1-2021

Januar 1/2021 Jahrgang 26
HF- und
Mikrowellentechnik
IC-Integration ermöglicht flache
Phased-Array-Antennendesigns
Analog Devices Seite 26

I N - H O U S E S P A C E U P S C R E E N I N G
Launch Prep
Mil-Spec or Equivalent Qualifications
• 30+ years of space-level screening and testing
• 7500+ components and custom capabilities
• EEE-INST-002 compliant workflows
Standard Capabilities
Burn-in, thermal cycling and shock, vibration*, radiographic
inspection*, destructive physical analysis (DPA)*,
mechanical shock, hermeticity with accompanying
acceptance test procedure (ATP).
*While Mini-Circuits performs most of its testing and upscreening
in-house, we use specialist partners for a limited selection of tests.
DISTRIBUTORS

Editorial
HF-Technik + Antennen = Funktechnik
Für viele Techniker, Entwickler und
Konsumenten ist diese Formel vielleicht
neu, aber an ihrer Richtigkeit
gibt es nichts zu deuteln. Denn ob
nun Mobilfunkantennen für LTE,
WLAN-Antennen, Radar-Antennen,
Sat-Antennen, GPS-Antennen
oder Antennen für terrestrischen
Fernsehempfang: Ohne sie erhält
man einfach kein Signal aus dem
Äther UND bringt auch keines zur
Abstrahlung. Auch wenn man heute
etwa im Smartphone, Tablet oder
Bluetooth-Headset die Antenne nicht
mehr unmittelbar sieht, ist sie doch
da und unersetzbar! Das überaus
vielschichtige Thema „Antennen“ ist
daher ein regelmäßiger Schwerpunkt
in der hf-praxis, so auch in dieser.
Wer sich im Antennenbereich etwas
auskennt, weiß, dass die Entwicklung
bei den Antennen bis heute
nicht stehengeblieben ist. Etwa
Mobilfunkantennen für 5G, aber
auch für WLAN auf höchsten Frequenzen
stehen heutzutage besonders
im Blickpunkt. Sie alle funktionieren
nach den Prinzipien, denen
auch die ersten Antennen von Hertz
gehorchten. Der deutsche Physiker
experimentierte schon 1887
mit Antennen und erbrachte den
Beweis für die Wellenausbreitung
im freien Raum. Antennen sind die
Bindeglieder zwischen Freiraum
und Sende- bzw. Empfangsgerät.
Es gibt viele Möglichkeiten, um
Antennen in Funktionskategorien
zusammenzufassen, wie etwa elektrische
(„offene“) und magnetische
(„geschlossene“) oder lineare und
logarithmische Antennen.
Bei der Spezifizierung von Mobilfunkantennen
sind z.B. noch folgende
Details wichtig:
• Bauform (Panelantenne, Chip-
Antenne, externe Antenne…)
• Frequenzbereich (GSM, UMTS,
LTE, WLAN etc.)
• Monoband oder Mehrband
• Abstrahlcharakteristik (Rundstrahl-
oder Richtantenne)
• Anzahl der Elemente (Single oder
MIMO)
• aktive oder passive Antenne
• HF-Leistung
• Impedanz, Stehwellenverhältnis
• Abmessungen, Gewicht
Vorsicht ist immer bei Gewinnangaben,
etwa für Router, Handys oder
das Internet-Modem, geboten. Denn
nicht selten werden hier Versprechungen
gemacht, die unrealistisch
oder technisch gar nicht möglich
sind. Denn Gehäuse, Umwelteinfluss
oder Abhängigkeit von der Kabellänge
bleiben häufig völlig unberücksichtigt.
Die Antennen werden
beim Hersteller in einer möglichst
idealen Umgebung getestet, doch
diese idealen Bedingungen können
in den seltensten Fällen beim
Kunden realisiert werden. Sorgen
Sie daher dafür, dass sendende und
empfangende Geräte möglichst frei
stehen.
Begünstigt werden „kreative“ Herstellermessungen
auch dadurch, dass
der Gewinn einer Antenne immer
einen Vergleichswert darstellt, also
nicht absolut messbar ist wie ein
Strom oder eine elektrische Leistung.
dBi-Angaben beziehen sich
auf den nur theoretisch möglichen
Kugelstrahler, während sich dBd-
Angaben auf dem Vergleich mit
dem Halbwellendipol beruhen. 0
dBd entsprechen dabei 2,15 dBi,
daher sollte man bei der Auswahl
immer auf die „Maßeinheit“ achten
und eine dB-Angabe eher als dBi
interpretieren als dBd. Ein bekannter
Verkäufertrick bei den MIMO-
Antennen ist auch, den Gewinn des
einen Strahlers einfach zum Gewinn
des zweiten Strahlers zu addieren.
Bei Mobilfunk-Basisstationen schützen
senkrechte Kästen die empfindlichen
Antennen vor Witterungseinflüssen.
Typischerweise verfügt eine
Basisstation über drei Antennen, die
jeweils eine Funkzelle versorgen.
Die Hauptstrahlrichtung ist üblicherweise
etwas nach unten geneigt
(Downtilt), damit primär die eigene
Mobilfunkzelle versorgt wird. Daneben
gibt es häufig noch trommelähnliche
Richtfunkantennen. Diese dienen
nicht zur Versorgung von Handys,
sondern stellen die Verbindung
zu benachbarten Sendeanlagen oder
zu einer Vermittlungszentrale her.
Sie ersetzen damit die Anbindung
über ein Telekommunikationskabel.
Mit 5G erhält das Beamforming
einen hohen Stellenwert. Es ist kommerziell
möglich geworden, weil die
HF-Technik mit modernsten aktiven
Bauelementen immer höhere Frequenzregionen
erschlossen haben.
Sie sehen: HF- und Antennen-Technik
gehen Hand in Hand – für eine
immer bessere Funktechnik.
Ing. Frank Sichla
hf-praxis
Wir wünschen Ihnen
ein erfolgreiches
Jahr
2021.
Bleiben Sie gesund!
Technische Beratung und Distribution
Bauelemente für die
Hochfrequenztechnik, Opto- und
Industrieelektronik sowie
Hochfrequenzmessgeräte
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hf-praxis 1/2021 3

Inhalt 1/2021
Januar 1/2021 Jahrgang 26
HF- und
IC-Integration ermöglicht flache
Phased-Array-Antennendesigns
Analog Devices Seite 26
Mikrowellentechnik
Zum Titelbild:
IC-Integration
ermöglicht
Antennen-Designs
mit Flat-Panel-
Phased-Arrays
In diesem Artikel wird
beschrieben, wie Fortschritte
bei Phased-Array-Chipsätzen
planare Phased-Array-
Antennen ermöglichen. 26
Fachartikel in dieser Ausgabe
Embedded
PCB-Antenne für 2,4-
und 5-GHz-Bänder
Die 1001932PT von Ethertronics
ist eine abstimmbare eingebettete
PCB-Antenne für
2,4- und 5-GHz-Bänder. Sie
wurde für ZigBee-, Bluetoothund
Dualband-WLAN-Anwendungen
entwickelt. 10
Keramik-Patch-
Antenne arbeitet auf
drei Bändern
Die ANT-GNSSCP-TH18L1
von Linx Technologies ist eine
Keramik-Patch-Antenne, die
von 1567,24 bis 1583,6, 1587,69
bis 1591,79 und 1593,31 bis
1608,68 MHz arbeitet. 12
Breitbandige 3D-RF-
Tracking-Antenne
Die Fast Fourier-Transformation (FFT)
Die schnelle Fourier Transformation (FFT) lässt sich nicht auf
die Schnelle erklären. In diesem Beitrag kann der Praktiker viel
darüber erfahren, ohne viel Zeit investieren zu müssen. Neben
der Darstellung im Zeitbereich mit einem Oszilloskop kann ein
Signal im Frequenzbereich dargestellt werden. 54
Rubriken:
3 Editorial
4 Inhalt
6 Aktuelles
8 Schwerpunkt
Antennen
32 Aus Forschung und
Technik
36 Grundlagen
40 Bauelemente
44 Messtechnik
61 Funkchips und -module
64 Kabel und Stecker
66 Software
68 5G und IoT
70 Verstärker
71 RF & Wireless
78 Impressum
Die IsoLOG 3D 160 der Aaronia
AG ist eine 3D-RF-Tracking-
Antenne, die von 400 MHz bis
8 GHz arbeitet. Dieses Antennenmodul
besteht aus 16 Sektoren
mit 32 Antennen und hat
eine Tracking-Genauigkeit von
1° bis 3°. 14
Neue Quadband-
Außenantenne
Die ODI-065R15M18JJJ02-GQ
ist eine Quadband-Außenantenne
mit Richtwirkung, welche
die Frequenzbänder mit 1 x
694…960 und 3 x 1695…2690
MHz unterstützt. 15
4 hf-praxis 1/2021

JYEBAO
International News
8 to 12 GHz 5 W GaN Power
Amplifier
Multiplexer erleichtern das
5G-Antennen-Design
Antennen-Multiplexer lösen ein Hauptproblem, mit dem
Hersteller von 5G-Mobilteilen und anderen Geräten
konfrontiert sind: die Bewältigung der dramatischen
Zunahme der HF-Komplexität 20
Schlüsselparameter von
HF-Sampling-Datenkonvertern
kennen und verstehen
In software-definierten Funkund
ähnlichen Schmalband-
Anwendungsfällen sind neuere
Parameter unverzichtbar, um das
Datenkonverterrauschen exakt zu
quantifizieren. Bei HF-Designs mit
direkter Abtastung sind Datenkonverter
typischerweise gekennzeichnet durch
die NSD-, IM3- und ACLR-Parameter
und nicht durch herkömmliche
Parameter wie SNR und ENOB. 36
RFMW announces design and sales support
for medium power driver amplifier
from Qorvo’s QGaN15 0.15 μm GaN on
SiC process. 74
New High-Power Amplifier the
80 to 1000 MHz Range
AR announced the new, high-power
6000W1000 amplifier, a prime example
of AR’s ability to provide high power over
the 80 to 1000 MHz frequency range. 75
Line of AC Inverters that
Deliver High PACower
Capacity in 1 RU
Neue,
hochflexible
Testkabel
von JYEBAO
• Very Flexible
(PUR jacket)
• Stainless Precision
Connectors used
• Excellent RF
performance
• Extra sturdy connector/
cable connection
(Solder clamp designs)
• Taper Sleeve added
• Intended for lab use/
intensive handling
MIMO/Phased-Array Antenna
Systems, part 2
This application note discusses trends and
presents recent advances in EDA tools for
phased-array-based systems. The mutual
coupling between antenna elements affects
antenna parameters like terminal impedances
and reflection coefficients, and hence the
antenna-array performance in terms of
radiation characteristics, output signalto-interference
noise ratio (SINR), and
RCS. 71
Transtector Systems has expanded its line
of rack-mount enterprise power management
solutions with a family of 1 RU AC
inverters, providing high output power and
mission-critical functionality in minimal
rack space. 78
hf-praxis 1/2021 5

Aktuelles
OTA-Antennencharakterisierung im D-Band
Schlüsselakteure aus Forschung
und Lehre sowie der Industrie
stufen das D-Band mit einem
Frequenzbereich von 110 bis
170 GHz als einen Kandidaten
für kommende Drahtlos-Standards
im Bereich Mobilfunk
(Beyond 5G und 6G) sowie für
zukünftige Automotive-Radar-
Anwendungen ein. Rohde &
Rohde & Schwarz
GmbH & Co. KG
www.rohde-schwarz.com
IHP GmbH
www.ihp-microelectronics.com
Schwarz setzt seine wegweisenden
Forschungsaktivitäten
im Sub-THz-Bereich fort mit
dem Schwerpunkt auf diesem
Frequenzbereich und erreicht
dabei wichtige Meilensteine.
Gemeinsam mit IHP hat Rohde
& Schwarz nun branchenweit
erstmals eine vollständige Messung
der 2D- und 3D-Richtcharakteristik
von Antennen auf
Transceiver-Modulen durchgeführt,
die für den Betrieb im D
Band vorgesehen sind.
Ebenso wie 5G-Netze und
Komponenten für den Millimeterwellenbereich
weisen
auch Antennensysteme und HF-
Transceiver-Module für zukünftige
Drahtlos- und Automotive-
Radar-Anwendungen gemeinsame
Eigenschaften auf, die das
Testen zu einer Herausforderung
machen. Die hohen Betriebsfrequenzen,
die höhere Anzahl
an Antennenelementen und der
Umstand, dass diese Module
keine externen HF-Anschlüsse
aufweisen und somit nicht leitungsgebunden
getestet werden
können, erfordern Messungen
über die Luftschnittstelle in
einer geschirmten Umgebung –
sogenannte Over-the-Air- oder
OTA-Tests.
Rohde & Schwarz und IHP
GmbH (Innovations for High
Performance Microelectronics
– Leibniz-Institut für innovative
Mikroelektronik) haben dieses
Messverfahren nun erfolgreich
in den Sub-THz-Bereich übertragen
und konnten erstmals
vollständige 2D- und 3D-OTA-
Messungen an einem Radarmodul
bei Frequenzen im D Band
demonstrieren. Der Messaufbau
bestand aus einem R&S
ATS1000 Antennentestsystem,
einem R&S ZNA43 Vektornetzwerkanalysator
und der R&S
AMS32 Antennenmess-Software
von Rohde & Schwarz. Das
R&S ATS1000 Antennentestsystem
ist eine kompakte und
mobile Schirmkammerlösung für
OTA- und Antennenmessungen,
ideal für 5G-Millimeterwellenanwendungen.
Zur Abdeckung
der D-Band-Frequenzen wird
der Messaufbau erweitert um
Komponenten von Radiometer
Physics GmbH, einem Unternehmen
der Rohde & Schwarz
Gruppe, die die Frequenzumsetzung
direkt an der Messsonde
sowohl in Sende- als auch in
Empfangsrichtung erlauben.
Damit sind keine mechanischen
Anpassungen oder zusätzliche
Video: www.rohde-schwarz.com/_251220-987264.html
weitere Informationen: www.rohde-schwarz.com/wireless/B5G
HF-Kabelverbindungen zum
Antennentestsystem erforderlich.
Mit diesem Messaufbau
lassen sich sowohl Amplituden-
als auch phasenkohärente
Messungen im D Band durchführen.
Dank der R&S AMS32
Software-Optionen für Nahfeld-
Fernfeld-Transformation und
dem hochgenauen Positionierer
lassen sich 3D-Messungen
der Antennencharakteristik einschließlich
Nachverarbeitung
vollautomatisch in kurzer Zeit
durchführen.
IHP stellte vier unterschiedliche
Prüflinge zur Verfügung,
basierend auf dem gleichen D
Band-Radar-Transceiver-Chipset,
jedoch mit unterschiedlichen
Antennenstrukturen.
Diese umfassten auf dem Chip
integrierte (On-Chip) Patchantennen,
ausgeführt als Einzelantennen
und als übereinander
angeordnete Antennen mit entsprechender
Belüftung sowie
einer On-Chip-Gruppenantenne.
Mit Hilfe der OTA-Charakterisierung
ließ sich nachweisen,
dass die Ausführungen als Mehrfach-
bzw. Gruppenantenne eine
höhere Bandbreite liefern als die
Einzelantenne.
Die Leistungsfähigkeit der verschiedenen
Prüflinge wurde
durch Messungen in einem
Kugelkoordinatensystem mit
zwei unterschiedlichen Messeinstellungen
ermittelt. Durch
Vergrößerung der Elevationsschrittweite
von 1° auf 5° (Verringerung
der Anzahl der Abtastpunkte)
konnte die Gesamt-Testzeit
für einen Prüfling von 70
Minuten auf 12 Minuten reduziert
werden. Durch Vergleich
der unterschiedlichen Prüflings-
Designs anhand der gewonnenen
Messdaten konnten die Forscher
der IHP die Auswirkung des endlichen
Reflektorbereichs auf das
Sichtfeld (Field of View, FoV)
eines Automotive-Radarsensors
analysieren.◄
6 hf-praxis 1/2021

Optischer 6-GHz-Link
Der neue optische Mil-Aero-
Link von ViaLite ist eine kombinierte
P-, L-, S- und C-Band-
Anwendung und mit Optionen
für Einheitsverstärkungen
sowie 20 dB Verstärkung
geeignet für den Frequenzbereich
von 10 MHz bis 6 GHz.
Das Mil-Aero RF-over-Fiber
ist für die militärischen Anwendungen
wie Boresight- und Air
Force Base-Kommunikation,
sowie der Signals Intelligence
(SIGINT) optimiert.
Die elektrische Leistung des
Links ist für ein hervorragendes
Gleichgewicht zwischen
einer niedrigen Rauschzahl
(NF), einem hohen P1 dB -CP
und einem branchenführenden
Spurious Free Dynamic
Range (SFDR) optimiert. Der
Mil-Aero-Link von ViaLite ist
in verschiedenen Hardware-
Formaten erhältlich, z.B. als
eigenständige OEM-Module
(blau und schwarz) und/oder
als Chassis-Rack-Karten. Diese
werden über einen Site-Controller
verwaltet und konfiguriert,
der SNMP und Web-
Schnittstelle verwendet, während
eigenständige Module
über ein serielles USB-Kabel
vor Ort konfiguriert werden
können.
■ EMCO Elektronik GmbH
info@emco-elektronik.de
www.emco-elektronik.de
Rohde & Schwarz und Rosenberger verifizierten
MultiGBASE-T1-Konformitätstests
Palette an verschiedensten Steckverbindertypen,
die durchgängig
nach TC9 ausgelegt und vollständig
verifiziert sind.
Für die erfolgreiche Demonstration
lieferte Rosenberger ein
vollständig geschirmtes, konfektioniertes
H-MTD®-Kabel und
ein Paar passender 02K3E6-S00
Messadapter, während Rohde
& Schwarz den R&S ZNB8
4-Tor-Vektornetzwerkanalysator
beisteuerte. Die Leistung
aller Einzelkomponenten sowie
der gesamten Teilstrecke wurde
gemäß der neuen TC9-Spezifikation
getestet und die Konformität
verifiziert.
■ Rohde & Schwarz
GmbH & Co. KG
www.rohde-schwarz.com
Rohde & Schwarz hat in erfolgreicher
Zusammenarbeit mit
Rosenberger, einem führenden
Hersteller von Steckverbindern
und konfektionierten Kabeln,
gemäß den Anforderungen der
Testspezifikation der Open-
Alliance-Arbeitsgruppe TC9
Konformitätstests für MultiG-
BASE-T1 durchgeführt, das
Automotive-Ethernet-Geschwindigkeiten
von 2,5/5/10GBASE-
T1 unterstützt. Dank dieser
messtechnischen Innovation
können sich Fahrzeughersteller
und Zulieferer auf die Leistungsfähigkeit
ihrer zukünftigen
Hochgeschwindigkeits-
Fahrzeugnetzwerke verlassen.
Automotive-Anwendungen
wie fortgeschrittene Fahrassistenzsysteme
(ADAS) stellen
höhere Anforderungen an die
Geschwindigkeit des Fahrzeugnetzwerks.
Automobilhersteller
und Zulieferer stehen vor der
Herausforderung, die Leistungsfähigkeit
der Kommunikationskanäle
sicherzustellen und EMV-
Probleme auszuschließen. Die
Open-Alliance-Arbeitsgruppe
TC9 hat kürzlich die erste Version
einer Spezifikation zum
Testen von Komponenten,
Teilstrecken und des gesamten
Ethernet-Kanals für vollständig
geschirmtes 1000BASE-T1- und
2,5/5/10GBASE-T1-Ethernet
veröffentlicht. Die Spezifikation
definiert verschiedene zu
testende HF-Leistungsparameter,
z.B. Einfügungsdämpfung,
Rückflussdämpfung und Übersprechen.
Dazu gehören auch
Anforderungen an die Messvorrichtungen
– in diesem Bereich
bietet Rosenberger eine breite
Messe EMV findet
2021 digital statt
Die Fachmesse und die parallel
stattfindenden Workshops
der EMV werden aufgrund der
Pandemie und deren Auswirkungen
digital stattfinden. Die
Online-Variante steht bereits
in den Startlöchern, um der
EMV-Branche dennoch Möglichkeiten
für Austausch zu
geben.
Auch auf der digitalen Plattform
stehen praxisorientierter
Wissensaustausch und
Networking im Mittelpunkt.
Teilnehmer können sich mit
Hilfe der Chat- und Videoanruf-Funktion,
aber auch
im Rahmen von Diskussionsrunden
und Produktpräsentationen
gezielt austauschen.
Die Matchmaking-Funktion,
basierend auf Interessensgebieten,
Angeboten und vielen
weiteren Aspekten, unterstützt
die Community dabei, schnell
den richtigen Gesprächspartner
zu finden. „Für die internationale
EMV-Industrie und
-Wissenschaft eröffnen sich so
neue Chancen, sich effizient
und nachhaltig zu vernetzen“,
bestärkt Petra Haarburger.
■ Mesago Messe Frankfurt,
www.mesago.de
www.messefrankfurt.com,
www.e-emv.com
hf-praxis 1/2021 7

HF- und
Mikrowellentechnik
Schwerpunkt in diesem Heft:
Antennen
5G-Hochleistungsantenne
Atlantik Elektronik bietet mit der
neuen Antenne Lepida SR4L054
von Antenova eine hochleistungsfähige
5G-Antenne in
SMD-Bauweise an. Die Lepida
ist eine 5G-Antenne, die ein
Höchstmaß an Leistung innerhalb
eines kompakten Formfaktors
bietet. Sie eignet sich
fast ideal für Geräte, die auf
High-Performance fokussiert
sind – und nur bedingt Platz zur
Verfügung stellen können. Die
Lepida ist eine 5G-, 4G- und
LTE-Antenne für Premiumansprüche,
die größte Effizienz
in allen Bändern ermöglicht.
Insbesondere ist sie für drahtlose
Geräte im Automobilsektor,
in der Luft- und Raumfahrt
und für UAVs, Smart-Metering-
CelsiStrip ®
Thermoetikette registriert
Maximalwerte durch
Dauerschwärzung.
Bereich von +40 ... +260°C
GRATIS Musterset von celsi@spirig.com
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EUR 200 (verzollt, exkl. MwSt)
www.celsi.com
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Anwendungen, Fernsteuerung
und 5G-Router konzipiert.
Bei der Lepida SR4L054 handelt
es sich um eine Breitbandantenne
im SMD-Formfaktor,
die für eine hohe Effizienz und
Leistung über das gesamte Spektrum
von 600 bis 3800 MHz
ausgelegt ist.
Die Lepida arbeitet in den Mobilfunkbändern
B71 (617...698
MHz), LTE 700, GSM850,
GSM900, DCS1800, PCS1900,
WCDMA2100, B40 (2,3...2,4
GHz), B7 (2,5...2,69 GHz)
und B78 (3,3...3,8 GHz). Die
Antenne ist linear polarisiert
und wurde entwickelt, um eine
ausgezeichnete Koplanarität zu
gewährleisten.
Die Lepida SMD-Antenne ist
die neueste Ergänzung des
Antenova-Sortiments, das
eine große Auswahl an eingebetteten
Antennen für die Frequenzen
5G, 4G/LTE, 3G, 2G,
NB-IoT, Wi-Fi, Bluetooth und
GNSS/GPS bietet. Antenovas
lamiiANT-Antennen werden in
SMD-Ausführung unter Verwendung
von laminierten FR4-
Materialien hergestellt, und die
flexiiANT-Antennen sind flexible
FPC-Ausführungen mit
Kabel und Stecker, die für einige
kleine Geräte eine Alternative
bieten. Das Unternehmen stellte
vor kurzem seine Rabo-Gruppe
von Terminal-Antennen vor, die
ebenfalls auf 5G sowie den 4G-,
3G- und 2G-Zellularbändern
arbeiten.
■ Atlantik Elektronik GmbH
info@atlantikelektronik.com
www.atlantikelektronik.de
Radom-Material für
5G-Anwendungen
Mit steigenden Anforderungen
des 5G-Netzwerkstandards werden
die verwendeten Antennensysteme
immer komplexer.
Um diese Antennen zuverlässig
vor Umwelteinflüssen zu
schützen, sind spezielle Materialien,
wie das Radom-Material
PP6000 notwendig. Dabei muss
darauf geachtet werden, dass
die Durchgangsdämpfung des
Materials so niedrig wie möglich
ist. Das Radom-Material
PP6000 von Telemeter Electronic
ist dafür genau das richtige.
Es besitzt eine Dielektrizitätskonstante
von 1,9 innerhalb
eines breiten Frequenzbereichs
von 1 bis 80 GHz. Das macht
das PP6000 zur idealen Ausstattung
in der Entwicklung von 5G.
Das Radom-Material PP6000 ist
in verschiedenen Ausführungen
erhältlich. Entweder als Plattenoder
Folienmaterial, als Spritzgussgranulat
oder auch als vorgefertigtes
Bauteil nach kundenspezifischen
Vorgaben.
■ Telemeter Electronic GmbH
info@telemeter.de
www.telemeter.info
Vielseitige 8-Port-
Smallcell-Panel-
Antenne
Die SCA65F-EH1A von CCI
ist eine 8-Port-Smallcell-Panel-
Antenne, die auf folgenden
Bändern arbeitet: 1695…1880,
1850…1990, 1920…2180,
2300…2400, 2496…2690 und
3400…3800 MHz. Sie verfügt
über vier Ports, die den
Frequenzbereich von 1695 bis
2690 MHz abdecken, und vier
Ports für 3400 bis 3800 MHz
mit einer Port-zu-Port-Isolation
von über 25 dB. Diese doppelt
polarisierte 45°-Antenne bietet
einen Gewinn von bis zu 11,5
dBi bei einer Azimutstrahlbreite
von 65° und einem Front-to-
Back-Verhältnis von mehr als
34 dB. Diese leichte Antenne
mit niedrigem Profil ist nahezu
ideal geeignet für den Einsatz
in kleinen Zellen in schwierigen
städtischen, vorstädtischen und
ländlichen Umgebungen. Sie
kann bis zu 120 W Eingangsleistung
verarbeiten und hat ein
SWR von weniger als 1,5.
Die Antenne bietet zwei unabhängige
Sätze von 4x4-MIMO-
Funktionen (Multiple-Input/
Multiple-Output) über alle Ports.
Diese am Mast montierbare
Antenne ist in einem 298 x 302
x 123 mm großen Gehäuse mit
4,3-10-Buchsen erhältlich und
hält Windgeschwindigkeiten
von mehr als 241 km/h stand
(Optionen für mehrere Montagehalterungen
einschließlich
einfacher Wandmontage oder
zweiachsiger Einstellhalterung
8 hf-praxis 1/2021

Antennen
®
WWW.AARONIA.DE
sind auch verfügbar). Sie ist nahezu ideal
für den Einsatz in Übergangszonen für die
Abdeckung von Makro- zu kleinen Zellen,
für verteilte Antennensysteme im Freien
(DAS), für neutrale Hosts an Veranstaltungsorten,
auf dem Campus und für ihre
Anwendungen zur Abdeckung im Freien.
Gewicht: 2,4 kg.
■ Communication Components, Inc.
www.cciproducts.com
Multibandantenne für
5G-Applikationen
SPECTRAN V6
COMMAND CENTER
980MHz Real-Time Bandwidth!
CompoTEK stellte die neue Multibandantenne
CTA 3807/2/DR/SM/S1 für
5G-Anwendungen vor. Die Antenne hat 2
dBi Gewinn und unterstützt alle gängigen
5G-Frequenzbänder (690...960/1710...2
170/3400...3800 MHz). Dank dem rotierenden
Knickgelenk ist diese sehr kompakte
Antenne für den optimalen Empfang horizontal
und vertikal verstellbar. Mit einer
Baugröße von lediglich 191 x 17mm und
ihren hervorragenden HF-Eigenschaften
ist sie für vielfältige Anwendungen aus
den Bereichen Industrie, Verkehrsmanagement
(V2X), Sicherheitstechnik etc. nahezu
ideal geeignet. Außerdem eignet sich die
CTA 3807/2/DR/SM/S1 ganz besonders
für tragbare Funkgeräte, für die Montage
an Fahrzeugen sowie als Empfangsantenne
für stationäre Funkeinheiten.Ebenfalls
häufig in 5G-Anwendungen eingesetzt:
Die Antenne CTA 3807/5/DT/SM/T1 mit
starkem Magnetfuß und 5 dBi Gewinn.
■ CompoTEK GmbH
www.compotek.de
Embedded-Stamped-Metall-
Antenne für zwei Bänder
Die 1000423 von AVX ist eine Embedded-Stamped-Metall-Antenne,
die in den
Bereichen 2,4…2,485 und 5,15…5,85 GHz
arbeitet. Diese intern zu betreibende (Offboard-)Antenne
hat einen Spitzengewinn von
bis zu 4,5 dBi und einen Wirkungsgrad von
bis zu 75%. Sie misst 40 x 15 x 6,4 mm und
ist mit Befestigungsoptionen für Schraub-,
Kabel- und Steckverbinder erhältlich. Die
Antenne kann für Dualband-WLAN-, Bluetooth-
und ZigBe-Anwendungen verwendet
werden.
Weitere Produktspezifikationen:
• Gewinn: 0,6 bis 4,5 dBi (Peak)
• HF-Leistung: max. 2 W
• Effizienz: 57 bis 75%
• SWR: max. 2,5
• Impedanz: 50 Ohm
• Anschluss: U.Fl (kompatible Buchse auf
der Platine)
• Gewicht: 1,6 g
• Betriebstemperatur: -40 bis 85 Grad °C
■ AVX Corporation
www.avx.com
HF-RFID-Tag für 13,56 MHz
mit 25-mm-Antenne
Der HF110 von Junmp ist ein HF-RFID-
Tag, der auf 13,56 MHz arbeitet. Er basiert
auf dem IC FM11RF08 oder NXP NTAG
213/215 und verfügt über eine Antenne mit
einem Durchmesser von 25 mm. Der Tag
hat einen Benutzerspeicher von 1 kB und
ist für eine Betriebstemperatur von -40 bis
70 °C ausgelegt. Er ist gemäß ISO/IEC
14443 zertifiziert.
■ Junmp Technology
www.junmptec.com
Real-Time Spectrum Analyzer
& Vector Signal Generator
Frequency range of 10 MHz to 8 GHz
Sweep speed > 4 THz/s
POI below 10ns
Virtually unlimited I/Q recording time
hf-praxis 1/2021 9
9
✔
✔
✔
✔
Telefon: +49 6556 900 310
Mail: mail@aaronia.de
Web: www.aaronia.de
MADE IN GERMANY

