11-2023

November 11/2023 Jahrgang 28
HF- und
Mikrowellentechnik
Die Zukunft von 5G:
Nicht-terrestrische
Netzwerke im Fokus
Keysight, S. 6

1 MHz TO 50 GHz
Mesh Network Test Systems
Simulate Real-World Mesh Communication in Your Lab
• Port counts from 3 to N
• Independently controlled attenuation on every path
• Attenuation range up to 120 dB
Ideal for testing receiver sensitivity, changes in range between devices,
effects of interference on performance and more!
Common applications:
• R&D testing of wireless “smart” devices
• Bluetooth, Zigbee, Z-Wave, Wi-Fi, IoT
• Qualification / acceptance testing of military radios
• UHF / VHF band man-pack / vehicular systems
• PMR / TETRA
LEARN MORE
DISTRIBUTORS

Editorial
5G RedCap schafft neue Möglichkeiten
im IoT
Technische Beratung und Distribution
RTP5000 -
USB Leistungsmessung
in Echtzeit für 5G
Reiner Stuhlfauth
Technologiemanager
Rohde & Schwarz
3GPP hat mit Release 17 für IoT-Anwendungen die Variante 5G
­RedCap (RedCap: Reduced Capabilities) definiert. Diese soll neue
Geräte kategorien ermöglichen, die eine Brücke schließen zwischen
den bereits vorhandenen Narrowband-IoT-Geräten (NB-IoT) für sehr
geringe Datenraten und den hochkomplexen Smartphones oder Industriemodems,
die höchste Datenraten ermöglichen. Das ist wichtig, denn
die Marktforschenden von Counterpoint Research gehen davon aus,
dass 5G RedCap im ersten Halbjahr 2024 weltweit im Markt eingeführt
und bis 2030 einen Anteil von 18% aller ausgelieferten zellularen
IoT-Module erzielen wird. Und dafür gibt es gute Gründe: Denn mit
5G RedCap, ehemals bekannt unter 5G NR lite, werden IoT-Anwendungen
für Enhanced Machine Type Communications (eMTC) in das
5G-Ökosystem integriert.
5G-RedCap-Modems sind gegenüber 5G-Modems, die für eMBB-
Anwendungsfälle konzipiert sind, weniger komplex und nutzen ­weniger
Spektrumbandbreite, maximal 20 MHz im FR1-Band lt. Release 17.
Außerdem sind sie effizienter hinsichtlich Energieverbrauch und Kostenstruktur.
Doch aufgrund der Komplexitätsreduktion unterstützen 5G-Red-
Cap-Geräte keine duale Konnektivität, können also beispielsweise im
Anfangsbetrieb nicht gleichzeitig in einem 5G- und LTE-Netz genutzt
werden und eignen sich daher ausschließlich für Stand-alone-Netze.
Es sind aber höhere Datenraten als etwa bei NB-IoT bei synchronen
Up- und Downlink-Übertragungen möglich.
Netzbetreiber haben den Vorteil, mit RedCap eine komplette 5G-IoT-
Umgebung zu realisieren und 5G-Vorzüge wie die Service-based-
5G-Architektur oder Network-Slicing zu nutzen, um damit verschiedenste
Quality-of-Service-Anforderungen umzusetzen. Somit dient 5G
RedCap als Startrampe für innovative neue Geräte wie leistungsfähige
Sensoren für die industrielle Automatisierung und autonomes Fahren.
Darüber hinaus eignet sich 5G RedCap für intelligente Kameras für
Smart Cities, Smart Farming oder Smart Factoring sowie für Wearables
wie Smart Watches oder Augmented-Reality-Brillen.
Um weitere Anwendungen für 5G RedCap zu erschließen, erarbeitet
3GPP für Release 18 gerade Ergänzungen, mit denen sich die ­Komplexität
um eine weitere Stufe reduzieren lässt. So beträgt die maximale Bandbreite
in Release 18 nur noch 5 MHz und ermöglicht die Entwicklung
von zusätzlichen Gerätekategorien. Dazu zählt auch 5G RedCap MCX
(Mission Critical Communications) für die Kommunikation in ­kritischen
Infrastrukturen. Hier sind zum Beispiel Wearables mit Cloud-­Anbindung
angedacht, die sowohl Mobilgeräte als auch Sensoren und Daten verwalten
können. Das soll eine erweiterte sichere Kommunikation ermöglichen,
nicht nur per Sprache, sondern auch per Video. Außerdem wird
für die Bahnindustrie mit 5G RedCap FRMCS (Future Railway Mobile
Communications System) eine Variante angedacht, die das vorhandene
GSM-R-Netz für neue Anwendungen ergänzen soll.
Sie sehen: 5G RedCap ebnet den Weg für neue Dienste und Gerätekategorien
in öffentlichen und privaten 5G-Netzen.
Zahlreiche Hersteller entwickeln derzeit 5G-RedCap-Modems und können
dafür bereits standardkonforme Messtechnik einsetzen.
• 195MHz Videobandbreite mit 3ns Anstiegszeit
• 100.000 Messvorgänge / Sekunde
• Crest Faktor, CCDF und statistische Messung
• Eff ektive Abtastrate 10GS/s
RF-over-Fiber Lösungen vs
Coax für 5G Testing
• Quasi verlustfreie Übertragung,
störungsunempfi ndlich
• Hervorragende Gainfl atness
und Phasenrauschen
• Bandbreiten bis 40GHz
Brandneu!
municom Vertriebs GmbH
Mesh-Network
Testsysteme für IOT
• Programmierbarer Abschwächer bis 67GHz
• Doppelt symmetrischer Mischer 20-65GHz
• Verstärker 35-71GHz
mit 17,5dB Verstärkung
www.
• Simulation realer Mesh Netzwerke in
der Produktionsumgebung
• Unabhängig steuerbare Kanaldämpfungen
bis 120dB
.de
EN ISO 9001:2015
hf-praxis 11/2023 3

Inhalt 11/2023
Die ganze Bandbreite
der HF-und MW-Technik
Millimeter 5G Frequency Spectrum
•
•
•
•
Components for Millimeterwave 5G & IoT Systems:
• Antennas
•
• Converters
• Control Devices
• Ferrite Devices
• Oscillators
•
• Passive Waveguide Products
• Passive Coaxial Products
•
Titelstory:
Miniaturisierung von IoT-Designs
Nicht-terrestrische
Netzwerke im Fokus
Wo liegen die technischen
Herausforderungen von
NTN? Welche neuen Funktionen
des 3GPP Release 17
unterstützen NTN und welche
neuen Anwendungsfälle
werden durch NTN ermöglicht?
6
Dieser Beitrag befasst sich mit den Herausforderungen
bei der Entwicklung von vernetzten Geräten. Hier werden
immer kleinerer Produkte verlangt, sodass insbesondere
der Antennenintegration und System-in-Package-
Modulen erhöhte Bedeutung zukommt. 24
TACTRON ELEKTRONIK GmbH & Co. KG
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4
Neuartiges Schaltungskonzept für die
5G-, V2X- und DSRC-Kommunikation
Die heutige Schaltungsarchitektur für die
Kommunikation von Nutzfahrzeugen per Funk
könnte sich möglicherweise bis zur Stufe 2 (Level 2)
auf dem Weg zum selbst fahrenden Fahrzeug
(teilautomatisiertes Fahren) eignen. 13
hf-praxis 11/2023

Inhalt 11/2023
International News starting on page 49
Uplink Interference Measurement
for 5G and LTE TDD
Anritsu Company announced enhanced functionality
to the Field Master spectrum analyzer LTE and 5G
measurement options. 50
Rubriken:
3 Editorial
4 Inhalt
6 Titelstory
10 Aktuelles
12 Schwerpunkt
5G/6G und IoT
32 Messtechnik
40 Funkchips und -module
42 Software
43 Verstärker
44 Kabel und Verbinder
46 Bauelemente/ Baugruppen/
Module
49 RF & Wireless
62 Impressum
Neue,
hochflexible
Testkabel
von JYEBAO
• Very Flexible
(PUR jacket)
• Stainless Precision
Connectors used
• Excellent RF
performance
JYEBAO
5G: Management von Risiken
auf Komponentenebene
Wir leben bereits in einer 5G-Welt. Und die
Entwicklung des 5G-Geräte-Ökosystems hat
sich rasch beschleunigt. 20
Die Herausforderung eMBB meistern
Dieser Artikel untersucht die
Herausforderungen für eMBB-Produkte
und zeigt Herangehensweisen für deren
Bewältigung 22
• Extra sturdy connector/
cable connection
(Solder clamp designs)
• Taper Sleeve added
• Intended for lab use/
intensive handling
Millimeter-Wave-Messmittel
SPINNER bietet Millimeter-Wave-Messmittel mit
bisher ungewohnt hoher Flexibilität beim Aufbau
von Millimeter-Wave-Testumgebungen. Diese
Lösungen sind mechanisch äußerst flexibel und
technisch kompromisslos gut. 44
hf-praxis 11/2023 5

Titelstory
Für die Zukunft von 5G:
Nicht-terrestrische Netzwerke im Fokus
liten eingebaut (Bild 3). Diese
beiden Architekturen ermöglichen
die Datenverarbeitung in
Satelliten, wodurch die Ausbreitungsverzögerung
im Vergleich
zur transparenten Architektur
um die Hälfte reduziert wird.
Da diese beiden Architekturen
jedoch einzigartige Komponenten
erfordern, sind sie schwieriger
zu implementieren.
Umlaufbahnen
Seit der Erfindung des Mobiltelefons
stützen sich Mobilfunknetze
auf terrestrische
Infrastrukturen. Zum ersten
Mal in der Geschichte kann
die 5G-Technologie Teile der
mobilen Netzwerkinfrastruktur
über nicht-terrestrische Netzwerke
(NTNs) in den Weltraum
ver­lagern. Wo liegen die technischen
Herausforderungen von
NTN? Welche neuen Funktionen
des 3GPP Release 17 unterstützen
NTN und welche neuen
Anwendungsfälle werden durch
NTN ermöglicht?
Der Satellit als Basisstation
Als Teil von Mobilfunknetzen
werden Satelliten in der Lage
sein, anstelle von terrestrischen
Basisstationen Daten zu
übertragen und zu verarbeiten.
NTNs werden die Abdeckung
des Mobilfunknetzes und die
Kontinuität der Verbindungen
im Vergleich zur herkömmlichen
terrestrischen Netzarchitektur
erheblich verbessern und eine
katastrophensichere Lösung für
die Notfallkommunikation bieten.
Auch unter dem Gesichtspunkt
des Umweltschutzes und
der Energieeffizienz bietet NTN
klare Vorteile.
Damit Satelliten am Betrieb
von Mobilfunknetzen mitwirken
können, muss zunächst eine
direkte Verbindung zwischen
Satelliten und erdgebundenen
Gateways bestehen. Bild 1 zeigt,
wie ein terrestrisches Netzwerk
über Luftknoten auf sein Kernnetz
zugreifen kann. In diesem
Fall fungieren die Satelliten
als Sprungstationen von einer
Bodenstation zur anderen und
bilden eine Bent-Pipe-Verbindung
zwischen UE und Satelliten-Gateway.
Bei dieser Architektur
findet keine Datenverarbeitung
in den Satelliten statt.
Daher wurde diese Architektur in
3GPP Release 17 als transparente
NTN-RAN-Architektur (Radio
Access Network) definiert. Sie
ist die einfachste Architektur, um
NTN-Funktionen für die meisten
Anwendungsfälle zu erreichen.
Release 17 unterstützt nur diese
transparente Architektur.
Es gibt zwei weitere Architekturen,
die in Version 17 definiert
sind, aber noch nicht unterstützt
werden. Bei einer dieser Architekturen
ist eine vollständige
5G-Basisstation oder ein gNB in
den Satelliten eingebaut, wie in
Bild 2 dargestellt. Bei der anderen
Architektur ist nur eine verteilte
Einheit (DU) in den Satel-
Das Verständnis der verschiedenen
Arten von Umlaufbahnen
ist ein wesentlicher Bestandteil
des Verständnisses von NTN. Im
Aufmacherbild sind alle möglichen
Arten von Umlaufbahnen
dargestellt. Die erste ist die
bekannte geostationäre Umlaufbahn
(GEO). Ihr Hauptvorteil
besteht darin, dass ein einziger
Satellit ein großes Gebiet kontinuierlich
abdecken kann.
Zu den nicht-geostationären
(NGSO) Satelliten gehören
erdnahe Umlaufbahnen (LEO,
300 bis 2000 km), mittelgroße
Umlaufbahnen (MEO, 7000 bis
25.000 km) und hochelliptische
Umlaufbahnen (HEO 1000 bis
35.756 km). Diese Satelliten
stehen in Bezug auf die Erde
nicht still.
Die Höhe von LEO-Satelliten ist
unabhängig von der Satellitenarchitektur
viel geringer als die
von GEO-Umlaufbahnen. Daher
ist die Ausbreitungsverzögerung
von GEO-Satelliten etwa 20-mal
größer als die von LEO-Orbits.
Die meisten kommerziellen
Satellitenanwendungen nutzen
Autor:
Xiang Li
Industry Solution Marketing
Engineer
Keysight Technologies
www.keysight.com
Xiang Li ist ein erfahrener
Ingenieur für Wireless-
Netzwerke und hat einen
Master-Abschluss in
Elektrotechnik
Bild 1: Transparente satellitengestützte NG-RAN-Architektur
6 hf-praxis 11/2023

Titelstory
Bild 2: Regenerative satellitengestützte NG-RAN-Architektur mit gNB an Bord
heute LEO-Umlaufbahnen, um
die Latenzzeit zu verringern. Es
werden jedoch viel mehr Satelliten
benötigt, um die gleiche
Abdeckung und Kontinuität wie
ein GEO-Satellit zu erreichen.
Zentrale technische
Herausforderungen
Aufgrund der großen Entfernung
leidet das Signal unter
einer erheblichen Dämpfung.
Dies führt zu der ersten großen
Herausforderung für NTN:
die Ausbreitungsverzögerung.
Tabelle 1 zeigt Werte für die
Ausbreitungsverzögerung, die
einem technischen Bericht des
3GPP entnommen wurden. Die
Ausbreitungsverzögerung wird
mit zunehmender Höhe des
Satelliten größer. Wie bereits
erwähnt, können regenerative
Satellitenarchitekturen die Ausbreitungsverzögerungen
im Vergleich
zu transparenten Satellitenarchitekturen
um die Hälfte
reduzieren. Im besten Fall liegt
die Ausbreitungsverzögerung bei
6 ms, was in den Toleranzbereich
der 5G-Latenzzeiten fällt.
Die Doppler-Verschiebung ist
eine weitere Herausforderung
bei NTN. Satelliten bewegen
sich mit hoher Geschwindigkeit
relativ zum UE. Das empfangene
Signal kann eine höhere oder
niedrigere Frequenz haben, je
nachdem, in welche Richtung
sich der Satellit bewegt. Tabelle
2 zeigt die Doppler-Verschiebung
aus einem technischen
Bericht des 3GPP. Demnach
nimmt die Doppler-Verschiebung
mit zunehmender Satellitenhöhe
ab. Daher sind LEO-
Satelliten am stärksten von der
Doppler-Verschiebung betroffen.
Wie bei der Laufzeitverzögerung
ist es derzeit nicht möglich, die
Doppler-Verschiebung vollständig
zu beseitigen. Anders als bei
der Ausbreitungsverzögerung
kann das Senden eines Referenzsignals
dem Anwender helfen,
die Frequenzverschiebung
auszugleichen.
Durch 3GPP
unterstützte NTN-Funktionen
Die NTN-Technologie befindet
sich noch in einem frühen Stadium
der Entwicklung. Damit
sie ihr volles Potenzial entfalten
kann, muss die Mobilfunkbranche
bei der Entwicklung der
Funktionen und Normen eng mit
der Satellitenbranche zusammenarbeiten.
Release 17 ist die
Bild 3: Regenerative satellitengestützte NG-RAN-Architektur mit gNB-DU an Bord
erste 3GPP-Release, die NTN
unterstützt. Wie erwähnt, definiert
sie drei RAN-Architekturen
für NTN, unterstützt aber derzeit
nur die transparente Architektur.
Dazu gehört die implizite Unterstützung
von High-Altitude Platform
Station (HAPS), LEO-Szenarien,
GEO-Szenarien und allen
NGSO-Szenarien mit kreisförmiger
Umlaufbahn in einer Höhe
von weniger als 600 km. Künftige
3GPP-Releases werden die
Unterstützung auf andere Architekturen
und andere Umlaufbahnszenarien
ausweiten.
Um die Doppler-Verschiebung
zu kompensieren, unterstützt
Release 17 nur die Schätzung
der Zeitverschiebung (TA) durch
Endgeräte mit einem GNSS
(Global Navigation Satellite System).
Das bedeutet, dass sich die
Endgeräte nur auf die Informationen
verlassen können, die sie
von GNSS erhalten, um Zeit und
Frequenz zu berechnen und dann
die Doppler-Verschiebung anzupassen.
Die Genauigkeit dieser
Methode kann sehr gering sein,
jedoch müssen die Anwender
ihre Geräte nicht aufrüsten, da
GNSS eine übliche Funktion in
den heutigen smarten Geräten ist.
In Zukunft sollte das Netzwerk
in der Lage sein, Referenzsignale
an die Endgeräte zu senden. Die
Endgeräte werden in der Lage
sein, sowohl GNSS- als auch
Referenz-Signale zu nutzen, um
die Genauigkeit der Schätzung
zu verbessern. Diese Funktion
wird auch die Frequenzsynchronisation
zwischen UEs und dem
Netzwerk verbessern.
Die Verwendung der TA-Schätzung
von GNSS kann auch
dazu beitragen, dass sich die
Nachrichten nicht gegenseitig
stören. Lange Ausbreitungsverzögerungen
erschweren die
Zeitsynchronisation. Die von
GNSS berechnete TA-Schätzung
verbessert die Zeitinformation
zwischen dem Satelliten und
den UEs. Derzeit unterstützt
Release 17 nur die Übertragung
der Satellitenposition zusammen
mit der Verzögerung vom
Satelliten zum Boden-Gateway.
In zukünftigen 3GPP-Releases
werden die Satelliten mehr Möglichkeiten
haben, Ephemeridenund
Frequenzinformationen zu
übertragen, um die Zeitsynchronisation
zu verbessern.
Durch NTN
ermöglichte Anwendungsfälle
Der wichtigste Vorteil von NTN
ist die Möglichkeit, eine globale
Abdeckung zu bieten. NTN kann
kontinuierliche Verbindungen
anbieten, die die gesamte Erdoberfläche
abdecken. Aus Sicht
der Anwender sollten UEs eine
stabile Netzwerkverbindung
haben, wenn sie den Himmel
sehen können. Das bedeutet, dass
sie auch in abgelegenen Regionen,
in ländlichen Gemeinden
und auf Schiffen, die den Ozean
überqueren, auf Mobilfunknetze
zugreifen können. NTN kann in
Notfällen in Gebieten, in denen
terrestrische Netzwerke durch
technische Ausfälle, Stromausfälle,
Überschwemmungen, Erdbeben
und Kriege gestört werden
können, äußerst hilfreich sein.
Diese Anwendungsfälle waren in
der Vergangenheit nicht möglich.
Die derzeitigen terrestrischen
Netzwerke haben auch Schwierigkeiten,
kontinuierliche Verbindungen
bereitzustellen, wenn sich
hf-praxis 11/2023 7

Titelstory
Höhenwinkel Pfad Distanz D (km) Verzögerung
(ms)
LEO bei 600 km LEO bei 1500 km MEO bei 10.000 km
Distanz D (km)
Verzögerung
(ms)
Distanz D (km)
Verzögerung
(ms)
UE: 10° Satellit – UE 1932,24 6,440 3.647,5 12,158 14.018,16 46,727
GW: 5° Satellit –
Gateway
2.329,01 7,763 4.101,6 13,672 14.539,4 48,464
90° Satellit – UE 600 2 1500 5 10.000 33,333
Verzögerung in
einer Richtung
Verzögerung
für Hin- und
Rückweg
Verzögerung in
einer Richtung
Verzögerung
für Hin- und
Rückweg
Gateway –
Satellit – UE
Bent-Pipe-Satellit
4.261,2 14,204 7.749,2 25,83 28.557,6 95,192
Zweimal 8.522,5 28,408 15.498,4 51,661 57.115,2 190,38
Regenerativer Satellit
Satellit – UE 1.932,24 6,44 3.647,5 12,16 14.018,16 46,73
Satellit – UE –
Satellit
3.864,48 12,88 7,295 24,32 28,036,32 93,45
Tabelle 1: Messungen der Ausbreitungsverzögerung bei verschiedenen Satellitenhöhen und -architekturen lt. 3GG Technical Report 38.821
die Anwender sehr schnell bewegen,
z.B. wenn die Endgeräte in
einem Hochgeschwindigkeitszug
oder einem Auto auf einer
Autobahn fahren. Der Grund für
die instabile Verbindung sind die
ständigen Handover zwischen
den terrestrischen Basisstationen.
NTN kann für diese Anwendungsfälle
stabilere Verbindungen
bereitstellen, da jeder Satellit eine
große Fläche abdeckt.
Heutzutage sind Schiffe, die über
den Ozean fahren, zu Kommunikationszwecken
stark auf Satelliten
angewiesen, haben aber
keinen Zugang zu Mobilfunknetzen,
wenn sie sich auf hoher See
befinden. Mit der NTN-Technologie
können diese Schiffe oder
UEs auf diesen Schiffen über
Satelliten auf das 5G-Netzwerk
zugreifen. Die Integration dieser
Technologien wird die Verbindungsgeschwindigkeit
erheblich
verbessern, die Servicearten
erweitern und die Kosten für
diese Schiffe senken.
Vergessen wir nicht das Internet
der Dinge (IoT). NTN wird viele
neue IoT-Anwendungen ermöglichen.
Erstens wird es autonomen
Autos ermöglichen, an
jeden beliebigen Ort zu fahren,
ohne sich um den Zugang zum
Netzwerk kümmern zu müssen.
NTN wird auch Machine-to-
Machine-Anwendungen oder
das industrielle IoT ermöglichen.
Zum Beispiel die Nachverfolgung
von Schiffscontainern oder
die Überprüfung des Leistungsstatus
von Maschinen auf einer
Ölförderanlage mitten im Ozean.
NTN-Scans senden Informationen
über den Status von Maschinen
an die Betreiber. Die Nutzer
können den Betrieb der Maschinen
überwachen und über das
5G-Netzwerk auch Aufgaben
oder Reparaturen durchführen.
Die neue spannende
Technologie NTN
Die Integration von Satellitennetzwerken
in 5G-Netze wird
viele nützliche Anwendungsfälle
für private und geschäftliche
Anwender bieten. Mobiltelefone
werden wirklich mobil werden.
Verbindungsprobleme werden
der Vergangenheit angehören.
Doch wie jede bahnbrechende
neue Technologie bringt auch
NTN viele Herausforderungen
mit sich. NTN erfordert eine
enge Zusammenarbeit zwischen
der Mobilfunkbranche und der
Satellitenbranche, sowohl in
technischer als auch in geschäftlicher
Hinsicht. Dieser Prozess
wird Zeit benötigen. Die gute
Nachricht ist, dass 3GPP Release
17 bereits damit begonnen hat,
NTN-Funktionen zu unterstützen.
In Zukunft werden weitere
Funktionen eingeführt und unterstützt
werden. Die UE-Hersteller
haben bereits mit der Arbeit
an Geräten begonnen, die über
Satellitenfunktionen verfügen.
Letztlich werden Satelliten und
terrestrische Netzwerke ab 5G
zusammenarbeiten. ◄
Frequenz (GHz) Doppler (Max) Doppler (relative) Doppler (max. Variation)
2 ±48 kHz 0,0024 % - 544 Hz/s
20 ±480 kHz 0,0024 % -5,44 kHz/s
30 ±720 kHz 0,0024 % -8,16 kHz/s
2 ±40 kHz 0,002 % -180 Hz/s
20 ±400 kHz 0,002 % -1,8 kHz/s
30 ±600 kHz 0,002 % -2,7 kHz/s
2 ±15 kHz 0,00075 % -6 Hz/s
20 ±150 kHz 0,00075 % -60 Hz/2
30 ±225 kHz 0,00075 % -90 Hz/s
LEO bei 600 km Höhe
LEO bei 1500 km Höhe
LEO bei 10.000 km Höhe
Tabelle 2: Messungen der Doppler-Verschiebung bei unterschiedlichen Betriebsfrequenzen und Satellitenhöhen lt. 3GPP Technical Report 38.821
8 hf-praxis 11/2023

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Aktuelles
Digitizer liefern endloses Datenstreaming
mit 10 GS/s Abtastrate
tungskerne und bis zu 48 GB
­Speicher besitzen.
SCAPP umfasst eine Reihe von
Routinen für die Interaktion zwischen
den Digitizern und den
GPU-Karten sowie eine Reihe
von Programmierbeispielen für
die CUDA-Parallelverarbeitung.
Diese Beispiele bieten einfache
Bausteine für leistungsstarke
Verarbeitungsfunktionen wie
digitale Abwärtskonvertierung
(DDC), Filterung, Signalmittelung,
De-Multiplexing, Datenkonvertierung
und schnelle Fourier-Transformationen
(FFTs).
Die gesamte SCAPP-Software
basiert auf C/C++ und Python,
so dass die Implementierung
und Anpassung mit normalen
Programmierkenntnissen möglich
ist.
Spectrum Instrumentation
www.spectruminstrumentation.com
Spectrum Instrumentation setzt
einen neuen Standard bei der
Erfassung großer Datenmengen
und hat seinen Flaggschiff-Digitizern
der M5i.33xx-Serie einen
neuen Streaming-Modus hinzugefügt.
Dieser Modus ermöglicht
es den ultraschnellen A/D-­-
Karten, kontinuierlich Daten mit
einer maximalen Abtastrate von
10 GS/s zu erfassen, zu streamen,
zu analysieren und zu speichern.
Diese neuen, ultraschnellen
Streaming-Systeme benötigen
neben den Digitizerkarten von
Spectrum ausschließlich COTS
(Commercial Off-The-Shelf) PC-
Technologie, wie z.B. GPUs für
endlose Signalverarbeitung und
SSD-Arrays für stundenlange
Aufzeichnungen.
Modellvielfalt
Die Digitizerserie M5i.33xx
besteht aus sieben Modellen mit
Abtastraten von 3,2 bis 10 GS/s,
einer vertikalen Auflösung von
12 Bit sowie Bandbreiten von
1 bis 4,7 GHz. Alle Produktvarianten
verfügen über ein
16-Lane Gen3 PCIe-Interface,
wodurch Daten mit bis zu 12,8
GB/s übertragen werden können.
Dank dieses marktführenden
Streamings können Daten, die
auf einem Kanal mit 6,4 GS/s
Abtastrate erfasst werden (oder
auf zwei Kanälen mit 3,2 GS/s)
ohne Informationsverlust direkt
in die PC-Umgebung gestreamt
werden. Wenn schnellere Abtastraten
erforderlich sind, wird
auf den neuen 8-Bit-Modus
umgeschaltet, so dass Daten
mit 10 GS/s auf einem Kanal
(oder 5 GS/s auf zwei Kanälen)
gestreamt werden können.
Datenstreaming an eine
GPU zur kontinuierlichen
Signalverarbeitung
Für Messungen, in denen Streaming
und intensive Signalverarbeitung
erforderlich sind, verwenden
die M5i.33xx-Digitizer
das Softwarepaket SCAPP
(Spectrum CUDA Access for
Parallel Processing). Dabei
werden die erfassten Daten
mithilfe eines RDMA-Verfahrens
direkt von den Digitizern
an handelsübliche GPU-­Karten
gestreamt. Diese GPUs, die
auf dem CUDA-Standard von
Nvidia basieren, sind perfekt
für die parallele Verarbeitung
riesiger Datenmengen ­geeignet,
da sie bis zu 10.000 Verarbei-
Beispielsweise können bei
Anwendungen, die eine kontinuierliche
Spektralanalyse erfordern,
Zeitbereichsdaten mit 10
GS/s erfasst und direkt an eine
GPU gestreamt werden, um
dort eine kontinuierliche FFT-
Analyse durchzuführen. Mit
einem PC-System, das einen
M5i.33xx-Digitizer (umgestellt
auf den neuen 8-Bit-Modus),
SCAPP und eine preisgünstige
GPU enthält, ist ein endlos laufender
Konvertierungsprozess
möglich. Dieser kann Analyseaufgaben
wie Multiplexing und
Windowing beinhalten oder FFT
und Mittelwertbildung (mit einer
FFT-Blockgröße von 1 MS). Bei
einer Abtastrate von 10 GS/s
deckt eine solche FFT einen Frequenzbereich
von DC bis 5 GHz
ab und liefert eine Frequenzauflösung
von 10 kHz. Um noch
bessere Auflösungen zu erzielen,
können auch größere FFT-
Blockgrößen verwendet werden.
Datenstreaming auf einem
RAID-Speicher zur späteren
Signalverarbeitung
Spectrum Instrumentation bietet
außerdem fertige Streaming- und
Datenspeichersysteme auf Basis
10 hf-praxis 11/2023

