21.02.2023 Aufrufe

3-2023

Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

MEHR ANZEIGEN
WENIGER ANZEIGEN

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.

März 3/<strong>2023</strong> Jahrgang 28<br />

HF- und<br />

Mikrowellentechnik<br />

Schnellste und genaueste EMV- und<br />

Funk-Messungen bis 44 GHz<br />

Gauss Instruments, Seite 6<br />

SCHWERPUNKT EMV<br />

ab Seite 12<br />

®


PROPRIETARY TECHNOLOGIES<br />

LTCC Filter<br />

Innovations<br />

The Industry’s Widest Selection<br />

Ultra-High Rejection<br />

LEARN MORE<br />

• Rejection floor down to 100+ dB<br />

• Excellent selectivity<br />

• Built-in shielding<br />

• 1812 package style<br />

• Patent pending<br />

mmWave Passbands<br />

• Passbands to 50+ GHz<br />

• The industry’s widest selection of LTCC<br />

filters optimized for 5G FR2 bands<br />

• Growing selection of models for<br />

Ku- and Ka-band Satcom downlink<br />

• 1812 & 1008 package styles<br />

Substrate Integrated Waveguide<br />

• First commercially available<br />

SIW LTCC filter in the industry<br />

• Narrow bandwidth (~5%)<br />

and good selectivity<br />

• Internally shielded to prevent detuning<br />

• 1210 package style<br />

Integrated Balun-Bandpass Filters<br />

• Combine balun transformer and<br />

bandpass filter in a single device<br />

• Saves space and simplifies board layouts<br />

in ADCs, DACs and other circuits<br />

• 1210, 1008 & 0805 package styles<br />

DISTRIBUTORS


Editorial<br />

Warum zuverlässige Messungen<br />

immer wichtiger werden<br />

Tobias Rieger<br />

Leiter der Abteilung HF- und<br />

Mikrowellentechnik und<br />

Messtechnik bei<br />

Telemeter Electronic<br />

Nicht nur Sendeanlagen emittieren elektromagnetische<br />

Strahlung. Überall dort, wo Spannungen anliegen<br />

oder Ströme fließen, entstehen elektrische oder<br />

magnetische Felder. Darum sind etwa in der industriellen<br />

Produktion die Arbeitgeber verpflichtet, Personen<br />

vor solchen gesundheitsschädlichen Einwirkungen<br />

z.B. durch Sicherheitsabstände zu schützen. Dazu<br />

wird die Feldbelastung gemessen und nach geltenden<br />

Arbeitsschutzstandards bewertet.<br />

Die Belastung durch elektrische, magnetische oder<br />

elektromagnetische Felder lässt sich ausschließlich mit<br />

geeigneten Messgeräten feststellen. Denn Felder können nur<br />

eingeschränkt simuliert oder berechnet werden, da es in der<br />

Praxis meist schwer berechenbare Reflexionen gibt. Auch<br />

Schadstellen in Antennenleitungen können nur durch präzise<br />

Messungen erfasst werden.<br />

Elektrische und magnetische Feldstärke und magnetische<br />

Flussdichte sowie Leistungsdichte sind zu bestimmen.<br />

Normenkonforme Anforderungen wie eine Mittelwertbildung,<br />

Effektiv- und Spitzenwertbildung kommen ebenso hinzu<br />

wie die Forderung nach isotropen (richtungsunabhängig<br />

messenden) Sonden. Und praktische Funktionen wie<br />

Datenspeicher, Alarmfunktion, automatischer Nullabgleich<br />

und eine einfache Bedienung runden den Katalog ab.<br />

Beispielsweise werden nach dem Messen die Feldstärken<br />

der einzelnen Frequenzen bewertet. Moderne Messgeräte<br />

mit passenden Sonden erledigen dies automatisch in einem<br />

breiten Frequenzbereich.<br />

Der Markt bietet hier eine Palette von einfachen bis hin zu<br />

komplexen Geräten. Einfache Geräte zeigen die Belastung in<br />

Prozent vom Grenzwert an und können ohne Kenntnisse von<br />

Feldstärkegrenzwerten und Frequenzen verwendet werden.<br />

Die komplexen Geräte dienen zum breitbandigen Messen<br />

ganzer Frequenzbereiche, helfen beim Auffinden versteckter<br />

Signale, beim zuverlässigen Detektieren sehr kurzer Impulse<br />

oder beim Lokalisieren von Störsignalen.<br />

Was ich mit all dem sagen möchte: Gefahrpotentiale sicher<br />

erkennen, bewerten und negative Auswirkungen auf uns<br />

Menschen nachhaltig ausschließen, ist wichtiger denn je.<br />

Messtechnikexperten leisten hierzu einen entscheidenden<br />

Beitrag.<br />

Technische Beratung und Distribution<br />

Bauteile für<br />

EMV Anwendungen<br />

Breitband-HPAs bis zu 100 W<br />

Hochleistungs-Splitter-Combiner bis zu 100 W<br />

bis zu 80 Testkanäle<br />

Störstrahlungssichere<br />

HF-Verbindungen über<br />

Glasfaser bis 40 GHz<br />

PMX40 RF Power Meter<br />

Frequenzbereich 4 kHz bis 40 GHz<br />

Maximale Videobandbreite (VBW) 195 MHz<br />

Eff ektive Zeitaufl ösung 100 ps<br />

Mess- oder Erfassungsgeschwindigkeit<br />

100.000 Messungen/s<br />

Directional Couplers<br />

Frequenz 0.01 – 6500 MHz<br />

Leistung bis 5000 Watt CW<br />

Combiners<br />

Frequenz 0.01 – 6500 MHz<br />

Leistung bis 2000 Watt CW<br />

municom Vertriebs GmbH<br />

Traunstein · München<br />

EN ISO 9001:2015<br />

Mail: info@municom.de · Tel. +49 86116677-99<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 3


Inhalt 3/<strong>2023</strong><br />

Die ganze Bandbreite<br />

der HF-und MW-Technik<br />

High Power & Ultra Wideband Components for EMC Tesng<br />

Dual Direconal Coupler<br />

Frequency Range 300MHz 698MHz 1-3GHz 3-9GHz 9-10GHz<br />

Coupling Value 47.6dB typ 41.4dB typ 40dB 40dB 40dB<br />

Coupling Value Accuracy ± 2.0dB ± 1.5dB ± 1.2dB ± 1.2dB ± 1.4dB<br />

Inseron Loss max. 0.05dB 0.05dB 0.1dB 0.2dB 0.2dB<br />

Isolaon, min. 70dB 65dB 56dB 53dB 50dB<br />

Cross Coupled Isolaon, min 80dB 80dB 75dB 70dB 60dB<br />

Primary Return Loss 30dB 30dB 25dB 17dB 17dB<br />

Secondary Return Loss 28dB 28dB 16dB 13dB 6dB<br />

• Power Handling: 500W max.<br />

• Peak Power: 6kW max.<br />

• Direcvity: 15dB typ. (10dB at 10GHz)<br />

• VSWR: 1.25:1 typ.<br />

• Connector Type: N female main line,<br />

SMA female coupled ports<br />

März 3/<strong>2023</strong> Jahrgang 28<br />

HF- und<br />

Schnellste und genaueste EMV- und<br />

Funk-Messungen bis 44 GHz<br />

Gauss Instruments, Seite 6<br />

®<br />

Mikrowellentechnik<br />

Zum Titelbild:<br />

Schnellste und<br />

genaueste EMV- und<br />

Funk-Messungen<br />

bis 44 GHz<br />

Der neue digitale<br />

Messempfänger<br />

TDEMI Ultimate meistert alle<br />

aktuellen und zukünftigen<br />

Anforderungen an die<br />

EMV-Messtechnik. 6<br />

High Frequency Flexible Coaxial Cable Assemlies<br />

→ high performance assemblies with excellent Inseron<br />

Loss, VSWR and Phase Stability<br />

• Frequency Range: DC to 18GHz<br />

• Nominal Impedance: 50Ω<br />

• Shilding Effecveness: >90dB<br />

• Peak Power Handling: 10kW<br />

• Connectors: SMA, 7/16, TNC, SC, N<br />

Typical Aenuaon & Typical Average Power<br />

@ 25°C and Sea Level<br />

Frequency Aenuaon CW Power<br />

0.3 GHz 0.084 dB/m 3300 W<br />

1 GHz 0.145 dB/m 1900 W<br />

2 GHz 0.206 dB/m 1350 W<br />

4 GHz 0.295 dB/m 900 W<br />

6 GHz 0.365 dB/m 750 W<br />

8 GHz 0.425 dB/m 650 W<br />

10 GHz 0.479 dB/m 600 W<br />

12 GHz 0.528 dB/m 580 W<br />

14 GHz 0.574 dB/m 550 W<br />

16 GHz 0.617 dB/m 525 W<br />

18 GHz 0.657 dB/m 450 W<br />

Phase Stability vs Temperature (PPM)<br />

Temperature(°C)<br />

EMC - fl ex 7.8 series<br />

Customized<br />

assemblies<br />

on request<br />

www.tactron.de • info@tactron.de<br />

Zum Verständnis der harmonisierten Normen<br />

der EMV-Richtlinie<br />

Fast alle Hersteller, die elektrische und elektronische Produkte<br />

oder Komponenten für die Verwendung in der Europäischen<br />

Union anbieten, müssen gemäß den Rechtsvorschriften<br />

zur CE-Kennzeichnung die EMV-Richtlinie 2014/30/EU<br />

einhalten. 42<br />

Rubriken:<br />

3 Editorial<br />

4 Inhalt<br />

6 Titelstory<br />

12 Schwerpunkt<br />

EMV<br />

48 Antennen<br />

50 5G/6G und IoT<br />

56 Software<br />

58 Messtechnik<br />

65 Bauelemente und<br />

Baugruppen<br />

70 Verstärker<br />

72 RF & Wireless<br />

78 Impressum<br />

Verstärker für EMV-Tests<br />

richtig auswählen<br />

Die richtige Auswahl des EMV-<br />

Verstärkers ist ein wichtiger Schritt,<br />

TACTRON ELEKTRONIK GmbH & Co. KG<br />

um die geforderten HF-Pegel in<br />

Lochhamer Schlag 5 ▪ D-82166 Gräfelfi ng<br />

guter Qualität zu erreichen. 14<br />

Tel.: +49 (0)89 89 55 69 0 ▪ Fax: +49 (0)89 89 55 69 29<br />

4 4<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


nRF7002 Companion IC and nRF7002 Development Kit<br />

Nordic Semiconductor announced availability of the nRF7002 companion IC and<br />

nRF7002 Development Kit, enabling developers to easily create innovative, low power<br />

WiFi 6 IoT applications. 78<br />

Bedeutung von Wireless-Koexistenz-<br />

Tests für vernetzte medizinische<br />

Geräte<br />

Unternehmen geben Milliarden von<br />

Dollar für einen schnelleren Zugang zu<br />

Informationen aus, und die Verbraucher<br />

zahlen jedes Jahr mehr für schnellere Geräte.<br />

Die Mobilfunkbetreiber haben diesen Trend<br />

erkannt und sind von reinen Sprachnetzen<br />

zu datenzentrierten Diensten übergegangen,<br />

wobei sie verstärkt auf die gemeinsame<br />

Nutzung von Frequenzen setzen. 36<br />

Visit us at stand 3/310<br />

embedded world<br />

Triaxialverfahren klärt<br />

elektromagnetisches Verhalten<br />

von Kabelschirmen<br />

Seit über 90 Jahren gibt es das Triaxialverfahren<br />

in der Messtechnik. Hintergrund des<br />

Verfahrens: Um die Koexistenz verschiedener<br />

elektronischer Anwendungen in einer<br />

gemeinsamen Umgebung zu gewährleisten,<br />

müssen diese gegen elektromagnetische<br />

Störungen geschützt sein. 28<br />

Stoßspannungsprüfung von<br />

Elektrofahrzeug-DC-Ladestationen<br />

Dieser Artikel beleuchtet eine alte Herausforderung, die<br />

aber in der EMV-Test-Welt weitgehend unbekannt ist. 19<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 5<br />

5


Titelstory<br />

Schnellste und genaueste EMV- und<br />

Funk-Messungen bis 44 GHz<br />

Der neue digitale Messempfänger TDEMI Ultimate meistert alle aktuellen und zukünftigen Anforderungen<br />

an die EMV-Messtechnik.<br />

den Produktnormen durchführen<br />

und deren Grenzwerte einhalten<br />

zu können. Externe Vorverstärker<br />

bedeuten jedoch wiederum<br />

zusätzliche Unsicherheiten,<br />

erzeugen Oberwellen von Eingangssignalen<br />

und können übersteuert<br />

werden.<br />

ADCs, FPGAs und MMICs<br />

kombiniert<br />

Die neue TDEMI-Ultimate-Serie<br />

kombiniert neueste ADC-Technologie<br />

mit leistungsfähigsten<br />

FPGAs und modernsten MMICs<br />

bis 44 GHz. Sie verfügt standardmäßig<br />

über 345 MHz Quasipeak-<br />

Echtzeitbandbreite und kann<br />

auf 685 und 1000 MHz Echtzeitbandbreite<br />

für Quasipeak-<br />

Messungen aufgerüstet werden.<br />

Autoren:<br />

Stephan Braun und Arnd Frech<br />

GAUSS INSTRUMENTS<br />

International GmbH<br />

www.gauss-instruments.com<br />

EMV- und auch Funk-Messungen<br />

stellen sich immer höhere<br />

Anforderungen. So wurde mit<br />

der TDEMI G Serie 2007 erstmalig<br />

eine Echtzeitbandbreite<br />

von 162 MHz mittels patentierter<br />

Technologien eingeführt und im<br />

Rahmen der Eröffnung des neuen<br />

VDE-EMV-Prüflabors 2008<br />

dem Publikum vorgestellt. Dieser<br />

Ansatz des digitalen Messempfängers<br />

wurde in den letzten<br />

Jahren einerseits hinsichtlich der<br />

Echtzeitbandbreite auf 685 MHz<br />

erweitert und andererseits mittels<br />

neuer noch leistungsfähigerer<br />

ADCs, FPGAs sowie neuer<br />

Millimeterwellen-IC sowohl die<br />

Messgenauigkeit als auch der<br />

Spurious-Free-Dynamic-Range<br />

nochmals signifikant erweitert.<br />

Der Einsatz dieser patentierter<br />

Technologien garantiert zum<br />

einen die Einhaltung der Normen<br />

CISPR, ANSI, FCC, MIL-<br />

461, DO-160 usw. und gleichzeitig<br />

eine maximale Messgeschwindigkeit<br />

durch große<br />

Echtzeitbandbreite. Die Patente<br />

umfassen z.B. Technologien zur<br />

Echtzeit-Signalverarbeitung,<br />

lückenlose FFT, Erhöhung der<br />

Dynamik oder auch Spurious-<br />

Unterdrückung.<br />

Was passiert aktuell?<br />

Derzeit wird die CISPR-16-<br />

Normenreihe auf den Frequenzbereich<br />

bis 40 GHz erweitert [3],<br />

von zuvor maximal 18 GHz. Die<br />

Erweiterung umfasst wiederum<br />

neue Anforderungen an Messempfänger.<br />

So müssen diese<br />

auch im Echtzeitmodus über<br />

den gesamten Frequenzbereich<br />

eine Amplitudengenauigkeit von<br />

±2 dB sowie ein VSWR von 3<br />

einhalten. Konventionelle Messempfänger/Spektrumanalyzer<br />

mit YIG-Preselektor erfüllen die<br />

neuen Werte nur eingeschränkt<br />

und das führt dazu, dass zum<br />

einen die Messgeschwindigkeit<br />

sehr begrenzt sowie zum anderen<br />

die Sensitivität zu gering<br />

ist, um ohne externen Vorverstärker<br />

EMV-Messungen nach<br />

Darüber hinaus sind Echtzeitmessungen<br />

von mehreren GHz<br />

mit den Detektoren Peak und<br />

Average möglich. Diese Echtzeitmessungen,<br />

welche selbstverständlich<br />

bei 0 dB Abschwächer-Einstellung<br />

und mehreren<br />

GHz Bandbreite bereits die<br />

Anforderungen der neuesten<br />

CISPR 16-1-1 einhalten, ermöglichen<br />

es, normkonforme EMV-<br />

Messungen höchst präzise und<br />

mit sehr hoher Geschwindigkeit<br />

über sämtliche Winkelpositionen<br />

durchzuführen.<br />

Emissionsmessungen bis 40<br />

GHz, welche in den zukünftigen<br />

Normen bereits spezifiziert werden,<br />

benötigen entsprechende<br />

Messtechnik. Dabei ergeben sich<br />

zum einen Herausforderungen<br />

bezüglich der Messgenauigkeit<br />

und des Rauschbodens sowie der<br />

Genauigkeit bei der Erfassung<br />

der Richtcharakteristiken. Im<br />

Folgenden werden die wesentlichen<br />

Herausforderungen und<br />

Lösungen für zukünftige Emissionsmessungen<br />

oberhalb von<br />

18 und bis 40 GHz vorgestellt.<br />

6 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


Titelstory<br />

CISPR 16-1-1:2019 ANSI C63.2 CISPR 16-1-1/AMD1/FRAG1 ED5<br />

Maximal Abweichung +/- 2.5dB +/- 2dB +/- 2dB<br />

Sinussignale<br />

1-18 GHz<br />

Maximal Abweichung - +/- 2dB +/- 2dB<br />

Sinussignale<br />

18-40 GHz<br />

VSWR 1-18 GHz 2.0:1(10dB), 3:1(0dB) 3:1 2.5:1(10dB), 3:1(0dB)<br />

VSWR 18-40 GHz - 3:1 2.5:1(10dB), 3:1(0dB)<br />

Tabelle 1: Wesentliche Anforderungen der CISPR 16-1-1 und ANSI C63.2<br />

Normative Herausforderungen<br />

Im sog. Commitee Draft (CD)<br />

zur CISPR 16-1-1 „CISPR<br />

16-1-1/AMD1/FRAG1 ED5:<br />

Amendment 1 – Fragment 1:<br />

18-40 GHz Instrumentation“<br />

werden einerseits die Spezifikationen<br />

an den Messempfänger im<br />

Bereich 1...18 GHz mit der aktuellen<br />

ANSI-63.2-Norm harmonisiert<br />

und andererseits gleichzeitig<br />

auf 40 GHz erweitert.<br />

Die wesentlichen Anforderungen<br />

sind in Tabelle 1 dargestellt.<br />

Im Gegensatz zur Bestimmung<br />

der Messunsicherheit mit<br />

Vertrauensbereich ist bei der<br />

CISPR 16-1-1 und in ANSI<br />

die Abweichung so definiert,<br />

dass es sich um die maximal<br />

zulässige Abweichung handelt.<br />

Dies bedeutet, dass ein Messempfänger<br />

in der Praxis in all<br />

jenen Betriebsarten, in welchen<br />

er für voll normkonforme (Full<br />

Compliance) Messungen verwendet<br />

wird, diese maximal<br />

zulässige Abweichung exakt<br />

einhalten muss. Das tatsächliche<br />

Toleranz band für einen Messempfänger<br />

verkleinert sich nochmals<br />

durch die typischen Messun<br />

sicherheiten der Kalibrierlabore<br />

von ca. 0,5 dB, sodass<br />

effektiv die Abweichung nun<br />

deutlich unterhalb von ±1,5 dB<br />

bis 40 GHz sein muss.<br />

Bei konventionellen Empfängern<br />

wird typischerweise bei<br />

der Genauigkeit der Betriebsart<br />

FFT-based meist nicht genauer<br />

spezifiziert, ebenso in vielen<br />

Fällen die Einstellung „0 dB<br />

Abschwächer“. Es wird zudem<br />

typsicherweise darauf hingewiesen,<br />

dass die Spezifikation<br />

nur 16 dB oberhalb des Rauschbodens<br />

verbindlich ist. Weitere<br />

Einschränkungen bzgl. der Genauigkeit<br />

werden außerdem<br />

noch in der Form spezifiziert,<br />

dass der zu messende Bereich<br />

(Span) maximal 1 GHz betragen<br />

darf.<br />

Bei Emissionsmessungen bis<br />

40 GHz ist es aber besonders<br />

vorteilhaft, wenn ein Messempfänger<br />

sehr große Bänder,<br />

idealerweise mehrere GHz in<br />

Echtzeit messen kann. Auch<br />

sollte der Rauschboden möglichst<br />

niedrig sein und die sog.<br />

CISPR Indication Range idealerweise<br />

bereits 6 dB über dem<br />

Rauschboden beginnen. Des<br />

Weiteren sollte eine Messung<br />

mit 0 dB Abschwächer möglich<br />

sein, um einen möglichst niedrigen<br />

Rauschboden zu erhalten.<br />

Die Unterdrückung von Images<br />

sollte auch im Echtzeitmodus<br />

gemäß ANSI erfüllt sein und<br />

darüber hinaus sollten stets die<br />

Anforderungen an die Messgenauigkeit<br />

eingehalten werden.<br />

In Tabelle 2 ist ein Vergleich der<br />

Anforderungen mit den Leistungsdaten<br />

von einem höchstperformanten<br />

konventionellen<br />

Empfänger mit YIG-Preselektor<br />

gegenüber dem TDEMI Ultimate<br />

dargestellt. Die Tabelle<br />

zeigt somit, dass ein konventioneller<br />

Empfänger, sofern<br />

man keinen Realtime-Modus<br />

benutzt und der Abschwächer<br />

auf über 10 dB eingestellt ist,<br />

die Anforderungen der CISPR<br />

16-1-1 nach heutigem Stand<br />

einhält. Auch zukünftig können<br />

bei hochperformanten konventionellen<br />

Empfängern z.B. bei<br />

reduzierter Dynamik weiterhin<br />

die Anforderungen bis 18 GHz<br />

eingehalten werden.<br />

Echtzeitmessungen sind mit konventioneller<br />

Technik nicht normkonform,<br />

da die Unterdrückung<br />

von Spurious nicht ausreichend<br />

ist und auch die Messgenauigkeit<br />

nicht ausreichend ist. Für<br />

Messungen bis 40 GHz können<br />

somit solche Messgeräte nicht<br />

mehr ohne weiteres eingesetzt<br />

werden. Die typische maximale<br />

Abweichung von 3,55 dB überschreitet<br />

die Toleranz von ±2 dB<br />

deutlich.<br />

Diese maximale Abweichung<br />

entsteht dadurch, dass in konventionellen<br />

Empfängern zum<br />

einen der YIG-Preselektor ein<br />

hohes Maß an Messunsicherheit<br />

aufgrund von starker Temperaturabhängigkeit<br />

und Hysterese<br />

aufweist und eine Vielzahl von<br />

analogen Stufen hochempfindlich<br />

auf Temperaturveränderungen<br />

reagiert.<br />

CISPR und ANSI<br />

Anforderungen<br />

Konventioneller High Performance<br />

Empfänger<br />

TDEMI Ultimate<br />

Messgenauigkeit 18<br />

GHz<br />

Messgenauigkeit 40<br />

GHz<br />

VSWR bis 40 GHz<br />

(0dB Abschächer)<br />

VSWR bis 40 GHz<br />

(10dB Abschächer)<br />

+/- 2dB Frequency Response: 1.5 dB<br />

Linearity 0.35 dB<br />

Displaylevel: 0.2 dB (0.1 dB 70dB Dynamik)<br />

Total: 2.05 dB (Abschwächer > 10dB)<br />

+/- 2dB Frequency Response: 3 dB<br />

Linearity 0.35 dB<br />

Displaylevel: 0.2 dB<br />

Total: 3.55 dB (Abschwächer > 10dB)<br />

2.5:1 2.5:1 2.0:1<br />

3.0:1 3.0:1 3.0:1<br />

Total: +/- 2dB<br />

Mit Guardbanding +/- 1.5 dB<br />

(Abschwächer 0-70dB)<br />

Total: +/- 2dB<br />

Mit Guardbanding +/- 1.5 dB<br />

(Abschwächer 0-70dB)<br />

Tabelle 2: Vergleich konventioneller Empfänger vs. TDEMI Ultimate<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 7


