

Signalanalysator mit

integriertem LNA und Vorverstärker

für verschiedene Testszenarien

für FR1- und FR2-

Anwendungen.

Bild 4 zeigt, wie die zweistufige

Verstärkung Rauschen und Verzerrung

ausgleicht, um die beste

Messleistung bei niedrigen Eingangspegeln

zu optimieren, was

die EVM-Empfindlichkeit um

bis zu 5 dB im Vergleich zu den

bisherigen Signalanalyseergebnissen

auf dem Markt verbessert.

Kabel, Steckverbinder, Mischer

und Vorrichtungen zwischen

Analysator und Prüfling können

Pfadverluste und SNR erheblich

beeinflussen. Durch die Verwendung

eines externen Frequenz-

Extenders mit integriertem Preselector

und HF-Switch kann

der Frequenzbereich auf bis

zu 110 GHz erweitert werden,

ohne Bandunterbrechungen und

Abbildungen zu verwalten. Die

tatsächliche Leistung des Geräts

wird durch die Korrektur von

Amplituden- und Phasenfehlern

im Messaufbau sichtbar.

Da sich die Standards ständig

weiterentwickeln, ist es wichtig,

auf geeignete Geräte zuzugreifen

und gleichzeitig neue

Test- und Spezifikationsanforderungen

zu erfüllen. Es ist von

entscheidender Bedeutung zu

prüfen, wie schnell die Geräte

Softwareversionen integrieren

können, um die neuesten Testfälle

zu erfüllen. Durch die Kombination

von Messlösungen mit

robusten Softwareanwendungen

kann eine Komplettlösung

geschaffen werden, die den sich

ständig ändernden Vorschriften

voraus ist. ◄

Über die Autorin

Paris Akhshi, PhD, Product

Marketing Manager,

Keysight Technologies, ist

in der Wireless-, Satellitenkommunikations-

und

Radarbranche dafür verantwortlich,

den täglichen

und langfristigen Einfluss

der Signalanalysatoren von

Keysight auf das Leben

der HF-Entwicklungs- und

Design-Ingenieure zu vermitteln.

Vom Management

hinter den Kulissen, das

eine effektive Produkteinführung

sicherstellt, bis hin

zu persönlichen Kontakten

durch Präsentationen und

1:1-Gespräche genießt sie

es, mit Ingenieuren zusammenzuarbeiten,

um ihre

Herausforderungen in der

Messtechnik zu meistern,

während sie an der Entwicklung

zukünftiger Innovationen

arbeiten.

Paris Akhshi hat einen

Doktortitel in Analytik

und Instrumentierung von

der Queen‘s University in

Kanada und verfügt über

mehr als zehn Jahre Erfahrung

und Leidenschaft im

Produkt- und Marketing-

Management.

hf-praxis 2/2023 29

Messtechnik

Kanalausbreitungsmessungen

im Sub-THz-Bereich

Winkelaufgelöste THz-Kanalmessungen bei 158 GHz (D-Band) und 300 GHz (H-Band) in einer Straßenschlucht am Hauptsitz von Rohde & Schwarz in München

Die Entwicklung der Sub-THz-Kommunikation,

die bei 6G zum Einsatz kommen

soll, setzt ein gründliches Verständnis der

Ausbreitungseigenschaften solcher Wellen

voraus. Der neue Frequenzbereich zwischen

100 und 330 GHz stößt auf weltweites Interesse

und stand daher auch im Mittelpunkt

der jüngsten Messkampagnen von Rohde &

Schwarz. Die Ergebnisse des Unternehmens

sind in den Bericht der ITU-R Arbeitsgruppe

5D (W5PD) eingeflossen, der Informationen

für die Weltfunkkonferenz 2023 der Internationalen

Fernmeldeunion (ITU) liefern

wird, auf der Frequenzbänder jenseits von

100 GHz und deren mögliche Zuweisung

diskutiert werden sollen.

Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG


Die Sub-THz-Technologie könnte nicht nur

unverzichtbar werden, um Anforderungen

wie einen Maximaldurchsatz um 1 Tbps und

eine extrem niedrige Latenz zu erfüllen. Sie

bildet auch die Grundlage für faszinierende

neue Anwendungen. Die Verfügbarkeit

wesentlich größerer Bandbreiten wird die

Kommunikation über kurze Entfernungen

mit sehr hohem Durchsatz ermöglichen,

kombiniert mit Umgebungserfassung zur

Erkennung von Objekten oder leistungsfähiger

Gestenerkennung mit einer Auflösung

bis in den Millimeterbereich. Um

das Potenzial der Technologie ausschöpfen

zu können, müssen auch mithilfe von

Channel-Sounding-Messungen die Ausbreitungseigenschaften

der THz-Frequenzen

untersucht werden.

Aus diesem Grund hat Rohde & Schwarz

eine Channel-Sounding-Messkampagne

in einem städtischen Mikroszenario sowie

in einem Indoor-Szenario bei 158 und 300

GHz auf dem Rohde & Schwarz Campus in

München durchgeführt. Die ersten Ergebnisse

dieser Kampagne sind in den Bericht

der ITU-R-Arbeitsgruppe 5D (W5PD) zum

Thema „Technical feasibility of IMT in

bands above 100 GHz“ eingeflossen, dessen

Ziel es ist, die technische Machbarkeit

von Mobilfunktechnologien in Bändern über

92 GHz zu untersuchen und entsprechende

Informationen bereitzustellen (IMT steht für

International Mobile Telecommunications

Standards). Der Bericht soll auf der Weltfunkkonferenz

2023 (WRC23) der Internationalen

Fernmeldeunion (ITU) besprochen

werden. Auf dieser Konferenz werden

voraussichtlich zusätzliche Frequenzbänder

jenseits von 100 GHz und deren mögliche

Zuweisung auf der späteren WRC27 diskutiert.

Das aktuelle 3GPP-Kanalmodell

ist nur bis 100 GHz validiert. Ein entscheidender

erster Schritt des Standardisierungsprozesses

für 6G ist die Erweiterung dieses

Kanal modells auf höhere Frequenzen.

Taro Eichler, Technologiemanager bei

Rohde & Schwarz und verantwortlich für

die jüngste Sub-THz- Messkampagne, erläutert:

„Wir sind stolz darauf, unseren Beitrag

zur Erforschung von THz-Technologien zu

leisten und durch den Einsatz unserer innovativen

Messtechniklösungen in frühen

Anwendungsszenarien und in der Grundlagenforschung

den Wissensstand zu erweitern.

Wir arbeiten dabei mit renommierten

Partnern wie dem Fraunhofer Heinrich-

Hertz-Institut (HHI) und der Technischen

Universität (TU) Berlin zusammen. Mit

unseren aktuellen Aktivitäten unterstützen

wir grundlegend einen entscheidenden

Schritt im Standardisierungs prozess von

6G.“ ◄

Weitere Informationen und Ergebnisse

der Messkampagne finden sich im White

Paper „Fundamentals of THz technology

for 6G“, das online bei Rohde

& Schwarz erhältlich ist (Registrierung

vor dem Download erforderlich):

www.rohde-schwarz.com/_255934.html

30 hf-praxis 2/2023

Messtechnik

Flexibel kaskadierbare Kompaktoszilloskope

standardmäßig inkludiert. Weitere

serielle Bus-Decoder (CAN-

FD, FlexRay, MIL1553, I2S,

SENT, Manchester) stehen zur

Auswahl und können, wie der

eingebaute Funktionsgenerator

25 MHz optional, auch nachträglich

aktiviert werden. Weitere

funktionale Ergänzungen sind

Augendiagramm- und Jitter-

Analyse. Beide unterstützen

den Entwickler bei der Analyse

und Optimierung von digitalen

Datensignalen.

In einer Welt von Computern

und Kommunikationssystemen,

die immer komplexer und

leistungsfähiger werden, ist es

essentiell, ein sehr gutes Verständnis

über das Zusammenspiel

der Teil systeme zu haben.

Hierfür müssen Entwicklungsund

Testingenieure den Betrieb

auf Systemebene, das heißt zwischen

mehreren interagierenden

Programmen und Subsystemen,

validieren. Dabei ist es fast

immer notwendig, mehr als vier

Signale zu erfassen und zu vermessen.

Die neue Oszilloskop-

Serie von Siglent adressiert diese

Anforderungen flexibel skalierbar

mit einer hohen Bandbreite

zur Erfassung von sehr dynamischen

Signalen.

Diese Serie erweitert die bestehende

Performance-Serie

SDS6000A um acht Modelle,

als 4- und 8-Kanal-Ausführung

ohne Display erhältlich. Durch

die kompakte Form (4-Kanal-

Gerät: 1 HE, 8-Kanal-Gerät:

2 HE) kann bei der Integration

im Messsystem viel Platz im

Rack gespart werden.

Siglent Technologies

Germany GmbH

www.siglenteu.com

Eine weitere Besonderheit ist,

dass sich mehrere dieser Geräte

zu einem mehrkanaligen System

zusammenschalten lassen.

Schließt man einen externen

Monitor und eine Maus an, können

die Oszilloskope auch standalone

arbeiten. Der von anderen

Siglent-Geräten bekannte

Webserver steht ebenfalls zur

Verfügung, sodass die Geräte

ohne externe Software ferngesteuert

werden können. Die Basis

für benutzerdefinierte Programmierung

bildet die SCPI-Kommandostruktur.

Die Steuerung

kann per USB oder Ethernet

(1000BaseT) erfolgen.

Die Serie bietet eine maximale

Bandbreite von 2 GHz, und die

Abtastrate liegt bei 5 GS/s pro

Kanal. Dies erlaubt die Erfassung

von schnellen Takten und

Signalen mit steilen Flanken.

Die für die SDS6000A-Serie

optimierte Eingangsstufe ist

ein wichtiger Bestandteil der

SDS6000L-Serie und ermöglicht

eine Signalerfassung mit hoher

Signalintegrität. Die sehr guten

Spezifikationen (SFDR >45 dBc,

Kanal-zu-Kanal-Isolation bis zu

70 dB, DC-Verstärkergenauigkeit

+/-1,5%) belegen die Stärken

der Eingangsstufe. Dies

hilft bei der Analyse von kleinen

Signalen im kleinsten vertikalen

Einstellbereich von 500 µV.

Weiterhin ist mit der HiRES-

Funktion (HighResolution) eine

Technik verfügbar, mit der die

vertikale Auflösung mathematisch

von 8 auf bis zu 16 Bit

verbessert werden kann. Auch

dies verbessert die Genauigkeit

der mit dem SDS6000A erfassten

Signale. Für detaillierte Analysen

können erfasste Signale

sowohl in X- und Y-Richtung

gezoomt werden.

Der Erfassungsspeicher ist 500

MPkte groß und wird auf einen

Kanal, zwei oder vier Kanäle

verteilt. Beim 8-Kanal-Gerät

ist ein zweiter Speicher mit

weiteren 500 Mpkten eingebaut.

Die Kurvenerfassungsrate

kann im Sequenz-Modus

bis zu 750,000 Kurven/s erreichen.

Damit kann die Blindzeit

kleingehalten werden, und selten

auftretende Signale können

schneller gefunden werden. Der

digitalen Trigger und die vielen

verschiedenen Trigger-Arten

helfen dabei, Fehler im Signal

schnell und effizient zu isolieren.

Der Zonen-Trigger bietet hierbei

besonders viel Flexibilität. Die

weitere Signalanalyse kann mit

der Vielzahl an implementierten

Messfunktionen erfolgen. Für

komplexe Berechnungen stehen

vier Mathematikkanäle und ein

umfangreicher Formeleditor zur

Verfügung. Für schnelle Pass-

Fail-Messungen z.B. in Produktionsumgebungen

steht ein flexibel

konfigurierbarer Maskentest

standardmäßig zur Verfügung.

Wie bei allen Siglent-Oszilloskopen

sind auch bei dieser

Serie die History-Funktion,

Bode-Plot und eine Reihe

von seriellen Bus-Decodern

(I 2 C, SPI, UART, CAN, LIN)

Alle Leistungsparameter dieser

Neuerscheinung belegen die

kontinuierliche Weiterentwicklung

von Siglent. Die Geräte

der DS6000L-Serie sind eine

Ergänzung zur SDS600A-Serie

und lösen das Problem von

„zu wenigen Kanälen“ bei der

System-Level-Verifikation. ◄

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hf-praxis 2/2023 31

Messtechnik

Messen des Fehlervektorbetrags

Das Messen des Fehlervektorbetrags kann zur Verbesserung der System-Performance beitragen.

Erkan Acar

Analog Devices, Inc.

www.analog.com

Der Fehlervektorbetrag (Error

Vector Magnitude, EVM) ist ein

gängiger Messwert zur Beurteilung

der System-Performance,

der in vielen Kommunikationsstandards

als Konformitätskriterium

für Anwendungen wie

etwa WLANs (802.11) oder die

Mobilkommunikation (4G LTE,

5G) verwendet wird. Darüber

hinaus ist der EVM-Wert eine

überaus nützliche Systemmaßzahl,

mit der sich der kombinierte

Einfluss aller potenziellen

Beeinträchtigungen in einem

System durch einen einzigen,

leicht verständlichen Wert ausdrücken

lässt.

Gesamteindruck vom System

Die meisten HF-Ingenieure sind

von ihrer Ausbildung her mit

zahlreichen HF-Performance-

Parametern wie der Rauschzahl,

dem Third-Order Intercept Point

und dem Signal/Rausch-Abstand

(SNR) vertraut. Aber es kann

schwierig sein, den gesammelten

Einfluss dieser Performance-

Parameter auf die Leistungsfähigkeit

des Gesamtsystems zu

verstehen. Anstatt sich mit mehreren

einzelnen Performance-

Werten auseinandersetzen zu

müssen, bietet der EVM-Wert

einen raschen Gesamteindruck

vom System.

In diesem Artikel geht es darum,

wie einzelne Performance-Parameter

den EVM-Wert beeinflussen.

Außerdem wird an einigen

Beispielen gezeigt, wie sich der

EVM-Wert nutzen lässt, um

die System-Performance von

Anwendungen zu verbessern.

Demonstriert u.a. eine Möglichkeit,

einen um bis zu 15

dB niedrigeren EVM-Wert zu

erzielen, als er von den meisten

Kommunikations-Standards verlangt

wird.

Was versteht man unter dem

Fehlervektorbetrag?

Der EVM-Wert ist eine einfache

System-Maßzahl, mit der sich

der kombinierte Einfluss aller

potenziellen Beeinträchtigungen

in einem System quantifizieren

lässt. Er wird häufig in

Systemen mit digitaler Modulation

angewandt, die sich durch

Darstellung der In-Phase- (I)

und Quadratur-Vektoren (Q)

als sogenanntes Konstellationsdiagramm

(Bild 1a) visualisieren

lassen. Üblicherweise wird

der EVM-Wert berechnet, indem

man den idealen Ort eines empfangenen

Symbols im Konstellationsdiagramm

ermittelt (Bild

1b). Der quadratische Mittelwert

aller Vektorbeträge zwischen

den tatsächlichen Punkten der

empfangenen Symbole und den

nächstgelegenen idealen Konstellationspunkten

ergibt den

EVM-Wert des jeweiligen Systems

[1].

Diese Gleichung ist ein Beispiel

für eine EVM-Formel aus der

IEEE-Norm 802.11 [2]. Hierbei

steht L P für die Zahl der Frames,

N C für die Zahl der Träger, R i,j für

32 hf-praxis 2/2023

Messtechnik

Bild 1: a) Konstellationsdiagramm mit Entscheidungsgrenze, b) Fehlervektor zwischen dem empfangenen Symbol und dem idealen Ort des Symbols

das empfangene Symbol und S i,j

für den idealen Ort des Symbols.

Der EVM-Wert steht in engem

Zusammenhang mit der Bitfehlerrate

(BER, Bit Error Rate)

eines Systems. Je weiter die

empfangenen Symbole von den

idealen Konstellationspunkten

entfernt sind, umso größer wird

die Wahrscheinlichkeit, dass

sie die Entscheidungsgrenze zu

einem anderen Konstellationspunkt

überschreiten, was sich

durch eine höhere BER äußert.

Ein wichtiger Unterschied zwischen

BER und EVM ist, dass

der BER-Wert eines gesendeten

Signals auf der Basis des gesendeten

Bitmusters berechnet wird,

während man den EVM-Wert

anhand der Distanz zwischen

dem nächstgelegenen Konstellationspunkt

eines Symbols und

dem tatsächlichen Ort des Symbols

berechnet. In einigen Fällen

können Symbole die Entscheidungsschwelle

überschreiten

und einem falschen Bitmuster

zugeordnet werden. Liegt das

Symbol näher an einem anderen

idealen Symbolort, kann

dies einen besseren EVM-Wert

für dieses andere Symbol ergeben.

Obwohl EVM und BER in

einem engen Zusammenhang

stehen, muss diese Beziehung bei

sehr starken Signalverzerrungen

also nicht immer gültig bleiben.

Moderne Kommunikationsstandards

schreiben anhand von

Eigenschaften des gesendeten

Bild 2: Erklärung des Phasenrauschens

oder empfangenen Signals (z.B.

Datenrate oder Bandbreite) einen

minimalen akzeptablen EVM-

Wert vor. Systeme, die den angestrebten

EVM-Wert erreichen,

erfüllen den Standard, während

anderenfalls keine Konformität

besteht. Prüf- und Messsysteme,

die zur Validierung anhand von

Kommunikations-Standards

eingesetzt werden, legen meist

einen strengeren EVM-Zielwert

zugrunde, der um eine Größenordnung

unter der Vorgabe des

Standards liegen kann. Das Prüfund

Mess-Equipment kann den

hf-praxis 2/2023 33

Messtechnik

Bild 3: Intermodulationsprodukte beim OFDM-Verfahren

EVM-Wert des Systems folglich

charakterisieren, ohne das Signal

entscheidend zu verzerren.

Was hat Einfluss

auf den EVM-Wert?

Als Fehlermaßzahl steht der

EVM-Wert in engem Zusammenhang

mit sämtlichen Fehlerquellen

in einem System.

Der Einfluss all dieser Beeinträchtigungen

auf den EVM-

Wert ist quantifizierbar, indem

man berechnet, wie diese die

empfangenen und gesendeten

Signale verzerren. Deshalb

sollen jetzt die Auswirkungen

einiger wichtiger Beeinträchtigungen,

wie z.B. thermisches

Rauschen, Phasenrauschen und

Nichtlinearitäten, auf den EVM-

Wert hin analysiert werden.

Weißes Rauschen

Es tritt in allen HF-Systemen

auf. Handelt es sich bei dem

Rauschen um die einzige Beeinträchtigung

in einem System,

kann der daraus resultierende

EVM-Wert mit folgender Formel

berechnet werden:

Darin ist SNR der Signal/

Rausch-Abstand des Systems

in dB und PAPR das Peak-to-

Average Power Ratio des jeweiligen

Signals in dB). Zu beachten

ist, dass der SNR-Wert meist

für ein Eintonsignal definiert

ist, während bei einem modulierten

Signal der PAPR-Wert

relevant ist. Da der PAPR-Wert

eines Eintonsignals 3 dB beträgt,

muss diese Zahl bei einem Signal

mit beliebigem PAPR-Wert vom

SNR-Wert abgezogen werden.

Für schnelle A/D- und D/A-

Wandler lässt sich Gleichung 2

bezüglich der spektralen Rauschdichte

(Noise Spectral Density,

NSD) formulieren:

Hierin steht NSD (Noise Spectral

Density) für die spektrale

Rauschdichte in dBFS/Hz, BW

für die Bandbreite des Signals

(in Hz) und Pbackoff für die

Differenz zwischen der maximalen

Leistung des Signals und

dem vollen Signalbereich des

Wandlers. Diese Formel eignet

sich sehr gut zum direkten

Berechnen des erwarteten EVM-

Werts eines Systems anhand der

NSD- Spezifikation, die für die

meisten modernen schnellen

Wandler angegeben ist. Bei diesen

ist übrigens auch das Quantisierungsrauschen

zu berücksichtigen,

das in der NSD-Spezifikation

der meisten schnellen

Datenwandler allerdings bereits

enthalten ist. In Gleichung 3 geht

bei Highspeed-Datenwandlern

somit nicht nur das thermische

Rauschen, sondern auch das

Quantisierungsrauschen mit ein.

Wie an diesen beiden Gleichungen

erkennbar ist, steht

der EVM-Wert eines Signals in

direktem Zusammenhang mit

seiner Gesamt-Signalbandbreite,

seinem Peak-to-Average-Verhältnis

sowie dem thermischen

Rauschen des gesamten Systems.

Phasenrauschen

Eine weitere Art von Rauschen,

das sich auf den EVM eines

Systems auswirkt, ist das Phasenrauschen,

bei dem es sich

um zufällige Schwankungen

der Phasenlage und der Frequenz

eines Signals handelt [3].

Phasenrauschen wird von allen

nichtlinearen Schaltungselementen

hervorgerufen. Als primäre

Ursachen für das Phasenrauschen

eines Systems sind die

Oszillatoren (z.B. Referenztakt,

Lokaloszillator und Abtasttakte)

anzuführen. Mehrere Oszillatoren,

wie etwa der Abtasttakt

eines Datenwandlers, ein Lokaloszillator

für die Frequenzumwandlung

und eine Frequenzreferenz,

können somit zum

Bild 4: Trägt man den EVM-Wert als Funktion der Betriebsleistung auf, erhält man eine badewannenförmige Kurve

34 hf-praxis 2/2023

Messtechnik

Order Intercept Point und P e ist

das Fehlersignal, das die Leistungsdifferenz

zwischen der

Grundschwingung und dem

Intermodulationsprodukt angibt.

Bei einem OFDM-Signal mit N

Tönen, wie es in Bild 3b zu sehen

ist, wird Gleichung 6 zu:

Da es an jedem Zwischenträger-

Ort N/2 einander überschneidende

Intermodulationsprodukte

gibt, lässt sich die Gleichung wie

folgt umschreiben:

Der Gesamtfehler unter Einbeziehung

aller Zwischenträger-

Orte beträgt folglich:

Bild 5: Typischer gemessener EVM-Wert des AD9082 unter Verwendung des AD9213 bei einer ZF von 400 MHz für ein

IEEE 802.11ax-Signal mit 80 MHz Bandbreite und QAM-1024-Modulation

Setzt man nun Gleichung 6 in

Gleichung 8 ein, lässt sich der

EVM-Wert wie folgt ausdrücken:

Gesamt-Phasenrauschen eines

Systems beitragen.

Wie sich das Phasenrauschen

auf die Performance auswirkt,

ist frequenzabhängig. Bei einem

typischen Oszillator entfällt ein

Großteil der Trägerenergie auf

die Grundschwingung (Mittenfrequenz),

während sich ein

Bruchteil der im Signal enthaltenen

Energie auf einen Bereich

um diese Mittenfrequenz herum

verteilt. Das Verhältnis zwischen

der Amplitude des Signals bei

f n ,, also bei einem bestimmten

Frequenz-Offset von der Mittenfrequenz

f 0 , gemessen in

einer Bandbreite von 1 Hz, und

der Amplitude bei der Mittenfrequenz

selbst, wird als das

Phasenrauschen bei diesem Frequenz-Offset

bezeichnet (Bild 2).

Das Phasenrauschen eines Systems

hat unmittelbaren Einfluss

auf seinen EVM-Wert. Berechnen

lässt sich der auf das Phasenrauschen

im System zurückzuführende

EVM-Wert, indem

man das Phasenrauschen über

die Bandbreite integriert. Bei

den meisten modernen Kommunikationsstandards,

die mit dem

OFDM-Verfahren (Orthogonal

Frequency Domain Modulation)

arbeiten, sollte das Phasenrauschen

zwischen etwa 10% des

Zwischenträgerabstands und

der gesamten Signalbandbreite

integriert werden.

Hierin steht L für die Phasenrauschdichte

eines Seitenbands,

f SC für den Zwischenträgerabstand

und BW für die Signalbandbreite.