Aktuelles
eines Supermicro-Servers mit
einem AMD EPYC-Prozessor
und RAID-Speicher mit U.2-
SSDs an. Mit bis zu 240 TB
Speicher können diese COTS-
Systeme unglaubliche 6+ Stunden
Daten bei einer maximalen
Abtastrate von 10 GS/s aufzeichnen.
Die erfassten Daten
sind völlig lückenlos und können
nach der Speicherung untersucht,
aufgeteilt und verarbeitet
werden.
PC-Systeme
mit COTS-Komponenten
Oliver Rovini, CTO bei
­Spectrum, sagt: „Wir suchen
immer nach Möglichkeiten,
kosten günstige Lösungen für
anspruchsvolle Signalerfassungs-
und Analyseanwendungen
bereitzustellen. Indem
wir unseren Digitizerkarten die
direkte Verbindung mit Standard-PC-Komponenten
wie
GPUs und RAID-basierten SSD-
Speichersystemen ermöglichen,
können unsere Kunden direkt
von den neuesten Entwicklungen
in der PC-Welt profitieren.
GPUs sind eine großartige
Lösung für verarbeitungsintensive
Messaufgaben, wie sie häufig
in Bereichen wie Imaging,
Kommunikation, Astronomie,
Spektroskopie sowie Luft- und
Raumfahrt vorkommen. Speichersysteme
hingegen sind die
passende Wahl, wenn Signale
über längere Zeiträume beobachtet
werden müssen, beispielsweise
in Qualitätskontrolle,
Kartierung oder Überwachung.“
Software
Um eine einfache Integration in
fast jedes Testsystem zu ermöglichen,
können die Digitizer mit
einer Vielzahl gängiger Sprachen
programmiert werden, darunter
C, C++, C#, Delphi, VB.NET,
J#, Python, Julia, Java, Lab-
VIEW und MATLAB. Zum Lieferumfang
gehört ein SDK, das
eine Reihe von Programmierbeispielen
und die erforderlichen
Treiberbibliotheken für Windows-
und LINUX-Betriebssysteme
enthält. Für Kunden,
die nicht selber programmieren
möchten, bietet Spectrum seine
eigene Messsoftware SBench 6
Professional an, die vollständige
Kartenkontrolle sowie
Anzeige-, Analyse-, Speicherund
Dokumentationsfunktionen
beinhaltet. SBench 6 ist für die
Verarbeitung großer Datenmengen
konzipiert und verfügt
über eine Reihe von großartigen
Processing-Tools, darunter
eine Plug-in-Schnittstelle, die
die Verwendung benutzerdefinierter
Berechnungsfunktionen
sowie verschiedene Import- und
Exportfilter ermöglicht.
Die Digitizer und Streaming-
Systeme der M5i.33xx-Serie
sind ab sofort verfügbar. Der
neue 8-Bit-Übertragungsmodus
ist Bestandteil jeder M5i-Digitizerkarte.
◄
Beschleunigtes AI-Inferencing für Raumfahrtanwendungen
Weltraums. Die Sicherheitsmerkmale
des Versal Adaptive
SoC helfen, Manipulationen
und unerwünschte Konfigurationsänderungen
zu verhindern.
Dies hilft Satellitenbetreibern,
die Verarbeitungsalgorithmen
auch nach dem Start eines
Satelliten sicher zu aktualisieren,
was eine hohe Flexibilität
bei Fernerkundungsund
Kommunikationsanwendungen
ermöglicht.
Mit der Ankündigung des Versal
AI Edge XQRVE2302,
dem zweiten für die Raumfahrt
quali­fizierten Baustein im
Versal Adaptive SoC Portfolio,
baut AMD seine Führungsposition
bei strahlungsunempfindlichen,
weltraumtauglichen
adaptiven Compute-Lösungen
aus.
Mit dem XQRVE2302 bietet
AMD zum ersten Mal ein adaptives
SoC für Raumfahrtanwendungen
in einem so kleinen
Gehäuse (23 x 23 mm) an.
Der Baustein benötigt fast 75%
weniger Fläche auf der Platine
und verbraucht weniger Strom
als der bekannte Versal AI Core
XQRVC1902.
Der XQRVE2302 ist einer der
ersten Versal-Bausteine, in den
die verbesserte AMD AI Engine
(AIE) Technologie, bekannt als
AIE-ML, integriert ist. Diese
wurde für Anwendungen des
maschinellen Lernens (ML)
optimiert, indem sie erweiterte
Unterstützung für Datentypen
bietet, die bei ML-Inferencing
üblich sind (INT4 und
BFLOAT16) und eine bessere
Leistung als die ursprüngliche
AIE für Anwendungen
mit Schwerpunkt auf ML-­
Inferencing. Entwickler können
Sensor-Rohdaten in nutzbare
Informationen umwandeln,
wodurch sich der XQRVE2302
nahezu ideal für Anwendungen
zur Erkennung von Anomalien
und zur Bilderkennung eignet.
Im Gegensatz zu anderen strahlungstoleranten
FPGAs unterstützen
die adaptiven XQR
Versal SoCs eine unbegrenzte
Neuprogrammierung sowohl
während der Entwicklung als
auch nach der Installation, auch
während des Aufenthalts in der
rauen Strahlungsumgebung des
Die Strahlenbeständigkeit der
XQR Versal SoC-Bausteine
wurde von AMD und unabhängigen
Organisationen getestet
und es wurde bestätigt, dass sie
für Missionen von der erdnahen
Umlaufbahn bis zur geosynchronen
Erdumlaufbahn und
darüber hinaus geeignet sind.
Kommerzielle Vorserienbausteine
stehen bereits für interessierte
Kunden zur Verfügung.
Für den Einsatz im Orbit qualifizierte
Teile werden voraussichtlich
Ende 2024 verfügbar
sein.
AMD Xilinx
www.xilinx.com
hf-praxis 11/2023 11

SCHWERPUNKT:
5G/6G UND IOT
5G-A-GNSS-Antennen-Performance-Tests
OBT und R&S SMBV100B ermöglicht
wichtige GNSS-OTA-
Tests für die Zertifizierung und
die Bewertung der Positionsbestimmungs-Performance
bei
Smartphone- und Automotive-
Anwendungen, insbesondere
auch Anwendungen, die hohe
Präzision erfordern. Die weltweit
installierten OTA-Systeme
von ETS-Lindgren, gestützt von
der EMQuest Antenna Measurement
Software, bieten in Verbindung
mit diesen Fähigkeiten
eine schlüsselfertige A-GNSS-
Antennen-Performance-Lösung
für 5G NR.
ETS-Lindgren und Rohde &
Schwarz setzen ihre langjährige
Zusammenarbeit fort und
ermöglichen nun Antennen-
Performance-Messungen mit
umfassenden A-GNSS-Fähigkeiten
(Assisted Global Navigation
Satellite Systems) für
5G NR. Der R&S CMX500
OBT Wideband Radio Communication
Tester und der R&S
SMBV100B GNSS-Simulator
in Verbindung mit EMQuest-
Software von ETS-Lindgren
unterstützen aktuelle und kommende
Standards für 5G NR
Location Based Services. Beide
Geräte können nahtlos in neue
und bestehende CTIA-konforme
OTA-Antennenmesslösungen
von ETS-Lindgren integriert
werden.
Die neue Lösung integriert den
R&S CMX500 OBT Wideband
Radio Communication Tester
und den R&S SMBV100B
Rohde & Schwarz
GmbH & Co. KG
www.rohde-schwarz.com
Vektorsignalgenerator mit
GNSS-Simulator in die marktführende
Lösung für OTA-
Antennen-Performance-Messungen.
Durch Kombination
der Rohde & Schwarz Messgeräte
mit der CTIA-konformen
EMQuest Antenna Measurement
Software und den Kammersystemen
von ETS-Lindgren erhalten
die Kunden Zugriff auf umfassende
A-GNSS-Testfunktionen
für 5G NR.
5G NR nutzt sowohl etablierte
als auch neue Technologien
für standortbezogene Dienste
(Location Based Services) wie
Assisted GNSS (A-GNSS), bei
dem per Funk Informationen
über die verfügbaren Satelliten
übertragen werden, sodass eine
schnellere Positionsbestimmung
ermöglicht wird. Satellitenbasierte
Positionsbestimmungsverfahren
bleiben somit auch
weiterhin für Mobilfunkgeräte
von Bedeutung, da GNSS durch
zusätzliche Konstellationen,
höhere Signalzuverlässigkeit,
Genauigkeit und Integrität verbessert
wird.
Der Rohde & Schwarz R&S
CMX500 One-Box-Tester
(OBT), der leistungsfähigste
5G-, LTE- und WiFi- Netzwerkemulator
auf dem Markt, verfügt
über einen Server für standortbezogene
Dienste, der eine
nahtlose Zusammenarbeit mit
dem R&S SMBV100B GNSS-
Simulator ermöglicht. In Kombination
stellen die beiden Geräte
die leistungsfähigste Lösung für
A-GNSS-Tests für LTE und 5G
NR dar. Sie erfüllen die Anforderungen
für OTA-Antennen-Performance-Tests
und bilden mit
der EMQuest Antenna Measurement
Software von ETS-Lindgren
ein perfektes Team.
Während der R&S SMBV100B
alle möglichen GNSS-Satellitenkonstellationen
sowie beliebige
Zeiten und Geolokationen
simuliert, unterstützt der
R&S CMX500 die Simulation
von LTE- und 5G-NR-Mobilfunknetzen.
Er unterstützt außerdem
die A-GNSS-Hilfsdatenübermittlung
über die Control
Plane (LPP über RRC) und die
Secure User Plane (SUPL). Die
Integration des R&S CMX500
Der R&S CMX500 Wideband
Radio Communication Tester
ist eine universelle Testplattform
für Signalisierungs- und
HF-Parametertests kommerzieller
Mobilfunkgeräte. Neben
den Testfunktionen für standortbezogene
Dienste und Protokollstacks,
die für den A-GNSS-
Betrieb erforderlich sind, erlaubt
der R&S CMX500 auch umfassende
Messungen der Datenleistung
sowie weitere Tests,
z.B. der PoLQA-Sprachqualität.
Dank dem internen Fading-
Simulator können Tests auch
ohne Probleme unter realistischen
Ausbreitungsbedingungen
durchgeführt werden.
Der R&S CMX500 kann in allen
Phasen eingesetzt werden – für
die Produktentwicklung, für
Service und Reparatur, regulatorische
Tests, Konformitätstests
und Carrier- Acceptance-Tests
von Netzbetreibern.
Weitere Informationen über
5G betreffende Positionsbestimmungsverfahren
und
Testmethoden finden Sie im
Rohde & Schwarz White Paper
„Positioning in 5G NR“ unter
www.rohde-schwarz.com/
_255392.html ◄
12 hf-praxis 11/2023

5G/6G und IoT
Neuartiges Schaltungskonzept für die 5G-, V2Xund
DSRC-Kommunikation
Die heutige Schaltungsarchitektur für die Kommunikation von Nutzfahrzeugen per Funk könnte sich
möglicherweise bis zur Stufe 2 (Level 2) auf dem Weg zum selbst fahrenden Fahrzeug (teilautomatisiertes
Fahren) eignen. Fraglich ist aber, ob das Konzept die Leistungsanforderungen der Stufe 3 (hochautomatisiertes
Fahren) und höher erfüllen kann. Vor diesem Hintergrund beschreibt der Beitrag einen zukünftigen Ansatz für
die Kommunikation von autonomen Fahrzeugen.
Bild 1: Wichtige drahtlose Systeme in einem Fahrzeug
Autoren (von o. nach u.):
Danish Aziz
Field Applications Engineer,
Fionn Hurley
Marketing Manager,
Chris Bohm
Systems and Software
Engineering Manager
Analog Devices
www.analog.com
Das neuartige Schaltungskonzept
arbeitet mit abgesetzten
Funkmodulen (Remote Radio
Head, RRH), die sich direkt an
der Antenne befinden, in Verbindung
mit Software Defined
Radio (SDR) und bietet gleich
zwei Vorteile. So kann das
Konzept einerseits Leistungsanforderungen
zukünftiger
Anwendungsfälle erfüllen und
andererseits für eine höhere
Zuverlässigkeit sorgen, indem es
die Nutzung mehrerer Funkkanäle
für einen bestimmten Dienst
erleichtert. Der Beitrag zeigt, wie
sich zwei Funktechnologien mit
dem neuartigen Schaltungskonzept
implementieren lassen. Das
Gesamtkonzept besteht darin,
die Leistungsstärke der Softwarization
zu nutzen, die auf die
Zukunft der Computertechniken
im Auto ausgerichtet ist.
Einführung
Schwerpunkt des Artikels ist
das neuartige Konzept für die
Funkkommunikation in sich
ständig weiterentwickelnden
vernetzten Fahrzeugen. Zur Verdeutlichung
wurden hier entsprechende
Dienste ausgewählt und
kurz beschrieben. Die meisten
dieser Services verfügen über
eine Zweiwegekommunikation
und greifen auf mehrere/hybride
Funkkommunikationsstandards
oder mehrere Frequenzbänder
zurück, vor allem um die Zuverlässigkeit
und die Qualität der
Kommunikationsdienste (Quality
of Service, QoS) zu gewährleisten.
Ein HF-System zu entwickeln,
welches mehrere Frequenzbänder
und mehrere Funkstandards
für die Fahrzeugkommunikation
abdeckt, ist eine sehr anspruchsvolle
Aufgabe. Im Folgenden
werden zunächst die Herausforderungen
bei der Entwicklung
von Modulen für die Fahrzeugkommunikation
mit einem herkömmlichen
HF-Ansatz erörtert.
Dies hilft, besser zu verstehen,
dass die Realisierung einiger dieser
Dienste in vielerlei Hinsicht
suboptimal ist (beispielsweise
bezüglich der Funkleistung). Aus
den Nachteilen des herkömmlichen
HF-Designs lernend,
wurde ein neues Schaltungskonzept
für Funkkommunikationseinheiten
für Nutzfahrzeuge ent-
hf-praxis 11/2023 13

5G/6G und IoT
Bild 2: a) Klassische Schaltung für den Mobilfunk in einem Fahrzeug, b) Mehrere Funksysteme in einem Fahrzeug bedeutet, dass mehrere Transceiver, Antennen
und Koaxialkabel installiert werden müssen.
wickelt. Dieses basiert auf dem
oben erwähnten RRH-Ansatz.
Im Artikel „Enabling 5G and
DSRC V2X in Autonomous
Driving Vehicles“ [1] wurde
der vierkanalige Multiband-
SDR-Transceiver ADRV9026
für den Sub-6-GHz-Bereich vorgestellt.
Im Folgenden wird der
Inhalt dieses Beitrags durch ein
Beispiel erweitert, welches das
RRH-Konzept und einen SDR-
HF-IC nutzt, um eine Dual-
Band-V2X-Einheit (Vehicle-to-
Everything-Kommunikation) für
5G Mobilfunk und DSRC (Dedicated
Short Range Communication)
zu realisieren. Die Einheit
bietet nicht nur eine höhere Funkleistung,
sondern ermöglicht
auch die Implementierung fortschrittlicher
Koordinations- und
Kooperationsalgorithmen für die
V2X-Technologie.
Funksysteme und Technologien
für vernetzte Fahrzeuge
Die Dienste in modernen Fahrzeugen,
darunter Infotainment,
Navigation, Kommunikation
und Rundfunk, erfordern drahtlose
Zugangssysteme. Das HF-
Spektrum für Systeme, welche
diese Dienste bereitstellen, ist
sehr breit und reicht von 90
MHz (Rundfunk) bis 5,9 GHz
(V2X und WiFi). Zukünftige
Systeme zielen auf Frequenzen
im Millimeterwellenbereich ab
(beispielsweise 5G mmWave, 24
bis 29 GHz). Bild 1 zeigt mehrere
Funksysteme für einen einzigen
Dienst.
Eine kommerzielle Funkeinheit
bildet die Schnittstelle zwischen
dem Anwendungsbereich und
den entsprechenden Funksystemen.
Nachfolgend sind die Funktionen
und die Frequenzbänder
von einigen dieser Funksysteme
aufgeführt.
• GNSS/GPS (Global Navigation
Satellite System)
Es stellt Standortdienste und
Ortungsinformationen bereit und
dient oft zur Synchronisierung
mit anderen Funksystemen. Es
gibt mehrere regionale Normen
und zugewiesene Frequenzbänder
von 1176 bis 1602 MHz.
• 2G, 3G, 4G und 5G (Mobilfunk)
Dieser wird für Sprach- und
Datendienste wie Telematik,
Infotainment, Over-the-Air-
Updates und V2X-Kommunikation
verwendet. Abgedeckt
werden eine Reihe von Mobilfunkbändern
und Kanälen von
300 MHz bis 5,9 GHz.
• WiFi
Dies ist ein Dienst für verschiedene
Anwendungen wie Overthe-Air-Updates,
Diagnose
und Daten-Download. Je nach
Region sind unterschiedliche
Frequenzbänder und Kanäle für
die interne und externe Nutzung
zugewiesen. Am gebräuchlichsten
sind die Kanäle in den Bändern
2,4 und 5,8 GHz. In Japan
sind einige Kanäle dem 5-GHz-
Band zugewiesen.
• ITS-G5/DSRC
Für die V2X-Kommunikation
wird in den meisten Regionen
der Welt eine Bandbreite von
70 MHz im 5,9-GHz-Bereich
zugewiesen.
• Rundfunk
Von 90 bis 240 MHz stehen verschiedene
Kanäle und Frequenzbänder
in den unterschiedlichen
Regionen zur Verfügung. Zu
beachten ist, dass Rundfunksysteme
auch von einer Funkeinheit
abgedeckt werden können.
Normalerweise sind Rundfunkempfänger
allerdings getrennt
von den Zweiwege-Kommunikationssystemen.
Klassische Implementierung
komplexer HF-Systeme
Fahrzeuge Entwickeln sich aufgrund
der vielen internen drahtlosen
Systeme quasi zunehmend
zu Smartphones auf Rädern.
Zwischen einem Smartphone
und einem Fahrzeug-Endgerät
(User Equipment, UE) besteht
jedoch ein großer Unterschied,
wenn es um die Implementierung
von Funktionen geht. Am Beispiel
der Implementierung eines
4G-Mobilfunksystems in einem
Nutzfahrzeug wird dies deutlich.
In Bild 2a befindet sich eine
4G-Breitbandantenne an der
Außenseite der Fahrzeugkarosserie,
normalerweise auf dem
Dach. Die Antenne ist über ein
Koaxialkabel, welches durch
die Fahrzeugkarosserie führt,
mit dem Steuergerät inklusive
4G-Funkmodul verbunden.
Konzentrieren wir uns nun auf
die HF-Eingangsstufe (RF Front
End, RFFE) im HF-Pfad des
Empfängers. Nach der Filterung
der Frequenzbänder verstärkt
ein rauscharmer Verstärker
(Low Noise Amplifier, LNA)
mit sehr niedriger Rauschzahl
(Noise Figure, NF) und hoher
Verstärkung das eingehende HF-
Signal. Nach ein- oder mehrstufiger
Verstärkung gelangt
das Signal an das 4G-Modul
zur Verarbeitung im Basisband
und in höheren Schichten. Nach
dem 4G-Protokollstack gelangen
die empfangenen Daten an den
Anwendungsprozessor.
Eine vereinfachte HF-Analyse
des Schaltungskonzepts liefert
ein sehr schlechtes Rauschverhalten
für die gesamte HF-
Signalverarbeitungskette. Der
Signalverlust in einem Koaxialkabel
ist proportional zur
Signalfrequenz und zur Länge
des Kabels. Aufgrund der Leitungsverluste
ergibt die Kombination
aus Kabel und LNA
ein niedrigeres Signal/Rausch-
Verhältnis.
Darüber hinaus ergibt sich aus
der Rauschkaskadenanalyse
(Noise Cascade Analysis) der
Architektur, dass die Rauschzahl
der gesamten HF-Signalkette
durch die Rauschzahl der ersten
Komponente in der HF-Signalkette
dominiert wird. Daher kann
auch ein LNA diese Problematik
nicht beseitigen. Um Kosten zu
sparen und das Gewicht zu verringern,
wird normalerweise ein
leichteres Kabel gewählt, was
14 hf-praxis 11/2023

