1 Einleitung

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
1 Einleitung
Netzwerke bzw. Baugruppen werden üblicherweise durch Vierpolparameter beschrieben.
Im Niederfrequenzbereich sind diese z.B. die Y-, Z-, A-, oder H-Parameter. Mit Hilfe dieser
Parameter können die Zusammenhänge zwischen den Strömen und Spannungen an den Einund
Ausgängen des Vierpols bestimmt werden. Dazu ist aber erst eine eindeutige Festlegung
der Benennung und Zählpfeilrichtung der Eingangs- und Ausgangsgrößen am Vierpol
erforderlich wie es Bild 1.1 zeigt.
Z Q
I 1
I 2
U Q
Z U Vierpol
0 1
U 2
Z in
Bild 1.1 Festgelegtes Zählpfeilsystem
Durch Messen von Spannung oder Strom an den äußeren Klemmenpaaren bei Leerlauf
(I 1 oder I 2 ist null) und Kurzschluss (U 1 oder U 2 ist null) lassen sich die Vierpolparameter (Y-,
Z-, A-, H-Parameter) an den Toren bestimmen.
Für Hoch- und Höchstfrequenzschaltungen, bei denen die Abmessungen der Schaltelemente
in die Größenordnung der Wellenlänge kommen, ergeben sich bei dieser Vorgehensweise
einige Probleme:
- Ströme und Spannungen lassen sich zwar definieren, sind aber nur in Sonderfällen an
den Toren zu messen.
- Exakte Kurzschlüsse und Leerläufe lassen sich nur schwer oder gar nicht realisieren,
so kann z.B. ein Leerlauf bei hohen Frequenzen Leistung abstrahlen und wirkt somit
als Antenne.
- Aktive Bauelemente verhalten sich belastungsabhängig und neigen bei Kurzschluss
und/oder Leerlauf oft zum Schwingen oder können gar zerstört werden.
- Die Signale sind nicht nur zeit- sondern auch ortsabhängig; sie besitzen also
Wellencharakter.
Aufgrund dieser Problematik arbeitet man in der Hochfrequenztechnik mit den direkt
messbaren Amplituden und Phasen der einfallenden und reflektierten Wellen am Vierpol und
gelangt so zur Beschreibung durch die S-Parameter.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt mit der Einführung und Verwendung der Wellengrößen,
der Einbettung des Vierpols in das Wellenwiderstandssystem der Anschlussleitung und der
Berücksichtigung der Leitungstheorie. Bild 1.2 zeigt die einzelnen Schritte.
Vierpoltheorie + Leitungstheorie + Wellengrößen =
S - Parameter
I 1
I 2
I
I h
I r
U 1
U 2
U h
U
U r
a 1 b 2
b 1 a 2
Bild 1.2 Entwicklung der S-Parameter-Darstellung
Um bei der S-Parameter-Messung zu gewährleisten, dass unmittelbar am Vierpolausgang ein
von der Frequenz unabhängiger und damit immer konstanter Impedanzwert das Messobjekt
belastet, wird es in das oben schon erwähnte Leitungssystem eingebettet, das vorne vom
Generator leistungsangepasst (Z Q = Z 0 ) gespeist wird und am Ende mit einem angepassten
Abschlusswiderstand Z a = Z 0 (z.B. 50 Ω) abgeschlossen wird.
In Bild 1.3 ist dieser Zusammenhang dargestellt.
Z Q = Z 0
Z 0
U Q
Vierpol
Z 0
Z a = Z 0
Bild 1.3 Angepasster Vierpol
Nur in dieser Konfiguration wird keine Impedanztransformation der Last zum Vierpoleingang
erfolgen. Der Vierpol (man spricht auch vom Zweitor) ist bei jeder Frequenz mit dem
Lastwiderstand Z 0 belastet.
Weicht nun die Impedanz des Zweitors eingangs- oder ausgangsseitig vom Wellenwiderstand
der Anschlussleitungen ab, entstehen Reflexionen, die auf den Anschlussleitungen vom
Zweitor weglaufen und messtechnisch erfasst werden können.
Aus dem Verhältnis der reflektierten zu den hinlaufenden Spannungs- oder Stromwellen kann
man auf die Größe der Reflexion schließen.
Bezieht man die Spannungs- oder Stromwellen auf den Wellenwiderstand der
Zuleitungssysteme, ist es möglich, aus der Größe der Reflexion direkt auf die fehlangepasste
Impedanz des Zweitores zu schließen, die diese Reflexion verursacht hat.
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In Bild 1.2 wurde schon dargestellt, wie nach der Leitungstheorie die Spannungen und Ströme
an einer Stelle auf der Leitung sich aus hinlaufenden und rücklaufenden Komponenten
zusammensetzen.
Es gilt für den Ort „z“ auf einer Leitung:
U (z) = U h(z) + U r(z) (1.1)
I (z) = I h(z) - I r(z) (1.2)
Den Zusammenhang zwischen Strom und Spannung geben folgende Gleichungen wieder:
U h = I h ÿ Z 0 U r = - I r ÿ Z 0 (1.3)
Hierbei stellt Z 0 den Wellenwiderstand des Zuleitungssystems dar.
Durch die Normierung der Gleichung (1.3) erhält man die Definitionsgleichungen der
Wellengrößen.
a n = U h
Z 0
= I h ÿ Z 0 = hinlaufende Wellengrößen (1.4)
b n = U r
Z 0
= - I r ÿ Z 0 = reflektierte Wellengrößen (1.5)
Durch diese Vorgehensweise erhält man somit Größen, welche die Dimension Leistung
aufweisen und impedanzmäßig auf den Wellenwiderstand bezogen sind. Um sich die
Bedeutung der normierten Wellengrößen zu veranschaulichen, muss berücksichtigt werden,
dass deren Quadrate jeweils den in den Vierpol hinein- oder den aus dem Vierpol
herauslaufenden Leistungen entsprechen. Man spricht deshalb auch von Leistungswellen. Da
jetzt alle Wellengrößen die gleiche Dimension besitzen, kann man sie bei Berechnung oder
Messung auch miteinander kombinieren, addieren oder subtrahieren. So kann man z.B.
hinein- oder herauslaufende Ströme mit Hilfe der Gleichungen (1.4) und (1.5) durch die
entsprechenden Spannungen ersetzen und so Strommessungen vermeiden.
Mit den Gleichungen (1.1), (1.2) und den Gleichungen (1.4), (1.5) können die
Zusammenhänge mit den bisherigen Spannungs- und Strombegriffen und den neuen
Wellengrößen hergestellt werden. Die Indizes 1 und 2 beziehen sich dabei auf Eingang und
Ausgang eines Vierpols bzw. Zweitors. Es ergeben sich die Gleichungen (1.6) und (1.7).
U (z) = U h + U r = a 1 ÿ Z 0 + b 1 ÿ Z 0 = (a 1 + b 1 ) ÿ Z 0 = U 1 (1.6)
I (z) = I h + I r = a 1
1
Z 0
-b 1
1
Z 0
=(a 1 + b 1 ) ÿ
1
Z 0
= I 1 (1.7)
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Löst man jetzt diese Gleichungen nach den interessierenden Wellengrößen a 1 und b 1 auf, so
erhält man folgende Definitionsgleichungen für die Wellengrößen am Eingangstor des
Zweitors:
U 1 + I 1 ÿ Z 0
a 1 =
(1.8)
2 ÿ Z 0
b 1 =
U 1 - I 1 ÿ Z 0
2 ÿ Z 0
(1.9)
Für die Wellengrößen am Ausgang des Zweitors gilt analog:
a 2 =
b 2 =
U 2 + I 2 ÿ Z 0
2 ÿ Z 0
(1.10)
U 2 - I 2 ÿ Z 0
2 ÿ Z 0
(1.11)
Um von der häufig verwirrenden Zweidrahtabbildung loszukommen, soll für die Definition
der S-Parameter eine koaxiale Anordnung in N-Technik (Bild 1.4), bestehend aus einem
Adapter und einem geeignetem Leitungsabschluss (z.B. 50 Ω-Abschluss), untersucht werden.
b 2
a 2
S 22
S 11
S 21
S 12
a 1
b 1
Bild 1.4 „Flow Graph“ des Zweitors in N-Technik
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Auf die Fläche unter dem Zweitor sind die Vorgänge projiziert, die sich an seinem Eingang
und Ausgang abspielen. Diese Darstellung mit Wellengrößen nennt man „Flow Graph“,
„Wellenflussdiagramm“ oder „Signalflussgraph“. Gespeist wird die Anordnung mit der
hinlaufenden Welle a 1 .
Ist der Vierpol am Eingang nicht angepasst, so verursacht er bereits hier einen reflektierten
Wellenanteil (S 11 ); wäre der Leitungsabschluss nicht an die Leitung angepasst oder befände
sich am Ausgang eine Quelle, die a 2 erzeugt, so würde dort ein weiterer rücklaufender Anteil
(S 12 ) entstehen, der am Eingang als Beitrag zur Wellengröße b 1 erscheint.
Diese Vorgänge können in Form folgender Zweitorgleichungen mathematisch beschrieben
werden:
b 1 = a 1 ÿ S 11 + a 2 ÿ S 12 (1.12)
b 2 = a 1 ÿ S 21 + a 2 ÿ S 22 (1.13)
Wobei die Größen a 1 , a 2 der hinlaufenden Wellen als unabhängige Variablen und b 1 , b 2 der
reflektierten Wellen als abhängige Variablen anzusehen sind.
In Matrizenschreibweise lautet das Gleichungssystem
⎡
⎢
⎣
b 1 ⎤
⎥= ⎢ ⎡ S 11 S 12
b 2 ⎦ ⎣ S ⎦ ⎥⎤ ÿ ⎢ ⎡ a 1
21 S 22 ⎣ a ⎦ ⎥⎤
(1.14)
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oder in allgemeiner Form:
[ b ] = || S || ÿ [ a ]
(1.15)
Man bezeichnet || S || als Streumatrix und ihre Koeffizienten S ik als Streuparameter
(Scattering Parameter).
Analog zur Vorgehensweise bei den Widerstands- und Leitwertparametern erfolgt die
messtechnische Bestimmung der S-Parameter durch Nullsetzen einer Eingangs- bzw.
Ausgangsgröße. Jedoch geschieht dies, wie in Bild 1.4 dargestellt, entsprechend der
Leitungstheorie, durch einen reflexionsfreien Abschluss (a 2 = 0) mit dem entsprechenden
Wellenwiderstand des Bezugssystems (z.B. 50 Ω).
Man kann somit die Bestimmung der S-Parameter nahezu bei Betriebsbedingungen
vornehmen.
Im Einzelnen sind S 11 und S 21 bei Einspeisung einer Welle a 1 in Tor 1 mit reflexionsfreiem
Abschluss an Tor 2 über die Gleichungen (1.12) und (1.13) zu bestimmen.
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S 11 = b 1
a
(1.16)
1
a 2 = 0
S 21 = b 2
a 1
(1.17)
a 2 = 0
Für S 22 und S 12 gilt bei Einspeisung einer Welle a 2 in Tor 2 mit Anpassung an Tor 1, d.h.
a 1 = 0
S 22 = b 2
a
(1.18)
2
a 1 = 0
S 12 = b 1
a
(1.19)
2
a 1 = 0
Gemäß den Gleichungen (1.4) und (1.5) kann den Betragsquadraten der hin- und
rücklaufenden Wellen eine anschauliche Bedeutung gegeben werden:
0,5 ÿ |a 1 | ² am Eingang des Zweitors einfallende(verfügbare) Leistung
0,5 ÿ |a 2 | ² am Ausgang des Zweitors einfallende Leistung
0,5 ÿ |b 1 | ² am Eingang des Zweitors reflektierte Leistung
0,5 ÿ |b 2 | ² am Ausgang des Zweitors austretende Leistung
Wie aus den Bezeichnungen für die S-Parameter schon erkennbar ist, handelt es sich
durchweg um komplexe Größen, die aus den nach Betrag und Phase zu messenden
Wellengrößen in der Spannungs- oder Stromebene gewonnen werden. Dadurch, das jeder
Parameter als Quotient zweier Wellengrößen ausgedrückt wird, hat bei der Ermittlung der
Einzelgrößen gemäß Gleichung (1.4) und (1.5) die zunächst kompliziert aussehende
Normierung mit Z 0 keine Bedeutung. Man muss nur bei jeder S-Parameterangabe ganz
deutlich die Größe des Wellenwiderstandes von dem verwendeten Zuleitungs- und
Messsystem angeben.
Das Verhältnis von rücklaufendem und eingespeisten Signal an einem Tor eines Messobjekts
ergibt die Reflexion, ausgedrückt durch den Reflexionsfaktor r.
r = U r
U h
= - I r
I h
= b a
r = | r | ÿ e jj (1.20)
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Außerdem wird der komplexe Reflexionsfaktor häufig über die Wellenwiderstände der
Leitungen definiert
r = Z a - Z 0
Z a + Z 0
(1.21)
wobei Z a der Lastwiderstand und Z 0 der jeweilige Wellenwiderstand ist.
Durch Umstellen der Gleichung (1.21) ist es möglich, aus dem gemessenen
Reflexionsfaktor r die Impedanz Z a wie folgt zu ermitteln.
Z a = Z 0 ÿ 1 + r
1 - r
(1.22)
Außer dem Reflexionsfaktor werden auch häufig die Welligkeit s (Stehwellenverhältnis
VSWR) und die Rückflussdämpfung R D (Return Loss) zur Kennzeichnung der reflektierten
Leistung verwendet. Bei vielen Messgeräten erfolgt die Anzeige logarithmisch, so dass man
einen Begriff benötigt, der den Reflexionskoeffizienten logarithmisch ausdrückt.
Es gelten:
s = 1 + | r |
1 - | r |
R D = 20 ÿ log 1
1
| r |
= 10 ÿ log
| r |²
(1.23)
(1.24)
Die Rückflussdämpfung gibt als logarithmisches Maß des Leistungsreflexionsfaktors | r | 2
an, um wie viel die zurückkommende Leistung gegenüber dem Sendesignal gedämpft ist. Die
Umrechnung der einzelnen Messwerte kann auf einfache Weise durch Benutzung der Tabelle
A.1 oder des Diagramms A.2 geschehen.
Wie bisher festgestellt wurde, handelt es sich bei den S-Parametern um die Quotienten der
hin- und rücklaufenden Spannungs- und Stromwellen, deren Betragsquadrate als
Leistungswellen definiert sind. In der Literatur werden die Betragsquadrate der gemessenen
Leistungswellen häufig als logarithmische Größen dargestellt.
Den Streumatrixelementen wird somit eine anschauliche Bedeutung gegeben:
10 ÿ log | S 11 |² Reflexionsdämpfung am Eingang (1.25)
10 ÿ log | S 22 |² Reflexionsdämpfung am Ausgang (1.26)
10 ÿ log | S 21 |² Einfügungsdämpfung vorwärts (1.27)
10 ÿ log | S 12 |² Einfügungsdämpfung rückwärts (1.28)
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2 Messprinzip
Ziel der Messung ist die Bestimmung der Reflexions- und Transmissionsfaktoren
(Übertragungsverhalten) von Netzwerken.
In der Hochfrequenztechnik sind die Begriffe „Insertion-Loss“ (Einfügungsdämpfung) für die
Transmissionsparameter (S 21 ,S 12 ) und „Return-Loss“ (Rückflussdämpfung) für
Reflexionsparameter (S 11 ,S 22 ) gebräuchlich.
Das zur S-Parameter-Bestimmung verwendete Messprinzip ergibt sich durch die
Definitionsgleichungen (1.12) und (1.13). Man muss je nach S-Parameter, die
entsprechenden, in das Netzwerk (Zweitor) hinein- oder herauslaufenden Wellenanteile
(gekennzeichnet durch a 1 , a 2 , b 1 , b 2 ) bzw. ihre Quotienten nach Betrag und Phase ermitteln.
Aus diesen Überlegungen lässt sich der grundsätzliche Messaufbau eines S-Parameter-
Messsystems herleiten.
Bild 2.1 zeigt, wie ein solches Messsystem prinzipiell aufgebaut ist.
Auskoppelglied 1 Auskoppelglied 2
Tor 1
Tor 2
a 1
b 1
b 2 a 2
Messobjekt Z 0
Generator
Lastwiderstand
a ' 1 b ' 1
b ' 2 a ' 2
Bild 2.1 Messsystem zur Bestimmung der Reflexions- und Transmissionsparameter
Der Generator erzeugt ein HF-Signal, welches über das Auskoppelglied 1 zum Tor 1 des
Messobjektes gelangt (Welle a 1 ). Ein Teil der Welle a 1 wird an Tor 1 reflektiert (Welle b 1 ),
der Rest wird von Tor 1 nach Tor 2 übertragen (Welle b 2 ). Die Welle b 2 gelangt über das
Auskoppelglied 2 zum Lastwiderstand.
Ist der Lastwiderstand gleich dem Wellenwiderstand der Messanordnung, tritt hier keine
weitere Reflexion auf a 2 = 0. In diesem Fall sind die Voraussetzungen geschaffen, die
zur Bestimmung der S-Parameter nötig sind.
Die ausgekoppelten Wellenanteile a ' 1, b ' 1 und b ' 2 stehen an den Messausgängen der
Auskoppelglieder zur Verfügung, so dass mit Hilfe eines externen Rechners die komplexen
Quotienten S 11 = b ' 1/ a ' 1 und S 21 = b ' 2 / a ' 1 berechnet werden können.
Vertauscht man in der Messanordnung den HF-Generator und den Lastwiderstand, so ist es
möglich, in entsprechender Weise S 22 und S 12 zu bestimmen.
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Aus diesen Überlegungen lässt sich der grundsätzliche Aufbau eines automatisierten
S-Parameter-Messsystems herleiten. Es besteht aus
- einer Signalquelle, die das Eingangssignal liefert SMG
- einem Reflektometer, um eingespeiste, reflektierte
und übertragene Signale zu trennen:
VSWR-Messbrücke
- einem Indikator/Auswerteschaltung Vector Analyzer ZPV
- Rechner- , Speicher- , Anzeigeteil und Drucker.
In Bild 2.2 ist solch ein S-Parameter-Messsystem dargestellt.
Vector Analyzer
A B
ZPV
IEC-BUS
Messplatzrechner
Signalgenerator
Drucker
SMG
Messbrücke ZRB2
Bild 2.2 Rechnergesteuertes S-Parameter-Messsystem
Mit diesem Messsystem ist es jetzt möglich, eine automatische Reflexionsfaktor- und
Transmissionsfaktormessung durchzuführen. Solch ein Messplatz ermöglicht z.B. die
Bezugsebene zu verschieben und mit Kalibrierungsmessungen die Messfehler des Systems zu
bestimmen und abzuspeichern und sie bei der späteren Messung des untersuchten Zweitors
dann rechnerisch zu berücksichtigen.
Mit dieser Methode ist eine erhebliche Steigerung der Messgenauigkeit möglich. Weitere
Vorteile sind die einfache Bedienung eines derartigen Messplatzes auch durch Ungeübte,
sowie Zeitersparnis und Freiheit in der Form der Protokollierung.
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3 Versuchsdurchführung
In diesem Versuch sollen die S-Parameter eines Notch-Filters (Bandsperre) und eines
Breitbandverstärkers gemessen und im kartesischen Diagramm dargestellt werden.
Des weiteren soll der Eingangsreflexionsfaktor des Breitbandverstärkers im Smith-Diagramm
aufgenommen und daraus seine Eingangsimpedanz für einen vorgegebenen Frequenzwert
ermittelt werden. Zur Anpassung der so ermittelten Eingangsimpedanz an 50 Ω soll dann mit
Hilfe des Smith-Diagramms ein entsprechendes Anpassnetzwerk bestimmt werden.
Um die Messfehler des Messsystems zu minimieren, werden Kalibriermessungen vor
Aufnahme der entsprechenden Parameter durchgeführt.
3.1 Messung am Notch-Filter
Zur Analyse des Notch-Filters soll der Transmissionsfaktor S 21 nach Betrag und Phase
gemessen werden. Des weiteren sollen die Betragsverläufe der S 11 - und S 22 -Parameter des
Notch-Filters gemessen und im kartesischen Diagramm dargestellt werden.
3.1.1 Messung des „Insertion-Loss“ -Parameters S 21
Wenn Sie an den Messplatz kommen, sind normalerweise alle Geräte ausgeschaltet.
Schalten Sie nacheinander den Messplatzrechner, den Signalgenerator (SMG) und den
Vector- Analyzer (ZPV) ein.
Achten Sie beim Messplatzrechner auch darauf, dass das Netzkabel vom Monitor richtig
eingesteckt ist.
Einstellungen am Signalgenerator (SMG) oder am Vector-Analyzer (ZPV) sind nicht
notwendig, diese werden vom Messplatzrechner später automatisch vorgenommen.
Wie schon in der Einführung beschrieben, wird zur Fehlerminimierung vor jeder Messung
eine Kalibriermessung durchgeführt. Im Programm des Messplatzrechners wird die
Kalibriermessung als „Eichmessung“ bezeichnet. Dieser Begriff wurde bei Erstellung des
Messprogramms fälschlicherweise verwendet.
Während der Messplatzrechner hochfährt, können Sie den Kalibrieraufbau in Bild 3.2 für
diese Messung herstellen. Normalerweise ist der Vector-Analyzer (ZPV) und der
Signalgenerator (SMG) schon richtig angeschlossen.
Die Grundbauteile, die in diesem Versuch verwendet werden, sind normalerweise schon
richtig zusammengesetzt und müssen im Versuchsverlauf nur an einer Stelle vorsichtig
aufgeschraubt werden, um z.B. das Messobjekt anzuschließen.
Zu den Grundbauteilen gehören:
- zwei Durchgangsadapter
- ein Power-Splitter
- zwei Dämpfungsglieder
- zwei Abschlusswiderstände
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Der Aufbau der Grundbauteile ist in Bild 3.1 zu sehen
Anschluss A (rot) vom ZPV-E2
Anschluss B (schwarz) vom ZPV-E2
50 W
Durchgangsadapter
DNF
Power-Splitter
DNF
Abschlusswiderstand
Durchgangsadapter
Abschlusswiderstand