Titelstory<br />

Bild 1: TDEMI Ultimate: Messung CISPR-16-1-1-Puls über eine<br />

Echtzeitbandbreite von 1 GHz<br />

Das leistet der neue<br />

TDEMI Ultimate<br />

Beim neuen TDEMI Ultimate<br />

hingegen ist für alle Abschwächereinstellungen<br />

die Genauigkeit<br />

von ±2 dB auch mit Guardbanding<br />

eingehalten. Dies gilt<br />

bei 0 dB und allen weiteren<br />

Abschwächer einstellungen<br />

bereits 6 dB über dem Rauschboden<br />

und sowohl beim Stepped-<br />

Scan-Modus als auch bei der<br />

normkonformen FFT-basierten<br />

Echtzeitmessung. Diese deutlich<br />

verringerte Messunsicherheit<br />

wird beim TDEMI Ultimate<br />

dadurch realisiert, dass ein<br />

Großteil der Signalverarbeitung<br />

volldigitalisiert in Gleitkommaarithmetik<br />

erfolgt. Des Weiteren<br />

werden sehr hochauf lösende<br />

ADCs sowie modernste MMIC<br />

verwendet, welche eine sehr<br />

hohe Langzeitstabilität haben<br />

und eine deutlich geringere<br />

Temperaturempfindlichkeit aufweisen.<br />

Gemäß CISPR 16-1-1 ist für<br />

Messungen mit dem Quasipeak<br />

Detektor von 30 MHz bis<br />

1 GHz eine ZF-Dynamik von<br />

mindestens 43.5 dB erforderlich.<br />

Konventionelle Empfänger<br />

verwenden üblicherweise<br />

Bänder von ca. 30 MHz um die<br />

Dynamik zu erweitern. Dies ist<br />

mit dem Nachteil verbunden,<br />

dass die Messzeit für Band C/D<br />

ca. 1 min dauert. Werden die<br />

Bänder parallel implementiert,<br />

besteht der Nachteil darin, dass<br />

die Sensitivität des Empfängers<br />

reduziert wird. Ein weiterer<br />

Nachteil hierbei sind Stufen<br />

im Rauschboden. In den meisten<br />

Fällen ist die Einhaltung<br />

der CISPR-16-1-1-Pulse nur<br />

mit einer Abschwächereinstellung<br />

von >10 dB bei konventioneller<br />

Technologie möglich,<br />

was allerdings für gestrahlte<br />

Emissionsmessungen bedeutet,<br />

dass zusätzlich externe Vorverstärker<br />

verwendet werden<br />

müssen. Externe Vorverstärker<br />

verfügen allerdings nicht über<br />

genügend Pulsdynamik, so dass<br />

es zu weiteren Einschränkungen<br />

kommen kann.<br />

Beim TDEMI Ultimate wird hingegen<br />

für den Bereich 30 MHz<br />

bis 1 GHz bei einer Echtzeitmessung<br />

ein ZF-Dynamikbereich<br />

von mehr als 50 dB erreicht.<br />

Dies bei einer Abschwächereinstellung<br />

0 dB sowie dem<br />

CISPR-Normimpuls mit einer<br />

Bandbreite von mehr als 1 GHz.<br />

Wird der Normimpuls für Band<br />

C angelegt, so erhöht sich nochmal<br />

die ZF-Dynamik in diesem<br />

Bereich auf ca. 62 dB. Für pulsmodulierte<br />

Signale ist die ZF-<br />

Dynamik ca. 100 dB.<br />

Das Ergebnis einer beispielhaften<br />

Puls-Messung mit dem<br />

TDEMI Ultimate und einem<br />

Kalibrier-Impulsgenerator des<br />

Herstellers Schwarzbeck ist in<br />

Bild 1 gezeigt. Es ist zu erkennen,<br />

dass die ZF-Dynamik für<br />

einen Breitbandpuls von 1 GHz<br />

mehr als 50 dB beträgt und somit<br />

die CISPR 16-1-1 vollständig<br />

in dieser Betriebsart eingehalten<br />

wird.<br />

Normkonforme<br />

MultiGHz-Echtzeitmessung<br />

Bild 2 stellt eine Echtzeitmessung<br />

im Bereich 1...6 GHz dar.<br />

Über diesen spektralen Bereich<br />

sind die unterschiedlichen Funkkanäle<br />

zu erkennen. Dies kann<br />

zum einen für EMV-Messungen<br />

eingesetzt werden, um den Prüfling<br />

bezüglich seiner Richtcharakteristik<br />

zu vermessen. Des<br />

Weiteren sind im Echtzeit modus<br />

auch Funkmessungen möglich.<br />

Dabei können z.B. Parameter<br />

wie Occupied Bandwidth,<br />

Kanal- und Nebenkanalleistung<br />

sowie Pulsbreite und Pulshöhe<br />

von Funksignalen gemäß den<br />

ETSI-Standards erfolgen. In Bild<br />

2 ist auch der zeitliche Verlauf an<br />

einem ausgewählten Frequenzpunkt<br />

dargestellt. Parallel dazu<br />

erfolgt die Messung von Pulspaketen<br />

im Zero-Span mit 50<br />

MHz Kanalbandbreite.<br />

Der Vorteil einer solchen Echtzeitmessung<br />

besteht darin, dass<br />

zum einen fluktuierende Signale<br />

korrekt und zuverlässig gemessen<br />

werden und zum anderen im<br />

Zusammenspiel mit Drehtisch<br />

und Antennenmast Emissionsmessungen<br />

deutlich beschleunigt<br />

werden. EMV-Messungen<br />

oberhalb 1 GHz bedeuten aufgrund<br />

von sehr scharfen Richtcharakteristiken<br />

derzeit einen<br />

sehr hohen Aufwand beim Einsatz<br />

konventioneller Technologie.<br />

Durch den Einsatz der<br />

Echtzeitmessung über mehrere<br />

GHz kann dieser Aufwand signifikant<br />

reduziert und die Messung<br />

nachhaltig beschleunigt werden.<br />

Gleichzeitig verfügt das TDEMI<br />

Ultimate über eine sehr hohe<br />

Messgenauigkeit und über einen<br />

sehr niedrigen Rauschboden der<br />

bei ca. 172 dBm/Hz liegt, sodass<br />

solche Messungen problemlos<br />

ohne externen Vorverstärker<br />

erfolgen können – wie bei der<br />

vorliegenden Messung gezeigt.<br />

Automatisierung<br />

der Emissionsmessungen<br />

Der Einsatz der TDEMI-Technologie<br />

und Messgeräte kann die<br />

Messgeschwindigkeit und Effizienz<br />

existierender Prüfabläufe<br />

somit deutlich erhöhen. Mittels<br />

dem Zusatz-Tool accessTDEMI<br />

ist es außerdem ganz einfach<br />

möglich, die TDEMI Messsysteme<br />

in bereits existierende<br />

Prüfumgebungen mit vorhandener<br />

Fernsteuer-Software und<br />

in Prüfabläufe zu integrieren –<br />

Stichwort Plug&Play.<br />

Es ergeben sich dadurch viele<br />

signifikante Vorteile. Die patentierte<br />

Technologie, welche eine<br />

exakte Übereinstimmung zwischen<br />

klassischem und FFTbasierendem<br />

Messverfahren<br />

Bild 2: Emissionsmessung von Funksignalen im Bereich 1...6 GHz<br />

8 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


Benchtop Echtzeit-Spektrumanalysator<br />

Tragbares HF-Messlabor mit zwei 4K Bildschirmen<br />

∙ 980 MHz RTBW | 10 ns POI | > 4 THz/s Sweep | -170 dBm/Hz DANL (4 dB NF)<br />

∙ 24/7 IQ-Streaming, Speicherung und Wiedergabe (bis zu 120 TB SSD)<br />

∙ RTSA-Suite PRO Software vorinstalliert (Windows oder Linux)<br />

∙ 4 integrierte I/Q Vektor-/Tracking-Generatoren<br />

The world of SPECTRAN® V6 CC<br />

V6 CC V6 CC PRO V6 CC EE<br />

· Range: 10 MHz - 8 GHz<br />

· I/O: 1 x Rx | 0 x Tx<br />

· RTBW RX: 160 MHz<br />

· RTBW TX: -<br />

· Sweep: 730 GHz/s<br />

· IQ POI: 15 ns<br />

· DANL: -165 dBm/Hz<br />

· Range: 10 MHz - 8 GHz<br />

· I/O: 4 x Rx | 2 x Tx<br />

· RTBW RX: 320/490 MHz<br />

· RTBW TX: 320/490 MHz<br />

· Sweep: 1460/2200 GHz/s<br />

· IQ POI: 10/15 ns<br />

· DANL: -170 dBm/Hz<br />

· Range: 10 MHz - 8 GHz<br />

· I/O: 8 x Rx | 4 x Tx<br />

· RTBW RX: 640/980 MHz<br />

· RTBW TX: 640/980 MHz<br />

· Sweep: 2920/4400 GHz/s<br />

· IQ POI: 15/10 ns<br />

· DANL: -170 dBm/Hz<br />

Gewerbegebiet Aaronia AG II<br />

Dorfstraße 10a<br />

54597 Strickscheid, Germany<br />

Tel.: +49 6556 900310<br />

Fax: +49 6556 900319<br />

E-Mail: mail@aaronia.de<br />

aaronia-shop.com/cc<br />

MADE IN GERMANY


Titelstory<br />

Bild 3: Richtcharakteristik eines Kammgenerators 1...1,5 GHz<br />

Bild 4: Richtcharakteristik eines Kammgenerators 3...3,5 GHz<br />

Bild 5: Richtcharakteristik eines Kammgenerators 5,5...6 GHz<br />

garantiert, ermöglicht den Einsatz<br />

des FFT-basierenden Messverfahrens<br />

natürlich auch für<br />

Vor- und Nachmessungen wie<br />

in der Vergangenheit üblicherweise<br />

oftmals durchgeführt, um<br />

Messzeit einzusparen. Durch<br />

schnelle Scans, wie z.B. beim<br />

TDEMI Ultimate, für Quasipeak-Messung<br />

in den CISPR-<br />

Bändern A und B mit jeweils 1 s<br />

Verweildauer, wird die automatisierte<br />

Emissionsmessung mit<br />

und auch ohne Datenreduktion<br />

äußerst effizient und genau. Die<br />

MultiGHz-Echtzeitmessung ist<br />

ebenfalls möglich, um Vor- und<br />

Nachmessung bei den bereits im<br />

Labor etablierten Verfahren 1:1<br />

umzusetzen, die Messung dabei<br />

aber deutlich zu beschleunigen.<br />

Eine weitere Steigerung der<br />

Messgeschwindigkeit ist durch<br />

die Automatisierungssoftware<br />

EMI64k möglich.<br />

Herausforderungen bei<br />

Emissionsmessungen bis 40 GHz<br />

EMI64k unterstützt sämtliche<br />

Betriebsarten und Echtzeitmöglichkeiten<br />

der TDEMI-<br />

Messgeräte. So können auch<br />

die konventionellen und FFTbasierenden<br />

Betriebsarten<br />

wie Receiver und Spectrum-<br />

Analyzer ferngesteuert und<br />

wie gewohnt genutzt werden.<br />

Aufgrund der hohen Messgeschwindigkeit<br />

werden diese<br />

sogar sowohl für kontinuierliches<br />

als auch schrittweises<br />

Drehen des Drehtisches unterstützt.<br />

Die Betriebsarten Spectrogram<br />

(Echtzeit-Messempfänger)<br />

und RT-Analyzer können<br />

sowohl zur Messung eines<br />

Prüflings über der Zeit z.B. zum<br />

Monitoring genutzt werden als<br />

auch in Kombination mit kontinuierlichem<br />

Bewegen von<br />

Drehtisch und Antennenmast.<br />

Entscheidend für die mögliche<br />

Drehgeschwindigkeit sind die<br />

Faktoren der zu erreichenden<br />

Winkelauflösung sowie der<br />

Messzeit pro Spektrum.<br />

Bei einer Emissionsmessung<br />

nach CISPR 32 beispielsweise<br />

und einer Messung von 1 bis 6<br />

GHz mit kontinuierlicher Bewegung<br />

des Drehtisches ergibt sich<br />

für eine Drehgeschwindigkeit<br />

von 1 U/min eine Winkelauflösung<br />

von 0,6°. Die typische<br />

zeitliche Auflösung bei der Verwendung<br />

des TDEMI Ultimate<br />

beträgt ca. 100 ms. Bei einer<br />

typischen Messung von 6 bis 18<br />

GHz ergibt sich für die gleiche<br />

Messung eine Winkelauflösung<br />

von ca. 1,5°.<br />

Verwendet man die Echtzeit-<br />

Betriebsart für den Höhen-Scan<br />

und führt diesen z.B. im Bereich<br />

von 1 bis 4 m innerhalb von 30 s<br />

aus, so erhält man für 1...6 GHz<br />

eine Auflösung von 1 cm und<br />

für 6...18 GHz ca. 2,5 cm. Diese<br />

Auflösungen sind um Faktor 10<br />

höher als mit konventionellen<br />

Messgeräten. Gleichzeitig wird<br />

die Beobachtungszeit um Faktor<br />

100 und mehr verkürzt und<br />

die gesamte Messzeit dabei um<br />

Faktor ca. 10 reduziert.<br />

10 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


Titelstory<br />

Bild 3 veranschaulicht dies<br />

am Beispiel der Richtcharakteristik<br />

eines Kammgenerators<br />

im Bereich 1...1,5 GHz. Die<br />

Winkelauflösung beträgt hier<br />

ca. 0,5°. Man kann anhand der<br />

3D-Richtcharakteristik erkennen,<br />

dass in diesem Fall noch<br />

durchaus eine Winkelauflösung<br />

von 10° mit zusätzlicher Messunsicherheit<br />

die Möglichkeit<br />

bieten würde, die Maxima zu<br />

finden. Zu höheren Frequenzen<br />

hin wird die Richtcharakteristik<br />

ausgeprägter, sodass eine Auflösung<br />

von ca. 4° nötig ist, um<br />

die Maxima zu finden. In Bild<br />

4 ist die Emission des Kammgenerators<br />

nun für 3...3,5 GHz<br />

dargestellt. Zwischen 5,5 und 6<br />

GHz (Bild 5) wiederum zeigt<br />

sich, dass aufgrund der Richtcharakteristik<br />

eine Auflösung<br />

von ca. 1° benötigt wird.<br />

Die genannten Anforderungen<br />

können durch das Zusammenspiel<br />

von EMI64k und TDEMI<br />

Ultimate vollständig erfüllt werden.<br />

Die vollständige hochpräzise<br />

Erfassung von Signalen<br />

und Störungen in Kombination<br />

mit kurzen Messzeiten wird<br />

dabei mit der MultiGHz-Echtzeitmessung<br />

sichergestellt. Die<br />

Kombination des patentierten<br />

normkonformen realtime-FFTbasierenden<br />

Verfahren mit weiteren<br />

technologischen herausragenden<br />

Lösungen wie der<br />

Echtzeitsynchronisation mit<br />

Drehtisch und Antennenmast<br />

setzt wiederum neue Maßstäbe<br />

für EMV-Messungen. Ein weiterer<br />

wesentlicher Vorteil besteht<br />

darin, dass beim Zusammenspiel<br />

von EMI64k und TDEMI<br />

Ultimate sowohl die Messtechnik<br />

als auch das Verfahren die<br />

zukünftigen Normen (CISPR<br />

und ANSI) bereits heute vollständig<br />

einhalten und aufgrund<br />

der hohen Messgenauigkeit und<br />

Dynamik die Qualität der Messung<br />

erheblich gesteigert wird.<br />

Um auch die notwendigen Dokumentationsvorschriften<br />

einzuhalten,<br />

verfügt die EMI64k über<br />

leistungsfähige Methoden zur<br />

Datenreduktion und Erzeugung<br />

von Prüfberichten. Auf Basis der<br />

vorhandenen Messdaten können<br />

jederzeit Ergebnisse z.B. in<br />

Excel oder andere Formate und<br />

Programme übertragen werden.<br />

Es lassen sich mittels Libre Office<br />

oder Microsoft Office auch<br />

eigene Reports automatisiert<br />

erzeugen. Bild 6 zeigt hierzu<br />

die Benutzeroberfläche mit Verwendung<br />

der Markerliste und<br />

3D-Exportfunktion zur Erstellung<br />

von Videos der zuvor aufgenommenen<br />

Prüflingsemission.<br />

Zusammenfassung<br />

Die Erweiterung der CISPR<br />

16-1-1 bis 40 GHz bedeutet neue<br />

Anforderungen an die EMV-<br />

Messtechnik, z.B. eine weiter<br />

reduzierte Messunsicherheit.<br />

Das neue TDEMI Ultimate ist<br />

das erste Messsystem, welches<br />

die Vorteile der Digitalisierung<br />

vollständig nutzt und damit eine<br />

Reihe von Vorteile bietet. Neben<br />

der verbesserten Messgenauigkeit<br />

können mehrere GHz in<br />

Echtzeit gemessen und gleichzeitig<br />

eine hohe Sensitivität und<br />

Dynamik erreicht werden. Unter<br />

1 GHz kann man ab 30 MHz<br />

nun auch mit dem Quasipeak-<br />

Detektor (Option 1000M-UG)<br />

in einem Stück messen. Die<br />

sich daraus ergebenden Möglichkeiten<br />

für Funk- und EMV-<br />

Messungen lassen sich mit der<br />

EMI64k vorteilhaft nutzten,<br />

um Prüfabläufe signifikant zu<br />

vereinfachen und Messzeiten<br />

drastisch zu verkürzen. Die<br />

TDEMI-Messsysteme können<br />

auch mit anderen Automatisierungssoftware-Lösungen<br />

kombiniert<br />

werden, welche z.B. noch<br />

auf die konventionellen Verfahren<br />

setzen. Auch dann sinken<br />

die Prüfzeiten deutlich und die<br />

Messqualität erhöht sich. Selbstverständlich<br />

kann die Technologie<br />

neben EMV-Messungen auch<br />

für zahlreiche weitere Messverfahren<br />

des Funkmessbereichs<br />

eingesetzt werden und bietet<br />

auch bei diesen Messungen die<br />

zuvor beschriebenen Vorteile<br />

und Vereinfachungen.<br />

Literatur<br />

[1] S. Braun und A. Frech: 645<br />

MHz Echtzeitbandbreite für<br />

Full-Compliance-Messungen<br />

mit dem TDEMI X, hf-praxis<br />

3/2016, S. 44ff, www.beam-verlag.de/app/download/24071892/<br />

HF-Praxis+3-2016+III.pdf<br />

Bild 6: EMI64k mit Markerliste und 3D-Exportfunktion<br />

[2] CISPR16-1-1 Ed 3.1, Specification<br />

for radio disturbance<br />

and immunity measuring apparatus<br />

and methods Part 1-1:<br />

Radio disturbance and immunity<br />

measuring apparatus – Measuring<br />

apparatus. International<br />

Electrotechnical Commission,<br />

2010<br />

[3] IEC, CIS/A/1381/CD:2022-<br />

09 - CISPR 16-1-1/AMD1/<br />

FRAG1 ED5 - CISPR 16-1-1/<br />

AMD1/FRAG1 ED5: Amendment<br />

1 - Fragment 1: 18-40 GHz<br />

Instrumentation<br />

[4] MIL 461 G, Requirement<br />

for the control of electromagnetic<br />

interference characterization<br />

of sub systems and equipment,<br />

Department of Defence, 2015<br />

[5] ANSI 63.2 American National<br />

Standard for Electromagnetic<br />

Noise and Field Strength Instrumentation,<br />

10 Hz to 40 GHz<br />

Specifications<br />

[6] ANSI/ISO/IEC 17025 General<br />

Requirements for the competence<br />

of testing and calibration<br />

laboratories<br />

[7] S. Braun und A. Frech:<br />

Anwendung der EMV-Zeitbereichsmesstechnik<br />

für Schienenfahrzeuge<br />

und E-Mobility,<br />

emv 2016 – Internationale Fachmesse<br />

und Kongress für Elektromagnetische<br />

Verträglichkeit,<br />

Düsseldorf, 2016, ausgezeichnet<br />

mit dem BEST PAPER AWARD<br />

2016<br />

[8] Bundesamt für Kommunikation<br />

BAKOM, Abteilung<br />

Konzessionen und Frequenzmanagement<br />

KF, Sektion Elektromagnetische<br />

Verträglichkeit<br />

EMV: Testkonzession und Messungen<br />

adaptive Antennen, September<br />

2020<br />

[9] S. Braun und A. Frech:<br />

Höchste Prüfqualität von EMV-<br />

Messungen durch normgerechte<br />

Messung an allen Frequenzen,<br />

SMT emv-esd, November 2016,<br />

S. 44ff<br />

[10] VDE: Digitalisierung störfrei:<br />

VDE-Institut eröffnet neue<br />

Prüfhalle für Funkentstörung und<br />

EMV, 14.9.2018, www.vde.com/<br />

de/presse/vde-eroeffnet-neueemv-vollabsorber-halle<br />

[11] S. Braun: Using the FFTbased<br />

measuring Instrument<br />

for Radiated EMI Testing, Procedures<br />

and Full Automation,<br />

IEEE EMC Chapter Meeting,<br />

Cedar Park, January 2019<br />

[12] S. Braun and A. Frech:<br />

Real-Time FFT-Based EMI<br />

Measurement for MIL461G,<br />

CISPR and ANSI, Theory and<br />

Practical Application, IEEE<br />

EMC Symposium, New Orleans,<br />

July 2019 ◄<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 11


SCHWERPUNKT<br />

EMV<br />

EMV <strong>2023</strong> in Stuttgart mit über 100 Ausstellern<br />

Mesago Messe Frankfurt<br />

www.messefrankfurt.com<br />

Die Fachmesse für elektromagnetische Verträglichkeit<br />

öffnet vom 28. bis 30.3.<strong>2023</strong><br />

wieder ihre Tore in Stuttgart bei hoher<br />

Ausstellerbeteiligung. Interessierte haben<br />

nun die Möglichkeit, Tickets zu erwerben<br />

oder die Veranstaltung zur Weiterbildung<br />

zu nutzen.<br />

Nach der einzigartigen Summer Edition<br />

der EMV 2022 in Köln findet die diesjährige<br />

Fachmesse in voller Stärke in Stutt gart<br />

statt. Dass die Fachmesse gut ankommt,<br />

zeigt sich bereits in der regen Beteiligung<br />

der Aussteller, die für eine Standflächenerweiterung<br />

sorgte. Weit über 100 Aussteller<br />

werden den gesamten Bereich der EMV<br />

abbilden, darunter Hersteller von EMV-<br />

Messgeräten und EMV-Prüflaboren sowie<br />

Dienstleister als auch Anbieter von Simulations-Software.<br />

Neben den Key-Playern der Branche wie<br />

AMETEK, Rohde & Schwarz, Phoenix<br />

Testlab oder Frankonia, begrüßt die EMV<br />

auch <strong>2023</strong> wieder einige neue Aussteller,<br />

wie 3-EDGE GmbH, Pulsaart by AGC und<br />

AIP GmbH & Co. KG.<br />

Ein aktueller Stand der teilnehmenden Firmen<br />

und deren Produkten können über die<br />

regelmäßig aktualisierte Ausstellerliste eingesehen<br />

werden: e-emv.com/ausstellerliste.<br />

Weitere Programm-Highlights sind ein<br />

Messe-Forum inklusive Produktpräsentationen<br />

der Aussteller und Special Sessions,<br />

darunter eine Keynote zum Thema „Kein<br />

Blackout! Ausbau, Betrieb und Stabilität<br />

der Netze für die Energiewende“ und das<br />

Format „Ask the Experts“, welches sich mit<br />

EMV-Simulationen beschäftigt. Zusätzlich<br />

wird es eine Diskussionsrunde zur Thematik<br />

„Funkschutz und Laden“ sowie ein<br />

Kompaktseminar zum Thema „EMC and<br />

E-Vehicles“ geben. Des Weiteren werden 36<br />

Workshops angeboten, die in dreistündigen<br />

Vorträgen Expertenwissen aus der Industrie<br />

und Wissenschaft vermitteln. ◄<br />

Die Anmeldung zur Messe sowie zu allen<br />

genannten Workshops ist online über<br />

folgenden Link möglich:<br />

e-emv.com/anmelden<br />

12 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


EMV<br />

Schirmzelte sind gerüstet für<br />

jede Messaufgabe<br />

Ihr Partner für<br />

EMV und HF<br />

Messtechnik-Systeme-Komponenten<br />

EMV-<br />

MESSTECHNIK<br />

Absorberräume, GTEM-Zellen<br />

Stromzangen, Feldsonden<br />

Störsimulatoren & ESD<br />

Leistungsverstärker<br />

Messempfänger<br />

Laborsoftware<br />

ANTENNEN-<br />

MESSTECHNIK<br />

Positionierer & Stative<br />

Wireless-Testsysteme<br />

Antennenmessplätze<br />

Antennen<br />

Absorber<br />

Software<br />

Abschirmzelte sind die beste Wahl für Labortests<br />

und Messungen im Frequenzbereich<br />

von 0,03 bis 16 GHz, wenn maximale Flexibilität<br />

bei gleichzeitig hoher Schirmwirkung<br />

(bis zu 95 dB) gefordert ist. Aufgrund ihrer<br />

flexiblen und leichten Bestandteile sind die<br />

Abschirmzelte tragbar und können in kürzester<br />

Zeit auf- und abgebaut werden. Die<br />

kleinen Tischzelte von Telemeter eignen sich<br />

für die Präzisionsmessung von kompakten<br />

Objekten. Große Zelte können für die Messung<br />

sperriger Objekte verwendet werden.<br />

Diese „schlüsselfertigen“ EMV-Lösungen<br />

kombinieren hierbei einzigartige Technologie<br />

und funktionales Design mit höchsten<br />

Qualitätsstandards. So wird jeder Raum im<br />

Unternehmen oder beim Kunden zu einem<br />

potentiellen Messlabor und bietet professionellen<br />

Schutz vor elektromagnetischer<br />

Strahlung. Selbst großvolumige Objekte<br />

wie LKWs und Satelliten können in diesen<br />

EMV-Zelten getestet werden.<br />

Dank des einzigartigen Metallisierungsprozesses<br />

verbinden sich die Metalle mit dem<br />

Polyamid. Somit erreichen die Schirmzelte<br />

eine besonders hohe Abriebfestigkeit, ein<br />

Garant für Langlebigkeit und jahre langen<br />

problemlosen Einsatz.<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong><br />

Telemeter Electronic GmbH<br />

www.telemeter.info<br />

Damit Anwender sofort und unkompliziert<br />

mit ihrer Messung beginnen können, bietet<br />

Telemeter zwei schlüsselfertige Standardkonfigurationen<br />

zum Vorzugspreis an:<br />

• als Table-Top-Lösung oder als begehbares<br />

Mann-Zelt.<br />

• nutzbarer Innenraum Table-Top:<br />

610 x 1220 x 610 mm (LxBxH)<br />

• nutzbarer Innenraum Mann-Zelt:<br />

2150 x 2150 x 2180 mm (LxBxH)<br />

• Material: Ni/Cu/Ag/Sn-beschichtetes<br />

Nylongewebe (RS)<br />

• Abschirmwirkung: durchschnittlich bis zu<br />

95 dB von 0,03 bis 16 GHz (vermessen<br />

nach Standard IEEE 299/2006)<br />

• Temperaturbereich: -30 bis +90 °C<br />

• reinraumkompatibel nach A300<br />

(Klasse 1.000)<br />

• zahlreiche Zusatzoptionen wie Tür, Fenster,<br />

I/O Panel, Licht, Fußboden, Ventilationssystem,<br />

Kabelkanäle<br />

Sollte eine Standardlösung einmal nicht<br />

passen, erstellen die Experten bei Telemeter<br />

ein maßgeschneidertes Schirmzelt. Sowohl<br />

Größe als auch die Ausstattung des Zeltes<br />

werden gemäß den Anforderungen des<br />

Kunden entworfen. ◄<br />

13<br />

HF- & MIKROWELLEN-<br />

MESSTECHNIK<br />

Puls- & Signalgeneratoren<br />

GNSS - Simulation<br />

Netzwerkanalysatoren<br />

Avionik - Prüfgeräte<br />

Funkmessplätze<br />

EMV-ZUBEHÖR<br />

LWL-Übertragungsstrecken<br />

Abschlusswiderstände<br />

Adapter & HF-Kabel<br />

Netznachbildungen<br />

Dämpfungsglieder<br />

Richtkoppler<br />

Kalibrierkits<br />

Wir stellen aus:<br />

Tel. 089-895 565 0 * Fax 089-895 565 10<br />

Email: info@emco-elektronik.de<br />

Internet: www.emco-elektronik.de


EMV<br />

Verstärker für EMV-Tests richtig auswählen<br />

Die richtige Auswahl des EMV-Verstärkers ist ein wichtiger Schritt, um die geforderten HF-Pegel<br />

in guter Qualität zu erreichen.<br />

In vielen Fällen ist die Norm<br />

ausschlaggebend für die Auswahl<br />

des Verstärkers. Darüber<br />

hinaus hat der Endnutzer oft<br />

besondere Anforderungen. Die<br />

Überlegungen des Endbenutzers<br />

können genauso wichtig sein wie<br />

die Industrienormen, welche in<br />

Bereichen wie Militär, Luftfahrt,<br />

Automobil und Verbraucher verwendet<br />

werden.<br />

Beispiele:<br />

• gestrahlte Störfestigkeit<br />

IEC 61000-4-3: kommerziell,<br />

ISO 11451, ISO 11452-2: Kraftfahrzeuge<br />

• gestrahlte Emissionen<br />

Es sollte beachtet werden,<br />

dass Qualität und Support bei<br />

der Auswahl eines Verstärkers<br />

ebenso wichtig sind wie seine<br />

spezifizierten Eigenschaften.<br />

Weitere Überlegungen<br />

Elektromagnetische Beeinträchtigungen<br />

für ein System können<br />

sowohl natürlich als auch vom<br />

Menschen verursacht sein und<br />

lassen sich in vier Haupttypen<br />

von Tests eingliedern: gestrahlte<br />

Störfestigkeit, gestrahlte Emissionen,<br />

leitungsgebundene Störfestigkeit<br />

und leitungsgebundene<br />

Emissionen. Die Grenzwerte<br />

und Werte, die für diese Tests<br />

verwendet werden, sind in verschiedenen<br />

Normen definiert und<br />

wurden von verschiedenen Organisationen<br />

angenommen. Die<br />

Produkte müssen die Anforderungen<br />

dieser Normen erfüllen.<br />

CISPR 11, 22, 25, 32: kommerziell,<br />

MIL-STD-461, RE102:<br />

militärische Komponenten<br />

• geleitete Störfestigkeit<br />

IEC 61000-4-6: kommerziell,<br />

ISO 11452-4: Automobilindustrie<br />

• geleitete Emissionen<br />

CISPR 11, 22, 25, 32: kommerziell,<br />

MIL-STD-461, CE101,<br />

CE102: militärische Komponenten<br />

Quelle:<br />

Selecting RF/Microwave<br />

Power Amplifiers for EMC<br />

Testing<br />

AR RF/Microwave<br />

Instrumentation,<br />

https://arworld.us/<br />

frei übersetzt und gekürzt von FS<br />

Bild 1: Beispiel für die Ausgangsleistung eines 6-GHz-Festkörperverstärkers im Frequenzbereich<br />

14 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


EMV<br />

Bild 2: Frequenzverhalten eines 8-GHz-TWTAs<br />

Definitionen von<br />

Verstärkerspezifikationen<br />

• Frequenzbereich<br />

Verstärker sind nur spezifiziert<br />

für den Betrieb innerhalb eines<br />

definierten Frequenzbereichs.<br />

Einige Halbleiterverstärker<br />

arbeiten knapp außerhalb dieses<br />

Bereichs mit erheblicher<br />

Leistungsreduktion (Bild 1),<br />

während TWT-Verstärker<br />

bereits vor Erreichen der oberen<br />

spezifizierten Frequenzgrenze<br />

nachlassen und darüber einen<br />

viel härteren Cutoff aufgrund<br />

des Wellenleiters aufweisen<br />

(Bild 2).<br />

• Lineare Ausgangsleistung<br />

Die maximale lineare Ausgangsleistung<br />

setzt keine Kompression<br />

voraus. Sie entsteht an der<br />

Grenze zum Einsatz der Kompression.<br />

• Ausgangsleistung @ 1 dB<br />

Komprimierung<br />

Die vom Verstärker erzeugte<br />

Leistung am 1-dB-Kompressionspunkt<br />

liegt immer mehr oder<br />

weniger über der Nennleistung,<br />

s. Bild 3. Wenn Sie zum Beispiel<br />

eine bestimmte lineare Leistung<br />

benötigen und der Hersteller für<br />

seine Verstärker die Leistung bei<br />

P1dB angibt, müssen Sie Ihren<br />

Verstärker entsprechend der<br />

P1dB-Spezifikation einschätzen.<br />

• Nennleistung<br />

Die Definition variiert je nach<br />

Hersteller. Einige Hersteller<br />

definieren sie als die Ausgangsleistung<br />

für eine bestimmte<br />

Eingangsleistung über den<br />

Betriebsfrequenzbereich, andere<br />

definieren sie als die gesättigte<br />

Ausgangsleistung des Verstärkers.<br />

Denn der 1-dB-Kompressionspunkt<br />

kann als das obere<br />

Ende der linearen Leistung<br />

betrachtet werden. Zudem geben<br />

einige Hersteller die Nennleistung<br />

bei P1dB an, weil es auch<br />

Anwendungen gibt, bei denen<br />

die Linearität nicht kritisch ist.<br />

• Verzerrungen durch<br />

Oberschwingungen<br />

Als Verhältnis der Summe der<br />

Leistungen aller harmonischen<br />

Komponenten zur Leistung der<br />

Grundfrequenz verlangen viele<br />

Testspezifikationen mindestens<br />

-6 dBc. Es ist wichtig, dass der<br />

ausgewählte Verstärker nicht<br />

mehr harmonische Verzerrung<br />

als von der Norm gefordert hat.<br />

Die harmonischen Verzerrungen<br />

sind eine wichtige Leistungsangabe<br />

für Anwendungen, für die<br />

strenge Linearitätsanforderungen<br />

gelten (IEC/EN). Bild 4 zeigt<br />

mögliche Verläufe für 2nd und<br />

3nd Harmonics.<br />

• Verstärkung<br />

Nennwert, Minimal- und Maximalwert<br />

sind denkbar. Die Verstärkung<br />

wird in der S-Parameter-Terminologie<br />

S21 genannt.<br />

• Ebenheit (Flatness)<br />

Schwankungen in der Ebenheit<br />

der Verstärkung über der Frequenz<br />

können bei breitbandigen<br />

Signalen zu Verzerrungen und<br />

bei schmalbandigen Signalen zu<br />

Abweichungen von der erwarteten<br />

Ausgangsleistung führen.<br />

• Wirkungsgrad<br />

Dies ist das Verhältnis zwischen<br />

der Leistung des Ausgangs und<br />

der Gesamtleistungsaufnahme<br />

(Signaleingangsleistung plus<br />

Versorgungsleistung). Obwohl<br />

Klasse-A-Verstärker von Natur<br />

aus weniger effizient als andere<br />

Verstärkerklassen sind, können<br />

bestimmte Techniken die Effizienz<br />

des Verstärkers verbessern.<br />

Hocheffiziente Verstärker sind<br />

nicht nur sparsam, sondern auch<br />

relativ klein.<br />

• Impulsfähigkeiten<br />

Maßstäbe sind die Begrenzungen<br />

der Impulsbreite, der Impulsrate<br />

und des Tastverhältnisses eines<br />

periodischen Signals. Gepulste<br />

SSPAs und TWTs erzeugen eine<br />

höhere Spitzenleistung als CW-<br />

Leistung, aber sie können nur<br />

eine begrenzte Menge an HF-<br />

Leistungsstrom durch den Verstärker<br />

leiten.<br />

Bild 3: Verläufe komprimierter Leistung<br />

Bild 4: Verläufe für die Oberwellen-Unterdrückung<br />

• Modulation (AM, FM, PM)<br />

Es gibt zwar eine Vielzahl von<br />

HF-Modulationen, die in der<br />

Kommunikationswelt verwendet<br />

werden, jedoch gibt es nur ein<br />

paar spezifische Modulationen,<br />

die von EMC-Testnormen verwendet<br />

werden, um die realen<br />

Bedrohungen nachzubilden, wie<br />

z.B. Pulsmodulation (PM) und<br />

Amplitudenmodulation (AM).<br />

Es ist zwingend erforderlich,<br />

dass der Verstärker bei der Prüfung<br />

in der Lage ist, die erforderliche<br />

Modulation originalgetreu<br />

zu reproduzieren, also ohne Veränderung<br />

und ohne fremde Verzerrungen<br />

hinzuzufügen.<br />

• Toleranz der Anpassung<br />

Hier geht es insbesondere um<br />

die Fähigkeit eines Verstärkers,<br />

mit nicht korrekt angepassten<br />

Lasten und damit auch mit unterschiedlichen<br />

Mengen an reflektierter<br />

Leistung umzugehen. Bei<br />

EMV-Anwendungen kann es zu<br />

einer sehr schlechten Anpassung<br />

an 50 Ohm kommen. Während<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 15


EMV<br />

Bild 5: Verläufe von Nennverstärkung und Verstärkung für 1 und 3 dB Kompression<br />

der Tests ist es dann wichtig, den<br />

Verstärker vor Schäden durch<br />

reflektierte Leistung zu schützen.<br />

Erfordernisse an<br />

Ein- und Ausgang<br />

Wieviel Eingangsleistung erforderlich<br />

ist, um die volle Ausgangsleistung<br />

zu erreichen, ist<br />

eine häufige Frage bei der Auswahl<br />

eines Verstärkers. Einige<br />

Hersteller haben eine Eingangsleistung<br />

von 1 mW angegeben.<br />

In diesen Fällen ist zwar<br />

die Nenneingangsleistung zu<br />

1 mW definiert, jedoch liefern<br />

die meisten dieser Verstärker<br />

ihre Nennausgangsleistung mit<br />

weniger als 1 mW Eingangsleistung.<br />

Achten Sie auf die maximale<br />

Eingangsleistung eines<br />

Verstärkers. Sie variiert je nach<br />

Hersteller und möglicherweise<br />

je nach Modellfamilie. Die<br />

Stärke des Eingangssignals hat<br />

einen großen Einfluss auf das<br />

Ausgangssignal. Sie bestimmt<br />

den Betriebsbereich und damit<br />

den Grad der Komprimierung<br />

des Verstärkerausgangs. Sofern<br />

sie nicht im extremen linearen<br />

Bereich betrieben werden, verzerren<br />

Verstärker das Signal<br />

bis zu einem gewissen Grad. Je<br />

höher die Amplitude des Eingangssignals,<br />

desto größer ist das<br />

Risiko der Ausgangskompression.<br />

Am 1-dB-Kompressionspunkt<br />

kommt es zu einer leichten<br />

Abflachung am oberen und<br />

unteren Ende eines Sinussignals<br />

auftreten.<br />

Wird der Verstärker weiter in die<br />

Sättigung getrieben, nimmt die<br />

Verzerrung zu und schließlich<br />

nähert sich das CW-Eingangssignal<br />

einer Rechteckwelle an.<br />

Die 1- und 3-dB-Kompressionspunkte<br />

sind in Bild 5 dargestellt.<br />

Durch die Verzerrung entstehen<br />

unerwünschte Signale bei<br />

harmonischen Frequenzen, die<br />

ein Spektrumanalysator aufdeckt.<br />

Bild 6 zeigt die Auswirkung<br />

der Sättigung eines TWT-<br />

Verstärkers, wobei die Oberschwingung<br />

nur eine etwas<br />

geringere Amplitude hat als das<br />

Grundtonsignal. Diese Situation<br />

verursacht unnötige Probleme<br />

für den Prüfingenieur. Wenn<br />

unter diesem Szenario das EUT<br />

Bild 6: Auswirkung der Sättigung eines TWT-Verstärkers, s. Text<br />

während der Störfestigkeitsprüfung<br />

ausfällt, weiß der Prüfingenieur<br />

nicht, ob die Ursache<br />

des Ausfalls auf die Grundschwingung<br />

oder die Oberschwingung<br />

zurückzuführen ist.<br />

Wenn zusätzliche Oberschwingungen<br />

hohe Amplituden aufweisen,<br />

muss der Prüfer alle<br />

Oberschwingungen auswerten,<br />

um die Ursache des Ausfalls zu<br />

bestimmen. Es ist auch möglich,<br />

dass weder die Grundschwingung<br />

noch eine einzelne<br />

Oberschwingung einen Ausfall<br />

verursacht, sondern eine Kombination<br />

aus der Grundschwingung<br />

und der Oberschwingung oder<br />

mehreren Oberschwingungen.<br />

Die am häufigsten verwendeten<br />

Leistungsmessgeräte und<br />

Feldsonden sind breitbandig,<br />

also anfällig auf obiges Szenario.<br />

Dies kann die Messung der<br />

Verstärkerausgangsleistung oder<br />

des erzeugten Feldes zusätzlich<br />

erschweren.<br />

Von Typen und Klassen<br />

Bei EMV-Verstärkern gibt es<br />

verschiedene Typen, z.B. Solid<br />

State (SS), TWT, CW, Pulse.<br />

Diese arbeiten in verschiedenen<br />

Betriebsklassen, wie Klasse<br />

A und Klasse AB. Klasse-<br />

A- und Klasse-AB- Verstärker<br />

16 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


UltraReal-Technologie<br />

VNA-Modus für Echtzeit-<br />

Spektrumanalysatoren.<br />

Stark in Preis und Leistung →<br />

Vektor-Netzwerk-Analyse-Modus (VNA, Standard):<br />

• S11-, S21- und Distanz-zu-Fehler-Messung (DTF)<br />

• Smith-, Polar-, SWR- und Gruppenlaufzeit darstellbar<br />

RTSA-Modus (Echtzeit):<br />

• Bis zu 40 MHz Echtzeitbandbreite<br />

• FMT, Density, PVT, Spektogramm<br />

EMI-Modus (Option):<br />

• Inklusive CISPR-Filter und QP/CISPR AV-Detektoren<br />

• Automatische Tests für Pass/Fail-Analysen<br />

RSA5032N / 5065N<br />

Sofort lieferbar → ab € 7.895 plus MwSt.<br />

• 9 kHz bis 3,2 oder 6,5 GHz Frequenzbereich<br />

GPSA-Modus (Suche):<br />

• -165 dBm (typ.) mittlere Rauschanzeige (DANL)<br />

• -108 dBc/Hz Phasenrauschen<br />

Angebot → Bis 30. Juni <strong>2023</strong> inklusive EMI- und<br />

PA-Option sowie reduzierter Preis für RSA5065N<br />

RSA3015N / 3030N / 3045N<br />

Sofort lieferbar → ab € 2.099 plus MwSt.<br />

• 9 kHz bis 1,5 / 3 oder 4,5 GHz Frequenzbereich<br />

GPSA-Modus (Suche):<br />

• -161 dBm (typ.) mittlere Rauschanzeige (DANL)<br />

• -102 dBc/Hz Phasenrauschen<br />

Angebot → Bis 30. Juni <strong>2023</strong> inklusive EMI- und<br />

PA-Option sowie reduzierte Preise für RSA3030N und<br />

RSA3045N<br />

RIGOL Technologies EU GmbH<br />

Telefon +49 8105 27292-0<br />

info-europe@rigol.com www.rigol.eu<br />

https://rigolshop.eu 4 - 472


EMV<br />

Merkmale Klasse A Klasse AB<br />

Ausgangsverzerrung geringe Verzerrung, höchste Linearität größere Verzerrung, geringere Linearität<br />

Kosten teurer billiger<br />

elektrische Robustheit<br />

Verstärker wird sicher arbeiten unabhängig<br />

von Last-Fehlanpassung<br />

Verstärker reagiert empfindlicher auf Last-<br />

Fehlanpassung, Leistungsbegrenzung sinnvoll<br />

Größe/Gewicht größer/schwerer kleiner/leichter<br />

Konstruktion<br />

mehr Komponenten erforderlich,<br />

um die Wärme abzuleiten<br />

weniger Komponenten erforderlich,<br />

um die Wärme abzuleiten<br />

Wirkungsgrad weniger effizient effizienter<br />

Bias-Schema Ausgangsstrom fließt über 360°<br />

des Eingangssignals<br />

Tabelle 1: Unterschiede zwischen Verstärkern der Klasse A und der Klasse AB<br />

Ausgangsstrom fließt irgendwo zwischen 180° und<br />

360° des Eingangssignals<br />

haben jeweils ihre Stärken und<br />

Schwächen. Verstärker der<br />

Klasse A sind die am robustesten.<br />

Sie bieten das höchste Maß<br />

an Fehlanpassungstoleranz, die<br />

erforderlich ist, wenn erhebliche<br />

HF-Pegel in den Verstärker<br />

reflektiert werden, ein häufiger<br />

Effekt bei vielen EMV-Antennen<br />

und anderen Wandlern. Außerdem<br />

sind Linearität und somit<br />

harmonische Verzerrungen bei<br />

Klasse-A-Verstärkern am besten.<br />

Verstärker der Klasse AB kosten<br />

im Allgemeinen weniger und<br />

sind dank höherer Effizienz<br />

kleiner. Diese Verstärker sind<br />

auch viel besser für den Einsatz<br />

mit angepassten Lasten geeignet.<br />

Die Tabelle 1 gibt einen Überblick<br />

über die Unterschiede zwischen<br />

Verstärkern der Klasse A<br />

und der Klasse AB.<br />

Viele Jahre lang waren Wanderfeldröhren-Verstärker<br />

(Traveling<br />

Wave Amplifier, TWTA)<br />

die einzigen, die bei der EMV-<br />

Empfindlichkeitsprüfung eine<br />

breite Frequenz abdeckung und<br />

hohe Leistung boten. TWTAs<br />

sind in den meisten Fällen<br />

kostengünstigere Lösungen, aber<br />

sie haben auch Nachteile. Aufgrund<br />

ihrer einzigartigen Eigenschaften<br />

können sie in einem<br />

gepulsten Modus verwendet<br />

werden. Dadurch kann die erforderliche<br />

Durchschnittsleistung<br />

gesenkt und die Spitzenleistung<br />

maximiert werden, was zu einer<br />

weiteren Kostensenkung führt.<br />

Allerdings erzeugen TWTAs<br />

hohe Oberwellen, haben ein<br />

stärkeres Grund rauschen, längere<br />

Beschaffungszeiten, längere<br />

Reparaturzeiten und eine geringere<br />

Zuverlässigkeit als Festkörperverstärker.<br />

Einige fortschrittliche<br />

TWTAs kombinieren<br />

mehrere Röhren miteinander, um<br />

den Oberwellengehalt zu reduzieren<br />

und die Gesamtleistung<br />

zu erhöhen.<br />

Eine weitere Lösung, um Oberwellen<br />

zu reduzieren, ist die Verwendung<br />

von Filtern am Verstärkerausgang.<br />

Es ist aber wichtig,<br />

zu bedenken, dass mit Filtern<br />

immer Verluste verbunden sind,<br />

die bei der Festlegung der Verstärkerleistung<br />

berücksichtigt<br />

werden müssen. Das SWR in<br />

Verbindung mit Filtern ist eine<br />

weitere Überlegung.<br />

Die Schwierigkeiten, die mit<br />

Impuls-TWT-Verstärkern verbunden<br />

sind, können durch eine<br />

Alternative umgangen werden:<br />

Festkörper-Impulsverstärker<br />

bieten hohe HF-Leistungs pegel,<br />

die mit denen von TWTAs konkurrieren<br />

können. Moderne<br />

Festkörper-Pulsverstärker bedienen<br />

verschiedene Frequenzbereiche<br />

und Ausgangsleistungen,<br />

um verschiedene Normen und<br />

Benutzeranforderungen zu erfüllen.<br />

Diese Festkörper-Pulsverstärker<br />

bieten höhere Zuverlässigkeit,<br />

bessere Fehlanpassungstoleranz,<br />

eine viel bessere<br />

harmonische Verzerrung und<br />

eine bessere MTBF (Mean Time<br />

Between Failure) als TWTAs.<br />

Bild 7: Struktur eines Zweibandverstärkers<br />

Wenn ein Einbandverstärker für<br />

das gewünschte Frequenzband<br />

nicht verfügbar ist, kann ein<br />

Zweibandverstärker eine attraktive<br />

Lösung sein. Ein Zweibandverstärker<br />

besteht aus zwei Verstärkern,<br />

die in einer Box kombiniert<br />

sind bei einer einzigen<br />

E/A-Schnittstelle, einem HF-<br />

Eingang und -Ausgang und zwei<br />

Bandbreiten, die den beiden Verstärkern<br />

entsprechen (Bild 7). ◄<br />

18 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


EMV<br />

Herausforderungen und Lösungen<br />

Stoßspannungsprüfung<br />

von Elektrofahrzeug-DC-Ladestationen<br />

Dieser Artikel beleuchtet eine alte Herausforderung, die aber in der EMV-Test-Welt weitgehend unbekannt ist.<br />

Entkoppelungsinduktivität versorgt<br />

wird. Daher weist die Norm<br />

niedrigere Werte für die Entkopplungsinduktivität<br />

aus, wenn<br />

der EUT-Nennstrom höher wird.<br />

Obwohl die Norm dieses Problem<br />

erkannt hat und durch die<br />

Reduzierung der Entkopplungsinduktivität<br />

darauf reagiert hat,<br />

wurden trotzdem einige Probleme<br />

aus dem Feld gemeldet,<br />

welche im Jahr 2017 von der<br />

Norm adressiert wurden. Dabei<br />

wurden Methoden zur Vermeidung<br />

von Schwingungen oder<br />

Fehlfunktionen in der Stromversorgung<br />

bei der Anwendung des<br />

Stoßspannungstests über CDN<br />

eingeführt.<br />

EMC PARTNER<br />

www.emc-partner.com<br />

Level-3-DC-Schnellladestationen<br />

können Elektrofahrzeuge<br />

innerhalb von 20...30 min vollständig<br />

aufladen. Daher benötigen<br />

diese eine hohe Spannung<br />

und viel Strom (>480 V und<br />

>100 A).<br />

Während der Prüfung<br />

der Stoßspannung gemäß IEC<br />

61000-4-5 einer solchen Ladestation<br />

für die CE-Qualifizierung<br />

(z.B. gemäß IEC 61851-21-2)<br />

können ungewollte Ausfälle und<br />

Unterbrechungen der DC-Ladevorgänge<br />

verursacht werden, vor<br />

allem durch die Verwendung<br />

der in der Norm IEC 61000-4-5<br />

definierten Koppel- und Entkoppelnetzwerke<br />

(CDNs) für<br />

Ströme bis zu 200 A oder höher.<br />

Dabei wurde festgestellt, dass<br />

ein einzelner Wert der Entkopplungsinduktivität<br />

nicht für den<br />

gesamten Strombereich von 0 bis<br />

200 A verwendet werden kann.<br />

Ein Elektrofahrzeug (EUT),<br />

das beispielsweise direkt mit<br />

400 V DC und 200 A versorgt<br />

wird, erfährt einen bemerklichen<br />

Spannungsabfall, wenn es über<br />

ein CDN mit einer 1,5-mH-<br />

Die Problemstellung:<br />

DC-Ladestationen können beim<br />

Laden einer Batterie trapezförmige<br />

PWM-Stromimpulse verwenden.<br />

In Bild 1 werden eine<br />

hypothetische Ladestation und<br />

ein EUT betrachtet. Die nachfolgenden<br />

theoretischen Parameter<br />

wurden zwecks Simulation<br />

verwendet: U s = 400 V DC<br />

(PWM moduliert: t rise /t fall = 500<br />

µs, t on = 10 ms, t periode = 15 ms, f<br />

= 1 kHz, C s = 5 µF, C EUT = 5 µF,<br />

Z EUT = R EUT = 25 Ohm.<br />

Dafür sind U EUT und I EUT in Bild<br />

2 dargestellt. Die an das EUT<br />

gelegte Spannung weist keinerlei<br />

Über- oder Unterschwingen<br />

auf. Der Leckstrom durch jeden<br />

Filter kondensator ist sehr gering.<br />

Bild 1: Vereinfachtes Modell für Ladestation und EV-Eingangsschaltung<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 19


EMV<br />

zur Behebung resp. Dämpfung<br />

der Unterschwingungen empfehlen<br />

entweder die Reduzierung<br />

des Entkopplungsinduktivitätswertes<br />

(d.h. die Verwendung<br />

eines CDN mit höherem EUT-<br />

Nennstrom) oder die Einführung<br />

eines Dioden-Widerstands-Netzwerks<br />

in das Setup:<br />

1) Verwendung eines CDN-<br />

Modells mit einer aktuellen<br />

Stromfähigkeit, die höher ist als<br />

die vom EUT<br />

2) Platzieren eines Dioden-<br />

Widerstands-Netzwerks zwischen<br />

Ladestation und CDN<br />

Bild 2 a): U EUT ohne zwischengeschaltetes CDN, b): I EUT ohne zwischengeschaltetes CDN<br />

Wie in Bild 3 dargestellt, wird<br />

ein C DN mit L DEC = 1,5 mH pro<br />

Leitung in die Schaltung aus<br />

Bild 1 zwischengeschaltet. Dies<br />

führt zu Verzerrungen der EUT-<br />

Spannung und des Stroms, wie<br />

in Bild 4 dargestellt. Hier ist zu<br />

erkennen, dass sowohl Spannungs-<br />

als auch Stromwellenformen<br />

beginnen, Überschwingungen<br />

und Unterschwingungen<br />

aufzuweisen. Die Einführung<br />

Bild 3: Modell für Ladestation und EV-Eingangsschaltung mit<br />

zwischengeschalteten Entkopplungsinduktivitäten<br />

Bild 4: a) U EUT mit zwischengeschaltetem CDN, b) I EUT mit zwischengeschaltetem CDN<br />

von Entkopplungsinduktivitäten<br />

in den Stromkreis bewirkt eine<br />

positive Spannungsspitze von<br />

415 V statt 400 V und eine negative<br />

Spannungsspitze von -17,25<br />

V, wobei letztere das Potenzial<br />

hat, Fehler zu erzeugen und im<br />

schlimmsten Fall den Ladevorgang<br />

zu unterbrechen. Die negative<br />

Stromspitze aus b) beträgt<br />

-1,38 A und kann wie bei der<br />

Spannung Fehler erzeugen und<br />

zu einer Unterbrechung des<br />

Ladevorgangs führen.<br />

Normansätze<br />

zur Problemlösung:<br />

Die beiden im Änderungsantrag<br />

1/2017 der IEC 61000-4-5 Ed. 3<br />

Zu 1): Die Verwendung eines<br />

CDNs mit höherer EUT-Stromfähigkeit<br />

wurde simuliert. Das<br />

Verringern jeder Entkopplungsspule<br />

von 1,5 auf 0,3 mH hat<br />

zwar die negativen Verzerrungen<br />

reduziert, aber nicht vollständig<br />

aufgehoben. Die Maßnahme<br />

kann durchaus in vielen Fällen<br />

eingesetzt werden. Die flexiblen<br />

CDNs mit wählbaren Strombereiche<br />

von EMC PARTNER<br />

eigenen sich hervorragend für<br />

diese Applikation (Bild 5).<br />

Zu 2): Um maximale Flexibilität<br />

bei der Prüfung unabhängig<br />

von Prüflingscharakteristik und<br />

Setup zu erreichen, empfiehlt<br />

es sich, ein Netzwerk mit freiwählbaren<br />

Widerstandswerten<br />

zu verwenden (Bild 6). Dabei<br />

eignet sich das DC-DC32 Dioden-Widerstands-Netzwerk<br />

mit<br />

einstellbaren Widerständen von<br />

EMC PARTNER bestens für<br />

diese Applikation. Das Netzwerk<br />

ist nur für mit Gleichstrom versorgte<br />

Geräte geeignet und hat<br />

die Aufgabe, die Änderung der<br />

Stromrichtung (negative Spannung<br />

und negativer Strom an<br />

den EUT-Klemmen) an der fallenden<br />

Flanke der PWM-Gleichspannung<br />

zu verhindern. Der<br />

Parallelwiderstand muss hoch<br />

genug sein, um die Rückführung<br />

von Energie zur Stromquelle zu<br />

verhindern und eine mögliche<br />

negative Spannung an den EUT-<br />

Anschlüssen zu beseitigen, aber<br />

niedrig genug, um eine mögliche<br />

Überspannung zu verhindern.<br />

20 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 21<br />

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


EMV<br />

Bild 5: Modell für Ladestation und EV-Eingangsschaltung mit zwischengeschalteten CDN-Entkopplungsinduktivitäten<br />