Antennen
OTA-Antennentestsystem
für 5G-Modultests
Das R&S ATS800B ist ein OTA-Antennentestsystem,
das für 3GPP-zugelassene
5G-Modultests in den mm-Wave-
Bändern entwickelt wurde. Es unterstützt
Frequenzen von 18 bis 87 GHz
(Reflektor: 20 bis 50 GHz, Speiseantenne:
18 bis 87 GHz) mit einem Messbereich
innerhalb von 0,8 m2. Dieses
System bietet Fernfeld-Over-the-Air-
Tests (OTA) auf der Basis der CATR-
Technologie (Compact Antenna Test
Range) und verwendet eine Reflektoroberfläche
für eine hohe Genauigkeit
der Ruhezone von bis zu 20 cm.
Das R&S ATS800B bietet eine nahezu
ideale Umgebung für die Charakterisierung
von 5G-Antennen, Modulen und
Geräten während des gesamten Prozesses,
angefangen von der Forschung
bis hin zur Entwurfsüberprüfung für
aktive und passive Geräte. In Kombination
mit dem R&S-Testsystem gewährleistet
es schnelle und reibungslose
Messungen im Labor und bietet optimierte
Funktionen zur Bestimmung der
Antennenleistung und -eigenschaften
eines 5G-Geräts im Millimeterwellenbereich.
Dieses System ist als kompakte
Tischeinheit erhältlich, die 47,24
× 23,62 × 31,50 Zoll mit 2 x 2,4 mm
Anschlüssen misst.
Weitere Produktspezifikationen:
• Testmethoden: CATR
• Messarten: 2D-Strahlungsmuster,
3D-Strahlungsmuster, EIRP, Antenneneffizienz,
TRP
• Prüflingsgröße: 23,62 × 23,62 Zoll
• Prüflingsgewicht: 2,5 kg
• Drehbereich: 360°
• Auflösung der Antennendrehung: 0,1°
• Kommunikations-Interface: USB,
RS232 (9-poliger D-Sub-Stecker)
• Reflexionsvermögen: bis zu 20 dB
• Verbinder: 2,4 mm
• Impedanz: 50 Ohm
• Gewicht: 50 kg
• Betriebstemperatur: 10 bis 40 °C
■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG
www.rohde-schwarz.com
2,4/5-GHz-Bluetooth/
WiFi-Antenne ist einfach
montierbar
Die WV-COVDB2458 ist eine
2,4/5-GHz-Bluetooth/WiFi-Bandmontage-Antenne
(tape mount, mit einem
Klebeband zu befestigen). Der Gewinn
erreicht bis zu 6 dBi, und bis zu 10 W
HF-Leistung werden verkraftet. Diese
für Indoor- und Outdoor-Betrieb geeignete
Antenne misst 57,1 x 19 x 4,4 mm.
Weitere Daten:
• Frequenzen: 2,3...2.5/4,9...5,99 GHz
• Kabel: RG316
• SWR: 2
• Impedanz: 50 Ohm
• Connectors: RP SMA, RP SMA male
■ PCTEL, Inc.
www.antenna.com
Embedded PCB-Antenne für
2,4- und 5-GHz-Bänder
Die 1001932PT von Ethertronics ist eine
abstimmbare eingebettete PCB-Antenne
für 2,4- und 5-GHz-Bänder. Sie wurde für
ZigBee-, Bluetooth- und Dualband-WLAN-
Anwendungen entwickelt. Die Antenne bietet
einen Spitzengewinn von bis zu 4,4 dBi
und kann bis zu 0,5 W CW-Leistung verarbeiten.
Diese linear polarisierte Antenne
misst 35,2 x 8,5 x 1,6 mm und verfügt über
einen U.Fl-Anschluss mit einem 100-mm-
Koaxialkabel. Es stehen mehrere Kabellängenoptionen
bis zu 200 mm zur Verfügung.
Die Antenne eignet sich für eingebettete Designs,
Mobilfunkanwendungen, Headsets,
Tablets, Zugangspunkte, Handhelds, Telematik-,
Tracking-, Gesundheits-, M2M-,
Industriegeräte-, Smart-Grid- und OBD-
II-Anwendungen.
Weitere Produktspezifikationen:
• Gewinn: 2,5 bis 4,4 dBi
• Effizienz: 60 bis 70%
• SWR: 2
• Impedanz: 50 Ohm
• Gewicht: 0,6 g
■ Ethertronics
www.ethertronics.com
Miniatur-Chip-Antenne für
2G-, 3G-, 4G- und 5G
Die ONE mXTEND von Fractus Antennas
ist eine Multiband-Miniatur-Chip-Antenne,
die von 824 bis 5000 MHz arbeitet und
somit 2G-, 3G-, 4G- und 5G-Frequenzbänder
abdeckt. Diese ultrakompakte Antenne
(Größe eines Reiskorns) wurde speziell für
die Bereitstellung von 5G- und zellularen
IoT-Operationen in mehreren zellularen Bändern
entwickelt. Sie besitzt einen Gewinn
von über 1,3 dBi bei einem durchschnittlichen
Wirkungsgrad von mehr als 55%.
Diese linear polarisierte Antenne hat
ein omnidirektionales Strahlungsmuster
und unterstützt die Standards GSM850,
GSM900, GSM1800/DCS, GSM1900/PCS
und UMTS. Sie ist als extrem kleiner Chip
mit einer Größe von 7 x 3 x 1 mm erhältlich
und eignet sich ideal für Asset Tracking,
Flottenmanagement, Module, IoT, Router,
Handys und Smartphones, Tablets und
PCs, Digitalkameras, Sensoren, Smartwatches
und Wearables-Anwendungen. Diese
Antenne kann sehr einfach in jedes Gerät
integriert werden. Benutzer können diese
Antenne während der Integration wie jede
andere Komponente behandeln.
Weitere Produktspezifikationen:
• Polarisation: linear
• SWR: 3
• Impedanz: 50 Ohm
• Gewicht: 0,02 g
• Betriebstemperatur: -40 bis +125 °C
■ Fractus Antennas
www.fractus-antennas.com
10 hf-praxis 1/2021

Oberflächenmontierte
Monopolantenne für LTE
Antennen
Von der
Idee bis zum
Service.
HF-Technik aus einer Hand.
Die Splatch SP610 ist eine oberflächenmontierte
Monopolantenne für eingebettete LTE-
Bänder (700-MHz-Bänder) und zellulare
IoT-Anwendungen (LTE-M und NB-IoT).
Diese Rundstrahlantenne bietet einen Spitzengewinn
von 5,1 dBi bei einem Wirkungsgrad
von mehr als 60% und kann eine Eingangsleistung
von bis zu 10 W verarbeiten.
Die SP610 ist in einer 40 x 10 x 2,8 mm
großen Band- und Rollenverpackung erhältlich
und für die Reflow-Lötmontage direkt
auf einer Leiterplatte für großvolumige
Anwendungen vorgesehen. Sie weist einen
geringen Proximity-Effekt auf und verwendet
eine geerdete Leitungstechnik, um eine
hervorragende Leistung zu erzielen, wenn
sie nahegelegenen Störquellen ausgesetzt ist.
Die SP610 eignet sich für IoT-Geräte,
UMTS, GSM, LPWA-Netzwerke (Cellular
Low-Power Wide-Area) und Sensing- &
Remote-Monitoring-Anwendungen.
Weitere Produktspezifikationen:
• Frequenzbereich: 698 bis 2690 MHz
• Gewinn: 2,7 bis 5,1 dBi (Peak)
• Effizienz: 52 bis 80%
• SWR: 2,5 bis 4
• Impedanz: 50 Ohm
• Gewicht: 1,5 g (0,05 oz)
• Betriebstemperatur: -40 bis +120 °C
■ Linx
www.linx.com
4-Port-WLAN-Richtantenne
für 2,4/5 GHz
Die M6130130MP1D0006W von Ventev
ist eine 4-Port-WLAN-Richtantenne, die
für die 2,4- und 5-GHz-Bänder entwickelt
wurde. Sie kann eine Verbindung zu den
802.11ac Wave I-, II- oder WiFi6-Zugangspunkten
(APs) jedes Herstellers herstellen.
Die Antenne bietet einen hohen Gewinn
von 13 dBi bei einem schmalen vertikalen
Abstrahlwinkel (11 Grad) und einer breiten
horizontalen Strahlbreite (115 Grad),
die eine präzise Abdeckung ermöglicht
und sich fast ideal für Lagereinsätze eignet.
Diese vertikal polarisierte Antenne hat
ein Front/Back-Verhältnis von 21 dB und
kann eine Leistung von 50 W verarbeiten.
Mit den 10-Zoll-SAM-Anschlüssen (Strong
Arm Mount) und N-Anschlüssen misst sie
24 x 14 x 2,8 Zoll.
Weitere Produktdetails:
• Frequenzbereich: 0 bis 6 GHz
• SWR: 2
• Montage: Masthalterung, Wandhalterung
• Impedanz: 50 Ohm
• Anschlüsse: N-Typ weiblich
• Gewicht: 9,5 Pfund
• Betriebstemperatur: -40 bis +140 °C
■ Ventev
www.ventev.com
Choke-Ringantenne für
mehrere Frequenzbänder
Eine Antenne von Orban Microwave ist
eine Choke-Ringantenne, die die Frequenzbänder
GPS L1/L2/L5, Galileo L1/E5/E6
und Glonass unterstützt. Die Antenne kann
auch angepasst werden, um eine zusätzliche
L-Band/SBAS-Frequenzabdeckung bereitzustellen.
Sie verfügt über einen integrierten
LNA, der eine Standardverstärkung von 50
dB bietet (der Verstärkungspegel kann je
nach Benutzeranforderung angepasst werden).
Das Strahlungselement wurde sorgfältig
für eine optimale halbkugelförmige Abdeckung
mit ausgezeichnetem Axialverhältnis
und Mehrwegeunterdrückung entwickelt.
Es wurde für Referenzstationen entwickelt,
die eine enge Stabilität des Phasenzentrums
erfordern. Diese GNSS-Basisstationsantenne
ist mit N-Buchsen erhältlich.
Weitere Eigenschaften:
• Frequenz: 1,176 bis 1,602 GHz
• Singleband
• Montage: Gewindemontage
• Durchmesser: 31 cm
• Höhe: 25 cm
• Gewicht: 5 kg
• Verbinder: N-Typ weiblich
• Betriebstemperatur: -40 bis +70 °C
■ Orban Microwave
www.orbanmicrowave.com
// Mobilfunk- & EMV-
Messtechnik
// Schalten & Verteilen
von HF-Signalen
// Mechanik, Präzisionsfrästeile
& Gehäuse
// Distribution von IMS
Connector Systems
// HF-Komponenten
MTS Testlösungen für moderne
Funktechnologien, wie z.B.
// 2G, 3G, 4G, 5G
// IoT // Wi-Fi // Smart Metering
// Car to Car // MIMO // TETRA
// Militärkommunikation
m t s - s y s t e m t e c h n i k . d e
hf-praxis 1/2021 11

Antennen
Hersteller 3D-gedruckter Objektivantennen ausgezeichnet
Lunewave/Arizona, ein Hersteller von
spezialisierten, 3D-gedruckten Objektivantennen
und Radargeräten, hat eine Investition
in Höhe von 7 Millionen US-Dollar
getätigt und zwei führende Unternehmen
der Automobilindustrie in sein Board of
Directors aufgenommen. Lunewave bietet
eine signifikante Verbesserung für ADASund
autonome Fahrzeuganwendungen.
Das 3D-gedruckte Objektiv ist die dritte
Version in weniger als drei Jahren. Es
bietet eine breite Bandbreite, eine hohe
Verstärkung und die Fähigkeit, mehrere
hochwertige Strahlen in alle Richtungen
zu bilden. Zwei Lunewave-Radarsensoren
könnten 20 heute verwendete Radarsensoren
ersetzen und gleichzeitig eine höhere
Auflösung und Leistung in einem weiten
Sichtfeld bieten. Das Lunewave-Radar
bietet ein 180°-Sichtfeld in der Azimut-
Ebene (horizontal) und kann Objekte, die
ein Auto umgeben, mit der sechsfachen
Auflösung erfassen, die heute verfügbar
ist, selbst bei großer Reichweite und
schlechtem Wetter. Diese Fähigkeiten sind
normalerweise nur mit mehreren Sensoren
möglich. Lunewave wurde von Automotive
News als einer der Gewinner des PACE
Pilot Award 2020 ausgewählt. Das Unternehmen
wurde außerdem von den Gouverneurs-
Innovationspreisen 2020 des Gouverneurs
als Arizona-Innovator des Jahres
und von der EE Times als eines der 100
besten Startups weltweit ausgezeichnet.
■ Lunewave
www.lunewave.com
Keramik-Patch-
Antenne arbeitet auf
drei Bändern
Die ANT-GNSSCP-TH18L1
von Linx Technologies ist eine
Keramik-Patch-Antenne, die von
1567,24 bis 1583,6, 1587,69 bis
1591,79 und 1593,31 bis 1608,68
MHz arbeitet. Sie unterstützt
den Betrieb der globalen Navigationssatellitensysteme
GPS,
Glonass, Galileo und BeiDou.
Diese rechtszirkular polarisierte
Antenne bietet eine Spitzenverstärkung
von 5,1 dBi bei
einem Wirkungsgrad von bis zu
66% und ein SWR von weniger
als 3,2.
Diese Keramik-Patch-Antenne
misst 18 x 18 x 4 mm und verfügt
über eine Stiftverbindung
(Durchgangsloch). Sie bietet
einen erweiterten Betriebstemperaturbereich
von -40 bis +105
°C zur Einhaltung der Automobilnorm
AEC-Q200 Grad 2 und
ist für GNSS, Zeitsteuerungslösungen
und Fahrzeugstandortanwendungen
geeignet. Sie
erlaubt hervorragende Verstärkung
und Strahlungsmusterleistung
mit hoher Standortgenauigkeit,
schnellem Empfang und
Sperren von Satellitensignalen.
Weitere Daten: Gewicht 6 g,
Axialverhältnis 9,6 bis 12,3 dB,
Spitzenleistung 8 W.
■ Linx Technologies
www.linxtechnologies.com
Hornantennen in
vielen Varianten
Von der Firma Microwave
Vision Group kommen Pyramidenhornantennen
in vielen
Größen und somit für viele
Frequenzbereiche. Es handelt
sich um die Serien SGH585,
SGH395, SGH220, SGH5000,
SGH820, SGH3300, SGH170-
A, SGH7500 und SGH260.
Beispiel SGH395:
• Frequenz: 3,95 bis 5,85 GHz
• Wellenleiter: WR-187,
WG-12, R-48
• Gewinn: 18 dBi
• Leistung: 190 W
• Einsatzklassen: kommerziell,
Militär, Weltraum
• SWR: 1,4
• Verbinder: SMA - weiblich
SGH7500 Bild
Beispiel SGH7500:
• Wellenleiter: WR-10, WG-27,
R-900
• Frequenz: 75 bis 110 GHz
• Gewinn: 24,7 dBi
• Einsatzklassen: kommerziell,
Militär, Raumfahrt
• SWR: 1,2
■ Microwave Vision Group
www.mvg-world.com
Umweltneutraler
NFC-Tag für
nachhaltige
Verpackungen
Der I00XXXN39A25 von
Identiv ist ein umweltfreundlicher
HF-NFC-Tag mit einem
13,56-MHz-Smart-Inlay. Er hat
einen Benutzerspeicher von 48
Bytes, eine EPC-Speichergröße
von 64 Bytes und wurde auf
Basis des NXP NTAG21 ICs entwickelt.
Der Tag wird auf Papier
hergestellt, ohne Kunststoff und
schädliche Chemikalien. Die
Antenne hat einen Durchmesser
von 25 mm und wird ebenfalls in
einem innovativen (Laser-)Herstellungsprozess,
bei dem alles
überschüssige Aluminium vollständig
rezycled wird, angefertigt.
Die Dicke beträgt 120 µm.
Dieser Tag ist für IoT-Anwendungen
wie Grüne Logistik,
Papierkartons und nachhaltige
Verpackungen geeignet.
■ Identiv
www.identiv.com
Keramische LTE-
Multiband-Antenne
Die 0830AT54A2200 von Johanson
Technology ist eine LTE-
Multiband-Antenn für 700 bis
960 MHz und für 1700 bis 2690
MHz. Die keramische Antenne
weist einen Gewinn von bis zu
2 dBi auf und verträgt bis zu 3
W. Sie ist mit einem Surface-
Mount-Gehäuse ausgestattet und
eignet sich optimal für Anwendungen
wie Zellularfunk, IoT,
CAT M1 und NB-IoT. Weitere
technische Daten:
12 hf-praxis 1/2021

K N O W - H O W V E R B I N D E T
• Richtcharakteristik: omni-direktional
• Gewinn: -1,6 bis 1 dBi (2 dBi Peak)
• Return Loss: 3,5...4,5 dB
• Impedanz: 50 Ohm
• Einsatztemperatur: -40 bis +85 °C
■ Johanson Technology
www.johanson-technology.com
Ultrabreitbandige Basisstations-Sektorantenne
Bei der P6KHEU01-Vx-Px von Filtronic
handelt es sich im eine 12-Port/65°-Ultrabreitband-Basisstations-Sektorantenne.
Sie
ist für die Frequenzbereiche 694...960,
1425...2200 und 1695...2690 MHz vorgesehen
und unterstützt 2x2 MIMO im Lowband
und 4x4 MIMO im Highband. Der Gewinn
dieser Antenne wird mit bis zu 18 dBi angegeben.
Eine Eingangsleistung bis 350 W an
jedem Port ist zulässig. Die Antenne misst
2706 x 355 x 173 mm und ist mit Buchsen
vom Typ 4.3-10 ausgestattet.
Weitere wichtige Daten:
• vertikaler Abstrahlwinkel: 4,7...7,9°
• horizontaler Abstrahlwinkel: 65°
• Downtilt: 2...12°
• Montage: Pole Mount
• Impedanz: 50 Ohm
• SWR: 1,5
• Gewicht: 36 kg
• Einsatztemperatur: -40 bis +60 °C
■ Filtronic, Inc.
www.filtronic.com
Multi-GNSS/Multifrequenz-
UAV-Antenne
Die HA32 von Hemisphere GNSS ist eine
Multi-GNSS/Multifrequenz-UAV-Antenne,
welche GPS, Glonass, Galileo und Beidou
unterstützt. Sie ist in der proprietären
4-Helix-Antennentechnologie ausgeführt,
welche für eine exzellente Filterung und eine
herausragende Anti-Jamming-Performance
mit LNA-Features wie einem Rauschmaß
von nur 2 dB und bis zu 30 dB Gewinn
sorgt. Die HA32 ist mit einem versiegelnden
Gehäuse gemäß IP67 versehen und misst 40
x 75 mm. Diese Antenne eignet sich optimal
für UAVs, GIS, RTK und andere Applikationen,
welche eine hochpräzise Positionierung
und Naviagtion verlangen.
Weitere wichtige Daten:
• Richtcharakteristik: omni-direktional
• Polarisation: RHCP
• Frequenzen: 1197...1247, 1539...1605
MHz
• Gewinn: 3 dBi
• Bänder: GPS L1/L2, BeiDou B1/B2,
SBAS, Atlas L-Band
• Anschlüsse: SMA, SMA female
Antennen
• Durchmesser: 40 mm
• Gewicht: 40 g
• Einsatztemperatur: -40 bis +70 °C
• Versorgung: 3,3...6 V/25 mA
■ Hemisphere GNSS
www.hemisphere-gnss.com
Diskrete Antenne für 4G/WiFi/
GPS
Bei der 206866-3000 von Molex handelt
es sich um eine 3-in-1-Antenne für 4G,
WiFi und GPS. Sie eignet sich besonders
für Telematik, Fernsteuerungs-Monitoring
oder Tracking. Dieser vollsymmetrische
Dipol ist nach IP66 geschützt und mit einem
zylindrischen Gehäuse mit den Maßen 77
mm (Durchmesser) x 15 mm versehen. Es
gibt drei Anschlüsse von je 3 m Länge mit
FAKRA-Konnektoren, sodass die Antenne
vielseitig verwendet werden kann.
Weitere Daten der Aktivantenne:
• Typ: Puck
• Amplifier Gain: 28 dB
• Frequenzen: 824...960, 1575,42...1602,
1710...2690, 2400...2483 MHz
• Kabel: RG174
• Gewinn: -2,7 bis 3 dBi
• Effizienz: 21,6...26,2%
• Return Loss: 6...10 dB
• Impedanz: 50 Ohm
• Gewicht: 180 g
• Einsatztemperatur: -40 bis +85 °C
• Versorgung: 3...5 V
■ Molex, Inc.
www.molex.com
EMV, WÄRME­
ABLEITUNG UND
ABSORPTION
SETZEN SIE AUF
QUALITÄT
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
MLA
Multilayer Breitbandabsorber
Frequenzbereich ab 0,8GHz
Reflectivity­Level ­17db oder besser
Temperaturbereich bis 90°C
Standardabmessung 610mm x 610mm
Hohe Straße 3
61231 Bad Nauheim
T +49 (0)6032 9636­0
F +49 (0)6032 9636­49
info@electronic­service.de
www.electronic­service.de
ELECTRONIC
SERVICE GmbH
hf-praxis 1/2021 13
13

Antennen
14-Port-Panel-
Antenne arbeitet in
vier Bändern
Das Modell 5796400 von
Amphenol Antenna Solutions
ist eine 14-Port-Panel-
Antenne, die in vier Bändern
arbeitet (698...960, 1427...2180,
1427...2690, 2490...2690 MHz).
Diese doppelt polarisierte
Antenne bietet einen Gewinn
von über 12,6 dBi und eine horizontale
Strahlbreite von 65°. Sie
verfügt über ein RET-Modul
(Remote Electronic Tilt) in der
Antenne für eine elektrische
Neigung von 2° bis 12°. Diese
Antenne misst 59,1 x 18,6 x 8,1
Zoll und ist mit 4,3-10-Buchsen
erhältlich. Sie wurde für den
Einsatz in Afrika, im asiatischpazifischen
Raum, in Europa, im
Nahen Osten und in Großbritannien
für drahtlose Infrastrukturanwendungen
entwickelt.
Weitere Produktdetails:
• Art: Panel, Array
• Aufbau: dual, Zwilling
• Polarisation: doppelte Neigung
(±45°)
• Gewinn: 12,6 bis 16,5 dBi
• Azimutanpassung: 60° bis 75°
• Downtilt: 2° bis 12°
• V/R-Verhältnis: 20 bis 27 dB
• Leistung: 250 W
• Impedanz: 50 Ohm
• SWR: 1,5
• Isolierung: 25 dB
• Maße: 1500 x 472 x 205 mm
• Gewicht: 35 kg
• Windgeschwindigkeit
betriebsbereit: 160 km/h
• max. Windgeschwindigkeit:
200 km/h
■ Amphenol Antenna Solutions
www.amphenol-antennas.com
Breitbandige 3D-RF-
Tracking-Antenne
Die IsoLOG 3D 160 der Aaronia
AG ist eine 3D-RF-Tracking-
Antenne, die von 400 MHz bis
8 GHz arbeitet. Dieses Antennenmodul
besteht aus 16 Sektoren
mit 32 Antennen und hat
eine Tracking-Genauigkeit von
1° bis 3°. Sie ist eine nahezu
perfekte Lösung für Überwachungsmessungen
oder Drohnenerkennungssysteme.
Der große Frequenzbereich
macht verschiedene Antennenkonfigurationen
überflüssig und
spart Platz und Systemkosten.
Dies erlaubt die Montage an
Fahrzeugen (z.B. Testautos usw.)
zwecks mobiler versteckter Operationen.
Die IsoLOG 3D reagiert
empfindlich auf die meisten
eingehenden Signalpolarisationen
einschließlich aller linearen
Polarisationen und ermöglicht
die zuverlässige Erkennung von
Signalen einschließlich derer, die
für die meisten DF-Systeme, die
nur vertikal polarisierte Antennen
verwenden, unsichtbar sind.
Die Antenne benötigt eine
Stromquelle und eine Ethernet-
Verbindung für die einfache
Integration und Steuerung eines
vorhandenen Netzwerks. Aaronia
bietet kostenlos leistungsstarke
Steuerungs-Software, die
von einem Windows-System
aus bedient werden kann. Die
Steuerungs-Software ermöglicht
verschiedene Verfolgungs- und
Auswahleinstellungen, z.B. das
Abtasten aller Antennen horizontal
und vertikal, das Umschalten
aller Antennen in einem Sektor
usw. Dies macht die Antenne
zum optimalen Werkzeug, um
Signale in kürzester Zeit zu verfolgen.
Ein weiteres Merkmal
dieser Antenne ist, dass sie wie
eine Satellitenschüssel aussieht
und daher nicht als Tracking-
Antenne erkannt wird.
Noch mehr Produktdetails:
• Frequenzbereich: 400 MHz
bis 8 GHz
• Leistung: 1 W
• Impedanz: 50 Ohm
• Anschlüsse: N-Typ weiblich
• Abmessungen: 950 x 950 x
380 mm
• Gewicht: 25 kg
• Betriebstemperatur: -30 bis
+60 °C
■ Aaronia AG
www.aaronia.com
Embedded Dual-
Pin-Patch-Antenne
für breitbandigen
GNSS-Empfang
Die ADFGP.25A von Taoglas
ist eine eingebettete Dual-Pin-
Patch-Antenne, die die Bänder
GPS L1, Glonass L1CR &
L1PT, Galileo E2 & L1 und Bei-
Dou B1 abdeckt. Sie hat einen
Gewinn von über 32,8 dB bei
einer 3-V-Versorgung und einen
Wirkungsgrad von bis zu 55,1%.
Die aktive Patch-Antenne verwendet
ein Doppelresonanz-
Design, um einen Breitbandbetrieb
für GNSS-Systeme bereitzustellen,
die zwischen 1561 und
1606 MHz arbeiten.
Die ADFGP.25A enthält einen
LNA- und einen Frontend-SAW-
Filter, um Außerbandrauschen zu
reduzieren, wie es z.B. von nahegelegenen
zellularen Transceivern
kommen könnte. Sie bietet
einen besseren Schutz vor in der
Nähe abgestrahlten Feldspitzen
und verringert die Wahrscheinlichkeit
einer Beschädigung
des GNSS-Empfängers durch
nahegelegene Übertragungen
erheblich.
Diese 25,1 x 25,1 x 7,5 mm
große Antenne ist mit einem
Kabel und einem IPEX-MHFI-
Anschluss (U.FL-kompatibel)
erhältlich. Die RoHS-konforme
Antenne eignet sich ideal für
UAVs und Robotik-, Transport-,
See-, Landwirtschafts-, Navigations-
und RTK-Anwendungen
sowie für autonome Fahrzeuge.
Weitere Produktspezifikationen:
• Art: eingebettet, aktiv, Keramik,
Patch
• Verstärkerverstärkung: 29,8
bis 35,5 dB
• Direktionalität: omnidirektional
• Polarisation: RHCP
• Axialverhältnis: 2,1 bis 2,2 dB
• Kabel: Koaxialkabel ø1,13
mm, Länge 60 mm
• Gewinn: -4 bis -2,5 dBi
(durchschnittlich), 1,6 bis 3
dBi (Spitze bei Zenith)
• Effizienz: 38,9 bis 55,9%
• SWR: 2
• Montage: Leiterplattenhalterung
• Impedanz: 50 Ohm
• Gewicht: 13,5 g
• Betriebstemperatur: -40 +85
°C
■ Taoglas
www.taoglas.com
18-Port-Multibeam-
Basisstationsantenne
für 1710 bis 2170
MHz
Die 2x9NPA2010F von Comm-
Scope ist eine 18-Port-Multibeam-Basisstationsantenne,
die
von 1710 bis 2170 MHz arbeitet.
Sie bietet einen Gewinn von über
25 dBi und kann eine Eingangsleistung
von bis zu 300 W verarbeiten.
Diese 2x9-Strahlfeldantenne
hat zwei Strahlreihen mit
einem Abstand von 8°, wobei ein
Strahlensatz 4° nach oben (+45°)
und der andere Strahlensatz 4°
nach unten (-45°) zeigt (5° im
14 hf-praxis 1/2021

Antennen
Azimut). Diese RoHS-konforme
Antenne mit den Maßen
78,7 x 69,2 x 25,2 Zoll ist mit
7-16-DIN-Buchsen erhältlich.
Mehr Produktdetails:
• Art: Array, Panel
• Gewinn: 25 bis 27 dBi
• vertikale Strahlbreite: 5,8°
bis 7,2°
• horizontale Strahlbreite: 5°
bis 6°
• V/R-Verhältnis: 30 dB
• Impedanz: 50 Ohm
• SWR: 1,43
• Isolierung: 16 dB
• Länge: 1771 mm
• Breite: 1486 mm
• Höhe: 283 mm
• Gewicht: 140 kg
• Wi n d g e s c h w i n d i g k e i t
betriebsbereit: 160 km/h
■ CommScope
www.commscope.com
3-Port Antenne für
fünf Bänder
Die 2J6984BGFa von 2J Antennas
ist eine flache Schraubantenne,
die auf den Bändern
617…960, 1427…2690,
1575….1606, 3300…5000 und
5150…5925 MHz arbeitet. Sie
verfügt über drei Ports - zwei
für 5G-NR/4G/3G/2G/CDMA-
MIMO-Bänder und einen Port
für GPS/Glonass/QZSS/Galileo/L1-Standards.
Diese linear
rechtszirkular polarisierte
Antenne weist ein omnidirektionales/halbkugelförmiges
Strahlungsmuster
auf. Die GNSS-
Antenne verfügt über ein integriertes
SAW-Vorfilter und einen
LNA, der eine Verstärkung von
28 dB (bei 2,7 V) bietet. Die
Antenne ist in einem Gehäuse
der Schutzart IP67/69 erhältlich,
das 80 x 76 x 25,6 mm misst und
über 300 cm lange Kabel mit
SMA-Steckern verfügt.
Weitere Eigenschaften:
• Gewinn: 5,2 bis 5,6 dBi (5G
NR)/28 dB (GNSS)
• Leistung: 25 W
• Effizienz: 30,5 bis 52%
• SWR: 2 bis 3,3 ja nach Port
• Montage: Schraubbefestigung
• Impedanz: 50 Ohm
• Betriebstemperatur: -40 bis
85 °C
• Betriebsspannung: 1,5 bis
3,6 V
■ 2J Antennas
www.2j-antennas.com
Neue Quadband-
Außenantenne
Die ODI-065R15M18JJJ02-GQ
von Comba Telecom ist eine
Quadband-Außenantenne mit
Richtwirkung, welche die Frequenzbänder
mit 1 x 694…960
und 3 x 1695…2690 MHz unterstützt.
Diese um ±45° polarisierte
Antenne weist einen Gewinn von
mehr als 14,5 bis 17,7 dBi auf
und hat eine SWR von weniger
als 1,51. Sie hat ein typisches
Front-to-Back-Verhältnis von
mehr als 25 dB bei einer horizontalen
Strahlbreite von bis zu 65°
und einer vertikalen Strahlbreite
von bis zu 17,3°. Die Antenne
bietet eine systeminterne Isolation
von mehr als 28 dB bzw. 30
dB. Sie ist in einem Glasfaserradom
mit den Maßen 1500 x 355
x 192 mm und 8 x 4,3-10-Buchsen
erhältlich.
■ Comba Telecom
www.comba-telecom.com
Aktive Multiband-
GNSS-Magnetantenne
Die AA.200.151111 von Taoglas
ist eine aktive Multiband-
GNSS-Magnetantenne, die GPS
(L1/L2/L5), Glonass (G1/G2/
G5), Galileo (E1/E5a/E5b) und
BeiDou (B1/B2) unterstützt. Die
Antenne besteht aus einem LNA,
einem Hybridkoppler und einem
Frontend-SAW-Filter, mit dessen
Hilfe das Außerbandrauschen
von nahegelegenen zellularen
Transceivern reduziert werden
kann. Die Antenne weist eine
hervorragende Verstärkung und
eine gute Stabilität des Strahlungsmusters
auf, was zu einer
zuverlässigen GPS-Korrektur
in Bereichen mit schwächerer
Signalstärke führt. Diese Elemente
sorgen zusammen für die
bestmögliche Positionsgenauigkeit
bei Systemen, bei denen
RTK aktiviert und RTK deaktiviert
ist.
Mit schneller Zeit bis zum ersten
Fix ist diese Antenne die ideale
Lösung für GNSS-RTK-Systeme
mit mehreren Bändern, da sie
über alle wichtigen GNSS-Bänder
hinweg eine stabile Verstärkung
und niedrige Axialverhältniswerte
liefert. Die Antenne
misst 63,2 x 67,2 x 26,5 mm und
verfügt über ein 1,5 m langes
RG-174-Kabel mit einem SMA-
Stecker. Sie ist nahezu ideal
für UAVs, Robotik, autonome
Fahrzeuge, hochgenaue Positionierung,
RTK-Systeme, Präzisionslandwirtschaft
und Navigationsanwendungen
geeignet.
Weitere Eigenschaften:
• Gewinn: -0,9 bis 2,9 dB
• Effizienz: 33,3% bis 60,4%
• SWR: 2
• Betriebsspannung: 1,8 bis
5,5 V
• Stromverbrauch: 17,86 bis
17,93 mA
• Impedanz: 50 Ohm
• Gewicht: 160 g
• Betriebstemperatur: -40 bis
85 °C
■ Taoglas
www.taoglas.com
Ich bin wieder fit.
Sport hilft in jeder Lebenslage.
Heiko Herrlich, Profi-Fußballtrainer
hf-praxis 1/2021 15