Die meisten frequenzerzeugenden

Bauelemente weisen

unterhalb von 2 GHz ein

geringes Phasenrauschen auf,

und der typische integrierte Jitter

liegt um Größenordnungen

unter den in den Standards festgelegten

EVM-Grenzwerten. Bei

höheren Frequenzen und größeren

Signalbandbreiten aber

kann das integrierte Phasenrauschen

ein beträchtliches Ausmaß

erreichen, was wiederum zu

deutlich höheren EVM-Werten

führt. Dies trifft in der Regel

auf Millimeterwellen-Systeme

zu, die über 20 GHz arbeiten.

Wie weiter unten noch erläutert

wird, sollte das Phasenrauschen

für das Gesamtsystem berechnet

werden, um den insgesamt

besten EVM-Wert zu erhalten.

Nichtlinearitäten

Im System vorhandene Nichtlinearitäten

rufen unter Umständen

Intermodulationsprodukte

hervor, die möglicherweise in die

Signalbandbreite fallen. Ebenso

können sich die Intermodulationsprodukte

mit den Zwischenträgern

überschneiden und sich

auf deren Amplitude und Phase

auswirken. Der durchschnittliche

Fehlerterm infolge dieser

Intermodulationsterme lässt sich

berechnen. Hierzu soll jetzt eine

einfache Formel hergeleitet werden,

mit der sich die EVM eines

Systems infolge von Intermodulationsprodukten

dritter Ordnung

berechnen lässt.

Wie in Bild 3a zu sehen ist, entstehen

bei einem Zweiton-Signal

zwei Intermodulationsprodukte,

deren Leistung sich wie folgt

berechnen lässt:

Darin steht P tone für die Leistung

des Prüftons, OIP3 ist der Third-

Darin gibt P rms den quadratischen

Mittelwert des Signals an, während

es sich bei C um eine Konstante

handelt, die je nach Modulationsschema

zwischen 0 und 3

dB liegt. Wie aus Gleichung 11

hervorgeht, geht der EVM-Wert

eines Systems zurück, wenn der

OIP3-Wert steigt. Dies entspricht

der Erwartung, weil ein höherer

OIP3-Wert generell auf ein lineareres

System hindeutet. Wenn

außerdem der quadratische Mittelwert

der Leistung abnimmt,

fällt auch der EVM-Wert, da

die Leistung der nichtlinearen

Produkte sinkt.

Optimierung der System-

Performance mithilfe

des EVM-Werts

Das typische System-Design

beginnt mit einer Kaskadenanalyse.

Dabei werden die zugrundeliegenden

Performance-

Parameter der verwendeten

Bausteine herangezogen, um

die Leistungsfähigkeit des aus

hf-praxis 2/2023 35

Messtechnik

Bild 6: Phasenrauschen der geeigneten Kandidaten zur Erzeugung des Taktund

LO-Signals

diesen Bausteinen aufgebauten

Gesamtsystems zu bestimmen.

Es gibt bestens etablierte analytische

Formeln und Werkzeuge,

die sich zur Berechnung dieser

Parameter eignen. Oftmals vergessen

Ingenieure jedoch, wie

sich Kaskadenanalyse-Tools für

das Design vollständig durchoptimierter

Systeme nutzen lassen.

Als ein System-Performance-

Wert liefert der EVM-Wert den

Design-Ingenieuren wertvolle

Erkenntnisse zur Optimierung

ihres System-Designs. Anstatt

mehrere Parameter im Blick

behalten zu müssen, können

sie sich auf das Optimieren des

quadratischen Mittelwerts des

EVM-Werts beschränken, um

zu einem optimalen Systemdesign

zu kommen.

Die EVM-Badewannenkurve

Man kann die verschiedenen

Faktoren in einem gemeinsamen

Diagramm zusammenfassen,

indem man den Beitrag einer

jeden Beeinträchtigung zum

EVM-Wert als Funktion der

Ausgangsleistung betrachtet. In

Bild 4 ist die badewannenförmige

EVM-Kurve eines Systems

als Funktion der Betriebsleistung

dargestellt. Bei geringer

Leistung wird der EVM-Wert

durch die Rauscheigenschaften

des Systems dominiert, während

bei hoher Leistung die Nichtlinearitäten

des Systems Einfluss

auf den EVM-Wert haben. Der

niedrigste EVM-Wert eines Systems

wird in der Regel durch die

Kombination sämtlicher Fehlerquellen

einschließlich des Phasenrauschens

definiert.

Der Gesamt-EVM-Wert lässt

sich gemäß Gleichung 12 aufsummieren:

Darin steht EVM WN für den

EVM-Wert als Resultat des weißen

Rauschens, EVM PhN steht für

den Anteil des Phasenrauschens

und EVM linearity ist der EVM-

Wert, der auf nichtlineare Verzerrungen

zurückzuführen ist.

Bei einer bestimmten Leistung

gibt die Summe aller Fehlerterme

den Gesamt-EVM-Wert

eines Systems an.

Neben Gleichung 12 kann die

Badewannenkurve eines Systems

sehr hilfreich für die Optimierung

des Gesamtsystems

sein, da sich mit ihr sämtliche

Beeinträchtigungen in einem

System visualisieren lassen.

Ein Design-Beispiel

Mit dem EVM-Wert als Maßzahl

soll jetzt eine Signalkette

entwickelt werden. Es geht in

diesem Beispiel um das Design

eines Millimeterwellen-Senders

unter Verwendung eines

abtastenden HF-D/A-Wandlers

und eines mmWave-Modulators

sowie von mmWave-Frequenzgeneratoren

und weiteren

Signalaufbereitungs-Bausteinen

(s. Aufmacher).

In dieser Signalkette kommt der

Baustein AD9082 zum Einsatz,

der vier DACs und zwei ADCs

mit Abtastraten von 12 GSPS

bzw. 6 GSPS enthält. Diese

direkt HF-fähigen Datenwandler

bieten neben Flexibilität beim

Design der mmWave-Signalkette

auch eine beispiellose Performance.

Bild 5 zeigt den gemessenen

EVM eines typischen

AD9082 unter Verwendung eines

AD9213, eines A/D-Wandlers

mit 12 Bit Auflösung und 10

GSPS. Die Loopback-Konfiguration

dieser beiden Bausteine

ergibt einen EVM-Wert von nur

-62 dB, also 27 dB weniger als

der vom Standard vorgegebene

Grenzwert.

Die Signalkette enthält ebenfalls

den vollintegrierten mmWave-

Modulator ADMV1013, der

mehrere Teilblöcke einer traditionellen

Signalkette, wie zum

Beispiel Frequenzvervielfacher,

Quadraturmischer und Verstärker,

in einem Baustein vereint.

Um die Komplexität der Filter

zu verringern, nutzen wir die

komplexe ZF-Topologie dieses

Designs, in dem die Quadraturmischer

der Modulatoren

mit Signalen gespeist werden,

die sich in Quadratur befinden

(also um 90° phasenversetzt

sind). Hierdurch wird eines der

Seitenbänder des aufwärtsgewandelten

Signals eliminiert,

mit dem Resultat, dass sich die

Filterung vergleichsweise weniger

komplex gestaltet als bei der

Aufwärtswandlung mit zwei Seitenbändern.

Um diese Signalkette zu optimieren

und den niedrigsten

EVM-Wert zu erhalten, wird

zunächst das Phasenrauschen

des Gesamtsystems analysiert,

um anschließend die Abwägung

zwischen Rauschen und Linearität

vorzunehmen und schließlich

alle Blöcke zusammenzufügen.

Budgetierung für ein optimales

Phasenrauschen

Wie bereits weiter oben erwähnt,

kann das Phasenrauschen des

Systems insgesamt die allgemeine

EVM-Performance bei

mmWave-Frequenzen einschränken.

Um sicherzustellen, dass

der EVM minimiert wird, sollen

jetzt die Beiträge der einzelnen

Stufen zum Phasenrauschen

analysiert werden. So lässt sich

gewährleisten, dass die jeweils

besten Bauelemente für diese

Signalkette ausgewählt werden.

Die frequenzerzeugenden Komponenten

in dieser Signalkette

sind der mit einem Synthesizer

getaktete DAC und das LO

Signal. Das Gesamt-Phasenrauschen

lässt sich wie folgt ausdrücken:

Darin steht L Tx für das Gesamt-

Phasenrauschen des Senders,

l IF für das Phasenrauschen des

DAC-Ausgangs und l LO für das

Phasenrauschen des LO- Signals.

Der in diesem Beispiel verwendete

DAC des Typs AD9082

Bauelement

Integriertes Phasenrauschen

bei 6 GHz (dBc/Hz)


bei 2 GHz (dBc/Hz)

ADF4372 –54,6 –64,1 –40,6

ADF4401A –73,1 –82,6 –59,1

Tabelle 1: Typische gemessene Phasenrauschwerte zweier Synthesizer


bei 30 GHz (dBc/Hz)

36 hf-praxis 2/2023

Messtechnik

Bild 7: Abwägung zwischen Rauschen und Linearität des Gesamtsystems

weist ein außergewöhnlich

geringes additives Phasenrauschen

auf. Das Gesamtphasenrauschen

am Ausgang, der das

ZF-Signal liefert, lässt sich mit

einer ganz einfachen Formel

berechnen:

Darin symbolisiert L CLK das integrierte

Phasenrauschen des Taktsignals,

f IF ist die ZF am DAC-

Ausgang und f CLK der Abtasttakt

für den DAC.

Es sollen jetzt zwei Kandidaten

für die Erzeugung des Abtasttakts

und des LO-Signals analysiert

werden, um sicherzustellen,

dass die Bauelemente mit

dem niedrigsten Phasenrauschen

und der geringsten Komplexität

gewählt werden. Bild 6 zeigt

dazu das Einseitenband-Phasenrauschen

zweier führender Synthesizer

für diese Signalkette.

Um das integrierte Phasenrauschen

für ein 5G-NR-Signal zu

berechnen, integriert man das

Phasenrauschen der Signalquellen

über einen Bereich von 6 kHz

bis 100 MHz (Tabelle 1).

Sowohl der ADF4372 als auch

der ADF4401A weisen bei den

typischen Zwischenfrequenzen

dieser Signalkette ein sehr

geringes integriertes Phasenrauschen

auf. Da der ADF4372

wesentlich weniger Leiterplattenfläche

beansprucht, eignet

er sich gut zur Erzeugung des

Abtasttakts für den HF-Wandler,

der wiederum das ZF-Signal

erzeugt. Wie zu erwarten war,

fällt die Wahl für die Erzeugung

des LO-Signals dagegen auf den

ADF4401A, weil dieser ein inhärent

niedriges Anfangs-Phasenrauschen

bietet. Bei 30 GHz ist

sein integriertes Phasenrauschen

um etwa 20 dB geringer als das

des ADF4372. Ein derartig niedriger

Wert stellt sicher, dass das

Phasenrauschen des LO-Signals

nicht die EVM-Performance des

gesamten Systems einschränkt.

Mithilfe von Gleichung 4 kann

der auf das Phasenrauschen

zurückzuführende Gesamt-

EVMPhN-Wert berechnet werden:

Dieses auf das Phasenrauschen

zurückzuführende EVM-Niveau

ist mehr als ausreichend für das

Messen von Signalen, die gemäß

der Definition des 5G-NR-Standards

EVM-Werte von rund -30

dB haben.

Abwägung zwischen Rauschen

und Linearität

Zu den grundlegendsten Abwägungen

bei HF-Designs gehört

die Festlegung der Rausch- und

Linearitätseigenschaften des

Gesamtsystems. Optimiert man

für einen dieser beiden Parameter,

muss man in der Regel

Abstriche am jeweils anderen

Parameters machen. Soll die

Leistungsfähigkeit des Systems

insgesamt optimiert werden,

kann die EVM-Analyse für das

Gesamtsystem ein sehr nützliches

Hilfsmittel sein.

Die Abwägung zwischen Rauschen

und Linearität für die

zuvor entwickelte Signalkette

ist in Bild 7 illustriert. Die einzelnen

Kurven wurden durch

Variieren der Steuerspannung

für den integrierten VVA (Voltage

Variable Amplifier) erzeugt,

um die Ausgangsleistung des

DACs zu verstellen. Wie man

erkennt, geht der EVM-Wert

mit steigender Leistung zurück,

weil das Gesamt-SNR des Systems

zunimmt. Oberhalb eines

gewissen Leistungsniveaus allerdings

kommen die Nichtlinearitäten

des gesamten Signalpfads

ins Spiel und beeinträchtigen die

EVM-Eigenschaften. Die daraus

resultierende EVM-Badewannenkurve

für eine bestimmte

VVA-Konfiguration ist sehr

schmal.

Glücklicherweise ist durch

Anpassen der VVA-Steuerspannung

der Wechsel zu einer

anderen Kurve möglich, bei der

das Gesamtsystem einen niedrigeren

EVM-Wert aufweist.

Die gestrichelte Kurve in Bild

7 gibt die Systemoptimierung

wieder, die sich durch Verwendung

der integrierten VVA des

ADMV1013 ergibt. Die sich

nach dieser Optimierung ergebende

Badewannenkurve ist

deutlich breiter, was über einen

weiten Bereich von Ausgangsleistungen

einen besonders niedrigen

EVM-Wert ergibt.

Zusammenfassung

Thema dieses Artikels war der

Fehlervektorbetrag (Error Vector

Magnitude, EVM) als Maß

für die Leistungsfähigkeit eines

Systems sowie die Frage, wie

sich die System-Performance

mithilfe der EVM verbessern

lässt. Wie gezeigt, ist der EVM-

Wert ein guter Indikator für viele

Probleme im System, denn sämtliche

Fehlerquellen führen zu

einem messbaren EVM-Wert,

der wiederum zum Optimieren

der Gesamt-Performance herangezogen

werden kann. Wie weiter

gezeigt wurde, ist es durch

den Einsatz der neuesten Highspeed-Wandler

und integrierten

mmWave-Modulatoren möglich,

eine für Messanwendungen taugliche

Performance zu erzielen

und den EVM-Wert um Größenordnungen

unter die Grenzwerte

des Kommunikations-Standards

zu drücken.

Literatur

[1] Kenneth M Voelker: „Apply

Error Vector Measurements in

Communication Design”, Microwaves

& RF, December 1995

[2] IEEE 802.11a-1999 – IEEE

Standard for Telecommunications

and Information Exchange

Between Systems – LAN/MAN

Specific Requirements – Part 11:

Wireless Medium Access Control

(MAC) and Physical Layer

(PHY) Specifications: High

Speed Physical Layer in the 5

GHz Band, IEEE Standard Association,

September 1999

[3] Walt Kester: „MT-008 Tutorial:

Converting Oscillator Phase

Noise to Time Jitter”, Analog

Devices, Inc., 2009 ◄

Über den Autor

Erkan Acar erwarb seinen

Doktortitel und sein Master-

Diplom an der Duke University

in Durham (North

Carolina/USA). Er leitete

zahlreiche Forschungsund

Entwicklungsprojekte

im Zusammenhang mit

kostengünstigen HF-Tests,

automatisierten Prüfsystemen

sowie der Signal- und

Stromversorgungs-Integrität

von schnellen Interfaces. Er

ist Inhaber mehrerer Patente

und hat zahlreiche Artikel

veröffentlicht. Zu seinem

aktuellen Betätigungsfeld

gehören HF- und mmWave-

Signalketten vom Basisband

bis 110 GHz und darüber

hinaus.

hf-praxis 2/2023 37

Messtechnik

Mikrowellen-Signalgeneration funktioniert

hochwertig bis 20 GHz

sowie vier weitere Ausgänge

pro Kanal, wobei z.B. ein Puls

für die Signalgültigkeit generiert

werden kann oder Trigger-Ein-/

Ausgänge sowie die Ausgabe des

Pulssignals bei der Pulsgenerierung

oder die Ausgabe eines

Pulses bei der Sweep-Anwendung

erhalten werden können.

Das Gerät lässt sich über ein

intuitives 3,5-Zoll-Touch-Farbdisplay

oder über Web-Control

sehr einfach bedienen. Für die

Web-Control Verwendung muss

kein Treiber auf dem PC installiert

werden. Wahlweise kann

man auch einen Monitor über

die HDMI-Schnittstelle anschließen

und das Gerät über Maus

bedienen, die über die USB3.0-

Device-Schnittstellen vorne am

Gerät angeschlossen wird.

RIGOL Technologies

Europe GmbH

www.rigol.eu

Die RIGOL Technologies EU

GmbH stellte einen neuen

Mikrowellengenerator mit zwei

Frequenzbereichen von 9 kHz

bis 12 GHz bzw. 20 GHz vor.

Die Geräte sind wahlweise als

Versionen mit zwei, vier, sechs

oder acht Kanälen verfügbar,

die eine Kanal-zu-Kanal-Isolation

von bis zu 85 dB (typ.) aufweisen.

Für jeden Kanal kann

man die Frequenz, Amplitude

und alle verfügbaren Funktionen

individuell oder für eine

gewünschte Anzahl an Kanälen

als Gruppe einstellen und ausgeben.

Je nach Frequenzbereich

kann die Amplitude von -30 dBm

bis zu +25 dBm eingestellt werden.

Diese Serie zeichnet sich

außerdem durch ein sehr niedriges

Phasenrauschen (z.B. -133

dBc/Hz @ 1 GHz, 10 kHz typ.)

aus. Die Harmonischen liegen

bis zu 50 dB unter dem Träger,

was eine sehr genaue störungsfreie

Signalerzeugung unterstreicht.

Die Amplituden- und

Frequenzumschaltzeit liegt unter

3 ms. Die von RIGOL patentierte

voll digitale Amplitudenkontrolltechnologie

bietet eine

Amplitudengenauigkeit von

Messtechnik

Digitale RF-Power-Meter messen bis 4 GHz

Die Power-Monitor-Systeme

aus der WPM-Serie von

WERLATONE sind ein komplett

eigenständiges True-RMS-

Leistungsmesssystem, das in

koaxialer als auch Hohlleiter-

Ausführung angeboten wird.

Leistungen bis zu 50 kW sind

mit 40 dB Dynamikbereich sehr

präzise messbar.

Die WPM-Serie enthält einen

HF-Übertragungsleitungsteil mit

einem vollständig kalibriertem

HF-Leistungsüberwachungssystem

sowie einen dreistufigen

SWR-Schutz. Das System ist

in der Lage, die HF-Leistung

in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung

gleichzeitig über das

gesamte Betriebsband zu überwachen.

Derzeit bietet WERLATONE

ein komplettes Sortiment an

digitalen In-Line-Leistungsmessungen

für Breitbandanwendungen,

beginnend ab 1,5

MHz und endend bei 2,5 GHz,

an, wobei weitere Ausbaustufen

bis 4 GHz folgen.

Die Messungen der reflektierten

Leistung kann so konfiguriert

werden, dass ein Schwellenwert

erkannt wird, abhängig

von der reflektierten Leistung

oder einem bestimmten SWR-

Wert. Der Power Monitor lässt

sich so programmieren, dass bei

anhaltenden HF-Fehlfunktionen

und anderen Fehlerzuständen

ein Relais öffnet oder mehrere

Relais´ öffnen, um eine sofortige

Unterbrechung sicherzustellen.

Diese Relais´ können

als Schnittstelle z.B. an einem

Sender oder Leistungsverstärker

eingesetzt werden, um den Sender

oder Verstärker abzuschalten.

Auf Wunsch ist auch ein externer

Alarm zur Anzeige möglich.

Eine Vor-Ort-Kalibrierung ist

nicht erforderlich. Für jeden

Leistungsmesskopf wird vom

Hersteller eine Kalibrierungsroutine

durchgeführt, die auf das

National Institute of Standards

& Technology (NIST) rückführbar

ist. Die Power-Meter

arbeiten mit 42 voreingestellten

Frequenzen, die eine Genauigkeit

von ±2% eines Kunden-

Laborstandards bieten; Multioktav-Lösungen

erreichen eine

Genauigkeit von ±5%. Die Einstellpunkte

können vom Kunden

zum Zeitpunkt der Bestellung

festgelegt werden.

Die digitalen HF-Leistungsmesser

von WERLATONE können

mit Alarmschwellen für Vorwärts-

und Rückwärtsleistung

eingestellt werden. Eine vollständige

SWR- und Temperaturüberwachungs-/Alarmfunktion

ist

ebenfalls verfügbar sowie sechs

Mehrzweck- Eingänge/Relais,

die mehrere Funktionen erfüllen.

Zugangs system

enthält. Die Multi-

Fenster-Anzeige

ermöglicht den

Zugriff bei bis

zu acht Messgeräten

auf dem

Bildschirm. Für

die Funktionalität

und die Verwendung

mit SNMP-

Software ist auch

eine MIB-Datei

verfügbar. Die

Displays sind zur

Verteilung der

Senderverriegelungssteuerung

von bis zu acht Sendern konzipiert

und web-fähig für die

Fernanzeige aller Parameter

und die Fernsteuerung der Fehlerrückstellung.

Weitere Hauptmerkmale sind:

• integrierter Temperatursensor

für die Anzeige der Leitungstemperatur

• zwei externe Temperatursensoreingänge

für jeden gewünschten

Temperaturmesszweck

(verschiedene Sensoren optional

verfügbar)

• Schnittstellenanpassung zu

WERLATONE-Antennenmonitor-Produkten

• dedizierte Windows-App für

die komplette Einrichtung,

Überwachung und Steuerung

des Geräts

• sechs programmierbare Mehrzweckeingänge

für die Web-

Anzeige der gewünschten Ausgaben

sowie für die Alarmauslösung

• unterstützt RS485-Schnittstellenformate

• SNMP-kompatibel: Schnittstellen

direkt über TCP/IP zur

Verwendung mit kundenspezifischer

Software oder Standard-Fernsteuerungsprodukten,

die SNMP-Funktionen unterstützen

• Unterstützt LabVIEW-

Treiber der National Instruments

Corp.

• Gleichspannungsausgänge proportional

zu vorwärts gerichteter

und reflektierter Leistung,

verfügbar für die Schnittstelle

zu konventionellem Fernsteuerungsmessungseingang

Zur Firmware:

• Windows-Anwendung mit

ergonomischem, tabulatorbasiertem

Zugangssystem zur einfachen

Einrichtung und Bedienung

des Leistungsmessers

• Multi-Fenster-Anzeige für den

Zugriff auf bis zu fünf Messgeräten

auf dem Bildschirm

• SWR-Anzeige und reflektierte

Leistung auf dem Hauptdisplay

des Leistungsmessers

• MIB-Datei für die Verwendung

mit SNMP-Software verfügbar

• Android-App steuert aus der

Ferne und überwacht den

Systembetrieb

• PC-basierte grafische Benutzeroberfläche,

kompatibel mit

Windows XP/7/8/10

Jeder Leistungsmesser ist

SNMP-programmierbar mit

der vom Kunden bevorzugten

Schnittstelle. Ein LabView-Treiber

ist außerdem verfügbar. ◄

MIWEKO GmbH

info@miweko.de

www.miweko.de

Für den Betrieb des Leistungsmessers

steht eine Windows-

Anwendung zur Verfügung,

die ein ergonomisches, auf

Registerkarten basierendes

hf-praxis 2/2023 39

Messtechnik

Anspruchsvoll, aber kein Hexenwerk

Impedanzmessung mit dem VNA

bei definiertem Fehler

Es werden Methoden zur Messung der Impedanz mit einem VNA und zur Berechnung des maximalen Fehlers

dabei vorgestellt.

Quelle:

Measurement of electronic

component impedance using

a Vektor Network Analyzer

Copper Mountain Technology,

www.coppermountaintech.com

übersetzt und leicht gekürzt

von FS

Die Impedanz ist ein wichtiger

Parameter zur Beschreibung einzelner

Schaltungskomponenten

oder einer Schaltung als Ganzes.