50 W
Bild 3.1 Grundbauteile
Anschluss
vom Signalgenerator SMG
Trennstelle für
das Messobjekt
Überprüfen Sie, ob die Messspitzen des Vector-Analyzers korrekt in die Durchgangsadapter
eingesteckt sind. Die rote Messspitze, Anschluss A am ZPV- Einschub 2, ist in den linken
Durchgangsadapter eingesteckt und die schwarze Messspitze in den rechten
Durchgangsadapter.
In Bild 3.2 sehen Sie den Kalibrierungsaufbau des Messplatzes zur Messung der Insertion-
Loss-Parameter.
Vector Analyzer
A B
ZPV
Power-Splitter
DNF
Durchgangsadapter
50 W
G
Signalgenerator
DNF
Durchgangsadapter
Abschlusswiderstand
50 W
DNF
Dämpfungsglied 10 dB
Bild 3.2 Kalibrierungsaufbau bei Transmissionsmessungen
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In Bild 3.3 sehen Sie den Messaufbau dargestellt, der nach der Kalibrierung aufgebaut werden
soll. Stellen Sie am Notch-Filter eine Bandmittenfrequenz von 800 MHz ein.
Vector Analyzer
A B
ZPV
Messobjekt
Tor 1
Power-Splitter
DNF
Abschlusswiderstand
Durchgangsadapter
50 W
Tor 2
G
Signalgenerator
DNF
Durchgangsadapter
Abschlusswiderstand
50 W
DNF
Dämpfungsglied 10 dB
Adapter Buchse/Buchse
Bild 3.3 Messaufbau zur Messung der Transmissionsgrößen am Notch-Filter
Nachdem der Messplatzrechner hochgefahren ist und den Startbildschirm anzeigt, starten Sie
das Messprogramm, in dem Sie eine beliebige Taste betätigen.
Vor Beginn einer Kalibrierung oder Messung müssen einige Grundeinstellungen, z.B. für den
Signalgenerator, eingegeben werden. Der Messplatzrechner stellt den Signalgenerator und
den Vector-Analyzer automatisch ein.
- Beginnen Sie mit dem Programmablauf durch Wahl der Option
„Neue Parameter eingeben“ mit der Betätigung der Taste
[F1]
- Wählen Sie den Signalgenerator SMG: [F2]
- Wählen Sie den ZPV-Einschub ZPV-E2: [F2]
- Wählen Sie die Messart Übertragungsmessung: [F1]
- Geben Sie einen Generatorpegel von 1 dBm ein.
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste
- Wählen Sie eine Lineare Einteilung der Frequenzachse aus: Sweep = 0
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste
- Geben Sie eine Startfrequenz von 760 MHz ein.
Drücken Sie dazu nach einander die Tasten „7“, „6“, „0“; der alte angezeigte Wert
wird automatisch überschrieben, und bestätigen Sie die Eingabe mit „Enter“
- Geben Sie eine Stoppfrequenz von 840 MHz ein.
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste
- Geben Sie eine Schrittweite von 1 MHz ein.
Bestätigen Sie jede dieser Eingaben mit der „Enter“ Taste.
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Nachdem alle Werte richtig eingegeben wurden, muss dieser Eingabebildschirm mit der
„Enter“-Taste bestätigt und gleichzeitig verlassen werden.
Hinweis:
Bei einer Fehleingabe bitte alle restlichen Werte eingeben; am Ende können alle Werte mit
der Escape „ESC“ neu eingegeben werden.
Nach Eingabe aller Werte erscheint der Bildschirm „Konfiguration der Messparameter“.
- Wählen Sie „Messung aller S-Parameter“ mit der Taste [F7]
- Wählen Sie den „S 21 -Parameter“ aus durch Drücken der Taste [F5]
- Wählen Sie die „dB-Wert-Darstellung“: [F8]
- Skalierung der Ordinate (Y-Achse) Amplitude: Min. = -50 dB
Max. = 0 dB
Phase: Min. = -180°
Max. = 180°
Mit diesen Angaben wird die Skalierung des Diagramms für die Messkurve vorgegeben.
- Geben Sie als Überschrift „Notch-Filter“ ein.
- Wenn der Kalibrieraufbau (Bild 3.2) noch nicht aufgebaut ist, stellen Sie ihn jetzt her
und schließen Sie den SMG und ZPV an.
- Rufen Sie nun die Kalibrierungsroutine auf durch Drücken der Taste [F2]
- Um den Bildschirm „Eichmessung“ aufzurufen, drücken Sie die Taste [F8]
Danach drücken Sie eine beliebige Taste (Enter o. Space), um die
Kalibrierungsmessung zu starten.
Der Messplatzrechner nimmt nun den entsprechenden Frequenzgangfehler der
Messanordnung auf und speichert ihn ab, damit der Fehler bei der anschließenden
Messung berücksichtigt wird.
Nach Beendigung der Kalibrierungsmessung stellen Sie den Messaufbau, wie in Bild 3.3 zu
sehen ist, her. Der Messplatzrechner wartet so lange, bis Sie den Messaufbau hergestellt
haben und mit der „Enter“-Taste fortfahren.
Hinweise:
• Beim Umbau des Messaufbaus den ZPV und das SMX angesteckt lassen, um
mögliche Frequenzfehler, die durch das Wiederanschließen entstehen könnten, zu
vermeiden.
• Lassen Sie alle Geräte eingeschaltet.
• Vorsichtig nur die Schraubverbindung zwischen dem Power Splitter und dem DNF an
der Anschlussseite B (vom ZPV) trennen (Bild 3.1) und das Notch-Filter einbauen.
• Es ist auch zu beachten, dass der Buchse/Buchse-Adapter am Notch-Filter nicht in die
Kalibriermessung einbezogen war. Dieser Adapter kann also das Messergebnis
verfälschen. Dieser Fehler ist aber in diesem Aufbau nicht zu vermeiden.
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Streuparameter - Messplatz
Nach der Kalibrierung kann nun eine Messung mit Fehlerkorrektur durchgeführt werden.
- Wählen Sie die Option „Messung mit Korrektur“: [F4]
- Starten Sie die Betragsmessung mit der Taste Option „Amplitude“ [F3]
- Wählen Sie die Option „neues Diagramm“ aus: [F1]
Nun startet die Betragsmessung.
- Falls der Drucker noch nicht eingeschaltet ist, schalten Sie den Drucker ein (rechts an
der Außenseite) und kontrollieren Sie, ob das Papier richtig eingelegt ist.
- Um die aufgenommene Messkurve auszudrucken, betätigen Sie die
Taste [F6] „Hardcopy“.
[F6]
Bitte die Taste nur einmal drücken !!!
Belassen Sie das Papier im Drucker, da die anschließende Phasenmessung auf die gleiche
Seite gedruckt werden soll !
Bitte warten Sie, bis die Messkurve komplett gedruckt wurde.
- Starten Sie die Phasenmessung mit der Taste [F4]
- Wählen Sie ein neues Diagramm aus : [F1]
Nun wird die Phasenmessung durchgeführt.
- Platzieren Sie einen Frequenzmarker bei 797 MHz durch
das Drücken von
[F5]
- Um die Frequenz eingeben zu können, drücken Sie die Taste [F1]
- Geben Sie die Frequenz ein (Tasten „7“ „9“ „7“ drücken) und bestätigen
Sie mit „Enter“.
- Drucken Sie den Phasenverlauf auf dem gleichen Blatt unter dem
Betragsverlauf aus durch Drücken der Taste „Hardcopy“ [F6]
Bitte warten Sie, bis die Messkurve komplett ausgedruckt wurde.
Drehen Sie am Handrad, bis Sie das komplette Blatt entnehmen können.
Drehen Sie das Papier wieder etwas zurück, damit die nächsten Messkurven auf
einer Seite ausgedruckt werden können.
- Um im Programm zurückzuspringen und um die nächste Messung
durchzuführen, drücken Sie die Taste
[F8]
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Streuparameter - Messplatz
3.1.2 Messung der „Return-Loss“ -Parameter S 11 und S 22
Bauen Sie den in Bild 3.4 dargestellten Kalibrieraufbau auf.
Als Kurzschluss-Element verwenden Sie bitte den „Open-Short“ –Standard mit beidseitigem
Gewinde mit der „Short“ – Seite (Kurzschluss) zur Messbrücke. Dadurch ist auch der
Adapter zwischen der VSWR- Messbrücke und dem „Short“ in die Kalibrierung mit
einbezogen.
Vector Analyzer
A B
ZPV
50 W
DNF
Power-Splitter
VSWR-
Messbrücke
DNF
Durchgangsadapter
Abschlusswiderstand
Durchgangsadapter
Abschlusswiderstand
50 W
DNF
G
Signalgenerator
Kurzschluss mit
"Open-Short" - Standard
Dämpfungsglied 10 dB
Adapter Buchse/Buchse
Bild 3.4 Kalibrierungsaufbau zur 1-Punkt-Korrektur
Zur Messung des Eingangsreflexionsfaktors S 11 gehen Sie wie folgt vor:
- Wählen Sie neue Parameter aus: [F1]
- Um die Messart zu ändern, betätigen Sie die Taste „Koppler“: [F7]
- Wählen Sie eine Messung mit „Koppler oder Messbrücke“ : [F2]
- Wählen Sie neue Parameter aus: [F1]
- Zur Messung der S-Parameter, betätigen Sie [F2]
- Wählen Sie den S 11 -Parameter aus: [F1]
- Wählen Sie die dB-Wert-Darstellung: [F8]
- Skalieren Sie die Ordinate (Y-Achse): Amplitude: Min. = -50 dB
Max. = 0 dB
Phase: Min. = -180°
Max. = 180°
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Streuparameter - Messplatz
- Rufen Sie die Kalibrierungsroutine mit der Taste [F2] auf: [F2]
- Wählen Sie die Option „Kalibrierung 1 Punkt“: [F7]
Starten Sie die Kalibriermessung mit „Enter“.
Nach Beendigung der 1 Punkt-Korrektur-Messung stellen Sie den Messaufbau, wie er in
Bild 3.5 zu sehen ist, her.
Vector Analyzer
A B
ZPV
Abschlusswiderstand
Abschlusswiderstand
50 W
DNF
Power-Splitter
VSWR-
Messbrücke
DNF
Durchgangsadapter
Durchgangsadapter
50 W
G
Signalgenerator
Messobjekt
Abschlusswiderstand
50 W
DNF
Dämpfungsglied 10 dB
Adapter Buchse/Buchse
Tor 1
Tor 2
Bild 3.5 Messaufbau zur Messung des Return-Loss-Parameters S 11
Um nun eine Messung mit 1-Punkt-Korrektur durchzuführen, gehen Sie wie folgt vor:
- Betätigen Sie die Taste [F2]
- Starten Sie die Betragsmessung mit der Taste [F3]
- Wählen Sie ein neues Diagramm aus: [F1]
Nun wird die Betragsmessung durchgeführt.
- Drucken Sie die aufgenommene Messkurve aus: [F6]
Bitte lassen Sie das Papier im Drucker, da der Ausgangsreflexionsfaktor S 22 auf die selbe
Seite ausgedruckt werden soll.
16