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

5G/6G und IoT
Bild 3: Bei zukünftigen Funksystemen in Fahrzeugen rückt die HF-Signalverarbeitung näher an die Antenne, und Daten
werden digital und verlustfrei zum Basisbandprozessor übertragen
die HF-Problematik aber noch
verstärkt. Das Gesamtrauschen
ließe sich verbessern, indem man
die HF-Frontend-Komponenten
näher an die Antenne bringt.
Doch die negativen Auswirkungen
des Koaxialkabels bleiben
im System bestehen.
Die Einzelheiten zum HF-Sendepfad
sollen hier nicht weiter
erläutert werden. Das Signal
sollte jedoch vor der Übertragung
ordnungsgemäß verstärkt
werden. Es sei jedoch darauf hingewiesen,
dass für jedes Sendegerät,
welches an ein Mobilfunknetz
angeschlossen wird, auch
die Genehmigung des Netzbetreibers
erforderlich ist. Daher
müssen Empfangs- und Sende-
HF-Pfad ein entsprechendes
Schaltungs-Design aufweisen.
Aus Bild 2b ist ersichtlich, wie
man andere Funksysteme normalerweise
implementiert. Dies
soll zeigen, wie viel Koaxialkabel
zur Verbindung der jeweiligen
Antennen verwendet wird
und wieviel HF-Signalverlust
(Dämpfung in dB) in jedem System
auftritt. Bei einem System
mit mehreren Antennen erhöht
sich der Verlust schnell. Zudem
ist es nicht einfach, die Signale
mehrerer Antennen zu synchronisieren
und durch das Koaxialkabel
zu leiten. Hinzu kommt,
dass bei 5G mmWave (24 bis
29 GHz) der HF-Signalverlust
im Koaxialkabel größer ist als
bei Frequenzen im Sub-6GHz-
Bereich.
Remote-Radio-Head-Architektur
für die Fahrzeugkommunikation
Das RRH-Konzept ist gut etabliert.
Entwickler verwenden es
für Basisstationen, um die durch
koaxiale Übertragungskabel verursachten
Probleme umgehen.
Dabei wird bei RRH-Systemen
ein digitales Signal übertragen
anstelle des HF-Signals Das
RFFE und der Transceiver-IC
werden beim RRH-Konzept
direkt an die Antenne verlegt.
Das HF-Signal wird in digitale
I/Q-Bits umgewandelt, die über
eine digitale Hochgeschwindigkeitsverbindung
übertragen werden.
Die weitere Verarbeitung
der digitalen Daten erfolgt im
General-Purpose-Basisband-
Verarbeitungspool. Ein ähnliches
HF-Konzept kann auch im Fahrzeuginneren
verwendet werden.
Bild 3 zeigt diese Architektur,
bei der die Koaxialkabel
durch eine Hochgeschwindigkeits-
Datenverbindung ersetzt
werden. Ferner wird für die
Umwandlung des HF-Signals
in digitale I/Q-Abtastwerte ein
HF-IC vorgeschlagen, der HF-
Signale in Bits umwandelt und
umgekehrt. Diese Bits werden
zwischen HF-IC und Basisbandprozessor
über die digitale Verbindung
(beispielsweise Gigabit-
Ethernet) transportiert. Die weitere
Verarbeitung übernimmt der
Anwendungsprozessor.
Die Prozessoren könnte man in
einer Funkeinheit oder in einem
zentralen Rechner unterbringen.
Die erforderlichen Rechenressourcen
und der Trend zur zentralisierten
Datenverarbeitung
im Fahrzeug steigen rasant [2],
sodass ein stufenweiser Wechsel
zu dieser Architektur gut zu der
zukünftigen Datenverarbeitungsarchitektur
in Fahrzeugen passt.
Wenn nur die HF-zu-Bit-Funktion
in der Nähe der Antenne
untergebracht wird, ergeben sich
gleich zwei Vorteile.
Erstens wird nur die zur Vermeidung
von HF-Signalverlusten
minimal erforderliche Umsetzung
in der Nähe der Antenne
durchgeführt, wo Platz und Leistung
bereits ein Problem darstellen.
Zweitens werden die
Anforderungen an die digitale
Datenübertragung in Bezug auf
die Datenraten gelockert.
Auf RRH und SDR basierte
V2X-Implementierung
Die Vorteile des RRH-Konzepts
lassen sich durch den Einsatz
eines Multiband-HF-ICs noch
weiter erhöhen. Die V2X-Kommunikation
ist ein perfektes
Beispiel für die Nutzung dieser
Kombination. Wie im Artikel
„Enabling 5G and DSRC V2X
in Autonomous Driving Vehicles“
erwähnt, kann V2X zwei
verschiedene Funktechniken nutzen:
eine basiert auf DSRC/ITS-
G5 (IEEE 802.11p), die andere
auf Mobilfunktechnik (C-V2X),
sei es 4G-LTE oder 5G. Es kann
beide Zugangsarten in koordinierter/kooperativer
Weise
nutzen, um die erforderliche
Zuverlässigkeit und Sicherheit
zu erlangen.
Ein Einchip-Multiband-V2X-
System lässt sich mit dem neuvorgestellten
HF-IC ADRV9026
von ADI entwickeln. Bild 4
zeigt, dass es möglich wäre,
den vierkanaligen Breitband-
HF-Transceiver ADRV9026 in
die RRH-Einheit zu integrieren,
welche man auf der Antennenbox
auf dem Fahrzeugdach
anbringen könnte. Das Bauteil
enthält jeweils vier Hauptsendeund
Hauptempfangskanäle, von
denen jeder maximal vier unabhängige
digitale Übertragungsstrecken
zum Basisbandprozessor
bereitstellen kann. Mit seiner
fortschrittlichen Lokaloszillatorschaltung
kann der ADRV9026
in mehreren Frequenzbändern
im Sub-6-GHz-Bereich gleichzeitig
senden und empfangen.
Mit der V2X-Kommunikation
für die Funkzugangsverwaltung
(Wireless Access Management,
WAM) können sich beide Arten
des Funkzugangs effizient 70
MHz im 5,9-GHz-Band teilen,
welches in den meisten Regionen
der Welt für V2X-Dienste
zugewiesen ist.
Den Zukunftstrends entsprechend
gehen die Autoren
davon aus, dass im Fahrzeug
zentralisierte Rechenressourcen
vorhanden sind
(Bild 4). Basisbandverarbeitung,
Modem-Protokollstacks
und Anwendungsverarbeitung
könnten auf der zentralen Plattform
erfolgen. Der ADRV9026
ist konform zu den Protokollen
JESD204B und JESD204C3
für die Übertragung und den
Empfang serieller Daten. Mit
handelsüblichen Kabeln lassen
sich Daten mit 10 Gbit/s über
Entfernungen bis 1m übertragen
[4]. Falls Entwickler eine höhere
Flexibilität benötigen oder mit
höheren Datenraten arbeiten
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5G/6G und IoT
müssen, lässt sich eine beliebige
Verarbeitungshardware verwenden,
um die JESD-basierten seriellen
Daten in ein anderes geeignetes
Format, beispielsweise
Gigabit-Ethernet oder PCIe, zu
konvertieren.
Aus Bild 4 ist ersichtlich, dass
jeweils zwei Sende- und Empfangskanäle
für DSRC, V2X
und 5G zugewiesen sind. 5G
kann die beiden Kanäle für die
vollständige 5G-Kommunikation
einschließlich Mobilfunk V2X-
Dienst nutzen. Mit zwei Kanälen
ließe sich auch ein 2 x 2 MIMO-
Szenario realisieren. Gegenüber
derzeitigen Schaltungskonzepten
müssen die Modems für jeden
Funkstandard im Zentralrechner
implementiert werden. Die
I/Q-Abtastwerte der jeweiligen
Funksignale werden von deren
Software-Modems verarbeitet.
Das Konzept bringt heute eine
gewisse Herausforderung mit
sich. Dank Implementierung in
Software und Virtualisierung
dürfte sich dies allerdings in
absehbarer Zeit leicht umsetzen
lassen. [5]
Schlussfolgerung
Bei dem hier erläuterten klassischen
Schaltungskonzept zur
Fahrzeugkommunikation wird
jedes Funksystem einzeln mit
Antennen, Kabeln, HF-Verarbeitungs-Hardware
und Software-Verarbeitungs-Hardware
implementiert. Ausgehend von
der qualitativen Analyse wurden
die negativen Auswirkungen des
klassischen Konzepts auf die
Leistungsfähigkeit der Dienste
dargestellt. Aufbauend auf der
Remote-Radio-Head-Architektur
und dem Einsatz eines Dualband-HF-ICs
wurde ein neuer
Schaltungsansatz für die Fahrzeugkommunikation
entwickelt.
Das RRH-Konzept in Verbindung
mit dem Dualband-HF-IC
bietet eine Reihe von Vorteilen:
• weniger Koaxialkabel
Dies erhöht die HF-Leistung
sowie die Zuverlässigkeit der
Funkverbindung.
• erfüllt die Anforderungen der
Software-Architektur künftiger
Fahrzeuge
Bild 4: Erweiterte 5G- und V2X-Kommunikation mit dem SDR-basierten RRH-Konzep
• Neue Leistungsmerkmale lassen
sich per Software-Updates
steuern.
• ein HF-IC für mehrere Standards
• optimierte Verwaltung der
Dienstqualität (Quality of
Service)
• bessere Koordinationsmöglichkeit
von Diensten, die mehrere
Funkstandards nutzen
• geeignet für die Einführung
neuer Funkstandards in zukünftigen
Fahrzeugen, beispielsweise
5G mmWave
Das hier vorgestellte RRH-Konzept
ist leistungsfähiger als herkömmliche
Lösungen und eignet
sich somit für das automatisierte
Fahren. Ferner lassen
sich mehrere Funksysteme in
einer gemeinsamen Schaltung
implementieren.
Gezeigt wurde, dass V2X-Dienste,
die für automatisierte Fahranwendungen
wie Platooning
(Vernetzung mehrerer LKWs,
die auf der gleichen Strecke
unterwegs sind) und ferngesteuertes
Fahren erforderlich sind,
die Vorteile des RRH-Konzepts
nutzen können. Denn für beide
Use Cases ist eine hohe Zuverlässigkeit
der Funkverbindung
unabdingbar.
Referenzen
[1] Danish Aziz, Chris Bohm,,
und Fionn Hurley: “Enabling
5G and DSRC V2X in Autonomous
Driving Vehicles”, Analog
Devices, Inc., Oktober 2021
[2] Ondrej Burcacky, Johannes
Deichmann, Georg Doll und
Christian Knochenhauer:
“Rethinking Car Software
and Electronics Architecture”,
McKinsey & Company, Februar
2018
[3] JESD204B Survival Guide,
Analog Devices, Inc., August
2014
[4] “Rev It Up: 3MTM Round
Conductor Flat, Controlled
Impedance Cable, 7700 Series”,
3M, August 2018
[5] Husein Dakroub, Adnan Shaout
und Arafat Awajan. “Connected
Car Architecture and Virtualization”,
SAE International
Journal of Passenger Cars: Electronic
and Electrical Systems,
April 2016
Autorenvorstellung
Danish Aziz ist Staff Field
Applications Engineer und Subject
Matter Expert für HF-Produkte
und -Systeme bei Analog
Devices (ADI). Als Mitglied des
technischen Sales-Teams treibt
Aziz das Wachstum voran und
bietet Kunden in der Region
EMEA technische Unterstützung.
Schwerpunkte seiner
Arbeit sind Funkanwendungen
für die Bereiche Automobil,
Industrie, Verteidigung und
Mobiltelefonie. Er vertrat ADI
in der 5G Automotive Association
(5GAA).
Bevor Danish Aziz 2017 zu ADI
kam, arbeitete er als Forschungsund
Entwicklungsingenieur bei
Bell Labs, Deutschland. Er trug
zur Standardisierung von 3G-,
4G- und 5G-Systemen bei. Er
vertrat Bell Labs in mehreren
von Europa und Deutschland
finanzierten Vorzeige-Forschungsprojekten.
Aziz ist Autor
oder Mitautor von mehr als 25
wissenschaftlichen Artikeln, die
in international begutachteten
IEEE-Veröffentlichungen für
Funkkommunikation publiziert
wurden. Aziz hält mehr als 20
aktive und veröffentlichte internationale
Patente.
Fionn Hurley ist als Marketing
Manager in der Automotive
Cabin Electronics Group bei
Analog Devices Inc. (ADI) in
Limerick, Irland, beschäftigt.
Bei ADI ist er seit 2007. Zuvor
war er als HF-Entwicklungsingenieur
beschäftigt.
Chris Bohm hat einen Abschluss
in Telekommunikation von der
Fachhochschule Regensburg und
einen Master of Science von der
University of Limerick, Irland.
Bohm ist seit 1995 bei Analog
Devices Inc. (ADI) und hat als
Digital Design Engineer an verschiedenen
ASIC-Produkten
gearbeitet. Darunter Videodecoder,
Referenzdesigns für die
optische Datenübertragung und
in letzter Zeit an HF-Systemen
für den 5G-Funkstandard. Sein
derzeitiger Arbeitsschwerpunkt
liegt auf der digitalen Signalverarbeitung
und der Entwicklung
von Algorithmen für die Funkübertragung
in Sub-6-GHz-Frequenzbändern.
◄
18 hf-praxis 11/2023

5G/6G und IoT
Für den wirtschaftlichen Erfolg
5G: Management von Risiken auf Komponentenebene
die schrittweise Erweiterung des
5G-Ökosystems von Chipsätzen,
Modulen und Geräten und ebnet
den Weg für die Entwicklung
von Proof-of-Concepts (POCs)
durch vertikale Branchen.
Beispiele für die drei großen Anwendungsfälle, für die 5G konzipiert ist: eMBB, Massive IoT, uRLLC
Wir leben bereits in einer
5G-Welt. Und die Entwicklung
des 5G-Geräte-Ökosystems hat
sich rasch beschleunigt. 2020
hatten 78 Anbieter über 200
5G-Geräte angekündigt. Dabei
handelte es sich um nicht weniger
als 16 verschiedene Typen,
wie Smartphones, CPE (Customer
Premises Equipment) für
den Innen- und Außenbereich,
Laptops/Notebooks, Roboter,
Drohnen, Unternehmensrouter,
IoT-Router und Dongles/
Adapter.
Quelle:
5G: Managing component-level
risks for commercial success
muRata / OMDIA,
© 2020 Omdia
www.murata.com
übersetzt und leicht gekürzt
von FS
Von den angekündigten 5G-
Geräten waren 60 im Handel
erhältlich, darunter 35 Smartphones.
Aber wir befinden uns
noch in den Anfängen von 5G.
Die heutigen kommerziellen
Netze basieren auf den Spezifikationen
für 5G New Radio
Non-Standalone (5G NR NSA),
die im Dezember 2017 fertiggestellt
wurden, sechs Monate früher
als geplant, da verschiedene
Interessengruppen den Wunsch
hatten, 5G so schnell wie möglich
einzuführen. Der Rest der
5G-Stufe 3 (ebenfalls Teil von
3GPP Release 15) einschließlich
des Next Generation Core
Network (5G CN), auch NGCN
abgekürzt, wurde im Juni 2018
fertiggestellt und ermöglicht
5G-Implementierungen in einem
Standalone-Modus (SA).
Die heutigen
kommerziellen Dienste
bieten in erster Linie verbesserte
mobile Breitbandgeschwindigkeiten
(eMBB) für Verbraucher
mit Smartphones. Mobilfunkbetreiber
auf der ganzen Welt
nutzen die im Vergleich zu LTE
verbesserten Bandbreiten- und
Latenzeigenschaften von 5G,
um neue immersive Erlebnisse
wie 4K-Videostreaming, Cloud-
Gaming und XR oder erweiterte
Realität (z. B. 360-Grad-
Ansichten von Sportveranstaltungen)
einzuführen. Der Erfolg
dieser Innovationen erfordert
eine stabile 5G-Konnektivität
und -Leistung in der gesamten
Umgebung (auch in Innenräumen),
ein genaues Verständnis
der Verbraucherbedürfnisse,
die Zusammenarbeit mit einem
breiten Spektrum von Ökosystempartnern
und ein flexibles
Geschäftsmodell.
Die 3GPP-Versionen 16 und 17
enthalten eine Reihe von Arbeitspunkten,
die sich mit den Anforderungen
an eine extrem zuverlässige
Kommunikation mit
geringer Latenz (uRLLC) und
einer Reihe anderer Funktionen
wie Multicast/Broadcast, Positionierung
und C-V2X (Cellular
V2X) befassen. Dies erleichtert
Die technischen
Anforderungen
für eMBB, Massive IoT und
uRLLC sind vielfältig. MBB-
Anwendungsfälle wie 4K-Videostreaming
und Cloud-Gaming
sind bandbreitenintensiv. Massive
IoT-Anwendungsfälle wie
Smart Metering erfordern in der
Regel eine hohe Abdeckung,
eine lange Batterielebensdauer
und potenziell zehntausende von
Geräten, die sich gleich zeitig
pro Zelle verbinden können.
Die Industrieautomatisierung,
ein Anwendungsfall für missionskritische
Dienste (MCS),
erfordert sehr niedrige Latenzzeiten
und ein sehr hohes Maß
an Verfügbarkeit. Die angestrebten
technischen Merkmale
von 5G zielen darauf ab, diese
verschiedenen Anwendungsfälle
durch Leistungsniveaus
zu adressieren, die 1-10-Gbps-
Verbindungen zu Endpunkten
im Feld (Bandbreite), die
1-ms-Ende-zu-Ende-Roundtrip-Verzögerung
(Latenz), eine
wahrgenommene Verfügbarkeit
von 99,999 % oder eine Paketverlustrate
von 10 -5 und eine
Batterielebensdauer von bis zu
zehn Jahren für strom sparende,
maschinenartige Geräte umfassen.
Die 5G-NR-uRLLC-Spezifikationen
des 3GPP führen neue
technische Merkmale ein, die ein
Mindestmaß an Zuverlässigkeit
und Latenz bieten können, das
für die Unterstützung von MCS
erforderlich ist, insbesondere
in den Bereichen industrielles
IoT (intelligente Fabriken, Prozessautomatisierung),
Energie
und Versorgungsunternehmen
(Stromnetz), Medizin (vernetzte
Krankenhäuser) und erweitertes
Cellular Vehicle-to-Everything
(eV2X).
20 hf-praxis 11/2023

5G/6G und IoT
Die technische Messlatte für
5G NR uRLLC ist sehr hoch
angesetzt. So hat 3GPP die Verfügbarkeitsanforderung
für den
Anwendungsfall der Stromverteilung
auf 99,9999 % Verfügbarkeit
und eine Latenz von bis
zu 5 ms festgelegt. Die robotergestützte
Diagnose, ein medizinischer
Anwendungsfall, erfordert
eine Verfügbarkeit von
99,9999 % und eine Latenz von
maximal 20 ms.
Dennoch wächst in allen Branchen
das Bewusstsein für die
potenziellen Vorteile von 5G.
Omdia unterteilt die Möglichkeiten
des mobilen Internets der
Dinge nach Anwendung, Region,
Generation (2G/3G/4G/5G) und
über zwölf Luftschnittstellen. Zu
den Anwendungen gehören solche
wie die Automobil branche
und die Anlagenverwaltung, die
in der Vergangenheit das M2M/
IoT-Mobilfunknetz genutzt
haben. Außerdem sind Anwendungen
wie Hausautomatisierung
und Haustierverfolgung
aufgeführt.
Omdia unterteilt 5G für das zelluläre
IoT in drei Bereiche: 5G
- C-V2X, 5G - eMBB/uRLLC
und 5G - Massive IoT. Man
geht davon aus, dass 5G - Massive
IoT bis 2025 mehr als die
Hälfte der 5G-Mobilfunk-IoT-
Verbindungen ausmachen wird.
Der Grund dafür ist die allgemeine
Forderung nach einer langen
Batterielebensdauer, einer
großen Reichweite und niedrigen
Gesamtbetriebskosten (TCO) in
größeren Anwendungsbereichen
wie Asset Management, Energieund
Versorgungswirtschaft und
Smart Cities.
In der Vergangenheit
gab es drei Haupttreiber bzw.
Anreize für die Einführung des
zellularen IoT:
• Steigerung der Effizienz
Z.B. kann die Verfolgung
und Zustandsüberwachung
von verderblichen Waren
während des Transports dazu
beitragen, finanzielle
Verluste aufgrund von
­Diebstahl, Fehlplatzierung
oder Verschwendung zu
reduzieren
• Schaffung neuer Einnahmequellen
z.B. können OEMs, dietraditionell
Produkte wie
Waschmaschinen verkauft
haben, das zellulare IoT
und eingebettete Sensoren
nutzen, um die laufende
Überwachung und Wartung
des Produkts gegen eine
wiederkehrende Gebühr
zu monetarisieren.
• Einhaltung gesetzlicher
oder vertraglicher
Verpflichtungen
z.B. die Überwachung der
von Fern­fahrern am Steuer
verbrachten Zeit, ist in vielen
Ländern der Welt gesetzlich
vorgeschrieben.
Die verbesserten Leistungsmerkmale
von 5G eröffnen Möglichkeiten
für komplexere Anwendungsfälle
wie die Fernsteuerung
von Fahrzeugen, verteilte
automatische Schaltvorgänge in
einem Stromnetz und robotergestützte
medizinische Diagnosen.
Um diese Chancen zu nutzen,
sind technologische Innovationen
und flexible Geschäftsmodelle
erforderlich. Und um diese
Vorteile zu realisieren, muss
das 5G-Ökosystem technische
und kommerzielle Herausforderungen
bewältigen:
Die Einrichtung und der
Betrieb von 5G-Netzen
und -Diensten
wird im Vergleich zu früheren
Generationen der Mobilfunktechnologie
eine erheblich
größere Herausforderung
darstellen. Die Forderung nach
einem höheren Durchsatz und
geringeren Latenzzeiten erfordert
die Nutzung des Mittelbandspektrums
von 6 bis 39 GHz
(einschließlich mmWave). Dies
bedeutet dichtere Netze, was für
die Betreiber eine erhebliche
Herausforderung beim Zugang
zu Standorten und bei der Verwaltung
der Investitions- und
Betriebsausgaben darstellt.
5G bringt auch eine höhere Komplexität
der 5G-Geräte mit sich,
die sich in einer größeren Anzahl
von Komponenten und Modulen
sowie in der Notwendigkeit
des Stromverbrauchs- und
Temperatur­managements äußert.
Neue Ansätze für das Wärme-
Management und die Miniaturisierung
von Komponenten werden
entscheidend sein.
Betreiber von 5G-Netzen müssen
in Gebieten ohne 5G-Abdeckung
eine reibungslose Übergabe an
ältere Mobilfunknetze gewährleisten.
Die Erfüllung der sehr
strengen und unterschiedlichen
Leistungsanforderungen der
drei Iterationen von 5G eMBB,
Massive IoT und uRLLC sowie
der Anforderungen spezifischer
Branchen stellt eine weitere
Herausforderung dar.
Das 5G-Ökosystem sollte seine
eigenen Probleme und die der
Endanwender von 5G gleichermaßen
im Auge behalten. Für
Telekommunikationsbetreiber
bedeutet dies, dass sie in der
Lage sein müssen, die 5G-Netzabdeckung
auf kosteneffiziente
und skalierbare Weise bereitzustellen
und zu erweitern. Für
Unternehmen, die eine lange
Akkulaufzeit für ihre Feldgeräte
benötigen, bedeutet dies, dass sie
ein Auge darauf haben müssen,
unnötigen Stromverbrauch und
Datenübertragungen zu reduzieren.
Es bedeutet auch, dass
für geschäftskritische Anwendungen,
die ein sehr hohes
Maß an Verfügbarkeit und eine
geringe Latenzzeit benötigen, ein
Strom- und Kommunikations-­
Backup berücksichtigt werden
muss.
Unternehmen, die bereits Mobilfunknetze
für ihre IoT-Implementierungen
eingesetzt haben,
verfügen über ein grundlegendes
Verständnis der Kernelemente
der TCO (Total Cost of Ownership)
über die gesamte Lebensdauer
eines Geräts. Dies gilt
nicht für Unternehmen oder
Anwendungen, die in der Vergangenheit
weitgehend auf
Mobilfunk verzichtet haben, und
auch nicht für 5G-uRLLC- oder
-MCS-Anwendungen, bei denen
sich die Höhe und die Ursachen
der Kosten erheblich von massiven
IoT-Implementierungen
unterscheiden.
Eine zentrale
Herausforderung
für das 5G-Ökosystem wird
darin bestehen, eine Preisgestaltung
für die Konnektivität
zu unterstützen, die die komplexen
Kosten für die Bereitstellung
garantierter Leistungsniveaus
widerspiegelt und mit
den kommerziellen Zielen der
5G-Anwenderunternehmen in
Einklang steht. Im Zuge der
Weiterentwicklung der verschiedenen
5G-Formen erwartet
Omdia eine innovative Preisgestaltung
für 5G-Konnektivität,
die auf dem Erreichen bestimmter
technischer oder kommerzieller
Leistungsindikatoren
(KPIs) basiert. Diese Innovation
erfordert eine enge Zusammenarbeit
zwischen dem 5G-Ökosystem
aus aus Chipsatz- und
Modulanbietern, Komponentenund
Netzwerkanbietern, Telekommunikationsbetreibern
und
Software-Anbietern. ◄
Prognose für kumulative 5G-Verbindungen nach Anwendungen bis 2025
hf-praxis 11/2023 21

5G/6G und IoT
Die Herausforderung eMBB meistern
Dieser Artikel untersucht die Herausforderungen für eMBB-Produkte und zeigt Herangehensweisen
für deren Bewältigung.
Bild 1: P1dB für verschiedene Halbleitertechnologien in Abhängigkeit von der
Anzahl der Antennengruppen-Elemente zur Erreichung der EIRP-Zielwerte
(Bild mit freundlicher Genehmigung von Analog Devices)
Die nächste Generation von
5G/6G-Kommunikationssystemen
wird massive Konnektivität
zum Internet in Form
von extremer Kapazität, hoher
Abdeckung, hoher Zuverlässigkeit
und extrem niedrigen
Latenzzeiten bieten, was eine
breite Palette neuer Dienste
durch innovative Technologien
ermöglicht. Erweitertes mobiles
Breitband (eMBB) bedeutet
einen hohen Datendurchsatz in
der Größenordnung von mehr als
10 Gbit/s, eine hohen Systemkapazität
in der Größenordnung des
1000-fachen von LTE und einer
viel bessere spektrale Effizienz
(3…4x) als LTE.
Quelle:
„5G NR Design for eMBB“
2023,Cadence
www.cadence.com
www.cadence.com/go/awr
übersetzt und stark gekürzt
von FS
Dritte Welle der drahtlosen
Kommunikation
5G und nachfolgende Systeme
werden die Lücke zwischen der
physischen und der Cyberwelt
schließen. Heute nutzen mobile
Verbraucher drahtlose Konnektivität,
um von fast jedem Ort aus
auf das Internet zuzugreifen. In
Zukunft wird die Hochgeschwindigkeitsabdeckung
weiterverbreitet
und schneller sein, und
es wird mehr Wert daraufgelegt
werden, Informationen von
realen Ereignissen und menschlichen
und/oder IoT-Aktivitäten
mit dem Internet zu übertragen.
Sobald sich diese Informationen
in der Cloud befinden, kann die
KI die reale Welt im Cyberspace
nachbilden hinweg über physische,
wirtschaftliche und zeitliche
Beschränkungen, sodass
„Zukunftsprognosen“ gemacht
und „neues Wissen“ entdeckt
werden können.
Die drahtlose Kommunikation
bei dieser cyber-physischen Verschmelzung
muss eine Übertragung
mit hoher Kapazität und
geringer Latenzzeit bieten. Sie
entspricht der Rolle des Nervensystems,
das Informationen
zwischen dem Gehirn und dem
Körper vermittelt. Diese nächste
Welle der Kommunikation
konzentriert sich bekanntlich
auf die drei Dienstbereiche
eMBB, ultrazuverlässige Kommunikation
mit niedriger Latenz
(URLLC) und massive maschinengestützte
Kommunikation
(mMTC).
Kommunikation im C-Band
Der Frequenzbereich von 3,4 bis
4,2 GHz, das C-Band, wird den
Übergang von 4G zu 5G erleichtern,
da er Zugang mit weniger
schwierigen Ausbreitungsbedingungen
und geringeren Verlusten
als bei mmWave bietet. Das
C-Band unterstützt die Übertragung
in einer Non-Line-of-
Sight-Umgebung (NLOS) und
ermöglicht so eine Innenraumdurchdringung,
die der von Bändern
mit niedrigeren Frequenzen
gleichkommt. Im Vergleich zu
mmWave sind die Vorteile des
C-Bands sowohl wirtschaftlich
als auch technisch:
• Durch die Überlagerung bestehender
Makro- oder Kleinzellennetze
im C-Band werden im
Gegensatz zu mmWave keine
neuen Zellstandorte benötigt.
• Der Zugang zu einem Frequenzbereich
mit weniger
schwierigen Ausbreitungsbedingungen
als bei mmWave
stärkt die Übertragung in einer
NLOS-Umgebung und erleichtert
das Eindringen in Innenräume
in einer Größenordnung
wie bei den Bändern mit niedrigeren
Frequenzen.
Das C-Band eignet sich auch
gut für die Zeitduplex-LTE-
Technologie (TDD-LTE), die
Übertragung und Empfang auf
demselben Kanal ermöglicht,
im Gegensatz zum Frequenzduplex-LTE
(FDD-LTE), das
ein gepaartes Spektrum mit
unterschiedlichen Frequenzen
und einem Schutzband verwendet.
Bei einem TDD-LTE-Gerät
macht diese Fähigkeit die Verwendung
eines speziellen Diplexers
zur Trennung von Senden
und Empfangen überflüssig.
Dadurch werden die Kosten
gesenkt.
Im C-Band ist die Downlink-
Abdeckung größer als die
Uplink-Abdeckung. Dies ist
auf die viel größere Sendeleistung
der gNodeB-Basisstation
im Vergleich zur Uplink-Sendeleistung
des Nutzergeräts (UE)
sowie auf Unterschiede bei der
Zuweisung von Zeitschlitzen im
Uplink und im Downlink zurückzuführen.
Beamforming-Technologie
reduziert die Interferenzen
im Downlink und vergrößert den
Abstand zwischen der C-Band-
Abdeckung im Uplink und im
Downlink.
Simulationen haben gezeigt, dass
5G-Basisstationen, die bei 3,5
GHz arbeiten, in Kombination
mit fortschrittlichen Antennentechniken
wie MIMO und Beamforming
die gleiche Downlink-
Abdeckung bieten können, wie
sie derzeit mit LTE 1800MHz
verfügbar ist. Dadurch kann
das bestehende Zellennetz für
den anfänglichen 5G-Rollout im
Sub-6GHz-Bereich wiederverwendet
werden. Größere MIMOund
Beamforming-Arrays sind
jedoch wegen des begrenzten
Platzes in einem Mobiltelefon
nicht praktikabel. Wenn der
Uplink dieselben Frequenzen
wie der Downlink nutzen würde,
dann würde die Größe der Zelle
auf die maximale Reichweite im
Uplink schrumpfen, begrenzt
durch die Leistung des Endgeräts
und den Antennengewinn.
Nimmt man den Downlink mit
50 Mbit/s und den Uplink mit
5 Mbit/s als Beispiel, so unterscheidet
sich die Reichweite des
C-Band-Uplinks und des Downlinks
um 16,2 dB.
22 hf-praxis 11/2023