Antennen
Antenne für die
Entwicklung von
Präzisions-Telematik
Dualfeed-Patch-
Antenne für GNSS-
Anwendungen
200 g angegeben, die Betriebstemperatur
mit 0 bis 50 °C.
■ Times-7, www.times-7.com
Lowprofile-Antenne
arbeitet von 600 MHz
bis 6 GHz
die von 8,2 bis 12,4 GHz arbeitet.
Sie ist in zwei Konfigurationen
erhältlich, eine mit einer
Wellenleiter-Schnittstelle (WR
90) und die andere mit einer
Koaxialverbinder-Schnittstelle
(SMA, N, TNC, 7 mm, 3 mm).
Mit der neuen 2G/3G/4G-LPCA-
MIMO-Antenne für Telematik-
Applikationen hat Smarteq wieder
eine hochwertige, zuverlässige
und vor allem sehr exakte
Antenne gelauncht. Sie besticht
dabei durch ihre sehr dezente
und robuste Erscheinung und
eignet sich mit ihrem Lowprofile-Design
hervorragend für verschiedenste
Anwendungen. Die
Antennenplattform ist außerdem
konfigurierbar und ermöglicht
so die perfekte Anpassung an
die Bedürfnisse des bestehenden
Antennensystems.
Die LPCA-MIMO-Standardkonfiguration
beinhaltet hierfür zwei
Cellular-Band-Antennen, die für
698-960/1710...2690 MHz entwickelt
wurden. Darüber hinaus
kann sie mit einer LNA ausgestatteten
GPS/Glonass-Antenne
konfiguriert werden. Die beiden
verbauten WiFi-Antennen
ermöglichen zudem vielfältige
Funktionalitäten.
Ausstattung und
Anwendungsmöglichkeiten
Die LPCA-MIMO-Antennenplattform
ist durch ihre hervorragende
Ausstattung für unterschiedlichste
Einsatzmöglichkeiten
perfekt vorbereitet und
wird bestehende oder geplante
Applikationen nahezu ideal vervollständigen.
Dabei arbeitet die
LPCA-MIMO beispielsweise in
Schwerlastfahrzeugen genauso
effizient wie in Krankenwägen
oder forstwirtschaftlichen Fahrzeugen.
Außerdem sind auch
Internet-Onboard-Services gut
geeignete Anwendungsgebiete
für das Präzisions-Device von
Smarteq.
■ CompoTEK GmbH
www.compotek.de
Die 1002649 von Ethertronics ist
eine Dualfeed-Patch-Antenne für
GNSS-Anwendungen, die auf
1,559…1,563 GHz (Beidou),
1,575 GHz (GPS), 1,559…1,591
GHz (Galileo) und 1,593…1,610
GHz (Glonass) stattfinden. Sie
bietet einen Gewinn von bis zu
5,5 dBi und ein Axialverhältnis
von 1 dB. Die Antenne ist mit
einer Kunststoffschale mit den
Abmessungen 25 x 25 x 6,7 mm
mit Klebstoff (Nitto 5000NS 22 x
22 x 0,16 mm) und zwei Durchgangsloch-Lötstiften
erhältlich.
Sie wiegt 14,3 g.
■ Ethertronics
www.ethertronics.com
Nearfield-UHF-RFID-
Antenne für zwei
Bereiche
Die A1115 von Times-7 ist eine
Nearfield-UHF-RFID-Antenne ,
die von 865 bis 867 MHz und
von 902 bis 928 MHz arbeitet.
Sie ermöglicht zuverlässige Tag-
Lesevorgänge innerhalb einer
sehr eingeschränkten Lesezone.
Die Antenne kann bis zu 3 W
Leistung verarbeiten und hat ein
SWR von 1,95. Diese kompakte
IP54-Antenne kommt mit DCantistatisch
geerdem Schutz. Die
schwarz-weiße Radialantenne
mit kurzer Reichweite misst 150
x 150 x 8,6 mm mit einem SMA-
(F)-Seitenanschluss und einem
RG316-Kabel. Sie verfügt auf
der Rückseite über Befestigungslöcher.
Das Gewicht wird mit
Die BMLPV5000 von PCTEL
ist eine Lowprofile-Antenne, die
von 600 MHz bis 6 GHz arbeitet.
Diese Mehrbandantenne bietet
einen Gewinn von 2,6 dBi von
689 bis 960 MHz, von 1 dBi von
1710 bis 2170 MHz, von 2,3 dBi
von 3300 bis 4200 MHz und
von 3,1 dBi von 4900 bis 5985
MHz. Eine Leistung von bis
zu 150 W kann aufgenommen
werden. Eine vertikale lineare
Polarisation und ein SWR von
weniger als 3 charakterisieren
dieses Produkt weiter.
Die IP67-Antenne ist in einem
kompakten, flachen Gehäuse
erhältlich, das sie zu einer
idealen Lösung für Innen- und
Außenanwendungen macht. Es
misst 8,59 x 3,63 cm und wird
für die Verwendung mit Hochfrequenzkabeln
empfohlen. Für
eine optimale Leistung stehen
zwei Montagemöglichkeiten
(MLFML195C oder GMLF-
ML195C) zur Verfügung. Die
Antenne eignet sich nahezu ideal
für eine Vielzahl von Anwendungen
einschließlich 5G-FR1-
Netzwerkbereit stellungen in
Smart-City-Anwendungen,
Maschine-zu-Maschine-Kommunikation,
Transportnetz-
Infrastruktur, Smart-Energy-
Netzwerke und Kleinzelleninstallationen.
Die Effizienz wird
mit 26 bis 61 % angegeben. Das
Gewicht beträgt 140 g.
■ PCTEL, www.pctl.com
Hornantenne für 8,2
bis 12,4 GHz
Die LB-CH-90-15 von A-Info
ist eine konische Hornantenne,
Diese linear polarisierte Antenne
weist einen Gewinn von 15 dBi
auf und hat ein SWR von besser
als 1,5. Die Strahlbreite
von 3 dB in der E-Ebene und in
der H-Ebene beträgt 30°. Die
Antenne misst 89,8 x 89,8 x
228 mm und wiegt 700 g (Typ
A) bzw. 800 g (Typ C).
■ A-Info
www.a-info.com
Vierbandantenne für
viele Standards
Die 2JW1683 von 2J Antennas
ist eine Antenne mit Anschlusshalterung,
die von 617 bis 960,
1427 bis 2690, 3300 bis 5000
und 5150 bis 5925 MHz betrieben
wird. Sie unterstützt die
Standards 5G-NR, 4G LTE,
FirstNet, CBRS, LPWA, CAT-X/
CAT-Mx, CAT-NBx, NB-IoT, 3G
und 2G. Diese linear polarisierte
Antenne verbindet einen Spitzengewinn
von über 0,2 dBi mit
einem Wirkungsgrad von bis zu
57% und kann eine Eingangsleistung
von bis zu 35 W verarbeiten.
Die Antenne hat ein omnidirektionales
Strahlungsmuster
und ein SWR von weniger als 7
(bis 1,7 herab). Diese 50-Ohm-
Schwenkantenne misst Ø 10 ×
80 mm und ist mit einem SMA-
(M)-Anschluss erhältlich.
■ 2J Antennas
16 hf-praxis 1/2021

Antennen
Neuer 5G-Koppler für DAS-Anwendungen
Neben der hohen Bandbreite
trägt der hohe Isolationswert von
typischerweise 35 dB des neuen
Kopplers entscheidend dazu bei,
dass sich die eingespeisten Frequenzen
nicht gegenseitig stören.
Alle Systeme – Combiner, Koppler
usw. sowie das gesamte Verteilnetz
– bieten exzellente Werte
für Isolation, Reflektion und passiver
Intermodulation. Konkret
heißt das: Den Nutzern steht die
technisch mögliche Bandbreite
auch wirklich zur Verfügung.
Auf diese Weise lassen sich die
Übertragungsrate maximieren,
die Kosten dagegen minimieren.
■ Spinner GmbH
www.spinner-group.com/de
Spinner hat in den letzten Monaten
eine Vielzahl von breitbandigen
DAS-Komponenten
(Distributed Antenna System)
entwickelt und auf den Markt
gebracht. Ziel ist eine lückenlose
DAS-Abdeckung von 380
bis 3800 MHz.
Mit dem neuen 5G-Koppler BN
753393 gibt es nun aus jeder
DAS-Produktgruppe (Splitter,
Tapper, Antennen...) eine oder
mehrere Komponenten, die das
gesamte Frequenzspektrum von
PMR bis 5G vollständig abdecken.
So können heute bereits
auf Basis von Spinner-Komponenten
breitbandige DAS-
Netzwerke aufgebaut werden
und müssen bei zukünftigen Frequenzerweiterungen
nicht mehr
modifiziert werden.
Je nach Anforderungen in den
dedizierten Frequenzbereichen
haben sich verschiedene Modelle
in verschiedenen Märkten etabliert
und der Kunde musste
je nach Anwendung auf ein
bestimmtes Modell zurückgreifen.
Der neue Spinner-Koppler
unterstützt neben PMR am
unteren Frequenzbereich zusätzlich
auch das Frequenzband zwischen
3,3 und 3,8 GHz. Damit ist
er auch für 5G- und IoT-Anwendungen
vorbereitet und universell
einsetzbar. Teure Umrüstaktionen
bleiben den Kunden also
erspart.
Hochleistungs-
Antennen-Subsystem
für 0,5 - 18 GHz
Die QEL-ST-0.5-18-N-SG
von Steatite Antennas ist eine
ELINT-Spin-Antenne (Peilantenne),
die auf 0,5 bis 18 GHz
arbeitet. Es ist ein richtungsweisendes
und omnidirektionales
Hochleistungsantennen-
Subsystem mit einer schrägen
linearen 45°-Polarisation. Die
Antenne weist einen Gewinn
von bis zu 22,1 dBi (genauer:
-2 bis 22,1 (DF) bzw. -2,4 bis
6,4 (Omni) dBi) und hat ein
SWR von weniger als 3,6. Das
System ist auf einer Plattform
montiert, wo sich auch ein
drehbarer Direktantriebspositionierer
mit komplexer Scan-
Steuerung und einer Drehzahl
von bis zu 200 U/min befindet.
Es ist in einem HF-transparenten,
verlustarmen Gehäuse
untergebracht.
■ Steatite Antennas
www.steatite-antennas.com
8-Port-Zweistrahlantenne für 2,3 bis 2,4 GHz
Die BSA-AA65-20R010-32 von Communication
Components, Inc. ist eine 8-Port-
Zweistrahlantenne, die von 2,3 bis 2,4
GHz arbeitet. Diese Antenne kann zwei
Sektoren mit 4×4-MIMO im 2,3-GHz-
Band einsetzen. Sie bietet einen Gewinn
von über 20 dBi, ein SWR von weniger
als 1,4 und eine kreuzpolare Port-zu-Port-
Isolation von mehr als 25 dB. Diese doppelt
polarisierte 45°-Antenne kann bis zu
300 W CW-Eingangsleistung verarbeiten
und hat eine PIM-Unterdrückung von
über 150 dBc.
Diese Antenne verwendet eine einzigartige
patentierte Bi-Sektor-Technologie,
die die Überlappung zwischen den Paaren
asymmetrischer Strahlen optimiert,
die Soft-Handover-Verluste in LTE-,
UMTS/HSPA+ - und CDMA/EVDO-
Systemen senkt und gleichzeitig Interferenzen
zwischen Sektoren minimiert.
Alle linken Strahler sind mit einem RET-
Motor verbunden und gesteuert und alle
rechten Strahlen sind mit einem zweiten
RET-Motor verbunden und gesteuert, was
maximale Flexibilität bei der Netzwerkbereitstellung
ermöglicht. Dieser patentierte
Ansatz verbessert die Datenübertragungsraten
in LTE-, UMTS- und EVDO-Netzwerksektoren
und adressiert „Hotspots“
in Mobilfunknetzwerken.
Die Antennenmaße von 1012 x 613 x 165
mm mit einem 8×7-16-DIN-weiblichen
Verbinder sind optimal für eine hohe
Kapazität und hohen Datendurchsatz für
Standorte, die Leistung oder Kapazität
beschränken.
Weitere Produktspezifikationen:
• Leistung 300 W
• vertikaler BW 7,1°
• horizontaler BW 28,5°
• V/R-Verhältnis 30 dB
• Downtilt 0° bis 10°
• Isolation 25 dB
• Gewicht 24 kg
• Betriebstemperatur -40 bis 70 °C
■ Communication Components, Inc.
www.cciproducts.com
18 hf-praxis 1/2021

Antennen
Multiplexer erleichtern das 5G-Antennen-
Design
Wachsende
HF-Komplexität führt
zu Problemen beim
Antennen-Design
Hersteller von Mobiltelefonen
stehen vor der immer wiederkehrenden
Herausforderung, Wege
zu finden, um neue HF-Standards
zu unterstützen. Hierbei geht es
um mehr Bänder plus wachsende
Anforderungen an die Koexistenz
von mehreren Bändern,
auch wenn Trends beim Design
von Mobiltelefonen es erschweren,
Antennen hinzuzufügen, um
diese Anforderungen zu erfüllen.
Antennen-
Multiplexer lösen
ein Hauptproblem,
mit dem Hersteller
von 5G-Mobilteilen
und anderen Geräten
konfrontiert sind:
die Bewältigung der
dramatischen Zunahme
der HF-Komplexität,
selbst wenn der den
Antennen zugewiesene
Platz weiter schrumpft.
Wenn Hersteller neue 5G-Bänder,
4x4-MIMO und andere
neue Anforderungen mit wenigen
Antennen meistern wollen,
ohne dass dies Auswirkungen
auf vorhandene Formfaktoren
oder Funktionen hat, dann kombinieren
sie mehrere Filter, um
mehreren Sendern den Betrieb
an einer Antenne zu ermöglichen
(Mobilfunk, WiFi, GPS,
Ultrabreitband). Durch die Verwendung
von Antenna-plexern
können Hersteller die vollen Vorteile
von 5G nutzen, ohne ihre
Fähigkeit zu beeinträchtigen,
innovative Funktionen hinzuzufügen,
die Verbraucher anziehen.
empfangen lässt, während man
auf einem anderen Band sendet.
Übrigens kann man einen …plexer
auch problemlos „andersherum“
betreiben. Also von einem
Funkgerät ausgehend auf mehrere
Antennen verzweigen, die
jeweils für genau einen Bandbereich
optimiert sind. So lassen
sich oft Kabel besser ausnutzen.
Ein typisches 4G-Telefon enthält
bereits vier bis acht Antennen,
und 5G-Telefone benötigen
noch mehr davon. Dies deshalb,
weil sie Unterstützung für 5G
und andere aufkommende Standards
wie UWB hinzufügen
und weiterhin alle Frequenzen
und Standards in 4G-Telefonen
unterstützen müssen. Inzwischen
ist der Platz für Antennen
ein kritischer Punkt geworden
durch das Schrumpfen der Größe
von 5G-Telefonen und weil die
Hersteller neue Funktionen in
Mobilteile packen, z.B. zusätzliche
Kameras oder Elektronik
zur Bewegungserkennung.
Der Antenna-plexer
Quelle:
Through the 5G Antenna
Design Maze with Antennaplexers,
Oktober 2020, Qorvo,
www.qorvo.com
übersetzt von FS
Viele Antennen sind auf mehreren
Frequenzen resonant. Zwei
oder mehr Funkgeräte gleichzeitig
an einer solchen Antenne zu
betreiben, ermöglicht ein sogenannter
Diplexer, Triplexer oder
Multiplexer, auch Antenna-plexer
genannt. Das ist im Prinzip
eine Frequenzweiche. Dabei ist
die Filterung so gut, dass sich
problemlos auf einem Band
Bild 1: Proportionaler Zusammenhang zwischen Verlust, Frequenznutzung
und Antennenfläche
20 hf-praxis 1/2021

Antennen
Bild 2: Reduzierung der HF-Leiterplatte und der Antenne von Jahr zu Jahr
Dies führt zu Problemen mit
der Antenneneffizienz, da die
Effizienz einer Antenne (ihre
Fähigkeit, Verluste zu minimieren)
proportional zur Antennengröße
sowie zur Sendefrequenz
ist (Bild 1). Wenn die Anzahl der
Antennen zunimmt und die dafür
verfügbare Fläche schrumpft,
wird es viel schwieriger, die
Antenneneffizienz und -isolation
aufrechtzuerhalten, die für
die gute Funktion des Mobilteils
erforderlich sind.
Die HF-Komplexität steigt bei
5G-Telefonen dramatisch an,
da neue 5G-Bänder und Anforderungen
wie 4x4 MIMO,
EUTRA Dual Connectivity (EN
DC)/Dual UL, mmWave sowie
Emerging-Standards wie UWB
hinzugefügt werden. Gleichzeitig
müssen 5G-Telefone weiterhin
alle vorhandenen und überholten
Low-, Mid- und Highband-Frequenzen
und andere
Anforderungen an 4G-Telefone
wie GPS Level 5 (L5), GPS/
GNSS, 2,4 GHz und 5 bis 7 GHz
WiFi (Wi-Fi 6E) abdecken.
Neue 5G-Bänder und
Technologien
Um dramatisch höhere Datenraten
zu erzielen, verwendet 5G
ein neues hochfrequentes Breitband-Mobilfunkspektrum.
Dabei
gibt es zwei Hauptregionen des
Spektrums, die beide über dem
traditionell verwendeten Mobilfunk-Frequenzbereich
liegen:
• Frequenzbereich 1 (FR1)
Diese neuen Ultrahochbänder
(UHB) (n77, n78, n79) verwenden
ein Spektrum zwischen 3,3
und 5 GHz.
• Frequenzbereich 2 (FR2)
Bild 3: Antennenherausforderung in 5G-Mobilteilen: 5G erhöht die HF-Komplexität bei verfügbarer Antenne drastisch
Dies ist die erste Verwendung
des mmWave-Spektrums für
kommerzielle Mobilfunkgeräte.
FR2 umfasst mehrere Bänder
über 24 GHz (n257, n258, n260,
n261). Die Ausbreitungsbedingungen
sind bei FR2-Frequenzen
eine Herausforderung.
5G-Telefone verwenden relativ
große Arrays mit drei bis vier
kleinen Antennen zur Erhöhung
der Signalstärke und Strahlformung
(Beamforming).
Um die Datenraten zu erhöhen,
ist für die meisten 5G-Bänder
4x4 MIMO erforderlich. Es
wird auch für bestehende LTE-
Bänder verwendet, bei denen
dies möglich und sinnvoll ist.
Dies erfordert vier zellularfähige
Antennen, zwei mehr als
bei herkömmlichen 4G-Mobilteilarchitekturen
in Verwendung.
Hier gibt es zwei unabhängige
zellulare HF-Pfade, einen als
primären Pfad und einen für die
Diversität.
• WiFi 6E und NR-U
Mit WiFi 6E erweitert sich das
für die WiFi-Nutzung verfügbare
nichtlizenzierte Spektrum
nicht nur mit einer komplexeren
Modulation, sondern auch bis zu
einer Obergrenze über 7 GHz,
weit höher als die vorherige
Obergrenze von 5850 MHz.
Dieses Spektrum wird auch vorgeschlagen
für die Verwendung
durch 5G im nichtlizenzierten
Spektrum (NR-U). Das zusätzliche
Spektrum von 1,2 GHz
erhöht die verfügbare Bandbreite
und Anzahl der Anwendungsfälle,
die hohe Datenraten
erfordern. Filterung und effizientere
Hochfrequenz-Antennenkonstruktionen
sind weiterhin
erforderlich, um sicherzustellen,
dass dieses Spektrum verwendet
werden kann, während Mobilteile
gleichzeitig in Betrieb auf
anderen Bändern sind.
• UWB
UWB (Ultra-Wide-Band) ist eine
relativ neue Technologie, die in
einzigartiger Weise eine äußerst
präzise Ortungs- und Entfernungsmessung
ermöglicht, sie
bietet eine Genauigkeit innerhalb
weniger Zentimeter. UWB wird
auf verschiedene Anwendungen
in vielen verschiedenen Branchen
angewendet einschließlich
Proximity-Awareness-Anwendungen
und Automobilanwendungen
wie Keyless Car Entry
und Start.
Wie der Name schon sagt, sendet
UWB über eine sehr große
Bandbreite (500 MHz oder
mehr). Anfängliche mobile Designs
verwenden Frequenzen
zwischen etwa 6,2 und 8,3 GHz.
UWB benötigt ein eigenes Array
von drei bis vier Antennen, das
einen großen Anteil des kritischen
Speicherplatzes innerhalb
eines Mobilteils benötigt.
Die Schwierigkeit,
mehr Antennen
zu Mobilteilen
hinzuzufügen
Neue HF-Anforderungen und
-Standards sind Trends, die beim
Smartphone- und Geräte-Design
das Hinzufügen von Antennen
zwecks ausreichender Antennenleistung
erschweren. Eine
hohe Antennenleistung erfordert
ein ausreichendes Antennenvolumen
und einen ausreichenden
Abstand zu einer Umgebung,
welche die Effizienz mindert.
Leider reduzieren die sich entwickelnden
Smartphone-Designs
aber den Platz, der für Antennen
verfügbar ist, wie in Bild 2
dargestellt.
Blicken wir genauer auf diese
kritischen Trends:
• Metallrahmen und kleinere
Einfassungen, Glasrückseiten
und umlaufende Bildschirme
begrenzen den für Antennen
verfügbaren Bereich.
hf-praxis 1/2021 21

Antennen
Bild 4: Antennen-plexer, mit dem eine einzige Antenne für verschiedene
Anwendungen/Frequenzen genutzt werden kann
• Das Hinzufügen von Funktionen,
die für Verbraucher
vermeintlich attraktiv sind,
reduziert den Platz, der den
Antennen für das HF-Frontend
zugewiesen werden kann.
Diese Funktionen verlangen
auch größere Batterien für
eine längere Batterielebensdauer
und z.B. mehr Kameras
zwecks Bewegungserkennung,
Fingerabdruck-Nutzung und
Gesichtserkennung.
Bild 5: Architektur ohne akustische Antennenplexer
• Neue Designs zum Zusammenklappen
von Smartphones
reduzieren den verfügbaren
Platz für Antennen, da Antennen
nun im Scharnierbereich
nicht platziert werden können.
• Wearables repräsentieren einen
schnell wachsenden Markt.
Ihre extrakleinen Formfaktoren
bieten sehr wenig Platz
für Antennen.
Lösen von Antennen-
Design-Problemen mit
Antenna-plexern
Hersteller stehen vor einer
schwierigen architektonischen
Entscheidung. Sie können
versuchen, mehr Antennen in
einen immer kleiner werdenden
Bereich zu pressen mit möglichen
Einbußen bei der Antennenleistung
und den daraus
resultierenden Auswirkungen
auf die Gesamtleistung des
Mobilteils. Oder sie können eine
neue Alternative verwenden:
Antenna-plexer, die den Bedarf
an Antennen reduzieren und die
mehrere HF-Filter kombinieren,
um mehrere verschiedene Funkgeräte
(Mobilfunk, WiFi, GPS,
UWB) zu ermöglichen bei Erhöhung
der Anzahl der Bänder, die
sie mit einer einzigen Antenne
gemeinsam nutzen können. Das
bedeutet effizientes Hinzufügen
von Unterstützung für neue
Bänder ohne Auswirkungen auf
vorhandene Formfaktoren oder
Merkmale. Bild 4 zeigt einen
Antenna-plexer, mit dem eine
einzelne Antenne gemeinsam
für WiFi und auf mittleren und
ultrahohen Frequenzen genutzt
werden kann.
Antenna-plexer können in Kombination
mit anderen HF-Technologien
verwendet werden, um
die Antennenleistung weiter zu
optimieren und die reduzierte
Antennenfläche intelligenter zu
nutzen. Die Antennenleistung
kann durch Apertur- und Impedanzabstimmung
erheblich verbessert
werden. Multiplexer sind
Multifiltermodule, sie ermöglichen
z.B. die Carrier Aggregation
(CA), indem mehrere Bänder
auf einem einzigen Weg zur
Antenne erreicht werden.
Vorteile von
Antenna-plexern
Bild 5 ist eine Demonstration
der Architektur ohne Antennaplexer.
Antenna-plexer bieten
eine breite Palette von Vorteilen
einschließlich einer größeren
Design-Flexibilität für Mobiltelefonhersteller
sowie eine effizientere
Raumnutzung und geringere
Kosten.
• Design-Flexibilität
Durch die Verwendung von
Antennen-plexern haben Smartphone-Hersteller
mehr Flexibilität
bei der Erstellung innovativer
Smartphone-Designs. Durch
die Reduzierung der Anzahl
der Antennen gibt es weniger
Design-Beschränkungen,
sodass das Hinzufügen anderer
Funktionen und das Realisieren
innovative Formfaktoren (z.B.
durch Falttelefone) einfacher
ist. Weniger Antennen bedeuten
auch weniger Antennenkerben
im Mobilteilgehäuse, was zu
einem ansprechenderen Erscheinungsbild
des Mobilteils führt
und bedeutet, dass das Gehäuse
weniger schwache Punkte hat.
• Bessere Nutzung des verfügbaren
Antennenbereichs
Mit Antennen-plexern können
Mobilteile den verfügbaren Platz
optimal nutzen: Antennenleistung
und -abstand können optimiert
werden.
• Kostensenkung
Weniger Onboard-RF-Routing
senkt die Kosten und weniger
Antennen bedeuten, dass weniger
interne Kabel, Anschlüsse
und Federn benötigt werden.
Anstatt separate Leitungen zu
22 hf-praxis 1/2021

Antennen
Bild 6: Blockdiagramm des Antenna-plexers und Leistungsdiagramm für seine Anwendung, wobei eine Antenne
gemeinsam für 2,4- und 5-GHz-WiFi, L5 GPS und GNSS genutzt werden kann
routen, die zu mehreren Antennen
führen, können Hersteller
eine kombinierte Leitung zu
einer einzelnen Antenne verlegen.
Dies spart Platz und reduziert
die Kosten.
• Weniger SKUs
Antennen-plexer ermöglichen
eine größere potenzielle Wiederverwendung
von Antennenarchitekturen
in verschiedenen
Regionen, was bedeutet:
Hersteller benötigen weniger
Mobilteilmodelle (SKUs), um
eine breite geografische Abdeckung
zu erhalten. Eine einzelne
Antenne kann über mehrere
Regionen hinweg verwendet
werden, statt abhängig von
den in jeder Region verwendeten
Bändern zu sein. Die Reduzierung
der Anzahl der SKUs kann
zu erheblichen Einsparungen
bei der Herstellung und bei den
Lagerkosten führen.
Akustische
Antennen-plexer in
5G-Smartphones
Akustische Antennen-plexer
können je nach den spezifischen
Anforderungen und auf viele
verschiedene Szenarien angewendet
werden. Sie bieten
Lösungen für die Herausforderungen
jedes Geräts.
Jede Antenne arbeitet am effizientesten
bei Resonanzfrequenzen,
die harmonisch miteinander
verbunden sind (Vielfache
der niedrigsten Frequenz).
Der effektivste Weg, einen
Antennen-plexer zu verwenden,
ist die Kombination von
HF-Standards und Bändern, die
diese Resonanzfrequenzen verwenden
und daher eine einzelne
Antenne effizient gemeinsam
nutzen können.
Antennen-plexer, die auf akustischen
Filtern basieren, bieten
im Allgemeinen die beste Leistung,
da sie eine Kombination
von Adressierung der OOB-
Zurückweisung für Multiband-
Koexistenz und hohe Isolation
zwischen den Hochfrequenzen,
die die Antenne teilen. ermöglichen.
Sie können auch die ultrahohen
Frequenzen unterstützen,
die für 5G, WiFi und UWB verwendet
werden.
Die Aufmachergrafik ist eine
Design-Demonstrieren mit
Antennen-plexern am Beispiel
eines Antennen-plexers, der vier
akustische Filter kombiniert,
um einer einzigen Antenne zu
ermöglichen, den Anwendungen
2,4- und 5-GHz-WiFi, L5 GPS
und GNSS zu dienen. Wie das
Leistungsdiagramm in Bild 6
zeigt, ist für jedes dieser Signale
ein geringer Einfügungsverlust
innerhalb des Durchlassbereichs
sowie ein hoher Grad an Isolation
zwischen den Signalen zu
verzeichnen.
Zusammenfassung
Antenna-plexer bieten eine elegante
Lösung für ein großes Problem,
mit dem alle Hersteller
von 5G-Mobilteilen und anderen
Geräten konfrontiert sind: Wie
kann die ständig wachsende HF-
Komplexität berücksichtigt werden,
wenn der verfügbare Antennenbereich
weiter schrumpft?
Durch die Verwendung von
Antennen-plexern können Hersteller
weiterhin innovative
Funktionen hinzufügen, die
Verbraucher anziehen, größere
Batterien vermeiden und mehr
Kameras erlauben und somit die
vollen Vorteile von 5G ermöglichen.
◄
Fachbücher für die
Praxis
Smith-Diagramm
Einführung und Praxisleitfaden
Aus dem Inhalt:
Der Weg zum Smith-Diagramm - Komplexe Zahlen -
Reflexion bei Einzelimpulsen und kontinuierlichen
Joachim Müller, 21 x 28 cm, 117 Seiten, zahlreiche, Sinussignalen - Reflexionsfaktor - Rückflussdämpfung,
teilweise farbige Abbildungen, beam-Verlag 2009, ISBN VSWR, Kreisdiagramme; Reflexionsdiagramm -
978-3-88976-155-2, Art.-Nr.: 118082, 29,80 €
Schmidt-Buschbeck-Diagramm - CarterDiagramm
Das Smith-Diagramm ist bis heute das wichtigste - Praxis mit dem Smith-Diagramm; Kompensation von
Instrument zur bildlichen Darstellung der Anpassung Blindanteilen, Ortslinie über Frequenz - Leitung als
und zum Verständnis der Vorgänge in HF-Systemen. Transformator, elektrisch kurze bzw. lange Leitung,
In der einschlägigen Fachliteratur findet man zwar S-Parameter und Smith-Diagramm - Leitwert-Smithviele
Stellen zum Smith-Diagramm, sie erfordern aber Diagramm - Darstellung von Leitwerten im Smithmeist
erhebliche mathematische Kenntnisse: Eine Diagramm, Parallelschaltung von Bauelementen
grundlegende Einführung sucht man vergeblich. Diese - Grundelemente unter der Lupe - Ortslinien von
Lücke schließt dieses Buch als praxisnahe Einführung Induktivitäten und Kapazitäten, das Bauelement Leitung
in den Aufbau und die Handhabung des Diagramms. – Stubs - Anpassung mit dem L-Glied - Hilfsmittel
Mathematikkenntnisse die zu einer elektrotechnischen für die Arbeit mit dem Smith-Diagramm - Software -
Ausbildung gehören, reichen dabei aus.
Messtechnik
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de
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hf-praxis 1/2021 23