Denn sobald die Impedanz

bestimmt ist, kann man andere

Parameter wie Widerstand,

Induktivität, Kapazität, Streukoeffizient

und Gütekoeffizient

berechnen, ein Ersatzschaltbild

zeichnen und somit das Verhalten

über der Frequenz vorhersagen.

Messung der Impedanz

Klassische Methoden beruhen

auf Brücken (mit oder ohne

Autoabgleich), Resonatoren,

Präzisionsstrom- und -spannungsmessern

und Netzwerkanalysatoren.

Moderne Vektor-

Netzwerkanalysatoren ermitteln

die Impedanz in einem

breiten Band, das teilweise den

GHz-Bereich abdeckt. Ein- und

Zweitorschaltungen für S-Parameter-Messungen

ermöglichen

es, die Impedanz von Milliohm

bis zu einigen zehn Kiloohm zu

bestimmen. Die Fehlerquellen

bei solchen Messungen sind der

Analysator selbst und die Messobjekthalterung.

Hier werden

auch erstere Einschränkungen

betrachtet, während geeignete

De-Embedding-Techniken den

Einfluss der Halterung minimieren

können.

Heutige VNAs erlauben hochpräzise

S-Parameter-Messungen

mit Ein- und Mehrtorgeräten.

Dies wird durch Algorithmen

zur VNA-Präzisionskalibrierung

erreicht [1]. Verifizierungsmethoden

zur Bestimmung der

maximalen Fehler bei Betragsund

Phasenmessungen für Transmissions-

und Reflexionskoeffizienten

sind verfügbar. Bei der

Unsicherheitsanalyse von VNAs

kann neben der Berechnung des

maximalen Fehlers auch eine

Kovarianzmatrix-Methode [2,

3] zu Berechnung des quadratischen

Fehlers verwendet werden.

Bei Kenntnis der Wahrscheinlichkeitsverteilung

des

Fehlers können der quadratische

und der maximale Wert des Fehlers

durch einen Koeffizienten in

Beziehung gesetzt werden.

Betrachten wir die Impedanzund

Fehlerberechnungsmethoden

auf Grundlage der Ergebnisse

von S-Parameter-Messungen

mit einem VNA! Die

Methode der Linearisierung ist

die Grundlage für das mathematische

Werkzeug der indirekten

Messfehlerberechnung.

VNAs mit einem oder zwei

Toren haben sich in letzter Zeit

weit verbreitet. Eintoranalysatoren

(sogenannte Reflektometer)

ermöglichen die Messung

des komplexen Reflexionskoeffizienten,

während Zweitorgeräte

sowohl diesen als auch

den komplexen Transmissionskoeffizienten

messen. Wir wollen

betrachten, wie man die Impedanz

eines Prüflings mit zwei

Anschlüssen bestimmen kann.

Das Aufmacherbild zeigt dazu

drei mögliche Anschlusskonfigurationen.

Jeweils muss eine

geeignete Vorrichtung/Halterung

verwendet werden, um den

Prüfling mit den Anschlüssen des

VNAs zu verbinden.

Die erste Konfiguration dient der

Messung des Reflexionskoeffizienten

mit einem Reflektometer

oder einem Zweitor-VNA. Diese

Konfiguration ist zwar grundlegend,

hat aber einige Einschränkungen

in ihrer Anwendung. Die

anderen Konfigurationen sind

nur mit einem Zweitor-VNA

möglich, da auf Übertragungsmessungen

ausgerichtet.

Fehler bei der

Impedanzmessung

Konfiguration 1 misst den Reflexionskoeffizienten

einer Last,

die der Prüfling zwischen dem

Mittelleiter und dem Schirm darstellt.

Bekanntlich kann diese

Last- oder Eingangsimpedanz

mit folgender Formel berechnet

werden:

Dabei ist Z 0 der Wellenwiderstand

der Übertragungsleitung

und S 11 der gemessene komplexe

Reflexionskoeffizienten, wobei

der Index die Konfigurationsnummer

angibt. Die Messfehlerdispersion

D Z der Eingangsimpedanz

kann aus dem bekannten

Fehler D∆S des komplexen

Reflexionskoeffizienten (oder

des komplexen Transmissionskoeffizienten

für die Konfigurationen

2 und 3) unter Verwendung

der Linearisierungsmethode mit

40 hf-praxis 2/2023

Messtechnik

Relativer Messfehler über dem Impedanzwert

der folgenden Formel berechnet

werden:

J eine Funktionsableitung nach

der Messgröße (Jacobi) und das

Sternchen (*) bezieht sich auf

einen komplexen Konjugationsoperator.

Zur Berechnung der

Eingangsimpedanz nach Formel

(1) lautet die analytische Form

der Ableitung nach S 11 :

In den technischen Daten eines

VNAs wird der maximale

Messfehler für den Betrag des

Reflexionskoeffizienten normalerweise

angegeben. Dieser

Fehler definiert auch den maximalen

Phasenfehler [4]. Es sollte

berücksichtigt werden, dass der

maximale Betragsfehler des

Reflexionskoeffizienten (oder

Transmissionskoeffizienten)

vom gemessenen S-Parameter

abhängt. Die Fehlerdispersion

für einen komplexen Reflexionskoeffizienten

kann auf Basis von

so berechnet werden:

Wobei k ein Skalierungsfaktor

ist, der bei gleichmäßiger

Messfehlerverteilung 3 und bei

gleichmäßiger Gaußscher Fehlerverteilung

9 beträgt. Theoretisch

gibt es keinen Begriff wie

die maximale Abweichung vom

Mittelwert bei der Gaußschen

Verteilung. In der Praxis jedoch,

unter der Annahme, dass k = 9

ist, ergibt die Formel (4) den

maximalen Fehler, der mit einer

Wahrscheinlichkeit von 0,99

nicht größer als der angegebene

Fehler ist. Außerdem erhält man

durch Einsetzen von (4) und (3)

in (2) die Fehlerstreuung für die

Eingangsimpedanz:

Auch moderne Analysatoren

weisen einen kleinen Messfehler

des komplexen Reflexionskoeffizienten

auf; daher ist die Streuung

von Real- und Imaginärteil

gleich und beträgt die Hälfte der

Messfehlerstreuung für die Eingangsimpedanz,

berechnet nach

Formel (5). Der maximale Fehler

wird mit folgender Formel

berechnet:

Dabei ist

der quadratische Fehler der Eingangsimpedanz.

Die Analyse der Formeln (5) und

(6) zeigt, dass die Messfehlerstreuung

der Eingangsimpedanz

und somit der maximale Fehler

deutlich zunimmt, wenn |1-S 11 |

abnimmt. Der Reflexionskoeffizient

nahe 1 tritt bei bestimmten

Frequenzen für eine Kurzschlusslast

und eine Leerlauflast

auf. Folglich ist die Konfiguration

1 nicht für Impedanzmessungen

mit sehr niedrigen und

sehr hohen Werten geeignet. Es

sollte zudem beachtet werden,

dass ein minimaler Fehler für

Testobjekte mit einer Eingangsimpedanz

|Z 1 | nahe der charakteristischen

Impedanz der Übertragungsleitung

auftritt.

Messung einer niedrigen

Impedanz

Dazu sollte man die Konfiguration

2 verwenden und den

Übertragungskoeffizienten einer

Zweitor-THRU messen, bei der

der Prüfling den Signalleiter und

den Schirm verbindet. Nur bei

niederohmigen Prüflingen ist

der Übertragungskoeffizient der

THRU anders als 1. Daher kann

in diesem Fall die Impedanz des

Prüflings mit der folgenden Formel

berechnet werden, wobei S 21

der gemessene Wert des komplexen

Transmissionskoeffizienten

ist:

Der analytische Ausdruck für

die Ableitung nach S 21 bei der

Berechnung der Impedanz nach

dieser Formel lautet wie folgt:

Unter Verwendung der bekannten

effektiven Parameter eines Zweitor-VNAs

kann man den maximalen

Fehler des Transmissionskoeffizienten

bestimmen. Dessen Fehlerstreuung

lässt sich in ähnlicher Weise

wie in Gleichung (4) berechnen:

Der maximale Fehler der Reflexions-

und Transmissionskoeffizienten

eines bestimmten VNAs

tritt bei phasengleicher Summierung

mehrerer Summanden auf

[4], was sehr unwahrscheinlich

ist. Daher ist die Annahme der

der Gaußschen Natur des Fehlers

(d.h. k = 9) im Lichte des

zentralen Grenzwertsatzes viel

sinnvoller. Setzt man nun (9) und

(8) in (2) ein, so erhält man die

Fehlerstreuung der Impedanz:

Der maximale Fehler kann

anhand folgender Formel berechnet

werden:

Analysiert man die Formeln (10)

und (11), so sieht man, dass die

Messfehlerstreuung der Impedanz

und der maximale Fehler

deutlich zunehmen, wenn |1-S 21 |

abnimmt. Wenn die Impedanz

des Prüflings niedrig ist, ist der

Betrag von S 21 jedoch deutlich

kleiner als 1.

Messung mittlerer und hoher

Impedanzen

Hierbei sollte man die Konfiguration

3 verwenden und den

Übertragungskoeffizient einer

Zweitor-THRU messen, wobei

der Prüfling in die Signalleiter-Lücke

eingefügt ist. Wenn

seine Impedanz hoch ist, wird

der Betrag des THRU-Übertragungskoeffizienten

deutlich

unter 1 liegen. In diesem Fall

können die Impedanz des Prüflings

und ihre Ableitung anhand

der folgenden Formeln berechnet

werden:

Die Dispersion wird mit Formel

(9) berechnet. Zwecks höherer

Genauigkeit sollte man berücksichtigen,

dass der maximale

Fehler bei der Messung des

Transmissionskoeffizienten

von der Größe seines Betrags

abhängt. Setzt man (9) und (13)

in (2) ein, so erhält man die Fehlerdispersion

von Impedanzmessungen

für die Konfiguration 3:

Der maximale Fehler kann mit

folgender Formel berechnet

werden:

hf-praxis 2/2023 41

Messtechnik

Parametern des VNAs. Es ist

zu beachten, dass die Besonderheiten

der einzelnen Konfigurationen

bei der Umstellung

der Formeln zur Berechnung des

maximalen Fehlers der S-Parameter

berücksichtigt werden.

Referenzen

[1] V. G. Guba, A. A. Ladur, A.

A. Savin, Classificaion and Analysis

of Vector Network Analyzer

Calibration Methods // Reports

of the Tomsk State University

of Control Systems and Radioelectronics.

– 2011. – no. 2(24),

part 1, pp. 149-155

Tabelle 1: Verifizierte Werte des VNA S5048

[2] D. F. Williams, A. Lewandowski,

P. D. Hale, C. M. Wang,

A., Dienstfrey Covariance-

Based Vector- NetworkAnalyzer

Uncertainty Analysis for

Time- and Frequency-Domain

Measurements // IEEE Trans.

on Microwave Theory and Techniques,

vol. 58, no. 7, pp. 1877-

1886, July 2010

Die Analyse der Formeln (14)

und (15) zeigt, dass die Messfehlerstreuung

der Impedanz und

der maximale Fehler deutlich

zunehmen, wenn |S 21 | abnimmt.

Wenn die Impedanz des Prüflings

steigt, nimmt der Betrag von S 21

ab, aber der Beitrag bestimmter

effektiver Parameter eines Zweitor-VNAs

zum Gesamtfehler des

Übertragungskoeffizienten sinkt

ebenfalls.

Impedanzmessfehler und

VNA-Parameter

Nun ein Beispiel für die Berechnung

des maximalen Impedanzfehlers

und der optimalen

Konfigurationswahl. Der maximale

Fehler der primären Messungen

kann in Form der effektiven

VNA-Parameter (Tabelle

1) ausgedrückt werden (siehe

Gleichungen im Kasten unter

Tabelle 1).

Der maximale Messfehler hängt

also von der Größe des gemessenen

Parameters ab, d.h. eigentlich

von der Impedanz der Konfigurationsschaltung.

Bild 1 zeigt

die Berechnungsergebnisse mit

(6), (11) und (15) unter Berücksichtigung

von (16) und (17).

Die maximale relative Fehlerfunktion

des Impedanzbetrags

ist auf einer logarithmischen

Skala dargestellt.

Analysiert man die Formeln

(14) und (15), so

sieht man, dass die Messfehlerstreuung

der Impedanz

und der maximale

Fehler deutlich zunehmen,

wenn |S 21 | abnimmt.

Wenn die Impedanz

des Prüflings steigt,

nimmt der Betrag von

S 21 ab, aber der Beitrag

bestimmter effektiver

Parameter eines Zweitor-

VNAs zum Gesamtfehler

des Übertragungskoeffizienten

sinkt ebenfalls.

Bei der Wahl der Konfiguration

sollte man

den maximalen relativen

Fehler auf einen

bestimmten Wert

begrenzen, z.B. auf 10%. Auf

dieser Grundlage zeigt die

zusammenfassende Tabelle 2

die Bereiche, in denen die angegebenen

Konfigurationen am

besten geeignet sind. Sie enthält

grundlegende Beziehungen

für die Impedanzberechnung

und Ausdrücke für die Beziehung

zwischen dem Impedanzmessfehler

und den effektiven

[3] A. A. Savin, V. G. Guba,

B. D. Maxson, Covariance

Based Uncertainty Analysis

with Unscented Transformation

// 82nd ARFTG Microwave

Measurement Conference, Nov.

2013, USA, pp. 15-19

[4] A. A. Savin, V. G. Guba,

Determination of Residual Systematic

Error After One-Port Calibration

// Metrologist’s Bulletin,

2009, no. 4, pp. 16-21 ◄

Tabelle 2: Bereiche, in denen die angegebenen Konfigurationen am besten geeignet

sind

42 hf-praxis 2/2023

Messtechnik

Rauschparameter-Testlösungen

für das D-Band

Ihr Partner für

EMV und HF

Messtechnik-Systeme-Komponenten

VNA-Extention-Module von VDI (Quelle: VDI)

Die bsw TestSystems & Consulting AG, die

seit 25 Jahren im Umfeld von schlüsselfertigen

Systemen für die On-Wafer-Messung

zuhause ist, liefert jetzt auch Rauschparameter-Testlösungen

im Bereich D-Band (110

bis 170 GHz) und ist damit wegweisend.

Hintergrund: Die Entwicklung der letzten

Jahre hat einen rasanten Anstieg der Messfrequenzen

erfordert und ist aktuell noch

lange nicht am Ende. Während die breite

Öffentlichkeit den roll-out von 5G-Produkten

wahrgenommen hat, ist die Forschung für 6G

schon längst in Gange – mit noch höheren

Frequenzen und noch viel größerer Empfindlichkeit.

Hier konnte die bsw TestSystems

& Consulting mit einem neu entwickelten

Aufbau Lösungen im D-Band-Bereich entwickeln,

die ihre Leistungsfähigkeit schon in

den letzten zwei Jahren unter Beweis gestellt

haben und noch ihresgleichen suchen.

Verwendung finden nur ausgewählte Qualitätsprodukte,

weil gerade in den höheren

Frequenzen jeder Qualitätsabfall einer Einzelkomponente

die Messqualität signifikant

verschlechtert. Die entscheidende Komponente

eines solchen Aufbaus ist dabei aber

nicht der Netzwerkanalysator, wie man

vielleicht glauben könnte, obwohl diese

meist teuerste Einzelkomponente zentral

den Gesamtaufbau steuert. Nein, von besonderer

Bedeutung für die Messfähigkeit

des Aufbaus sind die Frequenzerweiterungen

(Frequency

Extender), die die Eigenschaften

des VNAs überhaupt erst für den

gewünschten Frequenzbereich

verfügbar machen und exakt auf

die Rauschquelle abgestimmt sein

müssen.

Hier nutzt die bsw TestSystems

& Consulting bevorzugt die Produkte

des Herstellers Virginia

Diodes, der neben Standardprodukten,

z.B. WR6.5VNAX, in

verschiedenen physikalischen Größen auch

kundenindividuell abgestimmte Sonderanfertigungen

anbietet. Für die genaue Anpassung

der Messkette sind in diesem Band

Tuner von Focus Microwaves weitgehend

alternativlos.

In der Schemadarstellung für einen Kundenfall

ist beispielhaft ein Aufbau dargestellt,

der im Pfad 1 die S-Parameter-Messung

ermöglicht. Durch das Zuschalten

der Rauschquelle (Noise Source) können

Rauschparameter gemessen werden. Das

Signal wird hierfür an der Empfangsseite

verstärkt, heruntergemischt und je nach IF

Bandbreite gefiltert, um anschließend zum

Noise Receiver des VNAs (meist ein PNA-

X) durchgeführt zu werden. Als Downconverter

wurde bei dieser Applikation ein

MixAMC-I Modul von Virginia Diodes verwendet.

Es besteht aus einer Mixer-Amplifier-Multiplier-Kette.

Der Gesamtaufbau wird von bsw TestSystems

& Consulting auf Wunsch automatisiert,

sodass die übergeordnete Software die

Messungen steuert und die Mess ergebnisse

in einer Datenbank zur vereinfachten Auswertung

ablegen kann.

bsw TestSystems & Consulting

info@bsw-ag.com

www.bsw-ag.com

Setup zur Rauschparameter-Extraktion in D-Band

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

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 2/2023 43

Email: info@emco-elektronik.de43

Internet: www.emco-elektronik.de

Messtechnik

Isolationsprüfgerät liefert bis 30 kV

Die neue Generation des Isolationstesters

der EMC PART-

NER AG prüft mit Spannungen

von 0,5 bis 30 kV (1,2/50 µs

Stoßspannungen). Die eingebaute

Überschlagserkennung

misst entweder am Prüfgerät

oder direkt am Prüfling (EUT).

Das INS-1250 kann mit optionalen

Impedanzen von bis zu

5 kOhm bestückt werden. Der

Generator speichert Prüfprotokolle,

die nachträglich mittels

USB auf den Computer kopiert

und verarbeitet werden können.

Die Bedienung erfolgt einfach

und komfortabel per farbigem

Touchpanel.

Das INS-1250 wurde speziell

für die Sicherheitsprüfung von

Isolationsmaterialien, Komponenten

und elektronischen

Geräten in Entwicklungs- und

Produktionsumgebungen entwickelt.

Hochpräzise interne

oder externe Strom- und Spannungsmessungen

können programmiert

werden, um Überschläge

mit Pass/Fail Kriterien

zu erkennen. Optional kann

der Generator mit Zubehör

wie Not-Ausschalter, Warnlampen

und Prüfhauben erweitert

werden.

Produkt-Highlights:

• Impulsformstabilität

am Prüfling

• integrierte Überschlagserkennung

• erweiterbares System

für mehr Leistung

• entwickelt für Langzeitprüfungen

• direkte Schnittstelle zu

Oszilloskop

Testapplikationen sind Halbleiterprüfungen

(Isolation), Isolationsprüfungen

und Sicherheitsprüfungen.

EMC PARTNER AG

www.emc-partner.com

Frequenzen bis 20 GHz erzeugen und bis 26,5 GHz messen

Siglent erweiterte seine Performance-Familie

und richtet sich mit

den neuen Spektrumanalysatoren

SSA5000A und den Signalgeneratoren

SSG5000A an Entwickler

im Bereich Satellitenkommunikation,

Radar und Mobilfunksysteme.

Die leistungsstarken und

flexiblen Spektrumanalysatoren

der SSA5000A-Serie messen Frequenzen

von 9 kHz bis 13,6 oder

26,5 GHz und eignen sich besonders

zur Analyse von HF-Komponenten

und Sendern. Die HF/Mikrowellen-

Signalgeneratoren der SSG5000A-

Serie bieten einen Frequenzbereich

von 9 kHz bis 13,6 oder 20 GHz und

sind für die Bereiche Kommunikation,

Luft- und Raumfahrt, Militär

sowie F&E und Produktion konzipiert.

Mit den neuen Geräten lassen

sich nun Messungen im X- und

K-Band-Radar durchführen und eine

Kombination beider Geräte erlaubt

die Prüfung kompletter Kommunikationsmodule.

Die Serie SSA5000A stellt zwei

Spektrumanalysatoren zur Verfügung,

die einen Frequenzbereich

von 9 kHz bis 13,6 oder 26,5 GHz,

ein DANL von -165 dBm/Hz, ein

niedriges Phasenrauschen von

105 dBc/Hz sowie einen 30,7 cm

großen Touchscreen bieten. Die

Serie SSG5000A stellt zwei HF-/

Mikrowellen-Signalgeneratoren

zur Verfügung, die störungsarme

CW-Signale erzeugen und einen

Frequenz bereich von 9 kHz bis 13,6

oder 20 GHz abdecken.

Die Geräte der SSA5000A-Serie

bieten Echtzeit-Spektrumanalyse,

mehrdimensionale Datenanzeige

und erweiterte Triggerung. Die

analoge und die digitale Modulationsanalyseoption

(AMA/DMA)

ermöglicht die Demodulation und

Bewertung von analog (AM, FM)

und digital (ASK, FSK, PSK, MSK,

QAM) modulierten Signalen. Mit

dem optionalen Echtzeitmodus

(RTSA) kann der SSA5000A auch

gepulste und unregelmäßig auftretende

Signale erfassen. Diese

Funktion hat eine Analysebandbreite

von bis zu 40 MHz und wurde

entwickelt, um die Übertragungsanalyse

gängiger Protokolle wie

Bluetooth- und WLAN-Tests für

IoT-Geräte zu vereinfachen. Die

Spektrumanalysatoren SSA5000A

sind mit 4x USB-Host an der Frontseite

für Maus, Tastatur, Speicher

ausgestattet und bieten weitere

Schnittstellen für USB, LAN/Ethernet

und optional USB-zu-GPIB. Sie

sind das ideale Werkzeug zur Lösung

moderner HF-Spektrumprobleme,

wie z. B. Messung der Kanalleistung,

Frequenzsprünge, Konfliktkanäle

oder Spektrumstörungen.

Die Geräte der SSG5000A-Serie

sind HF/Mikrowellen-Signalgeneratoren,

die AM-, FM- und

PM-Modulation, Pulsmodulation,

Pulssequenz-Generator, Leistungsmesser-Steuerung

und andere Funktionen

unterstützen. Für besonders

effiziente Tests bietet der SSG500A

auch Frequenz- und Leistungs-

Sweep-Funktionen. Die zwei

Modelle der Serie SSG5000A sind

mit einem Standard-OCXO-Referenz-Hardwaremodul

ausgestattet

und gewährleisten eine hochpräzise

und hochstabile Signalausgabe. Die

Geräte verfügen neben den Standardschnittstellen

USB Host und

Device (USB TMC), LAN (VXI-11,

Socket, Telnet) auch über eine optionale

Schnittstelle USB-zu-GPIB.

Über einen Webbrowser können die

Geräte von PCs und mobilen Endgeräten

aus ferngesteuert werden.

Meilhaus Electronic GmbH

www.meilhaus.com

44 hf-praxis 2/2023

Messtechnik

Die Form im Blick: Absorber im Spritzgussverfahren

Diese Absorber eignen sich

für zahlreiche Anwendungen

wie Chip-Cap-Abdeckungen

für ICs oder störende Baugruppen

auf PCB-Boards, Bauteile

zur Unterdrückung störender

Gehäusereflexionen z.B. bei

industriellen Radar-Sensoren

oder Abschlüssen in Hohlleitern.

Kunden werden von der ersten

Design-Idee über die Werkzeugund

Prototypenfertigung bis hin

zum fertigen Serienprodukt von

Spezialisten begleitet.

Telemeter Electronic GmbH

info@telemeter.de

www.telemeter.info

Speziell in Serienanwendungen

werden oft maßgeschneiderte

Absorber-Qualitätsprodukte

benötigt, die ohne großen Montageaufwand

und mit sicher

reproduzierbaren Ergebnissen

in den Produktionsprozess einfließen

können. Bei Telemeter

Electronic erhalten Kunden

als besonderen Service kundenspezifische

Absorber für

eine Vielzahl von Frequenzbereichen

und Anwendungen als

passgenaues Spritzgussbauteil.