Bild 6: Modell für Ladestation und EV-Eingangsschaltung mit zwischengeschalteten CDN-Entkopplungsinduktivitäten<br />

und Dioden-Widerstands-Netzwerk<br />

Für das in diesem Artikel<br />

betrachtete Beispiel wurde das<br />

Problem Unterschwingung und<br />

somit negativer EUT-Spannung<br />

und -Strom durch das Zwischenschalten<br />

eines Dioden-Widerstands-Netzwerks<br />

mit einem<br />

Widerstand von 100 Ohm zwischen<br />

dem positiven Anschluss<br />

der Stromquelle und der Entkopplungsdrossel<br />

gelöst. Dabei<br />

wurde die Verzerrung aus der<br />

negativen Spannung und dem<br />

negativen Strom vollständig<br />

eliminiert.<br />

Es soll angemerkt werden, dass<br />

bei Widerstandswerten höher als<br />

100 Ohm elektrische Potentialspitzen<br />

von über 600 V gemessen<br />

wurden. Dies erfordert ein<br />

hohes Maß an Isolierung. Es<br />

wird jedoch empfohlen, den<br />

niedrigsten Wert des Parallelwiderstands<br />

zu verwenden, welcher<br />

die Unterschwingungen an<br />

den EUT-Anschlüssen vollständig<br />

eliminiert. ◄<br />

Untersuchung verschiedener<br />

Widerstandswerte<br />

Bezüglich Über-und Unterschwingen<br />

wurden die nachfolgenden<br />

Fälle mit unterschiedlichen<br />

Widerstandswerten<br />

simuliert:<br />

1) Schaltung aus Bild 3 und<br />

Wellenformen aus Bild 4 als<br />

Referenz<br />

2) Schaltung aus Bild 6 mit<br />

Widerstand 20 Ohm<br />

3) Schaltung aus Bild 6 mit<br />

Widerstand 100 Ohm<br />

Im Fall 1) weisen Spannungsund<br />

Stromwellenformen des<br />

EUTs sowohl Überschwingungen<br />

von 431.34 V als auch<br />

Unterschwingungen von -34.82<br />

V durch die Einführung der<br />

Entkoppelinduktivitäten auf.<br />

Der EUT-Strom erreicht 17,26<br />

A (positive Spitze, im Verhältnis<br />

zu erwarteten 16 A Dauerpegel)<br />

und -1,39 A (negative<br />

Spitze). Dies kann während des<br />

Tests zu einer Fehlfunktion des<br />

EUTs führen. Im Fall 2) wurde<br />

ein Dioden-Widerstands-Netzwerk<br />

mit R parallel = 20 Ohm eingeführt,<br />

um die Verzerrungen<br />

zu beseitigen. Dies hat dazu<br />

geführt, dass die positiven Verzerrungen<br />

erhöht wurden (460,4<br />

V und 18,51 A), aber dafür wurden<br />

die negativen Verzerrungen<br />

verringert (-20,5 V und -0,81 A).<br />

wobei anzumerken ist, dass die<br />

negativen Verzerrungen immer<br />

noch vorhanden sind. Im Fall<br />

3 wurde R parallel auf 100 Ohm<br />

erhöht, um die Schwingungen<br />

zu beseitigen. Das hat dazu<br />

geführt, dass die Überschwingungen<br />

weiter erhöht wurden,<br />

die Unterschwingungen wurden<br />

jedoch vollständig eliminiert,<br />

wie in der Tabelle ganz<br />

klar zu sehen.<br />

Schlussfolgerung:<br />

Dieser Artikel bietet eine theoretische<br />

Erläuterung der Änderungen<br />

in der Norm IEC 61000-<br />

4-5 Ed. 3. Einige Elektrofahrzeug-Produktnormen<br />

könnten<br />

eine maximale zulässige Flankensteilheit<br />

der Fahrzeugladespannung<br />

von 20 V/ms verlangen.<br />

In diesem Fall sollten die<br />

Schwingungen geringer sein als<br />

die aus dem betrachteten theoretischen<br />

Beispiel (Flankensteilheit<br />

beträgt 800 V/ms).<br />

IMU-MGS und MGE-Generatoren und Zubehör<br />

CDN-M- und CDN-A-Koppel- und Entkoppelnetzwerk<br />

Widerstands-Dioden-Netzwerk<br />

22 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


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


EMV<br />

Bikonischen Antennen für EMV-Tests<br />

pro nova Elektronik GmbH<br />

www.pn-com.de<br />

Viele Jahre lang forderten die<br />

meisten Regulierungs standards<br />

die Verwendung einer Halbwellen-Dipolantenne<br />

für Frequenzen<br />

über 20 MHz. Um<br />

jedoch die Testzeit zu verkürzen,<br />

wurden Breitbandantennen wie<br />

die bikonischen Antennen akzeptiert.<br />

Breitbandantennen reduzieren<br />

im Vergleich zu Halbwellendipolen<br />

die Testzeit, da der Techniker<br />

den Test nicht unterbrechen<br />

muss, um die Dipol elementlänge<br />

für jede gewünschte Frequenz<br />

anzupassen.<br />

Bewähter Allrounder<br />

Die bikonische Antenne gilt<br />

als Standard-Arbeitspferd für<br />

jedes Compliance-Testlabor.<br />

Verwendet in einer Vielzahl von<br />

Anwendungen wie abgestrahlten<br />

Emissionen, Stör festigkeit<br />

und Abschirmwirkung Wirksamkeitsprüfung,<br />

hat sich diese<br />

Antenne als wertvolles Gut<br />

erwiesen. Bikonische Antennen<br />

werden auch für NSA-<br />

Messungen (Normalized Site<br />

Attenuation), Standortevaluierung<br />

(CISPR 16-1-4 SVSVR)<br />

und Spektrumüberwachungsanwendungen<br />

verwendet. In den<br />

letzten Jahren hat die Entwicklung<br />

von bikonischen Antennen<br />

mit höherer Frequenz ihre<br />

Fähigkeiten und Nützlichkeit<br />

erweitert. Dieser Anwendungsleitfaden<br />

erläutert die typischen<br />

Antennen eigenschaften, Spezifikationen<br />

und Anwendungen<br />

von bikonischen Antennen.<br />

Bi konische Antennen haben<br />

mehrere einzigartige Eigenschaften,<br />

die sie von anderen<br />

Antennentypen unterscheiden.<br />

Diese linear polarisierten Antennen<br />

werden typischerweise im<br />

Frequenzbereich von 20 bis<br />

300 MHz für Konformitätstests<br />

verwendet. Bei pro nova gibt<br />

es mehrere Modelle, die diesen<br />

Frequenzbereich abdecken, und<br />

einige Modelle, die bis zu 18<br />

GHz einsetzbar sind.<br />

Geringe Größe und hohe<br />

Bandbreite<br />

Bikonische Antennen ähneln<br />

Dipolantennen, außer dass sie<br />

konisch geformte Elemente<br />

haben. Sie haben auch eine integrierte<br />

Balun-Struktur (Balanced<br />

to Unbalance), welche die Impedanz<br />

der Elemente an die Übertragungsleitung<br />

anpasst. Einige<br />

Baluns sind für eine hohe Leistungsfähigkeit<br />

ausgelegt, die<br />

für Störfestigkeitstests geeignet<br />

ist. In den meisten Fällen<br />

haben diese leichten Antennen<br />

abnehmbare Elemente für eine<br />

einfache Lagerung. Die klappbare<br />

bikonische Antenne verfügt<br />

über Elemente, die auch wie bei<br />

einem Regenschirm geschlossen<br />

werden können, sodass die<br />

Antenne in einem kompakten<br />

Transportkoffer untergebracht<br />

werden kann. Diese Antennentypen<br />

weisen einen breiten Einsatzfrequenzbereich<br />

von 20 MHz<br />

bis 18 GHz auf. Einer der Vorteile<br />

der bikonischen Antenne ist<br />

die breite Frequenzabdeckung<br />

bei kompakter Größe.<br />

SWR bzw. reflektierte<br />

Leistung<br />

Ein Nachteil des bikonischen<br />

Antennen-Designs ist das<br />

schlechte SWR, insbesondere<br />

unter 80 MHz. Dies ist in<br />

der Regel auf die begrenzten<br />

Größen anforderungen in MIL-<br />

STD 462 zurückzuführen und<br />

kann durch die Auswahl eines<br />

größeren Elementsatzes überwunden<br />

werden. Eine weitere<br />

Möglichkeit, diesen Mangel zu<br />

überwinden, besteht darin, im<br />

betroffenen Frequenzbereich ein<br />

zusätzliches Transformationsglied<br />

einzusetzen. Ein 3- oder<br />

6-dB-Dämpfungsglied hingegen<br />

bewirkt nur scheinbar eine<br />

Verbesserung, da es das SWR<br />

am Tx zwar verbessert, jedoch<br />

die in die Antenne gelangende<br />

Leistung reduziert.<br />

Strahlungsmuster<br />

Das Strahlungsdiagramm der<br />

bikonischen Antennen ähnelt<br />

dem eines Halbwellendipols.<br />

Sie haben eine omnidirektionale<br />

Reaktion in der H-Ebene und<br />

eine Achterform in der E-Ebene.<br />

Das H-Ebenen-Strahlbreitenmuster<br />

macht diese Antennen<br />

ideal für Felduntersuchungen<br />

und Spektrumüberwachung.<br />

Spezifikationen und<br />

Anwendungen<br />

Die bikonischen Antennen werden<br />

in einer Vielzahl von Testanwendungen<br />

eingesetzt. Ihre<br />

Form, Leistungsfähigkeit und<br />

Frequenzbereich machen diese<br />

Antenne ideal für Emissionsund<br />

Störfestigkeitstests für MIL-<br />

STD, FCC, CISPR und andere<br />

Testspezifikationen.<br />

Strahlungsdiagramm einer<br />

bikonischen Antenne<br />

24 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


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


EMV<br />

Emissionsprüfung<br />

Die Prüfung abgestrahlter<br />

Emissionen ist die am häufigsten<br />

durchgeführte Testart für<br />

Konformitäts prüfungen. Dazu<br />

muss die Feldstärke des Prüflings<br />

(EUT) im Allgemeinen<br />

im Bereich von 30 MHz bis 1<br />

GHz gemessen werden. Für den<br />

unteren Teil (30 bis 300 MHz)<br />

wird z.B. die starre bikonische<br />

SAS-540-Antenne empfohlen,<br />

da sie aufgrund ihres einzigartigen<br />

Balun-Designs eine<br />

glattere Reaktion aufweist. Die<br />

bikonische Klappantenne SAS-<br />

542 ist auch eine ausgezeichnete<br />

Wahl, insbesondere für tragbare<br />

Anwendungen.<br />

Immunitätstests<br />

Die Prüfung der Störfestigkeit<br />

erfordert, dass der Prüfling<br />

angemessen funktioniert, wenn<br />

er mit hohen Feldern elektromagnetischer<br />

Energie beaufschlagt<br />

wird. Die bikonische<br />

Hochleistungsantenne SAS-543,<br />

die typischerweise von 80 MHz<br />

bis 1 GHz ausgeführt wird, ist<br />

in der Lage, diese hohen Felder<br />

im Bereich von 20 bis 300 MHz<br />

und 100 V/m von 80 bis 300<br />

MHz zu erzeugen. Durch die<br />

Verwendung größerer Elemente<br />

und/oder Elementerweiterungen<br />

sind noch höhere Felder möglich.<br />

Wirksamkeit der<br />

Abschirmung<br />

Abschirmte Gehäuse sind<br />

Faraday-Käfige oder Metallstrukturen,<br />

die mit einer Masse<br />

verbunden sind und verhindern,<br />

dass HF-Energie in das<br />

Gehäuse eindringt und austritt.<br />

Die Abschirmwirkung dieser<br />

Gehäuse erfordert die Verwendung<br />

von bikonischen Antennen.<br />

Die bikonische Hochfeldantenne<br />

SAS-544 verfügt über<br />

einen ko axial gewickelten Balun<br />

und ist die optimale Lösung für<br />

diese Art von Prüfung. Es kann<br />

genug Energie verarbeiten, um<br />

die Abschirmung effektiv zu<br />

testen.<br />

Bewertung von<br />

Teststandorten<br />

Die Antenne ist unten am Rumpf des Flugzeugs erkennbar<br />

Ein Testgelände ist ein Messgerät<br />

und sollte regelmäßig auf<br />

seine Wirksamkeit hin neu zertifiziert<br />

werden. Die Validierung<br />

von Teststandorten erfordert häufig<br />

den Einsatz von bi konischen<br />

Antennen nach ANSI C63.4.<br />

Die starre bikonische Antenne<br />

SAS-540 ist die empfohlene<br />

bikonische Antenne, um die<br />

Anforderungen an die normierte<br />

Standortdämpfungsmessung<br />

bis zu 300 MHz zu erfüllen,<br />

und Auswertungen über 1 GHz<br />

erfordern auch die Verwendung<br />

einer bikonischen Antenne wie<br />

der SAS-547 für das Verfahren<br />

CISPR 16-1-4 SVSVR. Eine<br />

regelmäßige Leistungsbewertung<br />

von EMV-Prüfstellen wird<br />

empfohlen.<br />

Spektrumüberwachung<br />

Die Frequenzüberwachung oder<br />

Funküberwachung deckt einen<br />

breiten Betriebsbereich ab. Die<br />

bikonische Antenne ist aufgrund<br />

ihres großen Arbeitsbereichs<br />

und ihres omnidirektionalen<br />

Musters ideal für diese Art von<br />

Anwendung.<br />

Zusammenfassung<br />

Die Verwendung einer bikonischen<br />

Antenne für eine Testanwendung<br />

bietet mehrere Vorteile.<br />

Einer der größten ist die kompakte<br />

Größe. Eine vergleichbare<br />

Dipolantenne wäre etwa fünfmal<br />

breiter. Ein weiterer Vorteil ist<br />

die breite Frequenzabdeckung.<br />

Unabhängig davon, ob Sie einen<br />

Standardkonformitätstest durchführen<br />

oder ihn einfach für die<br />

Feldüberwachung verwenden,<br />

zeigen diese Antennen effiziente<br />

Leistungsmerkmale.<br />

Antenne für die Luftfahrt<br />

Eine der vielen „Luftantennen“<br />

im Portfolio von pro nova<br />

ist die MT-253005/NVH 2x2<br />

MIMO. Durch die Bereitstellung<br />

einer Abdeckung von 140°<br />

mit einem Spitzengewinn von<br />

12 dBi und einer hohen Sendeleistung<br />

von bis zu 200 W<br />

bietet diese Sektorantenne eine<br />

großflächige Ab deckung für die<br />

Kommunikation im 900-MHz-<br />

Band (910...930 MHz) und wird<br />

weltweit in luftgestützten Plattformen<br />

für Kommunikations-,<br />

Aufklärungs- und Aufklärungsanwendungen<br />

eingesetzt. Die<br />

vertikale Breite wird mit 15°<br />

angegeben. Die Antenne erfüllt<br />

den Standard MIL-STD-810F.<br />

26 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


EMV<br />

Die militärischen Produkte<br />

von MTI umfassen eine breite<br />

Palette von Breitband-, taktischen<br />

und spezialisierten<br />

Kommunikations antennen,<br />

Antennensystemen und DF-<br />

Arrays, die auf zahlreichen<br />

Luft-, Boden-, Marine- und<br />

U-Boot-Plattformen weltweit<br />

installiert sind.<br />

Die Vivaldi-Antenne<br />

Die von MTI entwickelte und<br />

hergestellte Vivaldi-Antenne<br />

ist eine coplanare Breitband-<br />

Phased-Array-Antenne für 5,5<br />

bis 18 GHz. Die Entwicklerfirma<br />

MTI Wireless Edge, Ltd.<br />

nutzt dabei alle Vorteile der<br />

Vivaldi-Antennenarchitektur,<br />

um eine hochmoderne Antenne<br />

mit mehreren Vorteilen bereitzustellen.<br />

Die Vivaldi-Antenne<br />

bietet eine Breitband-Frequenzabdeckung,<br />

unterstützt eine Sendeleistung<br />

von bis zu 20 W und<br />

bietet eine Abdeckung von bis zu<br />

100°. Gewinn 6 dBi (abhängig<br />

von der Anzahl der Elemente),<br />

Ab messungen: 146 x 60 x 86<br />

mm (10 Elemente).<br />

ein Steuerungssystem gesendet<br />

werden, das die Informationen<br />

speichert und die Bewegung des<br />

Objekts und damit seine zukünftige<br />

Position ableitet.<br />

MTI entwickelt und produziert<br />

Monopuls-Tracking-Antennensysteme<br />

und -arrays. Herkömmliche<br />

Tracking-Systeme<br />

verwendeten 6- und 10-Fuß-<br />

Parabolantennen mit linearer<br />

Polarisation, die in L-, S- und<br />

C-Bändern in der horizontalen<br />

Ebene arbeiteten. Basierend<br />

auf umfangreichen Erfahrungen<br />

in der Entwicklung<br />

von Flachantennen hat MTI<br />

Wireless Edge kürzlich Flachbildschirm-Tracking-Antennen<br />

in verschiedenen Größen<br />

und Polarisationen entwickelt<br />

und geliefert. Heute bietet<br />

MTI mehrere dieser Antennen<br />

nach spezifischen Kundenanforderungen,<br />

die Folgendes<br />

umfassen:<br />

• L-, S-, C- und X-Bänder<br />

• lineare und zirkulare<br />

Polarisationen<br />

• Tracking in zwei Ebenen<br />

vertikal und horizontal<br />

• Verstärkung und Größe<br />

nach spezifischen Kundenanforderungen<br />

◄<br />

Die Antenne hat ein kompaktes<br />

Design, ist modular aufgebaut,<br />

und die Anzahl der Elemente<br />

kann je nach Anwendung, Verstärkung<br />

und Bandbreitenanforderungen<br />

festgelegt werden.<br />

Die Antenne kann in Boden-,<br />

Luft- und Marineumgebungen<br />

für ESM- und Electronic-Warfare-Anwendungen<br />

eingesetzt<br />

werden. Das Radom der Antenne<br />

ist pro Gehäuse so konzipiert,<br />

dass es sich an die erforderliche<br />

Umgebung und Anwendung<br />

anpasst.<br />

Monopuls-Tracking-<br />

Antennensysteme und<br />

-arrays<br />

Der Zweck eines Tracking-<br />

Systems besteht darin, die<br />

Position oder Richtung eines<br />

Objekts nahezu kontinuierlich<br />

zu bestimmen. Ein ideales<br />

Tracking-System würde den<br />

Kontakt aufrechterhalten und<br />

das Azimut, die Höhe und die<br />

Reichweite des Objekts ständig<br />

aktualisieren. Die Ausgabe<br />

des Tracking-Systems kann an<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 27


EMV<br />

Triaxialverfahren klärt elektromagnetisches<br />

Verhalten von Kabelschirmen<br />

Ein Blick zurück:<br />

CoMeT Messaufbau<br />

bda connectivity GmbH<br />

www.bda-connectivity.com<br />

Seit über 90 Jahren gibt es das<br />

Triaxialverfahren in der Messtechnik.<br />

Hintergrund des Verfahrens:<br />

Um die Koexistenz<br />

verschiedener elektronischer<br />

Anwendungen in einer gemeinsamen<br />

Umgebung zu gewährleisten,<br />

müssen diese gegen<br />

elektromagnetische Störungen<br />

geschützt sein. Das elektromagnetische<br />

Verhalten (EMV)<br />

von Kabelschirmen wird dabei<br />

durch den Kopplungswiderstand,<br />

die Schirmdämpfung<br />

und die Kopplungsdämpfung<br />

beschrieben. Zur Qualifizierung<br />

von Kabelschirmen sind<br />

einfache, gut reproduzierbare<br />

Messverfahren erforderlich. Zur<br />

Bestimmung des Kopplungswiderstandes<br />

für Kabelschirme gibt<br />

es das Triaxialverfahren.<br />

Bereits in den frühen 1930er Jahren<br />

wird die Messung des Kopplungswiderstandes<br />

erstmals von<br />

Sergei Alexander Schelkunoff<br />

erwähnt. Eine weitere Beschreibung<br />

des Kopplungswiderstandes<br />

von verschiedenen<br />

Kabelschirmkonstruktionen einschließlich<br />

eines triaxialen Prüfverfahrens<br />

findet sich 1936 bei<br />

Heinz Ochem.<br />

Heinrich Kaden beschreibt in<br />

den 1950er Jahren die elektromagnetischen<br />

Eigenschaften<br />

von Kabeln und Komponenten,<br />

u.a. auch den Kopplungswiderstand.<br />

Über diesen lassen sich<br />

Wirbelströme und Schirmung<br />

in der Nachrichtentechnik spezifizieren.<br />

John Zorzy und R.F.<br />

Mühlenberger beschreiben im<br />

Jahr 1961 die Messung des<br />

Kopplungswiderstandes mit dem<br />

Triaxialverfahren bis 7,5 GHz.<br />

Dabei wird der Kopplungswiderstand<br />

von Kabelschirmen üblicherweise<br />

als längenbezogene<br />

Größe in mOhm/m gemessen.<br />

Mit der Einführung des Kabelfernsehens<br />

kommt die Forderung<br />

auf, anstelle des Kopplungswiderstandes<br />

in mOhm/m die<br />

Schirmdämpfung der hier eingesetzten<br />

koaxialen Kabel (CATV-<br />

CoMeT Mess-Adapter<br />

Triaxiale Zelle<br />

Kabel) als Dezibel-Wert (dB)<br />

bis zu 1 GHz zu messen. Dazu<br />

wird bereits in den 1970er und<br />

80er Jahren das Verfahren mit<br />

Absorberzangen eingeführt (z.B.<br />

Spatz, Hildebrand, Ditscheid u.a.<br />

DKE-UK 412.3).<br />

Lauri Halme entwickelt 1987<br />

die Summenfunktion und die<br />

Kopplungsübertragungsfunktion<br />

von Kabelschirmen. Halme und<br />

Breitenbach erkennen, dass die<br />

Maximalwerte der Resonanzen<br />

im triaxialen Messrohr bei<br />

höheren Frequenzen die Schirmdämpfung<br />

darstellen. Auf dieser<br />

Basis erweitert Otto Breitenbach<br />

ab 1989 zusammen mit Thomas<br />

Hähner das Triaxialverfahren<br />

zur Messung der Schirmdämp-<br />

28 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


EMV<br />

Die CoMeT-„Akteure“: Michael Wollitzer, Thomas Schmid, Bernhard Mund,<br />

Ralf Damm, Roland Neuhauser (v.l.n.r.)<br />

fung im Frequenzbereich ab ca.<br />

30 MHz.<br />

Unter der Leitung von Bernhard<br />

Mund beteiligt sich bda<br />

connectivity (früher bedea Berkenhoff<br />

& Drebes GmbH) an<br />

dieser Erweiterung des Triaxialverfahrens<br />

und führt einige<br />

mechanischen Verbesserungen<br />

gegenüber bis dahin üblichen<br />

Messrohren ein. Dazu gehören<br />

u.a. der abgesetzte Messkopf<br />

sowie Klemmtechniken<br />

zum Anschluss der Prüfobjekte<br />

am nahen und am fernen Ende.<br />

Dadurch wird der Einbau des<br />

Prüfmusters in das Messrohr<br />

wesentlich vereinfacht.<br />

Obwohl das CoMeT Mess-<br />

System bei bda connectivity<br />

zunächst nur für die eigene<br />

Labor anwendung entwickelt<br />

wird, melden sich bald die ersten<br />

Interessenten bei bda connectivity;<br />

u.a. ein namhaftes Prüf- und<br />

Zertifizierungsinstitut und das<br />

Fernmeldetechnische Zentralamt<br />

FTZ der Post. Daraus ergibt sich<br />

die Notwendigkeit der professionellen<br />

Fertigung des Systems<br />

durch einen qualifizierten Hersteller,<br />

der mit Rosenberger<br />

Hochfrequenztechnik GmbH<br />

& Co. KG, Fridolfing, gefunden<br />

wird.<br />

Auf Basis der Prototypen von<br />

bda connectivity wird 1997 in<br />

Zusammenarbeit mit dem Chefkonstrukteur<br />

von Rosenberger,<br />

Herrn Eberhard Rodig, und dem<br />

Entwicklungsleiter bei bda connectivity,<br />

Herrn Bernhard Mund,<br />

die erste Serie des Messrohrs<br />

CoMeT (Coupling Measuring<br />

Tube) bei Rosenberger gefertigt.<br />

Seitdem ist das CoMeT-System<br />

auf weitere Testparameter ausgeweitet,<br />

wie die Kopplungsdämpfung<br />

a c von symmetrischen<br />

Kabeln und Assemblies<br />

oder die EMV-Messung größerer<br />

Komponenten, z.B. Kabel-<br />

Assemblies für elektrische Fahrzeuge<br />

mit der Triaxialen Zelle.<br />

Die verschiedenen triaxialen<br />

Messverfahren für unterschiedliche<br />

Anwendungsbereiche sind<br />

u.a. in internationalen Normen,<br />

wie z.B. IEC 62153-4-n<br />

beschrieben.<br />

Die Präsentation des CoMeT-<br />

Systems 1998 beim IEC General<br />

Meeting in Houston, Texas, stellt<br />

einen Meilenstein für die erfolgreiche<br />

Einführung der Messung<br />

der Schirmdämpfung mit dem<br />

Triaxialverfahren auf internationaler<br />

Ebene dar, gefolgt von<br />

einem weiteren Highlight: der<br />

Aufnahme des Triaxialverfahrens<br />

in den weltweiten Standard<br />

IEC 61196-1 zur Messung der<br />

Schirmdämpfung a S bis zu und<br />

jenseits der 3 GHz (1999).<br />

Weitere Wegbereiter für den<br />

erfolgreichen CoMeT-„Flug“<br />

sind die Beschreibung der Messung<br />

der Kopplungs dämpfung<br />

symmetrischer Kabel mit dem<br />

Triaxialverfahren in IEC 62153-<br />

4-9Ed1 (2000), die Standardisierung<br />

als Messverfahren<br />

für Kopplungswiderstand und<br />

Schirmdämpfung sowie die Einführung<br />

der Schirmungsklassen<br />

für CATV-Kabel nach EN<br />

50117 und IEC 61196. Hersteller<br />

von CATV-Kabeln müssen<br />

dem Zentralamt für Zulassungen<br />

im Fernmeldewesen, (ZZF) die<br />

Schirmungsklassen nachweisen.<br />

Mit dem Rohr-in-Rohr-Verfahren<br />

nach IEC 62153-4-7 werden<br />

die Verfahren zur Messung<br />

von Kopplungswiderstand und<br />

Schirmdämpfung an Kabelschirmen<br />

auf die Messung von<br />

Steckern und konfektionierten<br />

Kabeln ergänzt (2002). 2006<br />

präsentiert Thomas Schmid das<br />

zusammen mit Michael Wollitzer<br />

entwickelte das CoMeT-K-<br />

System zum Messen von EMV-<br />

Durchführungen und EMV-<br />

Dichtungen, genormt als IEC<br />

62153-4-10.<br />

Größere Komponenten wie HV-<br />

Anschlusskabel und Stecker für<br />

Elektrofahrzeuge oder CATV-<br />

Verteiler erfordern die Erweiterung<br />

des CoMeT-Sysstems<br />

auf Triaxiale Zellen nach IEC<br />

62153-4-15 (2010). Mit der<br />

Erweiterung der IEC 62153-4-<br />

9Amd1 zur Messung der Kopplungsdämpfung<br />

ungeschirmter<br />

symmetrischer Kabel wird das<br />

Triaxialverfahren auf internationaler<br />

Ebene als Referenzverfahren<br />

anerkannt (2018).<br />

Unschlagbare Vorteile<br />

Unternehmenssitz bda connectivity in Asslar in Hessen<br />

Vorzüge des Triaxialverfahrens<br />

gegenüber anderen Verfahren<br />

sind u.a. der geschlossene<br />

Messaufbau, die große Messbandbreite<br />

von DC bis zu ca. 9<br />

GHz (CoMeT 40) bzw. 20 GHz<br />

(CoMeT 18) und die hohe Messempfindlichkeit.<br />

Ein wesentlicher<br />

Vorteil ist auch, dass mit<br />

nur einem Messaufbau sowohl<br />

der Kopplungswiderstand als<br />

auch die Schirm- bzw. die Kopplungsdämpfung<br />

gemessen werden<br />

können.<br />

„Wir wünschen uns, dass die<br />

gemeinsamen Aktivitäten beider<br />

Unternehmen noch lange<br />

fortgeführt werden kann, um<br />

die Technologie für weitere<br />

Anwendungen weiterzuentwickeln“,<br />

sagt Bernhard Mund,<br />

verantwortlich für die EMV-<br />

Prüftechnik und Normung bei<br />

bda connectivity. Und Thomas<br />

Schmid, Leiter des EMV-Labors<br />

bei Rosenberger Hochfrequenztechnik,<br />

ergänzt: „Mit zunehmendem<br />

Ausbau der drahtlosen<br />

Technologien, IoT, e-Mobilität<br />

usw. werden die Einsatzmöglichkeiten<br />

des Triaxialverfahrens<br />

eher noch zunehmen“. Und das<br />

wiederum legt die Basis zu vielen<br />

weiteren produktiven Jahren<br />

der Zusammenarbeit. ◄<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 29


EMV<br />

Flexible Lösungen für moderne Messaufgaben<br />

Neue Möglichkeiten mit USB-Echtzeit-Spektrumanalysatoren<br />

Der SPECTRAN V6 RSA500X ist mit einer Echtzeitbandbreite von 80 MHz (optional 120 MHz) sowie einem Vektor-<br />

Signalgenerator ausgestattet. Einen vollständigen Scan von 10 MHz bis 6 GHz (optional 8 GHz) schafft er in 20 ms,<br />

was einer Sweep-Geschwindigkeit von 300 GHz/s (440 GHz/s mit Upgrade) entspricht<br />

Aaronia AG<br />

www.aaronia.de<br />

Die Echtzeit-Spektrumanalyse<br />

beschleunigt und vereinfacht<br />

eine Vielzahl an Messaufgaben<br />

sowie diverse Produktions- und<br />

Forschungsprozesse. Im Laufe<br />

der letzten Jahre sind die Anforderungen<br />

an das Mess-Equipment<br />

aber drastisch gestiegen.<br />

WiFi, Bluetooth, NFC oder<br />

auch der 5G-Standard generieren<br />

immer kürzere Signale bei<br />

immer höheren Taktfrequenzen<br />

in immer breiteren Frequenzbereichen,<br />

und ein Ende ist nicht<br />

absehbar.<br />

Neue Geräte für viele Zwecke<br />

Die Echtzeit-Spektrumanalysatoren<br />

der SPECTRAN V6<br />

X USB-Reihe sind speziell für<br />

Nah- und Fernfeldmessungen,<br />

zum Messen und Lokalisieren<br />

von Störstrahlungsquellen oder<br />

zum Aufspüren und Bewältigen<br />

von EMV-Problemen konzipiert.<br />

Die Echtzeitbandbreite<br />

von maximal 245 MHz sowie<br />

die Sweep-Geschwindigkeit von<br />

>1000 GHz/s des neuen SPEC-<br />

TRAN V6 ermöglichen EMV-<br />

Messungen in Echtzeit. Selbst<br />

extrem kurzzeitige Störsignale<br />

können erfasst, lokalisiert und<br />

somit deren Ursache ermittelt<br />

beziehungsweise beseitigt<br />

werden.<br />

Schlüsselfaktor Software<br />

Ausschlaggebend sind aber<br />

nicht nur die Echtzeitbandbreite<br />

sowie POI und Sweep-<br />

Geschwindigkeit der Hardware<br />

und deren Formfaktor, sondern<br />

auch der Umfang der Analyseund<br />

Zusatz-Software. Mit der<br />

modularen Echtzeit-Spektrumüberwachungs-Software<br />

RTSA-<br />

Suite PRO liefert Aaronia ein<br />

mächtiges Software-Paket zur<br />

Signalaufzeichnung und Datenanalyse.<br />

Die Record&Replay-<br />

Funktion des SPECTRAN V6<br />

erlaubt in Verbindung mit der<br />

RTSA-Suite PRO die Aufzeichnung<br />

und Wiedergabe der vollen<br />

IQ-Bandbreite von bis zu 245<br />

MHz. Auf diese Weise lassen<br />

sich alle Informationen speichern,<br />

die zur Wiederherstellung<br />

eines Signals benötigt werden.<br />

Die Daten werden lokal auf<br />

dem angeschlossenen Computer<br />

abgelegt und lassen sich jederzeit<br />

wieder aufrufen, um ein Signal<br />

detailliert untersuchen zu können.<br />

Die Aufzeichnungsdauer<br />

wird nur noch durch die Kapazität<br />

der verwendeten Speichermedien<br />

begrenzt.<br />

Bedienungskomfort steht bei<br />

Aaronia an vorderster Stelle.<br />

Mit einem einzigartigen modularen<br />

Baukastensystem lassen<br />

sich selbst komplexe Messaufgaben<br />

innerhalb kürzester Zeit<br />

per Drag&Drop konfigurieren.<br />

Durch Zusammenstellen verschiedener<br />

Blöcke entsteht quasi<br />

ein visuelles Abbild des Messaufbaus.<br />

Wer möchte, kann häufig<br />

benötigte Messaufbauten als<br />

fertige „Mission“ speichern und<br />

diese bei Bedarf jederzeit wieder<br />

aufrufen. Wer es einfacher<br />

haben möchte, kann sich auch<br />

vordefinierte „Missions“ von der<br />

Aaronia-Webseite herunterladen,<br />

in die RTSA-Suite PRO einlesen<br />

und sofort mit seinen Messungen<br />

starten. Grundsätzlich ist der<br />

Download kostenlos, es können<br />

jedoch kostenpflichtige Funktionen<br />

in einer solchen Mission<br />

enthalten sein. Bestandskunden<br />

haben die Möglichkeit, die<br />

betreffende Funktion 30 Tage<br />

lang kostenfrei zu testen.<br />

Eine Vielzahl von Blöcken sind<br />

bereits kostenlos in der Basisversion<br />

enthalten. Hierzu gehören<br />

diverse 2D- und 3D-Ansichten,<br />

IQ-Verarbeitung, Trigger, AM/<br />

FM-Dekoder, Filereader und<br />

Filewriter, Remote http oder<br />

Scripts.<br />

Nicht nur für den<br />

SPECTRAN V6<br />

Die RTSA-Suite PRO lässt sich<br />

nicht nur mit Aaronia-Messgeräten<br />

verwenden, sondern ist<br />

kompatibel zu anderen Markengeräten<br />

und erweitert deren<br />

Einsatzspektrum. Wer beispielsweise<br />

per Software-Lizenz seinen<br />

Tektronix-Spektrumanalyzer<br />

um die RTSA-Suite PRO<br />

erweitert, bekommt den Filewriter/Reader<br />

zum Speichern und<br />

Abspielen von Daten kostenlos<br />

mitgeliefert.<br />

30 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


EMV<br />

Die enorme Echtzeitbandbreite von bis zu 245 MHz sowie die hohe Sweep-<br />

Geschwindigkeit des SPECTRAN V6 ermöglichen EMV-Messungen in Echtzeit.<br />

Die gleichzeitige Anzeige mehrerer Grenzwerte erhöht die Geschwindigkeit<br />

der Messung erheblich, da diese nicht mehr einzeln durchgeführt werden<br />

müssen. Der Screenshot zeigt eine gleichzeitige Live-Messung nach EN55015<br />

und EN61800-3 Norm mit visueller Rückmeldung bei Nicht-Einhaltung der<br />

Grenzwerte (Marker in rot)<br />

Die RTSA Suite PRO besteht aus Bausteinen (Blöcken), die in einem<br />

Flussdiagram zu einer Messung (Mission) konfiguriert werden. Danach kann<br />

die Mission gestartet werden. Im Bild leitet der SPECTRAN V6 seine IQ-Daten<br />

an die FFT, die wiederum die Spectra-Daten gleichzeitig an ein Histogramm,<br />

Wasserfall und Spektrum liefert<br />

Das Pre-Processing von Datenströmen<br />

gewinnt immer mehr an<br />

Bedeutung. Aaronias Echtzeit-<br />

Spektrumanalysatoren wandeln<br />

die eintreffenden Informationen<br />

in digitale Signale um und stellen<br />

diese aufbereitet zur Weiterverarbeitung<br />

auf einem Computer<br />

zur Verfügung. Ein unschätzbarer<br />

Vorteil gegenüber Desktop-<br />

Systemen. Ein kleines Kästchen<br />

in Form des SPECTRAN V6 als<br />

USB-Version genügt, um präzise,<br />

jederzeit reproduzierbare<br />

Echtzeitmessungen durchführen<br />

zu können.<br />

Hinzu kommt, dass die in die<br />

relativ großen Desktop-Geräte<br />

eingebauten Bildschirme für<br />

die Echtzeit-Spektrumanalyse<br />

ungeeignet sind. Zu klein und<br />

mit viel zu geringer Auflösung<br />

sind detaillierte Analysen kaum<br />

durchführbar. Ein üblicher PC-<br />

Bildschirm mit >20 Zoll Diagonale,<br />

Full-HD-Auflösung und 65<br />

Mio. Farben ist in Verbindung<br />

mit einem SPECTRAN V6 ist<br />

jedem eingebauten Monitor<br />

weit überlegen. Der Anwender<br />

kann sich so genau den<br />

Monitor aussuchen und an das<br />

Messsystem anschließen, der<br />

seinen Ansprüchen am besten<br />

gerecht wird. Dabei sind kaum<br />

Grenzen gesetzt, denn moderne<br />

Grafikkarten ermöglichen selbst<br />

den Anschluss von einem oder<br />

mehreren 80 Zoll 8k Displays<br />

ist möglich, um jedes noch so<br />

kleine Detail zu visualisieren.<br />

Upgrade-Service<br />

Wie alle Geräte der SPEC-<br />

TRAN-Reihe wurde der SPEC-<br />

TRAN V6 X in Deutschland<br />

entwickelt und hergestellt.<br />

Somit genügt er höchsten Qualitätsstandards.<br />

Doch die Aaronia<br />

AG bietet Kunden nicht nur<br />

Qualität, sondern auch Investitionssicherheit.<br />

Gerade bei derart<br />

hochspezialisierten Produkten<br />

sind die Entwicklungssprünge<br />

innerhalb weniger Jahre immens<br />

und die Leistungsfähigkeit der<br />

Geräte steigert sich oftmals um<br />

ein Vielfaches. Entsprechend<br />

häufig kommt es vor, dass ältere<br />

Geräte für die anfallenden Aufgaben<br />

nicht mehr zeitgemäß<br />

sind, sodass Neuanschaffungen<br />

unumgänglich werden.<br />

In diesem Fall bietet Aaronia<br />

einen exklusiven Trade-in-Service<br />

für seine Produkte. Soll<br />

ein altes Gerät oder die Vorgängerversion<br />

eines Produktes<br />

gegen einen Nachfolger ausgetauscht<br />

werden, werden bis zu<br />

50% des Ursprungspreises auf<br />

das neue Gerät angerechnet.<br />

Dazu ist lediglich das entsprechende<br />

Altgerät inklusive der<br />

Originalrechnung einzusenden.<br />

Dieses Angebot bezieht sich auf<br />

alle aktiven Komponenten, wie<br />

Messgeräte oder Verstärker.<br />

Die Echtzeit-Spektrumanalysatoren<br />

von Aaronia sind die<br />

flexiblen, modularen Lösungen<br />

für jeden Anwendungsfall. Sie<br />

werden als mobile oder stationäre<br />

Komplettsysteme ebenso<br />

angeboten wie als USB-Geräte<br />

oder integrierte Lösungen die<br />

unter den Monitor kommen. ◄<br />

ABSCHIRMUNG VON KUNSTSTOFF<br />

DURCH METALLISIERUNG<br />

EMV- und ESD-Schutz von Geräten, Baugruppen und Gehäusen<br />

Ihre Vorteile:<br />

• Hohe Schirmdämpfungen bei 100 kHz bis 10 GHz<br />

• Einzelstück- bis Serienfertigung für Spritzguss, 3D-Druck, Gießharze,<br />

Frästeile, etc.<br />

• Anwendbar auf vielen Kunststoffen, GFK, CFK, Glas,...<br />

• Sehr gute Haftfähigkeit auf Oberflächen<br />

• RoHS- und REACH-konform, ohne chemische Oberflächenvorbereitung<br />

• Beratung und Begleitung bei Entwicklungen<br />

Wir bieten:<br />

• Zinkbeschichtung im Lichtbogenspritzverfahren<br />

• Kupfer oder Aluminium als PVD-Bedampfung<br />

EUKATEC Europe GmbH | Alsweder Landstraße 10 | D - 32339 Espelkamp<br />

Tel. +49 (0) 5743 93193-0 | Fax: +49 (0) 5743 93193-09 | info@eukatec.com<br />

www.eukatec.com<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 31


EMV<br />

Kundenspezifische Schirmboxen<br />

In Forschungs- und Entwicklungslaboratorien<br />

sowie bei<br />

Test-, Kalibrierungs- und Herstellungsprozessen<br />

von elektronischen<br />

Produkten ist häufig<br />

eine geschirmte Umgebung<br />

erforderlich, um störende Emissionen<br />

oder Interferenzen mit<br />

unerwünschten Funksignalen zu<br />

verhindern. Aber nicht immer ist<br />

eine Schirmkammer wirtschaftlich<br />

oder sinnvoll einsetzbar.<br />

MTS Systemtechnik fertigt<br />

seit über 25 Jahren Schirmboxen<br />

für die HF-Technik. Die<br />

erste Anwendung war dabei im<br />

Bereich des Mobilfunks, jedoch<br />

sind im Laufe der Zeit immer<br />

mehr Anwendungsbereiche hinzugekommen.<br />

Ein Trend dabei<br />

ist, dass Kunden nur noch selten<br />

eine Lösung „von der Stange“<br />

für ihre Prüfanwendung gebrauchen<br />

können, sondern zunehmend<br />

Schirmboxen nachfragen,<br />

die entsprechend individuellen<br />

Anforderungen gefertigt werden<br />

müssen.<br />

sondern kann das Schirmgehäuse<br />

auch wahlweise aus Stahl oder<br />

Aluminium herstellen. Für die<br />

Dämpfung der Signalwellen<br />

werden die Boxen auf Wunsch<br />

auch mit Absorbern für unterschiedliche<br />

Frequenzbereiche<br />

ausgekleidet. Alternativ ist eine<br />

ESD-gerechte Auskleidung möglich.<br />

Wird eine gezielte Wärmeabfuhr<br />

benötigt, erhalten die<br />

Schirmgehäuse auf Anfrage<br />

auch Wabenkamine mit geeigneten<br />

Lüftern. Durch ein optionales<br />

abgeschirmtes Fenster<br />

wird es möglich, auch während<br />

des Testens in die Schirmbox<br />

zu schauen. Ist es hingegen notwendig,<br />

während einer Prüfung<br />

einen Touchscreen auf dem Prüfling<br />

zu bedienen, wird statt eines<br />

Fensters ein durchsichtiges flexibles<br />

Schirmgeflecht mit einem<br />

kapazitiven Bedienungsstift integriert.<br />

Um das Einkoppeln von HF<br />

aus der Umgebung über die<br />

Anschlussleitungen in die<br />

Schirmbox hinein zu verhindern,<br />

müssen die Schnittstellen<br />

unbedingt mit geeigneten Filtern<br />

ausgestattet werden. Die<br />

Filtermodule für LAN, USB,<br />

HDMI, VGA, Audio und Versorgungsspannung<br />

bedämpfen<br />

in der Regel die Mobilfunkbereiche<br />

ab 500 MHz. Ungefiltert<br />

bleiben nur die HF-Anschlüsse<br />

(SMA, N oder BNC), weil angeschlossene<br />

HF-Kabel meist ausreichend<br />

geschirmt sind. Bei den<br />

Sub-D-Schnittstellen werden<br />

MTS Systemtechnik GmbH<br />

info@mts-systemtechnik.de<br />

www.mts-systemtechnik.de<br />

Genau auf diese Anfragen kann<br />

MTS Systemtechnik reagieren,<br />

sogar wenn nur eine einzelne<br />

Schirmbox gefragt ist. Dabei ist<br />

man nicht nur in der Lage, bei<br />

dem Format und den Schnittstellen<br />

Wünsche zu berücksichtigen,<br />

32 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


EMV<br />

28. – 30.03.<strong>2023</strong><br />

STUTTGART<br />

Creating<br />

a compatible<br />

future.<br />

optionale Aufsteckfilter verwendet,<br />

die bei Bedarf leicht geändert<br />

werden können. Weiterhin<br />

sind auch optische Schnittstellen<br />

und Durchführungen für Flüssigkeiten<br />

und Gase in den Schirmboxen<br />

möglich.<br />

Die Empfindlichkeit mobiler<br />

Geräte ist in den letzten Jahren<br />

drastisch gestiegen. 4Goder<br />

5G-Geräte können bis zu<br />

-130 dBm erkennen, NB-IoT-<br />

Anwendungen sogar bis zu<br />

-145 dBm. Um diese Technologien<br />

unter definierten Bedingungen<br />

zu testen, sind sehr hohe<br />

HF-Abschirmungen erforderlich.<br />

MTS-Racksysteme sind<br />

in dem Fall eine Lösung, die<br />

durchgängig etwa 120 dB bietet.<br />

Hauptmerkmale sind ein<br />

Gehäuse in Schalenbauweise,<br />

gefilterte Schnittstellen, angepasste<br />

HF-Verkabelung und die<br />

komplette Installation in und an<br />

der Anlage.<br />

Die Herstellung der Schirmboxen<br />

erfolgt bei MTS Systemtechnik<br />

in eigenen CNC-Fertigungszentren<br />

und in eigener<br />

Elektronikfertigung. Neben den<br />

Schirmboxen produziert man<br />

HF-dichte Aluminiumgehäuse,<br />

die geeignet sind für den Einbau<br />

von z.B. Stripline-Schaltungen,<br />

Keramiksubstraten, Hybridoder<br />

LSI-Schaltungen etc. Sie<br />

bestehen aus einem vollgefrästen<br />

Gehäusekörper und einem<br />

verschraubbaren Aluminiumdeckel.<br />

Die Abmessungen können<br />

aus bestehenden Größen<br />

gewählt oder auch individuell<br />

gefertigt werden. Auch passende<br />

Einbaustecker und sonstige HF-<br />

Komponenten bis hin zu konfektionierten<br />

HF-Kabeln können bei<br />

uns bezogen werden. ◄<br />

Treffpunkt für die EMV-Branche<br />

Getreu dem Motto «Creating a compatible<br />

future» bietet die EMV Messe mit praxisorientierten<br />

Workshops einen einzigartigen<br />

Marktüberblick, gezielten Wissenstransfer<br />

und frische Impulse für die tägliche Arbeit<br />

im Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit.<br />

e-emc.com | #emv<strong>2023</strong><br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 33<br />