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
Zur Messung des Ausgangsreflexionsfaktors S 22 des Verstärkers bauen Sie den in Bild 3.6
dargestellten Messaufbau auf. Eingangs- und Ausgangstor des Notch-Filters sind dabei
vertauscht.
Vector Analyzer
A B
ZPV
Abschlusswiderstand
Abschlusswiderstand
50 W
Durchgangsadapter
DNF
Power-Splitter
VSWR-
Messbrücke
DNF
Durchgangsadapter
50 W
G
Signalgenerator
Messobjekt
Abschlusswiderstand
50 W
DNF
Dämpfungsglied 10 dB
Adapter Buchse/Buchse
Tor 2 Tor 1
Bild 3.6 Messaufbau zur Messung des Return-Loss-Parameters S 22
- Wählen Sie neue Parameter aus: [F1]
- Zur Messung der S-Parameter drücken Sie [F2]
- Wählen Sie den S 22 -Parameter: [F8]
- Wählen Sie die dB-Wert-Darstellung: [F8]
- Skalieren Sie die Ordinate (Y-Achse) Amplitude: Min. = -50 dB
Max. = 0 dB
Phase: Min. = -180°
Max. = 180°
- Starten Sie die Betragsmessung mit der Taste [F3]
Nun wird die Betragsmessung durchgeführt.
- Drucken Sie den S 22 -Parameterverlauf auf dem gleichen Blatt unter dem
S 11 -Parameterverlauf aus mit der Taste
[F6]
Entnehmen Sie das Blatt mit den Parameterverläufen.
17