5G/6G und IoT
Während der C-Band-Downlink
eine ähnliche Abdeckung
wie LTE 1800MHz erreichen
kann, wird die Einschränkung
der Uplink-Abdeckung zu einem
Engpass bei der 5G-Einführung,
der sich negativ auf das Nutzererlebnis
auswirkt. Der Unterschied
zwischen C-Band- und
LTE-1800MHz-Uplink-Abdeckung
beträgt 7,6 dB für 2R und
10,4 dB für 4R, wie im Aufmacherbild
dargestellt.
Das 3GPP Release 15 führte
New Radio (NR) Carrier Aggregation
(CA) und Supplementary
Uplink (SUL) ein, um die
begrenzte Uplink-Abdeckung
auf den höheren Bändern zu
bewältigen. Diese Mechanismen
nutzen bislang ungenutzte
Sub-3GHz-Bandressourcen, um
die C-Band-Uplink-Abdeckung
zu verbessern und 5G-Dienste
in einem größeren Gebiet zu
ermöglichen. Diese Lösungen
erhöhen die Anforderungen an
die Leistungsverstärker (PAs)
der Basisstation und der Mobilgeräte,
das RF-Frontend und die
Antennen. Je nach der zu entwickelnden
Ausrüstung müssen
die Entwickler die Spezifikationen
der einzelnen Komponenten
auf der Grundlage des
Verbindungsbudgets festlegen.
Die elektrischen Anforderungen
sowie Kosten- und Größenüberlegungen
spielen eine
Rolle bei der Auswahl der für
die Zielanwendung am besten
geeigneten Halbleiter-/Integrationstechnologie.
Link-Budgets werden verwendet,
um die empfangene Leistung
in einem Kommunikationssystem
vorherzusagen, die
letztendlich durch das erreichbare
Signal-Rausch-Verhältnis
(SNR) am Empfänger begrenzt
wird. Die empfangene Leistung
wiederum wird durch Kanalverluste
und die effektive isotrope
Strahlungsleistung (EIRP) des
Senders bestimmt, die gleich der
mit dem Antennengewinn multiplizierten
Sendeleistung ist. Bild
1 zeigt die Beziehung zwischen
EIRP, Anzahl der Antennenelemente,
verfügbarer Verstärkerleistung
bei 1-dB-Kompression und
dominierenden Halbleitertechnologien.
Galliumnitrid (GaN) und
Bild 2: ACPR-, EVM- und CDDF-Messungen, die mit der 5G-NR-Option der WAR-VSS-Software durchgeführt wurden
Galliumarsenid (GaAs) sind die
bevorzugten Halbleiter in Frontends
mit Arrays mit 20 dBm,
weshalb III-V-Technologien in
UE weit verbreitet sind.
Design mit der richtigen
Software
Für Verstärker, die entweder als
diskrete GaAs/GaN-Transistoren
auf einer Leiterplatte oder als
integrierte MMICs entwickelt
werden, bietet die Cadence AWR
Software System-, Schaltungsund
elektromagnetisches (EM)
Co-Design und unterstützt alle
Phasen der PA-Entwicklung. Sie
bietet gleichzeitige Schaltplanund
Layout-Design-Eingabe
und -Verwaltung, während die
HB-Engine des Cadence AWR
APLAC Harmonic Balance
Simulators in der Cadence AWR
Microwave Engine des Cadence
AWR Microwave Office Simulators
rigorose Frequenzbereichssimulationen
von nichtlinearen
HF-Netzwerken bietet.
Das Verstärker-Design beginnt
mit der Auswahl eines geeigneten
aktiven Bauelements für
die angestrebte Frequenz und die
Leistungsziele, gefolgt von der
Entwicklung der Vorspannungsund
Impedanzanpassungsschaltung.
Denn Vorspannung und
Last/Source-Abschlüsse haben
einen starken Einfluss auf die
Verstärkerleistung, daher bietet
die AWR-Software Entwurfshilfen
wie DC-IV-Kurvengenerierung,
Load-Pull-Analyse und
Impedanzanpassungsnetzwerk-
Synthese.
Bild 1 bringt als Beispiel einen
3,5-GHz-Doherty-PA mit GaN-
Transistoren mit hoher Elektronenbeweglichkeit
(HEMT)
für 5G-C-Band-Basisstationen.
Der WAR-APLAC-Simulator
verifiziert die Verstärkerleistung
mit speziellen Messungen wie
Rauschzahl (NF) und Kleinsignal-Transmissions-
und Reflexionsparameter
(S-Parameter)
sowie die nichtlineare Leistung,
die Verstärkungskompression
und die Wirkung auf
Großsignalanregungen. Darüber
hinaus unterstützt der AWR
APLAC-Simulator die Analyse
von Hüllkurven für Schaltungen
mit digital modulierten Signalen
und bietet die Simulation von
wichtigen Linearitätskennzahlen
wie Nachbarkanalleistungs-
Verhältnis (ACPR) und Fehler-
Vektor-Magnitude (EVM). Bild
2 dokumentiert ACPR-, EVMund
CDDF-Messungen (Complementary
Cumulative Distribution
Function), die mit der
5G-NR-Option der WAR-VSS-
Software durchgeführt wurden.
Weitere Informationen entnimmt
man der Originalquelle.
Zum Schluss
Systementwürfe beginnen oft
mit einer Budgetanalyse, die
dazu dient, die HF-Verbindung
zu definieren, die kaskadierte
Leistung der HF-Verbindung
zu berechnen und die Spezifikationen
der einzelnen Komponenten
zu bestimmen. Der Referenzentwurf
begann mit Näherungswerten
aus der Literatur
einschließlich der wahrscheinlichen
Leistung der Komponentenblöcke.
Hierzu gehören IC-
Prozess, Systemanforderungen
(Datenraten und Abdeckungsbereich),
Kanalverluste, zulässige
Sender-EIRP und Empfängerempfindlichkeit.
Die Kommunikationssysteme
der nächsten Generation, die
auf 5G/6G-Funktionen abzielen,
bedeuten eine massive
Anbindung an das Internet mit
extremer Kapazität, Ab­deckung,
Zuverlässigkeit und extrem
niedriger Latenz, die eine
breite Palette neuer Dienste und
Geschäftsmöglichkeiten ermöglichen.
Dies wird durch eine
Reihe innovativer Technologien
ermöglicht, wie durch komplexe
RF-Frontend-Architekturen und
hochintegrierte Multi-Fabric-
Elektronik. Design- und Fertigungs-Software
werden für die
Entwicklung dieser Technologien
entscheidend sein. ◄
hf-praxis 11/2023 23

5G/6G und IoT
Die Herausforderung der Größe
Miniaturisierung von IoT-Designs
Dieser Beitrag befasst sich mit den Herausforderungen bei der Entwicklung von vernetzten Geräten. Hier
werden immer kleinerer Produkte verlangt, sodass insbesondere der Antennenintegration und System-in-
Package-Modulen erhöhte Bedeutung zukommt.
Der Freiraum für die Antenne, die Grenze der Grundplatte und die Position des BGM121-SiP-Moduls zu den Leiterplattenkanten beeinflussen die HF-Leistung
Quelle: „Miniaturizing
IoT Designs“, 2023
Tom Nordman, Pasi Rahikkala
Silicon Labs
www.silabs.com
übersetzt von FS
Da wir immer mehr Geräte drahtlos
mit dem Internet verbinden,
stehen Elektronik ingenieure vor
mehreren Herausforderungen,
darunter die Fragen, wie man
einen Funksender in den vorhandenen
Platz auf dem Gerät
unterbringt und wie man immer
kleinere Geräte herstellen kann.
Bei alldem verlangen Verbraucher
nach Produkten für das
Internet der Dinge (IoT), die
ergonomisch einfach zu bedienen
sind. Die Größenerwartung
ist eine der am häufigsten
gestellten Fragen, wenn es um
IoT-Geräte geht, danach kommen
Funkleistung und Preis.
Im Idealfall möchten Ingenieure
IoT-Komponenten verwenden,
die so klein wie möglich sind,
eine hervorragende HF-Leistung
haben und erschwinglich sind.
Diese Eigenschaften werden bei
IoT-Komponenten in der Regel
nicht vereint, und dies stellt eine
Herausforderung für Lösungsanbieter
dar.
Platzprobleme
Glücklicherweise ist die Größe
eines Siliziumchips im Laufe
der Jahre immer kleiner geworden,
da die Industrie neue Silizium-Herstellungsverfahren
entwickelt hat. Die Industrie hat
dadurch das Platzproblem für
IoT-Implementierungen gelöst,
indem sie durch die Kombination
von MCU und HF-Frontend
in System-on-Chip-Konfigurationen
(SoC) sozusagen drahtlose
MCUs verfügbar gemacht hat.
Der Trend zu SoCs hat jedoch
das physikalische Problem des
HF-Senders mit der Antenne
nicht gelöst. Das Antennen-
Design wird oft dem Kunden
überlassen, oder er wird dazu
angehalten, fertige drahtlose
Module mit einer integrierten
Antenne zu nutzen. Der Platzbedarf
für eine Antenne ist eine
Herausforderung bei der Entwicklung
kleiner IoT-Geräte. Die
Antenne muss effizient sein und
gleichzeitig zuverlässige drahtlose
Verbindungen ermöglichen.
Aus diesem Grund liegt der
Schwerpunkt hier auf den spezifischen
Belangen der Antennenintegration.
Warum ein SoC?
Als der erste IoT-Boom in den
2000er Jahren aufkam, hieß
die Branche noch Machine-to-
Machine (M2M), und die für
die IoT-Konnektivität angebotenen
Komponenten waren
hauptsächlich GPRS-Modems,
Bluetooth-Ersatz für serielle
Kabel oder proprietäre Sub-G-
Funkgeräte. Diese Designs hatten
zwei Hauptkomponenten für
24 hf-praxis 11/2023

5G/6G und IoT
die Konnektivität: die MCU und
das Funkmodem.
Und der erforderliche Platz für
die grundlegende IoT-Funktionalität
war in der Regel am kleinsten:
50 mm in jeder Dimension.
Als die Siliziumindustrie zu Prozessen
überging, bei denen die
erforderliche MCU- und HF-
Funktionalität auf demselben
Chip untergebracht werden
konnte, ergaben sich neue Möglichkeiten
für die Entwickler.
Jetzt konnten sie die Funktionalität
eines IoT-Geräts in ein und
demselben IC/SoC implementieren.
Die IoT-Komponentenarchitekturen
verlagerten sich
aufgrund der offensichtlichen
Vorteile auf drahtlose MCUs.
Ingenieure können IoT-Geräte
nun mit einem einzigen Bauteil
entwickeln und dadurch viel
Platz sparen, aber auch Geld.
Bei der Auswahl der Architektur
für moderne IoT-Geräte ist es
offensichtlich, dass SoC-basierte
Systeme aufgrund ihres Größenvorteils
die Nase vorn haben
werden. Der Trend zu SoCs hat
jedoch nicht die Physik der HF-
Übertragung über die Antenne
gelöst.
Was ist mit der Antenne?
Die neue Ära der hochintegrierten
SoCs wirft bei den Entwicklern
einige Fragen auf: Was ist
mit der Antenne? Wie viel Platz
sollte ich für die Antenne reservieren?
Welche Art von Antenne
sollte ich wählen, oder sollte ich
ein Modul verwenden, in dem
die Antenne bereits integriert
ist? Die Antennenfrage ist komplex,
denn wir müssen nicht nur
die Größe und den Wirkungsgrad,
sondern auch Fragen der
Verstimmung, insbesondere bei
Designs mit unterschiedlichen
Gehäusen, aber gleicher Antennenarchitektur
beachten.
Üblicherweise werden für IoT-
Designs PCB-Leiterbahnantennen,
wie z.B. Inverted-F,
verwendet. Dies aufgrund ihrer
niedrigen Materialkosten. Aber
diese gedruckten PCB-Antennen
haben erhebliche Größenanforderungen,
normalerweise im
Bereich 25 mm x 15 mm, was die
resultierenden IoT-Geräte letztlich
zu groß werden lässt. Diese
Antennen haben auch einen weiteren
Nachteil, wenn sie in einem
Modul verwendet werden: Sie
reagieren empfindlich auf die
durch die Gehäusematerialien
verursachte Verstimmung und
müssen bei der Montage des
Endprodukts besonders berücksichtigt
werden, um optimal zu
funktionieren. In SoC-Designs
ist die Antennenabstimmung
Teil des normalen Designflusses
und erfordert ein gewisses Maß
an Fachwissen. Bei diesen Entwürfen
unterscheidet sich eine
gedruckte Antenne nicht von
anderen Antennentypen.
Die Antennenhersteller bieten
seit einiger Zeit Chip-Antennen
an, um den Design-Aufwand zu
vereinfachen. Diese Antennen
gibt es hauptsächlich in zwei
Formen:
• Antennen, die nicht mit
der GND-Ebene gekoppelt
sind und eine relativ große
Freifläche benötigen (oder
die frei sind von Masse,
Leiter bahnen und Bauteilen)
Beispiele für solche Antennen
sind Monopolantennen und
invertierte F-Antennen.
• Antennen, die mit der GND-
Ebene gekoppelt sind und entweder
eine relativ kleine Freifläche
unter der Antenne oder
überhaupt keinen Freiraum
benötigen.
Der erforderliche Platzbedarf für
den HF-Teil eines IoT-Designs
sollte auch die Freifläche enthalten,
da hier keine Komponenten
oder Leiterbahnen platziert werden
können. Das bedeutet, dass
die Designer bei der Größenabschätzung
ihrer IoT-Geräte auf
die erforderlichen Leiterplattenabmessungen
für die Antenne
und die benötigten Freiräume,
aber auch die Abstände zwischen
der Antenne und der Gehäusekante
umfassen, Rücksicht nehmen
müssen.
Bei IoT-Designs in der Größe
einer Knopfzellenbatterie gibt
es immer einen Kompromiss
mit der Antenneneffizienz. Je
kleiner die Antenne, desto weniger
Effizienz können wir für die
HF-Leistung erreichen. Etwa
Geräte, die weniger als 10 mm
in jeder Raumdimension nutzen,
ermöglichen im 2,4-GHz-Band
eine Bluetooth-Verbindung über
etwa 10 m mit einem Mobiltelefon,
was für die meisten persönlichen
IoT-Geräte akzeptabel ist.
Wenn die Abmessungen jedoch
näher an 20 mm in jeder
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hf-praxis 11/2023 25

5G/6G und IoT
­Richtung liegen, steigt die HF-
Effizienz erheblich und ermöglicht
je nach den Bedingungen
eine praktische Reichweite von
20 bis 40 m mit einem Mobiltelefon.
Und wenn die Abmessungen
40 mm erreichen, dann sind mehrere
Antennen möglich, die auf
die Größe der Grundfläche abgestimmt
sind für maximale Leistung.
Das bedeutet dann, dass
mit dem Bluetooth-4.2-Protokoll
die praktische Reichweite zwischen
zwei identischen Geräten
etwa 60 bis 400 m beträgt. Bei
Verwendung von 15.4-Protokollen
wie ZigBee kann die Reichweite
bei Sichtverbindung bis zu
über 500 m betragen.
Also je nach der Anwendung und
der angestrebten Größe muss ein
Entwickler die Antennenleistung
und -effizienz im Verhältnis zur
PCB-Größe im Auge haben, da
die meisten Chip-Antennen die
PCB-Massefläche als Teil der
Antennenkonfiguration verwenden.
Darüber hinaus ist die
Position der Antenne/des Moduls
im Design wichtig, und die Designer
müssen die Freiräume
und die Erdung für die optimale
Position des Moduls im Entwurf
berücksichtigen.
Gedruckte PCB-Antennen stellen
erhebliche Größenanforderungen.
Der Antennenabstand,
die Massefläche und die Position
des BGM121-SiP-Moduls zu den
Leiterplattenkanten beeinflussen
die HF-Leistung.
Was ist mit der externen
Antenne?
Laut Statistiken über Bluegiga-
Module in der Design-Pipeline
für mehrere Antennen-Packaging-Optionen
evaluieren fast
50% der IoT-Kunden die Leistung
und Machbarkeit einer
externen Antenne (= in das
Gehäuse integrierte Antennen
über U.Fl-Stecker). Doch
nur etwa 10% dieser evaluierten
Designs setzen die externe
Antenne tatsächlich ein, und
90% der Kunden entscheiden
sich für Module mit integrierter
Chip-Antenne. Was ist der
der Grund dafür? Warum setzen
Ingenieure externe Antennen
nicht in großem Umfang in
ihren Entwürfen ein? Die Antwort
auf diese Frage:
Die Mechanik der externen
Antenne ist beim Entwurf nicht
design-freundlich. Die Geräte
sehen unschön aus und gehen
leicht kaputt, wenn sie fallengelassen
wird. Diese Antennen
erhöhen auch die BoM und die
Montagekosten. Vergleicht man
die Effizienz eines guten HF-
Designs mit Chip-Antenne mit
der Nutzung durch eine U.Fl.-
Antenne, ergibt sich kein Vorteil
für die Verwendung einer
externen Antenne. Eine externe
Antenne ist nur notwendig,
wenn das Gehäuse des Geräts
aus Metall ist und einen faradayschen
Käfig bildet. Die mit
der externen Antenne mögliche
beste Leistung ist ein zu schwaches
Argument gegenüber den
höheren Montagekosten und
dem aufwendigeren mechanische
Design gegenüber einer
Chip-Antenne.
Wie stark sollte das Gehäuse
gepackt sein?
Bei der Konstruktion eines IoT-
Geräts mit Antenne spielen die
Mechanik und das Gehäuse eine
wichtige Rolle mit Blick auf
das Problem der Antennenverstimmung.
Die HF-Strahlung,
die aus der Antenne austritt,
wird durch die Nähe der Materialien
beeinflusst. Die Antenne
verstimmt sich, wenn sie mit
Metall oder sogar Kunststoff in
Berührung kommt. Aus diesem
Grund muss die Antenne von
einem Gehäuse aus Kunststoff
oder Metall getrennt werden.
Es gibt große Unterschiede zwischen
den Antennentypen und
ihrer Empfindlichkeit gegenüber
Verstimmung.
Einige der neuesten Gehäuseinnovationen
der SiP-Module von
Silicon Labs lösen das Problem
der Verstimmung, da die Antenne
sich bereits im Substrat befindet
und auf die Nähe des Kunststoffgehäuses
abgestimmt ist.
Dadurch können die Designer
das SiP-Modul frei auf ihren Designs
platzieren und die Größe
der Geräte erheblich reduzieren.
Gedruckte PCB-Antennen haben erhebliche Größenanforderungen,
normalerweise im Bereich von 25 x15 mm
Möglichkeiten von einem
System-in-Package (SiP)
Silicon Labs hat seine IoT-SoC-
Erfahrung mit der Bluegiga-
Antennen-Design-Erfahrung
kombiniert und ein SiP-Modul
entwickelt, das die Vorteile eines
SoC-Moduls mit einer extrem
kleinen Grundfläche kombiniert.
Der gesamte Design-Footprint
einschließlich des Freiraumes für
die Antenne beträgt etwas mehr
als 50 mm2. Dies bedeutet, dass
es Platz für andere Komponenten
im Design lässt und macht es
endlich möglich, wirklich kompakte
IoT-Geräte zu entwickeln.
Die BGM12x-SiP-Module
sind für den kleinsten Design-
Footprint der Bluetooth-Low-
Energy-Technologie konzipiert.
Die Größe von 6,5 x 6,5
mm bietet eine vollständige
Implementierung und umfasst
eine ARM-Cortex-M4F-Corebasierte
MCU, viel Flash und
RAM, eine integrierte Antenne
und eine ultrakleine Freifläche
von 5 mm x 3 mm, um Hochleistungsanwendungen
zu ermöglichen.
Das SiP-Modul integriert
außerdem alle erforderlichen
passiven Komponenten, sodass
der Designer sich von den bei
Einhaltung der Layout-Richtlinien
HF-bezogenen Design-Problemen
befreit. Die SiP-Module
sind ideal für Wearables und
Hausautomatisierungssysteme
und für Anwendungen, bei
denen das Design der Endgeräte
schlank und klein sein muss, wie
z.B. Sport- und Fitnessgeräte.
Best Practices für die
Größenoptimierung mit SiP
1. Verwenden Sie eine SiP, die
auf einem SoC mit flashbasierter
Architektur für Protokoll-Updates
und Wartung
basiert.
2. Verwenden Sie hochintegrierte
und kleine SiP-Module mit
kleinen PCB-Freibereichen.
3. Verwenden Sie hochintegrierte
SiP-Module mit Antennen, die
sich in der Nähe des Gehäuses
nicht verstimmen.
4. Halten Sie sich genau an die
vorgegebenen Layout-Richtlinien.
Achten Sie auf die Genauigkeit
der Größe des Freiraumes
und die Positionierung
der SiP-Module sowie den
Abstand zu den Leiterplattenkanten..
◄
26 hf-praxis 11/2023

MMWAVE FILTERS
LTCC Meets 5G
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5G/6G und IoT
Konformitätstest ebnet den Weg
für Fortschritte bei 5G V2X
• HF-Vektor-Signalgenerator
Keysight MXG X-Serie
• Keysight PathWave-
Signalerzeugung für 5G NR
• Keysight NR V2X-
Messanwendung
Keysight Technologies
www.keysight.com
Keysight Technologies und
Ettifos haben erfolgreich einen
Sidelink-Funkkonformitätstest
des 3rd Generation Partnership
Project (3GPP) Release 16
(Rel-16) durchgeführt, bei dem
die SIRIUS-5G-V2X-Sidelink-
Plattform von Ettifos und die
hochentwickelten Testgeräte von
Keysight zum Einsatz kamen.
Damit wurde der Weg für die
Weiterentwicklung von 5G-V2X
(Vehicle-to-Everything) geebnet.
Hintergrund: Mit der steigenden
Nachfrage nach vernetzten Fahrzeugen
und der zunehmenden
Bedeutung des autonomen Fahrens
stellt der Ausbau von 5G
für den Einsatz im Automobilbereich
besondere Anforderungen
an eine erfolgreiche Implementierung.
Die Sidelink-Kommunikation,
ein entscheidendes
Merkmal für mobilfunkbasiertes
Vehicle-to-Everything (C-V2X),
ermöglicht es Fahrzeugen, Informationen
mit anderen Elementen
des Straßensystems unabhängig
vom Netzwerk auszutauschen.
Die 5G New Radio (NR) V2X
Spezifikation, die auf dem Rel-
16-Standard basiert, wird einen
höheren Durchsatz, eine verbesserte
Zuverlässigkeit und
eine geringere Latenzzeit bieten
und es Fahrzeugen ermöglichen,
umfangreiche Echtzeitdaten auszutauschen,
die autonomes und
vernetztes Fahren unterstützen.
Mit dem Abschluss des Konformitätstests
wurde die Konformität
der Geräte von Keysight
und Ettifos mit den Rel-16-Standards
bestätigt. Jetzt verfügen
Entwickler über zuverlässige
Tools zum Testen fortschrittlicher
Anwendungsfälle, die
für 5G-V2X entworfen wurden.
Während des Prozesses brachte
Keysight die ersten marktreifen
Software-Apps für die Hochfrequenz
(HF)-Bitübertragungsschicht
auf den Markt, die NR
V2X für den PathWave Signal
Generation Desktop und den
HF-Vektor-Signalgenerator der
X-Serie von Keysight unterstützen.
Zu den für den Konformitätstest
verwendeten Lösungen gehören:
• Keysight MXA-
Signalanalysator
Hojun Kim, Global Chief Technology
Officer, Ettifos, sagte:
„Dieser Funkkonformitätstest
mit Keysight ermöglichte es
uns, die Qualität und Konformität
unserer 5G-V2X Sidelink-
Plattform SIRIUS zu bestätigen.
Da Keysight und wir die Implementierung
von 3GPP Release
16 in unseren jeweiligen Geräten
unabhängig voneinander entwickelt
haben, war die erfolgreiche
Interoperabilität unserer
Geräte umso aussagekräftiger.
Außerdem zeigt es den V2X-
Stakeholdern, dass es auf dem
Markt verfügbare und einsatzbereite
Geräte gibt, mit denen
fortschrittliche Anwendungsfälle
getestet werden können, die im
Hinblick auf 5G-V2X Sidelink
entwickelt wurden.“
Thomas Götzl, Vice President
und General Manager von Keysights
Automotive and Energy
Solutions, sagte: „Wir sehen
den Übergang von der grundlegenden
Sicherheit, die durch
LTE-V2X ermöglicht wird, zu
erweiterter Sicherheit und fortgeschrittenen
Anwendungsfällen,
die sich auf die Leistung
von 5G-V2X stützen. Das ist
die entscheidende nächste Phase
für vernetzte Fahrzeuge. Die
5G-V2X-fähigen Signalgenerator-
und Signalanalysator-Plattformen
von Keysight verfügen
über die Leistung und die Funktionen,
die erforderlich sind,
um die notwendigen Entwicklungsfähigkeiten
und Einblicke
zu bieten, die unsere Kunden,
wie Ettifos, für die Entwicklung
von Produkten wie der SIRIUS-
Plattform benötigen.“ ◄
28 hf-praxis 11/2023

5G/6G und IoT
Rohde & Schwarz treibt mit neuen dedizierten
W- und D-Band-Testlösungen frühe 6G- und
Sub-THz-Forschung voran
Um die Grundlagenforschung
im Millimeterwellen- und Sub-
THz-Bereich zu unterstützen,
investiert Rohde & Schwarz
in die Entwicklung leistungsfähiger
Lösungen für sein HF-
Messtechnik-Portfolio. Auf der
EuMW 2023 in Berlin werden
nun drei weitere Produkte vorgestellt,
die speziell auf W- und
D-Band-Anwendungen zugeschnitten
sind: der neue R&S
SFI100A, ein Breitband-ZF-
Vektorsignalgenerator, der thermische
Leistungsmesskopf R&S
NRP170TWG und die TX/RX-
Frontends R&S FE110ST/SR.
Rohde & Schwarz
www.rohde-schwarz.com
Die drei neuen Geräte werden
es Forschenden ermöglichen,
bereits heute Bauteile und Schaltungen
für 5G-Nachfolgetechnologien
und 6G sowie für die
neuen Sensor- und Automotive-Radar-Anwendungen
der
Zukunft zu charakterisieren.
Die neuen Geräte ergänzen nahtlos
die bestehenden innovativen
HF-Testlösungen von Rohde &
Schwarz für Anwendungen im
W-Band (75 bis 110 GHz) und
im D-Band (110 bis 170 GHz)
und adressieren damit die Sub-
THz-Testanforderungen in der
Frühphase der Forschung für
5G-Nachfolgetechnologien
und 6G.
Breitband-ZF-
Vektorsignalgenerator
Der R&S SFI100A wurde im
Hinblick auf den hohen Bandbreitenbedarf
von anspruchsvollen
Anwendungen wie der
frühen 6G-Forschung, Wireless-Backhaul
mit hoher Kapazität,
Fixed-Wireless-Access,
­Sensorik und Automotive-Radar
ent­wickelt. Das einfach zu bedienende
Gerät im kompakten Format
bietet eine Modulationsbandbreite
von bis zu 10 GHz
und erzeugt vollständig kalibrierte
ZF-Signale. Der R&S
SFI100A lässt sich nahtlos mit
einem R&S-FExxxST-Up-Conversion-Frontend
verbinden, um
verschiedene Frequenzbereiche
abzudecken, und ermöglicht
die vollständige Steuerung des
Front­ends, sodass die Lösung
wie ein einziges Gerät agiert.
Neben der ZF-Schnittstelle verfügt
der R&S SFI100A außerdem
über analoge IQ-Ausgänge
– damit eignet sich der Generator
auch ideal für die Breitbandsignalerzeugung
im Basisband.
Thermischer
Leistungsmesskopf
Der neue R&S NRP170TWG(N)
erweitert das Portfolio der thermischen
HF-Leistungsmessköpfe
von Rohde & Schwarz
für präzise Messungen von
Leistungspegeln im Frequenzbereich
von 110 bis 170 GHz.
Die beiden Modelle – der
R&S NRP170TWG für den
Anschluss über USB und der
R&S NRP170TWGN mit
den Anschlussmöglichkeiten
USB und LAN – erreichen
den Markt als bisher einzige
Plug&Play-Leistungsmessköpfe
für D-Band-Messungen. Zu den
Highlights der Spezifikation
gehören ein Dynamikbereich
von -35 bis +20 dBm, eine hervorragende
Performance und
eine ausgezeichnete Impedanzanpassung.
Die thermischen
Leistungsmessköpfe werden
die schnellsten und einzigen
HF-Leistungsmessköpfe für das
D-Band auf dem Markt sein, die
die speziellen Anforderungen
der Massenproduktion erfüllen.
Sie sind voll kompatibel mit den
anderen D-Band-Testlösungen
von Rohde & Schwarz.
TX/RX-Frontends
Die neuen TX/RX-Frontends
R&S FE110ST/SR erweitern
den Frequenzbereich von
Rohde&Schwarz-Signalquellen
wie dem R&S SMW200A (Vektorsignalgenerator)
oder dem
neuen R&S SFI100A (Breitband-ZF-Vektorsignalgenerator)
sowie dem R&S-FSW-Signalund
Spektrumanalysator auf
das W-Band (75 bis 110 GHz).
Sie ergänzen das Portfolio des
Unternehmens an einfach zu
montierenden Frontends.
Weitere Informationen über das
Portfolio und News zu den Produkteinführungen
finden sich
unter www.rohde-schwarz.com/
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hf-praxis 11/2023 29