Messe Frankfurt Group


EMV<br />

EMV-Lösung für die Vorabkonformitätsanalyse<br />

Intelligente Messfunktionen und eine einfache Bedieneroberfläche bieten die Echtzeit-Spektrumanalysatoren<br />

RSA3000N und RSA5000N von Rigol.<br />

Elektromagnetische Verträglichkeit<br />

hat sich in den letzten 23<br />

Jahren zu einem der wichtigsten<br />

Themen entwickelt.<br />

EMV-Maßnahmen sind<br />

unumgänglich<br />

EMV-Maßnahmen sind nicht<br />

nur zwingend erforderlich, um<br />

die Funktionalität der Eigenentwicklung<br />

und den Schutz<br />

der Umwelt vor Elektrosmog<br />

zu gewährleisten, sondern eine<br />

Neuentwicklung muss auch in<br />

einem Prüflabor nach genormten<br />

Standards getestet werden, um<br />

das CE-Zeichen für den Verkauf<br />

des neuen Produktes zu<br />

erhalten. Ohne die Einhaltung<br />

der vorgegebenen Grenzwerte<br />

kann/darf man ein Produkt nicht<br />

vertreiben. Eine Nachentwicklung<br />

hat meistenteils zur Folge,<br />

dass nicht nur ein zweiter Gang<br />

in das EMV-Labor finanziert<br />

werden muss, sondern verursacht<br />

auch weitere Mehrkosten<br />

und einen nicht einkalkulierten<br />

zusätzlichen Zeitaufwand. Um<br />

dieses Szenario zu vermeiden,<br />

sind erste EMV- Analysen und<br />

-Maßnahmen bereits in einem<br />

sehr frühen Entwicklungsstadium<br />

notwendig und über<br />

die gesamte Entwicklung einschließlich<br />

Vorabkonformitätsprüfungen<br />

durchzuführen.<br />

Lt. einer Umfrage beziffern sich<br />

EMV-Aktivitäten während einer<br />

Entwicklung auf etwa 3...5%<br />

der gesamten Entwicklungskosten.<br />

Wenn diese Aktivitäten<br />

allerdings ausbleiben und<br />

eine Abnahme nicht bestanden<br />

wird, können sich die Kosten<br />

der Nachentwicklung auf bis zu<br />

50% bis 100% der eigentlichen<br />

Kosten belaufen.<br />

Lösung mit<br />

Spektrumanalysatoren<br />

Für die EMV-Analyse und<br />

Vorabkonformitätskontrolle<br />

bietet Rigol speziell für die Entwicklung<br />

seit Jahren eine Lösung<br />

mit den Spektrumanalysatoren<br />

der Serie DSA800 (einschließlich<br />

6-dB-Filter und Quasi-<br />

Spitzenwertdetektor) und der<br />

PC-Software S1210 sowie den<br />

Nahfeldsondensatz NFP-3 an.<br />

Diese Lösung wurde jetzt für<br />

die RSA3000N/RSA5000N-<br />

Serie noch einmal erweitert<br />

und optimiert. Somit lässt sich<br />

die EMV-Analyse noch einmal<br />

erheblich vereinfachen und bietet<br />

zusätzlich noch erweiterte<br />

Analyse möglichkeiten mit an.<br />

Die Spektrumanalysatoren werden<br />

in den Frequenzbereichen<br />

ab 9 kHz bis 1,5 bzw. 6,5 GHz<br />

angeboten. Die N-Versionen<br />

haben außerdem Standarisiert<br />

die Funktion „Vektor-Netzwerkanalyse“<br />

enthalten.<br />

ME vs. SA<br />

Während der Konformitätsprüfung<br />

(Emission, Absorbtion,<br />

Bild 1: Scantabelle<br />

leitungsgebunden, Abstrahlung)<br />

wird generell ein Messempfänger<br />

(ME) eingesetzt. Ein<br />

ME hat allerdings den Nachteil,<br />

dass dieser erstens sehr teuer<br />

und zweitens ausschließlich im<br />

Bereich EMV eingesetzt werden<br />

kann. Ein Spektrum-Analyzer<br />

(SA) hingegen misst schneller<br />

und kann für unterschiedliche<br />

Applikationen eingesetzt<br />

werden und ist deutlich preisgünstiger.<br />

Ein ME hat allerdings<br />

in der EMV-Messung deutliche<br />

Vorteile gegenüber einem SA.<br />

Durch die Vorabselektion kann<br />

beim ME der Dynamikbereich<br />

für jede Teilmessung separat eingestellt<br />

werden. Außerdem wird<br />

die gewünschte Frequenzauflösung<br />

(meist RBW/2) in einem<br />

ME ohne weiteres erreicht. Um<br />

diese Nachteile des SA zu kompensieren,<br />

ist in der EMI-Lösung<br />

von Rigol die Grundeinstellung<br />

der wichtigsten Frequenzbänder<br />

inklusive dessen geforderter 6<br />

dB RBW vorab in einer Scan-<br />

Tabelle in Einzelbereichen<br />

(Ranges) hinterlegt. Alle Parameter<br />

kann man pro Bereich<br />

separat nach den eigenen Wünschen<br />

anpassen.<br />

Zum Beispiel kann man pro<br />

Bereich bis zu 10.000 Messpunkte<br />

verwenden, wobei die<br />

Grundeinstellung der Messpunkte<br />

sich auf eine Frequenzauflösung<br />

von RBW/2 bezieht.<br />

Für eine höhere Auflösung lassen<br />

34 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


EMV<br />

Bild 2: Darstellung der Messung, der Messmeter (rechts) und der Signal<br />

Tabelle (unten)<br />

sich auch unterschiedliche<br />

Ranges miteinander kombinieren,<br />

um ggf. eine noch höhere<br />

Frequenzauflösung zu erzielen.<br />

Pro Range kann auch der integrierte<br />

Vorverstärker (Option)<br />

und die interne Dämpfung<br />

variiert werden. D.h. durch die<br />

Verknüpfung von unterschiedlichen<br />

Bereichen lässt sich der<br />

Dynamik bereich der kompletten<br />

Messung erweitern, ohne die<br />

Messung selber zu unterbrechen.<br />

Somit lassen sich diese<br />

beiden Schwachstellen des SA<br />

gegenüber der ME kompensieren.<br />

Bei der RSA-EMI-Lösung<br />

lassen sich nicht nur die 6-dB-<br />

Filter 200 Hz, 9 kHz und 120<br />

kHz einstellen, sondern auch<br />

bis 1 MHz.<br />

Integration von Limits<br />

nach Standards<br />

Nachdem der gewünschte<br />

Frequenzbereich ausgewählt<br />

wurde, kann man in dem abgelegten<br />

Speicher das (oder die)<br />

Limit(s) des gewünschten Standards<br />

(z.B. EN55022, Class B,<br />

AV oder/und QP) laden und auf<br />

der voll logarithmischen Darstellung<br />

anzeigen. Jedem Limit<br />

kann eine Messkurve zugewiesen<br />

werden. D.h. man kann<br />

für jedes Pass/Fail-Limit eine<br />

Messkurve mit einer separaten<br />

Detektoreinstellung aktivieren.<br />

Unterschiedliche Messkurven<br />

lassen sich auch gleichzeitig<br />

vermessen. Bei einem Limit<br />

kann man einen zusätzlichen<br />

Sicherheitsabstand zuschalten,<br />

der in der Pass/Fail-Betrachtung<br />

berücksichtigt wird. Gerade in<br />

der Vorab konformitätsprüfung<br />

sollte darauf geachtet werden,<br />

mindestens 5...6 dB unter dem<br />

definierten Limit zu liegen,<br />

um zu gewährleisten, dass die<br />

Konformitätsprüfung bestanden<br />

wird.<br />

Erweiterung/zusätzliche<br />

Detektoren/Korrekturen<br />

Mit einer zusätzlichen Erweiterung<br />

können bis zu drei Messanzeigen<br />

mit unterschiedlichen<br />

Detektoren und separaten Grenzwerten<br />

eingesetzt werden. Hier<br />

kann man z.B. den Spitzenwertdetektor<br />

für das erste „Meter“,<br />

den QP-Detektor für das zweite<br />

„Meter“ und den neuen CISPR-<br />

Average-Detektor (C-AV) als<br />

Drittes einstellen. Die jeweiligen<br />

Mess-Meter kann man dann auf<br />

den gewünschten Peak setzen.<br />

Die Meter messen kontinuierlich.<br />

D.h., hier kann z.B. bei<br />

einem erhöhten Peak-Wert das<br />

Design nachgearbeitet und sofort<br />

der Einfluss auf diesem Wert dargestellt<br />

werden. Eine Verbesserung<br />

lässt sich hier umgehend<br />

anzeigen. Dadurch, dass drei<br />

unterschiedliche Detektoren für<br />

die Anzeige gleichzeitig eingesetzt<br />

werden können, lässt sich<br />

neben der Peak-Messung (worst<br />

case) auch eine Aussage über<br />

die Wiederholrate (QP) und die<br />

Bewertung von gepulsten sinusförmigen<br />

Signalen mit niedriger<br />

Wiederholrate (C-AV) durchführen.<br />

Die Meter lassen sich<br />

mit dem gerade ausgewählten<br />

Signalpuls koppeln und ohne<br />

weitere Feinabstimmung der<br />

Meterfrequenz für diesen nutzen.<br />

Alternativ könnten die Meter an<br />

einen Marker gekoppelt werden.<br />

Im Analysator lassen sich auch<br />

für Zusatzkomponenten (z.B.<br />

Netznachbildung, Transientenbegrenzer,<br />

externe Dämpfung<br />

usw.) Korrekturwerte eingeben<br />

und als *.csv-Datei ab speichern.<br />

Diese können auch im PC<br />

erzeugt und in das Gerät geladen<br />

werden.<br />

Messung<br />

Für die Messung lassen sich<br />

unterschiedliche Konditionen<br />

einstellen. Zum einen können der<br />

oder die Messverläufe mit einem<br />

oder unterschiedlichen Detektoren<br />

gleichzeitig aufgenommen<br />

werden. Alternativ kann man<br />

auch nur den Messverlauf mit<br />

dem Peakdetektor erfassen. Je<br />

nach Einstellung wird dann die<br />

Signaltabelle abgearbeitet. D.h.,<br />

hierbei werden die erfassten und<br />

dargestellten Signalspitzen mit<br />

den bewerteten Detektoren QP<br />

und C-AV vermessen, verglichen<br />

und dargestellt.<br />

Bei dieser Messung werden die<br />

wesentlichen Informationen in<br />

deutlich kürzerer Zeit vermessen<br />

und dargestellt im Vergleich zur<br />

Aufzeichnung eines kompletten<br />

Messverlaufs mit z.B. mit dem<br />

QP-Detektor. Die Anzahl der<br />

Messwerte in der Signaltabelle<br />

kann man beliebig definieren.<br />

Um eine Detailansicht über einen<br />

Spitzenwert zu erhalten, kann<br />

man einen Teilbereich vergrößert<br />

darstellen und danach wieder zur<br />

Ursprungsansicht zurückkehren.<br />

Dokumentation<br />

Im RSA5065N können die Messungen<br />

auf unterschiedliche Varianten<br />

abgespeichert werden. Z.B.<br />

lässt sich der komplette Signalverlauf<br />

als *.csv-Datei abspeichern<br />

oder es lässt sich als *.pfd<br />

oder im HTML-Format ein Testbericht<br />

inklusive der Einstellung,<br />

der verwendeten Limits, der<br />

Abbildung des Graphen und der<br />

Meters sowie die Signaltabelle<br />

in dem Analyzer oder auf einem<br />

externen USB-Stick ablegen. Bei<br />

dem Testbericht kann man die<br />

Kopfzeile nach Bedarf mit z.B.<br />

dem Temperaturwert, dem Testort<br />

oder der Testperson bearbeiten.<br />

Zusammenfassung<br />

Rigol bietet mit der neuen<br />

EMV-Lösung in RSA3000N/<br />

RSA5000N eine neue Dimension<br />

der Vorabkonformitätsprüfung<br />

an. Durch die zusätzliche<br />

Meter-Messmethode lassen sich<br />

bereits Spitzenwerte in einem sehr<br />

frühen Design-Stadium ermitteln<br />

und verbessern. Durch diese Testlösung<br />

erübrigt sich eine PC-Testsoftware.<br />

Falls die Analyse am PC<br />

gewünscht wird, lässt sich diese<br />

über Web-Control auf dem PC<br />

durchführen. Die EMV-Analyse<br />

wird außerdem durch die angenehme<br />

Bedienung des Gerätes<br />

(Touchscreen oder Bedienerpanel<br />

sowie USB-Maus oder USB-<br />

Tastatur) deutlich vereinfacht.<br />

Zusätzlich eröffnen die Echtzeitkapazitäten<br />

(Echtzeit ist als Standard<br />

integriert) der RSA-Serie<br />

noch einmal einen erweiterten<br />

Einblick in der EMV-Analyse.<br />

Rigol Technologies<br />

Europe GmbH<br />

www.rigol.eu<br />

Bild 3: Darstellung eines vergrößerten Signals in der Zoomdarstellung<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 35


EMV<br />

Bedeutung von Wireless-Koexistenz-Tests<br />

für vernetzte medizinische Geräte<br />

Regulierungsbehörden wie die<br />

FCC und der Europäische Rat<br />

willigen ein.<br />

Impression von der Messung einer leitungsgebundenen EMV-Störung<br />

Autor:<br />

David Schaefer,<br />

Technical Manager<br />

Element Materials Technology<br />

www.element.com/de<br />

Unternehmen geben Milliarden<br />

von Dollar für einen schnelleren<br />

Zugang zu Informationen<br />

aus, und die Verbraucher zahlen<br />

jedes Jahr mehr für schnellere<br />

Geräte. Die Mobilfunkbetreiber<br />

haben diesen Trend erkannt und<br />

sind von reinen Sprachnetzen zu<br />

datenzentrierten Diensten übergegangen,<br />

wobei sie verstärkt<br />

auf die gemeinsame Nutzung<br />

von Frequenzen setzen.<br />

Inflation der Funktechnologien<br />

Die erste erkennbare Version<br />

von WiFi wurde 1999 eingeführt,<br />

und zwischen 1999 und<br />

2008 wurden etwa 2 Milliarden<br />

Bluetooth-Geräte verkauft,<br />

jedoch allein in 2021 4 Milliarden<br />

Geräte. Inzwischen gibt es<br />

WiFi-Zugangspunkte in Flugzeugen,<br />

Hundehalsbänder mit<br />

GPS und Zahnbürsten mit Bluetooth-Konnektivität.<br />

Funkgeräte<br />

sind überall: Es gibt mehr<br />

Nutzer, mehr Geräte und eine<br />

größere Sättigung der Frequenzbänder.<br />

Nun werden auch mehrere Funktechnologien<br />

in einem Gerät<br />

kombiniert. Viele Mobiltelefone<br />

verfügen heute über sieben<br />

Funktechnologien: Bluetooth,<br />

WiFi, GNSS (Global Navigation<br />

Satellite System), drahtlose<br />

Energieübertragung und<br />

Nahfeldkommunikation sowie<br />

Ultrabreitband für die Standorterkennung<br />

und natürlich 4Goder<br />

5G-Mobilfunk.<br />

Das Funkspektrum ist mehr denn<br />

je eine wertvolle Ressource, die<br />

von allen Anwendungen gemeinsam<br />

genutzt werden muss, weshalb<br />

eine effiziente Frequenznutzung<br />

von entscheidender<br />

Bedeutung ist. Technologien wie<br />

intelligente Antennensysteme<br />

und orthogonales Frequenzmultiplexing<br />

(OFDM) wurden daher<br />

entwickelt. Optimierungen wie<br />

der kognitive Funk, der so programmiert<br />

ist, dass er die am<br />

wenigsten überlasteten Kanäle<br />

in der Nähe auswählt, um Interferenzen<br />

zu minimieren, werden<br />

von Branchenverbänden wie<br />

der WiFi Alliance gefordert und<br />

Risiken und Herausforderungen<br />

für medizinische Geräte<br />

Vernetzte medizinische Geräte<br />

überwachen den Gesundheitszustand<br />

von Patienten, machen<br />

wichtige Gesundheitsinformationen<br />

zugänglich, wenn sie<br />

benötigt werden, und tragen oft<br />

dazu bei, Leben zu retten, aber<br />

sie sind auf einen ordnungsgemäßen<br />

Betrieb in ihrer elektromagnetischen<br />

Umgebung angewiesen.<br />

Leider kommt es im<br />

Gesundheitswesen jedes Jahr<br />

zu Tausenden von Vorfällen mit<br />

elektromagnetischen Störungen<br />

(EMI).<br />

Die US Food and Drug Administration<br />

(FDA) verfügt über eine<br />

Datenbank namens MAUDE<br />

(Manufacturer and User Facility<br />

Device Experience), in der Fehlfunktionen<br />

medizinischer Geräte<br />

erfasst werden. Sie enthält derzeit<br />

mehr als 250.000 Berichte<br />

über Probleme im Zusammenhang<br />

mit EMV, und zwischen<br />

2010 und 2019 gab es Berichte<br />

über mehr als 170 Todesfälle mit<br />

EMV-Ursachen. Zwar ist es nicht<br />

möglich, festzustellen, wieviele<br />

dieser Vorfälle speziell mit der<br />

drahtlosen Koexistenz zusammenhängen,<br />

aber diese Zahlen<br />

geben natürlich Anlass zur Sorge<br />

über die Angemessenheit der<br />

Tests von drahtlosen Geräten.<br />

Wie medizinische Technologien<br />

Funkbänder nutzen<br />

Zunehmend werden drahtlose<br />

Technologien für Funktionen,<br />

die für das Wohlbefinden der<br />

Patienten entscheidend sind,<br />

eingesetzt. Sie nutzen dabei<br />

eine Vielzahl von Frequenzbändern.<br />

Einige dieser Bänder<br />

sind ausschließlich für medizinische<br />

Geräte bestimmt, viele<br />

werden jedoch auch von anderen<br />

Anwendungen oder Einrichtungen<br />

genutzt:<br />

36 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


EMV<br />

• induktiver Funk, der normalerweise<br />

unter 200 kHz liegt<br />

• Medical Device Radiocommunication<br />

Service (MedRadio),<br />

typischerweise 401…406<br />

MHz, einschließlich medizinischer<br />

Mikropower<br />

• Kommunikationsdienst für<br />

medizinische Implantate<br />

(MICS), typischerweise<br />

401…406 MHz<br />

• militärische und wissenschaftlichen<br />

Geräte in ISM-<br />

Bereichen<br />

• Medical Body Area Networks<br />

(MBANs), grenzen an<br />

das 2,4-GHz-ISM-Band und<br />

ermöglichen die Kommunikation<br />

mehrerer Sensoren am<br />

Körper mit einer Steuereinheit<br />

• Wireless Medical Telemetry<br />

Service (WMTS) in einem<br />

geschützten Band, das wie die<br />

MBANs auch für Sensoren verwendet<br />

wird, aber in der Regel<br />

nur für die Intensivpflege in<br />

Gesundheitseinrichtungen<br />

Viele der von medizinischen<br />

Geräten genutzten Frequenzbänder<br />

werden auch vom Militär<br />

genutzt, so dass die Hardware<br />

kognitiv lesbar sein muss, um<br />

der militärischen Kommunikation<br />

Vorrang zu geben. Es gibt<br />

Ausnahmen, z.B. sind medizinische<br />

Micropower-Netzwerke<br />

(MMN) eine Untergruppe von<br />

MedRadio speziell für implantierte<br />

Nervenstimulatoren.<br />

Einige Bänder, die von der Medizintechnik<br />

genutzt werden,<br />

sind überhaupt nicht beschränkt.<br />

WiFi ist in medizinischen Einrichtungen<br />

praktisch allgegenwärtig.<br />

Die meisten davon verwenden<br />

ein sicheres Netzwerk,<br />

um Patientendaten sowohl intern<br />

als auch an andere Einrichtungen<br />

zu übertragen. MRT-, Röntgenund<br />

andere Screening- oder<br />

Diagnose-Geräte können Bilder<br />

oder Daten über das sichere<br />

WiFi-Netzwerk übertragen, und<br />

dieses es kann auch der Verfolgung<br />

von Patienten- oder Personalbewegungen<br />

in der Einrichtung<br />

dienen.<br />

Standardtechnologien wie WiFi<br />

haben Vor- und Nachteile: Die<br />

weite Verbreitung von WiFi<br />

erleichtert die Interoperabilität,<br />

und eine bewährte Technologie<br />

in einem neuen medizinischen<br />

Gerät verkürzt die Entwicklungszeit.<br />

Allerdings haben<br />

WiFi-Technologien in der Regel<br />

eine schlechte Produktunterstützung,<br />

veralten relativ schnell und<br />

arbeiten auf überfüllten Bändern<br />

(2,4 und 5 GHz).<br />

Es gibt einen neuen Anwendungsfall,<br />

das Bluetooth Health<br />

Device Profile, speziell für die<br />

Übertragung von medizinischen<br />

Daten, etwa bei Bestandsverfolgung,<br />

Sensoren und Blutzuckermessung.<br />

Eine neue Anwendung<br />

nutzt 2,4-GHz-Bluetooth, um<br />

ein Wecksignal an ein Implantat<br />

zu senden, das dann induktiv<br />

oder per MedRadio Daten überträgt.<br />

Außerdem wird ZigBee,<br />

ein Mesh-Networking-Protokoll,<br />

für Echtzeit-Überwachungssysteme<br />

verwendet, ähnlich wie<br />

MBANs.<br />

RFID ist auch in medizinischen<br />

Einrichtungen weitverbreitet,<br />

deckt mehrere nichtlizenzierte<br />

Bänder ab und wird in erster<br />

Linie zur Nachverfolgung eingesetzt:<br />

Von millionenschweren<br />

Geräten bis hin zu einzelnen<br />

Medikamentendosen kann alles<br />

mit RFID nachverfolgt werden.<br />

Die Mobilfunktechnologie hat<br />

bei medizinischen Anwendungen<br />

mit ähnlichen Hürden zu kämpfen<br />

wie WiFi. Sie wird für die<br />

Datenübertragung, Schrittzähler<br />

und sogar einige diagnostische<br />

Bildgebungsverfahren verwendet.<br />

Die hohen Bandbreiten von<br />

5G führen auch zu einer verstärkten<br />

Erforschung der Mobilfunktechnologie<br />

in der Medizin,<br />

z.B. in der Roboterchirurgie oder<br />

in Krankenwagen, die direkt und<br />

kontinuierlich mit einem Krankenhaus<br />

verbunden sind.<br />

Ein entscheidender Vorteil all<br />

dieser Technologien und ein<br />

wesentlicher Grund, warum sie<br />

jetzt so gefragt sind, ist die drahtlose<br />

Mobilität. Gesundheitsdienstleister<br />

und Patienten müssen<br />

sich frei bewegen können,<br />

sei es auf der ganzen Welt oder<br />

von einem Raum zum anderen,<br />

ohne den Zugang zu ihren Daten<br />

zu verlieren. Diese Anwendung<br />

der Funktechnologie ist nicht<br />

nur bequem, sondern kann auch<br />

zu besseren Gesundheitsergebnissen<br />

führen, da die Kommunikation<br />

schneller erfolgt und<br />

geografische Barrieren für den<br />

Zugang zur besten Versorgung<br />

abgebaut werden.<br />

Bei all ihren Vorteilen stellen<br />

Funkgeräte jedoch auch eine<br />

besondere Herausforderung<br />

dar, da medizinische Geräte<br />

die drahtlose Kommunikation<br />

in einem überfüllten Spektrum<br />

meistern müssen.<br />

„Es ist ein weitverbreiteter Irrglaube, dass die von der IEC<br />

entwickelten Standard-EMV-Tests ausreichen.“<br />

Verringerung des Störungsrisikos<br />

durch Koexistenz-Tests<br />

Je mehr Nutzer auf einem einzigen<br />

Band, desto größer das<br />

Risiko von Interferenzen. Inzwischen<br />

gibt es Milliarden von<br />

WiFi-, Bluetooth- und Mobilfunk-Geräten.<br />

Ihre Hersteller<br />

müssen die Risiken beherrschen<br />

und proaktiv daran arbeiten,<br />

Interferenzen in ihren Produkten<br />

zu verhindern, da diese für Verbraucherprodukte<br />

unangenehm<br />

sein, für medizinische Geräte<br />

aber viel schwerwiegendere Folgen<br />

haben können.<br />

Zwar sind die Risiken für den<br />

ordnungsgemäßen Betrieb von<br />

sicherheitskritischen Geräten<br />

bekannt, aber die Methoden<br />

zu ihrer Quantifizierung unterschiedlich<br />

und nicht umfassend.<br />

Dieser Mangel zeigt, wie wichtig<br />

eine umfassende Prüfung<br />

der drahtlosen Koexistenz von<br />

Medizinprodukten ist.<br />

Die Koexistenz-Prüfung ist ein<br />

Teilbereich der elektromagnetischen<br />

Verträglichkeitsprüfung<br />

(EMV) speziell für Funkprodukte,<br />

der sich auf die grundlegende<br />

Sicherheit und die<br />

wesentliche drahtlose Leistung<br />

konzentriert. Dabei wird festgestellt,<br />

ob ein Gerät in der Lage<br />

ist, drahtlose Kommunikation in<br />

Gegenwart von In-Band- oder<br />

Out-of-Band-Funkgeräten ohne<br />

Probleme zu gewährleisten.<br />

Es ist ein weitverbreiteter Irrglaube,<br />

dass die von der IEC entwickelten<br />

Standard-EMV-Tests<br />

ausreichen, um das Risiko von<br />

Störungen durch nahegelegene<br />

drahtlose Quellen zu mindern.<br />

Die spezifischen Ausschlussbänder,<br />

die Teil der meisten<br />

Normen sind, schließen jedoch<br />

die Bewertung von In-Band-<br />

Interferenzen aus, und bei den<br />

Standard-EMV-Tests gibt es<br />

keine Möglichkeit, das Risiko<br />

von Interferenzen durch andere<br />

Nutzer desselben Frequenzbandes,<br />

z.B. durch andere drahtlose<br />

medizinische Geräte in der<br />

Nähe, zu quantifizieren. Die<br />

EMV-Prüfung nach den üblichen<br />

Normen kann daher die Koexistenz<br />

aufgrund von Ausschlussbändern<br />

und den gewählten<br />

Modulationsarten nicht direkt<br />

berücksichtigen.<br />

Ein weiterer wichtiger Faktor<br />

ist die Tatsache, dass Störungen<br />

innerhalb des Frequenzbandes<br />

mit größerer Wahrscheinlichkeit<br />

problematisch für Geräte<br />

sind, die über einen langen Zeitraum<br />

im selben Band betrieben<br />

werden. Drahtlose Produkte<br />

im Gesundheitswesen, z.B. in<br />

einem Krankenhaus, werden<br />

wahrscheinlich über sehr lange<br />

Zeiträume gleichzeitig betrieben.<br />

Im Jahr 2007 gab die FDA einen<br />

Leitfaden heraus, in dem auch<br />

die Koexistenz von drahtlosen<br />

Geräten berücksichtigt wurde.<br />

Darin wurde eine Risikoanalyse<br />

empfohlen, die ein wichtiger<br />

Bestandteil jeder Bewertung von<br />

drahtlosen oder medizinischen<br />

Geräten im Hinblick auf deren<br />

Konformität ist. Obwohl es sich<br />

bei der Veröffentlichung dieses<br />

Dokuments um eine Empfehlung<br />

handelte, verlangt die<br />

FDA nun für fast jedes Produkt,<br />

das drahtlose Technologie<br />

einsetzt, eine Bewertung der<br />

Koexistenz. In der EU enthält<br />

die Funkausrüstungsrichtlinie<br />

einige Normen im Amtsblatt,<br />

die ähnliche Anforderungen wie<br />

die Koexistenz-Prüfung stellen,<br />

aber sie sind nicht umfassend.<br />

Tests wie Empfängersperre,<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 37