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
3.2 Messungen am Breitbandverstärker
Zur Analyse des Breitbandverstärkers soll sein Verstärkungsverhalten und seine Anpassung
im Frequenzbereich von 100 MHz bis 1000 MHz gemessen werden. Der Verstärker wurde für
einen Grundfrequenzbereich von 280 MHz bis 940 MHz ausgelegt.
3.2.1 Messung der Verstärkung S 21
Bauen Sie den in Bild 3.7 dargestellten Kalibrieraufbau auf und schließen Sie die 12V
Spannungsversorgung an den Verstärker an.
Vector Analyzer
A B
ZPV
50 W
Durchgangsadapter
DNF
Power-Splitter
DNF
Abschlusswiderstand
Durchgangsadapter
Abschlusswiderstand
50 W
DNF
Dämpfungsglied 10 dB
G
Signalgenerator
Bild 3.7 Kalibrieraufbau für Transmissionsmessungen
Nehmen Sie die folgenden Grundeinstellung des Messplatzes vor.
- Um die Messparameter zu verändern, drücken Sie die Taste [F1]
- Um die Konfiguration des Messplatzes zu ändern, drücken Sie [F8]
- Beginnen Sie mit dem Programmablauf durch Wählen der Option
„Neue Parameter eingeben“ mit Betätigung der Taste
[F1]
- Wählen Sie den Signalgenerator SMG: [F2]
- Wählen Sie den ZPV-Einschub ZPV-E2: [F2]
- Wählen Sie die Messart Übertragungsmessung ohne Koppler: [F1]
- Geben Sie einen Generatorpegel von -20 dBm ein.
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste.
- Wählen Sie eine lineare Einteilung der Frequenzachse aus: Sweep = 0
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste.
- Geben Sie eine Startfrequenz von 100 MHz ein.
Drücken Sie dazu nacheinander die Tasten „1“, „0“, „0“; der alte angezeigte Wert
wird automatisch überschrieben. Bestätigen Sie die Eingabe mit „Enter“.
18