Telemeter Electronic bietet

eine große Auswahl an Basismaterialien

mit Granulaten für

typische Frequenzbereiche von

1 bis 110 GHz. Außerdem ist

die Lieferung von Serienmengen,

bei Bedarf mit Mengenkontrakten

oder Lagerbevorratung

bei Telemeter Electronic auch

möglich. ◄

hf-praxis 2/2023 45

Messtechnik

Von der Idee

bis zum Service.

Hochfrequenztechnik,

Elektronik und Mechanik.

Individuell & kundenspezifisch.

Keysight koordiniert

europaweites 6G-Testbed

// Mechanik, Präzisionsfrästeile

& Gehäuse

// Schirmboxsysteme

// Schalten & Verteilen

von HF-Signalen

// Mobilfunk- & EMV-

Messtechnik

// Distribution von IMS

Connector Systems

// HF-Komponenten

c o m e a n d m e e t

u s h e r e / /

MTS individuelle Lösungen

// HF geschirmte Gehäuse

// Schirmboxsysteme

// Relaisschaltfelder

// Matrixsysteme

u s h e r e

// HF-Komponenten und Kabel

// Gefilterte Schnittstellen

// Air Interface Emulation

/ / c o m e a n d m e e t

28. - 30. März 23

Stuttgart

C2.311

m e e t

/ / c o m e a n d

mts-systemtechnik.de

u s h e r e

Das von Horizon Europe finanzierte Projekt

6G-SANDBOX ist eines von 35 neuen Projekten,

die vom SNS JU (Smart Networks

and Services Joint Undertaking) ins Leben

gerufen wurden. Dieses wurde 2021 von der

Europäischen Kommission gegründet, um

die Entwicklung intelligenter Kommunikationskomponenten,

-systeme und -netzwerke

zu unterstützen, die für den Aufbau einer

erstklassigen europäischen Lieferkette für

fortschrittliche 5G- und 6G-Technologien als

unerlässlich gelten. Das Projekt zielt darauf

ab, EU-weite Experimentierplattformen zu

entwickeln, um vielversprechende technische

Voraussetzungen für 6G zu testen,

darunter Zero-Touch-Management, flexible

Multi-Tenancy-Architektur, Netzwerkintelligenz,

Sicherheit, digitale Zwillinge, KI und

rekonfigurierbare intelligente Oberflächen.


www.keysight.com

Im 6G-Testbed werden digitale und physische

Knoten miteinander kombiniert, um

vollständig konfigurierbare, verwaltbare

und kontrollierbare End-to-End-Netzwerke

für die Validierung neuer Technologien und

Forschungsfortschritte für 6G bereitzustellen.

Organisationen erhalten die Möglichkeit,

Versuche auf vier experimentellen

Plattformen in Malaga (Spanien), Berlin

(Deutschland), Oulu (Finnland) und Athen

(Griechenland) durchzuführen.

„Keysight freut sich, mit führenden Service-Providern,

Herstellern, Forschungsinstituten

und Universitäten zusammenzuarbeiten,

um ein wichtiges, von der EU

finanziertes Forschungs-, Innovations- und

Versuchsprojekt voranzutreiben, das die

Entwicklung und Einrichtung von Netzwerktechnologien


und vernetzten Geräten unterstützen soll“,

sagte Michael Dieudonne, 6G-SANDBOX

Projektkoordinator, als Vertreter von Keysight.

„Als offene Versuchsumgebung für

6G wird 6G-SANDBOX eine beschleunigte

europaweite grüne und digitale Transformation

unterstützen, die im Einklang mit den

nachhaltigen Entwicklungszielen (SDGs)

der Vereinten Nationen steht.“

Zu den Teilnehmern des 6G-SANDBOX-

Projekts gehören COSMOTE, Eurescom,

FOGUS Innovations & Services P.C.,

Fraunhofer FOKUS, INFOLYSIS P.C.,

Institute of Software Engineering and Technologies

(ITIS) an der Universität Malaga,

Keysight Technologies Inc., Lenovo, National

Centre for Scientific Research (NCSR)

Demokritos, Nokia eXtended Reality Lab,

OpenNebula, OWO, Queen‘s University

Belfast und Telefonica und die Universität

Oulu. ◄

46

hf-praxis 2/2023

Messtechnik

WiFi-7-Testlösung für mobile Endgeräte


Rohde & Schwarz und Broadcom haben den R&S CMP180 Radio Communication Tester erfolgreich

für die WiFi-7-Chipsätze von Broadcom validiert. OEMs und ODMs von Mobilgeräten können nun

ihre ersten WiFi-7-Produkte zur Marktreife führen.

Christoph Pointner, Senior Vice

President Mobile Radio Testers

bei Rohde & Schwarz, erklärt:

„Wir freuen uns, die Kunden von

Broadcom bei der Markteinführung

der nächsten Produktgeneration

auf Basis des WiFi-7-Standards

zu begleiten. Insbesondere

die integrierte Chipsatz-Unterstützung

in unserem Testautomatisierungs-Framework

WMT

wird OEMs und ODMs helfen,

schnell eine zuverlässige und

sichere automatisierte Testumgebung

für WiFi-7-Gerätetests

einzurichten.“

Rohde & Schwarz

GmbH & Co. KG


Es sind die branchenweit

ersten WiFi-7-Chipsätze, die

für Mobilfunkgeräte optimiert

sind und den simultanen

Dualband-2x2-Betrieb gemäß

IEEE 802.11be unterstützen. In

Zusammenarbeit mit Broadcom

konnte Rohde & Schwarz die

R&S CMP180 Wireless Testplattform


erfolgreich verifizieren.

Diese eignet sich insbesondere

für Forschung und Entwicklung

sowie die Produktion.

Die Standarderweiterung IEEE

802.11be (WiFi 7), die die Nutzung

des 2,4-, 5- und 6-GHz-

Bands vorsieht, soll einen

extrem hohen WLAN-Durchsatz

ermöglichen, um anspruchsvolle

Anwendungen auf Mobilfunkgeräten

zu unterstützen. Das

leistungsfähige 4096-QAM-

Modulationsverfahren, die im

6-GHz-Band verfügbaren breiten

WLAN-Kanäle von 320 MHz

sowie der Multilink-Betrieb

(MLO) bilden die technischen

Grundlagen, um mit Mobilfunkgeräten

diesen hohen Durchsatz

zu erreichen.

Für die Messtechnik stellt IEEE

802.11be jedoch eine Reihe

von Herausforderungen dar.

Beispielsweise erfordert die

4096-QAM-Modulation Signalerzeugungsfähigkeiten

für die

Übertragung von Referenzsignalen

mit sehr geringer Verzerrung

über eine Bandbreite

von bis zu 320 MHz sowie die

erforderliche Analysebandbreite.

Außerdem verlangen die angewandten

MIMO-Verfahren und

MLO eine hohe Performance

und gute Skalierbarkeit der

Testlösung.

Rohde & Schwarz adressiert

diese Herausforderungen mit

dem R&S CMP180. Die Testplattform

wurde für die Charakterisierung

von Broadcom

WiFi-7-Chipsätzen auf HF-

Ebene für Tests wie Fehlervektorbetrag

(EVM), Zeitmessungen

und die Konformität mit Spektrumemissionsvorgaben

qualifiziert.

Der WMT-Softwareservice

von Rohde & Schwarz bietet ein

Python-basiertes modulares Testautomatisierungs-Framework,

das auch die neuesten Broadcom

WiFi-7-Chipsätze unterstützt.

Gabriel Desjardins, Director of

Product Marketing in der Wireless

Communications & Connectivity

Division bei Broadcom

Inc., kommentiert: „Die Fortführung

der Zusammenarbeit mit

Rohde & Schwarz bei der Entwicklung

von 6-GHz-WiFi-Testsystemen

ermöglicht unseren

Kunden und Partnern eine

schnellere Einführung der neusten

WiFi-Technologie.“

Der R&S CMP180 Radio

Communication Tester ist eine

zukunftssichere Non-Signaling-

Testlösung für mobile Endgeräte

in den Bereichen Forschung und

Entwicklung, Validierung und

Produktion. Dank seines erweiterten

Frequenzbereichs, der

großen Bandbreite und exzellenter

HF-Performance lassen

sich moderne Wireless-Standards

wie WiFi 6E, WiFi 7 und

viele mehr testen. Zusätzlich ermöglicht

die doppelte Anzahl an

Analysatoren (2xVSA), Generatoren

(2xVSG) und HF-Messtoren

(2x8) parallele Messungen

mehrerer Standards und Geräte

mit einem einzigen Testgerät,

das Vektorsignalanalysatoren

und Vektorsignalgeneratoren

in nur einem Gehäuse vereint

(VSA/VSG-Tester). ◄

hf-praxis 2/2023 47

Messtechnik

Tests von CRPAs und anderen adaptiven

GNSS-Antennensystemen

CRPAs sind Antennen mit kontrolliertem Strahlungs- oder Empfangsmuster (Controlled Reception Pattern

Antennas) und finden besonders bei GNSS-Empfängern Anwendung.

Impressionen von simulierten Tests einer CRPA-Antenne in einer „Zoned Chamber“

Quelle:

Characterising CRPAs and

other adaptive antennas,

How to test CRPAs and other

advanced GNSS antenna

designs

Spirent Communications

www.spirent.com

GNSS (Golobal Navigation

Satellite System) ist ein Sammelbegriff

für die Verwendung

bestehender und künftiger globaler

Satellitensysteme. Die

Fähigkeit, auf Störsignale und

Spoofing-Attacken richtig zu

reagieren, ist ein wesentliches

Merkmal von GNSS-Empfängern

in kritischen Umgebungen.

Zunehmende Bedrohung

Die Bedrohung durch Störungen

der empfindlichen GNSS-

Signale nimmt zu, sowohl aus

zivilen Quellen, z.B. durch

illegale Geräte zur Wahrung

der Privatsphäre, mit denen der

Standort eines Fahrzeugs verschleiert

werden soll, als auch

durch den Einsatz von Hochfrequenzstörungen

(RFI) die

als Methode der elektronischen

Kriegsführung eingesetzt werden,

um die Operationen eines

Gegners zu stören.

Adaptive Antennen(systeme)

Im militärischen Bereich führte

die Notwendigkeit, missionskritische

PNT-Systeme zu schützen,

zur Entwicklung adaptiver

Antennen, die in eine breite

Palette von GPS-Empfängern

nachgerüstet werden können.

Adaptive Antennen werden auch

zunehmend in kommerziellen

Anwendungen wie Vermessung,

Bergbau und autonomen Fahrzeugen

eingesetzt.

Der Test adaptiver Antennensysteme,

insbesondere wenn sie

in sicherheits- und haftungskritischen

Kontexten eingesetzt

werden sollen, ist mit Herausforderungen

verbunden, von

der Festlegung von Prüfanforderungen,

zur Auswahl von

Prüfgeräten bis zur Durchführung

einer Prüfung mit einem

Hochfrequenz-Konstellationssimulator.

Adaptive Antennensysteme gibt

es in verschiedenen Formen, die

Grundfunktion besteht darin,

dass die Antenne den Empfang

von echten GNSS-Signalen

maximiert und gleichzeitig die

Auswirkungen von Störsignalen

abschwächt.

Die Abschwächung kann sowohl

durch das physische Design der

Antenne als auch durch Algorithmen

erreicht werden, die das

Verhalten der Antenne steuern.

Zu den adaptiven Antennentechnologien

gehören Antennen mit

Original-Whitepaper:

https://nextcloud.

lange-electronic.com/s/

KDAmfc4cexWHjmY

aus dem Englischen übersetzt

und gekürzt von

Daniela Knöferl,

Lange-Electronic GmbH

Aufbau eines CRPA-Zoned-Chamber-Testsystems

48 hf-praxis 2/2023

Messtechnik

Drohne mit Messgerät in der Testkammer

festem Strahlungs- oder Empfangsdiagramm

(FRPA), die

durch eine mechanische Barriere

gegen den Signalempfang aus

einer bestimmten Richtung

geschützt sind, und Antennen

mit kontrolliertem Strahlungsoder

Empfangsmuster (CRPA).

CRPAs bestehen aus mehreren

Einzelantennen, die ihr Empfangsmuster

in Echtzeit in Richtung

der echten Signale und weg

von den Störsignalen lenken

können. CRPA-Antennen sind

in der Regel planar aufgebaut,

wobei mehrere Antennen kreisförmig

um ein zentrales Referenzelement

angeordnet sind.

Studien haben gezeigt, dass ein

konvexes Design den zusätzlichen

Vorteil bietet, dass das

Strahlungsmuster sowohl vertikal

als auch horizontal gelenkt

werden kann.

Die Steuerungsalgorithmen

funktionieren durch Zuweisung

und Änderung der Gewichtung

für jedes Antennenelement auf

der Grundlage der empfangenen

Phasenverschiebungen

der einzelnen Signale. Durch

die Änderung der Gewichtung

kann das Strahlungsdiagramm

des Arrays so verändert werden,

dass Nullen in die Richtung der

unerwünschten Signale oder Verstärkungen

in die Richtung der

echten Signale gelenkt werden.

Die kombinierte Ausgabe der

Antennenelektronik wird an den

GNSS-Empfänger zur weiteren

Verarbeitung weitergeleitet, um

Position, Geschwindigkeit und

Zeit (PVT) zu ermitteln.

Die Steuerungsalgorithmen

können in den GNSS-Empfänger

eingebettet sein oder von

einer separaten Antennenelektronikeinheit

gesteuert werden.

Die beste Leistung wird in der

Regel erreicht, wenn die Algorithmen

in den Empfänger (Rx)

eingebettet sind und das System

mit einer oder mehreren Trägheitsmesseinheiten

(IMUs) integriert

ist.

Herausforderungen beim Test

Der Tests adaptiver GNSS-

Antennensysteme bringt einige

komplizierte Aufgaben mit sich.

Die Fähigkeiten der Antenne und

des Empfängers müssen in realistischen

Szenarien und idealerweise

mit der Möglichkeit, die

gleichen Testbedingungen viele

Male zu wiederholen, getestet

werden.

Dies erfordert eine anfängliche

Risikobewertung, um die Bandbreite

der Interferenzszenarien

zu verstehen, denen das System

begegnen kann – einschließlich

möglicher zukünftiger Szenarien

– und das gewünschte Verhalten

des Systems in Reaktion

auf diese Szenarien. Ein Prüfplan

muss diese Szenarien mit

einbeziehen, um ihre Auswirkungen

auf die Systemleistung

zu verstehen. In jeder Phase der

Produktentwicklung muss die

geeignete Testmethode gewählt

werden. Es gibt eine Reihe von

Optionen, von denen einige eine

erhebliche Investition an Zeit

und Budget erfordern.

Und Testgeräte (Hardware und

Software) müssen ausgewählt

werden, damit die Tests in einem

Labor, einer Kammer oder unter

freiem Himmel genau und zuverlässig

durchgeführt werden können

und auch künftigen Testanforderungen

Rechnung getragen

werden kann. Die Geräte müssen

Software-Simulation der CRPA-Konstellation

ordnungsgemäß installiert und

konfiguriert werden, was insbesondere

bei komplexeren kammerbasierten

Tests erhebliche

Fachkenntnisse erfordern kann.

Die Tests müssen korrekt eingerichtet

und durchgeführt und die

Ergebnisse genau überwacht und

aufgezeichnet werden. Umfangreiche

Tests können ein gewisses

Maß an Testautomatisierung

erfordern, die ebenfalls korrekt

einzurichten sind.

Ein wichtiger Teil der Testplanung

ist die Entwicklung von

Testszenarien, die auf den Bedrohungen

basieren, denen das

System oder Gerät im Betrieb

wahrscheinlich ausgesetzt ist.

Eine Risikobewertung legt fest,

welche Antennen- und Empfängerfunktionen

mit welchem Grad

an Strenge und in welchen Szenarien

getestet werden müssen.

Störungen, die das Gerät betreffen

können, sind u.a.:

• Jamming

Sowohl die absichtliche Störung

von GNSS-Frequenzen als auch

unbeabsichtigte Interferenzen

durch Funkübertragungen in Frequenzbändern

nahe den GNSS-

Frequenzen nehmen zu. Fahrzeugbesitzer

erwerben illegale

Störsender, um die bordeigene

Telematik außer Kraft zu setzen.

Auch der verstärkte militärische

Einsatz von HF-Signalstörungen

in Konfliktzonen hat Auswirkungen.

Interferenzen durch

benachbarte Frequenzbänder

werden häufiger, da die an die

GNSS-Bänder angrenzenden

hf-praxis 2/2023 49

Messtechnik

Verteilte Sendeantennen in einem

reflexionsarmen Testraum, um das

DUT mit realitätsnahen Signalen zu

testen

Frequenzen anderen Diensten

zugewiesen werden.

• Spoofing

GNSS-Spoofing (das Aussenden

gefälschter, aber für den

Empfänger täuschend echter

GNSS-Signale) war früher eine

seltene Störtechnik, ist aber mit

dem Aufkommen von Software-

Defined-Radios (SDR) einfacher

und billiger geworden.

Ein kostengünstiges Spoofing-

Gerät kann aus Komponenten

aus dem Internet und heruntergeladenem

Open-Source-Code

gebaut werden.

• Obskuration

GNSS-Signale, die nach dem

Prinzip der Sichtlinie funktionieren,

werden durch Objekte

am Boden wie hohe Gebäude,

Hänge und dichtes Laubwerk

blockiert. Ein GNSS-gestütztes

System ist nicht nur verwundbar,

wenn es keine Satellitensignale

empfangen kann, sondern

auch, wenn es einen verdeckten

Bereich verlässt, wie etwa einen

Tunnel oder eine Tiefgarage.

Bei dem Versuch, ein Signal

wieder zu empfangen, kann es

einem Spoofing-Angriff ausgesetzt

sein, der dazu führt, dass

es sich auf das gefälschte Signal

einstellt und nicht auf ein echtes.

• Multipath

Zusätzlich zu den direkten

(Sichtlinie) Signalen vom Satelliten

können die Signale mehrere

Wege nehmen: Sie werden

von Gebäuden oder anderen

Objekten in der Umgebung

reflektiert oder gebeugt. Diese

Signale haben einen etwas längeren

Weg zurückzulegen und

kommen daher etwas später

beim Empfänger an als Signale

mit Sichtverbindung. Ohne Entschärfung

können Mehrwegsignale

dazu führen, dass der

Empfänger eine ungenaue Entfernungsmessung

ausgibt, die

sich in einer falschen Position

niederschlägt.

Welche Testmethoden werden

angewendet?

Man kann auf verschiedene

Weise testen:

• kabelgebundene Tests mit

simulierten Signalen und Störungen

• Live-Sky-Tests auf einem Freigelände

• Absorberkammer mit fester

Antennengruppe

• Zonenkammer mit Simulation

der GNSS-Satelliten in der

Umlaufbahn

Kabelgebundene Tests

mit simulierten Signalen und

Störungen

Bei einer leitungsgebundenen

Prüfung werden alle relevanten

Elemente der HF-Umgebung

über ein Koaxialkabel direkt an

die Antennenelektronik übertragen.

Die Signale einer einzelnen

oder mehrerer Satellitenkonstellationen

werden von einem HF-

Konstellationssimulator (RFCS)

erzeugt, der optional Mehrweginterferenzen

und Signalverdeckungseffekte

sowie atmosphärische

Störungen einbezieht.

Nachteil: Die physische Antenne

wird umgangen, sodass die Auswirkungen

des Antennenverhaltens

auf den Empfänger nicht

bewertet werden.

Live-Sky-Tests

auf einem Freigelände

Die Tests erfolgen mit Live-

Satellitensignalen und mit echter

Stör- und Spoofing-Ausrüstung

(mit den entsprechenden behördlichen

Genehmigungen), um

die Signale aus dem Weltraum

zu stören.

Die Reichhaltigkeit und Authentizität

der realen Umgebung bietet

einen zuverlässigen Anhaltspunkt

für die reale Leistung der

Antenne und des Empfängers in

Gegenwart von HF-Störungen.

Bei Tests unter freiem Himmel

besteht jedoch das Risiko von

Kollateralschäden an GNSSabhängigen

Systemen in der

Nähe des Testbereichs. Daher

muss die Leistung der Störsender

und Spoofer oft reduziert werden.

Die Leistung der Antenne

und der Antennensteuerungssysteme

kann dann immer noch

bewertet werden, aber da der

Maßstab des Aufbaus beeinträchtigt

ist, sind die Winkelmessungen

möglicherweise weniger

genau als wünschenswert.

Darüber hinaus können Feldversuche

unter freiem Himmel

erhebliche Kosten in Bezug

auf Zeit, Ressourcen und Ausrüstung

verursachen. Die reale

HF-Umgebung ändert sich ständig,

und Bedingungen wie die

In Zonen eingeteilter reflexionstoter Raum mit GNSS-Simulatoren, die den Antennen der Zonen zugeordnet sind

50 hf-praxis 2/2023

Messtechnik

31 Zonen im Vergleich zu 13 Zonen für eine „Zoned Chamber“

Satelliten in Sichtweite, Mehrwegeffekte

und Temperatur können

nicht kontrolliert werden,

was bedeutet, dass die Testbedingungen

nie exakt wiederholbar

sind. Dies führt zu Problemen

bei Genauigkeit und Zuverlässigkeit,

wenn die Tests iterativ

durchgeführt werden.

Absorberkammer mit

fester Antennengruppe

Die herkömmliche Methode zur

Konfiguration eines reflexionsarmen

Raums für CRPA-Tests

besteht darin, eine Sendeantenne

(Tx) im gleichen Azimut und in

der gleichen Höhe wie dem zu

emulierenden Satelliten aufzustellen.

Die Antenne sendet dann

die Signale dieses Satelliten mit

einem Einkanal-GNSS-Signalsimulator

pro Antenne. Störquellen

wie Störsender und Spoofer

können in der Kammer platziert

werden. Für zusätzliche Realitätsnähe

in dynamischen Szenarien

kann die Rx-Antenne auf

einem Drehtisch/3D-Positionierer

montiert werden, der die

Lageänderungen der simulierten

Fahrzeugplattform nachbildet.

Für Einheiten wie Handgeräte

können Gegenstände wie Reflektoren

und Signalabschwächer

(z.B. ein menschlicher Kunstkopf)

neben dem DUT platziert

werden, um eine realistische

Umgebung zu simulieren. Mehrwegeffekte,

Verdunkelungen und

atmosphärische Interferenzen

können mithilfe fortschrittlicher

3D-Umgebungsmodellierung

und Strahlenverfolgung eingeführt

werden.

Von Vorteil ist die vollständige

Kontrolle über die Testumgebung,

sodass dieselben Bedingungen

wiederholt werden können,

um verschiedene Antennen,

Antennen-Designs oder -anordnungen

zu testen. Die Antennen-

Hardware wird in den Test einbezogen,

zusammen mit dem

Potenzial für unterschiedliche

Ankunftswinkel der Signale auf

der Hardware.

Die Beschränkungen des Kammer-Designs

machen es jedoch

schwierig, die Geometrie einer

bestimmten GNSS-Konstellation

genau nachzubilden oder eine

Umgebung mit mehreren Konstellationen

zu simulieren. Feste

Sendeantennen sind nicht in der

Lage, die Bewegung von Satelliten

in der Umlaufbahn abzubilden,

sondern repräsentieren vielmehr

einen bestimmten festen

Standort, eine bestimmte Uhrzeit

und ein bestimmtes Datum. Es

sind nur sehr kurze Testszenarien

möglich (etwa 30 min), da die

Umgebung schnell unrealistisch

wird. So lässt sich die Fähigkeit

des Empfängers bewerten,

GNSS-Signale zu erfassen und

zu verfolgen, und es kann die

Strahlformungsfähigkeiten des

CRPA belegen, aber es ist keine

wirksame Methode zum Testen

eines aktiven oder reaktionsfähigen

Antennensystems.