EMV<br />

Nachbarkanalselektivität und<br />

Adaptivität ähneln den Koexistenz-Tests,<br />

aber sie verwenden<br />

entweder CW oder Additives<br />

Weißes Gaußsches Rauschen<br />

anstelle eines repräsentativen<br />

realen Signals. Außerdem konzentrieren<br />

sich diese Tests nur<br />

auf die Leistung des Funkgeräts<br />

und nicht auf die Leistung des<br />

Hosts. Wenn ein Funkgerät in<br />

einen Host eingebaut wird, z.B.<br />

in ein medizinisches Gerät, kann<br />

sich die Funkleistung in einer<br />

Weise ändern, die von diesen<br />

Tests nicht erfasst wird.<br />

So erfolgt die<br />

Koexistenz-Prüfung<br />

In der Vergangenheit führten<br />

einige Labors Koexistenz-Prüfungen<br />

durch, indem sie handelsübliche<br />

Funkgeräte und<br />

medizinische Geräte kauften und<br />

sie zusammen in einem abgeschirmten<br />

Raum in der Nähe des<br />

spezifischen Geräts, das Gegenstand<br />

der Prüfung war, betrieben.<br />

Diese Art von Tests hat jedoch<br />

ihre Grenzen. Einige Geräte, wie<br />

z.B. Mobiltelefone, können während<br />

des Betriebs zwischen mehreren<br />

Bändern wechseln, und die<br />

Techniker, die diese Tests durchführten,<br />

hatten keine Möglichkeit<br />

zu kontrollieren, welches<br />

Band oder welche Bänder diese<br />

handelsüblichen Geräte während<br />

des Tests nutzten. Dies bedeutete,<br />

dass die Wiederholbarkeit<br />

in einigen Fällen unmöglich war.<br />

Darüber hinaus ließen sich die<br />

Testergebnisse nur auf die bei<br />

den Tests verwendeten Standardgeräte<br />

zuverlässig anwenden<br />

und waren nicht unbedingt auf<br />

andere Gerätetypen übertragbar,<br />

die eine ähnliche Funktechnologie<br />

verwendeten. Dies würde<br />

ein unbekanntes Risiko darstellen,<br />

wenn neue Geräte auf den<br />

Markt kämen.<br />

Derzeit wird empfohlen, die<br />

Kompatibilität der Geräte in der<br />

vorgesehenen elektromagnetischen<br />

Umgebung anhand der<br />

folgenden Schritte gründlich zu<br />

testen und sicherzustellen:<br />

• Bestimmung von Fehlermodi<br />

und Schwellenwerten für die<br />

drahtlose Kommunikation, die<br />

aufgrund von Interferenzen<br />

auftreten, unter Verwendung<br />

von Normen für medizinische<br />

Geräte, die für die jeweilige<br />

Anwendung und Geografie<br />

relevant sind<br />

• Erfüllung von ANSI C63.27 für<br />

Gleichkanal- und Nachbarkanal-Interferenzen<br />

• Ergänzung durch zusätzliche<br />

Tests, wenn neue Technologien<br />

auf den Markt kommen und<br />

neue Bedrohungen auftauchen<br />

Was ist ANSI C63.27?<br />

Das American National Standards<br />

Institute (USA) entwickelt<br />

Normen für EMV- und<br />

Funk-Prüfungen, und C63 ist<br />

ein Ausschuss davon. Die Norm<br />

C63.27 wurde 2017 veröffentlicht<br />

und bietet eine Methode zur<br />

Bewertung der Koexistenz von<br />

Geräten, wobei der Schwerpunkt<br />

auf der Risikominimierung liegt.<br />

Diese Norm gibt keine Bestanden/Nichtbestanden-Parameter<br />

vor, sondern bietet stattdessen<br />

eine Prüfanleitung und zeigt auf,<br />

wie das Risiko von Störungen<br />

durch andere Funkgeräte zu<br />

bewerten ist. C63.27 ist nicht<br />

ausschließlich für medizinische<br />

Geräte gedacht, es handelt sich<br />

um eine allgemeine Prüfmethode,<br />

aber der Schwerpunkt bei<br />

der Umsetzung liegt auf medizinischen<br />

Geräten.<br />

C63.27 stellt Methoden zur<br />

Bewertung von Geräten bereit,<br />

legt fest, dass mehrere LTE- und<br />

WiFi-Signale simuliert werden<br />

müssen, um sie während<br />

der Prüfung als Störsignale zu<br />

verwenden, und befasst sich<br />

mit der funktionalen Funkleistung<br />

bzw. mit der Frage, welche<br />

Funktion ein Funkgerät im<br />

Endgerät erfüllt. Die Norm enthält<br />

drei Stufen der Spezifität<br />

für die Bewertung eines Geräts.<br />

Stufe drei ist die am wenigsten<br />

strenge, bei der die wenigsten<br />

Signale getestet werden und die<br />

nur sehr allgemeine Erkenntnisse<br />

für Geräte liefert, bei denen Leistungsfehler<br />

zwar unerwünscht<br />

sind, aber keine schwerwiegenden<br />

Folgen haben werden.<br />

Stufe eins ist die strengste und<br />

wird für Geräte verwendet, bei<br />

denen ein Mangel an Koexistenz<br />

unannehmbare Folgen<br />

haben kann.<br />

In C63.27 sind vier Prüfverfahren<br />

beschrieben. Die Wahl<br />

der Prüfmethode obliegt dem<br />

Anwender der Norm und sollte<br />

in Zusammenarbeit mit dem von<br />

ihm gewählten Prüflabor getroffen<br />

werden. Die vier Methoden<br />

sind:<br />

• leitungsgebundene<br />

Methode<br />

Sie wird durchgeführt, indem die<br />

beabsichtigten und unbeabsichtigten<br />

Signale kombiniert und<br />

anstelle der Antenne an einen<br />

Anschluss angeschlossen werden.<br />

Diese Methode schließt die<br />

Antenne selbst von der Prüfung<br />

aus und ist die am besten wiederholbare,<br />

aber am wenigsten<br />

realistische Prüfmethode.<br />

„Die EMV-Prüfung nach den üblichen Normen kann<br />

daher die Koexistenz aufgrund von Ausschlussbändern<br />

und den gewählten Modulationsarten nicht direkt<br />

berücksichtigen.“<br />

• Kammer/Hybrid-Methode<br />

Das zu prüfende Gerät und<br />

das Gerät, das Signale erzeugt,<br />

befinden sich jeweils in einer<br />

separaten Kammer, um zu kontrollieren,<br />

wie das zu prüfende<br />

Gerät den Signalen ausgesetzt<br />

ist. Dabei können Kanaleffekte<br />

berücksichtigt werden und die<br />

Antenne wird mit einbezogen.<br />

• Radiated-anechoic-Methode<br />

Das zu prüfende Gerät wird in<br />

einer Kammer mit beabsichtigten<br />

und unbeabsichtigten Signalemittenten<br />

platziert. Dadurch wird<br />

eine Umgebung geschaffen, die<br />

nicht unbedingt der Einsatzumgebung<br />

entspricht, aber Umgebungsvariablen<br />

ausschließt, die<br />

die Wiederholbarkeit verringern<br />

würden.<br />

• offene Labormethode<br />

mit Strahlung<br />

Diese Methode kommt ohne<br />

Kammern oder Abschirmungen<br />

aus und versucht in der Regel,<br />

die Umgebung im Einsatz nachzubilden.<br />

Diese Prüfung kann<br />

durch Umgebungssignale beeinflusst<br />

werden.<br />

Die allgemeinen Methoden in<br />

der Norm gelten für jede Art<br />

von Funkgerät, aber die Norm<br />

ist dazu gedacht, die Leistung<br />

des Endgeräts als Ganzes zu<br />

testen, nicht nur die Funkmodule<br />

innerhalb des Geräts. Ein<br />

und dasselbe Funkmodul kann<br />

sowohl in einem medizinischen<br />

Gerät als auch in einem Unterhaltungsgerät<br />

verwendet werden,<br />

aber die Funktionalität, die<br />

Ausfallschwellen und die potenziellen<br />

Fehler sind in diesen verschiedenen<br />

Anwendungen sehr<br />

unterschiedlich.<br />

Nicht alle medizinischen Produkte,<br />

die ein Funkgerät enthalten,<br />

müssen zwangsläufig nach<br />

C63.27 geprüft werden, aber es<br />

muss eine Risikoanalyse erfolgen,<br />

um potenzielle Auswirkungen<br />

und Fehlermöglichkeiten<br />

zu bewerten. AAMI TIR69:2017<br />

ist ein technischer Informationsbericht,<br />

der ein Verfahren zur<br />

Bewertung und Kategorisierung<br />

der mit den Funkfunktionen<br />

eines Medizinprodukts verbundenen<br />

Risiken bietet. Wenn die<br />

Risikobewertung ergibt, dass die<br />

Drahtlostechnologie des Geräts<br />

kein signifikantes Risiko darstellt,<br />

kann der Hersteller auf die<br />

Prüfung der drahtlosen Koexistenz<br />

verzichten. C63.27 bietet<br />

eine umfassendere Risikobewertung<br />

und schreibt Tests für die<br />

grundlegende Sicherheit und die<br />

wesentliche Leistung vor.<br />

Erstellung eines Testplans<br />

C63.27 schreibt vor, dass der<br />

Hersteller vor der Prüfung einen<br />

Prüfplan erstellen muss, der die<br />

wichtigsten Leistungsindikatoren,<br />

die beabsichtigte funktionale<br />

drahtlose Leistung und<br />

die Art und Weise ihrer Überwachung<br />

enthält. Der Hersteller<br />

muss Informationen über<br />

die zu verwendenden Testmethoden,<br />

die für das Gerät vorgesehenen<br />

Signale und die zu<br />

testenden Störsignale bereitstellen.<br />

Ein verbreiteter Irrtum<br />

ist, dass das Testlabor diese<br />

Entscheidungen treffen wird.<br />

38 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


PATENTED TECHNOLOGY<br />

Reflectionless Filters<br />

Eliminate Spurs and Intermods<br />

• 150+ unique models in stock<br />

• Passbands up to 40 GHz<br />

• Ideal for use near sensitive non-linear devices<br />

• Inherently cascadable<br />

• Coaxial, SMT and die formats<br />

• Exclusively available from Mini-Circuits<br />

LEARN MORE<br />

DISTRIBUTORS


EMV<br />

Prüflabore können bei der Erörterung<br />

der Prüfanforderungen<br />

behilflich sein und Anleitungen<br />

geben, aber letztlich sind die<br />

Hersteller nicht für die Entwicklung<br />

der Risikoanalyse<br />

und die Festlegung der während<br />

der Prüfung zu überwachenden<br />

Parameter verantwortlich. Um<br />

geeignete Koexistenzparame-<br />

ter zu bestimmen, müssen sie<br />

aber genau wissen, welche HF-<br />

Signale ihr Gerät stören können,<br />

je nachdem, wann, wo und wie<br />

es eingesetzt wird. Da es nur<br />

eine begrenzte Anzahl von Frequenzen<br />

gibt, wurden verschiedene<br />

Methoden entwickelt, um<br />

dieselben Frequenzen auf verschiedene<br />

Weise zu nutzen:<br />

• FDMA (Frequency-Division<br />

Multiple Access)<br />

• TDMA (Time-Division<br />

Multiple Access)<br />

• CDMA (Code-Multiplex<br />

Multiple Access)<br />

CDMA beispielsweise ermöglicht<br />

es einem Sender, über<br />

den gesamten Frequenzbereich<br />

gleichzeitig zu senden, weist<br />

aber jedem Sender einen Code<br />

zu, um zu verhindern, dass die<br />

Informationen verwürfelt werden.<br />

Ziel der Koexistenz-Prüfung ist<br />

es, festzustellen, ob ein bestimmtes<br />

Gerät unter Berücksichtigung<br />

seiner Ausgangsleistung zuverlässig<br />

in seinem vorgesehenen<br />

Frequenzband betrieben werden<br />

kann, ohne dass es zu Störungen<br />

kommt, sei es aus demselben<br />

Band oder aus benachbarten<br />

Bändern. Bei den Tests<br />

werden vor allem drei Werte<br />

berücksichtigt:<br />

• maximaler Trennungsabstand<br />

• maximales Tastverhältnis der<br />

Störsignale<br />

• maximaler Frequenzabstand<br />

der Signale im<br />

Nachbarkanal/-band<br />

Interferenzen können in verschiedenen<br />

Formen auftreten:<br />

• angrenzende Interferenz<br />

Wenn zwei Kanäle nahe genug<br />

beieinander liegen, kann es zu<br />

Überschneidungen zwischen<br />

ihnen kommen, wodurch sich<br />

die Gesamtsignalqualität in beiden<br />

Bändern verringert.<br />

„Die Norm C63.27 bietet eine umfassendere<br />

Risikobewertung und schreibt Tests für die grundlegende<br />

Sicherheit und die wesentliche Leistung vor.“<br />

• Ko-Kanal-Interferenz<br />

Wenn zwei verschiedene Sender,<br />

die denselben Kanal verwenden,<br />

von demselben Gerät empfangen<br />

werden können, entsteht Übersprechen.<br />

• harmonische Interferenz<br />

Außerhalb des Bandes liegende<br />

Sender können manchmal bewirken,<br />

dass ein harmonisches<br />

Signal in einem anderen Band<br />

auftaucht.<br />

Mit einem gut durchdachten<br />

Testplan helfen die Testdaten<br />

bei der Bestimmung wichtiger<br />

Koexistenz-Parameter für das<br />

Gerät und bilden die Grundlage<br />

für eine angemessene Risikoanalyse.<br />

Die Hersteller sind in<br />

der Lage, sowohl den Punkt<br />

zu bewerten, an dem die wichtigsten<br />

Leistungsindikatoren des<br />

Geräts abzunehmen beginnen,<br />

als auch den Punkt, an dem das<br />

Gerät nicht mehr funktionsfähig<br />

ist. Diese Werte können zur<br />

Berechnung der Mindestsignalstärke,<br />

des Mindestabstands zu<br />

anderen Sendern und anderer<br />

technischer und sicherheitsrelevanter<br />

Parameter herangezogen<br />

werden.<br />

Expertenbeobachtungen<br />

aus dem Prüflabor<br />

Viele medizinische Geräte verwenden<br />

handelsübliche Bluetooth-,<br />

Mobilfunk- und WiFi-<br />

Technologien. Glücklicherweise<br />

verfügen diese etablierten Technologien<br />

bereits über bestimmte<br />

Schutzmechanismen gegen Interferenzen,<br />

wie z.B. kognitiver<br />

Funk. Dadurch werden einige<br />

Risiken reduziert, die sonst bei<br />

speziell angefertigten Funkgeräten<br />

getestet werden müssten. Hersteller<br />

können einige Änderungen<br />

an handelsüblichen Funkmodulen<br />

oder -systemen vornehmen,<br />

um deren Leistung in medizinischen<br />

Geräten zu verbessern,<br />

z.B. Änderung der Frequenzbänder,<br />

Anpassung der Funkempfindlichkeit<br />

oder Verbesserung der<br />

Antennenleistung, aber die handelsübliche<br />

Technologie kann in<br />

der Regel nicht wesentlich verändert<br />

werden. Dennoch können<br />

die Testergebnisse als Benchmark<br />

für zukünftige Modulkäufe und<br />

zur Anpassung der Funkparameter<br />

verwendet werden.<br />

Bestehende Mobilfunktechnologien<br />

haben den zusätzlichen Vorteil<br />

einer höheren Sendeleistung,<br />

mehrerer Frequenzbänder und<br />

des Frequenzduplexverfahrens,<br />

bei dem Senden und Empfangen<br />

auf getrennten Kanälen erfolgen.<br />

Diese Funktionen können dazu<br />

beitragen, dass unbeabsichtigte<br />

Signale das beabsichtigte Signal<br />

nicht beeinträchtigen.<br />

Bei speziell angefertigten Funkgeräten<br />

müssen die Hersteller<br />

eine Art von Kollisionsvermeidungsprogramm<br />

einbauen. Sie<br />

müssen auch auf die Firmware<br />

oder Software achten, die das<br />

Funkgerät steuert. Bei Tests<br />

wurde in Bluetooth- oder WiFi-<br />

Geräten Firmware gefunden, die<br />

unbeabsichtigt die kognitiven<br />

Funkfunktionen oder die Funktionen<br />

zur Kollisionsvermeidung<br />

aufhebt und so die Störungsresistenz<br />

des Geräts verringert.<br />

Die Zukunft<br />

der drahtlosen Koexistenz<br />

Die zweite Ausgabe der ANSI<br />

wurde Mitte 2022 veröffentlicht.<br />

Zu den wichtigsten Änderungen<br />

gehören weitere Klarstellungen<br />

zu den Störsignalparametern und<br />

zusätzliche Tests für LTE-LAA-<br />

Geräte. Auch die Anforderungen<br />

an die Tier-One-Tests wurden<br />

aktualisiert, da nun zusätzliche<br />

Tests für diese Kategorie erforderlich<br />

sind. Die neue Version der<br />

Norm enthält auch einen neuen<br />

Anhang F, in dem die Parameter<br />

für die Abschätzung der Koexistenz-Wahrscheinlichkeit<br />

festgelegt<br />

sind. Dies ist ein wichtiger<br />

Bestandteil des Risiko-Managements.<br />

Es ist wichtig, dass Hersteller<br />

und ihre Prüfpartner bei<br />

der Erstellung ihrer Prüfpläne<br />

mit der aktualisierten Fassung<br />

dieser Norm vertraut sind.<br />

C63.27 bietet zwar allgemeine<br />

Methoden für die Prüfung der<br />

Koexistenz, enthält aber derzeit<br />

nur Anleitungen für eine<br />

begrenzte Anzahl von Technologien<br />

und Frequenzbändern. Künftige<br />

Aktualisierungen der Norm<br />

werden sich wahrscheinlich mit<br />

einigen dieser Einschränkungen<br />

befassen, aber Hersteller und Testexperten<br />

müssen damit rechnen,<br />

dass nicht alle möglichen Situationen<br />

berücksichtigt wurden.<br />

In dem Maße, wie sich neue<br />

Technologien entwickeln und<br />

sich die Nutzung von Funkbändern<br />

ändert, müssen auch die<br />

Geräte, die auf diese Technologien<br />

angewiesen sind, Koexistenz-Prüfungen<br />

unterzogen<br />

werden. Neue Bänder werden<br />

für verschiedene Anwendungen<br />

geöffnet, etwa kürzlich der Citizens<br />

Broadcast Radio Service<br />

„Die zweite Ausgabe der ANSI wurde Mitte 2022<br />

veröffentlicht. Zu den wichtigsten Änderungen gehören<br />

weitere Klarstellungen zu den Störsignalparametern und<br />

zusätzliche Tests für LTE-LAA-Geräte.“<br />

(CBRS). Auch stimmte die FCC<br />

dafür, das 6-GHz-Band für die<br />

unlizenzierte Nutzung zu öffnen,<br />

und inzwischen sind viele<br />

5G-Bänder in Gebrauch.<br />

Angesichts der rasanten technologischen<br />

Entwicklung, der sich<br />

ständig ändernden Vorschriften<br />

für Funkgeräte und der hohen<br />

Risiken, die mit medizinischen<br />

Technologien verbunden sind,<br />

müssen die Hersteller die Anforderungen<br />

und bewährten Verfahren<br />

für ihre Produkte genau verstehen<br />

und einen zuverlässigen,<br />

gut informierten und kommunikativen<br />

Prüfpartner haben, der sie<br />

durch den Prüfprozess führt. ◄<br />

40 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


This is How You Reduce<br />

Testing Time by More Than 50%<br />

With regulatory adoption of multiple signal<br />

radiated immunity test methods (IEC-61000-<br />

4-3:2020, 4th edition), AR’s Multi-Tone System<br />

enables you to vastly reduce your test times<br />

in accordance with automotive, commercial,<br />

and aviation EMC RI standards. Included is AR’s<br />

proprietary emcware® software, offering users<br />

numerous test and calibration routines utilizing<br />

multiple signal methodology, to meet<br />

these standards.<br />

For example, AR’s Multi-Tone System can reduce<br />

the typical time to run traditional tests such as IEC<br />

61000-4-3, ISO 11451, and ISO 11452, by over 50%.<br />

In the event of an EUT failure, margin investigation<br />

and traditional single tone testing is easily<br />

performed through AR’s emcware® software.<br />

Duration of Typical Radiated Immunity Testing<br />

8 Hours<br />

3.5 Hours<br />

Radiated<br />

Immunity<br />

Testing<br />

Set up<br />

6 Hours 1.5 Hours<br />

2 Hours<br />

2 Hours<br />

Traditional Testing Method<br />

AR Multi-Tone System<br />

Multiple full sweeps are often required during<br />

mitigation efforts, which is where the multiple<br />

signal approach will pay dividends.<br />

This is a creative way to help your company<br />

be more profitable by using your assets<br />

more efficiently.<br />

Visit us at www.arworld.us or call 215-723-8181.<br />

Talk to an applications engineer at 800.933.8181.<br />

ar rf/microwave instrumentation ar modular rf sunar ar europe<br />

We’re with you all the way<br />

AR Deutschland GmbH Theodor-Heuss-Straße 38 61118 Bad Vilbel +49 6101 80270 0 ardeinfo@ar-europe.com


EMV<br />

Zum Verständnis der harmonisierten Normen<br />

der EMV-Richtlinie<br />

Fast alle Hersteller, die elektrische und elektronische Produkte oder Komponenten für die Verwendung<br />

in der Europäischen Union anbieten, müssen gemäß den Rechtsvorschriften zur CE-Kennzeichnung<br />

die EMV-Richtlinie 2014/30/EU einhalten.<br />

Bei der Prüfung der EMV wird<br />

bewertet, wie ein elektronisches<br />

Gerät funktioniert, wenn es elektromagnetischen<br />

Störungen ausgesetzt<br />

ist, und ob die von dem<br />

Gerät verursachten elektromagnetischen<br />

Störungen innerhalb<br />

der zulässigen Grenzen liegen.<br />

Einhaltung der neuen<br />

harmonisierten Normen<br />

Wenn es darum geht, die Einhaltung<br />

der Richtlinie nachzuweisen,<br />

stellt man bei der Firma<br />

Element häufig eine Diskrepanz<br />

zwischen der Art und Weise fest,<br />

wie die Hersteller glauben, dass<br />

dies zu bewerkstelligen ist, und<br />

der Realität, was getan werden<br />

muss, um die gebührende<br />

Sorgfalt nachzuweisen. Aus der<br />

Erfahrung heraus schätzt man,<br />

dass vier von fünf Herstellern<br />

den Prozess immer noch auf<br />

der Grundlage der veralteten<br />

Anforderungen der früheren<br />

EMV-Richtlinie angehen. Um<br />

die Konformitätsvermutung zu<br />

erlangen, ist es entscheidend, zu<br />

wissen, welche Richtlinie einzuhalten<br />

ist und welche harmonisierten<br />

Normen sie unterstützen.<br />

Wie man die EMV-Richtlinie<br />

einhält<br />

Der Konformitätsprozess sollte<br />

immer mit einer vollständigen<br />

Risikoanalyse beginnen. Viele der<br />

in einer Risikobewertung ermittelten<br />

Gefährdungen werden durch<br />

die Anwendung einer geeigneten<br />

harmonisierten Norm abgedeckt.<br />

Da jedoch nicht unbedingt alle<br />

Gefährdungen abgedeckt werden,<br />

reicht die Anwendung einer<br />

harmonisierten Norm allein nicht<br />

immer aus, um die Einhaltung der<br />

EMV-Richtlinie oder der EMV-<br />

Anforderungen der Funkanlagenrichtlinie<br />

(RED) nachzuweisen.<br />

Die Risikobewertung ermöglicht<br />

es dem Hersteller, die Risiken mit<br />

der jeweils geeigneten harmonisierten<br />

Norm abzugleichen und<br />

festzustellen, welche zusätzlichen<br />

Prüfungen für nicht abgedeckte<br />

Risiken erforderlich sein könnten.<br />

Mit harmonisierten Normen<br />

auf dem Laufenden bleiben<br />

Für einen Best-Practice-Ansatz<br />

kann der Leitfaden der Europäischen<br />

Kommission zur EMV-<br />

Richtlinie 2014/30/EU zur<br />

Harmonisierung der Rechtsvorschriften<br />

der Mitgliedstaaten<br />

über die elektromagnetische<br />

Verträglichkeit ein nützliches<br />

Instrument sein, um Unklarheiten<br />

zu vermeiden, insbesondere<br />

in Bezug auf zusätzliche<br />

Pflichten, die nach der vorherigen<br />

Richtlinie möglicherweise<br />

nicht erforderlich waren.<br />

Die EMV-Richtlinie 2014/30/<br />

EU wurde im Amtsblatt der<br />

Europäischen Union veröffentlicht.<br />

In Artikel 14 wird darauf<br />

hingewiesen, dass der Hersteller<br />

sich dafür entscheiden kann, die<br />

Anwendung des EU-Baumusterprüfverfahrens<br />

(Anhang III) auf<br />

einige Aspekte der grundlegenden<br />

Anforderungen zu beschränken,<br />

sofern für andere Aspekte<br />

der grundlegenden Anforderungen<br />

das Verfahren der internen<br />

Fertigungskontrolle (Anhang II)<br />

angewendet wird.<br />

Wie wird das Risiko<br />

eines Versagens gemindert?<br />

Stellt der Hersteller eine nicht<br />

abgedeckte Gefahr fest, ergibt<br />

sich die Frage, welche Maßnahmen<br />

zur Risikominderung<br />

erforderlich sind. Dies bedeutet,<br />

dass entweder in anderen Normen<br />

nach einer geeigneten Prüfung<br />

gesucht wird, die angepasst<br />

werden kann, oder eine völlig<br />

neue für das Produkt geeignete<br />

Prüfung entwickelt wird. Diese<br />

zusätzliche Prüfung kann dann<br />

in der technischen Dokumentation,<br />

auch technisches Dossier<br />

genannt, festgehalten werden,<br />

die der EU-Konformitätserklärung<br />

beigefügt wird.<br />

Es ist wichtig, sich daran zu erinnern,<br />

dass die Richtlinie nichttechnisch<br />

ist. Im Falle der EMV<br />

besteht die wesentliche Anforderung<br />

darin, dass die Geräte<br />

nach dem Stand der Technik so<br />

konzipiert und hergestellt werden<br />

müssen, dass sichergestellt<br />

ist, dass<br />

a) die erzeugten elektromagnetischen<br />

Störungen nicht den Wert<br />

Autor:<br />

James Daniels,<br />

General Manager<br />

Connected Technologies<br />

Element Materials Technology<br />

www.element.com/de<br />

Der Hersteller ist verpflichtet,<br />

die am besten geeignete(n)<br />

harmonisierte(n) Norm(en) auszuwählen<br />

und anzuwenden und<br />

festzustellen, ob die Norm für<br />

das Produkt und seine Umgebung<br />

vollständig angemessen ist<br />

oder ob das Produkt zusätzliche<br />

Prüfungen erfordert, bevor es in<br />

Verkehr gebracht werden kann.<br />

EMC-Test einer Baugruppe für 5G<br />

42 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


EMV<br />

Impression von einem reflexionsfreien Raum<br />

Eine Antenne wird in einen reflexionsfreien Testraum geschoben<br />

überschreiten, bei dem Funkund<br />

Telekommunikationsgeräte<br />

oder andere Geräte nicht bestimmungsgemäß<br />

betrieben werden<br />

können und<br />

b) sie eine Störfestigkeit gegen<br />

elektromagnetische Störungen<br />

aufweisen, die bei ihrer bestimmungsgemäßen<br />

Verwendung zu<br />

erwarten ist, sodass sie sich ohne<br />

unzumutbare Beeinträchtigung<br />

der bestimmungsgemäßen Verwendung<br />

betreiben lassen.<br />

Kombination harmonisierter<br />

Normen mit einer<br />

Risikobewertung<br />

Harmonisierte Normen sind ein<br />

bequemer Weg, um die Risikominderung<br />

zu unterstützen, aber es<br />

ist möglich, eine harmonisierte<br />

Norm einzuhalten und trotzdem<br />

die grundlegenden Anforderungen<br />

der Richtlinie nicht<br />

zu erfüllen.<br />

Dem Hersteller wird ein hohes<br />

Maß an Flexibilität und Autonomie<br />

eingeräumt, einschließlich<br />

der Möglichkeit eigener Tests<br />

zum Nachweis der Konformität,<br />

was bedeutet, dass eine gründliche<br />

EMV-Risikobewertung<br />

unerlässlich ist. Hersteller müssen<br />

die vorgesehene Betriebsumgebung<br />

des Produkts vollständig<br />

überprüfen und verstehen und<br />

dabei sowohl die Leistungsanforderungen<br />

des Endnutzers als<br />

auch die elektromagnetische<br />

Umgebung berücksichtigen,<br />

um die geeigneten Prüfungen<br />

und Grenzwerte zu bestimmen.<br />

Nur durch die Bewertung dieser<br />

Faktoren ist es möglich, die<br />

richtigen Tests zu bestimmen,<br />

um die Gebrauchstauglichkeit<br />

des Produkts zu gewährleisten.<br />

Potenzieller Gebrauch<br />

und Missbrauch des Produkts<br />

Bei der Bewertung der vorgesehenen<br />

EMV-Umgebung ist<br />

es wichtig, die mögliche Verwendung<br />

und den möglichen<br />

Missbrauch des Produkts zu<br />

berücksichtigen. So gehen harmonisierte<br />

Normen in der Regel<br />

von einer elektromagnetischen<br />

Umgebung aus, wie z.B. Haushalt,<br />

Industrie oder Medizin.<br />

Man kann beispielsweise davon<br />

ausgehen, dass ein Laptop in<br />

einer Heim- oder Büroumgebung<br />

verwendet wird.<br />

Wenn der Endnutzer jedoch<br />

beschließt, das Gerät an einem<br />

anderen Ort (z.B. im Zug) oder<br />

auf eine andere Weise als vorgesehen<br />

zu verwenden (z.B.<br />

als Diagnosewerkzeug in einer<br />

Fabrik), dann ist die EMV-<br />

Umgebung eine ganz andere,<br />

und es sollten zusätzliche oder<br />

verstärkte Prüfungen in Betracht<br />

gezogen werden. Es ergeben<br />

sich Fragen wie: Womit könnte<br />

das Produkt interferieren? Was<br />

könnte das Produkt stören?<br />

Tests zur Beantwortung dieser<br />

Fragen erfolgen oft in anderen<br />

Phasen des Entwurfs- und Fertigungsprozesses<br />

intern. Dennoch<br />

ist es von entscheidender Bedeutung,<br />

dass der Hersteller weiß,<br />

wie er diese Tests anwenden und<br />

nutzen kann, um die Richtlinie<br />

einzuhalten. Er muss sich dabei<br />

gegebenenfalls von Experten<br />

unterstützen lassen.<br />

Weitere EU-Produktrichtlinien<br />

Es ist auch wichtig zu bedenken,<br />

welche anderen Prüfungen<br />

und europäischen Normen, die<br />

nicht die EMV betreffen, erforderlich<br />

sein könnten. Denken<br />

Sie daran, dass es in der Richtlinie<br />

um Funktionalität geht. Sie<br />

bewertet nicht die Sicherheit,<br />

einschließlich der elektromagnetischen<br />

Sicherheit. Diese wird<br />

von anderen CE-Kennzeichnungsrichtlinien<br />

wie der Niederspannungsrichtlinie<br />

(LVD), der<br />

Maschinensicherheitsrichtlinie<br />

und der Medizinprodukterichtlinie<br />

abgedeckt.<br />

Wird ein Produkt um drahtlose<br />

Funktionen erweitert, erhält der<br />

Prüfprozess eine weitere Dimension,<br />

da das Produkt nun offiziell<br />

als „Funkgerät“ gilt und entsprechend<br />

behandelt werden muss.<br />

Transportable Prüfkammer im Einsatz<br />

Die Konformität mit der Funkausrüstungsrichtlinie<br />

(RED)<br />

muss nachgewiesen werden,<br />

nicht mit der EMV-Richtlinie<br />

2014/30/EU, wobei die Funkstandards<br />

Vorrang haben und<br />

die Prüfung komplexer machen.<br />

Profitieren von der frühzeitigen<br />

Berücksichtigung der Normen<br />

Der kosteneffizienteste Ansatz<br />

für die EMI-EMV-Prüfung und<br />

-Zertifizierung besteht immer<br />

darin, die Prüfung gemäß der<br />

EMV-Richtlinie 2014/30/EU so<br />

früh wie möglich im Entwicklungszyklus<br />

zu berücksichtigen.<br />

Darüber hinaus kann die Zusammenfassung<br />

der Prüfungen in<br />

einem einzigen Programm dem<br />

Hersteller erhebliche Vorteile<br />

bringen, da Zeit und Kosten<br />

reduziert werden und das Produkt<br />

schneller auf den Markt<br />

gebracht werden kann. ◄<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 43


EMV<br />

Produktsicherheits- und EMV-Prüfungen nach<br />

internationalen Standards<br />

Die Element Materials Technology<br />

Straubing GmbH bietet<br />

Prüfdienstleistungen nach internationalen<br />

Standards und ab<br />

sofort auch CB-Prüfungen und<br />

-Zertifizierungen zur Sicherheit<br />

elektrischer Betriebsmittel und<br />

elektromagnetischen Verträglichkeit<br />

(EMV) an. Die Prüfberichte<br />

im CB-Verfahren werden<br />

in mehr als 50 Ländern anerkannt,<br />

wodurch Zulassung und<br />

Marktzugang erheblich erleichtert<br />

werden.<br />

Als Certified Body Testing Laboratory<br />

(CBTL) werden die Prüfberichte<br />

von Element Straubing<br />

in den Mitgliedsländern des<br />

sogenannten IECEE CB-Verfahrens<br />

anerkannt, darunter die<br />

meisten europäischen Länder,<br />

die USA, Kanada, Brasilien,<br />

China, Indien, Australien, Japan,<br />

Südafrika und die Vereinigten<br />

Arabischen Emirate.<br />

„Wir freuen uns, dass wir mit der<br />

Anerkennung als CB-Prüflabor<br />

unseren Kunden Zeit und Kosten<br />

ersparen, wenn sie ihre Produkte<br />

auf den wichtigsten Märkten<br />

Element Materials Technology<br />

www.element.com/de<br />

weltweit anbieten wollen“, sagt<br />

Standortleiter Christian Kiermeier.<br />

„Mit dem neuen Service<br />

erweitern wir unser bisheriges<br />

Dienstleistungsspektrum für<br />

international orientierte Unternehmen.<br />

Zugleich betont die<br />

Ausweitung den hohen Stellenwert,<br />

den der Standort Straubing<br />

innerhalb der Element-Gruppe<br />

einnimmt.“<br />

Dabei umfasst die Anerkennung<br />

von Element Straubing im CB<br />

Verfahren EMV-Prüfungen nach<br />

internationalen Normen wie<br />

CISPR 14, CISPR 32 und IEC<br />

61326-1 für Haushalts-, Multimedia-<br />

sowie elektrische Messund<br />

Laborgeräte. EMV-Prüfungen<br />

für medizinische Geräte<br />

gemäß IEC 60601-1-2 und Invitro-Diagnosegeräte<br />

nach IEC<br />

61326-2-6 können ebenfalls im<br />

Rahmen des CB-Verfahrens<br />

durchgeführt werden.<br />

Bezüglich der Sicherheit elektrischer<br />

Betriebsmittel umfasst<br />

der Geltungsbereich der Anerkennung<br />

Prüfungen von Einrichtungen<br />

für Audio/Video-,<br />

Informations- und Kommunikationstechnik<br />

gemäß IEC 62368-1<br />

sowie elektrische Mess-, Steuer-,<br />

Regel- und Laborgeräte nach<br />

IEC 61010-1. ◄<br />

44 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


EMV<br />

Bis zu zwölf Messinstrumente in einem Gehäuse<br />

SI Scientific Instruments GmbH<br />

www.si-gmbh.de<br />

Die nächste Generation software-konfigurierbarer<br />

Messtechnik<br />

bietet sowohl mehr<br />

Leistung als auch Flexibilität.<br />

Mit dem Januar-Update vereint<br />

Moku:Pro jetzt bis zu zwölf<br />

leistungsstarke Messinstrumente<br />

in nur einem Gehäuse, u.a.<br />

Oszilloskop, Lock-In-Verstärker,<br />

PID-Regler, Phasenmesser,<br />

Signalgenerator, Datenlogger,<br />

Spektrumanalysator.<br />

Der integrierte Signalgenerator<br />

fungiert neu auch als modulierbarer<br />

Rauschgenerator, insbesondere<br />

für Störsimulationen<br />

und andere EMV-Messungen.<br />

Dank der jeweils vier Ein- und<br />

Ausgangsports lassen sich im<br />

Multi-Instrument-Modus auf<br />

derselben Hardware vier Instrumente<br />

gleichzeitig betreiben und<br />

intern vernetzen, um individuelle<br />

Signalverarbeitungsketten<br />

zu erstellen.<br />

Moku Cloud Compile ermöglicht<br />

zusätzlich die Programmierung<br />

und Implementierung<br />

eigener DSV-Algorithmen auf<br />

dem FPGA. Moku:Pro unterstützt<br />

Hochgeschwindigkeits-<br />

Datenerfassung, -verarbeitung<br />

und -visualisierung, Signalerzeugung<br />

sowie Echtzeit-Steuerungsanwendungen.<br />

Durch frequenzabhängige<br />

Signalmischung mehrerer ADCs<br />

im innovativen Hybrid-Frontend<br />

mit patentierter Mischtechnologie<br />

(5 GSa/s, 10 Bit und 10<br />

MSa/s, 18 Bit) bietet Moku:Pro<br />

außergewöhnlich niedrige Rauschleistung<br />

von 10 Hz bis 600<br />

MHz. ◄<br />

Reflexionsarme Messkabine<br />

TDK RF Solutions<br />

www.tdk.com<br />

Die Mess- und Testkammer<br />

CAC-S von TDK RF Solutions<br />

ist ein reflexionsarmer<br />

Raum für Messungen zwischen<br />

26 MHz und 18 GHz.<br />

Sie verwendet eine einzigartige<br />

EMV-Absorber-Installationstechnik,<br />

die vollständig<br />

ausgekleidete doppellagige<br />

Ferritkacheln und Absorber<br />

der Serie IP-045 umfasst.<br />

Die Ferritkacheln werden auf<br />

dielektrischen Platten montiert,<br />

um den Frequenzbereich<br />

von 26 MHz bis 1 GHz abzudecken.<br />

Durch die Installation<br />

von Widerstandsabsorbern<br />

der Serie IP-045 von TDK in<br />

ausgewählten Bereichen von<br />

Decke und Wänden kann der<br />

Frequenzbereich auf bis zu 18<br />

GHz erweitert werden. Diese<br />

Kammer hat platzsparende<br />

Eigenschaften und kann in<br />

den meisten Industriegebäuden<br />

und Bürobereichen errichtet<br />

werden.<br />

Die CAC-S ermöglicht dem<br />

Benutzer die Durchführung<br />

von Störfestigkeitsmessungen<br />

in voller Übereinstimmung mit<br />

der Norm IEC 1000-4-3 und<br />

ist vorkonform mit EN 50147-<br />

2, ANSI C63.4 und CISPR<br />

22 für gestrahlte Emissionen.<br />

Sie ermöglicht die Durchführung<br />

von 3-m-Emissionsmessungen<br />

bei einer festen<br />

Empfangsantennen höhe im<br />

Frequenzbereich von 30 MHz<br />

bis 18 GHz.<br />

Diese reflexionsarme Kammer<br />

misst 7,5 m (L) x 3 m (B) x 3 m<br />

(H) und ist nahezu ideal geeignet<br />

für kleine Prüfgeräte. ◄<br />

Maßgeschneiderte<br />

MESSKAMMERN<br />

für jede Aufgabe<br />

• Für pre-compliance Messungen<br />

• Mobile Schirm- und<br />

Absorberkammern<br />

• Kundenspezifisch nach Ihren<br />

Anforderungen<br />

„EMV <strong>2023</strong>“ in Stuttgart<br />

Besuchen Sie uns vom 28. – 30. März<br />

Halle C2, Stand 301<br />

info@telemeter.de · www.telemeter.info<br />

Wir liefern Lösungen…<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 45


EMV<br />

Neuartiges Test-Set für Prüfungen gemäß DO-160<br />

AE Techron‘s neues CIS-25<br />

Test-Set – die Komplettlösung<br />

zum Testen nach Luftfahrtindustrie-Standards<br />

gemäß DO-160<br />

Abschnitt 18 & 19, Boeing,<br />

Airbus und MIL STD 461 – ist<br />

ab sofort erhältlich. Das CIS-<br />

25 Test-Set umfasst ein EMV-<br />

Testsystem von AE Techron,<br />

alle erforderlichen Zubehörteile,<br />

Kabel und Anschlüsse und<br />

hat einen sicheren und robusten<br />

Aufbau im Rack-Format. Eine<br />

zweistündige Expertenberatung<br />

durch Patrick G. Andre, Spezialist<br />

für elektromagnetische Verträglichkeit,<br />

ist ebenfalls im Lieferumfang<br />

enthalten.<br />

Der CIS-25-Lieferumfang:<br />

• DSR 100-25 Dropout, Surge,<br />

Ripple Simulator und AC/<br />

DC-Spannungsquelle<br />

• T 1000 Störtransformator<br />

für magnetische Felder<br />

• T 2000 Störtransformator<br />

für leitungsgebunde NF<br />

• T 3700 Störtransformator<br />

für elektrische Felder<br />

• CR 600 „Flatter“-Relais<br />

Zubehörteil<br />

• 2 h Expertenberatung<br />

• robustes Racksystem zur<br />

sicheren Aufbewahrung<br />

• alle erforderlichen Kabel<br />

und Steckverbinder<br />

Das im CIS-25 Test-Set enthaltene<br />

Testsystem DSR 100-<br />

25 erfüllt die Anforderungen<br />

gemäß DO-160, kann aber auch<br />

für eine Vielzahl anderer EMV-<br />

Tests Anwendung finden.<br />

Larry Shank, Geschäftsführer<br />

von AE Techron, erklärt: „Das<br />

Testsystem der DSR-Serie hat<br />

Leistungsreserven. Jedes unserer<br />

Modelle der DSR-Serie liefert<br />

Dauergleichstrom gemäß Nennwert<br />

und ist – wie in Abschnitt<br />

16 der DO-160 gefordert – bis<br />

zu 200 ms in der Lage, die vierfache<br />

Nennleistung für In-Rush-<br />

Tests bereitzustellen. Zusätzlich<br />

enthält das DSR 100-25-System<br />

die vollständige Datenbank an<br />

Teststandards des Funktionsgenerators<br />

Modell 3110A, welche<br />

das CIS-25 Test-Set für viele<br />

andere Tests befähigt.“<br />

Die im CIS-25 Test-Set enthaltene<br />

Ausrüstung ist einfach einzurichten<br />

und zu verwenden. Wie<br />

alle Produkte von AE Techron ist<br />

das komplette Set äußerst robust<br />

& zuverlässig und wird dem<br />

Benutzer jahrelang störungsfreie<br />

Dienste leisten.<br />

EMCO Elektronik GmbH<br />

info@emco-elektronik.de<br />

www.emco-elektronik.de<br />

PRÂNA – ein Novum zur EMV <strong>2023</strong><br />

EMCOs langjähriger Partner<br />

PRÂNA R&D mit Sitz<br />

in Frankreich ist bekannt für<br />

qualitativ hochwertige HF-<br />

Leistungsverstärker in Klasse-<br />

A-Betrieb. Priorität bei der<br />

aktuellen Produktentwicklung<br />

legt PRÂNA R&D in die<br />

Neuentwicklung einer völlig<br />

neuartigen Verstärkerserie zur<br />

Komplettierung des aktuellen<br />

Portfolios. Ziel ist es, bis zur<br />

EMV-Messe im März <strong>2023</strong><br />

in Stuttgart die neue Serie als<br />

Novum vorstellen zu können.<br />

Selbstgesteckte Entwicklungsziele<br />

für die neue Verstärkerfamilie<br />

sind:<br />

• kontinuierlicher Frequenzbereich<br />

von 700 MHz bis 6<br />

GHz ohne Bandumschaltung<br />

• äußerst lineare Verstärkung<br />

von Ausgangsleistungen bis<br />

zu 450 W CW<br />

• Klasse-A-Betrieb für höchste<br />

Ansprüche<br />

• kompaktes Design<br />

Aktuelle Planungen lassen hoffen,<br />

dass das erste Modell der<br />

neuen Verstärkerfamilie im<br />

4-HE-Rack-Einschub bereits<br />

zur EMV-Messe am Stand von<br />

PRÂNA R&D interessierten<br />

Kunden präsentiert werden<br />

kann. Bei EMCO freut man<br />

sich darauf, Interessenten am<br />

Messestand C2-405 der Partnerfirma<br />

PRÂNA R&D in<br />

direkter Nachbarschaft zum<br />

eigenen Messestand C2-308<br />

während der EMV <strong>2023</strong> vom<br />

28. bis 30. März <strong>2023</strong> in Stuttgart<br />

begrüßen zu dürfen.<br />

EMCO Elektronik GmbH<br />

info@emco-elektronik.de<br />

www.emco-elektronik.de<br />

46 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


DC TO mmWAVE<br />

Every Block<br />

Covered<br />

Components for the Entire Signal Chain<br />

The Industry’s Broadest Portfolio of Technologies<br />

• MMIC – Active (pHEMT, HBT) & Passive (IPD)<br />

• LTCC up to mmWave<br />

• Solid State Power Amplifiers for ISM RF<br />

& Microwave Energy<br />

• 9 Different Filter Technologies<br />

• Core & Wire<br />

• Waveguides<br />

DISTRIBUTORS


Antennen<br />

Hocheffiziente Antennen<br />

für kleine WiFi6(E)-Geräte<br />

Antenova, Ltd, der in Großbritannien<br />

ansässige Hersteller von<br />

Antennen und HF-Antennenmodulen<br />

für IoT und M2M, kündigte<br />

drei Antennen für WiFi6 und<br />

WiFi6E an: eine oberflächenmontierte<br />

Antenne, eine flexible<br />

Antenne und eine externe<br />

Antenne. Alle drei Antennen<br />

nutzen die Bänder 2,4, 5 und 6<br />

GHz und unterstützen die IEEE-<br />

Standards 802.11a/b/g/j/n/ac/ax.<br />

Die SMD-Antenne<br />

namens Billi, Teilenummer<br />

SR43W078, misst 15 x 6 x 1 mm<br />

und benötigt nur 1 mm Abstand<br />

auf der Leiterplatte. Dies macht<br />

sie zu einer außergewöhnlich<br />

flachen Antennenlösung<br />

für schlanke Geräte mit wenig<br />

Platz für die Antenne. In Tests<br />

zeigte diese Antenne einen sehr<br />

hohen Wirkungsgrad über alle<br />

drei Bänder. Sie eignet sich für<br />

Pick&Place-Fertigungsprozesse.<br />

Die FPC-Antenne<br />

mit dem Namen Lotti, Teilenummer<br />

SRF3W077, ist eine flexible<br />

Antenne mit den Maßen 30 x 8 x<br />

0,15 mm. Sie verfügt über eine<br />

selbstklebende Befestigung zur<br />

einfachen Integration in kleine<br />

Designs. Diese Antenne benötigt<br />

keine Groundplane auf der Leiterplatte<br />

und zeigte in Tests auch<br />

einen sehr hohen Wirkungsgrad.<br />

und bietet eine wasserdichte<br />

Variante. Diese Antenne lässt<br />

sich einfach zu einem Design<br />

hinzufügen, da kein passendes<br />

Netzwerk erforderlich ist.<br />

Das neue WiFi6E<br />

bringt schnellere Netzwerke mit<br />

größerer Kapazität, die bessere<br />

Online-Erlebnisse bieten und<br />

die gleichzeitige Kommunikation<br />

mit vielen Endpunkten mit<br />

erhöhter Sicherheit unterstützen.<br />

Mit Wi-Fi6E fühlen sich drahtlose<br />

Netzwerke im Büro und im<br />

Smart Home so schnell an wie<br />

Ethernet.<br />

WiFi6E fügt die zusätzlichen<br />

Kanäle des weniger überlasteten<br />

6-GHz-Funkbands hinzu, um<br />

noch mehr Daten zu übertragen.<br />

Es bietet die Geschwindigkeiten,<br />

die für die Unterstützung von<br />

4K- und 8K-Video, Netzwerkspielen,<br />

Smart-TV und Videoanrufen<br />

erforderlich sind, und kann<br />

viele verbundene IoT-Geräte<br />

in großem Umfang unterstützen.<br />

WiFi6E wird 5G-Mobilfunkdienste<br />

ergänzen und wird<br />

voraussichtlich zum Standard in<br />

Gesundheits-, Bildungs-, Sportund<br />

Unterhaltungsmärkten, in<br />

denen Netzwerke eine große<br />

Anzahl gleichzeitiger Benutzer<br />

haben.<br />

Diese Antennen<br />

eignen sich gut für leistungsstarke<br />

drahtlose Geräte, die<br />

Mobilität mit hohem Durchsatz<br />

kombinieren, beispielsweise<br />

Router und USB- Dongles,<br />

Spielekonsolen und Settop-<br />

Boxen, Überwachungskameras,<br />

vernetzte IoT-Geräte und MIMO-<br />

Systeme. Die Lotti- und Nitida-<br />

Antennen werden direkt an eine<br />

Leiterplatte angeschlossen, was<br />

eine einfachere Integration und<br />

einen kürzeren Designzyklus<br />

ermöglicht.<br />

Der aufkommende WiFi7-Standard<br />

wird auch das 6-GHz-Band<br />

nutzen, sodass Hersteller, die<br />

sich jetzt für eine dieser Antennen<br />

entscheiden, in der Lage<br />

sind, in Zukunft blitzschnelle<br />

WiFi7-Geschwindigkeiten zu<br />

liefern. ◄<br />

Antenova, Ltd.<br />

www.antenova.com<br />

Die dritte neue Antenne<br />

ist Nitida, Teilenummer<br />

SRE3W084, eine Antenne für<br />

die externe Montage. Sie wird<br />

mit einem SMA-Stecker geliefert<br />

48 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


AVA-0233LN+<br />

Wideband<br />

MMIC LNA<br />

Voltage Variable Gain Control<br />

LEARN MORE<br />

• 2 to 30 GHz<br />

• 2.4 dB Noise Figure<br />

• 16.3 ±1 dB Gain<br />

• Gain control up to 30 dB<br />

• 5x5mm QFN<br />

DISTRIBUTORS


5G/6G und IoT<br />

Lösungen für Design und Aufbau<br />

Energieeffiziente O-RAN-Applikationen, Teil 1<br />

Um erfolgreich und kosteneffizient zu sein, müssen Open Source für Funkgeräte und optimierte<br />

5G-Technologiegeräte verfügbar sein. In diesem zweiteiligen Artikel wird eine dieser Lösungen<br />

für die Entwicklung und den Aufbau einer energieeffizienten Lösung vorgestellt.<br />