Antennen
Vielseitige Dreibandantenne
Die M3045020M13115618 von Ventev
ist eine omnidirektionale Antenne, die für
GPS/LTE/Cellular/PCS sowie 2,4-GHz-
Anwendungen entwickelt wurde. Sie
arbeitet auf den Frequenzen 698…960,
1710…2170 und 2400…2500 MHz und ist
dazu mit drei SMA-Steckern mit Pigtail-
Kabeln ausgestattet. Ein Pigtail ist GPS
gewidmet, der zweite Pigtail den LTE-/
Mobilfunk-/PCS-Frequenzbändern und der
dritte Pigtail dem 2,4-GHz-Frequenzband.
Diese zirkular polarisierte Antenne liefert
einen Gewinn von 4,5 dBi (GPS) bzw.
2 dBi (LTE/Cellular/PCS & 2,4 GHz) und
kann eine Leistung von 50 W verarbeiten.
Sie benötigt eine Versorgungsspannung von
3 bis 5,5 V (für GPS) und verbraucht bis zu
25 mA. Diese RoHS-konforme Antenne mit
einer Abmessung (Durchmesser) von 3,35
x 0,55 Zoll enthält eine Halterung. Diese
Antenne ist eine nahezu ideale Lösung für
mobile Anwendungen einschließlich Flottenmanagement
und industrieller Internetof-Things-Konnektivität.
Weitere Produktdetails:
• SWR 2,5
• Oberflächenmontage, Schraubmontage
• Kabellänge 13 Zoll Pigtail
• Gewicht 0,5 lbs
• Betriebstemperatur -30 bis +70 °C
• RoHS-konform
• Rauschzahl 2,5 dB
■ Ventev, Inc.
www.ventev.com
Selbstklebende Leiterplattenantenne für drei Bänder
Die 2JF0224P von 2J Antennas ist eine
selbstklebende Leiterplattenantenne, die in
drei Bändern (698…960, 1710…2170 und
2500…2700 MHz) arbeitet. Diese Antenne
unterstützt die Standards 4G LTE, FirstNet,
LPWA, NB- IoT, Cat-X-Mx-NBx, 3G und
2G. Sie liefert einen Spitzengewinn von
über 0,1 dBi mit einem Wirkungsgrad von
bis zu 53,8 % und kann eine Eingangsleistung
von 25 W verarbeiten.
Diese linear polarisierte Rundstrahlantenne
mit den Abmessungen 40 x 7 x 0,15 mm ist
mit einem U.FL-Standardstecker und einem
1,37 mm dicken Mini-Koaxialkabel bzw.
mit einem Standardkabel mit einer Länge
von 150 mm erhältlich.
Produktspezifikationen:
• Gewinn 0,1 bis 1,8 dBi (Peak), 2,7 bis
4,9 dBi (Avg)
• Effizienz 40 bis 53,8 %
• SWR 3,3, 3,9, 4
• Rückflussdämpfung 4,7 bis 6 dB
• Impedanz 50 Ohm
• Betriebstemperatur -40 bis 85 °C
• Lagertemperatur -40 bis 85 °C
• RoHS-konform
• Material: flexibles Polymer
■ 2J Antennas
www.2j-antennas.com
Winziger Beamformer-IC für 24,5 bis 27,5 GHz
Der AFEVM2Q 275 von
Sivers IMA ist ein Beamformer-IC
für 24,5 bis 27,5 GHz
für Dual-Quad-Core-5G-Dual-
Polarized-Phased-Antennenarray-Anwendungen.
Aufgrund
seiner flexiblen Steuerschnittstelle,
Skalierbarkeit und der
geringen Verlustleistung ist er
die perfekte Wahl für 5G-NR-
Beamforming-Anwendungen.
Dieser RF-IC enthält zwei
Quad-Antennenanschlüsse
mit jeweils RX/TX-Kanälen
einschließlich integrierter RX/
TX-RF-Schalter. Es unterstützt
MIMO mit horizontaler und
vertikaler Polarisation und verfügt
über einzigartige digitale
Funktionen, die eine einfache
Übernahme ermöglichen. Der
TDD-Modus (Time Division
Duplex) kann unabhängig für
den horizontalen und vertikalen
Polarisationsstrahlformer eingestellt
werden.
Gewinn und Phase der TX/
RX-Abschnitte werden individuell
über eine Hochgeschwindigkeits-LVDS-Schnittstelle
(Low-Voltage Differential-
Signaling) gesteuert, die die
Einstellung des Strahls ermöglicht.
Schnelle Strahleinstellungsaktualisierungen
für die
dynamische Strahlsteuerung
sind in einer Mehrbenutzerumgebung
nützlich.
Der AFEVM2Q 275 bietet eine
Phasenauflösung von 5,62°
unter Verwendung einer 6-Bit-
Steuerung und eine Amplitudenauflösung
von 0,5 dB im
TX- und RX-Modus. Er weist
einen P1dB von mehr als 17
dBm an jedem TX-Pfad auf.
Der RF-IC hat eine Rauschzahl
von weniger als 5 dB und eine
Einstellrate von weniger als
10 ns. Dieser RoHS-konforme
Beamforming-IC ist in einem
WL-CSP-Gehäuse mit einem
für den Anschluss der Patch-
Antenne optimierten Kugelausgang
mit nur wenigen Schichten
erhältlich.
■ Sivers IMA
www.sivers-ima.com
24 hf-praxis 1/2021

Antennen
IC-Integration ermöglicht Antennen-Designs
mit Flat-Panel-Phased-Arrays
In diesem Artikel
wird beschrieben, wie
Fortschritte bei Phased-
Array-Chipsätzen
planare Phased-Array-
Antennen ermöglichen,
einschließlich einiger
Beispiele.
Analog Devices
www.analog.com
www.analog.com/phasedarray
Bild 1: Abstand der Antennenelemente zur Vermeidung von Gitterkeulen bei
60° außerhalb der Hauptachse
Fortschritte in der Halbleitertechnologie
haben zu einer branchenweiten
Verbreitung von
Phased-Array-Antennen geführt.
Von Mechanik zu
aktiver Elektronik
Diese Verlagerung von der
mechanisch gesteuerten Antenne
hin zur aktiven, elektronisch
gescannten Antenne (AESA)
begann vor Jahren in militärischen
Anwendungen, hat sich
aber in jüngster Zeit in der mobilen
Satcom- und 5G-Kommunikation
rasch weiterentwickelt.
Die flachen AESA-Antennen
bieten Vorteile wie schnelle
Steuerbarkeit, Möglichkeit
zur Erzeugung verschiedener
Strahlungsdiagramme sowie
höhere Zuverlässigkeit. Allerdings
erforderten diese Antennen
erhebliche Fortschritte in
der IC-Technologie, bevor sie
auf breiter Basis verfügbar
gemacht werden konnten. Planare
Phased Arrays erfordern
Bausteine, die mit einem hohen
Integrationsgrad, niedrigem
Stromverbrauch und hohem Wirkungsgrad
arbeiten, sodass diese
Komponenten hinter dem Antennenarray
untergebracht werden
können, wobei die erzeugte
Abwärme auf einem vertretbaren
Niveau gehalten werden muss.
Bild 2: Flaches Antennenarray, bei dem sowohl die Antennen auf der Oberseite einer Leiterplatte als auch die ICs auf
der Rückseite einer Antennenleiterplatte zu sehen sind
Technische Einführung
in die Thematik
In vergangenen Jahren wurden
vielfach Parabolantennen zum
Senden und Empfangen von
Signalen verwendet, bei denen
die Richtwirkung entscheidend
ist. Viele dieser Systeme funktionieren
gut und sind nach
Jahren der Optimierung relativ
kostengünstig. Diese mechanisch
gesteuerten Parabolantennen
haben jedoch einige Nachteile.
Sie sind baulich groß, langsam
zu steuern, weisen eine schlechtere
Langzeitzuverlässigkeit auf
und bieten nur ein gewünschtes
Strahlungsdiagramm beziehungsweise
einen Datenstrom.
26 hf-praxis 1/2021

Antennen
Bild 3: Die IC-Komponenten für Mikrowellen und Millimeterwellen (mmW), die als Bausteine für eine Phased-Array-
Antenne verwendet werden
Phased-Array-Antennen werden
elektrisch gesteuert und
bieten zahlreiche Vorteile wie
beispielsweise ein flacheres Profil,
geringeres Volumen, verbesserte
Langzeitzuverlässigkeit,
schnellere Steuerung und mehrere
gerichtete Strahlen.
Ein wichtiger Aspekt beim Entwurf
von Phased-Array-Antennen
ist der Abstand der Antennenelemente.
Der für die meisten
Arrays erforderliche Elementabstand
von etwa einer halben
Wellenlänge führt zu besonders
anspruchsvollen Designs bei
höheren Frequenzen. Dies führt
dazu, dass die ICs bei höheren
Frequenzen immer zunehmend
integriert werden und Gehäuselösungen
immer fortschrittlicher
werden.
Die Phased-Array-Technologie
In der Branche gibt es einen
starken Trend hin zu flachen
Arrays mit weniger Volumen
und Gewicht. Bei der klassischen
Platinenarchitektur werden im
Wesentlichen kleine Leiterplatten
mit entsprechender Elektronik
verwendet, die senkrecht in
die Rückseite der Antennenleiterplatte
eingeführt werden. Dieser
Ansatz wurde in den letzten
20 Jahren verbessert, um die
Größe der Platinen kontinuierlich
zu verringern und dadurch
die Tiefe der Antenne zu reduzieren.
Die Antennenkonstruktionen
der neusten Generation
bewegen sich von dieser Platinenarchitektur
hin zu einem
Flachantennenansatz. Flachantennenkonstruktionen
verringern
die Tiefe von Antennen erheblich,
wodurch diese leichter in
tragbare oder Luftfahrtanwendungen
eingebaut werden können.
Um kleinere Abmessungen
zu erreichen, ist eine hinreichende
Integration in den einzelnen
ICs erforderlich, um diese
auf der Rückseite der Antenne
unterbringen zu können.
Bei planaren Arraykonstruktionen
ist der für ICs verfügbare
Platz auf der Rückseite der
Antenne durch den Abstand der
Antennenelemente begrenzt.
Beispielsweise liegt der maximale
Abstand zwischen den
Antennenelementen zur Verhinderung
von Gitterkeulen bis zu
einem Abtastwinkel von 60° bei
0,54 Lambda. Bild 1 zeigt diesen
maximalen Elementabstand
in Zoll in Abhängigkeit von der
Frequenz. Je höher die Frequenz,
desto kleiner wird der Abstand
zwischen den Elementen, sodass
hinter der Antenne wenig Platz
für Komponenten bleibt.
Bild 2 zeigt links die Gold-
Patch-Antennenelemente auf
der Oberseite der Leiterplatte
und rechts das analoge Frontend
der Antenne auf der Unterseite
der Leiterplatte. Eine Frequenzumsetzungsstufe
und ein
Verteilungsnetz auf zusätzlichen
Lagen sind ebenfalls typisch für
diese Designs. Es ist leicht zu
erkennen, dass höherintegrierte
ICs die Herausforderungen hinsichtlich
des Layouts der Antennenkonstruktion
mit dem erforderlichen
Abstand deutlich verringern.
Da die Antennen immer
kleiner werden und mehr Elektronik
auf kleinerer Grundfläche
untergebracht werden muss, sind
neue Halbleiter- und Gehäusetechnologien
erforderlich, um
diese Lösungen praktikabel zu
machen.
Halbleitertechnologie
und Gehäusetechnik
Die IC-Komponenten für Mikrowellen
und Millimeterwellen
(mmW), die als Bausteine für
eine Phased-Array-Antenne verwendet
werden, sind in Bild 3
Es besteht großes Interesse an
der Nutzung der Phased-Array-
Antennentechnologie für verschiedene
Anwendungen. Allerdings
waren die Ingenieure bei
der Realisierung bisher durch die
verfügbaren ICs eingeschränkt.
Dies ist aufgrund der jüngsten
Entwicklungen bei IC-Chipsätzen
nicht mehr der Fall. Die
Halbleitertechnologie bewegt
sich in Richtung fortschrittlicher
Silizium-ICs, bei denen sich
digitale Steuerungen, Speicher
und HF-Transistoren auf ein und
demselben IC kombinieren lassen.
Zudem lässt sich mit Galliumnitrid
(GaN) die Leistungsdichte
von Leistungsverstärkern
deutlich erhöhen, dies bei viel
kleinerer Grundfläche.
Bild 4: Funktionsblockdiagramm ADAR1000
hf-praxis 1/2021 27

Antennen
Bild 5: Gewinn/Rückflussdämpfung und Phase/Verstärkungssteuerung des ADAR1000 bei 11,5 GHz
dargestellt. Im Strahlformungsabschnitt
regelt das Dämpfungsglied
den Leistungspegel
an jedem Antennenelement,
sodass die Nebenkeulen des
Antennendiagramms reduziert
werden können (–>Tapering).
Der Phasenschieber stellt die
Phase eines jeden Antennenelements
ein, um den Hauptstrahl
der Antenne zu steuern, und zur
Umschaltung zwischen Senderund
Empfängerpfad wird ein
Schalter benutzt.
Im Frontend-IC-Bereich wird
ein Leistungsverstärker für das
Sendesignal, ein rauscharmer
Verstärker für das Empfangssignal
und schließlich ein weiterer
Schalter zum Umschalten
zwischen Sender und Empfänger
verwendet. Bei früheren Implementierungen
wurde jeder dieser
ICs in einem separaten Gehäuse
angeboten.
Bei fortschrittlicheren Lösungen
könnte ein integrierter monolithischer
Einkanal-GaAs-IC integriert
werden, um diese Funktionalität
zu erreichen. Nicht
abgebildet, aber in den meisten
Arrays vor dem Strahlformer
enthalten, sind ein passives HF-
Combiner-Netzwerk, ein Empfänger/Erreger
sowie ein Signalprozessor.
Die zunehmende Verbreitung
der Phased-Array-Antennentechnologie
in jüngster Zeit
wurde durch Fortschritte in der
Halbleitertechnologie begünstigt.
Bei den fortschrittlichen
Geometrien in SiGe-BiCMOS,
Silizium-On-Isolator (SOI) und
Bulk-CMOS-Technologie werden
Digital- und HF-Schaltkreise
kombiniert. Diese ICs können
sowohl die digitalen Aufgaben
im Array ausführen als auch den
HF-Signalweg steuern, um die
gewünschte Phasen- und Amplitudeneinstellung
zu erhalten. Es
lassen sich heute mehrkanalige
Strahlformungs-ICs realisieren,
die eine Verstärkungs- und Phasenanpassung
in einer 4-Kanal-
Konfiguration durchführen und
die auf bis zu 32 Kanäle für
mmW-Designs abzielen.
Für Konzepte bei geringeren
Leistungen könnte ein IC auf
Siliziumbasis eine monolithische
Lösung für alle bisherigen Funktionen
sein. Bei Anwendungen
mit höherer Leistung haben Leistungsverstärker
auf Galliumnitridbasis
die Leistungsdichte
deutlich erhöht, die in der Elementarzelle
einer Phased-Array-
Antenne untergebracht werden
kann. Bei diesen Verstärkern
kamen herkömmlicherweise auf
Wanderfeldröhren (TWT) basierende
Technologien zum Einsatz
oder GaAs-basierte ICs mit relativ
geringer Leistung.
Bei Luftfahrtanwendungen lässt
sich ein Trend zu Flat-Panel-
Architekturen mit den Power-
Added-Efficiency-Vorteilen
(PAE) der GaN-Technologie
erkennen. GaN hat es zudem
bei großen bodengestützten
Radargeräten ermöglicht, von
einer Parabolantenne, die von
einer TWT angesteuert wird,
zu einer phased-array-basierten
Antennentechnologie überzugehen,
angesteuert von Festkörper-
GaN-ICs.
Bild 6: Funktionsblockdiagramm ADTR1107
Es stehen inzwischen monolithische
GaN-ICs zur Verfügung,
die mehr als 100 W Leistung mit
über 50% PAE liefern können.
Die Kombination dieses Wirkungsgrades
mit dem geringen
Tastverhältnis von Radaranwendungen
ermöglicht oberflächenmontierte
Lösungen, bei denen
die erzeugte Wärme über die
Gehäusebasis abgeführt werden
kann. Diese oberflächenmontierten
Leistungsverstärker reduzieren
die Größe, das Gewicht
und die Kosten des Antennenarrays
erheblich.
Der zusätzliche Vorteil, der
über die reine Leistungsfähigkeit
von GaN hinausgeht, ist
die Größenreduzierung im Vergleich
zu bestehenden GaAs-
IC-Lösungen. Beispielsweise
reduziert ein GaN-basierter Leistungsverstärker
mit 6...8 W im
X-Band den Platzbedarf im Vergleich
zu einem GaAs-basierten
Verstärker um 50%. Diese
Reduzierung des Platzbedarfs ist
signifikant beim Versuch, diese
Elektronik in die Elementarzelle
einer Phased-Array-Antenne
einzubauen.
Die Fortschritte in der Gehäusetechnologie
ermöglichen zudem
28 hf-praxis 1/2021

Antennen
Bild 7: Sende- und Empfangsgewinn und die Rückflussdämpfung des ADTR1107
planare Antennenarchitekturen
zu wesentlich geringeren Kosten.
Für High-Reliability-Designs
können vergoldete, hermetisch
abgedichtete Gehäuse mit Chipund-Draht-Bondings
im Inneren
verwendet werden. Diese
Gehäuse sind für extreme Umgebungen
zwar robuster, allerdings
auch groß und teuer.
Bei Multichip-Modulen (MCMs)
werden mehrere MMIC-Bausteine
sowie passive Bauelemente
in einem relativ kostengünstigen
oberflächenmontierten
Gehäuse kombiniert. MCMs
ermöglichen nach wie vor das
Mischen von Halbleitertechnologien,
sodass die Leistung
eines jeden Bauelements maximiert
und gleichzeitig beträchtlich
Platz eingespart werden
kann. Beispielsweise kann ein
Frontend-IC einen Leistungsverstärker,
einen rauscharmen
Verstärker und einen Sende-/
Empfangsschalter enthalten.
Die thermischen Durchkontaktierungen
oder die massive Kupferfläche
im Boden des Gehäuses
werden zur Ableitung der Wärme
verwendet. Für kommerzielle,
militärische und Weltraum-
Anwendungen, bei denen Kosten
eingespart werden müssen, werden
nun vielfach die wesentlich
kostengünstigeren oberflächenmontierten
Gehäusealternativen
verwendet.
Strahlformer-ICs für
Phased-Arrays
Integrierte analoge Strahlformungs-ICs,
oft als Core-
Chips bezeichnet, werden zur
Unterstützung einer Reihe
von Anwendungen wie Radar,
Satellitenkommunikation und
5G-Telekommunikation eingesetzt.
Die Hauptfunktion dieser
Chips besteht darin, den relativen
Gewinn und die Phase eines
jeden Kanals genau einzustellen,
sodass sich die Signale in
der gewünschten Richtung des
Antennenhauptstrahls kohärent
addieren. Sie werden für analoge
Phased-Array-Anwendungen
oder hybride Arrayarchitekturen
entwickelt, die eine Kombination
aus digitaler Strahlformung
und analoger Strahlformung verwenden.
Der X-/Ku-Band-Strahlformungs-IC
ADAR1000 ist ein
4-Kanal-Bauelement mit einem
Frequenzbereich von 8 bis
16 GHz, das im TDD-Modus
(Time Division Duplex) arbeitet,
wobei Sender und Empfänger
in einem IC integriert sind.
Im Empfangsmodus durchlaufen
die Eingangssignale vier
Empfangskanäle und werden
anschließend an einem RF_
IO-Pin zusammengeführt. Im
Sendemodus wird das RF_IO-
Eingangssignal aufgeteilt und
durchläuft die vier Sendekanäle.
Ein Blockdiagramm ist in Bild
4 dargestellt.
Eine einfache serielle Vierdraht-
Schnittstelle (SPI) steuert die
Onchip-Register. Zwei Adress-
Pins ermöglichen die SPI-Steuerung
von bis zu vier Geräten auf
denselben seriellen Leitungen.
Dedizierte Sende- und Empfangs-Pins
sorgen für die Synchronisierung
aller Core-Chips
im selben Array. Ein einzelner
Pin steuert den schnellen Wechsel
zwischen Sende- und Empfangsmodus.
Der vierkanalige
IC ist zur einfachen Integration
in Flachantennenarrays in einem
7 × 7 mm großen oberflächen-
Bild 8: Schnittstelle zwischen dem Frontend-IC ADTR1107 und dem X-Band- und Ku-Band-Strahlformer ADAR1000
hf-praxis 1/2021 29

Antennen
Bild 9: Sende- und Empfangsleistung des ADTR1107 in Verbindung mit dem ADAR1000 (einkanalig)
montierbaren QFN-Gehäuse
untergebracht. Der hohe Integrationsgrad
in Verbindung mit
einem kleinen Gehäuse löst
einige der Probleme hinsichtlich
Größe, Gewicht und Leistung in
Phased-Array-Architekturen mit
hoher Kanalzahl. Der Baustein
erzeugt pro Kanal eine Verlustleistung
von nur 240 mW/Kanal
im Sendebetrieb und 160 mW/
Kanal im Empfangsbetrieb.
Die Sende- und Empfangskanäle
sind direkt nach außen geführt
und für die Verbindung mit
einem Frontend-IC ausgelegt.
Bild 5 zeigt Diagramme von
Verstärkung und Phase für den
Baustein. Es wird eine vollständige
360°-Phasenabdeckung mit
Schritten von weniger als 2,8°
und über 30 dB Verstärkungsanpassung
erreicht.
Der ADAR1000 enthält einen
Speicher für bis zu 121 Strahlzustände,
wobei ein Zustand
alle Phasen- und Verstärkungseinstellungen
für den gesamten
IC enthält. Der Sender liefert ca.
19 dB Verstärkung bei 15 dBm
Sättigungsleistung, wobei die
Empfangsverstärkung ca. 14 dB
beträgt. Eine weitere wichtige
Messgröße ist die Phasenänderung
über die Verstärkung, die
über einen Bereich von 20 dB
etwa 3° beträgt. Entsprechend
beträgt die Verstärkungsänderung
mit zunehmender Phase
etwa 0,25 dB über die gesamte
360°-Phasenabdeckung, was die
Kalibrierung erleichtert.
Eine Ergänzung zum Strahlformungs-Chip
ADAR1000 ist das
Frontend-IC ADTR1107. Der
ADTR1107 ist ein kompakter
6...18-GHz-Frontend-IC mit
integriertem Leistungsverstärker,
rauscharmem Verstärker (LNA)
und einpoligem Wechselschalter
(SPDT). Das Blockdiagramm ist
in Bild 6 dargestellt.
Dieser Frontend-IC bietet
25 dBm gesättigte Ausgangsleistung
und 22 dB Kleinsignalverstärkung
im Sendezustand
sowie 18 dB Kleinsignalverstärkung
und ein Rauschmaß
von 2,5 dB (einschließlich
Sende-/Empfangsschalter) im
Empfangszustand. Der Baustein
verfügt über einen Richtkoppler
zur Leistungserfassung.
Die Ein-/Ausgänge (I/Os) sind
intern an 50 Ohm angepasst.
Der ADTR1107 wird in einem
5 × 5 mm großen 24-Pin-LGA-
Gehäuse (Land Grid Array)
geliefert. Sende- und Empfangsgewinn
und Rückflussdämpfung
sind in Bild 7 dargestellt.
Der ADTR1107 wurde für eine
einfache Kombination mit dem
ADAR1000 entwickelt. Ein
Schnittstellen-Schaltbild bringt
Bild 8. Vier ADTR1107-ICs
werden von einem einzigen
ADAR1000-Kernchip angesteuert.
Der Einfachheit halber
sind hier nur die Anschlüsse für
einen der vier ADTR1107-ICs
dargestellt.
Der ADAR1000 liefert alle erforderlichen
Gate-Bias-Spannungen
und Steuersignale, wodurch sich
eine nahtlose Schnittstelle zum
Frontend-IC ergibt. Obwohl
das LNA-Gate des ADTR1107
intern vorgespannt ist, kann
die Spannung auch über den
ADAR1000 gesteuert werden.
Die Gate-Spannung für den
Leistungsverstärker ADTR1107
wird ebenfalls vom ADAR1000
bereitgestellt. Für die Gate-Bias-
Spannung der Leistungsverstärker
werden vier unabhängige
negative Gate-Spannungen
benötigt, da ein ADAR1000
vier ADTR1107 ansteuert. Jede
Spannung wird über einen 8-Bit-
DAC eingestellt. Diese Spannung
kann über den ADAR1000-
TR-Eingang oder über eine
serielle periphere Schnittstelle
aktiviert werden. Die Aktivierung
des ADAR1000-TR-Pins
schaltet die Polarität/Richtung
des ADAR1000 zwischen Empfangs-
und Sendemodus um.
Der TR_SW_POS-Pin kann
die Gates von bis zu vier Schaltern
ansteuern und zudem zur
Steuerung des SPDT-Schalters
ADTR1107 verwendet werden.
Der Kopplerausgang CPLR_
OUT des ADTR1107 kann
zur Messung der Sendeausgangsleistung
an einen der
vier HF-Detektoreingänge des
ADAR1000 (DET1 bis DET4
in Bild 4) rückgekoppelt werden.
Diese HF-Diodendetektoren
haben einen Eingangsbe-
Über den Autor
Jeff Lane hat einen Masterabschluss
in Elektrotechnik
von der University of Massachusetts
und arbeitet seit
2001 für Analog Devices. Er
hat langjährige Erfahrung in
den Bereichen Mikrowellenantennendesign,
Systemtechnik,
Vertrieb und Marketing.
Derzeit ist er als Produktmarketing-Ingenieur
im Bereich
Luft- und Raumfahrt, Verteidigung
und HF-Produkte
tätig, wobei er sich hauptsächlich
mit HF- und Mikrowellen-MMIC-Verstärkern
befasst. Er ist zu erreichen unter
jeff.lane@analog.com.
30 hf-praxis 1/2021

Antennen
ben seriellen Leitungen. Dedizierte
Load-Pins für Sende- und
Empfangsbetrieb sorgen zudem
für die Synchronisierung aller
Core-Chips im selben Array,
wobei ein einziger Pin das
schnelle Umschalten zwischen
den Sende- und Empfangsmodus
steuert.
Transceiver-Chipsätze
und andere
Begleitprodukte
Bild 10: Vier ADAR1000-Chips steuern 16 ADTR1107-Chips an
Hochintegrierte HF-Transceiver-
Chips ermöglichen eine bessere
Integration auf Antennenebene.
Der ADRV9009 ist ein Beispiel
für einen solchen Chip. Er enthält
zwei Sender und Empfänger,
einen integrierten Synthesizer
und digitale Signalverarbeitungsfunktionen.
Der Baustein
enthält einen hochmodernen
Direct-Conversion-Empfänger
mit hohem Dynamikbereich,
großer Bandbreite, Fehlerkorrektur
und eingebauter digitaler
Filterung. Die Zusatzfunktionen
umfassen einen ADC und einen
DAC. Mehrzweck-Ein-/Ausgänge
für den Leistungsverstärker
und HF-Frontend-Regelung
sind ebenfalls integriert. Eine
Hochleistungs-Phasenregelschleife
ermöglicht eine Fraktional-N-HF-Frequenzsynthese
für die Signalwege von Sender
und Empfänger. Äußerst
geringer Stromverbrauch und
umfassende Abschaltmodi dienen
dazu, Strom zu sparen. Der
ADRV9009 ist mit einem 12 ×
12 mm großen 196-Pin-Ball-
Grid-Array im Chip-Maßstab
ausgestattet.
reich von -20 bis +10 dBm. Der
Koppelfaktor des Richtkopplers
ADTR1107 reicht von 28 dB bei
6 GHz bis 18 dB bei 18 GHz.
Das Pulsen des ADTR1107
kann über die vom ADAR1000
gesteuerte Gate-Spannung
erreicht werden, während
die Spannung am der Drain-
Anschluss konstantgehalten
wird. Dies hat Vorteile gegenüber
dem Pulsen über den Drain-
Anschluss, da dies einen Hochleistungs-MOSFET-Schalter
und Gate-Treiberbaustein erfordern
würde im Vergleich zum
niedrigen Strom für das Schalten
des Gates. Es ist zudem zu
beachten, dass der ADAR1000
genügend Leistung hergibt, um
den ADTR1107 im Sendemodus
zu sättigen, und dass der
ADTR1107 dafür ausgelegt ist,
die gesamte reflektierte Leistung
im Falle eines Antennenkurzschlusses
zu überstehen.
Die kombinierten Leistungsmerkmale
des ADTR1107 und
des ADAR1000 sowohl im
Sende- als auch im Empfangsmodus
über einen Frequenzbereich
von 8 bis 16 GHz bringt
Bild 9. Im Sendemodus stehen
eine Verstärkung von 40 dB und
eine gesättigte Ausgangsleistung
von 26 dBm zur Verfügung,
während im Empfangsmodus
eine Verstärkung von 25 dB bei
einer Rauschzahl von ungefähr
2,9 dB vorliegt.
Bild 10 zeigt vier ADAR1000-
Chips, die 16 ADTR1107-Chips
ansteuern. Eine einfache Vierdraht-
SPI-Schnittstelle steuert
die On-Chip-Register. Zwei
Adress-Pins ermöglichen die
SPI-Steuerung von bis zu vier
ADAR1000-Chips auf densel-
Komplette Signalkette
Analog Devices bietet die komplette
Signalkette für Phased-
Array-Antennendesigns von der
Antenne bis ins kleinste Detail an
und hat zudem dem die ICs für
diese Anwendung optimiert, was
Kunden eine schnellere Markteinführung
ermöglicht. Die
Fortschritte in der IC-Technologie
haben zu einem Technologiewandel
im Antennen-Design
geführt, was Veränderungen in
verschiedenen Branchen vorantreibt.
◄
hf-praxis 1/2021 31