5G/6G und IoT
Verifizierung von RIS-Modulen für die 6G-Forschung
Millimeterwellen-Frequenzbereich untersucht.
Die Messungen der 3D-Reflexionscharakteristik
erfolgte mit dem R&S ZVA
VNA. Die Messungen der Reflexions­qualität
des 5G-Signals basierten hingegen auf dem
R&S SMW200A VNA und dem R&S FSW
Signal- und Spektrumanalysator. Zur Messautomatisierung
und Datenanalyse kam die
R&S AMS32 Software zum Einsatz.
Die Ergebnisse belegen, dass die Greenerwave
RIS die Funkleistung verbessern kann,
insbesondere im Kontext von 5G-FR2-
Implementierungen.
Rekonfigurierbare intelligente Oberflächen
(Reconfigurable Intelligent Surfaces, RIS)
stoßen in der Mobilfunkbranche zunehmend
auf Interesse, da sie eine effiziente Einführung
der 5G-Millimeterwellen-Technologie
ermöglichen und künftige 6G-Anwendungen
unterstützen könnten. Rohde & Schwarz
und Greenerwave haben kürzlich eine
Messkampagne zur Charakterisierung der
konfigurierbaren Funkwellen-Reflexionseigenschaften
eines neuartigen FR2-RIS-
Moduls von Greenerwave durchgeführt.
Dabei kam ein OTA-Antennentest­system
von Rohde & Schwarz zum Einsatz. Die
Messergebnisse gehören zu den ersten
Bestätigungen außerhalb des Labors, dass
eine auf Metamaterialien basierende RIS
die Abdeckung und Effizienz der Funkkommunikation
verbessern kann, insbesondere
in 5G-FR2-­Netzen. Diese Pionierleistung
wird den Weg für weitere Entwicklungen
in der 6G-Forschung ebnen.
Rekonfigurierbare intelligente
Oberflächen
versprechen eine Revolutionierung der
drahtlosen Kommunikation. Sie sind eine
der wichtigsten Technologiekomponenten
für künftige 6G-Netze, die die heutigen 4G/
LTE- oder 5G-NR-Netze in jeder Hinsicht
in den Schatten stellen werden. Die RIS-
Technologie nutzt Metamaterialien, um die
ansonsten zufällig gebildete Funk­umgebung
zu kontrollieren. Von diesen Metamaterialien
wird abhängen, ob die mit RIS verknüpften
Hoffnungen realisiert werden können.
Die neuartigen Materialien ermöglichen
eine noch nie dagewesene Kontrolle über
elektromagnetische Wellen, indem sie die
Impedanz im Subwellenlängen-Maßstab
­beeinflussen, und haben zu bedeutenden
Erfolgen in Bereichen wie Bildgebung,
Radar und Funkkommunikation geführt.
Bei der jüngsten Testkampagne wurde
Messtechnik von Rohde & Schwarz eingesetzt,
um eine FR2-RIS von Greenerwave
zu charakterisieren. Das Testen von RIS-
Modulen erfordert eine Testumgebung, die
eine Beleuchtung aus verschiedenen Einfallswinkeln
und gleichzeitig die Messung
des Signals bei mehreren Winkeln ermöglicht.
Für die OTA-Messungen wurde eine
Wireless-Performance-Prüfkammer (WPTC)
von Rohde & Schwarz verwendet. Zu diesem
Zweck wurde eine spezielle Halterung
für die Speiseantenne entwickelt, die die
Greenerwave-RIS bestrahlt.
Die RIS von Greenerwave
nutzt eine proprietäre Technologie, die auf
Metamaterialien basiert. Es handelt sich
um ein vielschichtiges elektronisches Bauelement,
in dessen Oberfläche eine Anzahl
von Flachantennen, sogenannte Pixel oder
Elementarzellen, eingearbeitet sind. Deren
elektromagnetische Reaktionen können
über eine Steuerplatine kontrolliert werden.
Das Modul arbeitet im 5G-FR2-Bereich
und überschreitet dessen Grenzen sogar
noch – es deckt eine Bandbreite von 25
bis 30 GHz ab und bietet eine Momentan-
Bandbreite von 2 GHz. Es ermöglicht eine
separate Polarisationssteuerung und eine
Strahllenkung von -60° bis +60° bei einer
Strahlbreite von nur 3°.
Während der Messkampagne wurden in der
Prüfkammer sowohl die Reflexionseigenschaften
als auch die Reflexionsqualität der
RIS in Bezug auf modulierte 5G-Signale im
Statements
Alexander Pabst, Vice President Market
Segment Wireless Communications bei
Rohde & Schwarz, erklärt: „Wir freuen
uns über die erfolgreiche Zusammenarbeit
mit Greenerwave bei der Charakterisierung
eines FR2-RIS-Moduls. Unsere gemeinsam
gewonnenen Erkenntnisse werden voraussichtlich
die Grundlage für weitere Fortschritte
in der 6G-Forschung bilden, die wir
vorantreiben, um innovative Lösungen für
zukünftige Anforderungen der Mobilfunkbranche
zu entwickeln.“
Geoffroy Lerosey, CEO und CSO von
Greenerwave, und Youssef Nasser, Leiter des
Geschäftsbereichs 5G/6G, sind sich einig:
„Wir glauben an unsere RIS-Technologie
und ihr Potential für neue Anwendungsfälle
in 5G FR2. Die Zusammenarbeit mit
Rohde & Schwarz ist für uns von großer
Bedeutung, da sie es uns ermöglicht, mit
professioneller OTA-Messtechnik nachzuweisen,
dass die RIS die 5G-Anforderungen
erfüllt. In naher Zukunft werden wir neue
Möglichkeiten ausloten, die Entwicklung
von 5G Advanced und künftigen Technologien
voranzutreiben.“
Rohde & Schwarz unterstützt aktiv die
6G-Forschung in Europa, Asien und den
USA. Das Unternehmen engagiert sich
in Forschungsprojekten und Industrie-
Allianzen und arbeitet mit führenden Forschungsinstituten
und Universitäten zusammen.
Greenerwave, ein Startup-Unternehmen
mit Sitz in Paris, ist mit seiner
wegweisenden, konzeptbedingt energieeffizienten
Technologie aktiv an vielen europäischen
Forschungsprojekten und Entwicklungen
in den Bereichen 5G/6G, Satcom,
Radar und RFID beteiligt.
Rohde & Schwarz
GmbH & Co. KG
www.rohde-schwarz.com
30 hf-praxis 11/2023

DC TO 43.5 GHz
MMIC Splitters
& Combiners
The Widest Bandwidths in the Industry
LEARN MORE
• 2 and 4-way models
• Power handling up to 2.5W
• Insertion loss as low as 0.4 dB
• Isolation as high as 30 dB
DISTRIBUTORS

Messtechnik
Vektor-Signalgeneratoren
für dichte Breitband-Mehrkanalanwendungen
Keysight Technologies stellte
einen neuen kompakten, vierkanaligen
Vektor-Signalgenerator
(VSG) vor, der Signale bis
zu 8,5 GHz mit einer Modulationsbandbreite
von 960 MHz
pro Kanal erzeugen kann. Der
N5186A MXG ist die nächste
Generation von Hochleistungs-
VSG in Keysights Signalgenerator-Portfolio
der X-Serie
und bietet mehrere, individuell
komplexe Signale, die für
dichte Breitband-Mehrkanalanwendungen
benötigt werden.
Background: Sich weiterentwickelnde
Technologien in der
kabellosen Kommunikation und
bei Radaranwendungen erfordern
eine höhere Frequenzabdeckung
unter Verwendung komplexer
Modulationsverfahren
wie MIMO, Beamforming und
Multiplexing, um den Datendurchsatz
zu maximieren. Zum
Testen dieser Anwendungen
werden Messgeräte zur Signalerzeugung
benötigt, die auch bei
größeren Bandbreiten eine hervorragende
Modulationsqualität
gewährleisten.
Um höhere Frequenzen, größere
Bandbreiten und komplexere
Modulationsschemata zu erreichen,
benötigen Netzwerk- und
Entwicklungsingenieure in der
Regel für zusätzliche Messgeräte
und Vorrichtungen mehr Platz
auf dem Messplatz.
Der Keysight N5186A MXG
geht diese Herausforderung an,
indem er komplexe Setups mit
weniger externen Anschlüssen
und bis zu vier Kanälen in einem
kompakten 2U-Formfaktor vereinfacht.
Als der weltweit erste
Signalgenerator mit integriertem
Reflektometer versorgt der
N5186A MXG den Prüfling mit
extrem genauen Signalen.
Der N5186A MXG bietet die
folgenden Vorteile:
• kompaktes Design
Mehrkanalfunktionen in einem
2U-Format, das bis zu 75% der
Rackhöhe einspart
• leistungsstarke Funktionen
Die proprietäre DDS-Technologie
(Direct Digital ­Synthesis)
des Digital/Analog-Wandlers
deckt eine Bandbreite von
bis zu 960 MHz ab und bietet
die klassenbeste EVM- (Error
Vector Magnitude) und ACPR-
Leistung (Adjacent Channel
Power Ratio) für geringere
Signalverzerrungen.
• bequemes Testen
Ein integriertes Reflektometer
liefert genaue Signale und
ermöglicht kürzere Zeiten bis
zur Messung und vereinfacht
das Testsetup.
Keysight Technologies
www.keysight.com
32 hf-praxis 11/2023

Messtechnik
• außergewöhnlich geringes
Phasenrauschen
Das Gerät erzeugt reine
Signale, die Designs von
Radar-Systemen mit hoher Auflösung
und Kommunikationssysteme
der nächsten Generation
mit hohem Durchsatz
ermöglichen.
Der Vektor-Signalgenerator
N5186A MXG liefert konsistente
und reproduzierbare Ergebnisse
und ist damit eine ideale
Lösung für eine Vielzahl von
kommerziellen Anwendungen
sowie für die Luft- und Raumfahrt
sowie die Verteidigung. Die
anwendungsspezifischen integrierten
Schaltungen (ASICs) des
MXG verwenden DDS, um präzise
Signale zu liefern, die Verzerrungen
minimieren und die
sich verändernden Standards für
das Design von Komponenten
und Modulen erfüllen. Darüber
hinaus beschleunigt das integrierte
Reflektometer den Setup-
Prozess, um die Anpassung des
Prüflings zu korrigieren, und
ermöglicht so eine kürzere Zeit
bis zur Messung.
Joe Rickert, Vice President und
General Manager, Keysight High
Frequency Measurements Center
of Excellence, sagte: „Der
bahnbrechende Vektor-Signalgenerator
N5186A MXG ist ein
Sprung nach vorn, was die Leistung
und Einfachheit angeht,
die er Design- und Netzwerk-
Ingenieuren bietet.
Als weltweit erster Signalgenerator
mit integriertem Reflektometer
liefert der MXG leistungsstarke,
präzise Signale. In
Kombination mit der Software
PathWave Signal Generation
ist der MXG als idealer Signalgenerator
mit der gewünschten
herausragenden Leistung optimiert
– und das alles in einer einfach
zu bedienenden Lösung.” ◄
hf-praxis 11/2023 33

Messtechnik
Ihr Partner für
EMV und HF
Messtechnik-Systeme-Komponenten
Warum 12-Bit-Oszilloskope?
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MESSTECHNIK
Absorberräume, GTEM-Zellen
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RF-over-Fiber
Richtkoppler
Kalibrierkits
Verstärker
Hohlleiter
Schalter
Tel. 089-895 565 0 * Fax 089-895 565 10
Email: info@emco-elektronik.de
Internet: www.emco-elektronik.de
Oszilloskope mit einer Auflösung von
8 Bit wurden durch bessere Speicheroszilloskope
ersetzt, denn auch hier schreitet
die Technik voran. Dank der neuesten
12-Bit-A/D-Wandler, die durch eine hohe
Abtastrate mit Eingangsverstärkern und
einen großen Signal/Rausch-Verhältnis
herausstechen und die eine rauscharme
Signalarchitektur besitzen, sind diese für
präzise Messungen geeignet.
34
Telemeter Electronic GmbH
hf@telemeter.de
www.telemeter.info
Die HDO4000A-Oszlilloskope mit der
HD4096-High-Definition-Technologie
erfassen Signale mit hoher Auflösung,
hoher Abtastrate und geringem Signalrauschen.
Die Anzeige der Signale erfolgt
präziser und detailreicher mit einer 16-fach
höheren Auflösung als mit herkömmlichen
8-Bit Oszilloskopen. Damit werden Signaldetails,
die bisher schwer zu sehen waren,
noch einfacher aufgelöst, dargestellt und
gemessen.
Zusätzlich verfügt das HDO über Teledyne
LeCroys ERES-Filter (Enhanced
RESolution), welches dem Anwender bis
zu drei zusätzliche Bit für eine vertikale
Auflösung von insgesamt 15 Bit bietet.
Die HDO4000-Oszilloskope verfügen über
eine Abtastrate von 2,5 GS/s bei einem
Erfassungsspeicher von 25 MPkte/K (50
MPkte/Kanal – kaskadiert). Die verfügbaren
Bandbreiten sind von 200 MHz bis
1 GHz für jede Applikation und Anwendung
gedacht.
Alle HDO-Modelle verwenden einen
12,1-Zoll-Touchscreen, der es dem Nutzer
ermöglicht, einfach und direkt die
Einstellungen der Kanäle, des Triggers,
der Anzeige (Zoom) sowie der Mathematik-
und Mess-Funktionen vorzunehmen.
Vielfältige Optionen wie EMB oder CAN-
Bus, machen das HDO4000A zu einem
nahezu perfekten Begleiter für Messungen.
Z.B. das Modell HDO 4104A-MS,
welches der Spitzenreiter unter den sieben
vielfältigen HDO4000-Modellen ist. Die
Experten von Telemeter Electronic stehen
Interessenten jederzeit zur Verfügung. ◄
hf-praxis 11/2023

Messtechnik
Batronix
Oszilloskope
Isotrope Magnetfeldmessungen
mit neuer Sonde
Spektrumanalysatoren
Die neue Sonde für den FieldMan erfasst
magnetische Felder von 27 MHz bis 1 GHz.
Durch diesen für eine Magnetfeldsonde
großen Frequenzumfang erfasst sie die wichtigsten
Bereiche elektromagnetischer Exposition,
die in Rundfunk, TV, Telekommunikation
und bei Hochfrequenzanwendungen
in der Industrie vorkommen.
Die Sonde eignet sich für den Nachweis von
Grenzwerten für Menschen in der Öffentlichkeit
und am Arbeitsplatz.
Die Schnittstelle der Sonde überträgt die
Messdaten digital an das Grundgerät,
welches keinen individuellen Einfluss auf
die Messwerte hat und deshalb nicht kalibriert
werden muss.
Ein herausragendes Merkmal des Geräts ist
sein digitales Sonden-Interface, das es überflüssig
macht, das Feldmessgerät regel­mäßig
neu zu kalibrieren. Die Sondenkalibrierung
erfolgt bei mehreren Frequenzen. Die Kalibrierunsdaten
sind in der Sonde gespeichert
und werden bei der Messung automatisch
berücksichtigt. Wenn die Frequenz der
vorherrschenden Feldstärke bekannt ist,
bietet sich die Möglichkeit, die Genauigkeit
der Messung durch die Anwendung
eines Korrekturfaktors zu steigern. Dieser
Ansatz eignet sich besonders gut für isotrope
Messungen, bei denen die Richtung
der Feldstärke keine Rolle spielt.
Netzwerkanalysatoren
Signalgeneratoren
Das Messgerät hat eine beeindruckende Entdecken Sie jetzt die
Bandbreite von 27 MHz bis 1 GHz und ist neuesten Innovationen der
speziell auf H-Feldmessungen ausgelegt. Es
zeichnet sich durch einen hohen Dynamikbereich
Messtechnik bei Batronix!
von 60 dB aus und ermöglicht • Bestpreis-Garantie
Messungen bis zu 1 A/m im True-RMS-
• Kompetente Beratung
Bereich. Darüber hinaus verfügt es über
einen Selbsttest des Sonden-Interface, der • Exzellenter Service
Telemeter Electronic GmbH eine integrierte Sensorfunktionstestfunktion • Große Auswahl ab Lager
info@telemeter.de umfasst, um die Zuverlässigkeit der Messungen
sicherzustellen. ◄
www.telemeter.info
• 30-tägiges Rückgaberecht
www.batronix.com
hf-praxis 11/2023 35 service@batronix.com 35
Telefon +49 (0)4342 90786-0

Messtechnik
Skylo Technologies kooperiert mit Rohde & Schwarz
bei Testkapazitäten für nichtterrestrische Netze
Die Lösungen von Rohde &
Schwarz werden eine entscheidende
Rolle bei der Weiterentwicklung
und Optimierung der
NTN-Konnektivität spielen,
indem sie strenge Tests von
NTN-Geräten und deren Fähigkeit
zur nahtlosen Interaktion mit
dem Skylo-Netz ermöglichen.
Durch die Partnerschaft wird
sichergestellt, dass die Kunden
von Skylo erstklassige und
unterbrechungsfreie Konnektivität
erhalten.
Rohde & Schwarz und Skylo
Technologies entwickeln
gemeinsam ein Geräteabnahmetest-System
für das nichtterrestrische
Netz (NTN) von
Skylo. Das bewährte Gerätetest-Framework
von Rohde &
Schwarz wird eingesetzt, um
NTN-Chipsätze, -Module und
-Geräte auf ihre Kompatibilität
mit der Skylo-Testspezifikation
zu prüfen. Die Partnerschaft soll
dem Netz von Skylo zu höherer
Performance verhelfen und so
einen Beitrag zur Transformation
verschiedener Branchen
auf der ganzen Welt leisten, die
zuverlässige, flächendeckende
Konnektivität benötigen.
Rohde & Schwarz
GmbH & Co. KG
www.rohde-schwarz.com
Skylo Technologies, Betreiber
eines globalen softwaredefinierten
nichtterrestrischen
Netzes (NTN), hat eine strategische
Partnerschaft und langfristige
Zusammenarbeit mit Rohde
& Schwarz bekanntgegeben,
einem der weltweit führenden
Anbieter innovativer Messtechniklösungen.
Die Kooperation
soll die NTN- Testkapazitäten
stärken und ausweiten, sodass
Chipsätze, Module und Geräte,
die das NTN NB-IoT- Protokoll
verwenden, sich nahtlos in das
Netzwerk von Skylo integrieren
und mit 3GPP Release 17 konform
sind. Die beiden Unternehmen
verwenden modernste
Testmethoden, um sicherzustellen,
dass die bahnbrechenden
Konnektivitätslösungen von
Skylo höchsten Anforderungen
an Qualität und Effizienz gerecht
werden.
Das NTN von Skylo soll digitale
Löcher stopfen und zuverlässige
und kostengünstige Konnektivität
für unterversorgte Branchen
wie Landwirtschaft, Schifffahrt
und Logistik bieten. Innerhalb
des Netzes wird ausgefeilte
Technik für Satelliten und terrestrische
Einrichtungen eingesetzt,
um die Datenübertragung
in Echtzeit zu ermöglichen.
Für Branchen, die bisher durch
mangelnde Konnektivität eingeschränkt
wurden, werden so
neue Anwendungen erschlossen.
Das Abnahmetest-Framework
für NTN-Geräte von Rohde &
Schwarz basiert auf dem marktführenden
R&S CMW500 Wideband
Radio Communication
Tester. Dieses Framework ist die
ideale Lösung für terrestrische
und jetzt auch nicht-terrestrische
IoT-Tests in allen Phasen – von
der Forschung und Entwicklung
über die GCF/PTCRB-Zertifizierung
bis hin zu Netzbetreiber-Abnahmetests.
Mit den leistungsstarken
Software- Stacks
des R&S CMW500 ermöglicht
dieses Framework zuverlässige
und wiederholbare Ergebnisse
mit einem einzigen Gerät und
sorgt dafür, dass im gesamten
Ökosystem die höchstmögliche
Performance erzielt wird. Es bietet
die NTN-Funktionen gemäß
Release 17 sowie Unterstützung
für verschiedene Umlaufbahnen.
Kunden, die bereits in
R&S CMW500 Tester investiert
haben, können nun mit einem
einzigen Software-Update die
Funktionalitäten freischalten, um
sowohl NTN NB-IoT- als auch
herkömmliche NB-IoT-Geräte
zu verifizieren.
Dr. Andrew Nuttall, Chief Technology
Officer von Skylo Technologies,
erklärt: „Wir freuen
uns sehr über unsere neue Partnerschaft
mit Rohde & Schwarz,
einem marktführenden Anbieter
von Messtechniklösungen. Die
Zusammenarbeit unterstreicht,
wie wichtig wir die Qualität der
NTN-Dienste nehmen, die wir
unseren Kunden anbieten. Wir
sind zuversichtlich, dass wir
durch die Bündelung unserer
Kräfte neue Maßstäbe bei Zuverlässigkeit
und Performance der
Netzanbindung in abgelegenen
und unterversorgten Regionen
setzen können.“
Alexander Pabst, Vice President
Wireless Communications bei
Rohde & Schwarz, kommentiert:
„Wir freuen uns, mit Skylo Technologies
zusammenzuarbeiten zu
können, um die Performance von
Skylos nicht- terrestrischem Netz
zu steigern und die Entwicklung
eines Geräteabnahmeprozesses
zu unterstützen.
Unsere leistungsstarken Testlösungen
und die wegweisende
Technologie von Skylo werden
es Unternehmen verschiedener
Branchen rund um den Globus
ermöglichen, die Vorteile einer
zuverlässigen und lückenlosen
Konnektivität zu nutzen.“ ◄
36 hf-praxis 11/2023

Messtechnik
Neue Messantenne mit schützendem Radom
würden. Dank des integrierten
Belüftungselements werden
Druckdifferenzen ausgeglichen,
wobei ein Wassereintritt sowie
eine Kontaminierung der Messantenne
verhindert wird.
Telemeter Electronic GmbH
hf@telemeter.de
www.telemeter.info
Ausgewählte Modelle der hochwertigen
Messantennen von
Telemeter Electronic sind nun
mit einem passgenauen schützenden
Radom erhältlich. Damit
können diese Antennen auch
unter schwierigsten Umgebungsbedingungen
eingesetzt werden,
bei denen ungeschützte Messantennen
nicht in Frage kommen
Seit kurzem ist das Modell
DRH18-ER verfügbar, welches
einen breiten Frequenzbereich
von 1 bis 18 GHz abdeckt. Diese
Antenne eignet sich speziell für
den Bereich der EMV-/EMI-
Messungen (weitere Modelle
auf Anfrage). Die DRH18-ER ist
mit einer linearen, polarisierten
Hornantenne ausgestattet. Der
Antennenfaktor dieses Modells
liegt im Bereich von 23 bis 44
dB/m mit einem SWR von 1,3.
Sie bietet eine kontinuierliche
Leistung von 100 W (CW) und
erreicht Spitzenleistungen von
bis zu 170 W. ◄
Was wir am
liebsten machen?
Zuhören.
Als größter deutscher Fachdistributor für Mess- und
Prüftechnik geht es bei unserer Arbeit um Spannungen.
Widerstände. Erdung. Und um Werte. Die kann man
messen. Wir leben Sie. Erfolgreich sein kann nur, wer eine
klare Haltung hat. Freundlichkeit. Detailversessenheit.
Die Freiheit, Ihnen auch einmal von einem Kauf abzuraten.
Das macht uns aus. Unterscheidet uns von anderen. Ist
die Größe, an der wir uns messen lassen.
#messbaregröße
www.datatec.eu

Messtechnik
Benchtop-Generatoren liefern Signale bis 20 oder 40 GHz
Meilhaus Electronic GmbH
www.meilhaus.com
Die neue LucidX-Serie von
Tabor Electronics bietet eine
Familie von Mikrowellen-
Signalgeneratoren mit 1, 2 oder
4 Kanälen. Die Geräte sind für
Frequenzen bis 20 oder 40 GHz
und einer Frequenzauflösung
von 0,001 Hz ausgestattet. Die
kompakten Standalone-Einheiten
zeichnen sich durch eine
außergewöhnlich hohe Schaltgeschwindigkeit,
hervorragende
Signalintegrität und -reinheit
sowie alle erforderlichen modulierten
Signale für analoge Kommunikationssysteme
aus. Die
Benchtop-Signalgeneratoren
sind mit einem 5-Zoll/12,7-cm-
Touchscreen ausgestattet, über
den das gewünschte Signal einfach
und schnell erzeugt werden
kann. Auch die Fernsteuerung
des Gerätes vom PC aus ist dank
Ethernet- und USB-Schnittstellen
möglich. Die Geräte der
neuen LucidX-Serie bieten eine
hervorragende Leistung in einem
einfach zu bedienenden Tischgerät
und erfüllen alle Anforderungen,
die moderne Forschungsund
Entwicklungsabteilungen
oder Produktionsstätten stellen.
Die neue LucidX-Serie von
Tabor Electronics bietet bis zu
vier phasenkohärente Kanäle in
einer kompakten Standalone-
Einheit. Die Serie umfasst 20-
und 40-GHz-Modelle als Ein-,
Zwei- oder Vierkanalversionen.
Die Serie wurde für den Einsatz
in anspruchsvollen Umgebungen
(etwa Luft- und Raumfahrt) entwickelt
und bietet neben einer
sehr hohen Schaltgeschwindigkeit
und einer hervorragende
Signalintegrität und Signalreinheit
eine herausnehmbare
Speicherkarte für maximale
Sicherheit, allen notwendigen
modulierten Signale für analoge
Kommunikationssysteme
sowie eingebaute LAN- und
USB-Schnittstellen.
Die Geräte der LucidX-Serie
haben ein typisches SSB-Phasenrauschen
von -134 dBc/Hz bei 1
GHz und weniger als -115dBc/
Hz bei 10 GHz (bei 10 kHz Trägeroffset)
und bedienen damit
eine der wichtigsten Anforderungen
bei den heutigen Testund
Messanwendungen, nämlich
Signale von hoher Qualität. Auch
Signalbursts und Chirps sind
in den meisten Anwendungen
anspruchsvoller Umgebungen
(etwa in der Luft- und Raumfahrt
oder im Verteidigungsbereich)
notwendig geworden.
Mit der Lucid-Serie von Tabor ist
jede Signalmodulation möglich,
unabhängig davon, ob „schmale“
oder „Standard“-Signale benötigt
werden. Zusätzlich zu ihrer
hervorragenden Pulsmodulationsleistung
ist die Lucid-Serie
auch mit vielen CW-Störern und
modulierten Signalen wie AM,
FM, PM, Pulse, Pattern und
Sweep ausgestattet.
Die Mikrowellen-Benchtop-
Signalgeneratoren LucidX von
Tabor sind mit einem einfach
zu bedienenden Touchscreen,
USB- und LAN-Schnittstellen
sowie einer herausnehmbaren
SD-Karte ausgestattet. ◄
RMS-Leistungssensor erfasst mit 80 dB Messbereich
Der RMS-Leistungssensor
PWR-18RMS-RC von
Mini-Circuits misst Leistungspegel
von -60 bis +20 dBm mit
Frequenzen von 50 MHz bis 18
GHz. Mit einem N-Stecker und
Mini-Circuits
www.minicircuits.com
einem SMB-Triggereingang
kann der Sensor CW-, modulierte
und gepulste Signale mit
moderaten Tastverhältnissen
messen und die Ergebnisse
schnell auf einem integrierten
LC-Bildschirm anzeigen. Er
verfügt über ein gummiertes
Außengehäuse zum Schutz und
für den Transport.
Der Sensor verfügt über Ethernet-
und USB-Schnittstellen zur
Computersteuerung und wird
mit Mess-Software für MS
Windows geliefert. ◄
38 hf-praxis 11/2023