Bild 1: Vereinfachtes Blockdiagramm einer Kleinzelle<br />

Autor:<br />

Brad Brannon<br />

Analog Devices, Inc.<br />

www.analog.com<br />

Die O-RAN Alliance wurde als<br />

Beschleuniger geschaffen, um<br />

die Wireless-Community so<br />

umzugestalten, dass neue Kanäle<br />

für Sendeempfänger möglich<br />

sind und Innovationen geschaffen<br />

werden, um die Spezifikationen<br />

des 3GPP (Third Generation<br />

Partnership Project) Projekts<br />

im 5G zu erfüllen [1].<br />

Herausforderungen bei 5G<br />

Es gibt mehrere Techniken, die<br />

Funk- und Netzwerkingenieure<br />

einsetzen, um diese Ziele zu erreichen.<br />

Neben der Verlagerung von<br />

Datendiensten an den Rand des<br />

Netzes trägt der Einsatz von Massive<br />

MIMO- und Kleinzellentechnologie<br />

zur Steigerung der Kapazität<br />

und des Durchsatzes bei. Bei<br />

der Massive-MIMO-Technologie<br />

werden zahlreiche Sendeempfänger<br />

in einem Array eingesetzt,<br />

um nicht nur die Kapazität, sondern<br />

auch die Abdeckung eines<br />

zentralen Standorts zu erhöhen.<br />

Wie beim Vorgänger, der<br />

Makrozelle, würde ein Massive-<br />

MIMO-Sende empfänger eine<br />

relativ breite Abdeckung um<br />

diesen Standort herum bieten.<br />

Massive-MIMO-Sendeempfänger<br />

werden jedoch auf höheren<br />

Frequenzen, in der Regel 2,6<br />

GHz und höher, eingesetzt, die<br />

Gebäude nicht sehr gut durchdringen.<br />

Zur Versorgung von<br />

Innenräumen und anderen schwer<br />

abdeckbaren Außenbereichen<br />

werden deshalb kleine Zellen eingesetzt.<br />

Angesichts der Vielzahl<br />

von Innen- und Außenstandorten,<br />

die von Haushalten über Unter-<br />

50 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


5G/6G und IoT<br />

Liefer kette zu verbessern und um<br />

neue Möglichkeiten zur Monetarisierung<br />

dieser drahtlosen Netze<br />

zu bieten.<br />

„Die O-RAN Alliance wurde von<br />

den Netz-Betreibern gegründet,<br />

um die Anforderungen klar zu<br />

definieren und ein Ökosystem<br />

für die Lieferkette aufzubauen,<br />

mit dem die Ziele erreicht werden<br />

können. Um diese Ziele zu<br />

erreichen, wird die Arbeit der<br />

O-RAN Alliance die Prinzipien<br />

von Offenheit und Intelligenz<br />

verkörpern.“ [3] Daher konzentrieren<br />

sich ihre Aktivitäten<br />

auf die Definition der von 3GPP<br />

spezifizierten physikalischen<br />

Schnittstellen, damit diese standardisiert<br />

und in der gesamten<br />

Branche als interoperable White-<br />

Box-Lösungen implementiert<br />

werden können.<br />

Darüber hinaus definiert O-RAN<br />

auch die Hardware-Anforderungen<br />

und stellt Referenz-Designs<br />

für die O-CU, O-DU und O-RU<br />

(Open Centralized Unit, Open<br />

Distributed Unit bzw. Open<br />

Radio Unit, wie von O-RAN<br />

definiert) bereit. Zusammen<br />

ermöglichen sie die Standardisierung<br />

von Fronthaul- und<br />

Basisbandprozessoren, um die<br />

Lösungskosten weiter zu senken<br />

und können mit anderen integrierten<br />

5G-Geräten definieren,<br />

was kleine Zellen leisten sollen,<br />

und die Umsetzung dieser Standards<br />

zu ermöglichen.<br />

Bild 2: ADRV9029-Transceiver<br />

nehmensinstallationen bis hin zu<br />

kommerziellen Einkaufszentren<br />

und sogar Arenen reichen, wird<br />

die Nutzung von Kleinzellen<br />

für den Erfolg von 5G entscheidend<br />

sein.<br />

Angesichts der großen Anzahl<br />

von Kleinzellen und der Vielfalt,<br />

der in einem Netz erforderlichen<br />

Installationen, müssen diese<br />

kostengünstig zu installieren<br />

und zu betreiben sein; dies wird<br />

ein Schlüsselfaktor für 5G sein.<br />

Verfügbare Technologien<br />

In den letzten Jahren haben<br />

sich mehrere Technologien in<br />

eine Richtung entwickelt, die<br />

Lösungen für 5G ermöglicht.<br />

Erstens hat das Mooresche<br />

Gesetz im Bereich des Basisbands<br />

nicht nur zu einer weiteren<br />

Senkung der Siliziumkosten<br />

pro Kommunikationskanal<br />

geführt, sondern auch dazu, dass<br />

komplexere Funktionen in die<br />

Funktechnologie integriert werden<br />

können. Es ist jetzt möglich,<br />

viele der erforderlichen Steuerungsalgorithmen<br />

direkt in den<br />

Sendeempfänger zu integrieren,<br />

einschließlich Funktionen<br />

wie die digitale Vorverzerrung<br />

(DPD). Viele weitere Möglichkeiten<br />

ergeben sich, wenn neue<br />

Generationen von Funkgeräten<br />

verfügbar werden. Zweitens<br />

arbeiten Industrieallianzen<br />

wie O-RAN2 in der gesamten<br />

Mobilfunkbranche daran, Skaleneffekte<br />

zu erzielen, um nicht<br />

nur die Kosten zu senken, sondern<br />

auch die Sicherheit in der<br />

Drittens hat sich die Funktechnologie<br />

in den letzten Jahren<br />

rasant weiterentwickelt. Hochleistungsfähige<br />

Sendeempfänger<br />

sind jetzt in verschiedenen<br />

Formaten erhältlich, die die<br />

vom 3GPP Projekt in der 38.104<br />

Spezifikation und verwandten<br />

Dokumenten geforderten Leistungsstandards<br />

erfüllen [1].<br />

Diese sind hochintegriert und<br />

umfassen nicht nur die analogen<br />

und HF-Komponenten, sondern<br />

auch kritische Algorithmen wie<br />

DPD und Crest-Faktor-Reduktion.<br />

Während diese Funksystem<br />

mit Fineline-CMOS-Technologie<br />

hergestellt werden, erfolgten<br />

andere Evolutionen in der HF-<br />

Eingangs- und Sendestufe durch<br />

kostengünstige Prozesse (SiGe,<br />

SOI, GaN, GaAs etc.).<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 51


5G/6G und IoT<br />

Bild 3: ADRF5545A-Zweikanal-TDD-Empfänger-Frontend<br />

Systemübersicht<br />

Bild 1 zeigt ein typisches 4T4R-<br />

Blockdiagramm (vier Sender und<br />

vier Empfänger) einer 5G-Kleinzelle.<br />

Es sind viele Permutationen<br />

möglich, darunter 2T2R<br />

und eine Reihe von Leistungsklassen<br />

von 24 dBm und höher.<br />

Bild 5: Empfänger-NF in Abhängigkeit vom Eingangspegel<br />

Dieses Blockdiagramm bildet<br />

die Grundlage für den weiteren<br />

Verlauf dieser Diskussion, wobei<br />

der Schwerpunkt auf Geräten der<br />

5G-Technologie liegt, die leicht<br />

für Band- und Leistungspegelvariationen<br />

innerhalb der O-RU<br />

skaliert werden können.<br />

Schlüsselelemente<br />

für Sendeempfänger<br />

Im Laufe des letzten Jahrzehnts<br />

hat sich der integrierte Transceiver<br />

zu einer Hochleistungsplattform<br />

entwickelt. Die ADI-<br />

RadioVerse-Familie umfasst<br />

eine breite Palette an integrierten<br />

Transceivern, die eine belegbare<br />

Bandbreite von bis zu 200 MHz<br />

unterstützen und fortschrittliche<br />

Funktionen wie DPD integrieren.<br />

Zusammengenommen erfüllt<br />

diese Produktfamilie nicht nur<br />

die Anforderungen von Geräten<br />

mit 5G-Technologie, sondern<br />

unterstützt auch weiterhin<br />

LTE- und Multicarrier-GSM-<br />

HF-Anforderungen. Während<br />

neue Generationen dieser Geräte<br />

ständig in der Entwicklung sind,<br />

ist eine der neuesten in Bild 2<br />

zu sehen, der ADRV9029, eine<br />

4T4R-Konfiguration. Weitere<br />

Produkte sind erhältlich, darunter<br />

Bauelemente mit und ohne<br />

integrierte DPD und andere<br />

Konfigurationen, einschließlich<br />

2T2R.<br />

Jeder RadioVerse-Baustein enthält<br />

alles, was zum Aufbau eines<br />

kompletten Sendeempfängers<br />

erforderlich ist, mit Ausnahme<br />

des LNA und der PA. Während<br />

die RadioVerse-Produkte alle<br />

breitbandig bis zu 6 GHz sind,<br />

sind LNAs und PAs dies nicht<br />

und müssen mit dem Radio-<br />

Verse-IC gepaart werden.<br />

Beispiel für einen<br />

Empfangszweig<br />

Kombiniert man den ADRV9029<br />

mit dem ADRF5545A, wie in<br />

Bild 3 gezeigt, lässt sich leicht<br />

ein 2-Chip-Empfänger aufbauen.<br />

Der ADRF5515 ist pin-kompatibel<br />

und kann ebenfalls verwendet<br />

werden. Zusammen mit einigen<br />

wenigen anderen passiven<br />

Bauelementen kann so ein sehr<br />

kompaktes, leistungsfähiges<br />

Empfängerdesign entstehen,<br />

wie in der Signalkette in Bild 4<br />

dargestellt. Der entscheidende<br />

Vorteil dieser Architektur ist der<br />

hohe Integrationsgrad, der nicht<br />

nur zu einer sehr kostengünstigen<br />

Implementierung, sondern<br />

auch zu einer möglichst geringen<br />

Verlustleistung führt [4].<br />

Die Architektur der Radio-<br />

Verse-Familie eliminiert viele<br />

Elemente, die typischerweise<br />

mit einem klassischen Empfängerdesign<br />

verbunden sind,<br />

einschließlich eines Teils der<br />

HF-Verstärkung, Filterung und<br />

Integration eines Großteils der<br />

verbleibenden Funkfunktionalität,<br />

einschließlich Kanalfilter<br />

(analog und digital) und Basisbandverstärker.<br />

Dabei handelt<br />

es sich in der Regel um einige<br />

der größten und leistungsstärksten<br />

Komponenten im System.<br />

Wie in Bild 4 gezeigt, besteht<br />

die Kleinzellen-Empfängergruppe<br />

aus einem Zirkulator<br />

(für TDD-Anwendungen), einem<br />

ADRF5545A, einem SAW/<br />

BAW-Filter (Surface Acoustic<br />

Wave/Bulk Acoustic Wave)<br />

oder einem Monoblockfilter,<br />

einem Balun und einem Transceiver.<br />

Zusätzliche Verstärker<br />

oder VGAs sind angesichts des<br />

guten Rauschverhaltens und des<br />

niedrigen Eingangs-1-dB-Kompressionspunkts<br />

des ADRV9029<br />

und anderer Mitglieder der RadioVerse-Familie<br />

nicht erforderlich.<br />

Mit dieser Signalkette ist<br />

es möglich, für das gesamte<br />

System von der Antenne bis zu<br />

den Bits Rauschwerte von nur<br />

2 dB zu erreichen. Trotz integriertem<br />

HF-Frontend-Modul<br />

(FEM) werden viele Designs<br />

auch von einem diskret aufgebauten<br />

Design profitieren.<br />

Geht man von einem Verlust<br />

vor dem LNA von etwa 0,5 dB<br />

aus, und beträgt der Verlust des<br />

Bandfilters 1 dB, so sollte die<br />

nominale Rauschzahl für die<br />

gesamte Empfängersignalkette<br />

etwa 2 dB betragen. Bei 0 dB<br />

S/R beträgt die Referenzempfindlichkeit<br />

etwa -104,3 dBm für<br />

einen G-FR1-A1-1-5G-Träger<br />

(etwa 5 MHz). Dies sollte mehr<br />

als ausreichend sein, um selbst<br />

die in Abschnitt 7.2.2 der in der<br />

Spezifikation 38.104 dargelegten<br />

Anforderungen an die Weitbereichsabdeckung<br />

mit Spielraum<br />

zu erfüllen, und mehr als genug<br />

für lokale Bereiche/Kleinzellen<br />

(-93,7 dBm, s. Tabelle 1).<br />

Zusätzlich erfordert der 38.104<br />

Abschnitt 7.4.1, dass der Empfänger<br />

bei -52 dBm (Wide Area)<br />

ACS-Blocking nicht mehr als<br />

52 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


5G/6G und IoT<br />

Bild 4: Empfängersignalkette im Detail<br />

Bild 6: Detail der Sendersignalkette<br />

6 dB zurückregelt. Ausgehend<br />

von der in Bild 5 gezeigten NF in<br />

Abhängigkeit vom Eingangspegel<br />

tritt bei -52 dBm nur sehr<br />

wenig zusätzliches Rauschen<br />

auf als bei niedrigeren Pegeln.<br />

Tatsächlich steigt das Grundrauschen<br />

erst kurz nach -40 dBm<br />

nach oben an, was ideal für das<br />

lokale ACS ist, das eine Toleranz<br />

von -44 dBm erfordert.<br />

Die allgemeinen Sperrfilteranforderungen<br />

(Abschnitt 7.4.2)<br />

verlangen, dass, wenn ein<br />

Aggressor von -35 dBm (lokaler<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong><br />

Bereich) auf den Empfänger<br />

innerhalb des interessierenden<br />

Bandes mit einem Offset von<br />

±7,5 MHz angewendet wird,<br />

nicht mehr als 6 dB Abweichung<br />

zulässig sind. Aus Bild 5, das die<br />

Performance der Signalkette von<br />

Analog Devices demonstriert,<br />

geht hervor, dass der Rückgang<br />

nur etwa 0,9 dB beträgt.<br />

Schmalbandiges Blocking ist<br />

ein CW-ähnlicher Einfluss mit<br />

etwas geringerer Leistung, stellt<br />

aber ebenfalls kein Problem dar.<br />

Eine vielleicht interessantere<br />

Herausforderung ist das Außerband-Blocking<br />

aus Abschnitt<br />

7.5.2. Hier wird ein Signal von<br />

Fernbereich (dBm) Mittelbereich (dBm) Lokaler Bereich (dBm)<br />

5 MHz BW/15 kHz –101.7 –96.7 –93.7<br />

20 MHz BW/15 kHz –95.3 –90.3 –87.3<br />

50 MHz BW/30 kHz –95.6 –90.6 –87.6<br />

100 MHz BW/30 kHz –95.6 –90.6 –87.6<br />

Tabelle 1: 38.104-Empfängerklassifikationen<br />

53


5G/6G und IoT<br />

Bild 7: Typisches PA-Spektrum mit und ohne DPD und einer totalen HF<br />

von 26 dBm<br />

Bild 8: Typisches PA-Spektrum mit und ohne DPD und einer totalen HF<br />

von 37 dBm<br />

-15 dBm an den Antenneneingang<br />

eingespeist. Bei einer kleinen<br />

Zelle mit weniger als 200<br />

MHz kommt dieses Signal dem<br />

Bandrand am nächsten, nämlich<br />

bei 20 MHz. Der Test erfordert<br />

einen Sweep von 1 MHz bis zu<br />

12,75 GHz, wobei ein Band von<br />

20 MHz Breite bei der Betriebsfrequenz<br />

ausgeschlossen wird.<br />

Hier wirken sich mehrere Faktoren<br />

zum Vorteil der Signalkette<br />

aus. Erstens hat der Zirkulator<br />

eine endliche Bandbreite und<br />

wird viele Signale außerhalb des<br />

Bandes unterdrücken, aber im<br />

Band spielt er keine große Rolle.<br />

Zweitens bietet der nach dem<br />

ADRF5545A gezeigte Filter eine<br />

gewisse Filterung. Schließlich ist<br />

eine der nützlichsten Eigenschaften<br />

der Transceiver-Familie von<br />

ADI die integrierte Außerband-<br />

Unterdrückung, s. Applikationsschrift<br />

AN-1354.<br />

Zusammen filtern diese Blöcke<br />

den -15-dBm-Aggressor außerhalb<br />

des Bandes auf -40 bis -45<br />

dBm bis zum 20-MHz-Band.<br />

Weiter draußen wird eine noch<br />

größere Unterdrückung angenommen.<br />

Bild 5 zeigt, dass<br />

bei diesem Pegel eine nur sehr<br />

geringe Dämpfung zu erwarten<br />

ist.<br />

Das größere Problem könnte<br />

in der Linearität des Frontend-<br />

Moduls liegen. Bei diesem Pegel<br />

wäre mit einem erheblichen IM3<br />

zu rechnen. Je nach gewähltem<br />

FEM kann es wünschenswert<br />

sein, den Bandselektionsfilter<br />

vor den zweiten LNA zu setzen,<br />

um ihn vor Außerbandsignalen<br />

zu schützen, die in der Regel<br />

große IM-Produkte erzeugen.<br />

Bei diesen FEM-Typen ist es<br />

nicht möglich, ein Filter zwischen<br />

den Stufen zu platzieren,<br />

daher wird eine alternative<br />

Option implementiert.<br />

Um die Auswirkung von Intermodulationsprodukten<br />

bei<br />

großen Außerband-Blockern zu<br />

begrenzen, enthält ein typisches<br />

FEM Bypass-Schalter für die<br />

zweite Stufe, um die Verstärkung<br />

zu reduzieren und diese Stufe<br />

vor Nichtlinearität zu bewahren,<br />

vgl. Bild 3. Das Umschalten<br />

der LNA-Verstärkung reduziert<br />

das SNR der Signalkette<br />

um 1 dB und trägt dazu bei,<br />

den gesamten Dynamikbereich<br />

zu erhalten, indem die durch<br />

diese großen Blocker verursachte<br />

Intermodulationsverzerrung<br />

begrenzt wird. Insgesamt<br />

würde dies im ungünstigsten Fall<br />

zu einem NF von etwa 5,7 dB<br />

führen, was immer noch innerhalb<br />

der Anforderungen an die<br />

Referenzempfindlichkeit für<br />

lokale Bereiche (kleine Zellen)<br />

liegt. Die verbleibende Filterung<br />

erfolgt durch einen Antennenfilter,<br />

und die Unterdrückung kann<br />

auf der Grundlage des Niederpegel-Kompressionspunkts<br />

und<br />

des IP3 des Empfänger-FEM<br />

bestimmt werden.<br />

Beispiel Sendersignalkette<br />

Wenn der ADRV9029 mit einem<br />

geeigneten HF-Ansteuerverstärker<br />

oder RFVGA und einer<br />

geeigneten PA kombiniert wird,<br />

kann eine kompakte Indoor-<br />

Picocell, Outdoor-Picocell oder<br />

Outdoor-Microzelle [5] leicht<br />

aufgebaut werden. Mit nur wenigen<br />

weiteren passiven Komponenten<br />

können diese Baugruppen<br />

der 5G-Technologie zu einem<br />

sehr kompakten und effizienten<br />

Senderdesign kombiniert werden,<br />

wie es Bild 6 zeigt. Der<br />

Hauptvorteil dieser Architektur<br />

ist der hohe Integrationsgrad, der<br />

nicht nur zu einer sehr kostengünstigen<br />

Implementierung,<br />

sondern auch zu einer möglichst<br />

geringen Verlustleistung<br />

führt. Wie in Bild 6 zu sehen ist,<br />

besteht die Kleinzellensender-<br />

Linie aus Zirkulator, PA, Filter<br />

und Transceiver. Der Koppler<br />

am Ausgang des PA wird zur<br />

Überwachung der Ausgangsverzerrung<br />

verwendet.<br />

Einige ADI-Transceiver verfügen<br />

über eine vollintegrierte<br />

DPD, die mit einer inkrementellen<br />

Leistung von maximal<br />

350 mW arbeitet. Sie reduziert<br />

die Anzahl der SERDES-Leitungen<br />

auf dem externen Basisband-Chip<br />

um die Hälfte, da die<br />

SERDES-Leitungen des Beobachtungsempfängers<br />

vollständig<br />

entfallen und die Nutzlast<br />

des Senders reduziert wird. Eine<br />

äquivalente DPD in einem FPGA<br />

hat typischerweise eine zehnfach<br />

höhere Leistungsaufnahme und<br />

ist für kleine Zellen mit geringem<br />

Stromverbrauch und Massive<br />

MIMO nicht effektiv.<br />

Bild 7 und 8 zeigen Beispiele für<br />

den Einsatz der DPD von ADI<br />

in Kleinzellenanwendungen mit<br />

geringer und mittlerer Leistung.<br />

Der gezeigte Stimulus gilt für<br />

fünf benachbarte 20-MHz-LTE-<br />

Träger mit insgesamt 100 MHz.<br />

LTE erfordert in der Regel ein<br />

Minimum von 45 dB ACLR,<br />

wobei bei den meisten Implementierungen<br />

mehr als dieser<br />

Wert erreicht werden dürfte. ◄<br />

Der Autor:<br />

Brad Brannon arbeitet seit<br />

37 Jahren bei ADI, nachdem<br />

er seinen Abschluss an der<br />

North Carolina State University<br />

gemacht hat. Bei<br />

ADI hatte er Positionen<br />

in den Bereichen Design,<br />

Test, Anwendungen und<br />

Systemtechnik inne. Derzeit<br />

entwickelt Brad Brannon<br />

Referenzdesigns für<br />

O-RAN und unterstützt die<br />

Kunden. Brad hat mehrere<br />

Artikel und Applikationsschriften<br />

zu Themen verfasst,<br />

die die Taktung von Datenkonvertern,<br />

die Entwicklung<br />

von Funkgeräten und das<br />

Testen von ADCs umfassen.<br />

Sie können ihn unter<br />

brad.brannon@analog.com<br />

erreichen.<br />

54 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


Microchip is…<br />

loT<br />

Sensor Interface ‹<br />

Microcontrollers ‹<br />

Microprocessors ‹<br />

Security ‹<br />

Connectivity ‹<br />

Cloud Services ‹<br />

• Automotive<br />

• Home Appliance<br />

• Lighting<br />

• Medical<br />

• Smart Energy/Metering<br />

• Wireless Audio<br />

microchip.com/loT<br />

The Microchip name and logo and the Microchip logo<br />

are registered trademarks of Microchip Technology<br />

Incorporated in the U.S.A. and other countries. All other<br />

trademarks are the property of their registered owners.<br />

© <strong>2023</strong> Microchip Technology Inc. All rights reserved.<br />

MEC2481A-UK-02-23


Software<br />

Software-Tools unterstützen die Prüfung von PCI Express 6.0<br />

Teledyne LeCroy<br />

www.teledynelecroy.com<br />

Anzeige Rogers, 210 x 148 + 3 mm<br />

Teledyne LeCroy kündigte die Unterstützung<br />

für den elektrischen Test und die Validierung<br />

von PCI Express 6.0 mit der vollautomatischen<br />

Testsoftware QPHY-PCIE6-TX-RX<br />

sowie den Software-Paketen SDAIII-PCIE6<br />

und SDAIII-PAMx zur Charakterisierung<br />

und Fehlersuche an.<br />

Hintergrund: Das Wachstum neuer Technologien<br />

einschließlich Künstlicher Intelligenz/Maschinenlernen<br />

(AI/ML) und High-<br />

Performance-Computing (HPC) erhöht die<br />

Nachfrage nach schnellem Zugriff auf große<br />

Datenmengen. Um diese wachsende Nachfrage<br />

zu unterstützen, wird die nächste Generation<br />

von PCI Express, PCIe 6.0, Multi-<br />

Level-Signalisierung (PAM4) verwenden,<br />

um die Datenübertragungsgeschwindigkeit<br />

gegenüber den 32 GT/s von PCIe 5.0 zu verdoppeln.<br />

Während dies dazu beiträgt, den<br />

Bedarf an schnellem Datenzugriff zu befriedigen,<br />

wird der neue Multi-Level-Signalisierungsansatz<br />

erhebliche neue Testkomplexitäten<br />

für Systementwickler schaffen.<br />

Die neue vollautomatische Testsoftware<br />

QPHY-PCIE6-TX-RX von Teledyne LeCroy<br />

sowie die SDAIII-PCIE6- und SDAIII-<br />

PAMx, die zusammen mit einem Teledyne<br />

LeCroy LabMaster 10 Zi-A Oszilloskop und<br />

der SDAIII-CompleteLinQ Software zur<br />

Analyse serieller Daten verwendet werden,<br />

bieten PCIe-Entwicklern die Werkzeuge, die<br />

sie zum Testen und Debuggen komplexer<br />

PCIe 6.0 Geräte benötigen. Diese neue<br />

Lösung kann Folgendes:<br />

• Berechnung und Anzeige des Jitters in drei<br />

einzigartigen Übergangsgruppierungen<br />

• Messung der Einstellungen für die Senderentzerrung<br />

(Tx EQ) mit Ergebnissen und<br />

Methoden, die mit den aktuellen SigTest<br />

AC Fit-Methoden übereinstimmen<br />

• Bereitstellung von anpassbaren Setups für<br />

die Messung von voreingestellten Cursors<br />

und Wellenformen unter Verwendung einzigartiger<br />

Tools für die Senderentzerrung<br />

• Messung des Signal/Verzerrungs-Verhältnisses<br />

(SNDR) mit robuster Oszilloskop-<br />

Rauschkompensation und leistungsstarken<br />

Signalanalyse-Wellenform-Ansichten ◄<br />

Stand 56<br />

28. – 30. März<br />

Florenz, Italien<br />

New Radix<br />

3D-Printable<br />

Dielectric<br />

Material<br />

Radix 3D-druckbares<br />

dielektrisches Material<br />

ist das erste 3D-Material<br />

mit einer Dielektrizitätskonstante<br />

von 2,8 und<br />

mit geringen Verlusten bei<br />

Mikrowellenfrequenzen.<br />

MERKMALE<br />

• UV-härtbares Material mit sehr<br />

geringem Verlust bei 24 GHz für den<br />

3D-Druck<br />

• Geringe Feuchtigkeitsaufnahme<br />

• Strukturgröße ab 225 um möglich<br />

• Starre mechanische Eigenschaften für<br />

sehr detaillierte Strukturen<br />

VORTEILE<br />

• Ermöglicht neue Designs, die mit<br />

herkömmlichen Herstellungsverfahren<br />

nicht möglich sind<br />

• Ermöglicht volumetrische /<br />

3D-Schaltungen<br />

• Verwendung von Gradient Index<br />

Designs in einem Ein-Material-System<br />

• Nutzung eines 3D-Druckverfahrens,<br />

das die Herstellung komplexer Teile zur<br />

Endnutzung ermöglicht<br />

TYPISCHE ANWENDUNGEN<br />

• Gradient Index (GRIN) oder Linsen mit<br />

variabler Dielektrizitätskonstante<br />

• 3D-Antennensysteme<br />

• Impedanzanpassungsstrukturen<br />

• Schnelle Prototypenentwicklung von<br />

Radomen und anderen<br />

Komponenten<br />

www.rogerscorp.com


Software<br />

Simulations-Software zur Signalintegrität<br />

für Hardware-Ingenieure<br />

Von der Idee<br />

bis zum Service.<br />

Hochfrequenztechnik,<br />

Elektronik und Mechanik.<br />

Individuell & kundenspezifisch.<br />

Keysight Technologies stellte den Electrical<br />

Performance Scan (EP-Scan) vor, ein neues<br />

digitales Hochgeschwindigkeits-Simulations-Tool,<br />

das eine schnelle Signalintegritätsanalyse<br />

(SI) für Hardware-Ingenieure<br />

und Leiterplatten-Designer unterstützt.<br />

Nach der Fertigstellung eines PCB-Designs<br />

übergeben Hardware-Ingenieure das Design<br />

an SI-Spezialisten, um seine Leistungsfähigkeit<br />

zu validieren, bevor der Prototyp<br />

erstellt wird. SI-Spezialisten führen Simulationen<br />

an einer großen Anzahl von Netzen<br />

durch, die Tage bis Wochen dauern können.<br />

Daher können die Hardware-Ingenieure nur<br />

schwer vorhersagen, wie viel Zeit die Analyse<br />

in Anspruch nehmen wird, um Fehler<br />

oder Leistungsprobleme im Design zu finden.<br />

Die Ungewissheit über die Länge der<br />

SI-Analysephase stellt einen Engpass im<br />

Entwicklungszyklus dar und verzögert die<br />

Markteinführung.<br />

EP-Scan behebt Engpässe bei der SI-Analyse,<br />

indem es Hardware-Entwicklern Diagnosewerkzeuge<br />

an die Hand gibt, mit denen<br />

sie Designs frühzeitig korrigieren und Entwicklungszeitpläne<br />

einhalten können. Als<br />

eigenständiges Softwareprodukt führt EP-<br />

Scan elektromagnetische Simulationen von<br />

Signalnetzen durch und erstellt Berichte<br />

über SI-Metriken wie Kanalrückfluss und<br />

Einfügedämpfung. Darüber hinaus automatisiert<br />

EP-Scan Leistungsvergleiche zwischen<br />

verschiedenen Versionen eines Designs und<br />

erstellt Simulationsberichte, die die Verifizierung<br />

vor dem Bau teurer physischer Prototypen<br />

beschleunigen.<br />

„Unser Ziel mit EP-Scan ist es, den PCB-<br />

Design-Verifizierungsprozess nach ‚links‘<br />

zu verlagern, indem wir die frühzeitige<br />

Simulation nutzen, um Fehler zu erkennen<br />

und zu korrigieren. Das gibt Hardware-Entwicklern<br />

die Gewissheit, voranzukommen<br />

und beim ersten Durchlauf erfolgreich zu<br />

sein“, sagt Tim Wang-Lee, Ph.D., Product<br />

Marketing Manager bei Keysight. „Ich bin<br />

stolz darauf, dass EP-Scan den Ingenieuren<br />

hilft, mehr Zeit mit Analysen zu verbringen,<br />

um Erkenntnisse zu gewinnen, die Ergebnisse<br />

zur Nachverfolgung des Fortschritts<br />

zu dokumentieren und Routinetests zu automatisieren.<br />

EP-Scan unterstützt Hardware-<br />

Ingenieure, indem es ihre Produktivität<br />

maximiert.“<br />

EP-Scan benötigt als Eingaben nur die<br />

Layout-Geometrie und die Informationen<br />

über den Substrataufbau des PCB-Designs.<br />

Nachdem die Ingenieure die gewünschten<br />

zu untersuchenden Netze spezifiziert haben,<br />

meldet EP-Scan Simulationsergebnisse,<br />

einschließlich der charakteristischen Impedanz<br />

und Verzögerung von Leiterbahnen,<br />

Rückflussdämpfung, Einfügedämpfung und<br />

Impedanz-Zeitbereichsreflektometrie (TDR).<br />

Durch die Analyse gängiger Fertigungsformate<br />

wie z.B. ODB++ zeigt EP-Scan den<br />

Ingenieuren die Leistung ihres Designs so,<br />

wie sie bei der Fertigung aussehen würde.<br />

EP-Scan ermöglicht es Hardware-Ingenieuren,<br />

Designs schnell zu validieren und<br />

Layout-Probleme vor der endgültigen Verifizierung<br />

zu identifizieren, was die Zeit bis<br />

zur Markteinführung verkürzt und zu mehr<br />

erfolgreichen PCB-Designs beitragen kann.<br />

Keysight Technologies<br />

Deutschland GmbH<br />

www.keysight.com<br />

// Mobilfunk- & EMV-<br />

Messtechnik<br />

// Schirmboxsysteme<br />

// Schalten & Verteilen<br />

von HF-Signalen<br />

// Mechanik, Präzisionsfrästeile<br />

& Gehäuse<br />

// HF-Komponenten<br />

// Distribution von IMS<br />

Connector Systems<br />

MTS kundenspezifische Lösungen<br />

// HF geschirmte Gehäuse<br />

// Abschirmboxen<br />

// Relaisschaltfelder<br />

// Gefilterte Schnittstellen<br />

// HF-Komponenten und Kabel<br />

// Matrixsysteme<br />

// Air Interface Emulation<br />

i e<br />

K o m m e n S<br />

u n d t r e f f e n S<br />

mts-systemtechnik.de<br />

i e<br />

28. - 30. März 23<br />

Stuttgart<br />

C2.311<br />

u n d t r e f f e n S i e u n s h i e r<br />

i e<br />

u n s h i e r<br />

/ / K o m m e n S<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 57


Messtechnik<br />

Schnelle und zuverlässige Lichtdetektion<br />

HAMAMATSU PHOTONICS hat ein Avalanche-Photodioden-Array (APD) mit der Bezeichnung<br />

„Gain Stabilized Si APD S16430-01CR“ für den industriellen LiDAR-Einsatz entwickelt.<br />

besteht aus mehreren Kanälen<br />

auf demselben Chip, von denen<br />

jeder in der Lage ist, optische<br />

Signale zu multiplizieren, wenn<br />

eine Spannung angelegt wird.<br />

Ihr Multiplikationsfaktor oder<br />

ihre Verstärkung muss jedoch<br />

an Temperaturänderungen angepasst<br />

werden. Um die Anpassung<br />

automatisch vornehmen zu<br />

können, hat Hamamatsu einen<br />

Temperatursensor integriert. So<br />

sind benutzerfreundliche und<br />

kostengünstige APD-Module<br />

mit eingebautem Mikrocontroller,<br />

Temperatursensor und TIA<br />

zur Einstellung des Multiplikationsfaktors<br />

entstanden. Diese<br />

werden bei Hamamatsu entwickelt,<br />

hergestellt und vermarktet.<br />

Optimiertes Design<br />

Gain-stabilized Si APD S16430-01CR<br />

Hamamatsu Photonics<br />

Deutschland GmbH<br />

www.hamamatsu.de<br />

LiDAR wird als die Schlüsseltechnologie<br />

der Zukunft<br />

gehandelt. Sie ist die Grundlage<br />

für vollautomatisierte<br />

Prozesse, beispielsweise automatisierte<br />

Logistik, automatisierte<br />

Produktionsprozesse<br />

oder autonomes Fahren.<br />

Hamamatsu bietet hierfür<br />

seine neuen Avalanche-Photodioden-Arrays<br />

an. Bei diesen<br />

Produkten handelt es sich um<br />

ein 16-Kanal-APD-Array für<br />

die Erkennung verschiedener<br />

Lichtpegel (serieller Ausgang)<br />

für den industriellen LiDAR-<br />

Einsatz. Der S13645-01CR<br />

ist ein kompaktes optisches<br />

Gerät, das ein 16-Element-Si-<br />

APD-Array und einen Vorverstärker<br />

integriert. Er verfügt<br />

über eine eingebaute DC-<br />

Rückkopplungsschaltung zur<br />

Reduzierung von Hintergrundlichteinflüssen.<br />

Außerdem bietet<br />

er hervorragende Rausch- und<br />

Frequenzeigenschaften. Beim<br />

S13645-01CR kann der Ausgang<br />

von einem beliebigen, in<br />

der Auswahl logik spezifizierten<br />

Kanal bezogen werden.<br />

APD-Array<br />

Im Vergleich zu gewöhnlichen<br />

Fotodioden haben APDs eine<br />

eingebaute Verstärkung und<br />

können schwaches Licht besser<br />

erkennen. Deshalb eignen<br />

sie sich besonders gut, um die<br />

Entfernung von weit entfernten<br />

Objekten zu messen. Mit diesen<br />

Eigenschaften gehören sie zu den<br />

wichtigsten optischen Sensoren<br />

für LiDAR. Ein APD-Array<br />

Hamamatsu hat eine einzigartige<br />

Opto-Halbleiter-Fertigungstechnologie<br />

entwickelt,<br />

mit der es möglich ist, einen<br />

Self-Bias-Generator (SBG) auf<br />

einem Halbleitersubstrat herzustellen.<br />

Das SBG wurde in<br />

dem gleichen Gehäuse mit dem<br />

APD-Array untergebracht. Der<br />

SBG, welcher an eine Konstantstromquelle<br />

angeschlossen ist,<br />

ermöglicht eine Stabilisierung<br />

des Multiplikationsfaktors. Das<br />

vereinfacht das Systemdesign<br />

und verringert die Kosten, da<br />

ein externer Mikrocontroller<br />

und Temperatursensor überflüssig<br />

werden. Ein weiterer Vorteil<br />

ist, dass der Transimpedanzverstärker<br />

(TIA) in der Signalverarbeitungsschaltung<br />

ebenfalls im<br />

selben Gehäuse untergebracht<br />

ist. Das TIA ist ein Signalverarbeitungsschaltkreis,<br />

der maßgeblich<br />

für die Verstärkung des<br />

Signals benutzt wird und hierdurch<br />

die Leistung des APD-<br />

Arrays maximiert.<br />

Die Verwendung dieses APD-<br />

Arrays als optischer Sensor<br />

für LiDAR kann die Kosten<br />

für LiDAR-Module, erheblich<br />

senken. Darüber hinaus wurde<br />

das TIA-Design so modifiziert,<br />

58 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


Messtechnik<br />

Glossar:<br />

APD, Avalanche-Fotodiode:<br />

Hierbei handelt es sich um<br />

Fotodioden mit einer internen<br />

Verstärkung. Die Verstärkung<br />

wird durch das<br />

Anlegen einer Sperrspannung<br />

erzeugt. Die APDs<br />

zeichnen sich durch ein<br />

hohes Signal/Rausch-Verhältnis,<br />

ein schnelles Zeitverhalten,<br />

hohe Empfindlichkeit<br />

und einen niedrigen<br />

Dunkelstrom aus.<br />

Crosstalk (Übersprechen):<br />

Phänomen, bei dem, wenn<br />

Licht nur in einen Kanal<br />

eines optischen Sensorarrays<br />

eindringt, ein unerwünschtes<br />

Signal von anderen<br />

benachbarten Kanälen<br />

ausgegeben wird<br />

LiDAR, Light Detection and<br />

Ranging (Lichterkennung<br />

und Entfernungsmessung):<br />

LiDAR ist eine Fernerkundungstechnologie,<br />

bei der<br />

die Entfernung eines entfernten<br />

Objekts gemessen<br />

wird, indem ein Laserstrahl<br />

auf das Zielobjekt gestrahlt<br />

und das reflektierte Licht<br />

mit einem optischen Sensor<br />

erfasst wird.<br />

SBG:<br />

Schaltung zur Stabilisierung<br />

des Multiplikationsfaktors<br />

des optischen Signals<br />

Si-APD, Silizium-APD,<br />

Si-APD-Array:<br />

Das Silizium-APD-Array ist<br />

ein Sensor, der aus mehreren<br />

Silizium-APDs besteht,<br />

die in einem gemeinsamen<br />

Gehäuse angeordnet sind.<br />

TIA, Transimpedanzverstärkter:<br />

stromgesteuerte Spannungsquelle,<br />

als Verstärker, der<br />

einen Eingangsstrom in eine<br />

proportionale Ausgangsspannung<br />

umwandelt, wird<br />

auch als Strom/Spannungs-<br />

Wandler bezeichnet<br />

Typische Anwendung dieses APD-Arrays<br />

dass die Reaktionsgeschwindigkeit<br />

im Vergleich zu konventionellen<br />

APD-Arrays mit<br />

eingebautem TIA um das Dreifache<br />

erhöht wird. Gleichzeitig<br />

werden Schwankungen im Ausgangssignal<br />

unterdrückt und der<br />

Crosstalk der zu falschen Erkennungen<br />

führen kann, minimiert.<br />

In den kommenden Jahren<br />

werden wir den Verkauf dieses<br />

APD-Arrays ausweiten und neue<br />

Anwendungen entwickeln.<br />

Die wichtigsten Merkmale im<br />

Überblick<br />

• Alles in einem Gerät<br />

• weniger Bauelemente: benötigt<br />

keinen Mikro controller<br />

und keinen Temperatursensor<br />

• Stabilisierung des<br />

Multiplikationsfaktors<br />

• Leistungsoptimierung durch<br />

integrierten TIA<br />

• minimiert Crosstalk<br />

• dreimal schnellere<br />

Reaktions zeit: optische Pulsbreite<br />

von 1 ns<br />

• höhere Messgenauigkeit<br />

Minimierung von Crosstalk<br />

Dieses APD-Array wurde bereits<br />

auf der CEATEC 2022 vorgestellt,<br />

Asiens größter internationaler<br />

Messe für Informationstechnologie<br />

und Elektronik, die<br />

vier Tage lang in Japan stattfand.<br />

Muster dieses APD-Arrays sind<br />

bereits verfügbar. Hersteller von<br />

LiDAR-Modulen können diese<br />

KONFEKTIONIERTE<br />

KOAXIALKABEL<br />

WiMo liefert konfektionierte<br />

Koaxialkabel – Made in Germany!<br />

Wettbewerbsfähige<br />

Preise<br />

“Mit WiMo haben Sie einen starken<br />

Partner an der Seite, der es Ihnen einfach<br />

macht, gemeinsam Geschäfte zu machen!”<br />

Volkmar Junge<br />

Geschäftsführender Gesellschafter<br />

Kurzfristige<br />

flexible Lösungen<br />

WiMo Antennen und Elektronik GmbH<br />

Am Gäxwald 14, 76863 Herxheim<br />

info@wimo.com | www.wimo.com<br />

bei Hamamatsu anfordern. Die<br />

Massenproduktion soll im April<br />

<strong>2023</strong> beginnen. ◄<br />

MADE IN<br />

GERMANY<br />

In Klein- und<br />

Großmengen<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 59


Messtechnik<br />

Dreikanal-Netzgerät liefert bis zu 222 W<br />

Ein großer Vorteil der linearen DC-Stromversorgung<br />

DP2031 ist ein sehr reines<br />

Ausgangssignal, das jegliche Störung der<br />

Last minimiert. In der Bandbreite von 20<br />

Hz bis 20 MHz beträgt der DP2000-Welligkeits-<br />

und Rauschindex weniger als 350<br />

µV effektiv oder 2 mV Spitze-Spitze. Das<br />

DP2000 hat außerdem eine Einschwingzeit<br />

von weniger als 50 µs, sodass es mit wechselnden<br />

Lasten gut zurechtkommt.<br />

Im Kleinstrom-Messbereich führt das<br />

DP2031 µA-Messungen mit einer Genauigkeit<br />

von 28 µA und einer Auflösung von<br />

1 µA durch. Auch Stromänderungen von<br />

Mikroampere zu Ampere bewältigt das<br />

DP2031 mühelos.<br />

Die Geräte der DP2000-Serie von Rigol<br />

sind programmbierbare lineare DC-Versorgungen.<br />

Das neue Modell DP2031 ist<br />

neben den grundlegenden Funktionen wie<br />

geringe Restwelligkeit, geringes Rauschen,<br />

schnelle Einschwingzeit und hohe Abtastrate<br />

mit drei vollständig isolierten Kanälen<br />

ausgestattet. Das Modell DP2031 bietet<br />

die Ausgangsbereiche 32 V/3 A, 32 V/3 A<br />

und 6 V/5 A (optional 10 A) sowie hochauflösende<br />

Messungen bis 1 µA. Die Gesamtleistung<br />

beträgt maximal 222 W. Spannung,<br />

Strom und Leistung lassen sich nicht nur<br />

numerisch, sondern auch als Signalkurve<br />

darstellen. Die Stromversorgung DP2031<br />

verfügt über einen großen Touchscreen, die<br />

Möglichkeit einer internen Seriell-/Parallelschaltung<br />

von Kanal 1 und 2, Schutzfunktionen<br />

(OVP, OCP, OTP) sowie die gängigen<br />

Schnittstellen LAN/Ethernet, USB, Digital-<br />

I/O, RS232, optional GPIB. Das Labornetzgerät<br />

ist damit optimal für eine Vielzahl von<br />

Desktop- und Test-Anforderungen gerüstet.<br />

Mit dem DP2031 der DP2000-Serie legt<br />

Rigol ein hochpräzises und programmierbares<br />

Linearnetzgerät vor, das mit drei vollständig<br />

isolierten Kanälen ausgestattet ist.<br />

Die Netzgeräte der Serie DP2000 vereinen<br />

neue Hochgeschwindigkeits- und Hochpräzisionstechnologien<br />

und sind flexible<br />

Prüf- und Analysegeräte für Gleichstromanwendungen.<br />

Die Standard-Arbiträrsignalfunktion des<br />

DP2031 wurde um das Tausendfache verbessert,<br />

die Verweildauer des Signals beträgt<br />

nur 1 ms. Damit lassen sich sehr schnell<br />

Batteriekonfigurationstests für IoT- und<br />

tragbare Elektronik emulieren.<br />

Die DP2000-Serie lässt sich über Standard-<br />

SCPI-Befehle und dank einer Programmsteuerungszeit<br />

von weniger als 10 ms einfach<br />

und schnell steuern. Auf der Rückseite<br />

der Netzteile befinden sich drei Ausgänge<br />

sowie Sense-Schnittstellen, um sicherzustellen,<br />

dass die Last die gleiche genaue Spannung<br />

erhält. Die Geräte sind außerdem mit<br />

den gängigen Schnittstellen LAN/Ethernet,<br />

USB, Digital-I/O, RS232, optional GPIB<br />

ausgestattet.<br />

Meilhaus Electronic GmbH<br />

www.meilhaus.com<br />

Leistungsteiler für 16 Wege und Signale bis 6 GHz<br />

Der rack-montierbare 16-Wege-Leistungs-<br />

Splitter ZT-16HPS-63-W-S von Mini-<br />

Circuits bleibt auch bei hoher Eingangsleistung<br />

kühl. Er wurde für den Einsatz<br />

von 0,7 bis 6 GHz entwickelt und ist für<br />

eine maximale Eingangsleistung von 100<br />

W von 0,7 bis 3,6 GHz und 50 W von 3,6<br />

bis 6 GHz ausgelegt. Die typische Einfügungsdämpfung<br />

über das gesamte Band<br />

beträgt 14 dB.<br />

Mini-Circuits<br />

www.minicircuits.com<br />

Der 50-Ohm-Leistungsteiler eignet sich<br />

gut für Lebensdauer- und Zuverlässigkeitstests<br />

und verfügt über eine N-Eingangsbuchse<br />

und 16 SMA-Ausgangsbuchsen,<br />

wobei die Isolierung zwischen den Ausgängen<br />

23 dB beträgt. ◄<br />

60 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


Messtechnik<br />

Testsystem für zuverlässige Magnetfeldmessungen<br />

Das kompakte Testsystem MGA 1033 ist zur<br />

Messung und Prüfung von Magnetfeldern in<br />

einem Frequenzbereich von DC bis 250 kHz<br />

geeignet. Das Gerät beinhaltet drei Module<br />

und vereint einen Signalgenerator (ca. 1 Hz<br />

... 250 kHz), einen Leistungsverstärker (800<br />

W Ausgangsleistung, DC bis 1 MHz Bandbreite)<br />

und einen Spektrumanalysator (16<br />

Bit, 1 MS/s Abtastrate) in einem Gehäuse.<br />

Jedes dieser Module funktioniert im Single-Modus<br />

und kann über die mitgelieferte<br />

Anwendungs-Software PC-gesteuert werden.<br />

Die Bedienung der Software ist intuitiv<br />

und für die Integration von neuen oder<br />

modifizierten Normen vorbereitet. Durch<br />

den Hochleistungsverstärker können die in<br />

zahlreichen Militär- und Automotive-Normen<br />

geforderten hohen Feldstärken mühelos<br />

erreicht werden.<br />

Ein umfangreiches Zubehör erlaubt weitere<br />

Anwendungsmöglichkeiten des Testsystems.<br />

In Kombination mit z.B. einer triaxialen<br />

Helmholtzspule von Schlöder können<br />

Feldstärken von 1 kA/m im Frequenz bereich<br />

von DC bis 1 kHz erzeugt werden. Diese<br />

Prüfung erfolgt äußerst komfortabel, da die<br />

Felder durch den triaxialen Aufbau vollautomatisch<br />

in drei Raumachsen erzeugt werden,<br />

ohne dass der Prüfling gedreht werden muss.<br />

In Kombination mit dem Hall-Sensor können<br />

zusätzlich DC-Magnetfelder, die von<br />

Standardspulen bzw. Spulen mit hoher<br />

Feldstärke bis zu 4 kA/m erzeugt werden,<br />

gemessen werden. Und durch die Kombination<br />

der Geräte und das umfangreiche Zubehör,<br />

wie Spulen, Sensoren, Adapter, Koppeleinrichtungen<br />

ergeben sich für das Testsystem<br />

Einsatzmöglichkeiten, die über reine<br />

Magnetfeldmessungen weit hinausgehen.<br />

Schlöder GmbH<br />

www.schloeder-emv.de<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong><br />