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
- Geben Sie eine Stoppfrequenz von 1000 MHz ein.
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste.
- Geben Sie eine Schrittweite von 10 MHz ein.
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste.
- Wählen Sie „Messung aller S-Parameter“ mit der Taste [F7]
- Wählen Sie den S 21 -Parameter aus durch Drücken der Taste [F5]
- Wählen Sie die dB-Wert-Darstellung: [F8]
- Skalierung der Ordinate (Y-Achse) Amplitude: Min. = 0 dB
Max. = 30 dB
Phase: Min. = -180°
Max. = 180°
- Geben Sie als Überschrift „Breitbandverstaerker“ ein.
- Rufen Sie nun die Kalibrierungsroutine auf durch Drücken der Taste [F2]
- Um den Bildschirm „Kalibriermessung“ aufzurufen,
drücken Sie die Taste
[F8]
Danach drücken Sie eine beliebige Taste (Enter o. Space), um die
Kalibriermessung zu starten.
Der Messplatzrechner nimmt nun den entsprechenden Frequenzgangfehler der
Messanordnung auf und speichert ihn ab, damit der Fehler bei der anschließenden
Messung berücksichtigt wird. Nach Beendigung der Kalibriermessung stellen Sie den
Messaufbau, wie er in Bild 3.8 zu sehen ist, her.
Der Messrechner wartet, bis Sie den Messaufbau hergestellt haben und Sie nach dem Aufbau
mit einer beliebigen Taste fortfahren.
19

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
Vector Analyzer
A B
ZPV
50 W
Abschlusswiderstand
Durchgangsadapter
DNF
Power-Splitter
Messobjekt
DNF
Durchgangsadapter
Abschlusswiderstand
50 W
Tor 1
Tor 2
G
Signalgenerator
DNF
Dämpfungsglied 10 dB
Adapter Buchse/Buchse
Bild 3.8 Messaufbau für Transmissionsmessungen (Insertion-Loss-Parameter S 21 )
Nehmen Sie den Betragsverlauf des S 21 -Parameters im kartesischen Diagramm auf, und
platzieren Sie zwei Frequenzmarker bei f 1 = 280 MHz und f 2 = 940 MHz. Gehen Sie dazu wie
folgt vor:
- Nachdem Sie den Messaufbau hergestellt haben, wählen Sie die Option
„Messung mit Korrektur“:
[F4]
- Wählen Sie die Option „Amplitude“: [F3]
- Wählen Sie die Option „Neues Diagramm“: [F1]
Nun wird die Betragsmessung durchgeführt.
- Wählen Sie die Option „Cursor“: [F5]
- Drücken Sie die Taste [F1]
- Geben Sie die Frequenz des ersten Markers ein („2“ „8“ „0“) und bestätigen
Sie mit „Enter“.
- Drücken Sie die Taste [F1]
- Geben Sie die Frequenz des zweiten Markers ein („9“ „4“ „0“) und bestätigen
Sie mit „Enter“.
- Drucken Sie den Betragsverlauf aus : [F6]
Bitte warten Sie, bis die Messkurve komplett ausgedruckt wurde.
- Drücken Sie die Taste [F8], um den Ausgangsbildschirm aufzurufen. [F8]
20