Messtechnik
Flexible PXI/PXIe-Microwave-Schaltfamilie
Pickering Interfaces kündigte
heute seine neue
40/42-890-Familie modularer,
flexibler PXI/PXIe-Microwave-
Schalter an, die hochgradig konfigurierbare
HF-Schaltlösungen
bis 110 GHz auf der PXI-Plattform
ermöglichen. Diese neue
Produktreihe, die auf der AUTO-
TESTCON erstmals vorgestellt
wird, unterstützt die neuesten
und anspruchsvollsten HF- und
Kommunikationstestanforderungen
mit ihren stetig steigenden
Betriebsfrequenzen.
Die Familie der 40/42-890-
Microwave-Schalter ist ideal
für Testumgebungen, die hochfrequentes
Signalschalten im
Microwave-Bereich erfordern
– von Radar, Satellit und
sicherer landgestützter Kurzstreckenkommunikation
bis hin
zu Unterhaltungselektronik und
5G-Infrastruktur. Sie bietet auf
der PXI Plattform Flexibilität,
Vielseitigkeit und Testsystemoptimierung
für hochkonfigurierbare
HF-Schaltlösungen bis zu
110 GHz.
Steve Edwards, Switching Product
Manager bei Pickering:
„Mit dieser neuen PXI/PXIe-
Familie können HF-Testingenieure
aus einer breiten Palette
leistungsstarker Microwave-
Relaistypen auswählen und
diese so kombinieren, dass sie
genau ihre Anwendungsanforderungen
abdecken. Gleich­zeitig
wird der Steckplatzbedarf im
Chassis minimiert, indem mehrere
Relais- und Steckverbinder-
Typen auf einem einzigen Modul
kombiniert werden.“
Für die PXI/PXIe-Plattform
wird eine vollständige Palette
an SPDT-, SPnT- und Transfer-
Schaltertypen angeboten, mit
terminierten oder nicht terminierten
Ports für Frequenzen
bis zu 110 GHz – mit 50 oder
75 Ohm Impedanz. HF-Testingenieure
können daraus die
Kombination und Topologie
der benötigten Relais auswählen,
um eine maßgeschneiderte
Lösung für ihre Prüfanforderungen
zu erstellen. Die Schaltmodule
profitieren auch von
dem geringeren Platzbedarf für
Steckplätze im Chassis, da mehrere
Relaistypen in einem einzigen
Modul kombiniert werden
können. Dies trägt dazu bei, die
Kosten zu minimieren, indem die
erforderlichen Schaltelemente,
im Vergleich zu Produkten mit
nur einem Schaltertyp, auf einer
kleineren Anzahl von Modulen
zusammengefasst werden.
Diese Kombination verschiedener
Relaistypen ermöglicht
es dem Anwender, größere und/
oder höherfrequente Multi­plexer
(MUXs) zu realisieren, als dies
über einzelne Module mit nur
einem Schaltertyp möglich ist.
Zum Beispiel kann durch die
Kombination von zwei SP6Tterminierten
und einem SPDT-
Relais mit zusätzlichen Verbindungskabeln
– ein SP12Tterminierter
MUX erstellt
werden, der für Frequenzen 18
GHz ausgelegt ist, die ansonsten
über dedizierte Schalter
angeboten werden. Zur Veranschaulichung
der Möglichkeiten
werden in der 4x-890-Familie
standardmäßig eine Reihe vordefinierter
Lösungen angeboten.
Mit der Wahlmöglichkeit
von PXI- oder PXIe- Schnittstelle
profitieren Testingenieure
auch von der Flexibilität bei der
Chassiswahl. Darüber hinaus
unterstützt Pickering Connect
die 40/42-890-Reihe mit einer
umfassenden Palette an Verkabelungslösungen.
Jedes Relais in einem 4x-890-­
Modul verfügt über LED-Anzeigen
auf der Vorderseite, die den
aktuellen Schaltzustand anzeigen.
Diese Signalpfadanzeige
visualisiert den Modulstatus und
vereinfacht so das Debuggen von
Testsoftware erheblich. Darüber
hinaus steht ein On-Board-
Relais-Schaltzyklenzähler zur
Verfügung, mit der die Anzahl
der Schaltvorgänge im Rahmen
einer vorausschauenden Wartung
des Testsystems überwacht
werden kann. Für eine schnelle
Reparatur vor Ort, werden Relaistypen
verwendet, die durch einfaches
Herausziehen durch die
Frontplatte schnell ausgetauscht
werden können.
Testingenieure können Frontplattenlayouts
für die 4x-890-Familie
mit dem kostenlosen webbasierten
Microwave Switch
Design Tool (MSDT) von
Pickering entwerfen und dabei
Panelgröße, Relaistypen, LED-
Anzeigen, Kühlschlitze, Bilder
und Beschriftung wählen.
Sobald die verschiedenen Elemente
im Panel platziert wurden,
kann der Anwender sie
nach Bedarf positionieren, bevor
er den Entwurf zur Produktion
an Pickering weiterleitet. Jeder
Sonderanfertigung wird eine
spezielle Teilenummer für die
Rückverfolgbarkeit zugewiesen,
um den Nachbestellungsprozess
zu vereinfachen. 4x-890-Module
werden außerdem mit Soft
Front Panels (grafische Bedienoberfläche)
für jedes eingebaute
Relais geliefert und erlauben
eine manuelle Steuerung, die
die Entwicklung und Fehlerbehebung
von Anwendungssoftware
vereinfacht.
Die 40/42-890-Reihe wird mit
Treibern geliefert, die alle gängigen
Software-Programmierumgebungen
und Betriebssysteme,
einschließlich Windows
und Linux, sowie andere Echt-
zeit-Hardware-in-the-Loop-
Tools (HIL) unterstützen.
Pickering Interfaces
www.pickeringtest.com
Selektive Messung
von elektromagnetischen
5G-Feldern
• Frequenzbereich von
24,25 GHz bis 29,5 GHz
• Omnidirektionales und
gerichtetes Antennendesign
• Schnelle und zuverlässige
Messergebnisse
• Einfaches einrichten und
einfache Bedienung
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Wir liefern Lösungen…
hf-praxis 11/2023 39

Funkchips und -module
Effizientes Bluetooth-LE-Angebot
Bei Nordic Semiconductor löst die neue Serie nRF54L die marktführende Serie nRF52 ab und setzt neue
Maßstäbe bei Leistungsfähigkeit, Effizienz und Sicherheit.
Nordic Semiconductor erweitert die Serie
nRF54, seine vierte Generation von Bluetooth-LE-System-on-Chip-Bausteinen
(SoCs). Die Serie nRF54L ist der logische
Nachfolger der Serie nRF52, einer Produktreihe,
von der seit ihrer Einführung im Jahr
2015 mehrere Milliarden SoCs an tausende
zufriedener Kunden geliefert wurden.
Nordic Semiconductor
www.nordicsemi.com
Für kommende funkbasierte IoT-Produkte
Der erste SoC der Serie nRF54L, der
nRF54L15, eignet sich für kommende funkbasierte
IoT-Produkte. Der Baustein zielt
auf die Bereiche Medizintechnik/Gesundheitswesen,
Smart Home, industrielles IoT,
VR/AR, PC-Zubehör, Fernbedienungen,
Gaming-Controller und andere IoT-Anwendungen
ab. Die Serie nRF54L ergänzt die
kürzlich angekündigte Reihe nRF54H. Während
nRF54L von serienmäßigen Produkten
bis hin zu fortschrittlicheren Geräten einsetzbar
ist, verfügt nRF54H über hohe Verarbeitungsleistung
und große Speicherkapazität,
was für IoT-Produkte erforderlich ist,
die bisher nicht umsetzbar waren.
Svenn-Tore Larsen, CEO von Nordic Semiconductor,
dazu: „Mit der Serie nRF54L
stärken wir unsere Position als führendes
Unternehmen im Bereich Bluetooth LE
und stromsparende funkbasierte IoT-Technik
im Allgemeinen. Unser Low-Power-
Wireless-Entwicklungsteam gehört zu den
besten der Welt, und mit deren Engagement
in Forschung und Entwicklung hat Nordic
wieder einmal neu definiert, was mit dieser
Technologie möglich ist. Die neue Serie
ermöglicht zahlreichen Kunden, die Leistungsfähigkeit
deutlich zu steigern und die
Batterielebensdauer ihrer Endprodukte zu
verlängern. Damit lassen sich noch innovativere
Designs erstellen.“
Der nRF54L verfügt über eine neue Hardware-Architektur,
die in der 22ULL-Prozesstechnologie
(22 nm) von TSMC hergestellt
wird. Im Vergleich dazu wird nRF54H
im 22FDX-Prozess (22 nm) von Global-
Foundries gefertigt. Durch die Investition
in zwei Wafer-Lieferanten erhöht Nordic
die Flexibilität seiner Lieferketten.
Geir Langeland, EVP Sales & Marketing
bei Nordic Semiconductor, fügt hinzu:
„Wir haben wertvolle Erkenntnisse durch
Von ISS bis Deep Space -
Faszination Weltraumfunk
Aus dem Inhalt:
• Das Dezibel in der
Kommunikationstechnik
• Das Dezibel und die-Antennen
• Antennengewinn, Öffnungswinkel,
Wirkfläche
• EIRP – effektive Strahlungsleistung
• Leistungsflussdichte, Empfänger-
Eingangsleistung und Streckendämpfung
• Dezibel-Anwendung beim Rauschen
• Rauschbandbreite, Rauschmaß und
Rauschtemperatur
• Thermisches, elektronisches und
kosmisches Rauschen
• Streckenberechnung für geostationäre
Satelliten
• Weltraumfunk über kleine bis mittlere
Entfernungen
• Erde-Mond-Erde-Amateurfunk
• Geostationäre und umlaufende
Wettersatelliten
• Antennen für den Wettersatelliten
• Das „Satellitentelefon“ INMARSAT
• Das Notrufsystem COSPAS-SARSAT
• So kommuniziert die ISS
Bestellen Sie unter www.beam-verlag.de
oder über info@beam-verlag.de
Frank Sichla, 17,5 x 25,3 cm,
92 S., 72 Abb., 2018, 14,80 €
ISBN 978-3-88976-169-9
40 hf-praxis 11/2023

die Herausforderungen rund um Corona
gewonnen. Durch die strategische Nutzung
zweier verschiedener Produktionsstätten in
unterschiedlichen Regionen wollen wir die
Diversifizierung der Lieferkette zum Vorteil
unserer Kunden und ihrer Risikominderung
verbessern.“
Hervorragende Verarbeitungsleistung und
Effizienz
Der SoC nRF54L15 verfügt über einen
Arm-Cortex-M33-Prozessor mit 128 MHz.
Er bietet die doppelte Verarbeitungsleistung
des nRF52840 und reduziert gleichzeitig
den Stromverbrauch. Die Verarbeitung wird
durch 1,5 MB nichtflüchtigen Speicher und
256 KB RAM unterstützt, was ausreichend
für die gleichzeitige Ausführung mehrerer
Protokolle ist.
Kjetil Holstad, EVP Product Management
bei Nordic Semiconductor, dazu: „Unsere
SoCs der Serie nRF52 sind die am meisten
verkauften Bluetooth-LE-Bausteine. Nun
ist es an der Zeit, sie weiter zu verbessern,
um die Anwendungen von heute und morgen
abzudecken. Mit dem nRF54L15 liefern
wir das, was von einem modernen
Bluetooth-LE-SoC erwartet wird – mehr
Leistungsfähigkeit und Speicher bei reduziertem
Stromverbrauch. Dies macht ihn
zu einer zukunftssicheren Wahl für diese
Anforderungen.“
Mehr Sicherheit für kommende
IoT-Anwendungen
Funkchips und -module
Aufgrund der wachsenden Bedeutung der
Sicherheit im IoT verfügt der nRF54L15
über Hardware- und Software-Sicherheitsfunktionen,
die seinen Einsatz in kommenden
IoT-Anwendungen gerechtfertigen. Der
Baustein ist für PSA Certified Level 3 ausgelegt,
die höchste Stufe des PSA-Certified-
IoT-Sicherheitsstandards (Platform Security
Architecture). Der SoC bietet Sicherheitsfunktionen
wie Secure Boot, Secure Firmware
Update und Secure Storage. Integrierte
Manipulationssensoren können Angriffe
erkennen und Schutzmaßnahmen ergreifen,
während die kryptografischen Beschleuniger
gegen Seitenkanalangriffe gerüstet sind.
Multiprotokoll-Funk
Der nRF54L15 verfügt über Multiprotokoll-
Funk, der eine Sendeleistung von bis zu 8
dBm (in 1-dB-Schritten) mit einer Empfangsempfindlichkeit
von -98 dBm für 1
Mbit/s Bluetooth LE bietet. Die Funkeinheit
enthält eine neue 4-Mbit/s-Datenratenoption
für proprietäre 2,4-GHz-Protokolle
mit verbessertem Durchsatz, Effizienz und
Latenz. Unterstützt werden alle Bluetooth-
5.4-Funktionen, Bluetooth Mesh, Thread
und Matter. Die Funkeinheit ist auch für
künftige Updates der Bluetooth-Spezifikation
gerüstet.
Der Stromverbrauch der Funkeinheit hat
sich im Vergleich zur Serie nRF52 beim
Senden und Empfangen deutlich verringert.
Im Vergleich zum nRF52840 wurde
der Empfangsstrom halbiert (bei einer Versorgungsspannung
von 1,8 VDC), was zu
erheblichen Stromeinsparungen führt und
kompaktere Batterien oder eine längere
Batterielebensdauer ermöglicht.
Weitere Stromsparfunktionen
Zusätzliche Energieeinsparungen ergeben
sich mit einer neuen Global-RTC (Echtzeituhr),
die den SoC aus dem tiefsten Sleep-
Modus aufweckt, was eine externe RTC
erübrigt. Damit verringert sich der Stromverbrauch
für Anwendungen, die sich über
einen längeren Zeitraum im Sleep-Modus
befinden. Diese Funktion kann bei bestimmten
Produkten eine Batterielebensdauer von
mehreren Jahren ermöglichen.
Kompakte Gehäuse
Der nRF54L15 ist ab sofort mit 6 x 6 mm
großem QFN-Gehäuse mit 31 GPIOs als
Muster erhältlich. Der SoC ist auch in
zwei hochkompakten 2,4 x 2,2 mm messenden
Wafer-Level-Chip-Scale-Gehäusen
(WLCSP) mit 32 GPIOs (300 µm Pitch)
und 14 GPIOs (350 µm Pitch) erhältlich.
Diese WLCSPs sind nur halb so groß wie
das nRF52840 WLCSP und eignen sich
damit für Designs mit strengen Platzbeschränkungen.
Der SoC nRF54L15 ist ab sofort für ausgewählte
Kunden als Muster erhältlich. Interessenten
können sich unter www.nordicsemi.com/nRF54L15
für Produkt-Updates
anmelden und Nordics Vertrieb vor Ort für
weitere Informationen kontaktieren. ◄
hf-praxis 11/2023 41
FREQUENCY
CONTROL
PRODUCTS
High-End Produkte
vom Technologieführer.
Seit über 70 Jahren
„Made in
Germany”
Waibstadter Strasse 2 - 4
74924 Neckarbischofsheim
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Email: info@kvg-gmbh.de
www.kvg-gmbh.de

Software
Neue Management-Software beschleunigt
EMV-In-House-Laborbetrieb
finalen Prüfberichte, welche dem
Kunden nach Projektabschluss
bereitgestellt werden, kann sehr
aufwändig sein und führt oftmals
zu zeitlichen Engpässen bei der
Erfüllung der Kundenprojekte.“
Die neue Software EP1300A
PathWave Lab Operations for
EMC Test optimiert die EMV-
Prüfplanung und Prüfdurchführung
durch eine ganzheitliche
Verwaltung des Labors.
Elektronische Komponenten
sind entscheidend für die
Sicherheit und Funktionalität
von Kraftfahrzeugen. Die elektromagnetische
Verträglichkeit
(EMV) von Fahrzeugelektronik
und ihre Umgebungskompatibilität
stellen eine zunehmende
Herausforderung für Automobilhersteller
dar. Die EMV-Prüfung
auf Gesamtfahrzeug- und Komponentenebene
ist ein zentrales
Element für die Integrität und
Funktionalität von Automobilen.
Die Entwicklung des autonomen
Fahrens (AD) und das Aufkommen
von Elektrofahrzeugen (EV)
treibt dies nochmals voran.
Keysight Technologies
www.keysight.com
Beides führt zu großen Veränderungen
bei den EMV-Prüfstandards
für Kraftfahrzeuge,
wie z.B. die Erhöhung der Frequenzen
auf 18 GHz und Feldstärken
von bis zu 600 V/m.
EMV umfasst elektromagnetische
Interferenz (EMI) und
Empfindlichkeit (EMS). Die
Gewährleistung, dass unbeabsichtigte
elektromagnetische
Störungen (EMI) innerhalb
der vorgegebenen Grenzwerte
bleiben und Fahrzeuge immun
gegen Störungen durch externe
elektromagnetische Quellen
(EMS) sind, stellt eine zunehmend
schwierige Aufgabe für
die Automobilindustrie dar.
Das EMC Test Lab in Böblingen
ist ein auf Prüfungen der elektromagnetischen
Verträglichkeit
(EMV) spezialisiertes Labor.
Seit 1980 werden auf 500 qm
pro Jahr ca. 150 EMV-Projekte
für diverse Industriebereiche
durchgeführt – Tendenz steigend.
Im Bereich der Automotive
Tests prüft das Labor verschiedene
elektronische Baugruppen
sowie deren Kompatibilität mit
der Umgebung auf die üblichen
Automotive EMC Standards
ISO 7637, IEC CISPR 25, ISO
­1145-1, ISO 1145-2.
Die primären Herausforderungen
bei den umfangreichen
EMV-Tests liegen zum einen
in der Koordination und Planung
der Tests und der Mitarbeiter,
zum anderen in der termingerechten
Abwicklung und
Erstellung der ausführlichen
Testberichte. Auch heute arbeiten
noch viele EMV-Labore mit
Excel-Sheets, um die Projektplanungen
im Team durchzuführen.
Hans-Martin Fischer, Laborleiter
des EMC Test Labs in Böblingen
merkt an: „Bei Umplanungen,
die durchaus auch mehrmals
wöchentlich vorkommen können,
erzeugt dies enormen administrativen
Aufwand. Auch die
Erstellung sowie Korrektur der
Vor diesen Herausforderungen
stehen heute die meisten EMV-
Labore. Keysight Technologies
hat daher die EMC-Labor-
Management-Software EP1300A
PathWave Lab Operations for
EMC Test entwickelt. Es handelt
sich um eine umfassende
Software-Lösung, mit der das
EMV-Labor ganzheitlich verwaltet
werden kann: Optimierung
der Testpläne und Zeitpläne,
Modernisierung und Simplifizierung
der Arbeitsabläufe und
Automatisierung des Berichtswesens
führen zu erheblichen
Effizienzsteigerungen im Labor.
Das EMC Test Lab in Böblingen
ist das erste EMV-Labor
in Deutschland, das mit dieser
Labor-Management-Software
ausgestattet wurde. „Wir leben
in einer modernen, vernetzten
Welt. Da sollte auch unser
EMV-Labor auf dem neuesten
Stand sein. Wir konnten mehr
als 60% Effizienzgewinn bei der
Prüfberichterstellung durch das
semi-automatische Erstellungstool
erreichen, was eine enorme
Verbesserung darstellt“, zieht
Fischer Bilanz. ◄
42 hf-praxis 11/2023

Verstärker
Die größte Auswahl an
HF-Verstärkern
ab Lager lieferbar von
MMIC-Verstärker erreicht
Bandbreite von 26,5 GHz
Das Modell LVA-273PN+ von Mini-Circuits
ist ein breitbandiger GaAs-HBT-MMIC-
Verstärker mit einer Verstärkung von mehr
als 17 dB von 10 MHz bis 26,5 GHz. Mit
einem niedrigen additiven Phasenrauschen
von typischerweise -172 dBc/Hz bei einem
Offset von 10 kHz vom Träger liefert er
eine typische Ausgangsleistung bei 1-dB-
Kompression von 18,3 dBm bei 10 GHz
und von 16,1 dBm bei 20 GHz.
Der 50-Ohm-Verstärker zieht 85 mA bei 5 V
DC und wird in einem 4 × 4 mm großen
24-poligen QFN-Gehäuse geliefert.
Mini-Circuits
www.minicircuits.com
Koaxialverstärker mit 50 GHz
Bandbreite
Der Breitband-Koaxialverstärker ZVA-
503GX+ von Mini-Circuits arbeitet von
50 kHz bis 50 GHz mit einer einzigen
5-V-DC-Versorgung und einem typischen
Strom von 100 mA. Er bietet eine typische
Verstärkung von 12,5 dB bis 7,5 GHz, von
11 dB bis 40 GHz und von 10,5 dB bis
50 GHz, verbunden mit einer typischen
Rauschzahl von 4 dB oder weniger bis
40 GHz und 6,5 dB von 40 bis 50 GHz.
Der 50-Ohm-Verstärker misst 0,84 × 0,96
× 0,36 Zoll mit 2,4-mm-Buchsen.
Mini-Circuits
www.minicircuits.com
Frequenzen DC bis 110 GHz
Verstärkung von 10 bis 60 dB
P1dB von 2 mW bis 100 Watt
Rauschzahl ab 0,8 dB
Hohlleiter und koaxial
Hohlleiterverstärker
Breitbandverstärker
High Power Verstärker
Ultra breitbandige
Verstärker
Leistungsverstärker
Begrenzerverstärker
Rauscharme Verstärker
High Rel Verstärker
Hohlleiter-LNA für Signale
mit 44 bis 60 GHz
Das Modell WVA-44603LN+ von Mini-
Circuits ist ein rauscharmer WR19-Hohlleiterverstärker
(LNA) mit einer typischen
Verstärkung von 46 dB von 44 bis 60 GHz.
Der LNA ist nahezu ideal für Testanwendungen
im Millimeterwellenbereich geeignet
und hat eine Rauschzahl von typisch 2,5
dB über den gesamten Frequenzbereich. Er
punktet weiter mit einer typischen Vollband-
Ausgangsleistung von 19 dBm bei 1-dB-
Kompression.
Der Verstärker wird mit einer Versorgungsspannung
von 10 bis 15 V DC betrieben und
nimmt typischerweise 275 mA bei 10 V auf.
Er verfügt über mehrere integrierte Schutzfunktionen
einschließlich Überspannungsund
Verpolungsschutz.
Mini-Circuits
www.minicircuits.com
SMT-Verstärker deckt einen
Frequenzbereich von
0,4 bis 8 GHz ab
Das neue Modell PMA3-83LP+ von Mini-
Circuits ist ein GaAs-pHEMT-Verstärker,
der von 400 MHz bis 8 GHz arbeitet.
Der 50-Ohm-Verstärker hat eine typische
Rauschzahl von 3,3 dB bei 400 MHz und
2,7 dB bei 8 GHz, verbunden mit einer
typischen Verstärkung von 21,3 dB bei
400 MHz und 17,3 dB bei 8 GHz.
Der in einem 3 × 3 mm großen zwölfpoligen
QFN-Gehäuse gelieferte SMT-Verstärker
erreicht eine typische Ausgangsleistung
bei 1-dB-Kompression von 25 dBm bei
400 MHz und 22,9 dBm bei 8 GHz.
Mini-Circuits
www.minicircuits.com
Laborverstärker
USB gesteuerte
Verstärker
Aktive HF-Produkte von Pasternack
LNAs und Leistungsverstärker
variable PIN-Diodenabschwächer
USB-kontrollierte Abschwächer
Frequenzteiler, -Vervielfacher
PIN-Dioden-Limiter
HF-Leistungs-Detektoren
koaxiale Mikrowellenmischer
kalibrierte Rauschquellen
koaxiale 1- bis 12-fach Schalter
abstimmbare SMD-Oszillatoren
USB-kontrollierte Synthesizer
MRC GIGACOMP GmbH & Co. KG
info@mrc-gigacomp.de
www.mrc-gigacomp.de
Tel. +49 89 4161599-40
hf-praxis 11/2023
43

Kabel und Verbinder
M a ß g e s c h n e
I n n o v a
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Millimeter-Wave-Messmittel
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Entwicklung,
Produktion & Service
Ihr Partner
für Lösungen
nach Maß.
// Mechanik, Präzisionsfrästeile
& Gehäuse
// Schirmboxsysteme
// Schalten & Verteilen
von HF-Signalen
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Messtechnik
// Distribution von IMS
Connector Systems
// HF-Komponenten
Alles individuell &
kundenspezifisch.
MTS individuelle Lösungen
// HF geschirmte Gehäuse
// Schirmboxsysteme
// Relaisschaltfelder
// Matrixsysteme
// HF-Komponenten und Kabel
// Gefilterte Schnittstellen
// Air Interface Emulation
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weltweit vertreten
Zu Hause
in Deutschland
- weltweit vertreten
- weltweit vertreten
mts-systemtechnik.de
SPINNER bietet Millimeter-Wave-Messmittel
mit bisher ungewohnt hoher Flexibilität
beim Aufbau von Millimeter-Wave-
Testumgebungen. Diese Lösungen sind
mechanisch äußerst flexibel und technisch
kompromisslos gut.
Hintergrund: Die Anzahl der Anwendungen
im Millimeterwellen-Bereich steigt und
damit auch der Bedarf an entsprechenden
Messmitteln. Neben den bewährten Produkten,
die SPINNER für den VNA-Einsatz
ent wickelt hat, ergänzen die speziell für
Milli­meter-Waves entwickelten Komponenten
das Portfolio. Besonderer Fokus dieses
Millimeter-Wave-Portfolios ist ein deutlich
flexiblerer Einsatzbereich für den Benutzer.
0,8-mm-Steckersystem
für Messungen bis 165 GHz
Eine der großen Herausforderungen bei der
Entwicklung neuer Kommunikationstechnologien
wie 6G im Submillimeter-Bereich,
z.B. im D-Band, ist die einwandfreie und
zuverlässige elektrische Verbindungstechnik.
Bis vor kurzem waren schmalbandige
SPINNER GmbH
info@spinner-group.com
www.spinner-group.com
rechteckige Hohlleiterkomponenten die einzige
verfügbare Option. Dann kam das koaxiale
0,8-mm-Steckersystem (IEC 61169-64)
als standardisierte koaxiale Lösung auf, die
aufwendige Hohlleiterinstallationen überflüssig
machte und verbesserte Bandbreiten
und Messmöglichkeiten bot.
SPINNER ging nun noch noch einen Schritt
weiter und stellte das neuartige Solid-
0.8-mm-Koaxialsteckersystem vor, das
unübertroffene Präzision und Leistung bis
165 GHz bietet. Das fortschrittliche Design
zeichnet sich durch eine robuste 0,8-mm-
Schnittstelle aus, die schadensfreie, wiederholte
Verbindungen gewährleistet und
gleichzeitig hervorragende elektrische
Eigenschaften für maximale Messgenauigkeit
bietet.
Im Vergleich zu herkömmlichen 0,8-mm-
Steckverbindern sind diese Steckverbinder
über einen längeren Zeitraum hinweg äußerst
zuverlässig und behalten ihre Qualität, Effizienz
und volle Kompatibilität bei.
Die hochmoderne Technologie zeichnet
sich durch außergewöhnliche Flexibilität
aus und ist für Messanwendungen in allen
Branchen geeignet. Das System ist eine der
vielseitigsten Optionen auf dem Markt und
bietet Hochfrequenz-Messmöglichkeiten bis
zu 165 GHz. ◄
44 hf-praxis 11/2023