Zonenkammer mit Simulation

der GNSS-Satelliten

in der Umlaufbahn

Eine Zonenkammer verwendet

ebenfalls feste Antennen, die in

einem regelmäßigen Muster von

Azimut- und Elevationswinkeln

verteilt sind. Im Gegensatz zu

Konfigurationen, die eine feste

Sendeantenne und einen Einkanalsimulator

pro Satelliten

erfordern, wird in der Zonenkammer

jedoch eine Sendeantenne

pro Zone verwendet,

von der aus alle Signale in dieser

Zone ausgestrahlt werden.

Die Signale eines bestimmten

Satelliten werden in einer Zone

ausgestrahlt, bevor sie in dieser

Zone abgeschaltet werden und

sofort in die nächste übergehen,

wodurch das Muster der Satellitenbewegung

in der Umlaufbahn

emuliert wird. Durch die realistische

Simulation bestimmter

Satellitenkonstellationen, die

die Erde umkreisen, stellt das

Konzept der Zonenkammer den

neuesten Stand der Technik bei

OTA CRPA-Tests dar.

Die Größe der Zonen kann je

nach den Testanforderungen und

den Abmessungen der Kammer

angepasst werden. Die Erfahrung

von Spirent mit bereits erstellten

Zonenkammern hat gezeigt, dass

31 Zonen die optimale Konfiguration

darstellen. Eine geringere

Anzahl Zonen in niedrigeren

Höhenlagen und eine höhere

Zonendichte oberhalb von 10°

kann eine bessere Darstellung

der Orbitalbahnen bieten. Eine

kleinere Zonengröße ermöglicht

eine bessere Darstellung

der Orbitalpfade. Der Grund

dafür ist, dass der Signalwinkel

mit zunehmender Umlaufbahn

zum Zonenrand hin ungenauer

wird und eine kleinere Zonengröße

den Abstand zwischen

der Bohrstelle (im Zentrum der

Zone) und dem Zonenrand verkürzt.

Der Nachteil kleinerer

Zonen in höheren Lagen besteht

jedoch darin, dass es mehr Übergänge

oder Übergaben von Zone

zu Zone gibt.

Jedes Satellitensignal wird unabhängig

bewertet. Zwar kommt es

zu einer kleinen Signalunterbrechung,

wenn Signale aufgrund

einer unvermeidlichen Diskontinuität

in der Trägerphase die

Zonen wechseln, doch wirkt

sich dies nur auf das Signal des

betreffenden Satelliten aus. Dies

kann zu einem kurzzeitigen Verlust

der Trägerverriegelung des

betroffenen Satelliten führen,

aber diese Ereignisse treten nur

selten auf und es ist unwahrscheinlich,

dass mehr als ein

Satellit gleichzeitig betroffen

ist. Das Ausmaß hängt von der

Qualität der Kalibrierung ab. Die

Häufigkeit des Wechsels nimmt

mit der Anzahl der Zonen zu;

bei einem System mit 31 Zonen

wäre ein typischer Rhythmus

alle zwei bis drei Stunden für

ein statisches Fahrzeug.

Wie bei der festen Kammer können

Störquellen wie Störsender

und Spoofer an beliebiger Stelle

in der Kammer platziert werden.

Ein Rate Table/3D-Positioner,

Reflektoren und Signalabschwächer

können verwendet werden,

um zusätzlichen Realismus zu

schaffen. Realistische Mehrwegeffekte,

Verdunkelungen und

atmosphärische Interferenzen

können mithilfe einer fortschrittlichen

3D-Umgebungsmodellierung

gestaltet werden, die die

Ankunftswinkelinformationen

der Signale berücksichtigt und

entsprechend manipuliert.

Eine zonierte Kammer ermöglicht

es, die Bewegung echter

GNSS-Konstellationen in der

Umlaufbahn zu simulieren. Einzelne

Konstellationen (z.B. GPS,

Galileo, Glonass) können simuliert

werden, aber auch Kombinationen

von Konstellationen

(z.B. GPS + Galileo + Glonass).

Die Testszenarien können länger

laufen, ohne an Realitätsnähe zu

verlieren. Dadurch eignet sich

die zonierte Kammer für die

Validierung aller Aspekte des

CRPA-Systems einschließlich

Strahlformung, Nullsteuerung

und SFAP/STAP-Verarbeitung.

Azimut und Elevation jedes

Satelliten lassen sich realistisch

nachbilden und somit Peil- und

Antispoofing-Fähigkeiten zuverlässig

bewerten.

Das Zonenkammer-Konzept

wurde 2014 von Spirent unter

dem Titel „Over the air GNSS

testing using multi-channel generators

to create spatially dispersed

signals” (USPTO patent no.

8854260) patentiert. ◄

hf-praxis 2/2023 51

Messtechnik

HF- und thermischer Test

von modernen Produkten

HF-Tests müssen oft bei verschiedenen Temperaturen oder in einem bestimmten Temperaturbereich erfolgen.

Neu ist hier der kombinierte HF/Thermo-Test.

könnte, sind Geräte, die unter

extremen Temperaturen arbeiten

müssen, oder sicherheitskritische

Geräte, bei denen gesetzliche

Vorschriften diese Art von

Prüfung vorschreiben.

Zahlreiche Geräte fallen unter

mehrere der Kategorien, wie z.B.

Beamforming-Arrays für den

für den Betrieb im Freien oder

MIMO-Antennen für die Fahrzeugkommunikation.

Welche HF-Eigenschaften

werden von der Temperatur

beeinflusst?

Beamforming-Arrays kombinieren

einzelne Antennenelemente

mit Elektronik, um ein Gesamtantennensystem

zu schaffen, das

in der Lage ist, ein schmales,

gerichtetes Strahlenmuster auszubilden.

Durch Temperaturempfindlichkeit

dieser Komponenten

kann sich das Strahlungsdiagramm

verschlechtern.

Quelle:

Considerations for

RF-Thermal Test Solutions

DVTEST Inc.

www.dvtest.com

übersetzt von FS

Oft waren für die vorherige

Gerätegeneration getrennte

HF- und Thermo-Testsetups

ausreichend, sodass sich die

Frage stellt:

Warum heute kombinierte

HF/Thermo-Tests?

Es gibt einige Szenarien, in

denen ein aktuelles Gerät einen

kombinierten HF/Thermo-

Prüfaufbau benötigen könnte.

Das erste dieser Szenarien sind

eng integrierte Mehrantennensysteme,

wie z.B. Beamforming-Arrays

oder MIMO-

Antennen. Für diese Arten von

Systemen sind die allgemeinen

Strahlungseigenschaften eng

mit elektronischen Komponenten

wie Phasenschiebern oder

HF-Verstärkern verbunden.

Leistungs schwankungen dieser

Komponenten mit der Temperatur

können die Strahlungseigenschaften

und damit die

Fähigkeit zur Daten übertragung

verändern. Diese Systeme haben

viel mehr potenzielle Fehlerpunkte

und somit Ausfälle, die

durch extreme Temperaturen

ausgelöst werden können, als

andere Systeme.

Andere Szenarien, in denen ein

Gerät von einem kombinierten

RF/Thermo-Test profitieren

Eine weitere Herausforderung

für HF-Systeme bei extremen

Temperaturen ist die Frequenzverstimmung.

Frequenz oder

Bandbreite von HF-Komponenten

folgen Temperaturänderungen.

Dieses Problem tritt am

häufigsten bei der Signalquelle

selbst auf, aber auch andere

Komponenten, wie hochwertige

Filter, können diese Frequenzabhängigkeit

aufweisen.

Da verschiedene Komponenten

ihre Frequenz auf unterschiedliche

Weise verschieben, kann

es dazu kommen, dass die Bandbreiten

der Komponenten nicht

mehr übereinstimmen, wodurch

sich die Gesamtbandbreite des

Systems verringert. Im Extremfall

kann dies dazu führen, dass

ein Signal nicht mehr vollständig

erkannt wird.

Das häufigste Problem, unter

dem HF-Geräte leiden kön-

52 hf-praxis 2/2023

Messtechnik

Bild 1: System mit forcierter Luft

nen, ist ein allgemeiner mechanischer

Ausfall aufgrund extremer

Temperaturen. Unterschiede

der Wärmeausdehnungskoeffizienten

verschiedener Materialien

verursachen Spannungen

und Dehnungen in Geräten, die

zu mechanischer Ermüdung an

den Grenzen zwischen Materialtypen

führen kann, am häufigsten

an Lötstellen. Risse und Unterbrechungen

im Material, die

im elektrischen Pfad entstehen,

können Streureaktanzen in das

System einbringen. Diese Reaktanzen

sind mechanisch instabil

und beeinträchtigen die HF-Leistung

des Geräts.

Arten von Testlösungen

Es gibt keine allgemeingültige

Testlösung für die HF-/

thermische Prüfung. Die Firma

DVTEST bietet darum drei Arten

von Systemen an, jedes mit eigenen

Vor- und Nachteilen:

• System mit forcierter Luft

Das Zwangluftsystem ist ein

flexibler Prüfaufbau, der ein

breites Spektrum an Gerätetypen

und -größen aufnehmen

kann. Bei einem Zwangluftsystem

wird das HF-Gehäuse mit

einer thermischen Forciereinheit

verbunden. Die thermische Forciereinheit

durchflutet das HF-

Gehäuse mit heißer oder kalter

Luft, während das Gehäuse

eine isolierte HF-Umgebung

mit geeigneten E/A-Anschlüssen

für den HF-Test erhält. Das

Gehäuse für diesen Test ist ein

einzigartige Konstruktion mit

HF- und thermischer Abschirmung,

die es ermöglicht, dass

das Gehäuse extreme Temperaturen

erreichen kann, ohne die

HF-Leistung zu beeinträchtigen.

Dieser Testaufbau ist oft

nahezu ideal dafür geeignet,

um die Gerätefunktion bei einer

bestimmten Temperatur zu

testen. Er bietet die realistischste

Möglichkeit, die Temperatur für

typische Anwendungsfälle zu

simulieren. Es gibt auch eine

Zweikammer-Version des

thermischen Testgehäuses

(Bild 1). Dies ermöglicht

Testaufbauten, welche zusätzliche

Peripheriegeräte in der HFisolierten

Umgebung enthalten,

ohne diese Geräte Temperaturextremen

auszusetzen.

• System mit direktem Kontakt

Bei einem Direktkontaktsystem

stellt ein Thermokopf den Kontakt

mit dem Prüfling her und

erwärmt oder kühlt das Gerät

effizient, ohne dass das gesamte

Gehäuse beheizt oder gekühlt

werden muss. Der Thermokopf

wird von der thermischen Forciereinheit

durch eine HF-isolierende

Stoffhülle in das Gehäuse

geführt. Direktkontakt-Thermoforcingsysteme

haben den Vorteil,

dass sie Geräte schnell und

effizient erwärmen und kühlen

können, was zu schnelleren

Testzyklen führt. Durch den

direkten Kontakts des Thermokopfes

mit dem Prüfling kann

diese Art von System auch eine

Temperatur mit einer hohen Genauigkeit

garantieren. Dieses

System (Bild 2) ist begrenzt auf

die Fläche, die durch den Thermokopf

erwärmt oder gekühlt

werden kann.

• zweiachsiges OTA-System

Direktkontakt-Testsysteme

eignen sich zwar für funktionale

Anwendungen, sind aber

nicht in der Lage, Testdaten

zu liefern, etwa die Richtung

der Strahlung, wie z.B. Strahlungsmuster

oder gesamte isotrope

Empfindlichkeit (TIS).

Diese Art von Winkeldaten ist

besonders wichtig bei strahlgesteuerten

Antennensystemen.

Das zweiachsige Over-the-

Air-System löst dieses Problem

durch die Kombination

einer thermischen Unterkammer

mit einem zweiachsigen

sphärischen Positionierungssystem,

das Gerätemessungen

in verschiedenen Winkeln bei

verschiedenen Temperaturen

erlaubt. Dieses System funktioniert,

indem es den Prüfling in

einer thermisch isolierten und

HF-transparenten Unterkammer

testet, die mit heißer oder kalter

Luft durch eine thermische

Antriebseinheit geflutet wird.

Die Unterkammer ermöglicht

es, dass umliegende Objekte,

wie Sondenantennen, Kabel

und Motorsysteme, auf der

Umgebungstemperatur bleiben,

während die Temperatur

des Prüflings definiert eingestellt

werden kann. Die erste

Achse des Positioniersystems

rotiert den Prüfling in der Unterkammer,

während die zweite

Achse eine Sonde außerhalb

der Unterkammer manipuliert.

Das Aufmacherfoto zeigt dieses

Zweiachsen-Messsystem. Die

thermische Unterkammer bietet

einen isolierten Eingang für

Kabel, über welche die Gerätesteuerung

während der Messung

erfolgt. ◄

Bild 2: System mit direktem Kontakt

hf-praxis 2/2023 53

Messtechnik

Partnerschaft zur Erweiterung des

Testsystem-Portfolios

Ranatec und mmt gmbh gehen ab sofort gemeinsame Wege und kooperieren

auf dem Gebiet der HF-Testsysteme.

von Mobilgeräten, die alle mobilen Sub-

6-GHz-Bänder und Kanalband breiten für

2G/3G/4G/5G abdecken.

Die abstimmbaren Bandsperrfilter von

Ranatec sind wichtige Werkzeuge für

die Anpassung an die strengen neuen

ETSI/3GPP-Konformitätstest-Spezifikationen

für die Funk eigenschaften

Die neue RI 268 zielt auf Gerätetests für

mobile 2G/3G/4G/5G, WiFi 4/5/6/6E/7,

Bluetooth und deckt alle Sub-8-GHz-

Kanalpläne für Design-Verifizierung, Produktzertifizierung

und Produkttests ab. Die

abstimmbaren Bandsperrfilter von Ranatec

sind für formale Konformitätstests durch

akkreditierte Prüfstellen sowie für die interne

Verifizierung durch Hersteller von Mobilgeräten

konzipiert. Eine flexible und einfach

zu bedienende Testautomatisierungsplattform,

die nahezu jedes Anspruchsniveau

unterstützt und auf Ihre Anforderungen

zugeschnitten ist.

Die abstimmbaren Bandsperrfilter sind vollständig

für Konformitätstests in allen bestehenden

Mobilfunkbändern und WiFi-Kanälen

bis einschließlich 8 GHz ausgestattet.

Die Filtereigenschaften bleiben über den

gesamten Frequenzbereich konstant. Als

Ergänzung zu den abstimmbaren Bandsperrfiltern

sind optional Frequenzerweiterungseinheiten

erhältlich, die das Durchlassband

auf bis zu 26,5 GHz oder 40 GHz erweitern.

Breitband-Leistungsteiler im 19-Zoll-Einschub

mmt gmbh

Meffert Microwave Technology

www.meffert-mt.de

Diese 19-Zoll-Powersplitter-Einheiten wurden

für den 5G-Laboreinsatz im Bereich

Mobilfunk konzipiert. Mit dem Frequenzbereich

0,5 bis 6(8) GHz und verschiedenen

Konfigurationen (2 bis 16

Kanäle, SMA- oder N-Steckverbinder)

und einer Leistung

bis 30 W können diese Einheiten

in weiteren Applikationen

eingesetzt werden – z.B.

als Signalverteilungen in physikalischen

Experimenten und

Testaufbauten in der Halbleiterentwicklung.

In einer Zeit, die die europäische

Fertigung herausfordert,

geht man damit keine

Kompromisse ein, sondern

setzt auf qualitativ hochwertige

RF- und MW-Hardware

und Dienstleistungen. Denn

diese Einheiten wurden konzipiert,

entwickelt und designt von mmt

und werden produziert und getestet von

E-REON in Rotterdam – eine europäische

Kooperation.◄

54 hf-praxis 2/2023

Messtechnik

Erweiterte Vektor-Netzwerkanalysator-Serie

Die Weiterentwicklung der

Funk- und Mobilfunktechnologien

führt zu einem Anstieg der

Anwendungen im Mikrowellenbereich.

Dies wirkt sich auch auf

den Markt der Messtechnik aus

und verändert dort zum einen

die Anforderungen und zum

anderen führt es zu einem stark

steigenden Bedarf an leistungsfähiger

Messtechnik.

Ein wichtiger Teil des Entwicklungs-

und Optimierungsprozesses

ist die Verifikation von

aktiven und passiven Komponenten

und Netzwerken.

Mit der Erweiterung der Vektor-Netzwerkanalysator-Serie

SNA5000A auf 13,5 bzw. 26,5

GHz komplettiert Siglent sein

Angebot an Mikrowellenmesstechnik

und adressiert den steigenden

Bedarf.

Es können alle typischen S-Parameter

und bei den 4-Port-Geräten

auch alle differentiellen

S-Parameter vermessen werden.

Mithilfe der Optionen

SNA5000-TDA (Time Domain

Analysis) oder SNA5000-TDR

(Advanced Time Domain Analysis)

sind Analysen im Zeitbereich

möglich. Hierzu zählen u.a.

die Darstellung des Augendiagramms

und die Messung von

Jitter. Optional kann die Serie

zusätzlich um eine Spektrumanalysator-Funktionalität

ergänzt

werden.

Die Genauigkeit eines Netzwerkanalysators

ist sehr stark an

die Genauigkeit der Kalibration

gebunden. Um optimale Ergebnisse

zu erhalten sind, abhängig

von der Anwendung, verschiedene

Kalibrationstechniken notwendig.

leistung, Zeitbereich-Sweep und

den segmentierten Sweep.

Der Formeleditor und der Maskentest

unterstützen den Entwickler

bei der Analyse seines

Testobjektes und beschleunigen

die Auswertung und Verifikation.

Der 12-Zoll-Touchscreen

kann flexibel konfiguriert werden,

sodass man mehrere Fenster

mit unterschiedlichen Messungen

übersichtlich erhält. Das

Short-Cut-Menü hilft bei der

Konfiguration und bietet schnellen

Zugriff auf die wichtigsten

Funktionen. Das Gerät unterstützt

externe Maus und Tastatur

und kann mit dem integrierten

Webserver ohne eine externe

Software vom Computer aus

gesteuert werden.◄

Siglent Technologies

Germany GmbH

www.siglenteu.com

Der Unterschied zu den bestehenden

Modellen der SNA5000A-

Serie, welche als 2- oder 4-Tor-

Analysatoren erhältlich sind,

werden die neuen Modelle

SNA5022A und SNA5032A erstmal

nur in der 2-Tor-Ausführung

angeboten. Der Dynamikbereich

umspannt 125 dB und ermöglicht

z.B. eine genaue Analyse des

Sperrbereichs eines Filters, ohne

dabei den Durchlassbereich aus

dem Auge zu verlieren.

Die SNA5000A-Serie bietet

hierfür eine Vielzahl von Möglichkeiten.

Die veränderbare

Referenzebene, Port-Matching

und das Embedding/De-Embedding

von Testfassungen ermöglichen

es, externe Einflüsse zu

reduzieren.

Die VNAs der SNA5000A-Serie

bieten fünf Sweep-Typen: Frequenz-Sweep

linear und logarithmisch,

Sweep der Ausgangs-

CelsiStrip ®

Thermoetikette registriert

Maximalwerte durch

Dauerschwärzung

Diverse Bereiche von

+40 bis +260°C

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hf-praxis 2/2023 55

5G/6G und IoT

5G RedCap und seine Implikationen

für IoT-Geräte

Hier werden die RedCap-Spezifikationen, die Anforderungen an IoT-Anwendungen, die Entwicklungszeiten und

die HF-Implikationen für Hersteller von IoT-Geräten und Mobilfunkbetreiber näher erläutert.

Quelle:

5G RedCap: RF Implications

for IoT Devices

Qorvo

www.qorvo.com

übersetzt von FS

Der weltweite Übergang zu 5G

ist in vollem Gange. Bislang

wurde 5G vor allem für Smartphones

und FWA-Anwendungen

(Fixed Wireless Access) genutzt.

Doch sind die potenziellen

Anwendungen für 5G viel breiter

gefächert.

5G Reduced Capability (RedCap)

ist ein weiterer wichtiger Schritt

in der Entwicklung. Es ist der

erste 5G-Standard, der für das

riesige und wachsende Internet

der Dinge (IoT) entwickelt

wurde. RedCap zielt darauf ab,

die Anforderungen von IoT-

Geräten zu erfüllen, die kleinere,

weniger komplexe und

kostengünstigere HF-Lösungen

mit noch besserer Akkulaufzeit

benötigen.

Die ersten RedCap-Spezifikationen

wurden in 3GPP Release

17 definiert und Mitte 2022

fertig gestellt, wobei Chipsätze

und Endnutzerprodukte in 2023

bis 2024 verfügbar sein werden.

Diese Spezifikationen konzentrieren

sich auf drei Anwendungsbereiche:

Wearables, industrielle

Funksensoren und

Videoüberwachung.

Warum wird RedCap benötigt?

5G wird letztendlich eine enorme

Bandbreite an neuen und bestehenden

Anwendungsfällen unterstützen.

Diese kann man in drei

große Kategorien unterteilen.

Jede Säule hat eine andere Reihe

von Anforderungen, wie in Bild

1 dargestellt. RedCap wird eine

Untergruppe von Anwendungen

mit geringen bis moderaten HF-

Anforderungen auf der Basis

aller drei Säulen unterstützen.

Vorteile für Hersteller

von IoT-Geräten

Für Hersteller von IoT-Geräten

bietet RedCap die Vorteile von

5G, jedoch mit geringerer HF-

Komplexität und geringeren

Kosten gegenüber aktuellen

5G-Lösungen. Zu den wichtigsten

Vorteilen gehören höhere

Geschwindigkeiten als bei den

bestehenden Low-Power-Wide-

Area-IoT-Netzwerkstandards

LTE-M und NB-IoT. Darüber

hinaus werden die Hersteller

wahrscheinlich aus einer Vielzahl

von 5G-RedCap-Diensten

wählen können, die auf die

Bedürfnisse bestimmter IoT-

Anwendungen zugeschnitten

sind und unterschiedliche Datenraten,

Latenzzeiten und Verfügbarkeitsgrade

bieten.

RedCap hilft Netzbetreibern

beim Übergang von nicht eigenständigen

5G-Netzen (bei denen

sie 4G-Verbindungen für die

Gerätekonnektivität aufrechterhalten

müssen) zu eigenständigen

5G-Netzen (SA).

SA-Netze bieten den Betreibern

enorme Vorteile in Bezug

auf Kosten und Effizienz. SA-

Netzwerke schaffen auch neue

Möglichkeiten zur Umsatzgenerierung.

Betreiber können

die dynamische Netzwerk-Slicing-Fähigkeit

von 5G nutzen,

um maßgeschneiderte Dienste

für verschiedene Anwendungen

zu erstellen und Millionen neuer

Geräte anzuschließen.

Herausforderungen

und Lösungen

Die genannten Anwendungsfälle

Wearables, drahtlose Industriesensoren

und Überwachungsvideo

stellen unterschiedliche

Anforderungen an drahtlose

Datenrate, Latenz, Verfügbarkeit,

Größe und Batterielebensdauer,

wie in Tabelle 1 dargestellt.

Um den Anforderungen von

IoT-Geräten gerecht zu werden,

müssen RedCap-HF-Lösungen

eine geringere Größe, eine längere

Akkulaufzeit und niedrigere

Kosten als frühere 5G-Lösungen

bieten. Um diese Ziele zu erreichen,

erfordert RedCap im Vergleich

zu den 5G-HF-Lösungen

in Smartphones eine wesentlich

56 hf-praxis 2/2023

5G/6G und IoT

Bild 1: RedCap passt in die 5G-Landschaft

geringere HF-Komplexität. Die

Verringerung der Komplexität ist

möglich, weil RedCap-Geräte –

im Gegensatz zu Smartphones –

keine extrem hohen Datenraten

benötigen.