61


Messtechnik<br />

Upgrades für Phasenrausch- und VCO-Messplätze<br />

ermöglicht. Darüber hinaus<br />

unterstützt die aktualisierte Benutzeroberfläche<br />

Multitouch-<br />

Befehle wie zum Beispiel Zoomen.<br />

Bei sehr rauscharmen<br />

Oszillatoren, bei denen das Phasenrauschen<br />

bei größeren Offsets<br />

weitgehend ins thermische Rauschen<br />

übergeht, wird eine mögliche<br />

zu starke Rauschunterdrückung<br />

(cross-spectral collapse)<br />

nun verhindert.<br />

Rohde & Schwarz<br />

GmbH & Co. KG<br />

www.rohde-schwarz.com<br />

Rohde & Schwarz bietet ab<br />

sofort noch mehr Performance<br />

für die Phasenrauschanalyse<br />

und Messung spannungsgesteuerter<br />

Oszillatoren (VCOs).<br />

Sowohl der R&S FSWP Highend-Phasenrausch-<br />

und VCO-<br />

Messplatz mit integriertem<br />

Signal- und Spektrumanalysator<br />

als auch der spezialisierte R&S<br />

FSPN Phasenrausch- und VCO-<br />

Messplatz wurden aufgerüstet.<br />

Diese parallelen Upgrades von<br />

Hard- und Software verbessern<br />

die marktführende Performance<br />

weiter: Der Rauschpegel und die<br />

Messzeiten wurden reduziert<br />

und die Genauigkeit nochmals<br />

gesteigert. Beide Geräte verfügen<br />

über Funktionen zur Aufzeichnung<br />

von Messsequenzen<br />

(SCPI-Recorder), die in dieser<br />

Geräteklasse einzigartig sind.<br />

Die neue Hardware-Basis, die<br />

von beiden Geräten genutzt wird,<br />

umfasst überarbeitete DC-Quellen<br />

mit reduzierten Rauschpegeln,<br />

sodass die marktführende<br />

Empfindlichkeit weiter verbessert<br />

wird. Die Benutzer werden<br />

auch den neuen kapazitiven<br />

Bildschirm mit höherer Farbintensität<br />

und besserer Entspiegelung<br />

zu schätzen wissen, der in<br />

jedem Arbeitsumfeld eine noch<br />

hellere und klarere Darstellung<br />

Insbesondere im Produktionseinsatz<br />

trägt die höhere Geschwindigkeit<br />

der VCO-Messungen<br />

zur Senkung der Testkosten bei.<br />

Mit dem neuvorgestellten SCPI-<br />

Befehls-Recorder implementiert<br />

Rohde & Schwarz erstmals in<br />

einem Phasenrausch-Messgerät<br />

eine Funktion zur Aufzeichnung<br />

von manuell vom Benutzer eingestellten<br />

Messabläufen. Mit<br />

dem Befehls-Recorder können<br />

Ingenieure somit sehr einfach<br />

wiederholbare Messsequenzen<br />

erstellen, einschließlich der zum<br />

korrekten Betrieb notwendigen<br />

Synchronisation.<br />

Die aktualisierten R&S FSPN<br />

und R&S FSWP Phasenrauschund<br />

VCO-Messplätze sind ab<br />

sofort bei Rohde & Schwarz<br />

erhältlich. Weitere Informationen<br />

finden sich unter www.<br />

rohde-schwarz.com/_256174.<br />

html. ◄<br />

USB-SP4T-Schalter steuert Signale mit 0,1 bis 67 GHz<br />

Mini-Circuits<br />

www.minicircuits.com<br />

Das Modell USB-1SP4T-A673<br />

von Mini-Circuits ist ein einpoliger,<br />

vierpoliger (SP4T)<br />

Absorptionsschalter, der mit<br />

einer Schaltgeschwindigkeit<br />

von 2 ms alle Signale mit Frequenzen<br />

von 0,1 bis 67 GHz<br />

steuert. Die typische Einfügungsdämpfung<br />

beträgt 5,8 dB<br />

bis 40 GHz und 9,8 dB bis 67<br />

GHz. Die Isolierung zwischen<br />

den Anschlüssen beträgt typischerweise<br />

35 dB bis 60 GHz<br />

und 30 dB bis 67 GHz. Der<br />

Schalter mit USB-Anschluss,<br />

1,85-mm-Buchsen und integriertem<br />

Mikrocontroller misst<br />

nur 4,874 × 0,984 Zoll (123,8<br />

× 25 mm) und kann eine Eingangsleistung<br />

von bis zu 22<br />

dBm verarbeiten. ◄<br />

62 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


Messtechnik<br />

Tragbarer Spektrum-Analyzer<br />

für universelle HF-Tests<br />

Der Analyzer verfügt über ein<br />

robustes 10-Zoll-Display mit<br />

IK08-Zertifizierung und einer<br />

Auflösung von 1280 x 800<br />

Pixeln, das die Messergebnisse<br />

in großen und klaren Formaten<br />

anzeigt. Allgemeine Funktionen<br />

sind jederzeit zugänglich.<br />

Die Seitenmenüs lassen sich<br />

einklappen, um die grafischen<br />

Ergebnisse größer darzustellen.<br />

Der MS2070A misst 290<br />

x 212 x 96 mm und wiegt 3,8<br />

kg. Seine kompakte Größe und<br />

sein geringes Gewicht erleichtern<br />

den Transport zu entfernten<br />

Standorten.<br />

Anritsu Company stellte den<br />

tragbaren Spektrum-Analyzer<br />

Field Master MS2070A vor,<br />

der die Leistungsfähigkeit und<br />

praxiserprobte, robuste Plattform<br />

der Field-Master-Reihe<br />

von Anritsu zu einem günstigen<br />

Preis bietet. Der MS2070A ist<br />

mit allen erforderlichen Funktionen<br />

bis 3 GHz ausgestattet<br />

und führt genaue, zuverlässige<br />

HF-Messungen in allgemeinen<br />

Feld-, Labor- und Fertigungsumgebungen<br />

durch.<br />

Anritsu Corporation<br />

www.anritsu.com<br />

Highlights<br />

Mit einem Dynamikbereich von<br />

>105 dB bei 2,4 GHz, einem<br />

typischen DANL mit optional<br />

integriertem Vorverstärker von<br />

-167 dBm, gepaart mit einem<br />

TOI (Third Order Intercept) von<br />

11 dBm und einer Pegelgenauigkeit<br />

von ±0,5 dB kann der Handheld-Analyzer<br />

eine Vielzahl von<br />

Signalen analysieren.<br />

Der MS2070A ist für die Standard-Sweep-Spektrumanalyse<br />

bis 3 GHz ausgelegt. Er bietet<br />

Sweep-Geschwindigkeiten von<br />

bis zu 32 GHz/s in gängigen<br />

störungsarmen Konfigurationen.<br />

Eine Reihe „intelligenter“ Messungen,<br />

einschließlich belegter<br />

Bandbreite (OBW), Kanal leistung<br />

und Nachbarkanal leistung (ACP),<br />

gehören zum Standard des Field<br />

Master MS2070A.<br />

Umfangreiche<br />

Standardfunktionen<br />

Der Field Master MS2070A bietet<br />

viele Funktionen, die normalerweise<br />

in höher preisigen<br />

Geräten zu finden sind. Eine<br />

Nullspanne zeigt TDD- und<br />

gepulste Signale mit einer<br />

schmalen Auflösungsbandbreite<br />

(RBW) von 10 Hz bis 5 MHz für<br />

genaue Messungen der Leistung<br />

über der Zeit an. Spektrogramme<br />

sind ebenfalls Standard für die<br />

genaue Erkennung intermittierender<br />

Störer.<br />

Bis zu sechs Messkurven mit<br />

verschiedenen Detektoren lassen<br />

sich gleichzeitig einstellen.<br />

Für jede Kurve kann auch eine<br />

Mittelwertbildung vorgenommen<br />

werden. Es stehen bis zu<br />

zwölf Marker zur Verfügung,<br />

um Signale von Interesse hervorzuheben<br />

und ihre zeitlichen<br />

Veränderungen im Verhältnis<br />

zu sich selbst und zu anderen<br />

Signalen überwachen zu können.<br />

Bei neuen Störsignalen<br />

oder Signalverlusten werden<br />

automatisch Warnmeldungen<br />

generiert. Für die langfristige<br />

Spektrumsüberwachung verfügt<br />

der MS2070A standardmäßig<br />

über obere/untere, Hüllkurvenund<br />

Alarmgrenzen.<br />

Entwickelt<br />

für raue Umgebungen<br />

Der Field Master MS2070A ist<br />

ein robustes, batteriebetriebenes<br />

Gerät, das in der mitgelieferten<br />

Tragetasche die Schutzart IP52<br />

erfüllt. Ein 5-W-HF-Eingangsschutz<br />

schützt das Gerät vor versehentlicher<br />

Überlastung.<br />

Ethernet- und USB-C-Schnittstellen<br />

gehören zur Standardausstattung.<br />

Optional ist eine<br />

WiFi-802.11b/g/a/n-Schnittstelle<br />

erhältlich, um eine Verbindung<br />

zu WLAN-Routern für<br />

das Herunter laden digitaler Karten<br />

und automatische Software-<br />

Updates herzustellen.<br />

Einsatz im Feld und Labor<br />

Der Field Master MS2070A<br />

eignet sich für eine Vielzahl<br />

von Anwendungen im Feld.<br />

Er kann grundlegende Sendertests<br />

als auch eine Störungssuche<br />

durchführen. Betreiber<br />

von Mobilfunknetzen können<br />

den MS2070A auch mit einem<br />

PIM-Stick für das PIM-Hunting<br />

konfigurieren. In Laborund<br />

Fertigungsumgebungen, in<br />

denen Tragbarkeit und Platzbedarf<br />

eine Rolle spielen, kann<br />

der MS2070A für Standard-HF-<br />

Messungen eingesetzt werden. ◄<br />

CelsiStrip ®<br />

Thermoetikette registriert<br />

Maximalwerte durch<br />

Dauerschwärzung<br />

Diverse Bereiche von<br />

+40 bis +260°C<br />

GRATIS Musterset von celsi@spirig.com<br />

Kostenloser Versand DE/AT ab Bestellwert<br />

EUR 200 (verzollt, exkl. MwSt)<br />

www.spirig.com<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 63


Messtechnik<br />

Aaronia-Produkte ab sofort bei Meilhaus<br />

Electronic erhältlich<br />

245 MHz RTBW (Real-Time Bandwidth)<br />

im Sortiment. Mit einer Sweep-Geschwindigkeit<br />

von über 1 THz/s setzen die Geräte<br />

der Serie SPECTRAN-V6-X neue Maßstäbe<br />

in der USB-Kompaktklasse. Sie sind<br />

Hochleistungs-Echtzeit-Spektrumanalysatoren.<br />

Um eine noch höhere Echtzeitbandbreite<br />

zu erreichen, lassen sich beliebig<br />

viele Geräte kaskadieren. Durch den Einsatz<br />

von vier SPECTRAN-V6-X-Geräten<br />

wird bereits eine Echtzeitbandbreite von 1<br />

GHz erreicht. Das stapelbare Aluminiumgehäuse<br />

erleichtert den parallelen Einsatz<br />

mehrerer Einheiten.<br />

Ab sofort bei Meilhaus Electronic erhältlich<br />

sind Produkte des deutschen Herstellers<br />

Aaronia. Die Aaronia AG ist auf<br />

Mess-, Ortungs- und Überwachungstechnik<br />

spezialisiert und entwickelt, fertigt, testet<br />

und produziert ihre Produkte ausnahmslos<br />

in Deutschland.<br />

Meilhaus Electronic GmbH<br />

www.meilhaus.com<br />

Der Fokus liegt auf Spektrumanalysatoren<br />

auf Basis patentierter Echtzeit/Sweep-<br />

Spektrum-Analyse-Prozesse. Dazu kommen<br />

Messgeräte und Technologien aus dem<br />

Bereich der Nieder- und Hochfrequenz-<br />

Messtechnik wie Mess- und Peil-Antennen<br />

und Abschirmung von nieder- und hochfrequenten<br />

Feldern jeglicher Art.<br />

Mit dem SPECTRAN-V6-X hat Meilhaus<br />

Electronic nun einen für bis 6 bzw. 8 GHz<br />

geeigneten USB-3.0-Spektrumanalysator<br />

mit dualem USB-True-I/Q-Streaming bis<br />

Im Lieferumfang der SPECTRAN-V6-X-<br />

Serie ist die von Aaronia entwickelte Software<br />

RTSA-Suite PRO enthalten. Sie ist<br />

exakt auf die Hardware zugeschnitten und<br />

unterstützt auch die Nutzung mehrerer<br />

SPECTRAN-V6-X-Geräte. Die Aaronia<br />

RTSA-Suite-PRO funktioniert nach einem<br />

„modularen“ Blockprinzip. Sie besteht aus<br />

dem Hauptprogramm und einer Vielzahl<br />

verschiedener „Blöcke“. Kostenlos in der<br />

Basisversion verfügbar sind diverse 2Dund<br />

3D-Ansichten, IQ-Verarbeitung, Trigger,<br />

AM/FM-Decoder, File-Reader, File-<br />

Writer, Remote-HTTP, Scripts etc. Optional<br />

können jederzeit weitere Blöcke dazu<br />

erworben werden. ◄<br />

OTA-HF-Testgehäusemit >100 dB Isolation<br />

Die geschirmten HF-Testgehäuse der<br />

dbSAFE-ARMOR-Serie von DVTEST<br />

sind kostengünstige Lösungen für OTA-<br />

Tests im mmWave-Spektrum (300 MHz<br />

bis 90 GHz).<br />

Eigenschaften:<br />

• für 5G, LTE-AP, 5G IoT, 5G FR1/FR2<br />

Testumgebungen<br />

• fortschrittliche Doppelwandtechnologie<br />

• vollständig reflexionsfreie<br />

Testumgebung<br />

• kompakte HF-Testgehäuse<br />

in diversen Gehäusegrößen<br />

• direkte Fernfeld- oder Nahfeldmessungen<br />

• Rack-Optionen, um Instrumente<br />

direkt zu integrieren<br />

• individuelle Anschlussfelder, Filter<br />

und Schnittstellen<br />

• anpassbares kundenspezifisches<br />

Gehäuse-Design<br />

• präzise Azimut-über-Elevation-<br />

Positionierer<br />

DVTEST bietet hochwertige Schirmboxen,<br />

Positionierer, Softwarelösungen<br />

und thermische Testsysteme in individuellen<br />

Ausstattungen, Größen, Frequenzbereichen,<br />

Schirmungen und spezifischen<br />

Anwendungen exklusiv über die EMCO<br />

Elektronik an.<br />

EMCO Elektronik GmbH<br />

www.emco-elektronik.de<br />

64 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


KNOW-HOW VERBINDET<br />

LTCC-Thru-Link für 23 GHz<br />

Bauelemente und Baugruppen<br />

LTCC-Hochpassfilter<br />

reicht bis 47 GHz<br />

EMV, WÄRME­<br />

ABLEITUNG UND<br />

ABSORPTION<br />

SETZEN SIE AUF<br />

QUALITÄT<br />

Das Modell TPCW-233+ von Mini-Circuits<br />

ist ein Thru-Link aus Niedertemperatur-Keramik<br />

(LTCC) und reduziert<br />

die Einfügedämpfung auf 0,9 dB oder<br />

weniger von DC bis 23 GHz. Es dient<br />

als kompakter Platzhalter für LTCC-Filter<br />

auf Leiterplatten und bewältigt bis zu<br />

9 W Eingangsleistung; dies bei einem<br />

Miniaturgehäuse von 0603. Die 50-Ohm-<br />

Leitung hat eine typische Gruppenverzögerung<br />

von 50 ps über einen weiten Temperaturbereich<br />

von -55 bis +125 °C mit<br />

Wrap-around-Anschlüssen für hervorragende<br />

Lötbarkeit.<br />

Koaxiales Bandpassfilter<br />

isoliert Signale mit 22 bis 23 GHz<br />

Das Hochpassfilter HFCV-2002+ von<br />

Mini-Circuits wurde aus Niedertemperatur-Keramik<br />

(LTCC) gefertigt und verfügt<br />

über eine Bandbreite von 47 GHz mit<br />

einem Sperrbereich von DC bis 15 GHz<br />

und einem Durchlassbereich, der kurz<br />

dahinter beginnt.<br />

Die Einfügungsdämpfung im Sperrbereich<br />

beträgt 17,8 dB oder mehr bis 15<br />

GHz, während die Durchlassdämpfung<br />

1 dB von 19,6 bis 26,5 GHz, 1,6 dB von<br />

26,6 bis 38 GHz und 2,2 dB von 38 bis<br />

47 GHz beträgt. Das 50-Ohm-Filter für<br />

die Oberflächenmontage eignet sich für<br />

Millimeterwellen-Funkgeräte und Testsysteme<br />

und kann bis zu 1 W Eingangsleistung<br />

verarbeiten.<br />

30-dB-Dämpfungsglied<br />

arbeitet bis 8 GHz<br />

Elastomer- und Schaumstoffabsorber<br />

Europäische Produktion<br />

Kurzfristige Verfügbarkeit<br />

Kundenspezifisches Design<br />

oder Plattenware<br />

-EA1 & -EA4<br />

Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1)<br />

bzw. 4 GHz (EA4)<br />

Urethan oder Silikon<br />

Temperaturbereich von ­40°C bis 170°C<br />

(Urethanversion bis 120°C)<br />

Standardabmessung 305mm x 305mm<br />

Die koaxialen Bandpassfilter der Serie<br />

ZVBP von Mini-Circuits decken Durchlassbereiche<br />

bis 36 GHz, Sperrbereiche<br />

bis 57 GHz und Bandbreiten von nur 0,5%<br />

ab. Das Modell ZVBP-K22R5G+ hat beispielsweise<br />

eine typische Einfügungsdämpfung<br />

von 1 dB für einen Durchlassbereich<br />

von 22 bis 23 GHz.<br />

Die untere Sperrband-Unterdrückung<br />

beträgt typischerweise 25 dB von DC<br />

bis 21,4 GHz und die obere Sperrband-<br />

Unterdrückung beträgt 23 dB oder mehr<br />

von 23,6 bis 40 GHz. Das Filter ist für<br />

eine maximale Eingangsleistung von 5<br />

W geeignet und mit 2,92-mm-Buchsen<br />

ausgestattet.<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong><br />

Das koaxiale Präzisions-Dämpfungsglied<br />

BW-30N250W+ von Mini-Circuits bietet<br />

eine 30-dB-Dämpfung von DC bis 8 GHz<br />

mit einer typischen Dämpfungsebenheit<br />

von ±0,4 dB. Es kann bis zu 250 W Eingangsleistung<br />

verarbeiten und besitzt dazu<br />

einen Typ-N-Eingangsstecker und eine<br />

Typ-N-Ausgangsbuchse.<br />

Das typische SWR ist mit 1,18 oder besser<br />

von DC bis 6 GHz niedrig und sinkt auf<br />

typisch 1,1 im Bereich von 6 bis 8 GHz.<br />

Diese Baugruppe ist somit nahezu ideal für<br />

Testanwendungen geeignet. Der Betriebstemperaturbereich<br />

von -55 bis +125 °C<br />

unterstützt eine vielfältige Einsetzbarkeit.<br />

Mini-Circuits<br />

www.minicircuits.com<br />

65<br />

MLA<br />

Multilayer Breitbandabsorber<br />

Frequenzbereich ab 0,8GHz<br />

Reflectivity­Level ­17db oder besser<br />

Temperaturbereich bis 90°C<br />

Standardabmessung 610mm x 610mm<br />

Hohe Straße 3<br />

61231 Bad Nauheim<br />

T +49 (0)6032 9636­0<br />

F +49 (0)6032 9636­49<br />

info@electronic­service.de<br />

www.electronic­service.de<br />

ELECTRONIC<br />

SERVICE GmbH


Bauelemente und Baugruppen<br />

Siliziumkondensatoren<br />

mit bahnbrechenden Verbesserungen<br />

Empower Semiconductor<br />

www.empowersemi.com<br />

Empower Semiconductor (Vertrieb<br />

durch SE Spezial-Electronic<br />

GmbH) hat seine E-CAP-Familie<br />

von Siliziumkondensatoren mit<br />

neuen Technologien erweitert,<br />

die weitere Durchbrüche bei<br />

Dichte und Leistung bieten. Die<br />

neuesten E-CAP-Technologien<br />

von Empower Semiconductor<br />

stellen die branchenweit leistungsstärkste,<br />

kleinste und am<br />

besten konfigurierbare Kondensatortechnologie-Plattform<br />

dar.<br />

Hintergrund: Der exponentielle<br />

Anstieg der Datenmenge,<br />

treibt den Energieverbrauch<br />

von Rechenzentren und Kommunikationsnetzwerken<br />

bis<br />

2030 auf 17% des weltweiten<br />

Strombedarfs, was die Umweltverschmutzung,<br />

den Kohlendioxidausstoß<br />

und die Kosten dramatisch<br />

erhöht. Empower Semiconductor<br />

wurde mit dem Ziel<br />

gegründet, „den Energie-Fußabdruck<br />

der digitalen Wirtschaft zu<br />

minimieren“, indem neuartige,<br />

vollintegrierte Power-Management-Lösungen<br />

entwickelt werden,<br />

die sowohl die Leistung<br />

steigern als auch den Stromverbrauch<br />

von energiehungrigen,<br />

datenintensiven Anwendungen<br />

reduzieren.<br />

Herkömmliche Stromversorgungslösungen<br />

erfordern Dutzende<br />

von diskreten Komponenten<br />

mit großem Platzbedarf und<br />

komplexen Designs und liefern<br />

Strom ineffizient mit schlechten<br />

Reaktionszeiten und Ungenauigkeiten.<br />

Die patentierte IVR-Technologie<br />

von Empower Semiconductor<br />

integriert Dutzende von<br />

Komponenten in einen einzigen<br />

IC, was die Effizienz erhöht, den<br />

Platzbedarf um das Zehnfache<br />

verringert und die Stromversorgung<br />

mit beispielloser Einfachheit,<br />

Geschwindigkeit und<br />

Genauigkeit und ohne diskrete<br />

Komponenten ermöglicht.<br />

Der Kondensator, der zur Energiespeicherung,<br />

Filterung, Glättung<br />

und Abstimmung verwendet<br />

wird, ist eines der grundlegendsten<br />

elektronischen Bauteile.<br />

Die Entwicklung von Kondensatoren<br />

hat jedoch nicht mit<br />

dem dramatischen Tempo der<br />

Veränderungen in der Welt der<br />

Halbleiter Schritt gehalten, und<br />

selbst führende Technologien<br />

wie MLCCs stoßen allmählich<br />

an ihre Grenzen. Dies gilt insbesondere<br />

für datenintensive,<br />

energiehungrige Anwendungen<br />

der nächsten Generation, wenn<br />

es um Kriterien wie Größe, Leistung,<br />

Effizienz, Stabilität, Flexibilität<br />

und Zuverlässigkeit geht.<br />

Durch die Integration mehrerer<br />

diskreter Kapazitäten in ein einziges<br />

Solid-State-Bauelement ist<br />

E-CAP die weltweit dünnste,<br />

kompakteste und flexibelste<br />

Kondensatorlösung. Die Technologie<br />

vereint eine Kondensatordichte,<br />

die mehr als fünfmal so<br />

hoch ist wie die von führenden<br />

keramischen Vielschichtkondensatoren<br />

(MLCCs), mit verbesserten<br />

äquivalenten Serieninduktivitäts-<br />

und äquivalenten Serienwiderstandseigenschaften,<br />

die<br />

Parasitika drastisch reduzieren.<br />

Die neuesten E-CAP-Lösungen<br />

wurden unter Verwendung der<br />

fortschrittlichsten Trench-Kondensatortechnologie<br />

entwickelt<br />

und bieten Dichten von 1,1 µF/<br />

mm², was mehr als doppelt so<br />

hoch ist wie die Dichte alternativer<br />

Siliziumkondensator-Technologien.<br />

Zusätzlich zur Dichte<br />

können Dicken von unter 50 µm<br />

in der Gesamthöhe erreicht werden.<br />

Aufeinander abgestimmte<br />

Kapazitätswerte von 75 pF bis<br />

5 µF (@ 2 V) können in einen<br />

einzigen Chip integriert werden,<br />

um kundenspezifische integrierte<br />

Kondensatoranordnungen<br />

zu schaffen, während sich die<br />

Formfaktoren an die Platz- und<br />

Höhenbeschränkungen einer<br />

bestimmten Anwendung anpassen<br />

lassen. Packaging-Optionen<br />

auf der Basis von Bumps, Pads<br />

und Pillars ermöglichen es den<br />

Entwicklern, die beste Lösung<br />

auf der Grundlage spezifischer<br />

Systembeschränkungen zu<br />

wählen.<br />

„E-CAP bietet eine herausragende<br />

HF-Entkopplungslösung<br />

mit einer viel kleineren Grundfläche<br />

und Bauteilanzahl als<br />

herkömmliche MLCC-basierte<br />

66 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


Bauelemente und Baugruppen<br />

Lösungen. Diese Technologie<br />

bietet neue Optionen für<br />

anspruchsvolle Anwendungen<br />

in den Bereichen IoT, Wearables,<br />

Mobile und Prozessoren,<br />

bei denen Größe, Leistung und<br />

Flexibilität entscheidend sind.<br />

Die neuesten Verbesserungen<br />

bei Dichte und Leistung machen<br />

E-CAP ideal für datenintensive<br />

Systeme der nächsten Generation,<br />

die Hochfrequenzbetrieb<br />

und maximale Effizienz bei<br />

kleinstmöglichen Formfaktoren<br />

erfordern.“<br />

Mit E-CAP können Entwickler<br />

HF-Entkopplungskondensatoren<br />

auf einem einzigen Chip zusammenfassen<br />

und so die Anzahl<br />

der Komponenten, die BoM-<br />

Kosten und die potenziellen<br />

Fehlerpunkte drastisch reduzieren.<br />

Obwohl die E-CAPs eine<br />

geringere Nennkapazität haben,<br />

führen ihr exzellenter Frequenzgang<br />

und ihre ESL im Vergleich<br />

zu MLCCs zu einer geringeren<br />

Impedanz bei hohen Frequenzen.<br />

Und im Gegensatz zu MLCCs,<br />

bei denen mehrere Bauelemente<br />

benötigt werden, um den Abbau<br />

von Spannung, Temperatur und<br />

Alterung zu berücksichtigen,<br />

ist bei E-CAP kein AC- oder<br />

DC-Bias-De-Rating erforderlich.<br />

Damit entfällt die Notwendigkeit,<br />

die Kapazitätsanforderungen<br />

zu hoch zu spezifizieren,<br />

um dem De-Rating Rechnung zu<br />

tragen. ◄<br />

NEW 3 GHz & Beyond Products!<br />

• Enables DOCSIS 4.0 & full duplex requirements<br />

• Achieve max RF output power w/ MiniRF passives<br />

• Repeatability & reliability - a MiniRF trademark<br />

• 100% RF test, local design & support<br />

Standard & Custom Components<br />

COUPLERS<br />

Passives with a Passion for Performance<br />

SPLITTERS<br />

TRANSFORMERS<br />

RF CHOKES<br />

1.8 GHz BW<br />

3 & 4 port models<br />

with optional<br />

coupling factors for<br />

Broadband / CATV<br />

Systems.<br />

2.5 GHz BW, 2/3&4<br />

way power splitters<br />

designed for both<br />

50 & 75 Ω<br />

applications.<br />

50 Ω & 75 Ω<br />

supporting a wide<br />

range of applications<br />

with impedance<br />

ratios of 1:1, 1:2,<br />

1:4, 1:8, 1:16.<br />

Precision inductors<br />

& chokes with wire<br />

diameters from<br />

0.060~5mm single<br />

& multilayer, air-core,<br />

coil configurations.<br />

For information, samples and sales, contact our distribution partner RFMW.<br />

www.RFMW.com | sales@rfmw.com<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 67


DC TO 86 GHz<br />

Filter<br />

Technologies<br />

For Every Application<br />

LEARN MORE<br />

Selection and Solutions<br />

• 1500+ in-stock models<br />

• Low pass, high pass, band pass, band stop,<br />

diplexers and triplexers<br />

• In-house design and manufacturing capability<br />

• Fast, affordable custom capabilities


Cavity<br />

• Passbands to 43.5 GHz<br />

• Stopbands to 57 GHz<br />

• Bandwidths as narrow<br />

as 1%<br />

• 100+ dB rejection<br />

Ceramic Resonator<br />

• Fractional bandwidths<br />

from 0.5 to 40%<br />

• Excellent power handling,<br />

up to 20W<br />

• High Q in miniature<br />

SMT package<br />

Lumped L-C<br />

• Wide catalog selection<br />

• Several package options<br />

including aqueous washable<br />

• Variety of filter topologies<br />

LTCC<br />

• Tiny size, as small as 0202<br />

• Industry’s widest selection<br />

of mmWave LTCC filters<br />

• Proprietary designs with<br />

stopband rejection up to<br />

100 dB<br />

Microstrip<br />

• Connectorized designs<br />

with 4 to 40% fractional<br />

bandwidth<br />

• Power handling up to 10W<br />

• Flat group delay<br />

MMIC Reflectionless<br />

• Patented topology absorbs<br />

and internally terminates<br />

stopband signals<br />

• Perfect for pairing with<br />

amplifiers, mixers, multipliers,<br />

ADC/DACs & more<br />

• Cascadable with other<br />

filter technologies<br />

Rectangular<br />

Waveguide<br />

• WR-12, WR-15 and<br />

WR-28 interfaces<br />

• Passbands up to 87 GHz<br />

• High stopband rejection,<br />

40 dB<br />

Suspended<br />

Substrate<br />

• Ultra-wide passbands<br />

up to 26 GHz<br />

• Wide stopbands<br />

up to 40 GHz<br />

• High Q<br />

Thin Film on Alumina<br />

• Passbands from<br />

DC to 40 GHz<br />

• High rejection with<br />

wide passband<br />

• Miniature SMT package


Verstärker<br />

HF-Leistungsverstärker für 80...1000 MHz<br />

EXODUS Advanced Communications<br />

ist ein multinationaler<br />

HF-Kommunikationsausrüster,<br />

der sowohl kommerzielle als auch<br />

staatliche Stellen und deren verbundene<br />

Unternehmen weltweit<br />

bedient. EXODUS präsentierte<br />

nun den HF-Leistungsverstärker<br />

AMP2071A-LC; Dank der hauseigenen<br />

Quite-Cool-Technologie<br />

wird der AMP2071A-LC zum<br />

wahren Kraftpaket bei kleinstem<br />

Formfaktor.<br />

Die Kenndaten überzeugen:<br />

>750 W CW @ 80...1000 MHz<br />

bei 58 dB Verstärkung mit hervorragender<br />

Welligkeit. Ferner<br />

wird das System intern überwacht<br />

und bietet dem Anwender<br />

direkten Zugriff auf Vorwärts- &<br />

Rückwärts leitung, SWR sowie<br />

Spannungs-, Strom- und Temperaturdaten<br />

des Systems über das<br />

große LC-Display oder modernste<br />

PC-Schnittstellen für optimale<br />

Zuverlässigkeit und Robustheit.<br />

Das „Kraftpaket“ wird serienmäßig<br />

in einem 19-Zoll-Einschub<br />

mit 5 HE und einem Gesamtgewicht<br />

von


Verstärker<br />

Die größte Auswahl an<br />

HF-Verstärkern<br />

ab Lager lieferbar von<br />

Modularer Verstärker für das 27-MHz-ISM-Band<br />

Mini-Circuits<br />

www.minicircuits.com<br />

Der Halbleiterverstärker RFE-<br />

24M30M1K7X+ von Mini-<br />

Circuits liefert 1,7 kW Ausgangsleistung<br />

bei 27,12 MHz.<br />

Mit einer Verstärkung von 25<br />

dB bei einer Kompression von<br />

3 dB und einem Wirkungsgrad<br />

von 80% eignet er sich<br />

nahezu ideal für Anwendungen<br />

im ISM-Band (Industrial-<br />

Scientific-Medical) und bringt<br />

10-W-Eingangs signale (40<br />

dBm) auf 1,7 kW am Ausgang.<br />

Der wassergekühlte Verstärker<br />

verfügt über einen SMA-<br />

Eingangsanschluss und einen<br />

Typ-N-Ausgangsanschluss. Er<br />

misst 176 × 96 × 85 mm und<br />

verfügt über eine eingebaute<br />

Temperatur- und Stromüberwachung<br />

sowie eine Notabschaltung.<br />

◄<br />

Frequenzen DC bis 87 GHz<br />

Verstärkung von 10 bis 60 dB<br />

P1dB von 2 mW bis 100 Watt<br />

Rauschzahl ab 0,8 dB<br />

Breitbandverstärker<br />

Gain Blocks<br />

Ultra breitbandige<br />

Verstärker<br />

Leistungsverstärker<br />

Frequenzumsetzende Solid-State-<br />

Power-Amplifiers<br />

Die Genesis-Serie von<br />

Advantech Wireless Technologies<br />

bietet Solid-State-Power-<br />

Amplifiers (SSPAs)/Block-<br />

Up-Converters (SSPBs), die<br />

Eingangssignale mit einer Frequenz<br />

von 950 bis 1700 MHz<br />

auf eine Ausgangsfrequenz von<br />

13,75 bis 14,5 GHz umsetzen.<br />

Sie liefern eine Ausgangsleistung<br />

von bis zu 250 W mit<br />

einer einstellbaren Verstärkung<br />

von mehr als 75 dB (0,1-dB-<br />

Schritte).<br />

Advantech Wireless<br />

Technologies<br />

www.advantech.com<br />

Diese SSPAs/SSPBs haben ein<br />

Phasenrauschen von -107 dBc/<br />

Hz @ 1 MHz Offset, Störpegel<br />

von -65 dBc und Oberwellen<br />

von -50 dBc. Sie sind soft-failfähig<br />

und verfügen über eine<br />

interne/externe Referenz mit<br />

Auto-Sense. Sie sind redundant<br />

und ohne externen Controller<br />

einsatzbereit und verfügen<br />

über einen vollausgestatteten<br />

integrierten Webserver.<br />

Diese SSPAs/SSPBs unterstützen<br />

die Über wachung<br />

der vorwärts gerichteten und<br />

reflektierten Leistung und<br />

verfügen über eine echte<br />

RMS-Leistungserkennung.<br />

Die SSPAs/SSPBs der Serie<br />

Genesis können über eine<br />

sichere SNMPv3-Schnittstelle<br />

gesteuert werden. Sie verfügen<br />

über einen kalibrierten<br />

RF-Probenausgang und eine<br />

vor Ort austauschbare Lüfterbaugruppe.<br />

Diese SSPA/SSPBs sind in<br />

wetterfesten Gehäusen mit<br />

den Abmessungen 467 x<br />

254 x 206 mm erhältlich und<br />

verfügen über einen N-Typ-<br />

Eingangsanschluss und eine<br />

WR75-Hohlleiter-Ausgangsschnittstelle.<br />

Sie benötigen<br />

eine Wechselstromversorgung<br />

und verbrauchen weniger als<br />

1,5 kW. ◄<br />

High Power Verstärker<br />

Rauscharme Verstärker<br />

Laborverstärker<br />

Begrenzerverstärker<br />

High Rel Verstärker<br />

USB gesteuerte<br />

Verstärker<br />

Aktive HF-Produkte von Pasternack<br />

LNAs und Leistungsverstärker<br />

variable PIN-Diodenabschwächer<br />

USB-kontrollierte Abschwächer<br />

Frequenzteiler, -Vervielfacher<br />

PIN-Dioden-Limiter<br />

HF-Leistungs-Detektoren<br />

koaxiale Mikrowellenmischer<br />

kalibrierte Rauschquellen<br />

koaxiale 1- bis 12-fach Schalter<br />

abstimmbare SMD-Oszillatoren<br />

USB-kontrollierte Synthesizer<br />

MRC GIGACOMP GmbH & Co. KG<br />

info@mrc-gigacomp.de<br />

www.mrc-gigacomp.de<br />

Tel. +49 89 4161599-40, Fax -45<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 71


One Box Solution for FR1 Base Station,<br />

Small Cell & RF Component Test<br />

channel mode divides the R&S<br />

PVT360A in up to eight separate<br />

virtual instruments, each with<br />

independent output signals and<br />

input measurements. The generator<br />

and analyzer are shared<br />

across the virtual instru-ments,<br />

with optimized resource scheduling<br />

for all calculations and<br />

processing.<br />

Rohde & Schwarz<br />

GmbH & Co. KG<br />

www.rohde-schwarz.com<br />

For high-speed, high-throughput<br />

testing of all forms of 5G FR1<br />

base stations and small cells<br />

as well as for RF components<br />

characterization or production,<br />

Rohde & Schwarz introduces<br />

the new R&S PVT360A performance<br />

vector tester. Within a<br />

minimal footprint, the compact<br />

single box instrument provides<br />

maximum performance with its<br />

signal generation and analysis<br />

capabilities. Demanding requirements<br />

of the test environment<br />

such as minimum Error Vector<br />

Magnitude (EVM) in test signals<br />

and high test throughput are all<br />

fulfilled. The optional second<br />

generator and analyzer support<br />

multiport component tests, true<br />

MIMO testing or simply double<br />

the test capacity.<br />

Rohde & Schwarz introduces<br />

the new R&S PVT360A performance<br />

vector tester, a VSG/<br />

VSA single box tester optimized<br />

for FR1 base station, small cell<br />

and RF component testing in<br />

production and characterization<br />

environments. It meets the<br />

increasingly demanding requirements<br />

for 5G NR FR1 base<br />

station and small cell tests,<br />

resulting from additions to the<br />

original 3GPP Release 15 specification<br />

in Releases 16 and<br />

17. The instrument’s frequency<br />

range from 400 MHz to 8 GHz<br />

covers not just all 5G FR1 requirements,<br />

but also the extension<br />

to unlicensed frequency bands<br />

in the USA to 7.125 GHz. The<br />

500 MHz maximum signal bandwidth<br />

far exceeds the 5G FR1<br />

maximum of 100 MHz, supporting<br />

out of band and adjacent<br />

channel leakage ratio (ACLR)<br />

measurements.<br />

For maximum test throughput,<br />

two independent signal generators<br />

and analyzers enable fast<br />

parallel measurements; the twin<br />

channels each support eight<br />

parallel full-duplex test ports.<br />

For each channel, the output<br />

test signal can be broadcast to<br />

all eight ports. For input, ports<br />

are fast-switched in less than<br />

10 microseconds for sequential<br />

analysis of either parallel or multiport<br />

devices. Transmitter and<br />

receiver tests can be carried out<br />

in parallel; the R&S PVT360A<br />

optimizes test sequences to minimize<br />

any idle time between result<br />

processing. With the second<br />

channel installed, users can run<br />

True MIMO 2x2 tests with the<br />

signal paths tested in parallel, not<br />

sequentially. The optional smart<br />

For most production test requirements,<br />

standard compliant waveforms<br />

for 5G NR release 15, 16<br />

and 17 (plus WLAN standards up<br />

to 8 GHz) support all typical base<br />

station transmitter and receiver<br />

tests such as EVM, output power<br />

or frequency error. In particular<br />

for component characterization<br />

applications, with developers<br />

searching for the highest possible<br />

performance, the low EVM<br />

of the R&S PVT360A signal<br />

generator provides high precision<br />

test signals for minimal<br />

measurement uncertainty. If<br />

additional signals are required,<br />

customized waveforms may be<br />

created using WinIQSIM2, the<br />

PC-based waveform creation<br />

program. For additional analysis<br />

the R&S®VSE Vector Signal<br />

Explorer PC-based signal analyzer<br />

software is utilized.<br />

To cover the full range of requirements<br />

in the extremely pricesensitive<br />

market for production<br />

test with a single instrument,<br />

the R&S PVT360A option concept<br />

supports setups from a single<br />

generator and analyzer with<br />

eight test ports for frequencies<br />

from 400 MHz to 6 GHz and a<br />

bandwidth of 250 MHz, up to<br />

the complete twin channel configuration<br />

each with the full frequency<br />

and bandwidth ranges<br />

of 8 GHz and 500 MHz. All<br />

updates are by keycode, and can<br />

be installed instantly. ◄<br />

72 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


RF & Wireless<br />

Radiation Tolerant TCXO<br />

Euroquartz, Ltd.<br />

www.euroquartz.co.uk<br />

Frequency control specialist,<br />

Euroquartz has introduced a<br />

new range of radiation tolerant<br />

temperature-compensated crystal<br />

oscillators (TCXO) from<br />

Greenray Industries Inc. that<br />

offer excellent performance<br />

in high shock and vibration<br />

environments.<br />

Housed in a rugged, radiation<br />

tolerant, stainless steel<br />

and nickel-plated package,<br />

the new T1276 TCXOs offer<br />

frequencies between 2.5 and<br />

120 MHz over a temperature<br />

range from -55 to +125 °C.<br />

Ultra-low acceleration sensitivity<br />

is less than 0.07 ppb/g<br />

making these oscillators ideal<br />

for use in a wide range of applications<br />

including high orbit<br />

transponders, low orbit nano/<br />

micro satellites, RF telemetry<br />

systems, multiband terminals<br />

and upconverters.<br />

The 24-pin DIP package<br />

measures 20.3 x 12.7 x 8.9 mm<br />

and offers protection from total<br />

ionising doses up to 200krad<br />

(Si). Additional specifications<br />

include SEL and SET free to<br />

100 MeV cm²/mg, choice of<br />

3.3 and 5 V DC power supply<br />

requirement and CMOS or<br />

sinewave output. Frequency<br />

stability ranges from ±0.3 ppm<br />

over 0 to 50 °C to ±7 ppm over<br />

the full operating temperature<br />

range. Ageing is ±1 ppm in<br />

first year and ±3 ppm over 10<br />

years. Typical phase noise performance<br />

ranges from -90 dBc/<br />

Hz at 10 Hz frequency offset<br />

to -160 dBc/Hz at 1 MHz frequency<br />

offset.<br />

The new T1276 TCXO range<br />

complements the existing<br />

T1254 product line and can be<br />

supplied with MIL-PRF-55310<br />

Level B or S screening. ◄<br />

Next-Generation RF Solutions<br />

for Mission Critical Systems<br />

The Industry’s Most Reliable, High-Performance GaN & GaAs Solutions<br />

Description<br />

5-Bit DSA with VVA<br />

Frequency<br />

Range<br />

(GHz)<br />

DC-20<br />

Psat<br />

(dBm)<br />

22 (input<br />

power)<br />

Gain<br />

(dB)<br />

Supply<br />

Voltage<br />

(V)<br />

Part<br />

Number<br />

N/A -5 QPC1008<br />

GaN on SiC Transistor 1.2-1.4 59 18 65 QPD1028/L<br />

Power Amplifier 1-6 42.7 24 22 QPA0106<br />

Spatium® SSPA 2-20 53.4 10.4 18 QPB0220N<br />

T/R Module 8.5-10.5 32.5 20.5 1.8, 20 QPF5002<br />

T/R Module 8.5-10.5 27.5 23.5 6, 3 QPM5811<br />

Qorvo ® offers customers the most advanced combination of power and performance with its industry<br />

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

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

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

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

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

deliver RF and mmWave products to connect, protect and power the world around us.<br />

To hf-praxis learn more, 3/<strong>2023</strong> visit qorvo.com or connect with our distribution partner RFMW at rfmw.com/qorvo.<br />

73<br />

© 02-<strong>2023</strong> Qorvo US, Inc. | QORVO and SPATIUM are trademarks of Qorvo US, Inc.