Aus Forschung und Technik
Beschleunigersysteme
Wellenleiter-Dreiport-Übergang und Viertor-Differential-
Phasenverschiebungs-Zirkulator
Hier wird die
Performance zweier
Schlüsselkomponenten
in supraleitenden
Beschleunigerapplikationen
besprochen und
verglichen.
Elektronenbeschleuniger sind
auch in der Industrie ständig
wichtiger geworden, denn mit
ihnen lassen sich neuartige Produktionsprozesse
realisieren
(z.B. in Kunststoffverarbeitung,
Lebensmittelbestrahlung oder
Medizin). Praktisch sind dabei
Table-Top-Elektronenbeschleunige,
deren Grundlage die Superconducting
Radio Frequency
Gun ist, eine neuartige Fotoelektronenquelle.
Die technische
Herausforderung für einen industriell
anwendbaren Bestrahlungsapparat
ist der Betrieb einer normalleitenden
Fotokathode in
einem supraleitenden Beschleunigungsresonator.
oder der Viertor-Differential-
Phasenverschiebungs-Zirkulator.
Diese Bauelemente unterscheiden
sich erheblich in ihrer
Betriebsweise und weisen für
den Konstrukteur des Beschleunigers
unterschiedliche Eigenschaften
auf.
Zunächst einmal ist es wichtig,
zu erkennen, dass traditionelle
Beschleuniger und supraleitende
Beschleuniger unterschiedliche
Anforderungen an Zirkularen
stellen. In einem NCRF (Normally
Conducting RF Cavity)
werden die Resonanzhohlräume
aus hochreinem Kupfer
hergestellt, und obwohl dieses
Material ein sehr guter Leiter
ist, weisen bei HF-Frequenzen
alle Metalle eine endliche Leitfähigkeit
auf, und ein großer Teil
der zugeführten HF-Energie geht
als Wärme an den Wände des
Hohlraums verloren. So wird
im Betrieb eine relativ geringe
HF-Energie vom Hohlraum
zurück zum Schutz-Zirkulator
reflektiert.
In einer SCRF (Superconducting
RF Cavity) müssen die verwendeten
Materialien bei sehr niedrigen
Temperaturen betrieben
werden, typischerweise um die
4 K. Dies wird durch die Verwendung
großer Mengen von
flüssigem Helium in komplexen
Kühlstrukturen erreicht, die
kompletten Baugruppen werden
üblicherweise als Kryomodule
bezeichnet. Die supraleitenden
Materialien weisen immer
noch eine endliche Leitfähigkeit
auf, aber die Werte sind
Grundlagen
Hochleistungsferrite sind für den
Betrieb von Beschleunigersystemen
von entscheidender Bedeutung,
um die High-Power Amplifiers
(HPAs) vor reflektierter
Leistung zu schützen und auch
einen passenden Lastzustand für
den HPA aufrechtzuerhalten, um
einen effizienten und stabilen
Betrieb zu gewährleisten.
Zu diesem Zweck können zwei
Bauelemente eingesetzt werden,
der Dreitor-Junction-Zirkulator
Ferrite Microwave
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Bild 1: Viertor-Differential-Phasenverschiebungs-Zirkulator
32 hf-praxis 1/2021

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Aus Forschung und Technik
5…6 Größenordnungen niedriger
als die von NCRF-Systemen.
Die Verlustleistung in der
Kavität ist so stark reduziert, und
ein großer Teil der zugeführten
HF-Energie wird während des
Betriebs ständig von der Kavität
reflektiert; in bestimmten
Betriebsbedingungen kann es
fast zur vollständigen Reflexion
kommen. Dadurch wird die Performance
des in diesen Systemen
eingesetzten Zirkulators wesentlich
stärker beansprucht.
Bild 2: Hinzufügung eines Magic T und eines Kurzschlitz-Hybrids
Der Dreiport-Junction-
Zirkulator
hat eine symmetrische Struktur,
bei der Ferritscheiben geeigneter
Größe am Kreuzungspunkt von
drei Wellenleitern platziert werden,
s. Aufmachergrafik. Ein
magnetisches Vorspannungsfeld
wird mittels Permanentmagneten
außerhalb des Kreuzungspunkts
an diese Ferritscheiben angelegt.
Die Wahl des Ferritmaterials und
die Abmessungen sind dabei entscheidend,
um den gewünschten
Betriebszustand zu erreichen.
Innerhalb der Ferritplatten wird
ein Stehwellenmuster aufgebaut,
bei dem das angelegte Vorspannungsfeld
das Feldmuster dreht,
um so den dritten Anschluss
effektiv zu entkoppeln. Es bildet
sich so ein verlustarmer Übertragungsweg
von Anschluss 1
zu Anschluss 2.
Beim Junction-Zirkulator hängt
die optimale Performance von
der Aufrechterhaltung der Symmetrie
ab; ein Beitrag von J.
Helszjan hat gezeigt, dass bei
unterschiedlicher Phase eines
Kurzschlusses am Ausgangsport
maximal die dreifache nominale
Einfügungsdämpfung auftreten
kann („Stehwellenlösung
eines 3-Tor-Junctionzirkulators
mit einem Anschluss, der mit
einem variablen Kurzschluss
abgeschlossen ist“, Mikrowellen,
Optik und Akustik, IEE
Journal Vol. 3, No. 2, pp. 67-68,
März 1979). Die erhöhte Dämpfung
führt zu einer erhöhten
Erwärmung des Ferritmaterials,
wodurch dessen Magnetisierungssättigung
verringert und
somit die Betriebsfrequenz angehoben
wird. Dies kann durch
Anpassung des Vorspannungsfeldes
kompensiert werden,
jedoch ist aufgrund der erforderlichen
Geschwindigkeit und
der thermischen Konstante des
Bauelements die Abstimmungskompensation
typischerweise
unzureichend.
Der maximale physikalische
Durchmesser des hier verwendeten
Ferrits wird direkt von
der Betriebsfrequenz bestimmt.
Genauer gesagt, ist der Ferrit auf
die Größe beschränkt, in der sich
der dominante Mode ausbreiten
kann und Modi höherer Ordnung
unterdrückt werden. Da
die Leistungsaufnahme durch
die Wärme beschränkt ist, die
aus dem Ferritmaterial abgeführt
werden kann, um den korrekten
Betrieb aufrechtzuerhalten, stellt
diese Eigenschaft des Zirkulators
eine Grenze für die Leistungsaufnahme
dar.
Der Viertor-Differential-
Phasenverschiebungs-
Zirkulator
benötigt im Gegensatz zum Dreitor-Junction-Zirkulator
nicht das
Stehwellenmuster wie in einem
Ferritresonator. Bild 1 zeigt
seine Struktur. Um einen Übertragungspfad
zu schaffen, nutzt
er die reziproke Phasencharakteristik
von einem magnetisierten
Ferrit, der an einer Stelle mit
zirkularer Polarisation in einem
Wellenleiter platziert ist. Dort,
wo einem HF-Signal je nach der
Richtung, in der es das Ferritmaterial
durchläuft, eine unterschiedliche
Ausbreitungskonstante
präsentiert wird.
Wenn die differentielle Phase
im Zentrum auf 90° eingestellt
ist, schafft man einen Zirkulator
durch Hinzufügung eines Magic
T und eines Kurzschlitz-Hybrids
(Bild 2).
Der Betrieb hängt nur von der
korrekten differentiellen Phasenverschiebung
ab, und diese ist
wiederrum vom erforderlichen
Gesamtvolumen an Ferriten
abhängig. Es liegt im Ermessen
des Entwicklers, wie dies
erreicht wird. Beispielsweise
kann ein längerer Mittenabschnitt
mit dünnerem Ferritmaterial
verwendet werden, wodurch
die Oberfläche zur Ableitung der
absorbierten Leistung vergrößert
wird, dies ist beim Junction-Zirkulator
nicht möglich.
Der Vierport-Zirkulator leidet
daher nicht unter Abmessungsbeschränkungen.
Es gibt die
von FMT eingeführte Technik
mit einer verteilten Mittenteilstruktur;
damit erreicht man
sehr hohe Spitzen- als auch eine
mittlere Belastbarkeit.
Schlussbemerkung
In SCRF-Kavitäten gibt es
zusätzliche Leistungsanforderungen
an die Ferritbauteile.
Die Notwendigkeit, plötzliche
Änderungen der angelegten Leistungspegel
in einem Betriebszustand
zu bewältigen, in dem fast
die gesamte Leistung reflektiert
wird, stellt eine ungewöhnlich
hohe Belastung für den Zirkulator
dar. Der Dreitor-Sperrschicht-
Zirkulator kann in diesen Situationen
eingesetzt werden, muss
jedoch durch exotische Kompensations-(Abstimmungs-)Netzwerke
unterstützt werden, die
teuer sind und unter thermischer
„Verzögerung“ leiden. Die Verwendung
eines Viertor-Zirkulators
ist da vorzuziehen wegen
seiner relativen Unempfindlichkeit
gegen den konstant hohen
reflektierten Leistungspegeln in
einer SCRF-Installation und seiner
Fähigkeit, diese Reflexionen
ohne externe Kompensation zu
bewältigen. ◄
34 hf-praxis 1/2021

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Grundlagen
Schlüsselparameter von HF-Sampling-Datenkonvertern kennen und verstehen
(Teil 2 und Schluss)
Die wichtigsten Kennwerte eines
HF-Sampling-Datenkonverters
schnell zugenommen. Dementsprechend
Benutzerfreundlichkeit
und Leistung des HF-Abtastdatenkonverters
in Kommunikationsanwendungen
mit direkter
Abtastung wurden erheblich verbessert.
Infolgedessen haben sich
Hersteller von analogen Datenkonvertern
weitgehend darauf
geeinigt, die Rauschspektraldichte
(NSD), die Intermodulationsverzerrung
3. Ordnung
(IM3) und das Nachbarkanal-
Leckverhältnis (ACLR) zur Charakterisierung
ihrer Produkte zu
verwenden.
Rauschspektraldichte
(NSD)
In software-definierten
Funk- und ähnlichen
Schmalband-
Anwendungsfällen
sind neuere Parameter
unverzichtbar, um das
Datenkonverterrauschen
exakt zu quantifizieren.
Bei HF-Designs mit direkter
Abtastung sind Datenkonverter
typischerweise gekennzeichnet
durch die NSD-, IM3- und
ACLR-Parameter und nicht
durch herkömmliche Parameter
wie SNR und ENOB. Das
liegt daran, dass in softwaredefinierten
Funk- und ähnlichen
Schmalband-Anwendungsfällen
das gesamte Datenkonverterrauschen
(Nyquist-Bandbreite)
nicht in Erscheinung tritt.
Da die Halbleiterprozessgeometrie
bis heute immer kleiner
wurde, hat die Transitfrequenz
der integrierten Transistoren
NSD steht für Noise Spectral
Density, auch „spektrale
Rauschleistungsdichte“ genannt.
Wie in Teil 1 beschrieben,
berücksichtigen SNR und ENOB
den gesamten Nyquist-Bereich
des Rauschens eines Datenkonverters.
Diese Rauschbandbreite
ist aber für die heutigen
HF-Abtastdatenkonverter, ins-
Quelle:
Understanding Key
Parameters for RF-Sampling
Data Converters,
White Paper WP509 (v1.0)
20. Februar 2019
Xilinx,
www.xilinx.com
übersetzt von FS
Bild 5: Grafische Darstellung von SNR und NSD im FFT-Spektrum
36 hf-praxis 1/2021

Grundlagen
Bild 6: Grafische Darstellung von IM3 in einem nichtlinearen System
besondere für SDR, nicht relevant.
In realen Anwendungen
sind häufig enge Bandpassfilter
für das interessierende Band
vorgesehen, und viele ADCs mit
HF-Abtastung enthalten Dezimierungsmerkmale,
um nur das
Signal in der interessierenden
Bandbreite zu extrahieren. Beide
Aspekte eliminieren immer das
gesamte Rauschen außerhalb
dieser Bänder.
Somit ist die NSD eine geeignetere
Metrik zur Quantifizierung
der Fähigkeit des HF-
Abtastdatenkonverters, da die
NSD gewissermaßen die Menge
an Rauschenergie in 1 Hz Bandbreite
auch für einen Datenkonverter
angibt.
Während die NSD Theoretikern
bereits gut bekannt ist, wird sie
erst seit einiger Zeit auf Datenkonverter
angewendet, sodass
sie für einige Ingenieure und
IC-Beschaffungs-Manager noch
neu ist. Per Definition bezieht
sich der Parameter NSD auf die
Rauschleistung pro Hertz relativ
zum HF-ADC-Vollton am
Eingang, der üblicherweise als
dBFS/Hz ausgedrückt wird und
es ermöglicht, das Rauschverhalten
von Datenkonvertern mit
unterschiedlichen Abtastraten zu
untersuchen.
Um die NSD von Datenkonvertern
zu erhalten, wird zunächst
die RMS-Quantisierungsrauschleistung
über den gesamten
Nyquist-Bereich berechnet.
Dazu setzt man beim SNR an,
das als Verhältnis der Leistung
von Grundsignal zur Leistung
des Rauschens über der ersten
Nyquist-Zone definiert ist:
Die folgende Gleichung enthält
die Einheiten der Komponenten:
Zur Vereinfachung für die Praxis
angenommen sei eine Leistung
des Grundsignals von 0 dBFS:
Dann erhält man folgende einfache
Gleichung:
Diese NSD-Gleichung ist nützlich,
um verschiedene HF-
Abtastdatenkonverter mit unterschiedlichen
Abtastfrequenzen
zu untersuchen und um herauszufinden,
welche Produkte das
niedrigste frequenzbandspezifische
Rauschen in SDR-Anwendungen
aufweisen.
Für einen idealen 12-Bit-ADC
mit 4 GSPS Abtasttakt gilt:
NSD = - (6,02 × 12 + 1,76)
[dBFS] - 10 log 10 (4 GSPS/2)
[Hz]
= - (74 + 93) dBFS/Hz
= -167 dBFS/Hz
Bild 5 zeigt die Rauschleistung
für dieses Produkt.
Für nichtideale Datenkonverter
lautet die NSD-Gleichung:
Bild 7: Zynq UltraScale + RFSoC RF-DAC IM3-Messung mit Zweitonsignal
Das vollständige SNR wird
zwecks Anwendung dieser
Gleichung entweder durch eine
direkte Messung oder aus dem
vom Anbieter gelieferten Datenblatt
erhalten.
Das Aufmacherbild betrifft
das Xilinx Zynq UltraScale +
hf-praxis 1/2021 37

Grundlagen
Bild 8: Grafische Darstellung zum ACLR
RFSoC-Tool zur Bewertung von
HF-Datenkonvertern. Es sind
58,33 dBFS des gemessenen
SNR und -151,25 dBFS/Hz des
gemessenen NSD dargestellt bei
3,93216 GSPS Abtasttakt für F out
= 900 MHz Sinuswelle bei -1
dBFS. Wir überprüfen dies mit
der obigen Gleichung:
RF-ADC NSD (dBFS) bei 900
MHz = - SNR gemessen [dBFS] - 10
log 10 (f s /2) [Hz]
= -58,33 dBFS - 10 log 10
(3,93216 GSPS/2)
= -151,33 dBFS/Hz
Intermodulationsverzerrung
dritter
Ordnung (IM3)
Jedes komplexe Signal enthält
Komponenten mit mehreren Frequenzen
gleichzeitig. Nichtlinearität
in der Übertragungsfunktion
des Wandlers verursacht
nicht nur eine Verzerrung eines
reinen Tons, sondern auch zwei
oder mehr Signalfrequenzen zur
Interaktion und Bildung von
Intermodulationsprodukten. Im
Fall der Interaktion eines Grundtons
mit einer Harmonischen des
Zweiton-Testsignals spricht man
von Intermodulationsverzerrung
dritter Ordnung oder IM3.
Die 3 folgt aus 1 (Grundton) +
2 (2. Harmonische) = 3. Diese
M-Produkte fallen in die Nähe
des Nutzsignals.
Typischerweise wird der Zweitontest
verwendet, um nichtlineares
Verhalten (d.h. praktisch
IM3) für eine breite Palette von
HF-Geräten zu messen, insbesondere
Datenkonverter. Dabei
wird ein Eingangssignal mit f1
und f2 mit kleiner Trennung in
das HF-Gerät (z.B. den ADC)
injiziert. Am Ausgang erscheinen
lediglich die zwei Töne mit
genau den gleichen Frequenzen
wie das Eingangssignal, wenn
der ADC perfekt linear ist. Beim
nichtlinearen ADC treten jedoch
die Signale 2f 1 - f 2 und 2f 2 - f 1
als Intermodulationsverzerrungsprodukte
hinzu sowie nf 1
und nf 2 als harmonische Komponenten.
Ein Zweitontest ist in
Bild 6 illustriert.
Einige Anwendungen, insbesondere
diejenigen, die sich mit der
HF-Signalverarbeitung befassen,
Bild 9: Anwendungsfall der ACLR-Messung
reagieren empfindlicher auf die
genannten Intermodulationsprodukte
als andere. Zum Beispiel
sind in HF-Anwendungen die
Produkte dritter Ordnung 2f 1 - f 2
oder 2f 2 - f 1 wichtig, da sie der
Eingangsfrequenz am nächsten
liegen. Andere Frequenzen können
digital herausgefiltert werden.
Aus diesem Grund werden
andere Szenarien als IM3
normalerweise ignoriert, wenn
die IMD (Intermodulation Distortion)
für HF-Anwendungen
angegeben ist.
IM3 kann zu schwerwiegenden
Problemen in HF-Kommunikationssystemen
führen, auch
dann, wenn die zusätzlichen
Frequenzen in Bändern neben
den modulierten Signalen auftauchen.
In einem Empfangspfad
kann IM dazu führen, dass
Außerbandsignale das interessierende
Signal stören. Auf der
anderen Seite kann ein schlechter
IM3 benachbarte Kanäle beeinflussen.
Die M3-Leistung des Zynq
UltraScale + RFSoC RF-DAC
bei Eingangsfrequenzen um 900
MHz und mit einem Abstand
von 20 MHz zwischen den zwei
erzeugten Tönen beträgt -85,63
dBc sowohl bei 2f 1 - f 2 als auch
bei 2f 2 - f 1 mit -7,26 dBm Eingangspegel,
wie in Bild 7 dargestellt.
Für den Zynq UltraScale
+ RFSoC RF-ADC wurde unter
ähnlichen Bedingungen ein IM3
von -78,08 dBc ermittelt. Folglich
weisen sowohl RF-DAC
als auch RF-ADC eine hervorragende
Linearität im Zweitontest
auf, wodurch die Erzeugung
großer neuer Frequenzkomponenten
verhindert wird.
Adjacent Channel
Leakage Ratio (ACLR)
Da die Nachfrage nach drahtlosen
Anwendungen dramatisch
gestiegen ist, wird das
zugewiesene Frequenzspektrum
immer mehr überfüllt.
Heutzutage erfordert die drahtlose
Infrastruktur eine immer
größere Datenkapazität und
Bandbreite zur Bereitstellung
von IP-Diensten für mehr
Teilnehmer und mehr mobile
Geräte. Während der Über-
38 hf-praxis 1/2021

Grundlagen
Bild 10: RF-DAC-ACLR-Messung für 64QAM mit 5 x 20 MHz bei 3500 MHz
tragung eines Signals durch
eine Over-the-Air-Schnittstelle
kann Leistung in benachbarte
Kanäle entweichen und
dadurch die Übertragung in den
angrenzenden Kanälen stören
und die Gesamtleistung des
Funksystems beeinträchtigen.
Das ACLR beruht auf einer standardkonformen
Spektrumsmessung
für den Einsatz in Funksystemen
wie 3GPP 5G, LTE und
W-CDMA. Wie in Bild 8 gezeigt,
charakterisiert es das Verhältnis
von modulierter Signalleistung
zur Leistung, die davon in
benachbarte Kanäle des Kommunikationssystems
übertritt. Die
Möglichkeit, die Bandbreiten
und den Abstand benachbarter
Kanäle zu variieren, ist erforderlich,
um im Rahmen verschiedener
Kommunikationsprotokolle
zu messen.
Zur Messung des ACLR wird
üblicherweise ein moduliertes
Signal aus einem entsprechenden
Generator oder DAC verwendet.
Der Zynq UltraScale + RFSoC
beispielsweise integriert entweder
8x8- oder 16x16-DACund
ADC-Kanäle. Bild 9 skizziert
zeigt den Anwendungsfall
der ACLR-Messung (mehr in
der Originalveröffentlichung)
beim DAC. Bild 10 zeigt die
Darstellung des Spektrumanalysators
für 5 x 20 MHz Multi-
Carrier in 64QAM-Modulation
bei 3500 MHz am Senderausgang.
Zwischen den Tx1- bis
Tx5-Kanälen beträgt die ACLR
sowohl des oberen als auch des
unteren Nachbarkanals etwa -67
dBc. Für das ACLR des Zynq
UltraScale + RFSoC RF-ADC
werden 61,42 dBc in der Loopback-Konfiguration
von DAC
zu ADC gemessen, wie in Bild
11 gezeigt. Mit 40 MHz Offset
betragen beide ACLRs -68 dBc.
Bild 11: RF-ADC-ACLR für 64QAM mit 5 x 20 MHz bei 3500 MHz im Loopback-Modus
Gemäß der 3GPP-Anforderung
für eine 5G-NR-Basisstation
beträgt die ACLR-Emissionsgrenze
für das Gesamtsystem
und den Sendepfad -45 dB in
Bezug auf das Trägersignal. ◄
hf-praxis 1/2021 39

Bauelemente
100 Transistoren reduzieren
das Rauschen auf 10 GHz
Das Designer-Kit K1-SAV_TAV+ mit HF-
Transistoren von Mini-Circuits enthält 100
rauscharme Transistoren, zehn von jedem
Modell, mit hohen Verstärkungs- und niedrigen
Rauschwerten über einen Gesamtfrequenzbereich
von 10 MHz bis 10 GHz.
Sie werden in einer Vielzahl von Gehäusen
geliefert, z.B. 3 × 3 mm MCLP und SOT-
343. Die typische Verstärkung reicht je nach
Frequenz von 16 bis 24 dB mit einer Ausgangsleistung
von bis zu 20 dBm für eine
Komprimierung von 1 dB.
Als Beispiel für einen der höherfrequenten
Transistoren sei das Modell TAV2-14LN+
angeführt; es arbeitet von 50 MHz bis 10
GHz und ist bis 12 GHz verwendbar. Es
liefert eine typische Verstärkung von 22
dB bei 50 MHz, 13,3 dB bei 8 GHz und 10
dB bei 12 GHz mit einer typischen Rauschzahl
von 0,7 dB bei 50 MHz, 0,6 dB bei 8
GHz und 0,8 dB bei 12 GHz beim Betrieb
an 2 V bei 20 mA. Mit gleicher Stromversorgung
beträgt die Ausgangsleistung bei
1-dB-Komprimierung typischerweise 13,3
dBm bei 50 MHz, 13,4 dBm bei 8 GHz und
13 dBm bei 12 GHz.
Testkabel ist auch mit einer
Biegung bis 18 GHz stabil
Das ultraflexible Testkabel ULC-2M-
SMSM+ von Mini-Circuits bietet eine hervorragende
elektrische Leistung in Bezug
auf Einfügungsverlust und SWR auch mit
einer Biegung von DC bis 18 GHz. Die
RoHS-konforme, triple-geschirmte flexible
Kabelanordnung wird mit Edelstahl-SMA-
Steckern geliefert. Bei einer Länge von 2
m beträgt der Einfügungsverlust typischerweise
1,1 dB von Gleichstrom bis 2 GHz,
2,3 dB von 2 bis 6 GHz, 3,7 dB von 6 bis
12 GHz und 5 dB von 12 bis 18 GHz. Die
Rückflussdämpfung beträgt typischerweise
37,2 dB von DC bis 2 GHz, 32,8 dB von 2
bis 6 GHz, 26,6 dB von 6 bis 12 GHz und
30,3 dB von 12 bis 18 GHz. Dies alles praktisch
auch mit einem 3,25-Zoll-Biegeradius,
den dabei ändert sich das Verhalten über die
gesamte Bandbreite nicht mehr als 0,02 dB
(Phase nicht mehr als 0,73°). Das robuste
50-Ohm-Testkabel hat eine Belastbarkeit
von 210 W bei 2 GHz, von 120 W bei 6
GHz und von 67 W bei 18 GHz. Es ist für
Betriebstemperaturen von -55 bis +85 °C
ausgelegt.
Innerer/äußerer DC-Block
funktioniert von DC bis 18
GHz
Der koaxiale Innen/außen-Gleichstromblock
BLKD-183-S+ von Mini-Circuits bietet
einen Frequenzbereich von Gleichstrom
bis 18 GHz für eine Vielzahl von Systemund
Testanwendungen. Die typische Einfügungsdämpfung
beträgt 0,43 dB von 100
MHz bis 18 GHz, während die typische
Rückflussdämpfung 25,42 dB von 100
MHz bis 14 GHz und 18,52 dB von 14 bis
18 GHz beträgt. Diese RoHS-konforme
50-Ohm-Komponente misst nur 1,3 in. in
der Länge mit 0,5 in. beim Durchmesser. Der
DC Block arbeitet mit inneren und äußeren
Gleichstromblöcken und einer Gleichspannungsfestigkeit
bis 200 V über den gesamten
Frequenzbereich. Das Bauteil wird mit
aus rostfreiem Stahl in einteiliger Konstruktion
mit eingebauter SMA-Buchse an einem
Ende und SMA-Stecker am anderen Ende
geliefert. Es ist für Betriebstemperaturen
von -65 bis +125 °C ausgelegt.
Koaxialer Leistungsdetektor
mit weitem Dynamikbereich
bis 40 GHz
Der koaxiale Leistungsdetektor ZV47-
K44RMS+ von Mini-Circuits verfügt über
einen weiten Dynamikbereich von -35 bis
0 dBm über einen Frequenzbereich von 100
MHz bis 40 GHz. Er liefert eine Ausgangsgleichspannung
von typischerweise 0 bis
1,2 V, die eine hochgenaue Darstellung der
HF-Signalleistung am Eingang des Detektors
mit einem typischen Linearitätsfehler
von weniger als ±1 dB bedeutet.
Der RoHS-konforme Leistungsdetektor mit
50 O Impedanz misst 0,84 × 0,96 × 0,37
Zoll mit 2,92-mm-Buchsen. Er zeigt ein
typisches SWR von 1,6 über den gesamten
Frequenzbereich, eine typische Impulsanstiegsantwort
von 2,9 µs und eine typischen
Abfallzeitantwort von 8,1 µs. Er verbraucht
einen typischen Strom von 30 mA aus einer
einzelnen 3,3-V-DC-Versorgung und ist für
Betriebstemperaturen von -40 bis +85 °C
ausgelegt.
Monolithischer Klasse-A-
Verstärker für 0,5 bis 18 GHz
Der monolithische Breitbandverstärker-
Chip LTA-5R183-DG+ von Mini-Circuits
bietet eine hohe Verstärkung und Ausgangsleistung
über den weiten Frequenzbereich
von 0,5 bis 18 GHz. Der winzige Verstärkerchip
wurde mit pseudomorpher Halbleitertechnologie
mit Elektronenmobilitätstransistor
(pHEMT) hergestellt und liefert eine
typische Verstärkung von 14,6 dB bei 0,5
GHz und von 13,1 dB bei 18 GHz bei einer
typischen Ausgangsleistung bei 1 dB Kompression
von 19,5 dBm bei 0,5 GHz und von
6,3 dBm bei 18 GHz. Es verbraucht 85 mA
aus einer 5-V-DC-Versorgung. Die typische
Rauschzahl von 4,8 dB wird bei 0,5 GHz
und 4,4 dB bei 18 GHz erreicht. Der RoHSkompatible
Verstärker-Chip weist eine Verstärkungsebenheit
von ±1,6 dB bis 18 GHz
auf und hat einen Betriebstemperaturbereich
von -55 bis +100 °C.
40 hf-praxis 1/2021

Bauelemente
Designer-Kit enthält Verstärkungs-Equalizer
bis 20 GHz
Das Designer-Kit K1-ZEQ24+ Gain Equalizers
von Mini-Circuits enthält sieben Koaxial-Gain-Equalizers
mit einer Bandbreite
von DC bis 20 GHz und unterschiedlichen
Dämpfungssteigungen von 1 bis 11 dB.
Alle 50-Ohm-Modelle sind für eine Eingangsleistung
von 1 W (30 dBm) bei einem
typischen SWR von 1,3 von DC bis 18 GHz
ausgelegt. Die RoHS-kompatiblen Verstärkungsentzerrer
verfügen über Einfügungsverluste,
die mit zunehmender Frequenz
mit unterschiedlichen Raten abnehmen.
Beispielsweise weist das Modell ZEQ-1-
24K+ einen typischen Einfügungsverlust
von 3,05 dB bei Gleichstrom, 3 dB bei 5
GHz und 1,9 dB bei 20 GHz auf, während
das Modell ZEQ-7-24+ einen Verlust von
9 dB bei Gleichstrom, 8,3 dB bei 5 GHz
und von 1,75 dB bei 20 GHz aufweist. Als
höchsten Niederfrequenzverlust weist das
Modell ZEQ-11-24+ typisch 13,45 dB bei
Gleichstrom, 10,9 dB bei 5 GHz und 2,6
dB bei 20 GHz auf.
Alle sieben Equalizer verfügen über eine
geriffelte Unibody-Konstruktion mit
2,92-mm-Steckern und -Buchsen und weisen
einen kleinen Formfaktor von 0,8 x
0,56 Zoll auf.
Fixed Attenuator Kit mit
Dämpfungsgliedern für DC
bis 50 GHz
Das Designer-Kit K1-QAT+ Fixed Attenuators
von Mini-Circuits enthält 15 Festdämpfungsglieder
mit unterschiedlichen Werten
für eine Bandbreite von DC bis 50 GHz. Das
Kit enthält Miniatur-Dämpfungsglieder mit
Werten von 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. 10, 12,
15, 20 und 30 dB. Ein typisches SWR für
das 0-dB-Dämpfungsglied ist 1,05 von DC
bis 5 GHz und 1,39 von 40 bis 50 GHz. Das
typische SWR für das 30-dB-Dämpfungsglied
beträgt 1,24 von DC bis 5 GHz und
1,52 von 40 bis 50 GHz.
Die Bauteile mit Dämpfungswerten bis 3
dB können Leistungspegel bis 2 W über
die gesamte 50-GHz-Bandbreite verarbeiten,
während das 30-dB-Dämpfungsglied
über die gesamte Bandbreite bis zu 1 W
Eingangsleistung verarbeiten kann. Alle
Dämpfungsglieder werden in kompakten 2 ×
2 mm messenden QFN-Gehäusen geliefert.
Partnering with
to support 5G connectivity
High Frequency Surface Mountable Chip Terminations
CTX SMT Series
www.rfmw.com/emc
■
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■
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Frequency rating DC to 67 GHz with optimized return loss
VSWR performance 1.25:1 Typical (1.50:1 Maximum)
Power rating up to 1 Watts CW in a small 0603 package
Qualification testing per MIL-PRF-55342
Total thin film technology offering tighter mechanical tolerances
for better control of the RF performance
www.smithsinterconnect.com
hf-praxis 1/2021 41