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
Führen Sie nun eine Phasenmessung durch.
- Wählen Sie die Option „Phasenmessung“: [F4]
- Wählen Sie die Option „neues Diagramm“: [F1]
Nun wird die Phasenmessung durchgeführt.
- Drucken Sie den Phasenverlauf aus: [F6]
Drehen Sie am Handrad, bis Sie das komplette Blatt entnehmen können.
Drehen Sie das Papier wieder etwas zurück, damit die nächsten Messkurven auf
einer Seite ausgedruckt werden können.
3.2.2 Messung der „Return-Loss“ –Parameter S 11 und S 22
Nehmen Sie die folgenden Grundeinstellungen des Messplatzes vor.
- Um die Messparameter zu verändern, drücken Sie die Taste [F1]
- Um die Konfiguration des Messplatzes zu ändern, drücken Sie [F8]
- Beginnen Sie mit dem Programmablauf durch Wahl der Option
„Neue Parameter eingeben“ durch Betätigen der Taste
[F1]
- Wählen Sie den Signalgenerator SMG: [F2]
- Wählen Sie den ZPV-Einschub ZPV-E2: [F2]
- Wählen Sie die Messart Reflexionsmessung : [F2]
- Geben Sie einen Generatorpegel von -20 dBm ein.
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste.
- Wählen Sie eine lineare Einteilung der Frequenzachse aus: Sweep = 0
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste.
- Geben Sie eine Startfrequenz von 100 MHz ein.
Drücken Sie dazu nacheinander die Tasten „1“, „0“, „0“; der alte angezeigte Wert
wird automatisch überschrieben. Bestätigen Sie die Eingabe mit „Enter“.
- Geben Sie eine Stoppfrequenz von 1000 MHz ein.
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste.
- Geben Sie eine Schrittweite von 10 MHz ein.
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste.
- Wählen Sie die Option „Reflexionsmessung“: [F5]
- Wählen Sie die Option „VSWR- Darstellung“: [F8]
Skalieren Sie die Ordinate (Y-Achse) entsprechend: Min: 1
Max: 2.2
- Geben Sie nun die Überschrift „Breitbandverstaerker“ ein.
21

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
Bauen Sie jetzt den Kalibrieraufbau, wie in Bild 3.10 dargestellt, auf.
Vector Analyzer
A B
ZPV
Abschlusswiderstand
Abschlusswiderstand
50 W
Durchgangsadapter
DNF
Power-Splitter
VSWR-
Messbrücke
DNF
Durchgangsadapter
50 W
G
Signalgenerator
Kurzschluss mit
"Open-Short" - Standard
DNF
Dämpfungsglied 10 dB
Adapter Buchse/Buchse
Bild 3.10 Kalibrierungsaufbau zur 1-Punkt-Korrektur
- Wählen Sie die Option „Calibr.“: [F2]
- Wählen Sie die Option „1 Punkt Kalibrierung“: [F7]
Warten Sie, bis die Kalibriermessung abgeschlossen ist.
Nachdem die Kalibriermessung abgeschlossen wurde, kann jetzt die Messung der
Reflexionsparameter durchgeführt werden.
Bauen Sie jetzt den in Bild 3.11 dargestellten Messaufbau für die Messung des S 11 -Parameters
auf.
22

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
Vector Analyzer
A B
ZPV
50 W
DNF
Power-Splitter
VSWR-
Messbrücke
DNF
Durchgangsadapter
Abschlusswiderstand
Durchgangsadapter
Abschlusswiderstand
50 W
G
Signalgenerator
Messobjekt
Abschlusswiderstand
50 W
DNF
Dämpfungsglied 10 dB
Adapter Buchse/Buchse
Tor 1
Tor 2
Bild 3.11 Messaufbau zur Reflexionsmessung mit 1-Punkt-Korrektur des S11-Parameters
Für die Messung des S 11 -Parameters gehen Sie wie folgt vor:
- Wählen Sie die Option „Messung mit 1-Punkt-Korrektur“: [F2]
- Wählen Sie die Option „VSWR“ mit der Taste [F3]
- Wählen Sie ein „Neues Diagramm“: [F1]
Mit der Taste [F1] „Neues Diagramm“ startet die Messung automatisch.
Bitte warten Sie, bis die Messung abgeschlossen ist.
23

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
Nun soll der S 22 -Parameter gemessen werden und im gleichen Diagramm dargestellt werden.
Bauen Sie an dieser Stelle den Messaufbau für die Messung des S 22 -Parameters um, wie in
Bild 3.12 dargestellt.
Vector Analyzer
A B
ZPV
50 W
Abschlusswiderstand
Abschlusswiderstand
Durchgangsadapter
DNF
Power-Splitter
VSWR-
Messbrücke
DNF
Durchgangsadapter
50 W
G
Signalgenerator
Messobjekt
Abschlusswiderstand
50 W
DNF
Dämpfungsglied 10 dB
Adapter Buchse/Buchse
Tor 2 Tor 1
Bild 3.12 Messaufbau zur Messung des Return-Loss-Parameters S22
Gehen Sie dazu wie folgt vor:
- Wählen Sie die Option VSWR mit der Taste [F3]
- Wählen Sie die Option gleiches Diagramm: [F4]
- Wählen Sie gleiche Farbe: [F4]
Nun startet die Messung .
Platzieren Sie nun zwei Frequenzmarker auf der Messkurve; dazu gehen Sie wie folgt vor:
- Wählen Sie die Option „Cursor“: [F5]
- Wählen Sie die Option „Frequenz“: [F1]
- Geben Sie die erste Frequenz ein („2“ „8“ „0“).
- Wählen Sie die Option „Frequenz“: [F1]
- Geben Sie die zweite Frequenz ein („9“ „4“ „0“).
- Drucken Sie die Messkurven aus: [F6]
Lassen Sie das Papier im Drucker, um auch das Smith-Diagramm
der nächsten Messung darauf auszudrucken.
- Kehren Sie zum Ausgangsbildschirm zurück mit der Taste [F8]
24