Tabelle 2 fasst die wichtigsten

Unterschiede in den HF-Anforderungen

zwischen RedCap-

Geräten und 5G-Smartphones

zusammen.

Im Folgenden wird erläutert, wie

die Unterschiede zwischen den

HF-Lösungen von RedCap und

5G-Smartphones dazu beitragen,

den Stromverbrauch sowie

Größe und Kosten zu senken.

• geringere Bandbreite

RedCap-Geräte müssen im

5G-Frequenzbereich nur eine

maximale Bandbreite von 20

MHz im Frequenzbereich 1

(Bänder

5G/6G und IoT

Tabelle 2: Die wichtigsten Unterschiede in den HF-Anforderungen zwischen RedCap-Geräten und 5G-Smartphones

• geringere Sendeleistung

Die maximale Ausgangsleistung

von RedCap-Geräten ist meist

niedriger als bei Smartphones.

Dies reduziert den Stromverbrauch

bzw. verlängert die Batterielebensdauer.

• leichtere Integration

Der Grad der Integration in

RedCap-HF-Lösungen hängt

von der jeweiligen Anwendung

ab. Für einige Wearables ist die

Größe extrem wichtig - daher

werden hochwertige Smartwatches

wahrscheinlich hochintegrierte

Lösungen enthalten. Bei

anderen Anwendungen, wie z.B.

Überwachungskameras, ist die

Größe weniger wichtig, so dass

zur Kostenreduzierung weniger

integrierte Lösungen verwendet

werden können.

Ausblick

Die Aufmachergrafik skizziert

den RedCap-Zeitplan. Bis 2024

werden viele Betreiber bereits

auf die 5G-Netze umgestellt

haben, die für die Unterstützung

von RedCap-Geräten erforderlich

sind. In der Zwischenzeit

arbeitet das 3GPP weiter an der

Verbesserung des RedCap-Standards

und ist dabei, neue Funktionen

zu definieren, die in Version

18 aufgenommen werden sollen.

Dazu gehören:

• mögliche Ortung

Dies durch Verbesserungen bei

der Schmalbandpositionierung

für RedCap-Anwendungen

• niedrigere Geschwindigkeiten

Dies, um die RedCap-Funktionalität

auf das Niveau von

LPWA-Netzen zu bringen mit

einer möglichen Verringerung

der Bandbreite auf 5 MHz.

• Sidelink – direkte Kommunikation

mit anderen 5G-Geräten

Z.B. könnte eine Smartwatch

direkt mit einem Telefon oder

einem Headset kommunizieren,

anstatt über eine 5G-Basisstation.

Dies verringert Latenzzeit

und Stromverbrauch. ◄

5G-Verbindung auf Basis von 3GPP Release 17 und RedCap-Technologie

Eine Kooperation beschleunigt die

Implementierung der neusten 5G-Technologie:

MediaTek hat die 5G-Netzwerk-Emulationslösungen

von Keysight

benutzt, um unter Verwendung

der 3GPP-Spezifikationen 5G Release

17 (Rel-17) und 5G Reduced Capability

(RedCap) eine Verbindung zu seinen

5G-Chips herzustellen. So wurde

erfolgreich ein 5G-Rel-17-Datenabruf

auf den Dimensity-5G-Chipsätzen

durchgeführt. Dadurch kann MediaTek

die Einführung neuer 5G-Rel-17-Features

beschleunigen, darunter ein geringerer

Stromverbrauch und eine verbesserte

MIMO-Fähigkeit.

Die Netzwerk-Emulationsplattform von

Keysight ermöglichte MediaTek auch die

Validierung der RedCap-Konnektivität auf

seinen 5G-Chips. Die 5G-RedCap-Spezifikation

führt Unterstützung für kabellose

Geräte mit reduzierten 5G-Funktionen

ein. Diese Geräte sind weniger komplex,

kostengünstiger und verbrauchen weniger

Strom, wodurch sie neue Anwendungsfälle

wie industrielle Sensoren und Wearables

adressieren können. Die Emulatoren für

5G-Wireless-Netzwerke und Gerätetestlösungen

von Keysight ermöglichen es dem

gesamten Mobilgeräte-Ökosystem, die

Markteinführung neuer Wireless-Geräte

zu beschleunigen, indem sie den Arbeitsablauf

vom frühen Prototyping, der Entwicklung

und der Design-Verifizierung bis

hin zur Konformität, Carrier Acceptance

und Großserienfertigung optimieren. Diese

Tools werden ständig weiterentwickelt, um

mit den 5G-Marktführern Schritt zu halten,

und bieten eine unübertroffene Breite und

Tiefe der Abdeckung.


www.keysight.com

58 hf-praxis 2/2023

5G/6G und IoT

5G-fähiges Nothing Phone erreicht Marktreife

Rohde & Schwarz und Nothing Technology

gaben ihre Zusammenarbeit bei

der Entwicklung und Validierung der

5G-Multiband-Aggregation- und Application

Layer-Performance des neuen Phone

bekannt. Dabei kam der R&S CMX500

One-Box-Signalisierungstester von Rohde

& Schwarz zum Einsatz. Dank dieser Kooperation

gelang Nothing Technology ein

erfolgreiches Debüt seines neuen Smartphones

unter Einhaltung aller Konformitätsanforderungen

bezüglich aktueller und

künftiger 5G-Bandaggregationen sowie der

Application Layer-Performance.

5G NR bietet eine verbesserte Kommunikations-Performance,

die sich für den Endnutzer

in deutlich höherer Geschwindigkeit

und Zuverlässigkeit sowie niedriger

Latenz niederschlägt. Der Einsatz von

E-UTRAN New Radio Dual Connectivity

(EN-DC) -Technologie erlaubt es Endgeräten,

sich sowohl mit 5G NR als auch

mit einem 4G LTE-Netz als Backbone zu

verbinden. Netzbetreiber erhalten dadurch

mehr Kapazität und die Möglichkeit eines

schnelleren 5G-Rollouts. Smartphone-Hersteller

müssen jedoch Geräte entwickeln,

die die zahllosen möglichen Frequenzaggregationen

weltweit unterstützen. Daher

sollte die 5G-Mehrträger- und Application

Layer-Performance bereits in der F&E-

Phase gründlich getestet und validiert

werden. Angesichts dieser Herausforderung

wandte sich der Newcomer Nothing

Technology bei der Entwicklung seines

ersten 5G-fähigen Smartphones an Rohde

& Schwarz für dessen Know-how beim

Testen von Mobilfunkgeräten.

Rohde & Schwarz stellte Nothing Technology

den neuen R&S CMX500 One-

Box-Tester zur Verfügung, der Flexibilität

und überragende Performance in einem

einzigen Gerät vereint. Mit der hochgradig

integrierten Testplattform lassen sich

5G-Mobilgeräte und -Chipsätze in allen

möglichen 5G-NR-Netzwerkimplementierungen

und -Frequenzbereichen einschließlich

der FR1-, FR2- und LTE-Bänder testen.

Rohde & Schwarz

GmbH & Co. KG


Automatisierte Fernüberwachung für 5G-Netzwerke

Keysight Technologies stellte

eine Reihe neuer 5G-Lösungen

für automatisierte Servicesicherheit,

Verifizierung von

End-to-End Quality of Experience

(QoE) und Quality of

Service (QoS) sowie aktive

Tests in privaten und öffentlichen

5G-Netzwerken vor. Die

neue Industrie-4.0-konforme

aktive Überwachungslösung von

Keysight sorgt für die Aufrechterhaltung

geschäftskritischer

Mobilfunkverbindungen in privaten

5G-Netzwerken, z.B. in

smarten Fabriken, Häfen, smarten

Lagerhäusern und Energieversorgungsunternehmen.

Hintergrund

Viele private 5G-Netzwerke

sind auf kontinuierliche, extrem

zuverlässige QoS angewiesen,

um die angestrebte Betriebseffizienz

rund um die Uhr aufrechtzuerhalten.

Fabriken, Häfen,

smarte Lagerhäuser und Energieversorger

sind Beispiele für

Branchen, die private 5G-Netzwerke

einrichten, um kabellos

ein komplexes Netz von miteinander

verbundenen Sensoren,

Robotern und Messgeräten zu

verwalten, die zusammen als

industrielles Internet der Dinge

(IIoT) bezeichnet werden.

Die Lösungen von Keysight für

die Aufrechterhaltung von QoE

und QoS in 5G-Netzwerken sind

umfassend, beginnend mit dem

neuen Industrie 4.0-kompatiblen

Nemo Industry Probe, der die

frühzeitige Erkennung von Problemen

wie Interferenzen, die

von mehreren Quellen ausgehen,

unterstützt. Kumuliert führen

diese Störungen im Netzwerk zu

QoS-Problemen, die sich negativ

auf die Effizienz eines Betriebs

auswirken. Keysight kombiniert

den neuen Nemo Industry

Probe mit Nemo Cloud und

Nemo Analyze, um erweiterte

Funktionen bereitzustellen, mit

denen Netzwerkbetreiber wichtige

Leistungsindikatoren (KPIs)

wie Latenz, Datenverbindungsqualität,

Sprach- und Videoqualität

und Datendurchsatz aus der

Ferne überwachen und visualisieren

können. Diese Messungen

berücksichtigen Probleme wie

Störungen durch Breitbandrauschen

von Maschinen und andere

Hochfrequenzsignale, denen

Anwendergeräte (User Equipment,

UE) in hochkomplexen

Umgebungen begegnen können.

Keysight stellte außerdem den

neuen Keysight Nemo Active

Probe vor, eine innovative

Lösung für die aktive Fernüberwachung

von 5G-Netzwerken,

die sich ideal für großangelegte

Implementierungen an festen

und mobilen Standorten wie

Flughäfen, Stadien, Einkaufszentren

und Bahnhöfen eignet.

Die Überwachungslösung

ermöglicht es Wireless-Service-Providern

und nationalen

Regulierungsbehörden, einen

24/7-Betrieb des Netzwerks

zu gewährleisten und Service-

Level-Agreements (SLAs)

einzuhalten, die zur Sicherstellung

angemessener 5G-Konnektivitätsniveaus

festgelegt

wurden.

Lifecycle-Management-

Lösungen

Darüber hinaus bietet Keysight

ein kohärentes, softwareorientiertes

Portfolio an Lifecycle-

Management-Lösungen für private

5G-Netzwerke für erweiterte

Transparenz des Netzwerks,

End-to-End-Performance und

Sicherheitsgewährleistung sowie

Netzwerkoptimierung über den

gesamten Protokoll- und Anwendungsstapel.


www.keysight.com

hf-praxis 2/2023 59

Quarze und Oszillatoren

RTC-Modul für den erweiterten

Temperaturbereich

Die Micro Crystal AG (Vertrieb

durch SE Spezial-Electronic

GmbH) qualifizierte ihr erfolg_

nun auch für den erweiterten

Temperaturbereich von -40 bis

+105 °C. Denn kontinuierliche

Produktverbesserung ist ein

Markenzeichen des Schweizer

Unternehmens. Innerhalb des

erweiterten Betriebstemperaturbereichs

beträgt die Zeitgenauigkeit

20 ppm. RV-3032-C7 ist

ein hochleistungsfähiges temperaturkompensiertes

RTC-Modul

(Echtzeituhrmodul) mit I²C-

Schnittstelle, das die weltweit

beste Zeitgenauigkeit über den

industriellen Temperaturbereich

bei extrem niedrigem Stromverbrauch

bietet.

Die werkseitig kalibrierte Temperaturkompensation

des integrierten

32,768-kHz-Quarzresonators

bietet eine Genauigkeit

von ±2,5 ppm von -40 bis +85 °C

(±1,5 ppm 0 bis 50 °C, entspricht

±0,13 s/Tag und ±20 ppm +85

bis +105 °C). Er ermöglicht eine

verlängerte Batterielebensdauer

durch einen Zeitmessstrom von

nur 160 nA.

Neben den Standard-Echtzeituhrfunktionen

(RTC) wie

Kalender (100-stel Sekunden

bis Schaltjahr), Timer und Alarm

enthält es einen genauen, hochauflösenden

Temperatursensor

mit programmierbarem Interrupt

zur Erkennung von Temperaturfenstern,

intelligente Energieverwaltungsfunktionen,

Benutzer-EEPROM

und RAM. Hinzu

kommt ein möglicher externer

Ereigniserkennungs-Interrupt

mit Zeitstempel, kombiniert mit

programmierbarem Passwort –

das erlaubt Sicherheitslösungen

gegen Betrug und Hacking.

Der ultrakleine Footprint und die

kompakte Größe mit dem zuverlässigen

vakuum versiegelten

Metalldeckel bieten alle Vorteile

eines vollintegrierten und

leicht zu implementierenden

SMT-Bausteins für Miniaturund

kostensensitive Großserienanwendungen.

Programmier-Service für

SiTime-Cascade-Chips

Die SiTime Corporation (Vertrieb

durch SE Spezial-Electronic

GmbH) bietet mit der Produktfamilie

Cascade eine Familie von

MEMS-Takt-ICs für 5G-, drahtgebundene

Telekommunikationsund

Rechenzentrums-Infrastrukturen

an. Diese ClkSoC-Familie

(Clock- System-on-a-Chip), die

SiT9514x, besteht aus Jitter-

Cleaners/Networking-Synchronizers

und Clock-Generatoren,

die mehrere Taktsignale in einem

System liefern. Diese Bauelementefamilie

verwendet die

MEMS-Resonatoren der dritten

Generation, die eine höhere Performance

bei geringerem Stromverbrauch

liefern. SiTime ermöglicht

damit 5G-Applikationen mit

zehnmal höherer Zuverlässigkeit

und verändert den Markt für Siliziumtaktgeber.

Kommunikations- und Industrieelektronik

haben zuvor Takt-ICs

mit externen Quarzreferenzen

verwendet, um mehrere Zeitsteuerungsfunktionen

zu integrieren

und Taktsignale zu verteilen.

Die neue Silizium-Taktarchitektur

von SiTime bietet

einen höheren Grad an Integration,

da der MEMS-Resonator

im IC eingebunden ist. Das Cascade-Taktsystem

basiert auf der

bewährten MEMS-Technologie

von SiTime, die durch höhere

Zuverlässigkeit 5G-Applikationen

ohne Ausfallzeiten ermöglicht.

Der SiT9514x bietet entweder

eigenständig oder zusammen

mit den MEMS-TCXOs

und OCXOs von SiTime eine

komplette Timing-Lösung für

Anwendungen wie 5G-RRUs

(Remote Radio Unit), kleine

Zellen, Edge-Computer, Switches

und Router.

Die SiT9514x-Clock-Systemon-a-Chip-Familie

können im

hausinternen SE-Programmier-

Center ab sofort nach Vorgabe

des Kunden für eine schnelle

Bemusterung und Kleinstückzahlen

programmiert werden.

SE Spezial-Electronic GmbH

info@spezial.com

www.spezial.com

Verlässliche und kosteneffiziente HF-Quarzoszillatoren

Für eine hohe Stabilität und geringes

Rauschen im Systemaufbau sorgen die

Hochfrequenz-Quarzoszillatoren von

Hong Kong X’tals (HKC). Möglich ist

das dank eines Differential-Outputs und

niedrigem Phasenjitter. Damit begegnet

der Hersteller dem wachsenden Bedarf

an kostengünstigen Zeitreferenzen mit

niedrigem Jitter in Telekommunikationsanwendungen

wie LTE/5G, PCI-e Express

und 10-Gbit-Ethernet. Unter www.rutronik24.com

sind die HF-Quarzoszillatoren

von HKC bestellbar. Die Oszillatoren mit

LVDS/LVPECL/HCSL-Ausgang sind beispielsweise

mit 100.00, 100.0025, 125.00,

148.3516 oder 148.50 MHz und in allen

häufig verwendeten Frequenzen verfügbar.

Die LVPECL-Variante arbeitet an einer

Spannung von nur 3,3 V. Ihre generelle

Frequenzstabilität beträgt dabei ±50 ppm.

Die Betriebstemperaturen dürfen -40

bis +85 °C bzw. +125 °C betragen – entscheidend

für Anwendungen im industriellen

Umfeld. Mit 3,2 x 2,5 mm oder 2,5

x 2 mm ist die Bauform der Oszillatoren

zudem sehr kompakt.

Rutronik Elektronische Bauelemente

GmbH

www.rutronik.com

60 hf-praxis 2/2023

Quarze und Oszillatoren

Temperaturgesteuerter

Low-Power-Quarzoszillator

SiTime

www.sitime.com

Der SiT5008 von SiTime ist ein temperaturgesteuerter

Low-Power-Quarzoszillator

(TCXO), der von 10 bis 60 MHz arbeitet.

Er hat eine Frequenzstabilität von ±2 ppm

und bietet einen LVCMOS/HCMOS-kompatiblen

Ausgang. Der Oszillator hat eine

Anstiegs-/Abfallzeit von unter 2,5 ns, eine

Anlaufzeit von weniger als 5 ms und ein

Tastverhältnis von 45 bis 55%. Er arbeitet

in einem Temperaturbereich von -40 bis +85

°C, und die Oszillationsfrequenz kann mit

bis zu 6 Dezimalstellen geregelt werden.

Der TCXO benötigt eine Versorgungsspannung

von 1,8/2,8 V und nimmt bis zu 4,6

mA Strom auf. Er bietet einen 100%-igen

Pin-to-Pin-Ersatz für quarzbasierte XOs.

Der SiT5008 ist im Industriestandard-

Gehäuse für die Oberflächenmontage mit

den Abmessungen 2 x 1,6 und 2,5 x 2 mm

erhältlich und eignet sich nahezu ideal für

intelligente IoT-Geräte mit geringem Stromverbrauch

und drahtlose Audio-/Videoverbindungen.

◄

FREQUENCY

CONTROL

PRODUCTS

High-End Produkte

vom Technologieführer.

Seit über 70 Jahren

„Made in

Germany”

PLL-basierter Frequenzsynthesizer

für 54 bis 6800 MHz

Der ADF4355 von Analog Devices ist

ein PLL-basierter Frequenzsynthesizer,

der Ausgangsfrequenzen von 54 bis 6800

MHz liefert.

Analog Devices

www.analog.com

Er verfügt über einen integrierten VCO und

eine Reihe von Frequenzteilern, die es ihm

ermöglichen, eine Ausgangsfrequenz von

nur 54 MHz zu erzeugen. Der Baustein ermöglicht

die Implementierung von Fractional-N-

und Integer-N-Synthesizern, wenn

er mit einem externen Schleifenfilter und

einer externen Referenzfrequenz verwendet

wird. Für Anwendungen, die eine Isolierung

erfordern, kann die HF-Ausgangsstufe

stummgeschaltet werden, was sowohl hardware-

als auch software-gesteuert ist. Alle

On-Chip-Register werden über eine einfache

3-Draht-Schnittstelle gesteuert. Der

Synthesizer arbeitet mit Spannungen von

3,15 bis 3,45 V, mit Ladungspumpen- und

VCO-Versorgungen von 4,75 bis 5,25 V.

Der Synthesizer ist mit oberflächenmontierbarem

LFCSP-Gehäuse mit den Abmessungen

5 x 5 x 0,75 mm erhältlich und

eignet sich für drahtlose Infrastrukturen

(W-CDMA, TD-SCDMA, WiMAX, GSM,

PCS, DCS, DECT), Punkt-zu-Punkt-/Punktzu-Mehrpunkt-Mikrowellenverbindungen,

Satelliten/VSAT, Takterzeugung und Testgeräte/Instrumentierungsanwendungen.

◄

hf-praxis 2/2023 61

Waibstadter Strasse 2 - 4

74924 Neckarbischofsheim

Telefon: +49 7263 648-0

Fax: +49 7263 6196

Email: info@kvg-gmbh.de

www.kvg-gmbh.de

Bauelemente und Baugruppen

Attenuator-Serie mit Dämpfungen bis 120 dB

Der AD-USB8AR48G120 ist

das neueste Design von Adaura

Technologies in der AD-USB

Serie von programmierbaren

HF-Dämpfungsgliedern. Der R4

vereint die besten Eigenschaften

der Vorgängermodelle und ist

das neue Flaggschiff der Serie.

mmt gmbh

Meffert Microwave Technology

www.meffert-mt.de

Der AD-USB8AR48G120 verfügt

über ein vollständig kundenspezifisch

gefertigtes Aluminiumgehäuse

und bietet eine

Dämpfung von 120 dB mit

einer Isolierung von über 130

dB zwischen den Kanälen. Der

zusätzliche Ethernet-Anschluss

ermöglicht eine einfache Implementierung

in die modernsten

Testaufbauten, indem er

eine Netzwerksteuerung über

ein HTTP-Webinterface oder

direktes Telnet erlaubt, während

der USB-Anschluss das Gerät

mit Strom versorgt und eine

serielle und HID-Kommunikation

ermöglicht. Optional kann

Power Over Ethernet (POE) für

das Gerät konfiguriert werden.

Wesentliche Merkmale:

• acht individuelle RF-Kanäle in

einem einzigen Gehäuse

• Dynamikbereich von 120 dB

• sehr feine Dämpfungsauflösung

von 0,05 dB

• Frequenzbereich von 100 bis

8000 MHz

• Stromversorgung und Steuerung

über USB

• Ethernet für Telnet- und HTTP-

Steuerung

• Stromversorgung über Ethernet

(PoE)

• einfache USB-Steuerung über

COM und HID

• sehr kompakte Bauform ◄

Dual-Miniatur-

Richtkoppler

für X- und Ku-Band

MECA bietet einen miniaturisierten

50-W-Richtkoppler an.

Er verträgt 3 kW Peak-Leistung

und verfügt dennoch über

SMA-Female-Anschlüsse. Der

Single-Directional-Stripline-RF-

Directional-Coupler eignet sich

nahezu ideal für platzbeschränkte

Anwendungen, bei denen präzise

Überwachung, externe Nivellierung,

Signalmischung oder

Sweep-Transmissions- und Reflexions-Messungen

erforderlich

sind. Nominale Kopplungswerte

von 10 oder 20 dB sind Standard

bei einem Frequenzbereich von 7

bis 12,4 GHz. ◄

20-dB-Präzisions -

dämpfungsglied

für Signale bis 8 GHz

Dämpfungsglied zur

Pegelopti mierung für

Signale bis 43,5 GHz

Das neue 20-dB-Präzisionsdämpfungsglied

BW-20N250W+

von Mini-Circuits bietet eine

typische Dämpfungsebenheit

von ±0,6 dB von DC bis 8 GHz.

Das unidirektionale 50-Ohm-

Dämpfungsglied unterstützt

Hochleistungssysteme und Testanwendungen,

die eine ausgezeichnete

thermische Stabilität

von -55 bis +125 °C erfordern,

und weist ein typisches SWR von

1,14 über die gesamte 8-GHz-

Bandbreite auf, um Signalphasenschwankungen

zu minimieren.

Er kann bis zu 250 W Eingangsleistung

verarbeiten und ist dazu

mit N-Buchsen ausgestattet. ◄

Mini-Circuits

www.minicircuits.com

Das programmierbare Dämpfungsglied

RCDAT-44G-63

von Mini-Circuits deckt einen

Bereich von 0,1 bis 43,5 GHz

mit einer Dämpfung von bis zu

63 dB und einer Schrittweite von

0,5 dB ab. Es wird per USB oder

Ethernet gesteuert.

Das Dämpfungsglied hat eine

typische Einfügungsdämpfung

von 10 dB bis 26,5 GHz und

13 dB bis 43,5 GHz bei einer

nominellen 0-dB-Dämpfungseinstellung.

Zur Erhöhung der

Dämpfung können bis zu 25

Dämpfungsglieder hintereinander

geschaltet werden. Die

minimale Verweilzeit zwischen

den Einstellungen beträgt 600

µs. Das Dämpfungsglied ist

mit 2,92-mm-Buchsen ausgestattet.