Bauelemente
Reflexionsloses
Bandpassfilter mit 4,8 bis 19
GHz Durchlassbereich
Das koaxiale reflexionsfreie Hochpassfilter
ZXHF-K482M+ von Mini-Circuits verfügt
über ein verlustarmes Durchlassband von
4,9 bis 19 GHz, während Signale unterhalb
dieses Bereichs mit minimalen Reflexionen
an der Quelle gestoppt werden. Das patentierte
Filter verfügt weiter über eine gute
Impedanzanpassung im Stoppband, um
auch hier Reflexionen zu vermeiden. Die
typische Stoppbandunterdrückung beträgt
35 dB, während der Durchlassbandverlust
gering ist, typischerweise 1,5 dB bei 5,5
GHz, 0,99 dB bei 13 GHz und 1,29 dB bei
18 GHz. Das SWR ist also auch innerhalb
des Durchlassbereichs niedrig, typischerweise
1,14 bei 5,5 GHz, 1,06 bei 13 GHz
und 1,35 bei 18 GHz.
Das RoHS-kompatible Filter eignet sich gut
für WiFi, Mikrowellenfunk und militärische
Systeme. Es ist mit 2,92-mm-Buchsen und
2,92-mm-Steckern ausgestattet und hat einen
Betriebstemperaturbereich von -40 bis +85
°C. Es kann bis zu 1,3 W Eingangsleistung
bei Raumtemperatur verarbeiten.
■ Mini-Circuits
www.mini-circuits.com
Lowpower-Sensor mit
spezieller Frequenz für
Premium-Ansprüche
Neuer Partner von CompoTEK ist der Sensorexperten
Jorjin. Durch die neuen Highend-Lösungen
der taiwanesischen Kollegen
besteht die Möglichkeit, Kunden noch
konsequenter und umfassender bei ihren
Wireless-Projekten zu helfen. Ein erstes
verfügbares Device ist das MT5A61E01K
mmWave Radar für Industriediagnostik. Mit
dem Premium-Sensor-Kit MT5A61E01K
mmWave Radar Kit erhalten Anwender
nicht nur beste Singlechip-Radartechnologie
von Texas Instruments (IWR1642), sondern
auch das fortschrittliche Antennen-Design
von Jorjin. Dabei geht der Sensor in einem
spezialiserten Band (77 bis 81 GHz) seiner
Arbeit nach und erhält Unterstütztung von
einem ARM-Cortex-R4F-Prozessor sowie
einem 2TX-4RX-Antennensystem. Zu seinen
Spezialapplikationsgebieten zählen die
Umweltüberwachung oder die Werksautomatisierung.
Darüber hinaus eignet sich das ultragenaue
MT5A61E01K Kit nahezu ideal für Proofof-Concepts
bzw. die Prototypenentwicklung.
Außerdem bietet Jorjin eine zusätzliche
60-GHz-ISM-Band-Variante an, das
mit seinem Design deutlich mehr auf Innenapplikationen
ausgerichtet ist.
Hier die Key Features:
• non-contact measurement
• built-in antennas
• FMCW
• sensing for range, velocity & angle
• higher accuracy, higher resolution
• good for metal & liquid detection
• penetrates dry walls, cloth & plastic (nonopen
housing designs)
• Dimensions: 65 x 57.5 x 20 mm
• Weight: 40 g
• Operating Temperature: -40 ... +85 °C
• Power Supply: 5 V/2 A
• Data Transfer: Micro USB
• Signal Processing: FMCW at C674x DSP
■ CompoTEK GmbH
www.compotek.de
Abschlüsse für industrielle
Mikrowellenanwendungen
Hochfrequenz-Leistungshalbleiter ersetzen
zunehmend die klassischen Magnetrons
(Hohlkammerresonatoren) zur Energieerzeugung
in industriellen Mikrowellenherden
und Mikrowellenanwendungen. Sie
lassen sich präzise steuern und haben keine
alterungsbedingten Leistungsverluste. Telemeter
Electronic vertreibt die benötigten
Hochfrequenzabschlüsse mit einer stabilen
Leistung von 1 kW in dem typischen Frequenzbereich
von 2,4 bis 2,5 GHz. Sie besitzen
eine kompakte, flanschlose Bauform mit
den Abmessungen 25,4 x 25,4 x 1,5 mm.
Eine stabile Leistungsaufnahme von 1 kW
ist bis zur maximalen Bauteiltemperatur
von 80 °C möglich.
Eine weitere Besonderheit ist das geringe
Stehwellenverhältnis der HF-Abschlüsse.
Neben den klassischen Anwendungen, wie in
der Nahrungsmittelzubereitung, ermöglicht
diese Technologie viele neue Ansätze z.B. im
Bereich der Medizintechnik oder Plasmaerzeugung.
Mit diesen HF-Abschlüssen von
Telemeter Electronic ist es fast ein Kinderspiel,
Energie unter Kontrolle zu bekommen.
■ Telemeter Electronic GmbH
www.telemeter.info
Silizium-PIN-Dioden-
Begrenzungsmodul
Das TDLM202402 von Teledyne e2v HiRel
Electronics ist ein quasi-aktives Silizium-
PIN-Dioden-Begrenzungsmodul, das im
S-Band (2 bis 4 GHz) arbeitet. Es bietet
passiven Empfängerschutz (immer eingeschaltet),
der vor einer hohen CW-Durchschnittsleistung
von bis zu 50 dBm und einer
hohen gepulsten Spitzenleistung von bis zu
60 dBm (25 µs Impulsbreite bei 5% Einschaltdauer)
schützt und eine geringe flache
Leckage aufweist. Dieses Begrenzungsmodul
hat eine Einfügungsdämpfung von 0,5
dB und eine Rückflussdämpfung von 17 dB.
Der SMT-Begrenzer TDLM202402 hat
eine ESD-Bewertung (HBM) der Klasse
0 und eine Feuchtigkeitsbewertung MSL
1. Dieser Begrenzer bietet hervorragende
thermische Eigenschaften in einem 8 x 5
x 2,5 mm messenden Gehäuse. Er basiert
auf der Hybridmontagetechnologie, die
häufig in hochzuverlässigen Anwendungen
eingesetzt wird. Dieser Begrenzer ist auch
ideal für elektronische Kriegsführung und
Radaranwendungen. Betriebstemperatur
-65 bis 125 °C.
■ Teledyne e2v HiRel Electronics
www.teledynedefenseelectronics.com
42 hf-praxis 1/2021

Bauelemente
Dualpath-GaN-Transistor für
4,4 bis 5 GHz
Hochleistungstransistor für
420 bis 450 MHz
Matched-GaN-HEMT für 5,3
bis 5,8 GHz
Der QPD0405 von Qorvo ist ein Dualpath-
GaN-Transistor, der besonders gut im Frequenzbereich
von 4,4 bis 5 GHz arbeitet.
Er liefert eine gesättigte Ausgangsleistung
von 22 W (43,4 dBm) bei einer linearen
Verstärkung von 15,4 dB und einem Wirkungsgrad
von bis zu 75%. Dieser Transistor
benötigt eine Gleichspannung von 48
V und verbraucht 32,5 mA Strom. Er wird
im GaN-HEMT-Verfahren (Technologie:
GaN auf SiC) hergestellt und ist mit einem
DFN-Gehäuse der Größe 7 x 6,5 mm erhältlich.
Anwendungsbereiche: W-CDMA/LTE,
Makrocell-Basisstationstreiber, Mikrocell-
Basisstation, kleine Zellen, aktive Antennen,
5G Massive MIMO.
■ Qorvo
www.qorvo.com
Der IGN0450M250 von Integra ist ein
Hochleistungs-P-Band-Avionik-Transistor,
der von 420 bis 450 MHz arbeitet. Es liefert
eine Ausgangsleistung von mehr als 250 W
mit einer Verstärkung von 24 dB und einem
Drain-Wirkungsgrad von bis zu 85%. Der
Transistor wurde entwickelt, um den besonderen
Anforderungen von P-Band-Radarsystemen
gerecht zu werden. Es kann bis zu
4 W Eingangsleistung verarbeiten und hat
einen Tastverhältnisimpuls von unter 100
µs, 10%. Der IGN0450M250 ist in einem
thermisch effizienten Gehäuse auf Metallbasis
mit den Maßen 20,32 x 10,16 x 4,06
mm und einem epoxidversiegelten Keramikdeckel
erhältlich. Es benötigt eine Versorgungsspannung
von 50 V.
■ Integra Technologies, Inc.
www.integratech.com
Der WP485P55100MH von Wavepia ist ein
Matched-GaN-HEMT, der von 5,3 bis 5,8
GHz arbeitet. Es bietet eine gesättigte Ausgangsleistung
von 100 W bei einer kleinen
Signalverstärkung von 9,6 dB und einen
Wirkungsgrad von 41,3% bei 5,5 GHz. Dieser
Transistor benötigt 48 V DC zur Versorgung.
Er ist mit einem 680MH-Gehäuse für
die Oberflächenmontage erhältlich, das 24 x
21,2 x 1,3 mm misst und sich fast ideal für
Punkt-zu-Punkt-/Mehrpunkt-Funkgeräte,
Testgeräte und industrielle Steuerungen,
SatCom-, militärische Endanwendungs- und
C-Band-Radaranwendungen eignet.
■ Wavepia
www.wavepia.com
Fachbücher für die Praxis
Digitale Oszilloskope
Der Weg zum professionellen
Messen
Joachim Müller
Format 21 x 28 cm, Broschur, 388 Seiten,
ISBN 978-3-88976-168-2
beam-Verlag 2017, 24,95 €
Ein Blick in den Inhalt zeigt, in welcher
Breite das Thema behandelt wird:
• Verbindung zum Messobjekt über
passive und aktive Messköpfe
• Das Vertikalsystem – Frontend und
Analog-Digital-Converter
• Das Horizontalsystem – Sampling und
Akquisition
• Trigger-System
• Frequenzanalyse-Funktion – FFT
• Praxis-Demonstationen: Untersuchung
von Taktsignalen, Demonstration
Aliasing, Einfluss der Tastkopfimpedanz
• Einstellungen der Dezimation,
Rekonstruktion, Interpolation
• Die „Sünden“ beim Masseanschluss
• EMV-Messung an einem Schaltnetzteil
• Messung der Kanalleistung
Weitere Themen für die praktischen
Anwendungs-Demos sind u.a.: Abgleich
passiver Tastköpfe, Demonstration der
Blindzeit, Demonstration FFT, Ratgeber
Spektrumdarstellung, Dezimation,
Interpolation, Samplerate, Ratgeber:
Gekonnt triggern.
Im Anhang des Werks findet sich eine
umfassende Zusammenstellung der
verwendeten Formeln und Diagramme.
Unser gesamtes Buchprogramm finden Sie unter www.beam-verlag.de
oder bestellen Sie über info@beam-verlag.de
hf-praxis 1/2021 43

Messtechnik
Für drinnen und draußen
Kompakter und leistungsstarker
Spektrumanalysator
Wer einen hochwertigen
HF-Allrounder sucht,
findet im R&S FPL1000
ein attraktives Angebot.
Kompakter als im Spektrumanalysator
R&S FPL1000 kann man
Leistungsfähigkeit nicht verpacken.
Das handliche „Messköfferchen“
hat es in sich und bietet
nicht nur eine Vielzahl an Spektrumsmessungen,
sondern analysiert
auch digital modulierte
Signale und misst Leistungen
hochpräzise – auf Wunsch akkubetrieben.
Autoren:
Klaus Theißen
Thomas Tobergte
Rohde & Schwarz
GmbH & Co. KG
info@rohde-schwarz.com
www.rohde-schwarz.com
Mit entsprechenden Messköpfen ist der R&S FPL1000 auch für präzise
Leistungsmessungen einsetzbar
Außer der klassischen Spektrumanalyse
beherrscht das Gerät
schon in der Basiskonfiguration
Funktionen wie die Spektrogrammmessung,
eine Fülle
spektraler Messungen wie CP,
ACLR, C/N, C/N0 oder OBW
(Bild 1) sowie Gated-Sweep-
Messungen für gepulste Signale.
Weitere Messfunktionen wie
die Analyse analog oder digital
modulierter Signale oder
Verstärkermessungen (Rauschzahl,
Verstärkung, Y-Faktor) sind
optional verfügbar. Seine technischen
Daten machen den R&S
Bild 1: Standardmäßig werden diverse fortgeschrittene Spektrum-Messmodi unterstützt
FPL1000 zum Primus inter Pares
in seiner Klasse. Bemerkenswert
sind ein Phasenrauschen von
-108 dBc (10 kHz Offset, 1 GHz
Träger), ein TOI von 20 dBm
und dank des eingebauten Vorverstärkers
ein DANL (Displayed
Average Noise Level) von
-167 dBm (10 MHz bis 2 GHz).
Bei der geringen Tiefe des Geräts
(235 mm) bleibt viel Platz auf
dem Labortisch für das Messobjekt.
Das 10,1-Zoll-Display stellt
im MultiView-Modus verschiedene
Messungen auf einen Blick
dar. Die Bedienoberfläche ist
einfach zu nutzen und selbsterklärend.
Nur 6 kg schwer, ist der
R&S FPL1000 mit eingebautem
Akku und Transporttasche auch
im Feld komfortabel einsetzbar.
Analyse bis 7,5 GHz
Der R&S FPL1000 wird in zwei
Grundmodellen mit Frequenzbereichen
von 5 kHz bis 3 GHz
oder 7,5 GHz angeboten und
kann durch eine Reihe von Optionen
wie beispielsweise Demodulation
von analogen AM-/FMund
PM-Signalen, Rauschzahlmessungen
und EMI-Messungen
(optional) erweitert und an die
jeweilige Messaufgabe angepasst
werden. Diese und zwei
weitere Optionen seien im Folgenden
näher beschrieben.
Vektorsignalanalyse
Die Software-Option R&S
FPL1-K70 unterstützt die Demodulation
von Digitalsignalen –
von einfachen MSK-Signalen
bis zur 4096QAM – mit einer
Bandbreite von 40 MHz und
demoduliert auch zahlreiche
Standards wie Bluetooth, Zig-
Bee, DECT und DVB-S2. Der
Anwender kann darüber hinaus
eigene Modulationsarten definieren
und als neue Standardmessung
ablegen. Die Option
enthält einen digitalen Equalizer
zur Korrektur der Kanalantwort,
eine automatische Korrektur von
I/Q-Fehlern und stellt die Messwerte
in tabellarischer und grafischer
Form dar (Bild 2).
Die Option R&S FPL1-K70M
(Multimodulationsanalyse)
erweitert die R&S FPL1-K70
und unterstützt die Analyse
von DVB-S2X-Signalen. Eine
zusätzliche Erweiterung ist die
Option R&S FPL1-K70P, die
die Bestimmung der Bitfehlerrate
(BER) ermöglicht.
44 hf-praxis 1/2021

Messtechnik
Bild 2: Mit der Option „Vektorsignalanalyse“ geht der R&S FPL1000 digital modulierten Signalen auf den Grund, hier
einem 64QAM-Signal
Skalare
Netzwerkanalyse
mit internem
Signalgenerator
Mit der Hardware-Option R&S
FPL1-B9 steht für beide Modelle
des R&S FPL1000 ein interner
Generator bis 3 oder 7,5 GHz zur
Verfügung, der als unabhängige
CW-Quelle und als Mitlaufgenerator
betrieben werden kann
(Bild 3). Der breite spektral reine
Pegelbereich des Generators von
-60 bis +10 dBm erlaubt Messungen
mit hoher Dynamik.
Mithilfe der CW-Quelle kann
der Anwender beispielsweise
auf einfache Weise die Harmonischen
aktiver Bauelemente
bestimmen. Der Betrieb als
Mitlaufgenerator ermöglicht
die skalare Netzwerkanalyse –
beispielsweise die Messung der
Frequenzantwort eines Bandpasses
in absoluter oder normierter
Darstellung. Mit verschiedenen
Kalibriermethoden
(Transmission, Short und Open)
wird z.B. die Dämpfung der HF-
Kabelverbindungen zum Messobjekt
berücksichtigt.
Zahlreiche Standardfunktionen
vereinfachen die Auswertung
und Automatisierung der Messung.
Dies sind unter anderem
die Markerfunktion „n-dB
down“, mit der die Durchlassbandbreite
eines Filters geprüft
wird, sowie Grenzwertlinien, die
dabei helfen, ein Filter anhand
einer vorgegebenen Maske zu
qualifizieren (Bild 4).
Störstrahlungen im
Visier
Verlässliche Precompliance-
Tests gelingen hier schon mit
kleinem Budget: Der universelle
Spektrumanalysator R&S
FPL1000 geht mit seiner optionalen
EMI-Messfunktion auch
dem Störverhalten von Messobjekten
auf den Grund. Die
Option EMI Application R&S
FPL1-K54 erweitert seinen
Funktionsumfang für EMI-
Anwendungen zum Erfassen leitungsgebundener
und gestrahlter
Störemissionen (Bild 5) bis zu
einer Frequenz von 3 GHz (R&S
FPL1003) oder 7,5 GHz (R&S
FPL1007). Dank der hochwertigen
HF-Signalverarbeitung des
Spektrumanalysators entsprechen
die Messergebnisse häufig
nahezu denen, die man mit spezialisierten
und deutlich teureren
EMI- bzw. Compliance-Messgeräten
erzielt. Damit ist der
R&S FPL1000 eine preisgünstige
Lösung für aussagekräftige
Precompliance-Anwendungen.
Messungen nach allen
gängigen Standards
Filterform und -breite können
bei Spektrumanalysatoren in der
Regel aus vielen vordefinierten
ausgewählt werden. Die Breite
der RBW-Filter gängiger Analysatoren
wird über die 3-dB-
Punkte der Filter festgelegt. Für
EMI-Messungen schreiben die
Standards aber spezielle Filter
mit 6-dB-Punkten vor, was zu
den dafür notwendigen steileren
Filterflanken führt. Diese Filter
sind in den Standards CISPR
16-1-1 und MIL-STD-461 definiert
(CISPR 16-1-1: 200 Hz,
9 kHz, 120 kHz und 1 MHz;
MIL-STD-461: 10 Hz, 100 Hz,
1 kHz, 10 kHz, 100 kHz und
1 MHz). Sie alle sind Bestandteil
der Option R&S FPL1-K54.
CISPR 16-1-1 beschreibt außerdem
EMI-spezifische Detektoren:
Quasipeak, CISPR
Average und RMS Average. Der
Quasipeak-Detektor wurde eingeführt,
um die von einer Pulsfrequenz
abhängige Störwirkung
auf den analogen (AM-)
Funkempfang abzubilden. Die
wahrgenommene Störung nimmt
zu niedrigeren Pulsfolgefrequenzen
hin ab. Dies bedeutet,
dass Störpegel bei niedrigen
Pulsfrequenzen mit geringeren
Werten angezeigt werden als bei
Verwendung des Peak-Detektors.
Der Quasipeak-Detektor
führt somit niemals zu höheren
Bewertungen als mit dem Peak-
Detektor und erfordert nach
Standard eine minimale Messzeit
von 1 s.
Der CISPR-Average-Detektor
hat, wie auch der Quasipeakund
der RMS-Average-Detektor,
eine Zeitkonstante, um das
Anzeigeverhalten eines analogen
Zeigerinstruments nachzubilden
(Kompatibilität zu früheren analogen
Messgeräten). Dies führt
gegebenenfalls zu einer höheren
Anzeige als mit dem RMS-Average-Detektor.
Letzterer dient
dazu, die von der Pulsfrequenz
abhängige Störwirkung auf den
Bild 3: Dialogfeld zur Konfiguration des internen Generators
hf-praxis 1/2021 45

Messtechnik
enthalten. So kann der Analysator
Überschreitungen eigenständig
erkennen und markieren.
Das Gerät misst typischerweise
mit dem Positive-Peak-Detektor
vor, erkennt Peaks automatisch
und misst diese mit einem individuell
konfigurierbaren Detektor
nach. Dies ist besonders hilfreich,
wenn der Standard die
Verwendung eines Detektors
mit längerer Messzeit vorsieht,
zum Beispiel den Quasipeak-
Detektor. Die längere Messzeit
ist somit nur für die kritischen
Peaks erforderlich.
Weitere Funktionen für
EMI-Anwendungen
Bild 4: Messung eines SAW-Filters mit Bestimmung der Durchlassbandbreite und Güte und zur Qualifizierung des
Filters anhand einer Filtermaske (Grenzwertlinien)
digitalen Funkempfang abzubilden.
Die Option R&S FPL1-K54
beinhaltet alle drei beschriebenen
Detektoren. Bild 6 gibt
eine Mess-Impression.
Nach CISPR-Standard muss ein
EMI-Mess gerät speziell definierte
Pulse mit Wiederholraten
bis zum Einzelimpuls mit gewissen
Toleranzen pegelrichtig
erfassen. Einzelpulsmessungen
schaffen nur Spezialisten mit
sehr hohem Dynamikumfang,
der in der Regel eine (teure) Vorselektion
voraussetzt. Generiert
das Messobjekt jedoch nur Pulse
mit Wiederholraten um 20 Hz,
sind auch weniger aufwendige
Geräte wie der R&S FPL1000
geeignet, standardkompatible
Messungen durchzuführen.
Produktstandards vorgegeben.
Bei kommerziellen Produkten
liegt der Frequenzbereich für
leitungsgebundene Messungen
zwischen 9 kHz und 30 MHz,
der für Strahlungsmessungen
zwischen 30 MHz und typisch
6 GHz. Das 7,5-GHz-Modell
R&S FPL1007 unterstützt damit
einen Großteil der Produktstandards
im kommerziellen Sektor.
Zusätzlich können auch
einige Messobjekte nach MIL-
STD-461 überprüft werden.
Über 130 Grenzwertlinien sind
in der Option R&S FPL1-K54
Die Option R&S FPL1-K54
stattet den Spektrumanalysator
mit weiteren für EMI-Anwendungen
hilfreichen Funktionen
aus (ggf. sind weitere ergänzende
Optionen erforderlich). Mit dem
Tracking-Generator lassen sich
die Transducer-Faktoren von
Komponenten wie Kabeln oder
Adaptern einfach ermitteln und
im Gerät speichern, sodass der
R&S FPL1000 den gemessenen
Pegel automatisch um den Einfluss
der verwendeten Komponenten
korrigiert. Über den ein-
Für geleitete und
gestrahlte Störungen
Die zentrale Aufgabe bei EMI-
Messungen ist es, die vom Prüfling
ausgehenden Störsignale
mit Grenzwerten zu vergleichen.
Dabei werden sowohl
leitungsgebundene Störsignale,
beispielsweise auf angeschlossenen
Strom- oder Datenkabeln,
als auch abgestrahlte Störsignale
überprüft (Bild 7). Grenzwerte
und zu prüfender Frequenzbereich
sind in den jeweiligen
Bild 5: Beispielmessung mit der Option EMI Application R&S FPL1-K54. Zwei Detektoren werden für den Sweep genutzt:
positive peak (gelbe Kurve) und average (blaue Kurve). Passend zum gewählten Standard zeigen normgerechte
Grenzwertlinien Überschreitungen (rot). Identifizierte Maxima (Auto Peak Search) werden in der Tabelle gelistet. Auch
die Messergebnisse der automatischen Nachmessung (Quasipeak und CISPR Average) sind mit finaler Bewertung
enthalten
46 hf-praxis 1/2021

Bild 6: Leitungsgebundene Messungen mit V-Netznachbildung/Strahlungsmessung mit Sonden
gebauten Lautsprecher können
Signale an ausgewählten Frequenzen
zur akustischen Beurteilung
demoduliert werden.
Bei Störspannungsmessungen
wird der Prüfling an eine Netznachbildung
angeschlossen.
Diese versorgt den Prüfling mit
Strom, bildet eine genormte
Lastimpedanz nach, koppelt
die hochfrequente Störspannung
zur Messung aus und
entkoppelt den Messkreis von
Netzstörungen. Über den R&S
FPL1000 kann eine angeschlossene
Netznachbildung wie die
R&S ENV216 fernbedient werden.
Dies erleichtert bei größeren
Abständen zwischen Messgerät
und Netznachbildung die Durchführung
der Messung.
Durch den Gleichspannungseingang
und die Möglichkeit zum
Betrieb mit dem integrierten
Akku ist der Analysator auch
mobil, zum Beispiel in Fahrzeugen
zu betreiben. Für den Einsatz
in größeren Testsystemen oder
wenn anwendergeführte EMI-
Messungen gewünscht werden,
lässt er sich in die Messsoftware
R&S Elektra einbinden.
Die Option „EMI Application“
ist auch für weitere, leistungsstärkere
Spektrumanalysatoren
verfügbar (Tabelle). Für diese
Analysatoren bietet Rohde &
Schwarz eine Kalibrierung
der CISPR-Detektoren an. Ist
sichergestellt, dass der Prüfling
keine Pulse mit einer Wiederholrate
unter 20 Hz abgibt,
können diese kalibrierten
Spektrumanalysatoren auch für
normenkonforme EMI-Messungen
eingesetzt werden.
Die Erweiterung der EMI-Applikation
um eine Reportfunktion
steht über ein kostenloses Firmware-Update
auch für bereits
ausgelieferte R&S FPL1000 zur
Verfügung. Die EMI-Software
ist standardmäßig vorgerüstet
und wird per Keycode aktiviert.
Weitere Details zur Option sind
in dem zugehörigen Option
Sheet enthalten (Internetsuche
FPL1000 option sheet).
Fazit
Der geringe Platzbedarf, die
Unabhängigkeit vom Stromnetz,
die Fülle an Messfunktionen und
-möglichkeiten sowie die hohe
Präzision machen den R&S
FPL1000 zum nahezu idealen
Allrounder für Entwicklung, Service
und Produktion sowie für
den Einsatz in Universitäten, im
Labor oder im Feld. ◄
Übersicht der Spektrumanalysatoren, für die die Option EMI Application R&S x-K54 angeboten wird
hf-praxis 1/2021 47

Messtechnik
Neuer Vektor-Netzwerkanalysator
Copper Mountain Technologies hat sein
Produktspektrum um einen neuen Hochleistungs-Vektor-Netzwerkanalysator
erweitert. Mit dem neuen und für seine
Bandbreite äußerst kompakten Modell
S5243 bekommt der Anwender ein Modell,
welches aufgrund seiner einzigartigen Performance
für das Messen von S-Parametern
für den Frequenzbereich von 10 MHz
bis 43,5 GHz hervorragend geeignet ist.
Im Vergleich zu vorhergehenden Gerätegenerationen
ermöglicht das Modell S5243
Messungen bis hin zu 43,5 GHz ohne
zusätzliche Frequenz-Extender.Dieses von
Telemeter Electronic vertriebene Model
besitzt einen Dynamikbereich von 140
dB mit einer Messgeschwindigkeit von
15 µs. Die technischen Daten und das
Design sprechen für die Leistungsfähigkeit
dieser neuen Generation von Vektor-
Netzwerkanalysatoren. Der S5243 VNA
enthält ein HF-Messmodul, das über die
VNA-Software S2 von Copper Mountain
Technologies sowohl unter Windows- als
auch unter Linux-Betriebssystemen auf
einem PC, Laptop oder Tablet bedient
werden kann. Diese Software ist äußerst
umfangreich und intuitiv gestaltet. Mess-
Hardware und Computer werden über eine
USB-Schnittstelle miteinander verbunden.
Die S2-Software (lizenzfrei) kann auf
mehreren Computern gleichzeitig installiert
werden. So lässt sich das VNA-Analysemessmodul
problemlos von mehreren
Nutzern gemeinsam nutzen.
■ Telemeter Electronic GmbH
info@telemeter.de
www.telemeter.info
Mit Messkammern zukunftsweisende
Messlösungen gut kombinieren
Spannungsgesteuerte DC-Quellen mit
integrierter Last
Die Herstellung modernster
drahtloser Geräte erfordert
umfangreiche Tests und
Verifizierungen. Um die Gesamtbetriebskosten
zu minimieren,
sollten die Testwerkzeuge und
Testumgebungen flexibel und
an verschiedenen Standorten
einsetzbar sein. HF-Messkammern
schaffen hierbei eine ideale
Umgebung für störungsfreie
Messungen. Mit diesen Systemen
lassen sich z.B. 5G-Antennen,
-Module und -Geräte während
des gesamten Entwicklungszyklus
charakterisieren
und analysieren.
Von Forschung & Entwicklung
bis hin zu automatisierten Prüfungen
sowohl für aktive als
auch passive Komponenten
und Messungen sind die kundenspezifischen
Messkammern
vielseitig einsetzbar. Die Messkammern
sind kombinierbar mit
Signalgeneratoren bis 13,6 GHz,
Echtzeit-Spektrumanalysatoren
bis 6,5 GHz und Netzwerkanalysatoren
bis 43,5 GHz (mit Frequency
Extension System bis
110 bzw. 330 GHz).
Für die jeweilige Messung passgenau
selektierte Signalgeneratoren
sowie Spektrum- oder
Netzwerk-Analysatoren liefert
Telemeter Electronic aus
eigenem Produktsortiment als
anschlussfertiges Messsystem.
Die Messgeräte können hierbei
direkt im Messkammer-Unterbau
platzsparend integriert werden
(optional auch mit 19-Zoll-
Rack-Montage). Gemeinsam
mit ihren Markenpartnern bietet
die Telemeter Electronic GmbH
dem Kunden zukunftsweisende
Messtechnik zum fairen Preis..
■ Telemeter Electronic GmbH
info@telemeter.de
www.telemeter.info
Das deutsche Unternehmen ET
System entwickelt und fertigt
programmierbare Laborstromversorgungen.
Das Produktspektrum
reicht von DC-Quellen und
AC-Quellen bis hin zu elektronischen
Lasten. Die Geräte der
ET-System-LAB-HPL-Serie
sind spannungsgesteuerte DC-
Quellen mit integrierter Last
für 2-Quadranten-Betrieb. Die
Serie deckt einen Bereich bis
5 oder 10 kW ab. Die Geräte
haben ein kompaktes Design und
zeichnen sich durch eine geringe
Geräuschentwicklung aus, so
dass ein angenehmes Arbeiten
in unmittelbarer Nähe zum
Gerät möglich ist. Sie arbeiten
im Konstant-Strom, -Spannung,
-Widerstand, -Leistungsbetrieb
(CC, CV, CR, CP) und erlauben
die Simulation von PV-Kennlinien.
Die Geräte bieten umfangreiche
Schutzfunktionen und
eine Vielzahl von Funktionen
und Optionen.
Die Geräte sind spannungsgesteuert
von 300 bis 2000 W
(für 2-Quadranten-Betrieb) und
arbeiten mit einer Ausgangsspannung
bis 600 V, bzw. einem
Ausgangsstrom bis 500 A.Über
eine Speicherkarte oder digitale
Schnittstelle (sequentielle
Steuerung) lassen sich beliebige
Spannungs- und Strom-Kurven
erstellen. Digitale Schnittstellen
(Option) sind GPIB/IEEE488,
RS485, USB und LAN. Die standardmäßig
integrierte ATI 5/10
analoge Schnittstelle ist galvanisch
getrennt: 0...5 V oder 0...10
V (vom Anwender auswählbar),
daneben RS232, Soft Interlock.
Weiterhin ermöglicht die Script-
Steuerung in Verbindung mit der
Datenlog-Funktion den Aufbau
eines unabhängigen „Stand-
Alone“-Prüfplatzes. Über die
Datenlog-Funktion werden aktuelle
Betriebswerte in einem einstellbaren
Intervall auf der Speicherkarte
gesichert. Weiterhin
lassen sich verschiedene Funktionen
vom Anwender einstellen:
die Filterfunktion für die Analog-
Schnittstelle, die Spannungsund
Strom-Anstiegszeit (U- und
I-Slope) oder der Abschalt-Zeitpunkt
für das Gerät nach Drücken
des Startknopfes. Schutzfunktionen
umfassen OVP, OTP,
UVP, OCP.
■ Meilhaus Electronic GmbH
www.meilhaus.com
48 hf-praxis 1/2021