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
3.3 Bestimmung eines Anpassnetzwerkes für den Breitbandverstärker
Weicht die Eingangsimpedanz des Breitbandverstärkers in einem nicht angepassten
Frequenzbereich vom Wellenwiderstand der Anschlussleitung ab, entstehen Reflexionen.
Dieser Zusammenhang wurde schon in der Einleitung erwähnt. Um die Eingangs- bzw.
Ausgangsimpedanz des Breitbandverstärkers an das 50 Ω-System anzupassen, ist es
notwendig, ein entsprechendes Anpassnetzwerk vorzuschalten.
Solch ein Anpassnetzwerk ist allerdings nur für einen kleinen Frequenzbereich ausgelegt. Es
soll nun ein Anpassnetzwerk für eine Frequenz von 820 MHz ermittelt werden. Hierzu muss
als erstes die Eingangsimpedanz des Breitbandverstärkers bei einer Frequenz von 820 MHz
ermittelt und daraus ein entsprechendes Ersatzschaltbild hergeleitet werden.
Nehmen Sie dazu den S 11 -Parameter im Smith-Diagramm auf.
Gehen Sie wie folgt vor:
- Um die Messparameter zu verändern, drücken Sie die Taste [F1]
- Zum Ändern der Konfiguration drücken Sie [F8]
- Beginnen Sie mit dem Programmablauf durch Wahl der Option
„Neue Parameter eingeben“ mit Betätigung der Taste
[F1]
- Wählen Sie den Signalgenerator SMG: [F2]
- Wählen Sie den ZPV-Einschub ZPV-E2: [F2]
- Wählen Sie die Messart Reflexionsmessung : [F2]
- Geben Sie einen Generatorpegel von 1 dBm ein.
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste.
- Wählen Sie eine lineare Einteilung der Frequenzachse aus: Sweep = 0
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste.
- Geben Sie eine Startfrequenz von 100 MHz ein.
Drücken Sie dazu nacheinander die Tasten „1“, „0“, „0“, der alte angezeigte Wert
wird automatisch überschrieben. Bestätigen Sie die Eingabe mit „Enter“.
- Geben Sie eine Stoppfrequenz von 1000 MHz ein.
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste.
- Geben Sie eine Schrittweite von 10 MHz ein.
Bestätigen Sie diese Eingabe mit der „Enter“ Taste.
- Wählen Sie „Messung aller S-Parameter“: [F7]
- Wählen Sie den S 11 -Parameter: [F1]
- Wählen Sie die Absolut-Wert-Darstellung: [F1]
- Für die Darstellung der Messkurve wählen Sie das Smith-Diagramm: [F4]
- Geben Sie die Überschrift „Breitbandverstaerker“ ein.
- Rufen Sie die Kalibrierungsroutine auf: [F2]
25

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
Stellen Sie jetzt den Kalibrieraufbau, wie in Bild 3.13 zu sehen ist, her.
Vector Analyzer
A B
ZPV
Abschlusswiderstand
Abschlusswiderstand
50 W
Durchgangsadapter
DNF
Power-Splitter
VSWR-
Messbrücke
DNF
Durchgangsadapter
50 W
DNF
G
Signalgenerator
Kurzschluss mit
"Open-Short" - Standard
Dämpfungsglied 10 dB
Adapter Buchse/Buchse
Bild 3.13 Kalibrieraufbau für die 1-Punkt-Korrektur
- Wählen Sie die Option „1 Punkt Korrektur“ : [F7]
Nun startet die Kalibriermessung.
Nachdem die Kalibrierung abgeschlossen ist, bauen Sie den Messaufbau (Bild 3.14) auf.
Vector Analyzer
A B
ZPV
Abschlusswiderstand
Abschlusswiderstand
50 W
DNF
Power-Splitter
VSWR-
Messbrücke
DNF
Durchgangsadapter
Durchgangsadapter
50 W
G
Signalgenerator
Messobjekt
Abschlusswiderstand
50 W
DNF
Dämpfungsglied 10 dB
Adapter Buchse/Buchse
Bild 3.14 Messaufbau zur Messung des Return-Loss-Parameters S11
Tor 1
Tor 2
26

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
Um nun die Messkurve des Return-Loss-Parameter S 11 im Smith Diagramm aufzunehmen,
gehen Sie wie folgt vor:
- Wählen Sie die Option „Messung mit 1 Punkt Korrektur“: [F2]
- Wählen Sie die Option „Messung“: [F3]
- Wählen Sie die Option „neues Diagramm“: [F1]
Platzieren Sie einen Frequenzmarker bei 820 MHz, um die Eingangsimpedanz des
Breitbandverstärkers bei dieser Frequenz aus dem Smith-Diagramm entnehmen zu können.
- Wählen Sie dazu die Option „Cursor“: [F5]
- Wählen Sie die Option „Frequenz“: [F1]
Geben Sie die Frequenz von „820“ MHz ein und bestätigen Sie mit Enter.
- Danach drucken Sie das Smith-Diagramm mit der aufgenommenen
S 11 -Parameterkurve aus.
[F6]
Entnehmen Sie das Blatt aus dem Drucker.
- Kehren Sie zum Ausgangsbildschirm zurück mit der Taste [F8]
Nachdem alle Messungen durchgeführt wurden, schalten Sie den Messplatzrechner,
Signalgenerator, den Drucker und den Vector-Analyzer aus.
Kontrollieren Sie die Boxen mit den Messstandards auf Vollständigkeit.
27

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
4 Versuchsauswertung
4.1 Notch-Filter
a) Ermitteln Sie die Einfügungsdämpfung des Notch-Filters
b) Ermitteln Sie die 3dB-Bandbreite und die Notchtiefe des Filters.
c) Bestimmen Sie den Betrag des Ausgangssignals des Notch-Filters bei einer Frequenz
von 797 MHz (Eingangspegel 1V)
4.2 Breitbandverstärker
a) Ermitteln Sie die maximale Verstärkung des Breitbandverstärkers in dB und
berechnen Sie daraus die Verstärkung als Absolutwert.
b) Überprüfen Sie mit Hilfe der aufgenommenen VSWR- Messkurven, die im Folgenden
aufgeführten Spezifikationen des Verstärkers:
VSWR-ein < 1,6
VSWR-aus

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
Anhang
Tabelle A.1
29

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
Diagramm A.2
30

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
Bilder
Bild 4.1 Messplatzrechner, Signalgenerator, Vector-Analyzer, Drucker
Bild 4.2 Grundbauteile aus Bild 3.1 in N-Technik
31

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
Bild 4.3 Notch Filter
Bild 4.4 Breitbandverstärker
32

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
Bild 4.5 Messbrücke
Bild 4.6 Messstandards (Kurzschlüsse, Leerläufe usw.)
33

Labor für Hoch- und Höchstfrequenztechnik
Streuparameter - Messplatz
Bild 4.7 Messaufbau zur S 11 -Parametermessung am Breitbandverstärker
34