◄

62 hf-praxis 2/2023

MMIC-Verdreifacher liefert ein Signal

im Bereich 30 bis 60 GHz

Bauelemente und Baugruppen

Leistungsverstärker für 7 bis 9 GHz erzeugt

über 100 W

Die größte Auswahl an

HF-Komponenten

ab Lager lieferbar von

Passive HF-Produkte

Der GaAs-MMIC-Die CY3-64-DG+ von

Mini-Circuits wandelt Eingangssignale

von 10 bis 20 GHz in Ausgangssignale

von 30 bis 60 GHz um. Er verarbeitet

Eingangssignale mit Pegeln von 12 bis 19

dBm und erzeugt Ausgangssignale mit einem

Umwandlungsverlust von 23,8 dB oder

weniger und typischerweise 21 dB.

Die Grundfrequenzunterdrückung und die

Unterdrückung der zweiten Harmonischen

liegen typischerweise bei über 22 dBc. Der

RoHS-konforme Tripler eignet sich gut für die

Signalverarbeitung in Radar-, Satellitenkommunikations-

und Testanwendungen und bietet

eine kompakte Lösung für Schmalband- und

Breitband-Millimeterwellensysteme.

Mini-Circuits


Doherty-HEMT für 1880 bis 2025 MHz

liefert 200 W

Der WPGM0709100M von WavePia ist ein

MMIC-Leistungsverstärker, der von 7 bis 9

GHz arbeitet. Er liefert eine Ausgangsleistung

von 50,5 dBm (~112 W) mit einer Kleinsignalverstärkung

von 33 dB und hat einen Leistungswirkungsgrad

von 37,44 %. Dieser Leistungsverstärker

basiert auf GaN-Technologie, benötigt

eine Gleichstromversorgung von 28 bis 32 V

und verbraucht weniger als 1 A. Er ist in einem

10-poligen Bolt-Down-MPKG-Gehäuse mit

den Maßen 20 x 10 mm erhältlich, wobei beide

Anschlüsse zur einfachen Systemintegration auf

50 Ohm abgestimmt sind.

Der Verstärker ist ideal für Radarsysteme, Kommunikations-

und Testinstrumentierungs-Anwendungen

geeignet.

WavePia, Co., Ltd.

www.wavepia.com

HEMT für 8,4 bis 9,6 GHz liefert 145 W

Der ID20275WD von RFHIC ist ein asymmetrischer

Doherty-HEMT, der von 1880 bis 2025

MHz arbeitet. Er liefert eine gesättigte Leistung

von mehr als 200 W bei einer Verstärkung von

12,5 dB und hat einen Drain-Wirkungsgrad von

53%. Dieser Transistor basiert auf der GaNon-SiC-Technologie

und ist für eine höhere

Effizienz und Linearität ausgelegt. Er benötigt

eine Gleichstromversorgung von 48 V und hat

eine eigene Leistungsaufnahme von weniger

als 80 W.

Der Transistor ist in einem oberflächenmontierten

Gehäuse mit Flanschen erhältlich und

eignet sich für den Einsatz in WiMAX-, LTE-,

WCDMA-, Multimode-, Multiband- und Multiträger-Anwendungen.

RFHIC

www.rfhic.com


Der CGHV96100F2 von Wolfspeed ist ein High-

Electron-Mobility-Transistor (HEMT), der von

8,4 bis 9,6 GHz arbeitet. Er liefert eine Ausgangsleistung

von mehr als 145 W bei einer Leistungsverstärkung

von 10,2 dB und hat einen Wirkungsgrad

von 45%. Dieser Transistor wird in einem

Galliumnitrid-auf-Siliziumkarbid-Prozess hergestellt

und weist im Vergleich zu Silizium oder

Galliumarsenid überlegene elektrische Eigenschaften

wie eine höhere Durchbruchspannung,

eine höhere gesättigte Elektronendriftgeschwindigkeit

und eine höhere Wärmeleitfähigkeit auf.

Er benötigt eine Gleichstromversorgung von 40

V und hat eine Stromaufnahme von 1 A.

Der Transistor ist in einem Keramik-/Metallflansch-Gehäuse

zur Oberflächenmontage mit den

Abmessungen 0,95 x 0,906 x 0,198 Zoll erhältlich

und eignet sich nahezu ideal für Anwendungen in

den Bereichen Schiffsradar, Wetterüber wachung,

Flugsicherung, Schiffsverkehrskontrolle und

Hafensicherheit.

Wolfspeed

www.wolfspeed.com

63

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

Antennen

Abstimmbare Antenne

für weltweite NB-IoT- und LTE-Abdeckung

Bei der Implementierung sollte die Antenne zu

einer Kante der Anwendungsplatine hin „offen“

sein, und die bevorzugte Platzierung ist in der

Mitte der längsten Seite.

Die Größe der Anwendungsplatine und des

Nischenantennenausschnitts zusammen mit den

reaktiven Lasten bestimmen die Betriebsfrequenz,

Bandbreite und Effizienz. Die Betriebsfrequenz

der Nischenantenne wird durch die Kapazität der

oberen Last bestimmt.

Eine praktikable Lösung

ist die Verwendung eines einzelnen SP4T-Schalters,

um den Kapazitätswert zu ändern und so die

Antenne abzustimmen, um den Frequenzbereich

zu erweitern, wobei die Gesamtleistung erhalten

bleibt. Der Schalter kann

Die Marktnachfrage nach drahtloser Kommunikation

mit Multiband-NB-IoT- und LTE-Abdeckung

steigt. Außerdem werden die Produkte immer

kleiner, was bedeutet, dass weniger

Platz für die Antenne zur Verfügung

steht. Um diesen

diesen Anforderungen gerecht zu

werden, stellt Proant eine abstimmbare

Antennenlösung vor, die das

patentierte Nischenantennenkonzept

mit aktiver Umschaltung nutzt. Durch

die Verwendung der Methode des

aktiven Schaltens hat Proant eine

Rückflussdämpfung von besser als

3 dB und einen

maximalen Wirkungsgrad von

-3dB über die weltweiten NB-IoTund

LTE-Bereiche erreicht. Damit

hat Proant bestätigt, dass sich das

Nischenantennenkonzept für den

Einsatz mit aktiver Frequenzabdeckung

eignet.

die kapazitiven Lasten in verschiedenen Kombinationen

oder Zuständen kombinieren. In der originalen

Studie wurden fünf Zustände verwendet,

um die vorgesehenen Bänder abzudecken. ◄

Abracon, LLC

www.abracon.com

Das Nischenantennenkonzept

ist eine patentierte Antennentechnologie

von Proant. Die Antenne besteht

aus einem dreieckigen Ausschnitt

mit zwei reaktiven Lasten, die den

Ausschnitt kreuzen: die Einspeisung

und die obere Last. Die einzigartige

Form und die reaktiven Lasten

verleihen der Antenne magnetische

Strahlungseigenschaften.

Die vollständige Evaluierungsplatine. Der Antennentuner einschließlich

des SP4T-Schalters und der Antennen-Top-Load ist in rot markiert

64 hf-praxis 2/2023

KNOW-HOW VERBINDET

Hochleistungs-Verstärkermodul

liefert 27-MHz-ISM-Leistung

Ultrabreitbandverstärker

für 0,5 bis 80 GHz

Verstärker

EMV, WÄRME

ABLEITUNG UND

ABSORPTION

SETZEN SIE AUF

QUALITÄT

Das Modell RFE-24M30M1K7X+ von

Mini-Circuits ist ein Hochleistungs-Verstärkermodul

in Halbleitertechnik, das sich

nahezu ideal für den Aufbau von ein- und

mehrkanaligen ISM-Band-Verstärkersystemen

mit hoher Leistung im 27,12-MHz-

Bereich eignet.

Das wassergekühlte 50-Ohm-Modul misst

nur 176 × 86 × 85 mm, liefert aber eine

typische Ausgangsleistung von 1660 W (62,2

dBm) bei 1-dB-Verstärkungskompression

aus einer 65-V-DC-Versorgung. Die Leistungsverstärkung

bei 3-dB-Kompression

beträgt typischerweise 25 dB bei einem

typischen Wirkungsgrad von 80%. Der

Verstärker, der gepulste oder CW-Signale

verarbeiten kann, wird mit SMA-Eingang

und N-Ausgang geliefert. ◄

SMT-Verstärker für 2 bis 30 GHz

Das Modell ZVA-5803X+ von Mini-Circuits

ist ein Ultrabreitband-Koaxialverstärker mit

einem kontinuierlichen Frequenzbereich von

0,5 bis 80 GHz. Er liefert 17 dB typische

Verstärkung mit ±3 dB Verstärkungsebenheit

und 8,5 dBm oder mehr Ausgangsleistung

bei 1 dB Kompression.

Der robuste Verstärker, der sich nahezu ideal

für Kommunikations-, Radar- und Testsysteme

eignet, ist gegen Verpolung und

Überspannung geschützt und wird mit einer

einzigen Versorgungsspannung von 10 bis

15 V DC betrieben. Er misst 1,85 × 0,90 ×

0,84 Zoll (46,99 × 22,96 × 21,29 mm) mit

seinen 1-mm-Buchsen. ◄

Verstärker mit vier 27,12-MHz-

ISM-Ausgängen

Elastomer- und Schaumstoffabsorber

Europäische Produktion

Kurzfristige Verfügbarkeit

Kundenspezifisches Design

oder Plattenware

-EA1 & -EA4

Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1)

bzw. 4 GHz (EA4)

Urethan oder Silikon

Temperaturbereich von 40°C bis 170°C

(Urethanversion bis 120°C)

Standardabmessung 305mm x 305mm

Der SMT-Verstärker AVA-0233LN+ von

Mini-Circuits bietet eine typische Verstärkung

von 16,3 dB mit einer Verstärkungsflachheit

von ±1 dB im Frequenzbereich

von 2 bis 30 GHz. Außerdem wird die

Rauschzahl über den gesamten Frequenzbereich

auf niedrige 2,4 dB reduziert, und

der Verstärkungsregelungsbereich beträgt

typischerweise 30 dB.

Der 50-Ohm-MMIC-Verstärker ist mit einem

miniaturisierten 5 × 5 mm großen SMT-

Gehäuse mit 32 Anschlüssen realisiert und

zieht nur 65 mA aus einer einzigen 5-V-DC-

Versorgung. Er eignet sich gut für Kommunikations-,

Radar- und Testanwendungen. ◄

Mini-Circuits


Der Solidstate-Koaxialverstärker RFE-

24M30M1K7X+ von Mini-Circuits besitzt

vier hochverstärkte Ausgänge und einen

einen einzigen 27,12-MHz-Eingang. Der

HF-Verstärker wurde für die Ansteuerung

größerer Verstärker für ISM-Anwendungen

(Industrial-Scientific-Medical) bei 27 MHz

entwickelt und liefert viermal den gleichen

Pegel mit je bis zu 19 W bei einer 3-dB-Verstärkungskompression

und einer minimalen

Leistungsverstärkung von 13 dB.

Der Verstärker wird mit einer Versorgungsspannung

von 50 bis 66 V DC betrieben. Er

verfügt über eine temperaturkompensierte

Gate-Vorspannung und einen typischen Wirkungsgrad

von 48%. Alle Anschlüsse sind

vom Typ SMA. ◄

hf-praxis 2/2023 65

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

Software

Simulationswerkzeug

zur Vorhersage des Wärmeflusses

Gemessener und vorhergesagter Wärmewiderstand in Abhängigkeit von der

Lamellenbreite von GaN-on-Si-HEMTs mit zwei Lamellen

imec

www.imec-int.com

Die Firma imec präsentierte

einen Monte-Carlo-Boltzmann-

Modellierungsrahmen, der zur

Vorhersage des 3D-Wärmetransports

in hochentwickelten HF-

Bausteinen für die drahtlose 5Gund

6G-Kommunikation zum

ersten Mal mikroskopische Wärmeträgerverteilungen

verwendet.

Fallstudien mit GaN-HEMTs

(High-Electron-Mobility-Transistoren)

und InP-Heterojunction-

Bipolartransistoren (HBTs) ergaben

Spitzentemperaturen, die bis

zu dreimal höher liegen als bei

konventionellen Vorhersagen

mit Bulk-Materialeigenschaften.

Das neue Tool von Imec wird

sehr nützlich sein, um die Optimierung

von HF-Bausteinen der

nächsten Generation in Richtung

thermisch verbesserter Designs

zu lenken.

GaN- und InP-basierte Bauelemente

haben sich aufgrund ihrer

hohen Ausgangsleistung und

Effizienz als interessante Kandidaten

für 5G-mm-Wellen- bzw.

6G-Sub-THz-Mobilfunk-Frontend-Anwendungen

erwiesen.

Um diese Bauelemente für HF-

Anwendungen zu optimieren und

kostengünstig zu gestalten, wird

der Hochskalierung der III/V-

Technologien auf eine Si-Plattform

und ihrer CMOS-Kompatibilität

große Aufmerksamkeit

geschenkt. Mit schrumpfenden

Baugrößen und steigenden Leistungen

ist die Erwärmung jedoch

zu einem großen Problem für die

Zuverlässigkeit geworden, was

die weitere Skalierung von HF-

Bausteinen behindern könnte.

Nadine Collaert, Programmdirektorin

für Hochfrequenztechnik

bei imec: „Die Abstimmung

des Designs von GaN- und InPbasierten

Bausteinen auf optimale

elektrische Leistung verschlechtert

oft die thermische

Leistung bei hohen Betriebsfrequenzen.

Bei GaN-on-Si-Bausteinen

haben wir zum Beispiel

vor kurzem enorme Fortschritte

bei der elektrischen Leistung

erzielt, so dass der Wirkungsgrad

und die Ausgangsleistung

zum ersten Mal mit denen von

GaN-on-Siliziumkarbid (SiC)

gleichgezogen haben.

Die weitere Erhöhung der

Betriebsfrequenz der Bausteine

erfordert jedoch eine Verkleinerung

der bestehenden Architekturen.

In diesen begrenzten

Mehrschichtstrukturen ist der

Wärmetransport jedoch nicht

mehr diffus, was exakte Vorhersagen

der Erwärmung erschwert.

Unser neuartiger Simulationsrahmen,

der gute Übereinstimmungen

mit unseren thermischen

GaN-on-Si-Messungen liefert,

hat Temperaturspitzen ergeben,

die bis zu dreimal höher sind als

bisher vorhergesagt. Dies wird

uns bei der Optimierung der Layouts

dieser HF-Bausteine in der

frühen Entwicklungsphase helfen,

um den richtigen Kompromiss

zwischen elektrischer und

thermischer Leistung zu finden.“

Eine entsprechende Analyse

erweist sich auch als sehr wertvoll

für die neuartigen InP-

HBTs, bei denen der Modellierungsrahmen

von imec den

wesentlichen Einfluss des nicht-

Geometrie des in der 3D-Simulation verwendeten InP-Nanoridge-HBT

66


Software

Auswirkungen von nicht-diffusiven

thermischen Transporteffekten (wie

in der Monte-Carlo-Simulation von

imec erfasst) in InP-Nanoridge-HBT

diffusiven Transports auf die

Selbsterwärmung in komplexen

skalierten Architekturen

aufzeigt. Für diese Bausteine

ist das Nanoridge-Engineering

(NRE) ein interessanter Ansatz

für die heterogene Integration

aus Sicht der elektrischen Leistung.

„Während die sich verjüngenden

Ridge Bottoms eine

niedrige Defektdichte innerhalb

der III-V-Materialien ermöglichen,

führen sie jedoch zu einem

thermischen Engpass für die

Wärmeabfuhr in Richtung Substrat“,

erklärt Bjorn Vermeersch,

wissenschaftlicher Leiter des

Teams für thermische Modellierung

und Charakterisierung

am imec. „Unsere 3D-Monte-

Carlo-Simulationen von NRE-

InP-HBTs zeigen, dass die

Ridge-Topologie den Wärmewiderstand

um über 20 Prozent

im Vergleich zu einer hypothetischen

monolithischen Mesa

gleicher Höhe erhöht. Unsere

Analysen zeigen darüber hinaus

den direkten Einfluss des Ridge-

Materials (z.B. InP vs. InGaAs)

auf die Selbsterwärmung, was

einen zusätzlichen Ansatzpunkt

für die thermische Verbesserung

der Designs bietet.“ ◄

Lizenzierte Simulations-Software-Technologie für das PCB-Design

Keysight Technologies hat

bekanntgegeben, dass Altium

LLC die fortschrittliche elektromagnetische

Simulationstechnologie

von Keysight lizenziert

hat, um Stromversorgungs-

Analyselösungen für PCB-Entwickler

zu entwerfen. Keysight

und Altium gehen eine Partnerschaft

ein, um die Bedürfnisse

von Hardware-Ingenieuren zu

erfüllen, die keine Leistungsintegritäts-Experten

sind.

Die zuverlässige Stromverteilung

ist ein häufiges Problem

für Entwickler von Leiterplatten.

Da die Komponenten integrierter

Schaltungen (ICs) tendenziell

mit niedrigeren Versorgungsspannungen

arbeiten, um

die Energieeffizienz zu erhöhen,

wird es schwierig, eine

PCB-Stromversorgungsebene

innerhalb schrumpfender Toleranzgrenzen

zu entwerfen. In

der Regel erstellen Entwickler

mehrere Iterationen von Prototypen

oder legen ihre Designs

Spezialisten für Leistungsintegrität

vor. Beides sind suboptimale

Ansätze, die eine schnelle

Umsetzung des Designs behindern.

Indem PCB-Entwickler

in die Lage versetzt werden,

Probleme vor dem ersten Prototyp

zu finden und zu beheben,

können sie eine höhere Produktivität,

eine kürzere Markteinführungszeit

und eine größere

Vorhersehbarkeit im Design-

Prozess erreichen.

Power Analyzer ist das erste

Produkt, das aus der strategischen

Partnerschaft zwischen

Altium und Keysight hervorgegangen

ist und ermöglicht die

interaktive Analyse von Leistungsintegritäts-Problemen.

Altium hat die EM-Simulationstechnologie

von Keysight

in seine moderne grafische Benutzeroberfläche

integriert, um

die Leistungsanalyse schnell,

genau und einfach durchzuführen.

Leiterplattenentwickler,

die Power Analyzer verwenden,

erhalten durch die

Analyse von Spannungsabfall

und Stromdichte innerhalb ihrer

PCB-Layoutumgebung einen

Einblick in die Leistung ihrer

Stromversorgungsebene.

Statements:

Tom Bastanza, Senior Sales

Director bei Altium, sagte:

„Unsere umfassende bestehende

Basis von PCB Entwicklern

steht vor wachsenden Herausforderungen

bei der Leistungsanalyse,

da die Designs immer

dichter und komplexer werden.

Die Kunden wünschen sich ein

Produkt, mit dem sie frühzeitig

Transparenz über Leistungsintegritäts-Probleme

erhalten und

den Aufwand für Prototypen-

Neuentwicklungen in späteren

Phasen des Entwicklungszyklus

vermeiden können. Power

Analyzer spart Zeit durch die

Identifizierung von Problembereichen,

indem es die Simulations-

und Analysekompetenz

von Keysight nutzt. Mit Power

Analyzer müssen Designs nicht

mehr an einen Spezialisten für

die Validierung von Stromverteilungsnetzwerken

übergeben

werden, da die Hardware-Entwickler

die Probleme direkt in

ihrer vertrauten Altium PCB-

Layoutumgebung selbst erkennen

und beheben können.“

Niels Faché, Vice President

und General Manager von

PathWave Software Solutions

bei Keysight, sagte: “Bei dieser

Technologie-Integrationspartnerschaft

geht es darum,

die Simulationstechnologie

zu demokratisieren und den

Arbeitsablauf für eine große

Gruppe von Hardware-Entwicklern

digital zu transformieren.

Sie ermöglicht Entwicklern

einen einfachen Zugang

zu bewährten Simulationsalgorithmen,

die kritische Probleme

im Stromverteilungsnetzwerk

bereits in einem

frühen Stadium des Design-

Prozesses identifizieren. Power

Analyzer bringt die Simulation

von Keysight direkt in die

Hände von PCB-Entwicklern,

um intelligente Kompromisse

und schnellere Entwicklungszyklen

zu ermöglichen.”


www.keysight.com

hf-praxis 2/2023 67

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Kabel und Verbinder

Kabel aus CNT-Fasern – leicht, flexibel und robust

Die bda connectivity GmbH

und Conyar BV bündeln Ihre

Kräfte, um die Entwicklung,

Produktion und dem Vertrieb

von Kabeln aus Conyar-Fasern

aus Carbon NanoTubes (CNT)

voranzubringen.

Kabel aus

Carbon-NanoTube-Fasern

haben mehrere Vorteile gegenüber

herkömmlichen Kabeln.

Während sie Informationen

bzw. Signale genauso zuverlässig

wie Kupferkabel übertragen,

beträgt ihr Gewicht aufgrund

ihrer Kohlenstoffstruktur nur

einen Bruchteil eines herkömmlichen

Kabels. Daher sind sie die

perfekte Wahl für den Einsatz in

der Luft- und Raumfahrt sowie

in der Formel 1 und der Elektromobilität,

wo jedes Gramm

zum Erfolg eines Projektes beitragen

kann.

In der Vergangenheit gab es

einige Versuche, Kabel mit Leitern

aus Carbon NanoTubes herzustellen

und kommerziell zu

nutzen. Bis heute blieben diese

Versuche jedoch ohne Erfolg.

In den letzten Monaten ist es

der bda connectivity GmbH

und Conyar BV gelungen, ein

Verfahren zu entwickeln, das

CNT-Garn in ein Kabel einzubringen

und damit für die Praxis

nutzbar zu machen. Neben

dem geringen Gewicht bietet die

Kabelkonstruktion eine erhöhte

Ermüdungsfestigkeit. Das CNT-

Kabel kann in handelsüblichen

Längen verwendet werden, z.B.

für die Ausstattung von Flugzeugen.

So kann es in der Hochfrequenztechnik,

als Schaltdraht

oder elektrischer Leiter eingesetzt

werden.

Eine einfache

Implementierung

in Projekte wird ermöglicht

durch folgende Merkmale:

1. Der Leiter kann durch Crimpen

oder mit einem leitfähigen

Kleber leicht kontaktiert werden.

2. Der Leiter ist sicher im Kabel

verankert, ohne Gefahr des

Herausrutschens.

3. Die Polymerisolierung lässt

sich durch Ablösen von Mantel

und Isolationsschicht leicht entfernen,

ohne am CNT-Material

zu haften.

Somit kann das bda-Conyar-

Kabel wie ein herkömmliches

Kabel verlegt werden.

Ziel der Zusammenarbeit

ist es, eine revolutionäre Technologie

für den industriellen

Einsatz verfügbar zu machen.

Marcin Otto, CEO von Conyar

BV, sagt: „Mit der bda connectivity

GmbH haben wir einen

tatkräftigen und innovativen

Partner an unserer Seite für die

Markteinführung von Conyar.”

Durch das innovative Verfahren

ist es nun möglich, die Hightech-

Kabel dort einzusetzen, wo das

Gewicht eine entscheidende

Rolle spielt. Unternehmen, die

das Gewicht ihrer Produkte deutlich

reduzieren wollen, können

anschlussfertige Kabel bestellen.

Die weitere Verbreitung

der CNT-Verkabelung wird die

Produktionskosten senken und

die Technologie einer breiteren

Öffentlichkeit zugänglich

machen.