Kabel und Verbinder
mmWave-Adapter
Waveguide-to-Coaxial
1,35-mm-Connector: robuster Präzisionssteckverbinder
für DC bis 90 GHz
In Laborumgebungen müssen
Sie die richtigen Schnittstellen
zur Hand haben: für Wellenleiter-Koaxial-
oder Koaxial-Wellenleiter-Übergänge
und je nach
Bedarf mit Koaxialsteckern oder
-buchsen.
Mit den neuen SPINNER-Millimeterwellen-Koaxialadaptern
für das V-, E-, W- und F-Band
können Anwender wellenleiterbasierte
Messnetzwerktopologien
direkt mit den Koaxialports
von VNA- oder Millimeterwellen-Extendermodulen
verbinden.
Man kann also schneller
testen. Ultraniedrige Verluste
sind zudem garantiert.
SPINNER GmbH
info@spinner-group.com
www.spinner-group.com
Mit dem Markt für Millimeterwellen-Sensoren
für selbstfahrende
Fahrzeuge wächst auch
die Nachfrage nach geeigneten
HF-Verbindungen in Testumgebungen.
Zuverlässige koaxiale
Präzisionssteckverbinder sind
entscheidend für das Erzielen
eines guten HF-Ergebnisses,
insbesondere in E-Band-Anwendungen.
Eine häufige Frustration
in HF-Laboratorien ist das
unerwünschte Lösen der 1-mm-
Überwurfmuttter, während man
eine ohnehin schon zeitraubende
Kalibrierung durchführt. Daraus
entstand die Idee eines 1,35-mm-
Steckers, der „E Connector“
genannt wurde. Er kommt mit
einem präzisen metrischen
Gewinde wie dem des 1,85-mm-
Steckers sowie einer integrierten
Einrastkontur für zeitsparende
Push-Pull-Steckverbinder.
SPINNER GmbH
info@spinner-group.com
www.spinner-group.com
Hochzuverlässige und kompakte MIL-DTL-M24308-Steckverbinder
Über Powell Electronics ist jetzt die äußerst
zuverlässige, kompakte und vollständig
QPL-zugelassene Steckverbinder-Serie
MIL-DTL-M24308 von Positronic erhältlich.
Die Bauelemente sind eine ideale
Option für Anwendungen, bei denen Platz
und Gewicht eine Rolle spielen, z.B. in
hochdichten Gehäusen in militärischen
Anwendungen wie militärischer Ausrüstung,
Bodenunterstützungsgeräten und
Computer-Peripherie.
Weitere wichtige Zielanwendungen sind
Modems, Informationssysteme, Kommunikationssysteme,
industrielle Messgeräte
sowie Raumfahrtausrüstung.
Die M24308 Steckverbinder von Positronic
arbeiten in einem sehr weiten Betriebstemperaturbereich
von -55 bis +125 °C. Die
Komponenten verfügen über ein Standardoder
High-Density-Layout, eine Vielzahl
von Anschlusstypen (Crimp, Lötkelch,
gerade oder rechtwinklige Leiterplattenmontage),
mehrere Kontaktvarianten (feste
Kontakte, abnehmbare Crimpkontakte der
Größe 20, feste und abnehmbare Kontakte
der Größe 22), verschiedene Gehäusegrößen
und kreatives Zubehör.
Powell Electronics
www.powell.com
hf-praxis 11/2023 45

Bauelemente/Baugruppen/Module
ratur-Keramik (LTCC) mit einer typischen
Einfügedämpfung von 0,6 dB oder weniger
von DC bis 18 GHz. Die typische Rückflussdämpfung
beträgt 12 dB bis 10 GHz
und 9 dB bis 18 GHz.
LTCC-Filter für Signale
mit 17,3 bis 33 GHz
Das Modell HFCU-1682+ von Mini-Circuits
ist ein Bandfilter aus Niedertemperatur-Keramik
(LTCC) mit einem Durchlassbereich
von 17,3 bis 33 GHz und einem Sperrbereich
von DC bis 13,8 GHz. Die typische
Einfügungsdämpfung im Durchlassbereich
beträgt 2,3 dB oder weniger, verbunden
mit einer typischen Rückflussdämpfung
im Durchlassbereich von 13 dB oder besser.
Die typische Sperrbandunterdrückung
beträgt 51 dB von DC bis 10,5 GHz und
28 dB von 10,5 bis 13,8 GHz. Das Filter
für hohe Frequenzen wird mit einem keramischen
1812-Gehäuse für Oberflächenmontage
geliefert und kann Eingangsleistungen
von bis zu 7 W verarbeiten. ◄
LTCC-Kanal für 7,5 W
von DC bis 18 GHz
Das Modell TPCG-183+ von Mini-Circuits
ist eine 50-Ohm-Thruline aus Niedertempe-
Die Übertragungsleitung hat einen
0805-Footprint für dichte Schaltungs-Layouts
und kann maximal Leistungen bis zu
7,5 W bei einer typischen Vollband-Rückflussdämpfung
von 10 dB verarbeiten. Sie
hat eine typische Gruppenlaufzeit von nur
25 ps und einen Betriebstemperaturbereich
von -55 bis +125 °C. ◄
Filtermodule für USB 3.2 und LAN-PoE++
Für den Einsatz in Schirmboxen oder Schirmkammern im Bereich
der Hochfrequenztechnik hat MTS Systemtechnik zwei neue
gefilterte Schnittstellen entwickelt.
D-pHEM-Transistor
für 10 MHz bis 4 GHz
Mini-Circuits‘ neues Bauelement TAV1-
33NM+ ist ein MMIC-D-pHEMT für
Anwendungen von 10 MHz bis 4 GHz. Er
hat eine typische Rauschzahl von 0,8 dB
bei 50 MHz und 1 dB bei 4 GHz.
Die Verstärkung beträgt typischerweise 24,7
dB bei 50 MHz, 17,3 dB bei 2 GHz und 12,3
dB bei 4 GHz. Die Ausgangsleistung bei
1-dB-Kompression beträgt typischerweise
19,7 dBm bei 50 MHz und 21,5 dBm bei
4 GHz. Der Transistor ist mit einem nichtmagnetischen
50-Ohm-Gehäuse von 1,4 ×
1,2 mm ­Fläche ausgestattet. ◄
Mini-Circuits
www.minicircuits.com
Filtermodul FIL-RJ45-PoE++
Dieses LAN-Filtermodul hat eine nominelle
Datenrate von 1000 Mbit/s und
erfüllt den Standard IEEE 802.3bt, der die
Versorgung von Endgeräten über Powerover-Ethernet
(PoE) ermöglicht. Es kann
Geräte sowohl als Power Sourcing Equipment
(PSE), welche Strom bereitstellen, als
auch als Powered Devices (PD), welche
Strom beziehen, unterstützen. Die maximale
Leistung beträgt 71 W für PD und
90 W für PSE. Durch spezielle Filter zur
Gleichtaktunterdrückung werden EMV-
Störsignale auf den Signalleitungen wirksam
gedämpft. LAN-Kabel können über
je eine RJ-45-Buchse auf beiden Seiten
angeschlossen werden. Natürlich ist es
auch möglich, bei MTS System­technik die
verschiedensten Schirmboxen gleich komplett
zu erwerben, welche, neben anderen
Schnittstellen nach Wünschen der Kunden,
auch die obigen Filtermodule enthalten. ◄
MTS Systemtechnik GmbH
info@mts-systemtechnik.de
www.mts-systemtechnik.de
Filtermodul FIL-USB-3.2-C-PD
Dieses USB-3.2-Filtermodul erlaubt eine
nominelle Datenrate von 20 Gbit/s und ermöglicht
auch, per Power-Delivery die zu
prüfenden Endgeräte (UEs, Femtozellen
etc.) im geschirmten Bereich mit bis zu
100 W mit Strom zu versorgen. Umgekehrt
ist es aber auch möglich, ein Tablet
oder einen Laptop in den geschirmten
Bereich zu bringen und das Gerät über
diesen Filter von außerhalb der Kammer
bzw. Box zu bedienen. Mit einem angeschlossenen
USB-Docking-Modul (wird
zusätzlich benötigt) können zum Beispiel
externe Gräte wie ein HDMI-Display mit
4K maximaler Auflösung, eine USB-
Tastatur und eine USB-Maus von außerhalb
angeschlossen werden.
Das Filtermodul kann Störsignale mit
typischerweise 80 dB reduzieren. Dies
ist wichtig wegen der Gefahr elektromagnetischer
Kopplung von Störstrahlung,
die auf Signalleitungen bei unbekannter
Qualität der Schirmung an den Kabeln
und den daran angeschlossenen Geräten
bestehen kann.Die USB-Kabel können
auf beiden Seiten jeweils über einen Typ-
C-Stecker mit 10.000 Steckzyklen angesteckt
werden. ◄
46 hf-praxis 11/2023

Bauelemente/Baugruppen/Module
Effiziente Kühlung und langlebige Leistung
für anspruchsvolle Anwendungen
Die Telemeter-Hochleistungs-
Peltierelemente, auch bekannt
als TEM (Thermo Electric
Moduls), sind vielseitige Komponenten,
die in verschiedensten
Anwendungen eingesetzt werden.
Sie bieten eine hohe Kühlleistung,
haben eine erweiterte
Abgabekapazität und eine längere
Betriebszeit im Vergleich
zu Standardkomponenten. Diese
Eigenschaften sind besonders
wichtig, wenn sie in Analyseund
Messgeräten, PCR-Zyklusgeräten,
experimentellen Instrumenten
oder Kühlaggregaten
eingesetzt werden. Die folgenden
Merkmale machen diese
Elemente besonders interessant:
Darüber hinaus werden die Bauteile
durch den spezifischen
Zuschnitt weniger belastet,
was eine längere Einsatzdauer
ermöglicht. Dies ist besonders
wichtig, wenn eine kontinuierliche
und langanhaltende
Kühlung für optimale Ergebnisse
erforderlich ist. Durch
die sorgfältige Auswahl und
Anpassung der Bauteile an die
Anwendung bieten die Elemente
eine hohe Lebensdauer, selbst
unter anspruchsvollen Bedingungen.
◄
Telemeter Electronic GmbH
info@telemeter.de
www.telemeter.info
Dank ihrer Technik bieten sie
eine hohe Kühlleistung. Die
effiziente Wärmeabführung ermöglicht
dadurch eine schnellere
Kühlung. Die Elemente werden
kundenspezifisch angepasst, um
den Anforderungen an Hochleistungskomponenten
gerecht zu
werden. Eine individuelle Auswahl
von Keramikmaterialien
auf der Kalt- und Heißseite ist
möglich. Diese Anpassungen
führen zu einer effektiveren Wärmeableitung
und verbessern die
Gesamtleistungsfähigkeit.
hf-praxis 11/2023 47

KNOW-HOW VERBINDET
EMV, WÄRME­
ABLEITUNG UND
ABSORPTION
SETZEN SIE AUF
QUALITÄT
Bauelemente/Baugruppen/Module
Ein Lüfter für alle Spannungen
von 100 bis 240 V
Elastomer- und Schaumstoffabsorber
Europäische Produktion
Kurzfristige Verfügbarkeit
Kundenspezifisches Design
oder Plattenware
-EA1 & -EA4
Frequenzbereich ab 1 GHz (EA1)
bzw. 4 GHz (EA4)
Urethan oder Silikon
Temperaturbereich von ­40°C bis 170°C
(Urethanversion bis 120°C)
Standardabmessung 305mm x 305mm
Relativ unabhängig von der Netzfrequenz
und der Netzspannung erhalten Anwender
bei dieser Lüfter-Baureihe immer gleiche
Leistungen (Luftleistung, Geräusch, Drehzahl).
Im direkten Vergleich zu herkömmlichen
AC-Axiallüftern lässt sich lt. Hersteller
mit diesen neuen AC-Lüftern bis zu
85% Energie einsparen – und das bei einer
mehr als doppelt so langen Lebensdauer!
MLA
Multilayer Breitbandabsorber
Frequenzbereich ab 0,8GHz
Reflectivity­Level ­17db oder besser
Temperaturbereich bis 90°C
Standardabmessung 610mm x 610mm
Die neuen AC-Lüfter von Telemeter Electronic
bieten mit einem Versorgungsspannungsbereich
von 100 bis 240 V AC äußerst effiziente
Kühlung für viele Elektronikkomponenten
oder Geräte wie Verstärker. Die Lüfter
sind mit Tachosignal und PWM-Steuerung
ausgestattet, sodass eine Regelung ganz nach
Bedarf und eine Betriebsüberwachung komfortabel
möglich ist. Telemeter Electronic
bietet folgende Baugrößen an: Axiallüfter
mit den Maßen 92 x 92 x 38 mm, 120 x 120
x 25 mm und 120 x 120 x 38 mm, 160 x 160
x 51 mm sowie Ø 175 x 51 mm.
Hohe Straße 3
61231 Bad Nauheim
T +49 (0)6032 9636­0
F +49 (0)6032 9636­49
info@electronic­service.de
www.electronic­service.de
ELECTRONIC
SERVICE GmbH
48
Telemeter Electronic GmbH
info@telemeter.de
www.telemeter.info
Diese Axiallüfter sind zum Teil auch mit
Schutzklasse IP56 oder IP68 erhältlich. Weitere
Baugrößen für 90...132 und 180...264
V AC sind verfügbar: Zentrifugallüfter mit
den Abmessungen Ø 190 x 88 mm, Ø 225
x 99 mm, Ø 250 x 99 mm und 270 x 270 x
119 mm. Die Zentrifugallüfter sind zum Teil
auch mit Schutzklasse IP56 erhältlich. ◄
hf-praxis 11/2023

90-GHz Connectors with Alignment Features
Samtec, Inc.
www.samtec.com
Samtec has fully released its
line of vertical solderless, compression
mount connectors that
incorporate precision alignment
features. Spanning DC to 90
GHz, the new connectors are
well suited for use in high-frequency
test and measurement
applications and are available in
full production quantities.
The connectors come standard
with precision alignment
features that are exclusive to
Samtec and ensure peak connector
performance. The solderless
launch (where the connector is
compressed onto the PCB using
mounting hardware) allows for
easy, field replaceable, costeffective
assembly to the PCB
and eliminates possible performance
degradation commonly
found with solder reflow.
This new line of connectors
includes both threaded and pushon
interface types:
• 135 Series: 1.35 mm (90 GHz)
• 185 Series: 1.85 mm (65 GHz)
• 240 Series: 2.4 mm (50 GHz)
• 292 Series: 2.92 mm (40 GHz)
• GPPC Series, -CMM option:
SMPM (65 GHz)
Complete electrical, mechanical,
and environmental specifications
are available in the Product Specification
Sheets for each series
on samtec.com. A brief technical
overview, along with board
thickness and torque specifications,
is available in the eBrochure:
samtec.com/solderlesscompression.
For differential pair test and
measurement applications,
Samtec has released its vertical
GPPC Series with a -CMM
solderless option. It’s the only
ganged, solderless connector
of its kind in the industry. The
push-on coupling design enables
quick-attach for ease of use in a
lab setting.
As frequency requirements continue
to scale, optimizing the
PCB launch structure becomes
more important. Engineers looking
for assistance with board
launch optimization and/or
complete channel analysis can
contact RFGroup@samtec.com.
Samtec offers a full line of offthe-shelf
solutions suitable for
microwave and millimeter wave
applications from 18 to 110 GHz.
Samtec precision RF products
support next-generation technology
advancements in wireless
communication, automotive,
radar, Satcom, aerospace,
defense, and test and measurement.
Customization of products,
both quick-turn modifications
and new designs, is also
available. ◄
hf-praxis 11/2023 49

RF & Wireless
Uplink Interference Measurement
for 5G and LTE TDD
Anritsu Corporation
www.anritsu.com
Anritsu Company announced
enhanced functionality to the
Field Master spectrum analyzer
LTE and 5G measurement
options. As the rollout and densification
of 5G networks accelerates,
degradation of network
performance resulting from
interference in the TDD uplink
is becoming more prominent.
The latest Field Master software
release provides a dual display
of the LTE or 5G Frame structure
with automatic placement of
gates on the Uplink slots alongside
the RF spectrum of the gated
time slots.
For 5G networks with a coastal
or mountainous terrain, RF
downlink transmissions readily
become subject to atmospheric
tropospheric ducting. Signals
can travel hundreds of kilometers,
resulting in a time offset
relative to the far-end base
station. The result is downlink
power masking the uplink
signals from user equipment.
It is also essential that there is
a common frame slot format
deployed on all operator networks
in a country, and ideally
at international borders. The new
uplink interference measurement
includes configurations
for the common frame slot formats
recommended by international
standards organizations,
including GSMA, ITU-R, and
ECC/CEPT.
Anritsu’s Field Master spectrum
analyzer with LTE and 5G
measurement options are the preferred
test instrument for regulators
and operators globally. The
addition of this uplink interference
measurement enhances
its value by providing detailed
insights into the common causes
of interference in new TDD networks.
5G and LTE measurements are
options for the Field Master Pro
MS2090A covering FR1 and
FR2 frequency bands and the
new Field Master MS2080A for
FR1 only networks. In addition
to 5G and LTE measurements,
a Real Time Spectrum Analyzer
captures the detailed transmitter
spectrum, and a cable
and antenna analyzer accessory
facilitates sweeping of feeder
cables. ◄
Advanced Vehicle GPS Antennas
KP Performance Antennas,
an Infinite Electronics brand,
announced the launch of its
vehicle GPS antennas designed
to redefine accuracy
and reliability in automotive
applications. These vehicle
GPS antennas come equipped
with an impressive high
gain of 28 dB, allowing them
to capture weak signals with
remarkable efficiency, even
in the most challenging environments.
Whether driving
through dense urban areas or
remote rural landscapes, these
antennas ensure uninterrupted
positioning, providing drivers
with the confidence to navigate
with ease.
Setting these antennas apart
from conventional GPS antennas
is their high out-of-band
rejection. By minimizing
signal interference and multipath
effects, these antennas
guarantee exceptional signal
quality and stability. This critical
advantage translates to
more precise navigation and
enhanced user experiences for
personal vehicles, commercial
fleets or autonomous systems.
Recognizing the diverse needs
of automotive applications,
KP has engineered these GPS
antennas to be highly resilient.
With waterproof and dustproof
ratings of IPX6 or IP66,
the antennas can withstand
varying outdoor conditions,
ensuring uninterrupted performance
even in inclement weather
and rough terrains. This
design makes them the ideal
choice for vehicle tracking,
fleet management, telematics
and navigation systems.
KP Performance Antennas
Infinite Electronics
www.infiniteelectronics.com
50 hf-praxis 11/2023

DC TO 50 GHz
MMIC
Amplifiers
300+ Models Designed in House
Options for Every Requirement
CATV (75Ω)
Dual Matched
Hi-Rel
Supporting DOCSIS® 3.1
and 4.0 requirements
Save space in balanced and
push-pull configurations
Rugged ceramic package
meets MIL requirements for
harsh operating conditions
High Linearity
Low Noise
Low Additive Phase Noise
High dynamic range over wide
bandwidths up to 45 GHz
NF as low as 0.38 dB for
sensitive receiver applications
As low as -173 dBc/Hz
@ 10 kHz offset
RF Transistors
Variable Gain
Wideband Gain Blocks

RF & Wireless
Indoor/Outdoor IoT Multiband Antennas
Pasternack introduced its stateof-the-art
IoT multiband combination
antennas. Designed
for vehicles, fleets and pivotal
base stations, these multiband
antennas are set to revolutionize
how industries perceive
and utilize mobile connectivity.
The latest from Pasternack’s
innovation lab integrates the
potency of 4G, 5G, Wi-Fi and
GPS bands within a singular,
sleek radome. This harmonious
fusion ensures that emergency
teams, on-the-move fleets and
first responders can guarantee
an unwavering link, no matter
where duty calls.
Delving deeper into the technology,
the antennas feature a
blend of diverse band elements
consolidated in a single radome,
pushing the boundaries of conventional
mobile network tools.
Facilitated with both FAKRA
and SMA connectors and extended
17-foot cable leads, setup
and operations are seamless.
Beyond its technical prowess,
the antenna has an IP69K
rating, certifying it for both
indoor and outdoor deployments.
MIMO capabilities further
enhance data transmission
speeds and reliability, ensuring
consistent high-bandwidth connections.
Designed with aesthetics
in mind, the UV-stabilized
ABS construction of the
antennas is available in versatile
black and white finishes.
The tangible benefits of
Pasternack’s IoT multiband
antennas are a testament to
their superior design. They offer
dedicated connectivity ports for
4G/5G, WiFi, and GPS, capable
of supporting up to 10 leads.
Their GPS/GNSS component,
enhanced with LNA and amplified
by a 26 dB gain, promises
impeccable navigation and tracking
precision.
Pasternack
Infinite Electronics
www.infiniteelectronics.com
New Range of Crystal
Oscillators
Frequency control specialist
Euroquartz has introduced a
new range of crystal oscillators
from Statek Inc. offering tight
frequency stability for use in a
wide range of high-reliability
applications.
The new Statek MTXO tight
stability crystal oscillators offer
fundamental frequencies from 10
to 50 MHz with a total frequency
tolerance as low as ±5 ppm
(including first year ageing) over
the military temperature range
from -55 to +125 °C. Versions
offering high shock resistance
up to 75,000 g – designated
MTXOHG – are also available.
Housed in a compact 3.2 x 2.5
mm hermetically sealed ceramic
package, MTXO crystal
oscillators also offer ultra-low
period jitter of 1.7 ps (RMS)
with ultra-low Allan deviation
and phase jitter.
Suitable for reflow soldering
at maximum process temperature
of 260 °C for 20 s, the new
MTXOs offer CMOS output into
10 pF load with clipped sinewave
option available. Additional
specifications include low acceleration
sensitivity, start up time
of 5 ms maximum, rise/fall time
of 5 ns maximum with duty cycle
of 45% minimum, 55% maximum.
Supply voltage requirement
is 3.3 V DC ±10% with
typical supply current of just 3
mA. Optional military testing
is per MIL-PRF-55310 level B
with industrial temperature range
versions also available. Supply
packaging options are tray pack
or tape-and-reel per EIA 481.
These new oscillators are ideal
for use in a wide range of industrial,
defence and aerospacerelated
applications including
RF telemetry, master clock,
telecommunications, navigation
and handheld devices and
instrumentation.
Euroquartz Ltd.
www.euroquartz.co.uk
GaAs MMIC Distributed
Low-Noise Amplifier for
DC to 30 GHz
The new MMW510F is the
ultimate solution to boost your
reception quality and elevate
your signal processing capabilities.
Covering the spectrum from
DC to 30 GHz, with a typical
gain of 20 dB, and an impressive
noise figure of 2.5 dB is it
ideal for a wide range of applications,
including Test Instrumentation,
Microwave Radio,
VSAT and Telecom Infrastructure.
Miller MMIC offers a variety
of transistors and amplifiers
with industry-leading low noise
performance. We provide multiple
product solutions, ranging
from discrete transistors, packaged
MMIC solutions incorporating
internal matching and
on-chip linearization, and dual
amplifiers for use as push-pull
or balanced amplifier configurations.
Miller MMIC‘s LNAs are
manufactured using our pHEMT
processes with 0.15, 0.25 or 0.5
µm gate lengths.
Miller MMIC is a renowned
worldwide provider of RF semiconductors
specializing in microwave
solutions. Utilizing GaAs
technologies, Miller MMIC
offers a diverse range of products
suitable for various applications
such as Test Equipment, Optical
Application, Commercial Wireless,
Satcom, and Radar, among
others.
Thanks to our core technologies,
we are able to deliver state-ofthe-art,
optimized solutions to
support all applications up to
60 GHz.
Miller-MMIC Inc
www.millermmic.com
52 hf-praxis 11/2023

RF & Wireless
New Report Gives Latest 6G Materials
and Hardware Opportunities
The materials and devices needed
for 6G Communications will be a
large market but the situation is
changing with new breakthroughs
and setbacks. Necessarily up-todate
reports critically assessing
the latest needs and market sizes
are hard to find. The answer is the
new, affordable Zhar Research
report, “6G Communications:
Materials and Hardware Markets,
Technology 2024-2044”
(298 pages), see www.zharresearch.com.
There is a Glossary at the start
of the report but terms are also
explained in the text with a minimum
of jargon because this is
a commercially oriented analysis,
emphasising clarity, business
opportunities and your best
ways to participate, including
possible business partners and
acquisitions.
The Executive Summary and Conclusions
(50 pages) are easy to
absorb by those in a hurry. Here
are the basics, targets, challenges,
players, 13 key conclusions,
a 6G SWOT appraisal and many
infograms clearly showing your
opportunities in materials and
devices. The precise materials
needed and their function gets
Zhar Research
www.zharresearch.com
particular attention from the latest
data-based analysis. An additional
12 pages gives 15 forecast lines
as data and graphs and the action
geographically.
Chapter 2 Introduction (20 pages)
is frank about impediments to 6G
and possible delay in its implementation,
not just the many
benefits and possible business
cases. It explains the serious problems
that are your opportunities
such as cost, power consumption,
green credentials and reach of
the massive infrastructure and
frequency choices, including
tackling the Terahertz Gap. Your
required manufacturing technologies
are covered.
Chapter 3 (23 pages) concerns
burgeoning 6G thermal management
including for closer packing
of hotter client electronics, thermal
interfaces and heat spreaders,
cooling ubiquitous 6G photovoltaics
and base stations. Understand
why 6G thermal management
opportunities are greater
than those for 5G. See SWOT
appraisal. Identify 5G thermal
materials suppliers and their leading-edge
products that are appropriate.
Learn how they can enter
6G and who they should buy for
what missing thermal management
capability.
Chapter 4 (21 pages) does much
the same for reconfigurable intelligent
surfaces – a curiosity for
5G but essential for 6G. Understand
passive vs semi-passive vs
active RIS opportunities. SWOT
appraisal. Chapter 5 (33 pages)
is on 6G devices - optical, electronic
and electrical. It scopes
development status and potential
including semiconductors, THz
alternatives and THz waveguides.
There are two SWOT appraisals.
RLNA05M80GB is an ultra
broadband low-noise, high
linearity amplifier with a frequency
range of 0.5 to 80 GHz
and with a single positive 12
V power supply.
Chapter 6 (21 pages) explores the
considerable variety of opportunities
for graphene and other
2D materials for 6G Communications.
It finds graphene to
be the most significant of these,
spanning 6G plasmonics, transistor
surrogates, RIS, modulators,
splitters, routers, pseudocapacitors,
supercapacitors.
Chapter 7 takes a full 36 pages
to cover the considerable scope
for other emerging materials for
6G: optical, electronic, electrical
and micro-mechanical. The big
recent advances feature strongly
and there is a forecast for indium
phosphide.
The report closes with Chapter 8
(48 pages) on 6G Communications
projects world-wide involving
material and component
research. This is very revealing
about the nature of the 6G material
and components development
that is most-strongly funded
and why.
In short, this report surfaces how
billion-dollar businesses can
emerge that make 6G added-value
materials and components. That
means from fine metal patterning,
flexible and thin film electronics
to the heavy end of facility energy
harvesting, giant base-station
thermal management and RIS
facades across skyscrapers. The
time to get involved is now. ◄
Ultra Broadband Low-Noise Amplifier
for 0.5 to 80 GHz
This cutting-edge solution is
designed to empower engineers
and researchers to
implement a single broadband
solution eliminating the need
to change parts for different
frequency bands.Applications
include Wireless Infrastructure,
Military & Aerospace,
Test, Radar, 5G, Microwave
Radio Systems, TR Module,
Research and Development,
and Cellular Base Stations.
RF-Lambda Europe
GmbH
www.rflambda.eu
hf-praxis 11/2023 53