RF & Wireless<br />

New Power Dividers<br />

RF-Lambda Europe GmbH has announced a few series of new power dividers.<br />

Coaxial 20 W 2-Way 18...55 GHz:<br />

RFLT2W1854G<br />

Coaxial 20 W 8-Way 18...40 GHz:<br />

RFLT8W1840G<br />

Coaxial 400 W 2-Way Power<br />

Divider 2.75...3.75 GHz<br />

This 2-Way power divider covers a frequency<br />

range from 16 to 55 GHz with a<br />

forward power of 20 W, insertion loss of<br />

0.5 dB and a typical isolation of 17 dB.<br />

Hermetic Seal including 100% leak testing<br />

available as per MIL-STD-883.<br />

Coaxial 1 W 8-Way DC...70 GHz:<br />

RFLT8WDC70G<br />

This 8-Way power divider covers a frequency<br />

range from DC to 70 GHz with a<br />

forward power of 1 W insertion loss of 23<br />

dB and a typical isolation of 11 dB. Hermetic<br />

Seal including 100% leak testing<br />

available as per MIL-STD-883.<br />

This 8-Way power divider covers a frequency<br />

range from 18 to 40 GHz with a<br />

forward power of 20 W, insertion loss of<br />

2.5 dB and a typical isolation of 18 dB.<br />

Hermetic Seal including 100% leak testing<br />

available as per MIL-STD-883.<br />

Hermetically Sealed 30 W Coaxial<br />

2-Way 4...18 GHz<br />

RFLT2W4G18G-HB – this 2-Way power<br />

divider covers a frequency range of 4 to<br />

18 GHz with a forward power of 30 W,<br />

insertion loss of 0.6 dB and a typical isolation<br />

of 21 dB.<br />

The RFLT2W275G375G is a 2-Way power<br />

divider, and covers a frequency range from<br />

2.75 to 3.75 GHz with a forward power<br />

of 400 W, insertion loss of 20.3 dB and a<br />

typical isolation of 20 dB. Hermetic Seal<br />

including 100% leak testing available as<br />

per MIL-STD-883.<br />

Applications<br />

Typical applications for all products above<br />

include Wireless Infrastructure, Military<br />

and Aerospace Applications, Test Instrumentation,<br />

Radar Systems, 5G Wireless<br />

Communications, Microwave Radio Systems,<br />

TR Modules, Research and Development,<br />

and Cellular Base Stations. Furthermore<br />

Military and Aerospace Applications,<br />

and Test Instrumentation.<br />

RF-Lambda Europe GmbH<br />

www.rflambda.eu<br />

DC Passing 75 Ohm Power<br />

Dividers<br />

Developed for a provider of<br />

high-speed satellite broadband<br />

services, these units pass the<br />

DC signal through one port only<br />

(DC passing port is marked on<br />

the unit) while the DC signal is<br />

blocked on all other ports. Model<br />

series 179-179-XXX are 75 Ohm<br />

Wilkinson power dividers featuring<br />

20 dB minimum isolation.<br />

Available in 2, 4 and 8-way con-<br />

figurations these units are ideal<br />

for antenna, mobile internet, test,<br />

and WiFi applications.<br />

The operating frequency range is<br />

900...2150 MHz, average power<br />

rating is 10 W, operating temperature<br />

range is -55 to +85 °C and<br />

the RF connectors are F female.<br />

Amplitude balance is ±0.3 dB<br />

maximum and SWR is 1.4 maximum<br />

for the 2- and 4-way configurations.<br />

Amplitude balance<br />

is ±0.5 dB maximum and SWR<br />

is 1.5 maximum for the 8-way<br />

configuration. Solutions featuring<br />

75 Ohm BNC and N RF<br />

connectors are also available.<br />

Model 179-179-002 is pictured.<br />

BroadWave Technologies, Inc.<br />

www.broadwavetechnologies.com<br />

3500...4500 MHz VCO<br />

Crystek‘s CVCO55CW-<br />

3500-4500 VCO (Voltage Controlled<br />

Oscillator) operates from<br />

3500 to 4500 MHz with a control<br />

voltage range of 0.5 to 14<br />

V. This VCO features typical<br />

phase noise of -85 dBc/Hz @<br />

10 kHz offset and -105 dBc/Hz<br />

@ 100 kHz offset, with excellent<br />

linearity. Output power is<br />

typically 3 dBm. Engineered<br />

and manufactured in the USA,<br />

the model CVCO55CW- 3500-<br />

4500 is packaged in the industry-standard<br />

0.5 x 0.5 in. SMD<br />

package. Input voltage is 5<br />

V, with a typical current consumption<br />

of 30 mA. Pulling<br />

and Pushing are minimized to<br />

20 MHz pk-pk and 5 MHz/V,<br />

respectively. Second harmonic<br />

suppression is 15 dBc typical.<br />

The CVCO55CW-3500-4500 is<br />

ideal for use in applications such<br />

as digital radio equipment, fixed<br />

wireless access, satellite communications<br />

systems, and base<br />

stations. Family datasheets are<br />

available for download at www.<br />

crystek.com.<br />

Crystek Corporation<br />

www.crystek.com<br />

74 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


RF & Wireless<br />

RFMW Introduces New Products<br />

Single-pole Double-throw<br />

Reflective RF Switch<br />

tions such as CO 2 lasers, plasma<br />

generators, particle accelerators,<br />

broadcast transmitters, UHF<br />

radars, and many more. Ampleon<br />

has also released a 65 V driver<br />

at 35 W with the same ruggedness<br />

to support the ART2K0FE.<br />

a broadband logarithmic voltage<br />

detector is provided for application<br />

feedback.<br />

High-reliability, Low-loss,<br />

SP2T RF Switch<br />

Resistors and<br />

Terminations for SMT<br />

High Linearity<br />

RF Driver Amplifier<br />

The F2977 is a 50 ohms single-pole<br />

double-throw (SP2T)<br />

reflective RF switch featuring<br />

high linearity and wide bandwidth.<br />

This device is optimized<br />

from 30 MHz to 6 GHz to support<br />

a multitude of wireless RF<br />

applications. The F2977 uses a<br />

single positive supply voltage<br />

of either 3.3 or 5 V and is compatible<br />

with either 1.8 V or 3.3<br />

V control logic.<br />

Advanced Rugged<br />

Transistor for Frequencies<br />

Up to 400 MHz<br />

The F1471 is a high linearity<br />

RF Driver Amplifier designed<br />

to operate within the 400 MHz<br />

to 4,2 GHz frequency band. Utilizing<br />

a single 5 V power supply<br />

and only 130 mA of I CQ , the<br />

F1471 provides 17 dB of gain<br />

and 28.5 dBm OP1dB.<br />

FEM for WiFi 6 & 6E<br />

Systems<br />

The F2934 is a high reliability,<br />

low insertion loss, 50 ohms SP2T<br />

absorptive RF switch designed<br />

for a multitude of wireless and<br />

other RF applications. The device<br />

covers a broad frequency range<br />

from 50 to 6000 MHz. In addition<br />

to providing low insertion<br />

loss, the F2934 delivers high<br />

linearity and high isolation performance<br />

while providing a 50<br />

ohms termination to the unused<br />

RF input port.<br />

Doherty Amplifier Module<br />

for Massive MIMO<br />

The HC-Series Outriggers<br />

Resistors and Terminations are<br />

designed for surface mount<br />

(SMT) applications, manufactured<br />

using robust thick film<br />

process technology, are lead<br />

free and RoHS compliant. The<br />

products are screened based on<br />

MIL-PRF-55342 to ensure long<br />

term reliability. Flight units come<br />

with 100% group A screening<br />

with optional Group B and C<br />

qualification.<br />

Solid State,<br />

Spatial Combining<br />

Amplifier<br />

RFMW’s RF Power Business<br />

Development Manager, Tim<br />

Daniels, recommends Ampleon’s<br />

ART2K0FE Advanced Rugged<br />

Transistor (ART) for industrial,<br />

scientific, and medical applications<br />

between HF and 400<br />

MHz. It is an unmatched 65 V<br />

LDMOS transistor that has a<br />

high breakdown voltage, providing<br />

excellent SWR ruggedness<br />

of 65:1. High gain and efficiency<br />

at high frequencies are achieved<br />

with low output capacitance.<br />

The ART2K0FE is designed for<br />

broadband operation, and highpower<br />

applications up to 2 kW<br />

and offered in an industry-standard<br />

package, air-cavity ceramic<br />

SOT539AN for easy integration.<br />

Additionally, the ART2K0FE<br />

is already successfully implemented<br />

in various ISM applica-<br />

The Qorvo QPF4658 is an integrated<br />

front end module (FEM)<br />

designed for WiFi 6 & 6E<br />

(802.11ax) systems. The small<br />

form factor and integrated matching<br />

minimizes layout area in<br />

the application. Performance is<br />

focused on optimizing the PA<br />

for a 5 V supply voltage that<br />

conserves power consumption<br />

while maintaining the highest<br />

linear output power and leading<br />

edge throughput. This is<br />

done across a wide bandwidth<br />

enabling operation in all channels<br />

from UNII5-8 (5.9 to 7.1<br />

GHz). Integrated die level filtering<br />

for 2nd and 3rd harmonics<br />

as well as 2.4 GHz rejection for<br />

DBDC operation are included. A<br />

coupler with RF output as well as<br />

The Qorvo QPA3908 is a fully<br />

integrated two-stage Doherty<br />

power amplifier module designed<br />

for massive MIMO<br />

applications with 8 W RMS at<br />

the device output covering frequency<br />

range from 3.7 to 3.98<br />

GHz. The module is 50 ohms<br />

input and output and requires<br />

minimal external components.<br />

The module is also compact<br />

and offers a much smaller footprint<br />

than traditional discrete<br />

component solutions. The<br />

QPA3908 incorporates a driver<br />

and Doherty final stage delivering<br />

high power added efficiency<br />

for the entire module at 8<br />

W average power.<br />

An excellent alternative to traveling<br />

wave tube amplifiers,<br />

Qorvo’s Spatium QPB1111 is<br />

a solid state, spatial combining<br />

amplifier with an operating range<br />

of 34...36 GHz while achieving<br />

a minimum of 54 dBm (250<br />

W) of instantaneous saturated<br />

power. With its maximum performance<br />

in gain, efficiency, signal<br />

flatness, and RF output power,<br />

this Spatium is the ideal building<br />

block for millimeter-wave<br />

sub-systems with wide-ranging<br />

applications.<br />

RFMW<br />

www.rfmw.com<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 75


RF & Wireless<br />

Waveguide Mixers, Detectors and Couplers<br />

Pasternack, an Infinite Electronics brand, has<br />

introduced a selection of in-stock, waveguide<br />

mixers, detectors and couplers. They are<br />

made for a variety of applications, including<br />

5G, 6G, test and measurement, research and<br />

development, electronic warfare and more.<br />

Pasternack’s waveguide mixers, waveguide<br />

detectors and waveguide couplers ship from<br />

an ISO 9001:2015-certified facility and<br />

feature rugged designs constructed from<br />

the highest quality materials to stand up to<br />

years of use.<br />

The new couplers provide coupling values<br />

from 20 dB to 50 dB, waveguide sizes ranging<br />

from WR-28 to WR-229, and integrated<br />

connectorized designs with SMA,<br />

N-type and 2.92 mm female connectors.<br />

Pasternack’s new waveguide mixers provide<br />

low conversion loss ranges from 8 dB<br />

to 12 dB with 13 dBm LO drive. They also<br />

cover broadband frequencies from 26.5 to<br />

110 GHz and LO-RF at 28 dB typical. The<br />

waveguide detectors are engineered with<br />

high levels of video sensitivity that range<br />

from 750 to 1500 mV/mW with wide dynamic<br />

range from -55 to +10 dBm and maximum<br />

input power of 17 dBm.<br />

Line of Negative-Slope Equalizers<br />

Pasternack, has just introduced an innovative<br />

series of in-stock, negative-slope equalizers<br />

for broadband applications, including electronic<br />

warfare, electronic countermeasures,<br />

microwave radio and more. Pasternack’s new<br />

negative-slope equalizers feature impressive<br />

performance with high reliability, low<br />

SWR and excellent linearity. They provide<br />

low insertion loss ranging from 0.5 to 1.2<br />

dB and wide coverage over octave bandwidths<br />

from 1 to 26.5 GHz.<br />

76<br />

These negative-slope equalizers are engineered<br />

for resilience with rugged, militarygrade,<br />

compact coaxial package designs<br />

and operating temperatures ranging from 0<br />

to +90 °C. A maximum input power handling<br />

of 150 mW allows users to securely<br />

transmit greater amounts of power without<br />

worrying about overloading and damaging<br />

antenna ports.<br />

New Waveguide Horn Antennas<br />

Pasternack has also introduced an innovative<br />

series of in-stock, waveguide horn<br />

antennas that can be used in a wide variety<br />

of wireless applications. Pasternack’s new<br />

line of waveguide horn antennas provide<br />

wide frequency coverage from 1.7 to 40<br />

GHz and with a low SWR of less than 1.3.<br />

They demonstrate highly efficient radiofrequency<br />

power transmission.<br />

These waveguide horn antennas feature<br />

beam width options from 11 to 55.2 as<br />

well as high gain from 10 to 20 dBi for<br />

transmitting greater power to receivers.<br />

Additional options and features include a<br />

wide variety of flange designations along<br />

with resilient designs made from highgrade<br />

aluminum with corrosion-resistant<br />

power coating.<br />

“Our new series of waveguide horn antennas<br />

delivers high gain and precise directivity<br />

and can operate over a wide range of<br />

frequencies, making them ideal for a variety<br />

of applications involving communications,<br />

as reference antennas or for microwave<br />

links,” said Kevin Hietpas, Antenna<br />

Product Manager.<br />

Pasternack<br />

Infinite Electronics<br />

www.infiniteelectronics.com


RF & Wireless<br />

GaN MMIC Power Amplifiers and Transistor<br />

for C-Band Radar Systems<br />

Richardson RFPD<br />

www.richardsonrfpd.com<br />

Richardson RFPD, Inc., an Arrow Electronics<br />

company, announced the availability<br />

and full design support capabilities for three<br />

gallium nitride RF devices from Wolfspeed.<br />

The CMPA5259050S and CMPA5259080S<br />

are 50 W and 80 W, respectively, 5...5.9<br />

GHz GaN MMIC power amplifiers featuring<br />

a two-stage reactively matched amplifier<br />

design approach that enables high power<br />

and power added efficiency to be achieved in<br />

a 5 x 5 mm surface mount (QFN) package.<br />

Additional key features (CMPA5259050S/<br />

CMPA5259080S) of the power amplifiers<br />

include:<br />

• typical power added efficiency >48%/>50%<br />

• small signal gain 29 dB/27 dB<br />

• typical P SAT 110 W/65 W<br />

• operation up to 40 V/28 V<br />

• high breakdown voltage<br />

• high temperature operation<br />

These devices are ideally suited for civil and<br />

military pulsed radar amplifier applications,<br />

including phased array radar. For traditional<br />

radar systems, the CMPA5259050S<br />

and CMPA5259080S power amplifiers<br />

can also be used as a driver stage for the<br />

CGHV59350F.<br />

The CGHV59350F is 350 W, 5.2...5.9 GHz,<br />

50-ohm input/output matched, GaN on SiC<br />

HEMT designed with high efficiency, high<br />

gain, and wide bandwidth capabilities. It is<br />

supplied in a ceramic/metal flange package.<br />

Additional key features of the transistor<br />

include:<br />

• typical output power 470 W<br />

• power gain 10.7 dB<br />

• typical PAE 60%<br />

• pulsed amplitude droop > Learn more: rfmw.com/dielectric<br />

Contact us today to explore a range of catalog and<br />

custom design options: sales@rfmw.com<br />

hf-praxis 3/<strong>2023</strong> 77


RF & Wireless<br />

nRF7002 Companion IC<br />

and nRF7002 Development Kit<br />

hf-Praxis<br />

ISSN 1614-743X<br />

Fachzeitschrift<br />

für HF- und<br />

Mikrowellentechnik<br />

• Herausgeber und Verlag:<br />

beam-Verlag<br />

Krummbogen 14<br />

35039 Marburg<br />

Tel.: 06421/9614-0<br />

Fax: 06421/9614-23<br />

info@beam-verlag.de<br />

www.beam-verlag.de<br />

Nordic Semiconductor<br />

announced availability of the<br />

nRF7002 companion IC and<br />

nRF7002 Development Kit,<br />

enabling developers to easily<br />

create innovative, low power<br />

WiFi 6 IoT applications. The<br />

nRF7002 complements Nordic’s<br />

cellular IoT and multiprotocol<br />

wireless solutions. By using the<br />

new IC, developers can leverage<br />

Wi-Fi 6’s higher throughput and<br />

ubiquitous domestic and industrial<br />

infrastructure when developing<br />

IoT applications. Design<br />

support through Nordic’s unified<br />

software development kit, nRF<br />

Connect SDK, and the nRF7002<br />

DK make it easier and quicker<br />

to launch new products.<br />

The IC is the first in Nordic’s WiFi<br />

product family and is a low power<br />

WiFi 6 companion IC providing<br />

seamless dual band (2.4 and 5<br />

GHz) connectivity. The nRF7002<br />

IC can be used together with<br />

Nordic’s award-winning nRF52<br />

and nRF53 Series multiprotocol<br />

Systems-on-Chip (SoCs) and the<br />

nRF9160 cellular IoT (LTE-M/<br />

NB-IoT) System-in-Package<br />

(SiP), but can equally be used<br />

in conjunction with non-Nordic<br />

host devices. The DK makes it<br />

easy for developers to get started<br />

on nRF7002-based IoT projects.<br />

Nordic Semiconductor<br />

www.nordicsemi.com<br />

WiFi 6 brings significant benefits<br />

to IoT applications including<br />

power efficiency gains for battery<br />

powered WiFi operation, and<br />

management of large IoT networks<br />

comprising hundreds of<br />

devices. The nRF7002 brings low<br />

power and secure WiFi to the IoT.<br />

The dualband IC complies with<br />

Station (STA), Soft Access Point<br />

(AP), and WiFi Direct operation,<br />

and meets the IEEE 802.11b, a,<br />

g, n (“WiFi 4”), ac (“5”), and ax<br />

(“6”) WiFi standards. The product<br />

also offers excellent coexistence<br />

with Bluetooth LE, Thread, and<br />

Zigbee. The nRF7002 supports<br />

Target Wake Time (TWT) a key<br />

WiFi 6 power saving feature.<br />

Interfacing with a host processor<br />

is done via Serial Peripheral<br />

Interface (SPI) or Quad SPI<br />

(QSPI). The IC offers a single<br />

spatial stream, 20 MHz channel<br />

bandwidth, 64 QAM (MCS7),<br />

OFDMA, up to 86 Mbps PHY<br />

throughput, and BSS coloring.<br />

In addition to its suitability for<br />

general IoT applications and<br />

Matter, the nRF7002 is the ideal<br />

choice for implementing low<br />

power SSID-based Wi-Fi locationing<br />

when used together with<br />

Nordic’s nRF9160 SiP and the<br />

company’s nRF Cloud Location<br />

Services. SSID-based WiFi locationing<br />

supplements GNSS- or<br />

cell-based locationing by providing<br />

accurate positioning indoors<br />

and in places with a high density<br />

of WiFi access points.<br />

The introduction of the nRF7002<br />

is accompanied by the launch of<br />

the nRF7002 DK, a development<br />

kit for the WiFi 6 companion IC.<br />

The DK includes an nRF7002 IC<br />

and features an nRF5340 multiprotocol<br />

SoC as a host processor<br />

for the nRF7002. The nRF5340<br />

embeds a 128 MHz Arm Cortex-<br />

M33 application processor and a<br />

64 MHz high efficiency network<br />

processor. The DK supports the<br />

development of low-power WiFi<br />

applications and enables WiFi 6<br />

features like OFDMA, Beamforming,<br />

and TWT. The DK includes:<br />

Arduino connectors; two<br />

programmable buttons; a WiFi<br />

dual-band antenna and a Bluetooth<br />

LE antenna, and current<br />

measurement pins.<br />

Together with the DK, developing<br />

nRF7002-based designs is<br />

made simpler by the support for<br />

the IC in the nRF Connect SDK,<br />

Nordic’s scalable and unified<br />

software development kit for<br />

building products based on the<br />

company’s wireless devices. With<br />

the nRF7002 IC, nRF7002 DK,<br />

and nRF Connect SDK, developers<br />

can quickly and easily add<br />

WiFi connectivity to their products,<br />

allowing them to connect<br />

to the Internet and communicate<br />

with other devices over a WiFi<br />

network. Example applications<br />

for the nRF7002 DK are included<br />

with nRF Connect SDK. ◄<br />

• Redaktion:<br />

Ing. Frank Sichla (FS)<br />

redaktion@beam-verlag.de<br />

• Anzeigen:<br />

Myrjam Weide<br />

Tel.: +49-6421/9614-16<br />

m.weide@beam-verlag.de<br />

• Erscheinungsweise:<br />

monatlich<br />

• Satz und<br />

Reproduktionen:<br />

beam-Verlag<br />

• Druck & Auslieferung:<br />

Bonifatius GmbH,<br />

Paderborn<br />

www.bonifatius.de<br />

Der beam-Verlag übernimmt,<br />

trotz sorgsamer Prüfung der<br />

Texte durch die Redaktion,<br />

keine Haftung für deren<br />

inhaltliche Richtigkeit. Alle<br />

Angaben im Einkaufsführer<br />

beruhen auf Kundenangaben!<br />

Handels- und Gebrauchsnamen,<br />

sowie Warenbezeichnungen<br />

und dergleichen<br />

werden in der Zeitschrift<br />

ohne Kennzeichnungen<br />

verwendet.<br />

Dies berechtigt nicht zu der<br />

Annahme, dass diese Namen<br />

im Sinne der Warenzeichenund<br />

Markenschutzgesetzgebung<br />

als frei zu betrachten<br />

sind und von jedermann<br />

ohne Kennzeichnung<br />

verwendet werden dürfen.<br />

78 hf-praxis 3/<strong>2023</strong>


Echtzeit- und Sweep-<br />

Präzisions-Spektrum-Analysatoren<br />

Aaronia SPECTRAN-V6-Serie<br />

Spektrum-Analysatoren auf Basis patentierter Echtzeit/Sweep-<br />

Spektrum-Analyse-Prozesse. • Messgeräte und Technologien auf<br />

dem Gebiet der EMV-, Nieder- und Hochfrequenz-Messtechnik.<br />

• Mess- und Peil-Antennen. • Abschirmung von nieder- und<br />

hochfrequenten Feldern jeglicher Art. • Robustes Zubehör wie<br />

Stative, störsichere Kabel und Adapter.<br />

Autorisierter Distributor<br />

HF-, NF- und EMV-Präzisions-Messtechnik<br />

Analysatoren, Antennen, Schirmung…<br />

www.meilhaus.de<br />

• SPECTRAN-V6 Frequenzbereich 10 MHz bis<br />

6 GHz/optional 8 GHz.<br />

• Je nach Modell bis 245 MHz und mehr<br />

Echtzeit-Bandbreite.<br />

• Sweep-Geschwindigkeiten bis 1100 GHz/s.<br />

• Unterstützt von der Software Aaronia RTSA-<br />

Suite-PRO für lückenlose, superschnelle<br />

3D-Anzeige in Echtzeit.<br />

MEILHAUS ELECTRONIC GMBH<br />

Am Sonnenlicht 2<br />

82239 Alling/Germany<br />

Fon +49 (0)81 41 52 71-0<br />

Fax +49 (0)81 41 52 71-129<br />

E-Mail sales@meilhaus.com<br />

Im Messtechnik-Web-Shop:<br />

www.MEsstechnik24.de<br />

Erwähnte Firmen- und Produktnamen sind zum Teil eingetragene Warenzeichen der jeweiligen Hersteller. Irrtum und Änderung vorbehalten. © <strong>2023</strong> Meilhaus Electronic.


We are the World of<br />

Radio Frequency Electro<br />

rs, Electronic Protection, Secure Communication, Contract Manu-<br />

We are We the are World the World of of<br />

Radio We Radio are Frequency the Frequency World Electronics of<br />

Radio Frequency Electronics<br />

the World of<br />

We are We the are World the World of of<br />

Radio Radio Frequency Frequency Electronics Electronic<br />

…e.g. Radio …e.g. Frequency …e.g. Radio Radio & Surface Frequency Mount & Surface Components Mount Components<br />

Diodes, Transistors, Filters, Diodes, Varactors, Transistors, Resistors, Filters, Varactors, Attenuators,<br />

Electronics<br />

Resistors, Terminations, Attenuators, Oscillators, Terminations, Capacitors,<br />

Inductors, …e.g. Radio Diodes,<br />

Oscillators, Capacitors,<br />

…e.g.<br />

Cables,<br />

Radio<br />

Antennas, Frequency Transistors, Inductors,<br />

Frequency<br />

Amplifiers, Cables, Filters, & Surface Antennas, Switches, Varactors,<br />

& Surface<br />

Amplifiers, Mount GaAs, Resistors, GaN, Components<br />

Mount<br />

Switches, SAW, Attenuators, Ceramic,<br />

Components<br />

GaAs, LTCC, GaN, Terminations, PCBs SAW, Ceramic, Oscillators, LTCC, PCBs Capacitors,<br />

Inductors, Cables, Antennas, Amplifiers, Switches, GaAs, GaN, SAW, Ceramic, LTCC, PCBs<br />

Diodes, Transistors, Filters, Varactors, Resistors, Attenuators, Terminations, Oscillators, Capacitors,<br />

…e.g. Radio Diodes,<br />

Inductors,<br />

Frequency Transistors,<br />

Cables, …e.g. Antennas,<br />

Filters, & Radio Surface Varactors,<br />

Amplifiers, Frequency Mount Resistors,<br />

Switches,<br />

Components<br />

& Surface Attenuators,<br />

GaAs, Mount GaN, SAW,<br />

Terminations, Components<br />

Ceramic, LTCC,<br />

Oscillators,<br />

PCBs<br />

Capacitors,<br />

…e.g. Inductors, Products Microwave Cables, Antennas, Products Amplifiers, Switches, GaAs, GaN, SAW, Ceramic, LTCC, PCBs<br />

…e.g. Microwave<br />

Diodes, Transistors, Filters, Diodes, Varactors, Transistors, Resistors, Filters, Attenuators, Varactors, Terminations, Resistors, Attenuators, Oscillators, Capacitors,<br />

Inductors, …e.g. Cables, Microwave Antennas, tors, Inductors, Amplifiers, Products<br />

Terminations, Oscillators, Capaci-<br />

Cables, Switches, Antennas, GaAs, Amplifiers, GaN, SAW, Switches, Ceramic, GaAs, LTCC, GaN, PCBs<br />

Couplers, Power Dividers/Combiners, Couplers, Power Phaseshifter, Dividers/Combiners, Attenuators, Phaseshifter, Terminations, Attenuators, Mixers, Modulators,<br />

Terminations,<br />

SAW, Ceramic,<br />

Mixers,<br />

LTCC,<br />

Modulators,<br />

PCBs<br />

Limiters, …e.g. Detectors, Microwave Linearizer, Limiters, Detectors, Filters, Products Oscillators, Linearizer, YIG-Devices, Filters, Oscillators, Antennas, YIG-Devices, Amplifiers, Antennas, Switches, Amplifiers, Switches,<br />

y & Circulators/Isolators, Surface …e.g. Mount Couplers, Microwave<br />

Tubes, Components<br />

Power Cables, Dividers/Combiners, Connectors,<br />

Products<br />

Waveguide Phaseshifter, Components Attenuators, Terminations, Mixers, Modulators,<br />

Circulators/Isolators, Tubes, Cables, Connectors, Waveguide Components<br />

…e.g. Couplers, Microwave Limiters, Power Dividers/Combiners, Detectors, …e.g. Products Microwave Linearizer, Phaseshifter, Filters, Products Oscillators, Attenuators, YIG-Devices, Terminations, Mixers, Antennas, Modulators, Amplifiers, Switches,<br />

aractors, Resistors, Limiters, Couplers, Attenuators, Circulators/Isolators, Detectors, Power Terminations, Linearizer, Dividers/Combiners, Filters, Tubes, Oscillators, Cables, Phaseshifter, Capacinnas,<br />

Amplifiers, Circulators/Isolators, Switches, GaAs, GaN, Tubes, Couplers, SAW, Cables, Power Ceramic, Connectors, Dividers/Combiners, LTCC, Waveguide PCBs Phaseshifter, Components Attenuators, Terminations, Amplifiers, Mixers, Switches, Modulators,<br />

Connectors, YIG-Devices, Attenuators, Antennas, Waveguide Amplifiers, Terminations, Components Switches, Mixers, Modulators,<br />

Couplers, Limiters, Power Dividers/Combiners, Detectors, Linearizer, Phaseshifter, Filters, Attenuators, Oscillators, Terminations, YIG-Devices, Mixers, Antennas, Modulators,<br />

…e.g. Telecommunication Limiters, Detectors, Linearizer, Filters, Oscillators, YIG-Devices, Antennas, Amplifiers, Switches,<br />

Circulators/Isolators, …e.g. Telecommunication Limiters, Tubes, & Detectors, Mobile Cables, Linearizer, Phone Connectors, & Filters, Mobile Infrastructure<br />

Oscillators, Waveguide Phone YIG-Devices, Components Infrastructure<br />

Antennas, Amplifiers, Switches,<br />

…e.g. Radio Frequency & Surface Mount Components<br />

Diodes, Transistors, Filters, Varactors, Resistors, Attenuators, Terminations, Oscillators, Capacitors,<br />

Inductors, Cables, Antennas, Amplifiers, Switches, GaAs, GaN, SAW, Ceramic, LTCC, PCBs<br />

…e.g. Microwave Products<br />

Couplers, Power Dividers/Combiners, Phaseshifter, Attenuators, Terminations, Mixers, Modulators,<br />

Limiters, Detectors, Linearizer, Filters, Oscillators, YIG-Devices, Antennas, Amplifiers, Switches,<br />

Circulators/Isolators, Tubes, Cables, Connectors, Waveguide Components<br />

Circulators/Isolators, Tubes, Circulators/Isolators, Cables, Connectors, Tubes, Waveguide Cables, Components Connectors, Waveguide Components<br />

ucts Optical …e.g. Transmission Telecommunication<br />

Optical Transmission<br />

& Mobile Phone Infrastructure<br />

…e.g. ...e.g. Telecommunication Satcom …e.g. & Timing Telecommunication & Mobile Solutions Phone Infrastructure<br />

& Mobile Phone Infrastructure<br />

biners, Phaseshifter, Attenuators, Terminations, Mixers, Modulators,<br />

, Filters, Oscillators, Optical<br />

Optical Mobile YIG-Devices, Optical Transmission<br />

Transmission Terminals, Transmission<br />

Antennas, VSAT Amplifiers, Antennas, Switches,<br />

…e.g. Special BUCs and LNBs, Frequency and Time Sync, Spoofing and<br />

ables, Connectors, Jamming Waveguide …e.g. Products<br />

Protection Components Special Optical Transmission Products<br />

Receivers, Tuners, Synthesizers,<br />

Receivers, Tuners,<br />

Electronic<br />

Synthesizers,<br />

Protection,<br />

Electronic<br />

Secure Communication,<br />

Protection, Secure<br />

Contract<br />

Communication,<br />

Manufacturing<br />

…e.g. & Engineering Special Special Products Products …e.g. Special Products<br />

Contract Manufacturing<br />

tion & Mobile …e.g.<br />

…e.g.<br />

Phone Special<br />

Special & Engineering<br />

Infrastructure<br />

Products<br />

Products<br />

Receivers, Tuners, Tuners, Synthesizers, Receivers, Electronic Tuners, Electronic Protection, Synthesizers, Protection, Secure Electronic Communication, Secure Protection, Communication, Contract Secure Communication, Manu-<br />

Contract Manufacturing<br />

Receivers, Receivers, & & Engineering Tuners, Tuners, facturing Synthesizers, Synthesizers, & Engineering Electronic Electronic Protection, Protection, Secure Secure Communication, Communication, Contract Contract Manu-<br />

Manufacturing<br />

& &<br />

Contract Manu-<br />

Engineering<br />

…e.g. Telecommunication & Mobile Phone Infrastructure<br />

Optical Transmission<br />

…e.g. Special Products<br />

Receivers, Tuners, Synthesizers, Electronic Protection, Secure Communication, Contract Manufacturing<br />

& Engineering<br />

We are the World of<br />

Radio Frequency Electronic<br />

…e.g. Telecommunication & Mobile Phone Infrastructure<br />

s<br />

eitere GLOBES Weitere Informationen Elektronik Informationen Weitere GmbH erhalten erhalten & Informationen Co Sie KG<br />

Sie über über –><br />

–><br />

erhalten Sie über –><br />

Weitere Informationen erhalten Sie über –><br />

Weitere Informationen erhalten Sie über –><br />

Weitere Informationen erhalten Sie über –><br />

GLOBES GLOBES<br />

HEILBRONN<br />

Berliner Platz Platz 12 HEILBRONN<br />

12 • 74072 • 74072 Heilbronn<br />

Berliner Platz 12 • 74072 Heilbronn<br />

EILBRONN<br />

ELEKTRONIK<br />

Weitere Berliner Tel. Tel. Informationen +49 Platz (07131) (0) 7131 12 • 7810-0 74072 • Fax<br />

Heilbronn<br />

• Fax erhalten ELEKTRONIK<br />

(07131) Tel. +49 (07131) (0) 7810-20<br />

7810-0 7810-20 Sie über • Fax (07131) –><br />

7810-20<br />

ELEKTRONIK<br />

Tel. (07131) HEILBRONN<br />

7810-0 • Fax 41 Berliner (07131) • Platz 7810-20<br />

12 • 74072 Heilbronn<br />

HAMBURG Gutenbergring HAMBURG 41 • 22848 Norderstedt Gutenbergring 41 • 22848 Norderstedt<br />

ELEKTRONIK<br />

AMBURG<br />

Gutenbergring Tel. (040) 41 • 22848 • Fax Norderstedt<br />

GLOBES<br />

HEILBRONN Tel. +49 Berliner (0) 40 514817-0 Tel. (07131) Platz 12 • • Fax 74072 (040) Tel. +49 7810-0 (040) 514817-20<br />

(0) Heilbronn 40514817-0 514817-20 • Fax (07131) 7810-20<br />

• Fax (040) 514817-20<br />

MÜNCHEN<br />

Tel. (040) Streiflacher HAMBURG<br />

514817-0 MÜNCHEN<br />

Str. • Fax 7 • 82110 (040) Streiflacher 514817-20<br />

ELEKTRONIK<br />

Tel. (07131) Str. 7 • 7810-0<br />

Gutenbergring 82110 Germering • Fax (07131)<br />

41 • 22848 Str. 7810-20<br />

7 • 82110 Norderstedt<br />

Germering<br />

hf-welt@milexia.com<br />

hf-welt@globes.de<br />

hf-welt@globes.de<br />

ÜNCHEN<br />

Streiflacher Tel. Tel. +49 (089) (0) Str. 89 894 7 894 • 606-0 82110 Tel. 606-0 (040) • Germering<br />

Fax • Fax (089) Tel. 514817-0 +49 (089) 894 (0) 89 894 606-20<br />

• 894 Fax 606-0 606-20 (040) • Fax 514817-20<br />

(089) 894 606-20<br />

www.milexia.com/de www.globes.de<br />

HAMBURG<br />

Weitere Gutenbergring Informationen 41 • 22848 Norderstedt<br />

erhalten Sie über –><br />

hf-welt@globes.de<br />

• www.globes.de<br />

Tel. (089) MÜNCHEN<br />

Tel. 894 (040) 606-0 514817-0 Streiflacher • Fax (089) • Fax 894 Str. (040) 606-20<br />

7 • 514817-20<br />

82110 Germering<br />

www.globes.de<br />

HEILBRONN Berliner Platz 12 • 74072 Heilbronn<br />

HEILBRONN Berliner Platz 12 • 74072 Heilbronn<br />

Tel. (07131) 7810-0 • Fax (07131) 7810-20<br />

Tel. (07131) 7810-0 • Fax (07131) 7810-20<br />

HAMBURG Gutenbergring 41 • 22848 Norderstedt<br />

Tel. (040) 514817-0 • F<br />

ÜNCHEN<br />

HAMBURG Gutenbergring 41 • 22848 Norderstedt<br />

Tel. (040) 514817-0 •<br />

ÜNCHEN<br />

GLOBES GLOBES<br />

GLOBES<br />

E L E K T<br />

hf-welt@globes.de

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

Erfolgreich gespeichert!

Leider ist etwas schief gelaufen!