Eike Barczynski, Inhaber und

Geschäftsführer von bda connectivity,

sagt: „Die Reduzierung

des Gewichts ist in vielen Branchen

ein großes Thema. Dank der

bda-Conyar-Technologie haben

wir nun einen neuen Meilenstein

bei der Reduzierung des Kabelgewichts

erreicht. Dies wird zu

neuen Dimensionen in der Nutzung

von CNT führen.“

Der Hohlleiter-Koaxial-

Adapter WR19-EFR+ von

Mini-Circuits verbindet eine

WR19-Hohlleiter-Schnittstelle

mit Präzisionsflansch

UG383/U mit einer 1,85-mm-

Koaxialbuchse und erreicht

so eine geringe Dämpfung

So wie die Entwicklung von

Glasfaserkabeln zu einer erfolgreichen

Alternative zu Kupferdrähten

im Bereich der Datentechnik

geworden ist, könnten

CNT-Kabel als bevorzugte Alternative

zu Schaltdrähten oder

Hochfrequenzleitungen eingesetzt

werden. Weniger Gewicht

führt zu weniger Energieverbrauch

und kann so dazu beitragen,

Produkte energieeffizienter

und umweltfreundlicher

zu machen.

bda connectivity GmbH

info@bda-c.com

www.bda-connectivity.com

Adapter verbindet Hohlleiter

und Koaxkabel

im Bereich von 40 bis 60

GHz. Die Einfügungsdämpfung

beträgt typischerweise

0,8 dB, während die Teturndämpfung

typischerweise 20

dB beträgt. Der rechtwinklige

50-Ohm-Adapter eignet

sich gut für Test- und Hochfrequenzsystemanwendungen

und ist aus einer vergoldeten

Aluminiumlegierung gefertigt,

um eine lange Lebensdauer

und wiederholbare Leistung

zu gewährleisten. Er ist für

Betriebstemperaturen von -40

bis +85 °C ausgelegt.

Mini-Circuits


70 hf-praxis 2/2023

Multifunction Power Management IC

tage converters when powered

directly by the nPM1300. When

operating as LDOs, these power

rail outputs are configurable between

1 and 3.3 V with a maximum

output current of 50 mA.

The unregulated input voltage is

also available as an output from

the nPM1300.

Nordic Semiconductor

announced its plan to release

a third Power Management

IC (PMIC) in mid-2023 to

expand its PMIC portfolio.

The nPM1300 expands the

company’s PMIC offering by

adding support for both charging

of larger batteries and

four regulated power rails. The

nPM1300 will be optimized for

efficiency and compact size (3.1

x 2.4 mm WL-CSP or 5 x 5 mm

Nordic Semiconductor

www.nordicsemi.com

QFN) and is digitally configurable

through an I 2 C-compatible

Two Wire Interface (TWI). The

digital interface provides access

to several system management

functions that are usually implemented

as discrete functions in

Bluetooth Low Energy (LE)

embedded designs – such as

hard reset, battery fuel gauge,

system-level watchdog, power

loss warning, and recovery from

failed boot.

“Nordic entered the PMIC

market because existing power

management solutions were not

optimized for compact, ultra-low

power IoT applications. Available

PMICs leave it up to the designer

to implement vital functionality

using discrete components

– functions that naturally

belong inside a PMIC and can

be implemented at almost no

cost”, says Geir Kjosavik, Product

Director – PMIC, Nordic

Semiconductor. “So, we did just

that. Nordic’s customers will be

delighted to have access to onchip

functions that enhance product

safety and provide additional

ways of conserving battery

energy.”

The nPM1300 is designed to

provide highly efficient power

regulation for Nordic’s nRF52

and nRF53 Series advanced

wireless multiprotocol Systemson-Chip

(SoCs). The PMIC’s

four regulated power rails and

battery charger make it ideal for

compact and advanced IoT products

based on, for example, an

nRF5340 SoC host and multiple

peripheral functions such as sensors.

Examples include advanced

wearables and portable medical

applications.

The nPM1300 PMIC operates

from an external power supply of

4 to 5.5 V and can operate from

a battery voltage down to 2.4 V.

Two power rails are regulated by

separate DC/DC buck converters

that are configurable between

1 and 3.3 V and up to 200

mA maximum current. The other

two power rails operate as load

switches – switching currents

of up to 100 mA from external

sources – but can also perform

as Low Drop Out (LDO) vol-

The nPM1300 charges singlecell

Li-ion, Li-Pol, and LiFePO4

batteries with a linear charging

module that supports up to 800

mA charge current. The termination

voltage is programmable

from 3.5 to 4.45 V. The battery

charger features automatic thermal

regulation with programmable

maximum chip temperature

during charging to enable simple

thermal management that

can be adapted to any system

requirement.

The nPM1300 brings other new

advanced features to Nordic’s

PMIC range including: USB

port detection with automatic

current limits of 100 mA or 500

mA through standard USB or

up to 1500 mA through USB-C

PD (Power Delivery); dynamic

power path management which

automatically switches to battery

power if a mains power connection

is removed; voltage, current

and temperature monitoring for

accurate fuel gauging; and ultralow

current hibernate mode with

a programmable wake-up timer

in addition to the other system

management features already

mentioned. The PMIC also features

three LED drivers and five

GPIOs that can be re-purposed

to direct control lines to timecritical

control functions as an

alternative to serial commands.

The nPM1300 is available for

limited sampling now, and

will be available to order from

Nordic’s distributors mid-

2023. ◄

hf-praxis 2/2023 71

RF & Wireless

From the Garage to the Globe:

Pasternack celebrates its 50th Anniversary

Pasternack, an Infinite Electronics

brand and a leading provider

of RF, microwave and

millimeter-wave products, was

celebrating its 50 th anniversary

in 2022. Pasternack was established

on January 9, 1972, by

its founder Murray Pasternack,

who ran the business out of his

home in southern California. His

sole purpose was to address the

unique product needs of RF and

microwave engineers.

From its humble beginnings in

Murray’s garage, Pasternack has

since grown to become a global

leader in the RF and microwave

industry, providing its customers

with an extensive range

of actives, passives and cable

assemblies.

Many things have changed since

the company’s inception in 1972.

However, one thing that has not

is its customers’ demand for a

reliable source of high-quality

RF and microwave products

backed by superior technical

and customer service.

Pasternack continues to thrive

by aligning its products and

services with the needs of its

customers. Its inventory of more

than 40,000 products is always

available, granting customer

access to the broadest array of

industry standards as well as rare

and hard-to-find specialty items.

In addition to thousands of offthe-shelf

products, Pasternack

is an expert at building custom

cable assemblies with same-day

shipping.

“We are so proud to be celebrating

Pasternack’s 50 th anniversary.

Our success has come

from listening to what our customers

need and by providing

responsive, technical and

customer service as well as

offering the industry’s broadest

selection of in-stock products

to address the urgent

needs of our customers”, said

Penny Cotner, President and

CEO of Infinite Electronics. “As

the flagship brand of Infinite

Electronics, Pasternack has set

the standard of service for our

company.” ◄

New Series of Step Attenuators

Pasternack has expanded its

portfolio of step attenuators for

use in high-reliability applications

requiring precise control of

signal levels, including precision

measurements, prototyping and

characterization product systems

and instrumentation.

The new step attenuators feature

a maximum SWR of 1.4, a

maximum insertion loss of 1 dB

and attenuation accuracy of ±5

dB, making them well-suited

for high-reliability applications

requiring accurate control of

attenuation values.

Additional performance characteristics

for these new step

attenuators include high power

and wide coverage with a 2-watt

power rating and an operating

frequency range up to 18 GHz.

To address a wide variety of

applications, they provide attenuation

step sides ranging from

1 dB to 99 dB and SMA and

N-type connectorized designs.

VHF/UHF Dipole, Collinear and Yagi Antennas

Pasternack introduced a new

series of VHF/UHF dipole, collinear

and Yagi antennas for a

variety of applications, including

public safety, land mobile radio

(LMR), trunking, military communications

and amateur radio.

The new line of VHF/UHF exposed

dipole arrays, omnidirectional

collinear and Yagi antennas

feature multiple gain options

with fixed and adjustable dipole

configurations. Their ruggedized

designs guarantee reliable performance

in all environmental

conditions. The antennas are DC

grounded for lightning protection,

feature high-power handling

of over 200 watts and cover

frequencies of 135 to 512 MHz.

The individual folded and

straight dipole antennas allow

for minimal storage and efficient

transportation. Additionally,

these pre-configured

dipole arrays include internalized

cabling, making for quick

and simple deployments. All

components for Pasternack’s

VHF/UHF antennas are offered

in optional prefabricated arrays

with fixed ¼-wave or ½-wave

spacing from the mast.

“Our new series of VHF/UHF

dipole, collinear and Yagi antennas

is designed to cover broad

bandwidths, improve signal

quality and handle high-power

input”, said Kevin Hietpas,

Antenna Product Manager. ◄

Pasternack

repräsentiert durch MRC Gigacomp

Infinite Electronics

www.infiniteelectronics.com

“This new series of step attenuators

ensures our customers

attain reliable performance for

their extreme precision applications”,

said Steven Pong, Senior

Product Manager ◄

72


RF & Wireless

Anritsu Field Master Pro MS2090A

Wins Fierce Innovation Award

Anritsu Company announced

that its Field Master Pro

MS2090A real-time spectrum

analyzer has been named the

winner in the Network Test &

Measurement category Fierce

Innovation Award – Telecom

Edition 2022.

The Field Master Pro MS2090A

was recognized by a panel of

judges based on criteria that

included the instrument’s ability

to make a positive, innovative,

real-world impact on the telecom

industry.

The Fierce Innovation Awards

seek to recognize the creators,

makers, and doers of outstanding

services and equipment unveiled

in the past 12 months. It is intended

to promote the competitive

spirit and initiative to spark new

design, development and distribution

of inventive solutions;

find revolutionary tech or services;

and to acknowledge and

honor the most visionary operators,

service providers, and

vendors for their commitment

to next-gen business and consumer

offerings.

Portable and lab-based hardware

and software or centralized solutions

for testing, management

and maintenance of telecommunications

networks were eligible

for the Network Test and

Measurement award. Judges evaluated

all applications based on

ease of use/ROI, effectiveness,

technical innovation, competitive

advantage, financial impact,

and true innovation.

“Earning a Fierce Innovation

Award acknowledges the exceptional

efforts of our engineering

and support teams who developed

the MS2090A. Field Master

Pro brings best-in-class performance

into the field and addresses

current and future testing

needs in a wide range of commercial,

private, and government

use cases”, said Wayne

Wong, Anritsu Product Marketing

Manager.

Product Outline: The Field

Master Pro MS2090A delivers

performance never previously

available in a compact, handheld

instrument. With continuous

frequency coverage from 9

kHz to 54 GHz, the MS2090A

is specifically designed to meet

the test challenges of a full

range of wireless technologies

in use today, including 5G, LTE,

wireless backhaul, aerospace/

defense, satellite systems, and

radar.

To meet emerging market needs,

Anritsu recently introduced the

IQ Signal Master MX280005A

Vector Signal Analysis (VSA)

software that delivers expanded

post processing measurements

and analysis of IQ data files captured

on the MS2090A. A comprehensive

suite of enhanced

functions in the new VSA software

allows users to analyze the

modulation of captured signals

or replay the captured IQ data

with enhanced resolution.

Anritsu Corporation

www.anritsu.com

New Antenna Retrofit Kits

93 Ohm Feed Thru Termination

interface and mounting hardware needed

for rapid and easy installation. These

RFKs allow continued used of high-quality

antennas with a different radio/frequency,

with frequency range options from 5.725

to 23.6 GHz.

RadioWaves, an Infinite Electronics brand

and a manufacturer of high-quality microwave

antennas and accessories, has just

released a new series of retrofit kits designed

to save users time and money by

allowing them to continue using their previously

deployed antennas while upgrading

to the latest radios on the market.

RadioWaves’ new line of antenna retrofit

kits (RFKs) ship with new feed horns,

These retrofit kits provide the ability to

make the change from the back of a preexisting

antenna without taking it down,

saving time and money.

These RFKs are engineered from rugged

aluminum and Rexolite for long-lasting,

reliable installations. They have mount and

connectivity options for multiple radios,

including Remec, Aviat Networks, Ubiquiti,

Mimosa, Cambium, Ceragon and

more. Both general waveguide and Type

N connector options are also available.

RadioWaves



BroadWave Technologies Feed Thru Terminations

are designed to match RF components

with high impedance test equipment

such as an oscilloscope. Model 894-065-FTT

is a 93 Ohm device operating from DC to

500 MHz. This unit exhibits 1.2 maximum

SWR, is rated 2-W average power and has

a BNC male/BNC female connector configuration.

Type N, SMA and TNC connector

configurations are standard and available

from stock. BroadWave has the capability

to manufacture feed thru terminations with

custom impedances.

BroadWave Technologies, Inc.

www.broadwavetechnologies.com

hf-praxis 2/2023 73

RF & Wireless

6G – What Are the Important Technological

Developments to Watch?

The Frequency Matters

Key areas of coverage in the IDTechEx report „6G Market 2023-2043: Technology, Trends, Forecasts, Players“.

Source: IDTechEx

While 5G mmWave has yet to

take off, 6G research has already

begun. But what exactly is 6G,

and what are the emerging

areas to watch? This article will

provide a high-level overview

of 6G, including 6G frequencies,

technological development

trends, and noteworthy

6G applications. The information

shared in this article is

taken from the latest IDTechEx

research report, „6G Market

2023-2043: Technology, Trends,

Forecasts, Players“. This report

provides critical insight and

commercial outlooks for this

emerging field.

This article starts at the most basic

level – the frequency band. In 5G,

sub-6 GHz (3.5...6 GHz) and millimeter

wave (mmWave, 24...100

GHz) bands are the two new bands

among the spectrum covered. In

6G, the frequency ranges under

consideration include 7 to 20 GHz

frequency band, W-band (above

75...110 GHz), D-band (110 to 175

GHz), bands between 275 GHz

and 300 GHz, and in THz range

(0.3...10 THz). The bands between

7 and 20 GHz are considered

because of the need for coverage

that will enable mobile and „on the

go“ applications for numerous 6G

use cases. The W and D bands are

of interest for both 6G access and

Xhaul (e.g. fronthaul, backhaul)

networks. A solution that meets

the objectives of both services is

to be considered. As of September

2022, worldwide spectrum

allocations do not go beyond 275

GHz. Nevertheless, frequency

bands in the range 275...450

GHz have been identified for the

implementation of land mobile

and fixed service applications,

as well as radio astronomy and

Earth exploration-satellite service

IDTechEx

www.IDTechEx.com

Overview of 6G spectrum deployment strategy. Note that even though by definition the THz band runs from 300 GHz to

10 THz, telecom professionals have found it simpler to classify beyond-100 GHz applications as THz communications.

Source: IDTechEx – „6G Market 2023-2043: Technology, Trends, Forecasts, Players“

74 hf-praxis 2/2023

RF & Wireless

and space research service in the

range 275...1000 GHz.

What Does 6G Promise and

What Are the Challenges?

By exploiting the large bandwidth

in the THz frequency band, 6G is

expected to enable 1 Tbps data

rate. However, this rate is very

challenging to achieve as a large

continuous bandwidth is required,

but in reality, the bandwidths that

are available for use are limited

and split over different bands.

Another aspect is that spectral

efficiency makes a direct trade-off

with the required Signal to Noise

Ratio (SNR) for detection. The

higher the required SNR, the shorter

the respective range becomes

due to transmitted power limitations

at high frequencies as well

as added noise. As an example,

Samsung‘s state-of-the-art D-band

phase array transmitter prototype

currently demonstrates the furthest

travel distance of 120 m but only

achieves 2.3 Gbps. Other groups

show higher data rates, but the

over-the-air travel distance is only

at centimeter level.

To further improve link range as

well as enhance data rate, several

requirements are needed to

be considered when designing a

6G radio. For example, selecting

appropriate semiconductors to

boost link range is critical, pick

low-loss materials with a small

dielectric constant and tan loss

to prevent substantial transmission

loss. To further reduce transmission

loss, a new packaging

strategy that tightly integrates

RF components with antennas

is required. However, one must

remember that as devices get

increasingly compact, power and

thermal management become even

more critical.

In addition to device design, network

deployment strategy is also

a crucial area to research in order

to address NLOS and power consumption

challenges. Establishing

a heterogeneous smart electromagnetic

(EM) environment, for example,

is being investigated, utilizing

a wide range of technologies,

such as reconfigurable intelligent

surfaces (RIS) or repeaters.

6G Applications

One significant change of 6G to

previous communication generations

is that it will now include

non-terrestrial networks, which

is a key development item in 6G

that enables conventional 2D network

architectures to function in

3D space. Low Altitude Platforms

(LAPs), High Altitude Platforms

(HAPs), Unmanned Aerial Vehicles

(UAVs), and satellites are examples

of non-terrestrial networks

(NTNs). China sent the world‘s

first 6G satellite in November

2020. This year, Huawei tested

the NTN 6G networks using LEO

(Low Earth Orbit) satellites. More

and more activities in this area

show that NTN networks will for

sure be a key development trend.

Despite communications, 6G is

also expected to tap into the world

of sensing, imaging, wireless

cognition, and precise positioning.

Last year, Apple patented its THz

sensor technology for gas sensing

and imaging in iDevice. Huawei

also tested several Integrated Sensing

and Communication (ISAC)

prototypes. Many more studies

and trials are underway to fully

leverage the potential of 6G THz

frequency bands.

To learn more about 6G technology,

applications, and market,

please refer to IDTechEx‘s newly

released 6G market research report.

„6G Market 2023-2043: Technology,

Trends, Forecasts, Players“.

This 6G report is built on IDTechEx

expertise, covering the latest

6G technology development trend,

key applications, player activities,

and market outlook, aiming to provide

the reader with a comprehensive

understanding of 6G technology

and market. ◄

partnering with

High-performance RF & MW components

Planar X Bandpass Series

Surface Mountable RF Filters

SpaceNXT HC-CXH Series

Resistors and Terminations

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Compact size and light weight

reducing overall system mass

in critical space and defence

applications

Low insertion loss for enhanced

system performance

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Totally passive DC-27 GHz solution

for broadband applications

Small footprint for space and weight

savings and solderable surface mount

for ease of installation

www.smithsinterconnect.com

www.rfmw.com/emc

RF & Wireless

Semtech Corporation Completes Acquisition

of Sierra Wireless

Semtech Corporation and Sierra Wireless,

Inc. announced the completion of Semtech’s

acquisition of Sierra Wireless in an all-cash

transaction representing a total enterprise

value of approximately US$ 1.2 billion.

This transaction nearly doubles Semtech’s

annual revenue and adds approximately US$

100 million of high-margin IoT Cloud services

recurring revenues. Semtech expects

the acquisition to be immediately accretive

to non-GAAP EPS and to generate US$ 40

million of run rate operational synergies

within 12 to 18 months post close.

“Sierra Wireless brings nearly 30 years

of leadership in cellular IoT and a strong

and diverse device-to-Cloud IoT solutions

portfolio. Combined with Semtech’s LoRaenabled

end nodes, we believe we are very

well positioned to deliver a highly differentiated,

end-to-end platform to enable the

transformation to a smarter, more sustainable

planet”, said Mohan Maheswaran,

Semtech’s president and chief executive

officer. “Our combined company will have

strong expertise in high bandwidth cellular

connectivity, ultra-low power LoRa connectivity,

IoT software and services, and

extensive knowledge of IoT hardware and

software channels and vertical markets. We

believe that Semtech is uniquely positioned

to deliver a strong product portfolio and service

model to customers across high growth

IoT segments.”

Former Sierra Wireless senior leaders join

the Semtech leadership team in two newly

formed business groups. Tom Mueller joins

as executive vice president of the IoT System

Products Group, which includes Semtech’s

existing LoRa products business. Ross Gray

joins as vice president of the IoT Connected

Services Group. Pravin Desale also joins

Semtech as the senior vice president of IoT

Engineering driving product development

of our new systems and solutions.

Semtech Corporation

www.semtech.com

Modules for mmWave Fixed Wireless Access

Richardson RFPD, Inc., an Arrow Electronics

company, announced the availability

and full design support capabilities for

Peraso’s PERSPECTUS family of modules

that enable high-capacity Fixed Wireless

Access networks in the unlicensed 60

GHz spectrum. The new PERSPECTUS

modules provide complete, efficient solutions

for point-to-multipoint FWA applications.

Key features include:

• three distinct phased array antenna

configurations offering different gain

and coverage

• operation in the unlicensed 57 to 71

GHz band

• Peraso Directional Beam Scan and

Connect (DBSC) for establishing longrange

point-to- point and point-tomulti

point links

• automatic rate adaption, dynamic

beamforming, and automatic calibrations

• digital interface: USB 3.0 data and

control; 2.5 V CMOS 1PPS synchronization

and GPIO

• single 5 V power supply input

• compact form factors

Richardson RFPD

www.richardsonrfpd.com

Part Number Antenna Array Max. EIRP

(dBm)

Antenna

Gain (dBi)

Scan Range

(Azimuth / Elevation)

Power

PRM2141X-V-EGS 16-element, V-pol 37 15 ±45°/±45° Tx: 7...11.75 W, Rx: 4.5 W

PRM2142X-V-EGS 32-element, V-pol 40 18 ±45°/±25° Tx: 11.75 W, Rx: 4.5 W

PRM2143X-V-EGS 64-element, V-pol 44 22 ±20°/±15° Tx: 11.75 W, Rx: 4.5 W

76 hf-praxis 2/2023

9 k H z TO 40 GHz

Power Sensors

Turn Your PC into a High-Performance

Power Meter

• Dynamic range options spanning -60 to +20 dBm

• CW, true RMS, peak and average measurement capability

• 50 and 75Ω models

• Software package supports automated measurement

with statistical analysis and time domain plots

• No external calibration required

RF & Wireless/Impressum

Attenuators

and Thermopads

High-linearity, High-gain,

Low-noise Distributed

Amplifier

Highly Integrated

RF Frontend Module

hf-Praxis

ISSN 1614-743X

Fachzeitschrift

für HF- und

Mikrowellentechnik

Specifically designed and

tested for critical space flight

applications, the new K2TVA

series offers a highly reliable,

totally passive solution to offset

signal strength fluctuation

due to changes in temperature –

an issue that affects all RF and

microwave systems. Applications

include amplifier circuits,

transmit/receive modules, up/

down converters, instrumentation,

satellite communications

and radar. ◄

RFMW

www.rfmw.com

The ADM1-8007PC is a highlinearity,

high-gain, low-noise

distributed amplifier capable of

providing 20 dBm output power

up to 35 GHz. When driven with

an input power of 0 to 5 dBm,

the ADM1-8007PC can provide

sufficient LO drive to power

all H and most S diode mixers

to 40 GHz. The amplifier has

excellent return losses and gain

flatness. ◄

New High-Power Amplifiers

Pasternack has broadened its

line of high-power amplifiers

engineered for a wide array of

market applications in VHF,

UHF, L, S, C, X and Ku bands.

This new series of high-power

amplifiers provides saturated

output power levels ranging

from 10 watts to 200 W and

is designed with rugged, military-grade,

coaxial packages

with an operational temperature

range from -40 to +185

degrees Fahrenheit.

Pasternack’s high-power

amplifiers cover broadband

frequencies ranging from 1.5

MHz to 18 GHz and include

The QPB9380 is a highly integrated

RF frontend module targeted

for 5G TDD base stations. The

module integrates a two-stage

LNA and a 20 W power handling

switch in a dual channel

configuration. The second stage

LNA has an integrated bypass

mode. Power down and bypass

capability for the LNAs can be

controlled with control pins on

the module. ◄

GaN and LDMOS semiconductor

designs. GaN models exhibit

high efficiency in a smaller

package, and their performance

benefits are the most desirable

for broadband applications.

Highly efficient Class AB designs

feature 50-ohm input and

output matched ports, built-in

control and protection circuits,

and D-sub connectors for DC

bias, command control and

monitoring functions.

“These broadband, high-power

amplifiers are ideal for testand-measurement

applications,

as well as transmitting

RF signals for radar, military

radio, and telecommunication

systems”, said Tim Galla,

Senior Product Manager.

Pasternack



• 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 Warenzeichenund

Markenschutzgesetzgebung

als frei zu betrachten

sind und von jedermann

ohne Kennzeichnung verwendet

werden dürfen.

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Transmitter.

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