Messtechnik
Hochpräzise Source Measure Units
• Herkömmliche SCPI-Befehle
bieten eine gewisse Kompatibilität
mit älterem SMU-Code
(wie z.B. der Keithley 2400-
Serie), um den Aufwand für
die Codekonvertierung zu
minimieren. Standard-SCPI-
Befehle unterstützen erweiterte
Funktionen der Serie
B2900B/B.
• Durch die SCPI-Befehle wird
eine Kompatibilität zu älteren
SMU-Geräten hergestellt und
die neuen Geräte mit ihren
besseren Spezifikationen lassen
sich leichter in bestehende
Messsysteme integrieren
Anwendungsbereiche
Spannungs- und Strommessungen
mit schnellen, hochpräzisen
Messergebnissen sind die
Stärken der sechs Source Measure
Units (SMU) der Serie
B2900B/BL von Keysight. Sie
sind eine kompakte, präzise und
kosteneffiziente Lösung für den
Entwicklungsbereich und das
Prüffeld. Die integrierte 4-Quadranten-Quelle
und die Messfunktionen
der SMU eignen
sich für vor allem für I-V-Messanwendungen,
die eine besonders
hohe Messauflösung und
-genauigkeit erfordern.
Integration von Quelle
und Messeinheit
Durch die Integration von Quelle
und Messeinheit erhöht sich der
Testdurchsatz. Die Messdaten
lassen sich nicht nur als Zahlenkombination
der Ausgangsgrößen
darstellen, sondern auch
die I/V-Kennlinie bzw. I/t- oder
V/t-Kennlinie werden auf dem
11-cm-Display (4,3 Zoll Bilddiagonale)
angezeigt. Die Geräte
sind in einer Ein- oder Zweikanalversion
verfügbar.
Neu sind die Geräte B2901BL
und B2910BL als Einkanalgeräte.
Sie bieten eine Ausgangsspannung
von ±21 bzw. ±210
V und DC-Ausgangsströme
bis 1,5 A. Je nach Modell und
Messbereich sind Auflösungen
für Strommessungen von 10
fA bis 1 pA und eine Auflösung
bei Spannungsmessungen von
100 nV bei einer 6½-stelligen
Anzeige möglich.
Die einkanaligen Geräte
B2901B, B2911B bzw. die
Zweikanalversionen B2902B,
B2912B sind technisch identisch
mit den Vorgängermodellen
B2901A und B2911A bzw.
B2902B, B2912B, jedoch sind
sie an die neue Keysight-Gehäusefarbe
angepasst worden.
Diese vier Modelle der bestehenden
Serie bieten eine maximale
Ausgangsspannung von ±210
V und maximal 3,03 A und eine
Messauflösung, je nach Modell
und Messbereich, von 10 fA bis
100 fA für Strommessungen
sowie eine Auflösung von 100
nV für Spannungsmessungen.
Hervorzuheben ist, dass im
gepulsten Betrieb der Ausgangsstrom
dieser vier Modelle bis zu
10.5 A betragen kann.
In allen Modellen ist ein Arbiträr-Funktionsgenerator
integriert,
mit dem sich für Tests
von Schaltungen sowie Komponenten
entsprechende Kurvenformen
wie Puls, linear
oder logarithmisch ansteigende
Treppenfunktion oder lin/log-
Puls-Funktionen, Sinus, Dreieck
beziehungsweise applikationsspezifische
Ausgangsformen
eingestellt werden können.
Das sind die Vorteile
bei der Nutzung
von SMUs in einem
Messsystem:
• einfaches und sehr genaues
Messen von Strom und Spannung
mit einem einzigen
Gerät, ohne dass Anschlüsse
manuell geändert werden
müssen
• ein einziges SMU-Produkt
deckt sowohl den Bedarf an
Hochspannungs- als auch an
Hochstrommessungen ab
• präzise Messung von Strom
und Spannung mit einer
kostengünstigen SMU, die
bisher nur mit einem teureren
Halbleiter-Analysator möglich
waren
• durch interaktive Test-, Charakterisierungs-
und Debug-
Operationen werden Messungen
beschleunigt und das
Ergebnis angezeigt
• niederfrequente Phänomene
zusätzlich zu den DC-Eigenschaften
erfassen
• Messungen können remote
ohne PC bzw. ohne Programmieraufwand
durchgeführt
werden.
Die B2900B/BL-SMUs sind die
beste Wahl für eine Vielzahl von
IV-Messungen, wie z.B. Halbleitertest,
Tests an aktiven/passiven
Bauelementen, Test und allgemeine
Charakterisierung elektronischer
Geräte, Materialien
und Komponenten wie:
• Dioden, Laserdioden, LEDs,
Photodetektoren und Sensoren
• Feldeffekt-Transistoren (FETs)
und Bipolar Junction Transistors
(BJTs)
• ICs (Analog-ICs, RFICs,
MMICs, etc.)
• passive Komponenten wie
Widerstände, Thermistoren,
Varistoren und Schalter
• Solarzellen
• Batterien
• Systeme im Automobilbereich
• medizinische Geräte
• Materialforschung
• Charakterisierung von Nano-
Systemen
• Magnetoelektronik wie z.B.
Riesenmagnetwiderstand
(engl. giant magneto resistance,
GMR)
• organische Komponenten
■ dataTec AG
info@datatec.de
www.datatec.de
hf-praxis 1/2021 49

Messtechnik
Mehrkanal-AWG und -Digitizer in einem Gerät
Spectrum Instrumentation
GmbH
sales@spectruminstrumentation.com
www.spectruminstrumentation.com
Die hybridNETBOX ist ein
neues Messgerät für Anwendungen,
die gleichzeitig Signalerzeugung
und -erfassung erfordern.
Es stehen sechs Modelle
zur Auswahl, die zwei, vier
oder acht Paare von aufeinander
abgestimmten AWG- und Digitizer-Kanälen
bieten, wobei Ausgangs-
und Abtastraten von 40,
80 und 125 MS/s möglich sind.
Mit der Fähigkeit, gleichzeitig
Signale zu generieren und aufzuzeichnen,
eignen sich diese Produkte
perfekt für Messsysteme,
bei denen automatisierte Tests
im Closed-Loop oder Stimulus-
Response-Verfahren nötig sind.
Es können beispielsweise Echosignale
wie bei Radar, Sonar,
Lidar oder Ultraschall gleichzeitig
erzeugt und erfasst werden.
Dank der Mehrkanalfähigkeit
können diese Systeme auch
dann getestet werden, wenn es
sich um Arrays von Sendern und
Empfängern handelt. Die hybrid-
NETBOX eignet sich auch für
ATE-Anwendungen, bei denen
Komponenten und Baugruppen
schnell und automatisiert getestet
werden müssen. Die Funktionen
und Toleranzen von Prüflingen
können kontrolliert werden,
weil mit der hybridNETBOX
viele verschiedene komplexe
Signale auf einfachste Weise
generiert werden können. Dies
ist ideal bei einer Vielzahl von
Anwendungsgebieten, wie z.B.
bei Bustests, MIMO-Kommunikation,
Schaltungsüberprüfungen,
Mechatronik und Robotik.
Für eine präzise, rauscharme
Generierung und Erfassung der
Wireless-Oszilloskope mit bis zu 1 GHz Abtastfrequenz und Auflösungen bis zu 16 Bit
Die Firma Bitzer Digitaltechnik
bietet neue Wireless-Oszilloskope
mit bis zu 1 GHz Abtastfrequenz
und Auflösungen von
bis zu 16 Bit. Entsprechende
Geräte mit Funktionsgenerator
sind verfügbar.
All-in-one: Mehrkanal-Oszilloskop,
Spektralanalyzer,
Datenlogger, Digitalmultimeter
und Protokollanalyzer für
CAN, I2C uvm. Die Wireless-
Oszilloskop-Serie zur Rechneranbindung
via WLAN, LAN
bzw. USB 3.0 steht ebenfalls
zur Verfügung. WLAN-Betrieb
erlaubt die galvanische Entkopplung
vom Rechner.
Weitere interessante Eigenschaften:
vier oder zwei
Messkanäle + Funktionsgeneratorausgang,
auch kombinierbar,
Stromversorgung per USB,
extern oder mit eingebautem
Akku über mehrere Stunden.
Die Geräte kommen inklusive
Mess-Software, die alle
Features der jeweiligen Geräte
unterstützt. Multifunktionsund
Multiwindow-Betrieb ist
ebenso möglich wie die parallele
Nutzung beispielsweise
von Oszilloskop, Spektrumanalyzer
und Digitalmultimeter
oder Generatorausgang und
Spektralanalyzer. Die Software
ist mit vielen mathematischen
Funktionen wie +, -, *, :, Ableitung,
Integral, RMS. Mittel,
Filter usw. ausgestattet.
Die Einsatzmöglichkeiten reichen
von einfachen Service-
Messungen bis zu anspruchsvollen
wissenschaftlichen
Analysen.
■ Bitzer Digitaltechnik
mail@bitzer.net
www.bitzer.net
50 hf-praxis 1/2021

Messtechnik
Signale verwenden alle hybrid-
NETBOX-Modelle die neueste
16-Bit-Wandler-Technologie.
Alle Kanäle sind perfekt synchronisiert
und teilen sich einen
gemeinsamen Takt und Trigger.
Die AWG-Kanäle können
nahezu jede Wellenform erzeugen,
mit Signalamplituden von
bis zu ±6 V bei 50 Ohm oder ±12
V bei hohen Impedanzen. Zu den
Wellenform-Ausgabemodi gehören
Single-Shot, Loop, FIFO-
Streaming, Gated Replay und
Sequence Replay - dies ermöglicht
eine einfache Erstellung
von Testroutinen, egal ob simpel
oder komplex. Die Digitizer-
Kanäle sind für eine Vielzahl von
Eingangssignalen ausgelegt. Sie
haben variable Eingangsbereiche
von ±200 mV bis ±10 V mit voll
programmierbarem Offset und
wählbarer Eingangsimpedanz
(50 Ohm und 1 Megaohm). Alle
Eingänge können zwischen Single-Ended
und differentiellem
Betrieb umgeschaltet werden.
Wie bei den AWG-Kanälen gibt
es eine Reihe von Betriebsmodi,
darunter Single-Shot, FIFO-
Streaming, Multiple Recording,
Gated Sampling und ABA
(Sampling Rate Switching). Dies
wird mit einer Vielzahl flexibler
Auslösemodi (Kanal, Extern,
Software, Window, Impuls, Re-
Arm, Spitze, Logik und Delay)
kombiniert, um sicherzustellen,
dass alle Ereignisse problemlos
erfasst werden können.
Zusätzlich zu den Digitizer- und
AWG-Kanälen befinden sich auf
der Frontplatte jeder hybridNET-
BOX mehrere digitale Mehrzweck-I/O-Anschlüsse.
Diese
können z.B. als Markerausgänge
benutzt werden, um externe
Geräte im Testaufbau völlig synchron
zu den Signalen der AWG-
Kanäle zu steuern. Ebenso ist es
möglich, die Netbox mit anderen
Geräten zu synchronisieren, da
auf der Frontplatte auch externe
Ein-/Ausgänge für Clock und
Trigger vorhanden sind.
Die hybridNETBOX-
Instrumente
sind vollständig LXI-kompatibel
und lassen sich daher sehr
leicht steuern und bedienen.
Das Gerät wird einfach über
den GBit-Ethernet-Anschluss
auf der Rückseite mit einem
PC oder einem Netzwerk verbunden.
Zum Lieferumfang
gehört die Software SBench 6
Professional für die Steuerung
der kompletten Hardware sowie
für Signalerzeugung, Signalerfassung,
Datenanalyse, Speicherung
und Dokumentation.
Mit SBench 6 können Wellenformen
mithilfe von Standardfunktionen
und mathematischen
Gleichungen erstellt werden.
Außerdem können Signale mit
den Digitizer-Kanälen erfasst
und dann zur Wiedergabe an
die AWG-Kanäle übertragen
werden. Der Datenaustausch
mit anderen Programmen oder
Geräten, wie z. B. Oszilloskopen,
ist im Binär-, ASCII- oder
Wave-Format möglich. Die vollständig
programmierbare hybrid-
NETBOX enthält Treiber für
Windows- und Linux-Betriebssysteme
sowie Programmierbeispiele
für C ++, LabVIEW,
MATLAB, Visual Basic .NET,
Python und andere beliebte Programmiersprachen.
◄
Positionierer für 5G-Antennenmessungen
schung und Entwicklung,
ebenso wie in der Produktion
und im Testmanagement, bei
denen genaue Positionierung
wichtig ist:
• Pointing, Tracking und Nearfield
Testing
• Farfield Pattern Measurement
• Radar Targeting & Cross
Section
• Testen von Mobiletelefonen
und Tablets
• Testen von Automotive
Radarmodulen
• Testen von IoT Geräten
• in bereits vorhandene
Test&Management-Systeme
integrierbar
• 5 minn Plug ‘n Go Betrieb
• benutzerdefinierbare Operationssequenzen
Der in Deutschland entwickelte
Positionierer BL5G-BBD1 ist
ein vielseitiges System zur
exakten Positionierung im multidimensionalen
Raum. Es ist
spezifisch für 5G OTA (Over-
The-Air) Tests von 5G-Antennen
konzipiert. BL5G-BBD1
hat drei Freiheitsgrade, zwei
auf der horizontalen Ebene, die
eine exakte Positionierung der
AUT (Antenna Under Test) in
der Messzone der Testplattform
ermöglichen, und die Azimut
360° Rotationsebene, die eine
Ausrichtung zwischen den
Polarisationsebenen der AUT
und der Testantenne ermöglichen.
Jede Bewegung wird mit
höchster Genauigkeit ausgeführt
und ist verlässlich reproduzierbar,
wodurch mmWave
Messungen von Amplitude
und Phase mit außergewöhnlich
geringer Messunsicherheit
durchführbar sind.
Das Modell BL5G-BBD1 ist
entwickelt worden, um präzise
Manipulation von Geräten
verschiedener Größe zu
ermöglichen, beispielsweise
von Antennen, mobile Kommunikationsgeräte
und andere
Produkte, die in einer OTA-
Umgebung vermessen werden
müssen.
Die kostengünstigen Positionierer
sind gedacht für alle
OTA-Anwendungen, in For-
Eigenschaften:
• variable Dimensionen ab 20
x 20 cm
• unabhängiges Kontrollsystem
• Fernsteuerbar (LAN/WiFi
erforderlich)
• mechanische Struktur für alle
Aufgaben
• eigenständige autonome
Funktionalität
• robuste, langlebige Konstruktion
• Robotic Pick ‘n Place Integration
• maßgeschneiderte Kammerkonfigurationen
Exklusiv werden die Produkte
von FenztraQ jetzt
über die EMCO Elektronik in
Deutschland, Österreich und
der Schweiz vertrieben.
■ EMCO Elektronik GmbH
www.emco-elektronik.de
hf-praxis 1/2021 51

Messtechnik
5G-NR-EMF-Messungen
Mit seiner anwendungsorientierten Produktpalette ist Narda Safety Test Solutions auf lange Sicht bestens aufgestellt
für 5G NR
Es gibt gute Nachrichten für alle
Nutzer des Selective Radiation
Meter SRM-3006 von Narda
Safety Test Solutions. Mit Blick
auf die kommenden Anforderungen
von 5G NR (5th Generation
New Radio) können Mobilfunkbetreiber,
Institute, private
Messdienstleister und Behörden
ihren bewährten Handheld
von 9 kHz bis 6 GHz auch für
die codeselektive 5G-Messung
nutzen. Um 5G-Signale im Frequenzbereich
1 (FR1) codeselektiv
messen zu können, bietet
der EMF-Messtechnikspezialist
eine Software-Option für den
SRM-3006 an. Ähnlich wie
bereits die bekannten Software-
Optionen für UMTS und LTE.
Das Standardgerät der Branche
zur normgerechten, selektiven
Erfassung und Bewertung hochfrequenter
elektromagnetischer
Felder (EMF) bleibt hardwareseitig
unangetastet.
Narda STS
Narda Safety Test Solutions
GmbH
info.narda-de@L3Harris.com
www.narda-sts.com/de
Für den oberen Frequenzbereich
FR2 (>24 GHz) gibt es eine neuentwickelte
„Downconverter-
Antenne“. Die Arbeiten an der
neuen Antenne, die in der ersten
Stufe bis 30 GHz dimensioniert
sein wird (in der zweiten bis 40
GHz), werden in Kürze abgeschlossen.
Ihre Aufgabe besteht
darin, das obere 5G-Frequenzband
FR2 (Millimeterwellen)
„abwärtszumischen“ und so für
den SRM umzusetzen, dass es
auf diesem Gerät komfortabel
und frequenzrichtig angezeigt
wird. Frequenzselektiv kann der
SRM bereits heute 5G-Signale
bis 6 GHz perfekt messen. Mit
der codeselektiven Messung
und der Frequenzerweiterung
auf das FR2 ist der SRM das
Rundum-sorglos-Paket für die
perfekte Messung, wenn es um
die Sicherheit in elektromagnetischen
Feldern geht.
Deutschland und viele andere
Länder fordern für Immissionsbewertungen,
dass die maximal
mögliche Exposition bewertet
wird. Ist dieser Worst Case in
der Praxis nicht realisierbar,
gibt etwa die 26. BImschV (26.
Verordnung zur Durchführung
des Bundes-Immissionsschutzgesetzes)
in Deutschland vor,
mit geeigneten Verfahren von
der Momentan-Immission auf
den geforderten Maximalwert
zu extrapolieren, also hochzurechnen.
Für UMTS und LTE
verfügt der SRM mit der codeselektiven
Messung über genau
die international anerkannte
Technologie, die eine solche
Hochrechnung erlaubt. Damit
werden Messungen unabhängig
von der aktuellen Auslastung
der Anlage und die Messergebnisse
unmissverständlich, da sie
die höchstmögliche Exposition
beschreiben. Zudem können die
Messungen häufig ohne Informationen
der Betreiber ausgeführt
werden, was der Unabhängigkeit
der Ergebnisse förderlich ist.
Der SRM beherrscht sowohl die
frequenz- als auch die codeselektive
Messung und konzentriert
sich grundsätzlich exklusiv auf
das, was für EMF-Messungen
rund um Sicherheit und Personenschutz
erforderlich ist. Er
bietet – und das ist ein entscheidendes
Alleinstellungsmerkmal
– die Features, die es in der Praxis
braucht. Mit dem SRM kann
der Techniker mit der Messung
beginnen, ohne viel eingeben
zu müssen. Er erstellt automatisch
eine Liste sauber und exakt
mit den Daten, die der Messtechniker
für seine Auswertung
braucht. Nicht mehr, aber auch
nicht weniger.
Auch in seinen übrigen Sparten
ist der HF-Messtechnikspezialist
aus Pfullingen future-proof,
bestens aufgestellt für 5G. Nach
wie vor ist Narda das Unternehmen,
das mit seinen Messtechnik-Lösungen
die höchsten Frequenzen
sicher abdeckt. Nardas
neuer RadMan 2 bietet zuverlässigen
Personenschutz bis hoch zu
60 GHz. Der Persönliche Strahlungsmonitor
Nardalert ist sogar
bis 100 GHz ausgelegt. Auch die
Langzeitmonitore, also Area-
Monitore sowohl breitbandig
als auch selektiv, sind auf lange
Sicht fit für 5G. Und in punkto
Breitband-Messtechnik misst der
NBM-550 beispielsweise richtungsunabhängig
EMF von statischen
Feldern bis zum Mikrowellenbereich
(90 GHz). Damit
sind selbst jene Frequenzen
abgedeckt, die sich im Zusammenhang
mit 5G noch in der
Entwicklungsphase befinden. ◄
Mobilfunkbetreiber, Institute,
private Messdienstleister und
Behörden können ihren bewährten
SRM-3006 von 9 kHz bis 6 GHz mit
Blick auf die neuen Anforderungen
von 5G NR auch für die codeselektive
5G-Messung nutzen
52 hf-praxis 1/2021

Messtechnik
Kompakte elektronische DC-Lasten für
den Labortisch
Ihr Partner für
EMV und HF
Messtechnik-Systeme-Komponenten
Keysight Technologies kündigte die elektronischen
DC-Lasten der EL30000-Serie an.
Diese kombinieren einen kompakten Labortisch-Formfaktor
mit einem integrierten
Datenlogger, der Erkenntnisse für sofortige
Entscheidungen in Echtzeit liefert und den
Bedarf an zusätzlichen Messgeräten durch
ein präzises System zur Messung von Spannung
und Strom und zur Berechnung der
Leistung minimiert.
Eine elektronische Last
ist ein Messgerät, das dazu dient, Stromquellen
zu testen, indem es verschiedene
Widerstände darstellt und die Reaktion
misst. Gerätehersteller und Entwickler verwenden
elektronische Lasten zum Testen
von Leistungsgeräten wie Stromversorgungen,
Batterien, Batteriemodulen, Solarpanels,
Brennstoffzellen, LED-Treibern und
Leistungswandlern.
Die elektronischen Lasten für den Labortisch
von Keysight ermöglichen es den
Anwendern, eine breite Auswahl an Stromquellen
zu testen und sowohl statische als
auch dynamische Tests durchzuführen, um
sicherzustellen, dass die Geräte gleichbleibende
Leistung abgeben können sowie einen
plötzlichen Anstieg oder Rückgang der
Belastung bewältigen. Mehrere Bereiche
ermöglichen genaue Messungen für kleine
und große Geräte von 0 V bis 150 V. Durch
die Verwendung des eingebauten Messsystems
entfallen ein externes Digitalmultimeter,
Shunts und die zugehörige Verkabelung.
Die neuen elektronischen Lasten der
EL30000-Serie von Keysight ermöglichen
es Geräteherstellern und Entwicklern:
• Spannung und Strom mit einem vollintegrierten
Volt- und Amperemeter genau
zu messen, das Spannung und Strom des
Prüflings gleichzeitig erfasst
• Messungen über die Zeit mit dem eingebauten
Datenlogger, der kontinuierlich
Spannung, Strom und Leistung in einer
Datei aufzeichnet
• schnelle Transienten zu erstellen, zu
erfassen und anzuzeigen mit einem dynamischen
Lastprofil und einem integrierten
Scope-Modus, der die Spannung und den
Strom digitalisiert und die Ergebnisse
anzeigt, wodurch die Komplexität des
Messaufbaus reduziert wird
• Tests mit Standardbetriebsarten zu vereinfachen:
konstante Spannung (CV),
konstanter Strom (CC), konstanter Widerstand
(CR) und konstante Leistung (CP)
• mithilfe von USB, LAN (LXI Core)
und der optionalen GPIB-Schnittstelle
(General Purpose Interface Bus) einfach
zu messen, zu erfassen und Ergebnisse
anzuzeigen
Die EL30000-Serie
von Keysight umfasst eine 3-Jahres-Garantie
und integrierten KeysightCare Technical
Support. Kunden erhalten:
• technisches Feedback innerhalb von zwei
Werktagen
• rund um die Uhr Zugang zum Online
Knowledge Center mit dem F&E-Fachwissen
aus Jahrzehnten in Tausenden von
technischen Artikeln und Programmierbeispielen
• Nachverfolgung von Support-Fällen zur
schnelleren Bearbeitung auf dem Self-
Service-Webportal
■ Keysight Technologies
www.keysight.com
EMV-
MESSTECHNIK
Absorberräume, GTEM-Zellen
Stromzangen, Feldsonden
Störsimulatoren & ESD
Leistungsverstärker
Messempfänger
Laborsoftware
POSITIONING - TIMING -
NAVIGATION
GPS/GNSS Simulatoren
Störsignal-Simulatoren
Enterprise NTP Server
HF- & MIKROWELLEN-
MESSTECHNIK
Puls- & Signalgeneratoren
Feldmessung
Netzwerkanalysatoren
Spektrumanalysatoren
Leistungsmessköpfe
HF-Schaltfelder
Taktgeber Oszillatoren
PTB Masterclocks
HF- & MIKROWELLEN-
KOMPONENTEN
Hohlleiterkomponenten bis 325 GHz
HF-Komponenten bis 100 GHz
RF-over-Fiber
Kalibrierkits
Subsystem
Verstärker
Schalter
Tel. 089-895 565 0 * Fax 089-895 565 10
hf-praxis 1/2021 53
Email: info@emco-elektronik.de53
Internet: www.emco-elektronik.de

Messtechnik
FFT verstehen und anwenden
Die Fast Fourier-Transformation (FFT)
oder kontinuierlich sein. Diskontinuierliche
Signale unterscheiden
sich von kontinuierlichen
dadurch, dass sie gewissermaßen
bis zu unendlich hohen Frequenzen
Spektralanteile aufweisen
und daher nicht völlig genau
durch eine endliche Fourier-
Reihe dargestellt werden können.
Diese Einschränkung ist
als Gibbs-Phänomen bekannt.
Die schnelle Fourier
Transformation (FFT)
lässt sich nicht mal auf
die Schnelle erklären.
In diesem Beitrag
kann der Praktiker
dennoch viel darüber
erfahren, ohne viel Zeit
investieren zu müssen.
Neben der Darstellung im Zeitbereich
mit einem Oszilloskop
kann ein Signal im Frequenzbereich
dargestellt werden. Ist es
nicht sinusförmig, erscheinen
hier mehrere frequenzmäßig
harmonisch zueinander liegende
vertikale Striche, die jeweils eine
Sinuswelle mit ihrer Amplitude
darstellen und die als Fourier-
Reihe bekannt ist. Die phasenrichtige
Addition dieser spektralen
Anteile würde das gesamte
Signal ergeben. Bei einer Rechteckform
erscheinen theoretisch
nur ungerade Harmonische. Die
Amplitude der 3. Harmonischen
beträgt ein Drittel der Amplitude
der Grundfrequenz, die 5.
Harmonische hat ein Fünftel der
Amplitude der Grundwelle und
so weiter:
geht. Je weiter man also zu hohen
Frequenzen hin messen kann,
umso genauer ist das Ergebnis.
Man spricht hier von Frequenzbereichsanalyse.
Das Gibbs-Phänomen
Ein beliebiges kontinuierliches
Signal kann diskontinuierlich
(Beispiel: ideale Rechteckwelle)
Das Gibbs-Phänomen kann als
Klingeleffekt in der obigen Wellenform
angesehen werden: Die
Strecken, die eigentlich waagerecht
verlaufen müssten, sind
wellig. Werden mehr Harmonische
erfasst, erhöht sich die
Frequenz des Klingelns und das
Überschwingen konvergiert zu
einem vorhersagbaren Wert von
knapp 9% der Amplitude.
Quelle:
Fast Fourier Transforms
explained, Application Report
AR501-1, 2020,
Pico Technology
frei übersetzt von FS
In Bild 1 sehen wir das Ergebnis
der Addition durch Summieren
der ungeraden harmonischen
Werte bis zur 11. Harmonischen.
Das Ergebnis ist nicht perfekt,
weil die Reihe ins Unendliche
Bild 1: Approximation einer Rechteckwelle auf Basis der Harmonischen bis zur
11. Harmonischen
54 hf-praxis 1/2021

Messtechnik
Bild 2: Spektrale Anzeige einer 10-kHz-Rechteckwelle
Bild 3: Die PicoScope-Fensterfunktionen, Hauptkeule und Nebenkeulen
Die schnelle Fourier-
Transformation
Um das Signal im Frequenzbereich
zu analysieren, benötigen
wir eine Methode zur Umsetzung
des ursprünglichen Zeitdomänensignals
in eine Fourier-Reihe
von Sinuskurven mit
unterschiedlichen Amplituden.
Um diese Methode zu implementieren,
müssen wir eine diskrete
Fourier-Transformation
(DFT) verwenden, die Abtastwerte
eines Zeitbereichssignals
in seine Frequenzkomponenten
als diskrete Werte dekonstruiert.
Eine optimierte und rechnerisch
effizientere Version der DFT
wird als Fast Fourier Transform
(FFT) bezeichnet.
Bild 2 zeigt die Spektraldarstellung
für eine 10-kHz-Rechteckwelle,
die unter Verwendung
einer FFT dekonstruiert wurde,
bis zur 9. Harmonischen mit
90 kHz.
FFT-Spektrum-Bins
Die Spektralanteile nennt man
auch Bins (einfache Behälter).
Eine DFT oder FFT kann ausgedrückt
werden mit folgender
Formel:
X(k) … komplexes diskretes
Frequenzspektrum
x(n * T s ) … Probe zum Zeitpunkt
n * T s
k … Index jedes diskreten Spektrum-Bins,
k = 0, 1, 2, 3 usw.
n … Index jeder Zeitbereichsprobe,
n = 0, 1, 2, 3 usw.
T s … Abtastzeitraum oder -intervall
N … Anzahl der Proben (Fenstergröße)
Jedes Spektrum kann als
f (k) = k * 1/(N * T s ) dargestellt
werden. Dies bedeutet,
dass die Messperiode, auch als
Zeitgatter (N * T s ) bekannt, die
Frequenzauflösungs-Bandbreite
oder Bin-Breite des transformierten
Signals bestimmt. Eine
feine Frequenzauflösung wird
durch Auswahl einer längeren
Messperiode erreicht, entweder
durch Erhöhen der Anzahl von
Proben oder Erhöhen der Probenperiode.
Wie wir jedoch gleich sehen
werden, wird der Stichprobenzeitraum
aus der Abtastrate abgeleitet,
die indirekt aus der Frequenzspanne
abgeleitet wird. Es
könnte etwas schwer zu begreifen
sein, dass bei der Frequenzbereichsanalyse
ein Absenken
die Abtastrate zwecks Erhöhung
der Abtastperiode die Auflösung
verbessert, wohingegen natürlich
Bild 4: Rechteckige Fensterfunktion, Hauptkeule und Nebenkeulen
hf-praxis 1/2021 55

Messtechnik
Bild 5: Dreieckige-Fensterfunktion, Hauptkeule und Nebenkeulen
Bild 6: Hamming-Fensterfunktion, Hauptkeule und Nebenkeulen
im Zeitbereich eine Erhöhung
der Abtastrate bzw. ein Verringern
der Abtastperiode die Auflösung
verbessert.
Die Anzahl der Spektrum-Bins
(FFT-Größe) sollte nicht mehr
als die Hälfte der Anzahl der Proben
des ursprünglichen Zeitbereichssignals
betragen(N/2) und
in PicoScope-Geräten wird diese
Einstellung automatisiert. Etwa
bei einer Anzahl von Spektrums-
Bins von 131.071 wird die Anzahl
der erfassten Abtastwerte automatisch
auf 262.140 festgelegt.
Die Frequenzspanne (oder die
maximale beobachtbare Frequenz)
ist die Nyquist-Frequenz,
die die Hälfte der Abtastrate
beträgt. Etwa die 9. Harmonische
eines 10-kHz-Rechtecksignals
zu erfassen, würde eine
Frequenzspanne von 90 kHz
bei einer minimalen Abtastrate
von 180 kS/s bedeuten. Bei
einer Spanne von 100 kHz
wird in PicoScope-Geräten die
Abtastrate auf 200 kS/s eingestellt,
woraus ein Abtastzeitraum
von 5 µs folgt. Die beste Frequenzauflösung
wird erreicht,
indem man die Frequenzspanne
auf das unbedingt erforderliche
Minimum einstellt, wodurch die
Zeit für eine Probennahme und
die Anzahl der Bins so groß wie
möglich bei akzeptabler Akquisitionsleistung
werden.
In diesem Fall haben wir eine
Frequenzspanne von 100 kHz,
die über 131.072 Spektrum-
Bins verteilt ist. Die minimale
Frequenzauflösung (Bin-Breite)
beträgt 100.000 Hz/131.072 =
0,7629 Hz und das Periodenoder
Zeitfenster (N * T s ) für die
Messung beträgt 262.140 * 5 µs
= 1,311 s.
Auflösungsbandbreite
und Geräterauschen
Das Reduzieren der Auflösungsbandbreite
eines Wobbelspektrumanalysators
verbessert auch
die Rauschleistung. In gleicher
Weise wird die FFT-Messperiode
(Time Gate) und damit
die Frequenz erhöht. Die verminderte
Auflösung reduziert
auch das FFT-Grundrauschen,
was wiederum den Dynamikbereich
des Messgeräts verbessert.
Das Quantisierungsrauschen
des Analog/Digital-Wandlers
bestimmt das ultimative
Grundrauschen der Messung.
Spektrale Leckage
Für eine genaue Darstellung
der zu berechnenden Frequenzkomponenten
sollte das Signal
idealerweise periodisch und bei
Verwendung eines rechteckigen
Messfensters abgetastet werden.
Die Messperiode (N * T s ) sollte
ein ganzzahliges Vielfaches der
Signalperiode sein. Dies liegt
daran, dass N * T s kein ganzzahliges
Vielfaches der Signalperiode
ist, Beginn und Ende
der Messperiode liegen nicht bei
den Nulldurchgangspunkten des
Zeitbereichssignals, was zu Diskontinuitäten
in der FFT führt.
Das Ergebnis sind Amplitudenfehler
und Frequenzkomponenten,
die im ursprünglichen Signal
nicht vorhanden sind.
Dieses „Verschmieren“ des Frequenzspektrums
wird als spektrale
Leckage bezeichnet. Mit
einer längeren Messzeit reduziert
man den Effekt der Diskontinuitäten
und damit der künstlichen
Frequenzkomponenten, beseitigt
aber nicht die Amplitudenfehler.
Um die Diskontinuitäten selbst
zu reduzieren, ist es notwendig,
56 hf-praxis 1/2021