RF & Wireless
Spread Spectrum Oscillator
Euroquartz, Ltd
www.euroquartz.co.uk
Euroquartz is launching a new
spread spectrum oscillator offering
customers a drop-in replacement
for standard clock oscillators
with a reduction in electromagnetic
interference (EMI) by
as much as 12 dB.
In electronic systems a principal
cause of EMI is the system clock
oscillator and traditional “patching-up”
methods of combatting
interference – ferrite beads,
ground planes, metal shielding
and similar – are frequently
costly and awkward to implement
and most often applied after
a system has failed EMI testing.
The most efficient method to
reduce EMI is to suppress it at
source and Euroquartz’s new
EQHM22 does exactly that.
Compared with conventional
clock oscillators, spread spectrum
(dithered) oscillators can
reduce EMI by up to 12dB and
the parts are drop-in replacements
for standard components
so there is no requirement to
redesign existing PCBs.
Offering a choice of modulation
rates and spreads, these new
devices offer frequencies from
16 to 40 MHz in a miniature surface
mount package measuring
2.5 x 2 x 0.9 mm. Frequency
stability is available as low as
±25 ppm in both commercial
(0 to 70 °C) and industrial (-40
to +85 °C) grades with input
voltages of 1.8, 2.5 and 3.3 V
DC available, all ±10%. Output
logic is CMOS with load capability
of 15pF.
Additional specifications include
current consumption of 4, 5 or 6
mA depending on voltage model,
rise/fall times from 7 to 10 ns,
start up time of 1 ms typical, 5
ms maximum, output enable/disable
function and duty cycle of
50% ±10%. Ageing is ±5 ppm/
year maximum at 25 °C ambient
temperature.
Euroquartz’s new EQHM22C
low EMI oscillators are ideal
for use in a wide range of applications
including printers and
multifunction printers, digital
copiers, PDAs, networking
LAN/WAN and routers, storage
systems such as CD-ROM, DVD
and HDD, scanners, modems,
projectors, embedded systems,
automotive GPS navigation systems,
LCD PC monitors and
TVs, ADSL, PCMCIA devices
and digital cameras.
The EQHM22C low EMI oscillators
are supplied in EIA 16
mm tape and reel packaging
for volume production requirements.
◄
MIL-STD-1553 Dust Caps, Terminators and Adapters
Pasternack, an Infinite Electronics brand,
has announced its cutting-edge lineup
of MIL-STD-1553 products tailored
for today‘s high-performance data bus
systems: dust caps, terminators and adapters.
The MIL-STD-1553 dust cap by
Pasternack is engineered with an innovative
bayonet coupling mechanism, protecting
delicate electronics from dust, debris,
and foreign object debris (FOD). Beyond
its superior shield capabilities, this TRB
jack RFI cap is also RoHS compliant, a
testimony to Pasternack’s unwavering commitment
to environmental responsibility.
Further strengthening their offerings is the
MIL-STD-1553 terminator, which provides
a solution for ending open bus lines in
a 1553 data bus system. These terminators
are compatible with both TRB three-lug
and four-lug jacks frequently used in mainstream
1553 data bus couplers and relay
devices. They set the benchmark with resistance
aligned to MIL-R-39007 standards.
Moreover, they come in a diverse range
of resistance options, offering flexibility,
robustness and the capacity to simulate
prospective loads.
Redefining adaptability, Pasternack’s MIL-
STD-1553 adapter stands out as a pivotal
tool for testing environments. These innovative
adapters enable the seamless conversion
of one input signal into two outputs
and vice versa. Built with twinax
connectivity and presented in a sleek subminiature
design, they amplify versatility
without compromising on robustness and
ease-of-use.
Pasternack
Infinite Electronics
www.infiniteelectronics.com
54 hf-praxis 11/2023

RF & Wireless
Innovative Vehicle GPS Antennas
Pasternack
Infinite Electronics
www.infiniteelectronics.com
Pasternack has announced the
launch of its innovative vehicle
GPS antennas. Designed explicitly
for automotive applications,
these antennas underscore the
importance of precision and reliability,
ensuring vehicles navigate
with unparalleled accuracy.
The vehicle GPS antennas are
a game-changer in automotive
systems. They come equipped
with a high gain of 28 or 30
dB, making them adept at capturing
even the faintest signals
in the most challenging terrains
and conditions. One of their
standout features is the use of
right-hand circular polarization
(RHCP), which drastically
curtails signal interference and
multipath effects, guaranteeing
unwavering signal quality.
Pasternack’s new offering isn‘t
just about performance; it’s
also about resilience. Boasting
waterproof and dustproof ratings
­ranging from IPX6 to IP66, these
antennas are engineered to excel
in the harshest outdoor scenarios.
This resilience positions them
as the top choice for a variety
of applications, including vehicle
tracking, fleet management,
telematics, navigation systems
and the burgeoning field of autonomous
vehicles.
Adding to their versatility, these
antennas come with both SMA
and FAKRA connector options,
ensuring wide-ranging system
compatibility. They are tailored
for the GPS L1 frequency and
are available in both passive and
active versions. Mounting them
is user-friendly, with options
for direct vehicle mount or the
added convenience of a magnet
mount. ◄
Passives with a Passion for Performance
NEW 3 GHz & Beyond Products!
• Enables DOCSIS 4.0 & full duplex requirements
• Achieve max RF output power w/ MiniRF passives
• Repeatability & reliability - a MiniRF trademark
• 100% RF test, local design & support
Standard & Custom Components
COUPLERS
SPLITTERS
TRANSFORMERS
RF CHOKES
1.8 GHz BW
3 & 4 port models
with optional
coupling factors for
Broadband / CATV
Systems.
2.5 GHz BW, 2/3&4
way power splitters
designed for both
50 & 75 Ω
applications.
50 Ω & 75 Ω
supporting a wide
range of applications
with impedance
ratios of 1:1, 1:2,
1:4, 1:8, 1:16.
Precision inductors
& chokes with wire
diameters from
0.060~5mm single
& multilayer, air-core,
coil configurations.
For information, samples and sales, contact our distribution partner RFMW.
www.RFMW.com | sales@rfmw.com
hf-praxis 11/2023 55

DC TO 95 GHz
High-Frequency
Products
For mmWave Test Applications
Waveguide Amplifiers
WVA-71863HP(X)+
Medium power
Key features:
• 71 to 86 GHz
• WR12 Waveguide Interface
• +24.5 dBm P SAT
• 39 dB Gain
WVA-71863LNX+
Medium power
Key features:
• 71 to 86 GHz
• WR12 Waveguide Interface
• 4.5 dB Noise Figure
• 39 dB Gain

E-Band Amplifiers
ZVA-50953G+
ZVA-71863HP+
ZVA-71863LNX+
E-Band Medium
Power Amplifier
• 50 to 95 GHz
• +21 dBm P OUT
at Saturation
• 28 dB gain
• ±2.0 dB gain flatness
• Single supply voltage,
+10 to +15V
K — V-Band Amplifiers
E-Band Medium
Power Amplifier
• 71 to 86 GHz
• +24 dBm P OUT
at Saturation
• 38 dB gain
• ±1.5 dB gain flatness
• Single supply voltage,
+10 to +15V
E-Band Low
Noise Amplifier
• 71 to 86 GHz
• 4.5 dB noise figure
• 37 dB gain
• +13.8 dBm P1dB,
+18 dBm P SAT
• Single-supply voltage,
+10 to +15V
ZVA-35703+
ZVA-543HP+
ZVA-0.5W303G+
Medium Power Amplifier
• 35 to 71 GHz
• +21 dBm P SAT
• 17.5 dB gain
• ±1.5 dB gain flatness
• Single supply voltage,
+10 to +15V
Medium Power Amplifier
• 18 to 54 GHz
• +29 dBm P SAT
• High gain, 31 dB
• ±2.0 dB gain flatness
• Single supply voltage,
+10 to +15V
Medium Power Amplifier
• 10 MHz to 30 GHz
• 0.5W P OUT
at Saturation
• ±1.5 dB gain flatness
• 4.2 dB noise figure
• Single +12V bias voltage
Additional High Frequency Products
BIAS TEES
MULTIPLIERS
DIGITAL STEP
ATTENUATORS
POWER DETECTORS
I/Q MIXERS
SWITCHES
MIXERS
& MORE

RF & Wireless
Grounding Accessories Offer Lightning Protection
L-com, an Infinite Electronics
brand, has just introduced a
line of grounding accessories
to prevent shock hazards as
well as disruptions to facility
power systems caused by lightning
strikes.
The accessories are designed
to protect commercial facilities,
industrial complexes, and
pipelines, both indoors and outdoors.
They consist of isolating
spark gaps, equipotential bonding
bars and lightning rods.
L-com’s new isolating spark
gaps equalize the potential
between the high-voltage and
low-voltage sides of an AC
service, providing a controlled
path for equalization currents to
flow safely.
Each unit has two electrodes
with a small air gap between
them. The gap remains open
during normal operating conditions.
If a dangerous electrical
system fault occurs and the voltage
exceeds a certain threshold,
the air gap ionizes and becomes
conductive, short-circuiting the
gap and preventing any harmful
voltages from posing a risk
to personnel.
The isolating spark gaps boast
a high current-carrying capacity
of 100 kA. Their resilient
indoor/outdoor construction
keeps them operating in temperatures
from -40 to +176 °F (-40
to +80 °C). They are available
with or without a wiring kit.
L-com’s new equipotential bonding
bars minimize the risk of
dangerous voltage differences
between interconnected conductive
elements in a facility.
They connect all metallic components
within the protected
area, such as structural steel,
pipes, HVAC systems and
electrical panels. By connecting
them with low-resistance
conductors, the bonding bars
ensure that they are all at the
same electrical potential, thus
preventing arcing or sparks
that could damage equipment
or create a safety hazard.
The new panel-mount equipotential
grounding bonding bars
come in two models, with 6 or
16 attachment points to suit
different sizes of commercial,
industrial or pipeline installations.
They offer the same wide
operating temperature range as
the isolating spark gaps and the
lightning rods.
L-com’s new lightning rods
safely pass the lightning energy
into the grounding system via
the overall building lightning
protection system. The three
new models present options
tailored for a single-spire rooftop,
a triple-spire rooftop, or
direct mounting to a security
camera. The rods can be mounted
to rooftops, superstructures,
chimneys or outdoor equipment.
They are light but strong,
constructed from highly conductive
aluminum and geometrically
designed to maximize
effectiveness.
L-com
Infinite Electronics
www.infiniteelectronics.com
DC to 110 GHz
SPDT Absorptive Electro-
Mechanical Switch
RFSPDT110EMC-T is a SPDT
absorptive electro-mechanical
switch with a wide frequency
range of DC to 110 GHz. This
cutting-edge switching solution
offers low insertion loss and high
isolation. The unit is TTL controlled
for easy interfacing to any
control system. High reliability
at 0.5 million cycles. Applications
include Wireless Infrastructure,
Military & Aerospace, Test,
Radar, 5G, TR Module, Research
and Development.
RF-Lambda Europe GmbH
www.rflambda.eu
300 W, 6...18 GHz
EMC Solid State Power
Amplifier
This 300 W EMC power amplifier
is designed to meet and
exceed industry standards, it is
compliant with Radiated Immunity
testing standards such as
IEC 61000-4-3 and ISO 11452-
2. It finds its primary application
in EMC laboratories with the
capabilities extended to: Wireless
Infrastructure, Military &
Aerospace, Test, Radar, 5G,
Microwave Radio Systems, TR
Modules, Research and Development,
and Cellular Base Stations.
RF-Lambda Europe GmbH
www.rflambda.eu
24.25...30.5 GHz
Frontend for Telecom
Radio Systems
Richardson RFPD, Inc., an
Arrow Electronics company,
announced the availability and
full design support capabilities
for a new RF frontend module
from United Monolithic Semiconductors.
The CHC6054-QQA
is a high-power frontend incorporating
transmit and receive
paths and a transmit/receive
switch. It operates in the 24.25
to 30.5 GHz frequency range
and is designed for telecom radio
systems applications.
The new HPFE typically exhibits
an Rx gain of 18 dB with a low
noise figure of 3.2 dB, and a Tx
gain of 28 dB with 31 dBm saturated
output power. It features
high linearity with an ACPR of
-36 dBc at +23 dBm average
P out . It is manufactured on 150
nm gallium nitride on silicon
carbide (AlGaN/GaN on SiC)
and 150 nm gallium arsenide
and provided in a cost-effective,
plastic QFN 4 x 5 mm package.
Richardson RFPD
www.richardsonrfpd.com
58 hf-praxis 11/2023

RF & Wireless
Versatile Rubber Duck and Whip-Style Antennas
KP Performance Antennas
Infinite Electronics
www.infiniteelectronics.com
KP Performance Antennas, an Infinite
Electronics brand, announced its latest lineup
of rubber duck and whip-style antennas.
These antennas seamlessly combine
portability with high-tech functionality.
Rubber ducks and whip-style antennas
have long been known for their compact
and lightweight design, making them
essential additions to radios across various
applications. KP has further enhanced
these characteristics with industrially
tuned designs that align with precise
frequency ranges. Additionally, the
introduction of the stubby style provides
users with an even more compact option
without compromising on performance.
Distinguishing features of this lineup
include a comprehensive coverage of frequency
ranges from 650 to 5850 MHz,
with 0 dBi to 4.5 dBi gain specifically for
rubber ducks. Beyond the traditional designs,
customers will also find antennas
available in concave, stubby, blade styles,
and the versatile tilt-and-swivel style. Furthermore,
they are primed for specialized
operations, especially in the increasingly
relevant 4G LTE and 5G bands.
But it’s not just about technological superiority.
KP Performance Antennas has
ensured that the practical needs of users are
met. These antennas come with connector
options in both SMA male and RPSMA,
facilitating easy device integration. The
90-degree connectors provide unmatched
versatility in installation and positioning.
Additionally, these antennas provide
superior protection against water and
dust ingress, a linearly polarized antenna
technology for undisturbed signal transmission,
and both single-band antennas
with a narrow bandwidth and dual-band
Wi-Fi antennas for broader connectivity
needs. ◄
Next-Generation RF Solutions
for Mission Critical Systems
The Industry’s Most Reliable, High-Performance GaN & GaAs Solutions
Description
Frequency
Range
(GHz)
Psat
(W)
Gain
(dB)
Supply
Voltage
(V)
Part
Number
GaN on SiC Transistor 1.2-1.4 375 17 65 QPD1425L
LNA 2-22 0.125 11 6 QPA0012D
Power Amplifier 2.9-3.3 60 21.8 28 QPA2933
Spatium® SSPA 6-18 162-288 9.1-11.6 18 QPB0618N
6-Bit Phase Shifter 8-11.5 1 -5.5 0, 3.3 QPC2110
Spatium® SSPA 18-40 80-126 10-12 18 QPB2040N
Qorvo® offers customers the most advanced combination of power and performance with its industry
leading GaN power amplifiers and its new portfolio of high-performance GaAs MMICs that cover the
entire RF signal chain. Qorvo’s RF solutions set the standard for reliability, efficiency and design flexibility,
and is a trusted and preferred supplier to the DoD and leading defense contractors around the globe.
As the industry’s only MRL 10 GaN supplier, customers can depend on Qorvo solutions to support
mission critical applications that operate in the harshest environments on land, sea, air and space.
At Qorvo we deliver RF and mmWave products to connect, protect and power the world around us.
To learn more, visit qorvo.com or connect with our distribution partner RFMW at rfmw.com/qorvo.
© 06-2023 Qorvo US, Inc. | QORVO and SPATIUM are trademarks of Qorvo US, Inc.

RF & Wireless
RFMW Introduces New Products
Hybrid Coupler Covering
6 to 18 GHz
ting communications and radar
applications in both commercial
and military markets. Lead-free
and RoHS compliant.
Ka-band Power Amplifier
Precision Cables
for Mission-critical
Applications
Aluminium Nitride
Surface Mount
Termination
The Cubic Nuvotronics
PSC18H07S is a surface-mount
90 degree hybrid coupler covering
frequencies from 6 to 18
GHz. The precise PolyStrata
technology results in excellent
amplitude and phase balance,
along with low insertion loss.
The PSC18H07S is self shielded
and utilizes an air dielectric. The
device is designed to be surface
mount and is compatible with
conventional SMT processes.
K-Band Power Amplifier
with Power Detector
The C05N50Z4 from TTM Technologies
is a RoHs compliant,
high-performance 0.5 Watt, 50
Ohm Aluminium Nitride surface
mount termination. This termination
is particularly well suited
to LTE and 5G sub-6 GHz frequency
bands as well as other
transmitter and receiver applications
such as terminating 90
degree hybrid couplers up to 6
GHz in a small surface mount
footprint.
GaAs pHEMT LNA with
High Linearity
Qorvo‘s QPA2040D is a Kaband
power amplifier fabricated
on Qorvo‘s 0.15 µm GaN on
SiC process (QGaN15). Operating
between 20 and 40 GHz, it
achieves saturated output power
of 2 W with power-added efficiency
of 13%. To simplify system
integration, the QPA2040D
is fully matched to 50 ohms with
integrated DC blocking caps on
both RF I/O ports. The RF input
is DC blocked, and the RF output
is a DC short. The QPA2040D
is 100% DC and RF tested onwafer
to ensure compliance to
electrical specifications.
Precision GaAs MMIC
Fixed Attenuators
The Smiths Interconnect Lab-
Flex 200 and 235SP series are
benchmark precision cables with
long heritage for mission-critical
applications. They provide
a robust and durable cable-connector
junction with mode free
operation up to 50 GHz, and up
to 85% velocity low loss dielectric.
They have superior shielding
effectiveness, 30% lower
loss than solid dielectrics, and
are an excellent choice for Sat-
Com, Missile Guidance and Test
and Measurement applications.
Ultra-low noise Amplifier
for WiFi 6/6E
Qorvo QPA4536 is a K-Band
Power Amplifier with integrated
power detector. The QPA4536
operates from 24.2 to 26.5 GHz
and is designed using Qorvo’s
power pHEMT production process.
The QPA4536 typically
provides 33 dBm of saturated
output power, and 31.5 dBm output
power at 1 dB gain compression.
The small signal gain is 18
dB, and Third Order Intercept is
43 dBm at 23 dBm SCL.
To simplify system integration,
the QPA4536 is fully matched
to 50 ohms with integrated DC
clocking caps on both I/O ports.
The QPA4536 is available in
a low-cost, surface mount 28
lead 5 x 5 mm QFN package.
It is ideally suited for suppor-
The KA107 is a GaAs pHEMT
LNA with high linearity in a 3 x
3 mm hermetic SMT package for
Harsh Environments including
Defense and Satellite applications.
The KA107 offers excellent
gain, low noise and high
linearity from 1.3 to 3 GHz. It
can be supplied and tested to
the equivalent screening requirements
of MIL-PRF-38535
Class B and S screening flows.
MIL-PRF-38535 equivalent QCI
product flows, EEE-INST-002
flows, and/or other specialized
testing is available on request.
The ATNXX-0067CH and
ATNXX-110CH are families
of precision GaAs MMIC fixed
attenuators. These attenuators
are an ideal solution for attenuating
a signal and they can be
used in a wide range of applications.
They are ideal for test
equipment’s protection and
signal overload prevention in
various RF systems. A 50-ohm
match is maintained over the
entire operating frequency range.
Attenuation values range from 0
to 10 dB with 1 dB steps.
The GRF2110 is a broadband,
ultra-low noise linear amplifier
designed for WiFi 6/6E, small
cell, wireless infrastructure,
and other high performance RF
applications up to 8 GHz. The
standard tune exhibits outstanding
NF, linearity, return loss and
gain flatness from 5 to 8 GHz.
The device can be operated from
a supply voltage of 2.7 to 5 V
with a typical bias condition of
5 V and 70 mA for optimal efficiency
and linearity.
60 hf-praxis 11/2023

RF & Wireless
FEM for WiFi 7 Systems
The Qorvo QPF4259 is an integrated
front end module (FEM)
designed for WiFi 7 (802.11be)
systems. The compact form
factor and integrated matching
minimizes layout area in the
application.
Performance is focused on optimizing
the PA for a 5 V supply
voltage that conserves power
consumption while maintaining
the highest linear output power
and leading-edge throughput.
Integrated die level filtering for
2nd and 3rd harmonics as well
as 5 GHz rejection for DBDC
operation are included. A coupler
with RF output as well as a
broad range, constant slope voltage
logarithmic power detector
is provided for application
feedback.
The QPF4259 integrates a 2.4
GHz power amplifier (PA),
single pole two throw switch
(SP2T) and bypassable low
noise amplifier (LNA) into a
single device.
2 kW LDMOS Transistor
The Ampleon ART2K0PE/G
is a 2 kW LDMOS RF power
transistor based on Ampleon‘s
ART (Advanced Rugged Technology).
It is unmatched and
has a frequency range of 1 to
450 MHz and packaged in an
OMP1230 plastic package. The
transistor is qualified up to 65
V and is characterized from 30
to 65 V to support a wide range
of applications. Typical applications
include plasma generators,
MRI, particle accelerators,
FM Radio, VHF TV, Non
Cellular Communications, and
UHF radar.
Features and benefits:
• High breakdown voltage enables
class E operation up to
V DS = 50 V.
• qualified up to a maximum
of V DS = 65 V
• characterized from 30 to 65 V
for extended power range
• easy power control
• integrated dual sided ESD protection
enables class C operation
and complete switch off
of the transistor
• excellent ruggedness with no
device degradation
• high efficiency
• excellent thermal stability
• designed for broadband
operation
Gainblock for a Wide
Variety of Applications
The CMX90B701 is a low-current
50-ohms gainblock suitable
for a wide variety of wireless
applications covering 17 to
23 GHz. CMX90B701 is highly
integrated to minimize external
component count and board
area and has a gain of 17 dB.
RF ports are matched on-chip
to 50 ohms with an output DCblocking
capacitor. The device is
an easy-to-use gain block with
fast enable circuit and dual-bias
mode for system optimization,
selecting bias of 10 or 15 mA.
CMX90B701 is fabricated
using a GaAs pHEMT process
to provide optimum gain, linearity,
and noise together with
low DC power consumption.
A footprint-compatible variant,
CMX90B702, is available
for applications covering 23 to
29.5 GHz.
Features:
• frequency range 17 to 23 GHz
• small signal gain 17 dB
• single positive DC
supply 3 to 5 V
• low power consumption
(40 mW)
• Output P1dB 7.5 dBm
@ 20 GHz
• Output IP3 17.5 dBm
@ 20 GHz
• noise figure 4 dB
• dual-bias mode
(low/high setting)
• 105 °C operating temperature
Solid State, Spatial
Combining Amplifier for
2 to 6 GHz
An excellent alternative to traveling
wave tube amplifiers,
Qorvo’s Spatium QPB0206N is
a solid state, spatial combining
amplifier with an operating range
of 2 to 6 GHz. With its maximum
performance in output power,
gain, power added efficiency,
and frequency range, this Spatium
is the ideal building block
for microwave subsystems with
wide-ranging applications.
Qorvo’s patented and field-proven
Spatium combining technology
provides unprecedented
Solid-State Power Amplifier
(SSPA) performance in a rugged,
compact size and weight which
reduces total cost of ownership
compared to alternative technologies.
This product offering
combines Qorvo’s market leadership
in GaN technology and
MMIC design along with our
high-count combining techniques
for a best in class solution
to power amplification.
The QPB0206N is equipped with
an integrated bias card, which
allows for convenience of operation,
reducing electrical losses
in the bias networks, and weight
reduction over using a separate
bias card. It provides individualized
bias settings for each amplifier
blade in the Spatium SSPA
as well as drain pulsing up to 1
MHz PRF for superior power
savings and noise performance.
New 1-, 1.85-, 2.4-, and
2.92-mm Connectors
The color-coded adapters from
Delta work with small connectors:
1-, 1.85-, 2.4-, and 2.92-mm
coaxial connectors. By matching
an adapter’s color to its connector,
the right interconnections are
made. The wear and tear on the
connector is minimized, resulting
in less signal degradation
in a high-frequency interconnection
such as on test equipment.
The life of each millimeter-wave
connector is extended by proper
connector/adapter mating.
Multi-die FEM designed
for X-Band Applications
Qorvo‘s QPF5010 is a multi-die
front-end module (FEM) designed
for 8 to 12 GHz X-Band
applications. The FEM integrates
a T/R switch, limiter, low-noise
amplifier, and power amplifier.
Transmit power is 10 W saturated,
receiver noise figure is
2.2 dB.
RFMW
www.rfmw.com
hf-praxis 11/2023 61

RF & Wireless/Impressum
KemLab Applauds CHIPS Act‘s Commitment to
Strengthening Semiconductor Supply Chain
KemLab Inc., a pioneering
developer of advanced materials
for microelectronics and
MEMS applications, welcomes
the promising strides made
by the CHIPS Act in bolstering
the nation‘s semiconductor
manufacturing capabilities.
As an active participant in the
sector, KemLab commends the
Act‘s dedication to enhancing
the supply chain‘s resilience and
sustainability.
KemLab, Inc.
www.kemlab.com
The semiconductor industry has
a significant role to play in fueling
technological innovation
and underpinning various critical
sectors of the economy. The
CHIPS Act, with its commitment
to providing much-needed funding
and support, aligns seamlessly
with KemLab‘s mission to
continuously advance and secure
the semiconductor supply chain.
KemLab proudly announces its
intention to apply for the Fall
2023 funding under the CHIPS
Act. This strategic decision
reflects KemLab‘s commitment
to leveraging the Act‘s provisions
to drive innovation, expand
production capacity, and contribute
to the industry‘s overall
growth.
Richardson RFPD, Inc., an
Arrow Electronics company,
announced the in-stock availability
and full design support
capabilities for a new RF low
noise amplifier from Guerrilla
RF, Inc. The GRF2133 is
a broadband linear gain block
featuring ultra-high gain and
sub-0.85 dB noise figure for
small cell, cellular booster,
wireless infrastructure and
other high-performance applications.
Configured as a linear
driver, LNA or cascaded gain
block, it offers high levels of
reuse both within a design and
„We are excited about the
opportunities presented by the
CHIPS Act and its potential to
strengthen our nation‘s semiconductor
supply chain,“ said
Jeremy Golden, General Manager
at KemLab. „At KemLab,
we have always strived to push
the boundaries of semiconductor
manufacturing. We see
the CHIPS Act as a valuable
resource to further our efforts
in this regard and to ensure the
security and sustainability of
the US semiconductor supply
chain.“
KemLab‘s proactive stance in
applying for CHIPS Act funding
serves as a reminder to other
semiconductor supply chain suppliers
to explore the opportunities
provided by this legislation.
The Act offers a unique chance
for the industry to come together,
innovate, and bolster the nation‘s
semiconductor capabilities.
As the semiconductor supply
chain continues to evolve and
face various challenges, KemLab
remains dedicated to being at the
forefront of innovation and resilience.
The CHIPS Act reinforces
KemLab‘s commitment to these
principles and positions the company
for a future of growth and
technological advancement.. ◄
Ultra-High Gain Low Noise Amplifier Covers 0.1 to 2.7 GHz
across platforms. The device
is operated from a supply voltage
of 1.8 to 5 V, with a selectable
IDDQ range of 35 to 120
mA for optimal efficiency and
linearity.
Key features of the GRF2133
include:
• 28 dB gain
• 20 dBm P1dB
• 1.5 x 1.5 mm DFN-6 package
Richardson RFPD
www.richardsonrfpd.com
hf-Praxis
ISSN 1614-743X
Fachzeitschrift
für HF- und
Mikrowellentechnik
• Herausgeber und Verlag:
beam-Verlag
Krummbogen 14
35039 Marburg
Tel.: 06421/9614-0
Fax: 06421/9614-23
info@beam-verlag.de
www.beam-verlag.de
• Redaktion:
Ing. Frank Sichla (FS)
redaktion@beam-verlag.de
• Anzeigen:
Myrjam Weide
Tel.: +49-6421/9614-16
m.weide@beam-verlag.de
• Erscheinungsweise:
monatlich
• Satz und
Reproduktionen:
beam-Verlag
• Druck & Auslieferung:
Bonifatius GmbH,
Paderborn
www.bonifatius.de
Der beam-Verlag übernimmt,
trotz sorgsamer Prüfung der
Texte durch die Redaktion,
keine Haftung für deren
inhaltliche Richtigkeit. Alle
Angaben im Einkaufsführer
beruhen auf Kundenangaben!
Handels- und Gebrauchsnamen,
sowie Warenbezeichnungen
und
dergleichen werden in der
Zeitschrift ohne Kennzeichnungen
verwendet.
Dies berechtigt nicht
zu der Annahme, dass
diese Namen im Sinne
der Warenzeichen- und
Markenschutzgesetz gebung
als frei zu betrachten
sind und von jedermann
ohne Kennzeichnung
verwendet werden dürfen.
62 hf-praxis 11/2023

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