U H F T O K A - B A N D
Defense Radar
For High-Sensitivity Surveillance & Acquisition
• In-stock and custom solutions (ITAR)
• Wideband, high power, low noise, high dynamic range
• 50+ years design and manufacturing experience
• Supply chain security—no EOL target
Long-Range
Surveillance
Battlefield
Management
Fire Control
DISTRIBUTORS

Messtechnik
Bild 7: Gauss-Fensterfunktion, Hauptkeule und Nebenkeulen
Bild 8: Hann-Fensterfunktion, Hauptkeule und Nebenkeulen
beim Messfenster schrittweise
und allmählich eine nicht-rechteckige
Fensterfunktion ein- und
auszublenden.
Mehr zu
Fensterfunktionen
Die Fensterfunktion wird mit den
abgetasteten Zeitbereichsdaten
multipliziert, um eine Wellenform
im Fenster zu erhalten. Beachten
Sie, dass die Verwendung
eines rechteckigen Fensters die
Originaldaten nicht ändert und
den gleichen Effekt hat wie die
Nutzung keiner Fensterfunktion.
Viele Fensterfunktionen verwenden
eine charakteristische
glockenförmige Kurve, die das
Signal gleichmäßig in der Amplitude
vom Anfang des Fensters
bis zum Ende ein- bzw. ausblendet.
Dies reduziert die Diskontinuitäten,
welche Leckage- und
Amplitudenfehler verursachen.
Bei der Auswahl einer geeigneten
FFT-Fensterfunktion
gibt es Kompromisse. Die FFT
beruht auf mehreren sinusförmigen
Wellenkeulen- oder- zipfeln
(Lobes) bei verschiedenen
Frequenzen, bestehend aus einer
Hauptkeule (Spitze) und mehreren
Nebenkeulen.
Spektrale Leckage wird durch
Nebenkeulen verursacht, die
nahe der Hauptkeule liegen und
diese überlagern. Um Leckagen
zu minimieren, sollte die
Nebenkeulenamplitude (in dB)
minimiert werden, aber der
Kompromiss hierbei ist der folgende:
Die Hauptkeulenbreite
(in Bins bei -3 dB Roll-off) wird
dadurch erhöht, wodurch die
Frequenzauflösung sich verringert.
Es ist aber auch möglich,
die Leckage zu reduzieren, ohne
dabei schwere Auswirkungen auf
die Bandbreite der Hauptkeule
zu haben, und zwar durch Auswahl
einer Fensterfunktion, die
die Nebenkeulen-Abrollrate (in
dB/Oktave) vergrößert.
Die Aufmachergrafik informiert
über die verfügbaren Fensterfunktionen
in PicosScope als Zeitbereichsdarstellung
bzw. tabellarisch.
Bild 3 ergänzt mit den
im Frequenzbereich angezeigte
PicoScope-Fensterfunktionen.
-rechteckiges Fenster („Einheitsfenster“),
Bild 4
Es biete die beste Frequenzauflösung
auf Kosten einer sehr
schlechten Nebenkeulenleistung.
Dies führt zu hoher Spektralwerte-Leckage
und schlechter
Amplitudengenauigkeit bei sich
wiederholenden Wellenformen,
wo Anfang und Ende des Fensters
nicht Nulldurchgangspunkten
entsprechen. Dieses
Fenster eignet sich am besten,
um Impulse oder Transienten zu
messen, bei denen die Signalamplitude
bei null beginnt und auf
null zurückfällt, wodurch Diskontinuitäten
am Anfang und
Ende des Fensters vermieden
werden. Ein weitere Anwendung,
für die das rechteckige
Fenster gut geeignet ist, ist ein
Signal, das viele eng benachbarte
Träger mit ähnlicher Leistung
enthält. Das rechteckige
Fenster ermöglicht es hier, die
eng beieinander liegenden Träger
gut aufzulösen.
- dreieckiges Fenster („Bartlett-Fenster“),
Bild 5
Dieses bietet die engste Leistungsdarstellung
der Hauptkeulenbandbreite
nach der Rechteckfunktion.
Es hat eine
58 hf-praxis 1/2021

Messtechnik
Bild 9: Blackman-Fensterfunktion, Hauptkeule und Nebenkeulen
Bild 10: Blackman-Harris-Fensterfunktion, Hauptkeule und Nebenkeulen
schlechte Nebenkeulenleistungs-
Darstellung und daher die
schlechteste spektrale Leckage
nach der Rechteckfunktion. In
den meisten Anwendungen ist
das dreieckige Fenster dadurch
weniger nützlich als das Einheitsfenster.
- Hamming Fenster, Bild 6
Die Hamming-Fensterfunktion
erreicht zu Beginn und am Ende
der Funktion nicht die Nullwerte
der Amplitude. Infolgedessen
gibt es verbleibende Diskontinuitäten,
die zwar einer guten Darstellung
der ersten Nebenkeule
nichts anhaben können, aber insgesamt
schlechter Leistung für
die äußeren Nebenkeulen führen.
Die Hamming-Funktion bietet
eine gute Frequenzauflösung.
Die Amplitudengenauigkeit ist
ausreichend. Das Hamming-
Fenster ist nützlich in Anwendungen
mit engen Abständen
der Träger, während es weniger
anfällig für Amplitudenungenauigkeiten
ist als rechteckige oder
dreieckige Fenster.
- Gaußsches Fenster, Bild 7
Das Gaußsche Fenster weist
eine ausreichende Leistung bei
der Hauptkeule auf. Obwohl
die -3-dB-Bandbreite gut ist,
fällt der untere Rand breiter
aus als bei den zuvor besprochenen
Fenstern. Dieses Fenster
hat eine gute Leistung bei
mindestens der ersten Nebenkeule
und die äußeren Nebenkeulen
rollen mit der gleichen
Geschwindigkeit ab wie das
Hamming-Fenster und bieten
sehr geringe spektrale Leckage.
Das herausragende Merkmal
dieses Fensters ist, dass es die
beste Zeitbandbreite bietet gegenüber
den hier beschriebenen
Fensterfunktionen. Das führt zu
sehr guter Frequenz- und Zeitgenauigkeitsleistung.
Das Gaußsche
Fenster bietet auch eine
gute Amplitudengenauigkeit,
wodurch es sich gut für Kalibrierungsanwendungen
eignet.
- Hann-Fenster, Bild 8
Das Hann-Fenster (manchmal
fälschlicherweise als Hanning-
Fenster bezeichnet) ist eine gute
allgemeine Fensterfunktion für
viele Anwendungen. Es hat eine
gute Nebenkeulenabrollung
und daher sehr wenig spektrale
Leckage. Das Hann-Fenster
behält auch eine gute Hauptkeulen-Bandbreite
bei und bietet
eine angemessene Amplitudengenauigkeit.
Dies ist die empfohlene
FFT-Fensterfunktion,
wenn die spektrale Zusammensetzung
des Signals nicht gut
verstanden wird. Infolgedessen
kann das Hann-Fenster in
den meisten Anwendungen mit
zufriedenstellenden Ergebnissen
verwendet werden.
- Blackman-Fenster, Bild 9
Das Blackman-Fenster wurde
so konzipiert, dass es eine minimale
spektrale Leckage aufweist,
die es auf Kosten der Leistung
der Hauptkeulen-Bandbreite
erreicht. Das Blackman-Fenster
bietet eine gute Amplitudengenauigkeit.
Die Kombination
von extrem geringer spektraler
Leckage mit einer entsprechenden
Abwesenheit künstlicher
Frequenzartefakte sowie
eine gute Amplitudengenauigkeit
machen den Blackman
gut geeignet für Audioanalyse-
Anwendungen.
hf-praxis 1/2021 59

Messtechnik
Bild 11: Flat-Top-Fensterfunktion, Hauptkeule und Nebenkeulen
- Blackman-Harris-Fenster,
Bild 10
Auch dieses Fenster wurde so
konzipiert, dass es nur minimale
spektrale Leckagen zulässt,
jedoch auf Kosten einer noch größeren
Hauptkeulen-Bandbreite
als beim Blackman-Fenster. Die
Nebenkeulenleistung ist mit -92
dB mit einem leichten Abrollen
der äußeren Nebenkeulen hervorragend.
Das Ziel ist hier eine
universelle Fensterfunktion mit
einem viel besseren Dynamikbereich
als beim Hann-Fenster
und bei anderen Fensterfunktionen.
Die Kombination aus
hohem Dynamikbereich, niedrigen
Pegeln von künstlichen Frequenzartefakten
und guter Amplitudengenauigkeit
machen das
Blackman-Harris-Fenster sehr
nützlich in vielen Allzweckanwendungen.
Die Einschränkung
ist der breite Hauptkeulen-Bandbreite,
was es für Anwendungen
mit engbenachbarten Trägern
ungeeignet macht.
- Flat-Top-Fenster, Bild 11
In gewisser Weise weist das Fenster
mit flachem Oberteil einige
unerwünschte Eigenschaften auf.
Die Hauptkeulen-Bandbreite ist
sehr groß und hat den höchsten
Verarbeitungsverlust aller Fenster,
die hier vorgestellt werden.
Dies führt zu einem schlechten
Signal/Rausch-Verhältnis
und macht das Fenster nicht
so nützlich für das Analysieren
von Signalen in der Nähe
des Grundrauschens. Das Flat-
Top-Fenster endet unterhalb der
Nullamplitudenlinie, was die
sehr breiten Hauptkeulen verursacht.
Die Amplitude der Hauptkeule
ist jedoch die genauste
aller vorgestellten Fenster, was
auch zu sehr geringer Welligkeit
des Durchlassbands führt. Die
hohe Amplitudengenauigkeit
macht das Flat-Top-Fenster ideal
für Kalibrierungsanwendungen.
Zusammenfassung
Bei der Analyse eines Signals
mit der FFT wird die beste Frequenzauflösung
durch Einstellen
der Frequenzspanne auf das
mögliche Minimum erreicht,
wodurch sich die Abtastperiode
entsprechend verlängert.
Die Anzahl der Spektrum- oder
Frequenz-Bins sollte so groß wie
möglich sein, während dabei die
Akquisitionsleistung akzeptabel
bleiben muss.
Bei der Auswahl der zu verwendenden
FFT-Fensterfunktion ist
es wichtig, die weiteren Harmonischen
als Inhalt des Zeitbereichssignals
zu berücksichtigen
und zu wissen, welche Eigenschaften
des Signals primär von
Bedeutung sind.
Wenn das Signal engbenachbarte
Träger enthält, wählen Sie
ein Fenster mit einer schmalen
Hauptkeulen-Bandbreite wie
rechteckig, dreieckig oder Hamming.
Wenn jedoch das interessierende
Signal in Gefahr ist,
quasi von Störern in der Nähe
überwältigt zu werden, wählen
Sie ein Fenster mit einem
niedrigen Niveau für die ersten
Seitenkeule wie Blackman
oder Blackman-Harris. Wenn
die Gesamtmessgenauigkeit
am größten sein soll, sollten
Sie wissen, dass ein Gaußsches
Fenster eine gute Wahl ist. Wenn
der Dynamikbereich wichtig
ist, so ist das Blackman-Harris-
Fenster die beste Wahl. Für die
beste Amplitudengenauigkeit ist
das Flat-Top-Fenster zu wählen.
Wenn der Signalinhalt unbekannt
ist, wird die Balance des Hann-
Fensters genutzt. ◄
FFT – was ist das?
Was der analoge Spektrumanalysator macht, kann man auch
weitgehend mit Software erledigen. Der rechentechnische
Durchbruch gelang Cooley und Tukey in den sechziger Jahren
mithilfe der computer-gestützten Fourier-Analyse. Man
spricht heute von Fourier-Transformation, denn nun ist es
auf dieser Basis möglich, Signale nicht nur zu analysieren,
sondern auch gezielt zu beeinflussen, beispielsweise auf fast
perfekte Art zu filtern.
Das Standardverfahren zur Erzeugung des Frequenzspektrums
mithilfe der digitalen Signalverarbeitung ist die diskrete
Fourier-Transformation (DFT). Hierbei ist der Aufwand an
Rechenschritten hoch, er wächst quadratisch mit der Anzahl
der Messpunkte n (Auflösung). Deshalb entwickelte man einen
schnelleren Algorithmus, den der sogenannten schnellen Fourier-Transformation
(fast Fourier transformation, FFT). Der
FFT-Algorithmus beruht auf einer geschickten Zusammenfassung
von Summanden, um bestimmte Symmetrieeigenschaften
auszunutzen. Dadurch konnte der Aufwand auf n x
log n gesenkt werden.
Anhand einer 8-bit-Auslösung (256) sei der Unterschied dargestellt:
Methode Rechnung Ergebnis
DFT 256 x 256 65.536
FFT 256 x 2,41 617
Der Aufwand ist auf weniger als ein Prozent gesunken! Damit
war der Weg frei für die Anwendung der Fourier-Transforamtion
auf kleinen Prozessrechnern und Personal-Computern.
Und wir finden die Funktion Spectrum Analyzer bzw. FFT
auch als hochinteressante Dreingabe bei USB Scopes.
(FS)
60 hf-praxis 1/2021

Funkchips und -module
4G-LTE-mit bis zu 150 MBit/s Uplink weltweit
Das 4G-LTE-Advanced-Modul
EM7421/7411 von Sierra Wireless,
vorgestellt von HY-Line
Communication Products, liefert
eine Downlink- und Uplink-
Geschwindigkeit von bis zu 300
bzw. 150 MBit/s. Es ist Teil der
EM-Serie, die globale 4- und
5G-Konnektivität bereitstellt.
Mit automatischen
3G-Fallback-
Netzwerken
und einem eingebauten GNSS-
Empfänger für Galileo-, Glonass.
und GPS-Location ist das
EM7411/7421 für eine Vielzahl
von M2M- und IoT-Anwendungen
einsetzbar, beispielsweise
für industrielle Router,
Home-Gateways, Laptops in der
Industrie und im Konsumgüterbereich,
robuste Tablet-PCs
und Videoüberwachung. Dabei
erlauben die Module auch die
Nutzung privater LTE-Bänder
und sind nicht auf öffentlich
zugängliche Netze angewiesen.
EM7421 deckt die Frequenzbänder
für EMEA und Asien ab,
EM7411 die für Nordamerika.
Kennzeichen:
• CBRS-zertifiziert durch die
FCC für private Netzwerke
• GNSS-Empfang in L1- und
L5-Band für erhöhte Genauigkeit
• SIM on board: embedded
SIM, eUICC verfügbar
• Industrial Grade: getestet in
rauen Umgebungen und für
extreme Temperaturen
■ HY-Line Communication
Products
www.hy-line.de
Smartes M.2-Modul mit
Band-43-Unterstützung
Das LTE-A Cat.16-Modul
EM160R-GL von Quectel ist
ein Device für den weltweiten
Einsatz, das nahezu alle gängigen
Carriers abdeckt. Dabei
erreicht es Datenraten von 1
Gbps im Downlink sowie 150
Mbps im Uplink und ist im M.2-
Formfaktor designt. Außerdem
unterstützt das EM160R-GL
die Qualcomm-IZat-location-
Technologie Gen8C Lite (GPS,
Glonass, BeiDou und Galileo).
Mithilfe des bereits integriertem
GNSS wird die Applikationsentwicklung
signifikant vereinfacht,
wodurch die Anwendung
wesentlich schnellere, zuverlässigere
und genauere Positioning-
Ergebnisse erzielen wird. Das
EM160R-GL von Quectel eignet
sich für vielfältige Anwendungsbereiche.
Dazu zählen
unter anderem der Einsatz in
Routern, Home Gateways oder
in Laptops für Industrie- und
Consumer-Märkte. Außerdem
ist es perfekt für Designs in
der Videoüberwachung und in
digitalen Leitsystemen geeignet.
Durch die Band 43-Unterstützung
ist das Quectel-Modul
darüber hinaus das Device
für den Auf- und Ausbau von
Campus-Netzwerken mit LTE-
A-Basis.
Nanosekundengenaue
Synchronisation für
Smart Grid
Die NTS7500-Serie für präzise
Zeitsynchronisation von Atop ist
die nahezu perfekte Power Substation,
um ein komplexes und
weitreichendes Smart Grid aufzubauen.
Dafür benötigen Nutzer
eine extrem genaue Echtzeitkommunikation
zwischen geographisch
teils weit entfernten
Netzwerkelementen. Zudem
wird dabei auch die Synchronisation
der einzelnen Komponenten
untereinander sichergestellt. Das
aufeinander abgestimmte Timing
sorgt in der Folge dafür, dass
die Wechselstromphasen exakt
zwischen verschiedenen Stromerzeugungsquellen
synchronisiert
werden. Außerdem hilft
die äußerst präzise Netzwerkdiagnostik
der NTS7500-Serie
sowohl Betreibern also auch
Grid-Managern dabei, Fehler in
der Energieübertragung und im
Verteilernetz zu identifizieren.
Der NTS7500 1U 19’’ Rackmount
Modular NTP Server
samt optionaler Grandmaster
Clock ist ein leistungsstarkes,
robustes Device, dessen Präzision
und Zuverlässigkeit überzeugen.
Dabei eignet es sich für
die allermeisten Umgebungen
und erfüllt auch die härtesten
EMC-Bedingungen und industriellen
Voraussetzungen für
Networking-Timing-Applikationen
auf Industrie-Niveau.
Außerdem verfügt das NTS7500
über ein hochpräzises Multisystem-GNSS-Modul,
das GPS,
Glonass, BeiDou und Galileo
unterstützt. Wird der NTS7500
von einer GNSS-Zeit-Quelle
getrennt, stellt der integrierte
TCXO-Oszillator sicher, dass
der time drift (1PPS output) 30
ppb nicht überschreitet.
Sehr kompaktes
WiFi-BLE-Modul für IoT
und M2M
Für flexible und anspruchsvolle
WiFi- und BLE-Applikationen
im Internet of Things oder in der
Machine-to-Machine-Communication
bietet AcSiP interessante
Lösungen an. Mit dem hochintegrierten
SIP-Modul AI7697H
schaffen Anwender innovative
Lösungen auf kleinstem Raum
und sorgen dank Bluetooth-
Low-Energy dafür, dass ihre
Anwendung äußerst stromsparend
arbeitet.
State-of-the-Art-Kombimodul
für LoRa- und
BLE-Applikationen
Mit dem ultrakompakten und in
vieler Hinsicht ausgezeichneten
Kombi-Funkmodul ISP4520
des französischen Partners von
tekmodul Insight SiP perfektionieren
Anwender ihre IoT-Applikation.
Dank neuster LoRa-
Technologie transportieren sie
geringe Datenmengen bis zu 15
km weit und können mithilfe der
ebenfalls verbauten BLE-Technologie
auch intensiven Datenaustausch
aus nächster Nähe
bewerkstelligen. Gleichzeitig
ist das LoRa-BLE-Kombimodul
ISP4520 äußerst energiesparsam
und hat die notwendigen Antennen
gleich mit verbaut.
■ tekmodul GmbH
www.tekmodul.de
hf-praxis 1/2021 61

Funkchips und -module
Temperaturkompensiertes Hochleistungs-RTC-Modul
mit I 2 C-Interface
Micro Crystal stellte das neue
Echtzeituhrmodul RV-3032-C7
(RTC) vor, das die weltweit
beste Zeitgenauigkeit über den
industriellen Temperaturbereich
bei extrem geringem Stromverbrauch
bietet. Dieses ultrakompakte
Hochleistungs-RTC-
Modul mit kundenspezifischem
IC und integriertem Quarzkristallresonator
setzt neue Massstäbe
in Sachen Miniaturisierung
(die Hälfte des Platzbedarfs
eines µSOP-8 Gehäuses, keine
zusätzlichen externen Komponenten
erforderlich), grösster
Genauigkeit (±0,26 s/Tag bei -40
bis +85 °C Betriebstemperatur),
extrem tiefem Stromverbrauch
(160 nA im Zeiterhaltungsmodus)
und einzigartigen Energiemanagement-Funktionen.
Das RV-3032-C7 bietet sich
für Applikationen an, bei denen
Zeitmessfunktionen jederzeit
verfügbar sein müssen und zwar
mit der größten Genauigkeit über
lange Zeit, großem Temperaturbereich
und bei langer Akkulaufzeit.
Das Modul wurde mit dem
Hintergrund von Smart-Metering
und anderen, ähnlichen Industrie-
oder Verbraucheranwendungen
wie Wearables und IoT
entwickelt.
Dank dem extrem tiefen Stromverbrauch
und den Energiemanagement-Funktionen
sowie
dem großen Versorgungsspannungsbereich
(1,2 bis 5,5 V),
der automatischen Backup-
Umschaltung, der vielseitigen
Spannungs-Ladungspumpe und
der programmierbaren Ladefunktion
kann das Modul mit
einem kleinen Kondensator,
einem Akku oder einer kostengünstigen
Knopfzelle betrieben
werden. Dies alles bewirkt eine
Reduktion der Gesamtabmessungen
und der Herstellungskosten
des Endprodukts, während
die Lebensdauer der Batterie
optimiert wird.
„Das neue Echtzeituhrmodul
RV-3032-C7, welches unseren
modernsten quarzbasierten
DTCXO enthält, ist das innovativste,
richtungsweisendste
Modul innerhalb der Produktlinie
von Micro Crystal. Das
RV-3032-C7 Modul setzt weltweit
neue Standards in Bezug
auf Genauigkeit über Temperatur,
tiefem Stromverbrauch und
kleinster Bauform. Unser Entwicklungsteam
hat seine 40-jährige
Erfahrung in der Frequenzerzeugung
genutzt, um eine
beeindruckende Komponente
zu entwickeln, bei der die Kundenanforderungen
identifiziert,
gründlich analysiert und definiert
wurden, um dieses erstklassige
Modul zu entwickeln und herzustellen.
Neben allen RTC-Standardfunktionen
enthält es mehrere
Extrafunktionen, wie den
Datenschutz durch Passwort oder
die MHz-Ausgangsfrequenz,
jetzt erstmals auf dem Markt in
einer so kleinen Bauform,” sagt
Hans-Rudolf Gottier, CEO der
Micro Crystal AG. „Das RV-
3032-C7 RTC wird Ingenieuren
definitiv bei der Entwicklung der
nächsten Generation von intelligenten
Produkten helfen können
und bietet einfache Lösungen,
wenn strenge Designvorschriften
bezüglich Genauigkeit, Grösse
und Batterielebenszeit eingehalten
werden müssen. Die Verfügbarkeit
einer programmierbaren
Hochfrequenzausgabe um eine
zentrale MCU anzusteuern und
der Zugriff auf das hochauflösende
Thermometer, welches für
die genaue Temperaturkompensation
zuständig ist und welches
Temperaturschwellwert-Alarme
mit Interrupt-Signalausgabe ermöglicht,
werden zahlreiche
einzigartige und neue Anwendungen
unterstützen,” sagt
Roland Häni, Leiter Anwendungstechnik
bei Micro Crystal
AG. Das Modul ist ein hermetisch
versiegeltes, kompaktes,
reflow-lötbares DFN-Keramikgehäuse
mit den Abmessungen
3,2 x 1,5 x 0,8 mm, RoHS/
bleifrei und AEC-Q200 qualifiziert,
was ein neues Design-in
erleichtert. Muster sind ab sofort
erhältlich. Massenproduktionsmengen
werden im ersten Quartal
2021 verfügbar sein.
■ Micro Crystal AG
www.microcrystal.com
Lowpower-L1-Band-GNSS-Empfänger
Der SIM68ML von SimCom
ist ein Lowpower-L1-Band-
GNSS-Empfänger, der GPS/
BeiDou/QZSS-Konstellationen
unterstützt und über einen integrierten
rauscharmen Verstärker
verfügt (1575,42 MHz).
Dieses GNSS-Modul hat eine
Nachführempfindlichkeit von
-165 dBm und eine Wiedererfassungsempfindlichkeit
von
-160 dBm. Es hat einen Kaltstart-TTFF
von 28 s und einen
Warmstart-TTFF von 26 s. Der
Empfänger verfügt über 33 Tracking-/99-Erfassungskanäle
und
eine Aktualisierungsrate von
bis zu 10 Hz. Es erfordert eine
Gleichstromversorgung von
2,8 bis 4,3 V und kann über
UART-, Digital-I/O- und PPS-
Schnittstellen gesteuert werden.
Das SIM68ML unterstützt
selbstgenerierte EASY-Umlaufbahnvorhersagen
(Embedded
Assist System), EPO-Umlaufbahnvorhersagen,
SBAS-Entfernungsmessung
(WAAS,
EGNOS, GAGAN, MSAS) und
Anti-Jamming-Funktionen. Es
ist mit einem LCC-Gehäuse mit
den Maßen 10,1 x 9,7 x 2,5 mm
erhältlich.
■ SimCom
www.simcom.com
62 hf-praxis 1/2021

Funkchips und -module
GNSS-Modul mit mehreren Konstellationen
Das LC29D von Quectel ist ein
GNSS-Modul mit mehreren
Konstellationen, das sowohl L1-
als auch L5-Bänder für GPS-,
Galileo- und QZSS-Satelliten,
das L1-Band für Glonass- und
BeiDou-Satelliten und das
L5-Band für IRNSS-Satelliten
verwendet. Basierend auf dem
BCM47758-Chip-Satz von
Broadcom, verfügt dieses Dualband-Modul
über integrierte
LNA- und SAW-Filter, die
unerwünschte Störfrequenzen
herausfiltern und die Signalstärke
schwacher Funksignale
erhöhen, um die Empfindlichkeit
des Systems zu verbessern.
Es unterstützt sowohl RTK- als
auch Dead-Reckoning-Algorithmen,
um eine Genauigkeit
von weniger als einem Meter zu
erreichen, und zeigt eine hervorragende
Leistung in tiefen städtischen
Canyons.
Das Modul verfügt über einen
integrierten 6-Achsen-MEMS-
Sensor, mit dem Bewegungen
schnell gemeldet werden können.
Dies ermöglicht in Kombination
mit dem DR-Algorithmus
(Dead Reckoning) auch in
Umgebungen mit schwachen
Signalen wie Tunneln und Tiefgaragen
konsistente hochpräzise
Positionierungsfunktionen.
Das LC29D verwendet den
28-nm-Prozess und einen integrierten
Algorithmus für geringen
Stromverbrauch, der die
Batterielebensdauer erheblich
verlängert und das Modul ideal
für stromempfindliche Geräte
wie kleine eMobility-Fahrzeuge,
E-Scooter und E-Skateboards
sowie Tracker macht. Es ist in
einem ultrakompakten Gehäuse
erhältlich, das 16 × 12,2 × 2,4
mm mit SPI-, UART- und I2C-
Schnittstellen misst und den
von Quectel entwickelten SDK-
Befehl unterstützt.
■ Quectel
www.quectel.com
Mid- und Highband-
Frontend-Modul für
3G/4G/5G
Das SKY5-8085-11 von Skyworks
ist ein Mid- und Highband-Frontend-Modul
für
3G/4G/5G-Mobilgeräte, Datenkarten,
M2M- und LTE-Advan-
ced-Carrier-Aggregation-
Anwendungen. Es enthält einen
separaten 3G/4G/5G-Leistungsverstärkerblock,
einen Silicium
Controller mit RFFE-Schnittstelle,
einen RF-Band-Schalter,
einen bidirektionale Koppler
und Filter.
Dieses FEM wurde entwickelt,
um die strengen Anforderungen
von 5G NR und LTE zu erfüllen,
bei denen eine größere Bandbreite
(100 MHz) und Trägeraggregation
für höhere Datenraten
verwendet werden. Es hat eine
markeninterne Uplink-Carrier-
Aggregation. Für die Aufwärtsverbindung
unterstützen die PA-
Blöcke 5G-NR-Operationen mit
sehr großer Bandbreite bis zu
60 MHz für n1 und bis zu 100
MHz für n41. Es unterstützt
WCDMA-, HSPA+ -, FDD/
TDD-LTE-Technologien und
QPSK-, 16QAM-, 64QAM-,
TD-SCDMA-, TD-HSPA- und
256QAM-Modulationstechniken.
Dieses FEM ist optimiert, um
eine überlegene Empfangsempfindlichkeit
und Sendeeffizienz
bereitzustellen. Die kombinierte
Filterung, HF-Anpassung und
TRx-Umschaltung machen es
ideal für Downlink-CA-Bandkombinationen.
Es ist mit einem
62-Pad-LGA verfügbar.
■ Skyworks, Inc.
www.skyworks.com
Insight SiP – der Bluetooth-Spezialist
Acal BFi hat mit dem Bluetooth-Spezialisten
Insight SiP
aus Frankreich seine Produktpalette
im Bereich Wireless IoT
verstärkt. Insight SiP hat sich
darauf spezialisiert, Bluetooth-
Module auf sehr kleinen Raum
mit integrierter Antenne herzustellen.
Mit 8 x 8 mm Baugröße
sind sie geradezu ideal für
mobile Anwendungen einzusetzen.
Insight SiP hat eine
Vielzahl von Funkstandards
mit BTLE kombiniert: LoRa,
NBIoT, Thread, Zigbee, Mesh,
UWB. Das ISP4520 bietet eine
einzigartige Kombination mit
integriertem BLE und LoRa.
Die Langstreckenfähigkeit von
LoRa für die Datenübertragung
über Entfernungen bis zu 10
km wird kombiniert mit dem
flexiblen BLE für eine lokalere
Verbindung zur Durchführung
von Konfiguration, Inbetriebnahme
und Aktualisierung
über Smartphone- oder Tablet-
Anwendungen.
Das Modul enthält Chips der
führenden Halbleiterhersteller,
Nordic Semiconductor für BLE
und Semtech für LoRa. Die
Prozessorleistung wird vom
integrierten M4-Flotingpoint-
Prozessor des Nordic nRF52
bereitgestellt. Für erweiterte
Anwendungen stehen 512
KB Flash-Speicher zur Verfügung.
Der Semtech SX1261
(für EU- und AS-Versionen)
oder SX1262 (für US-Version)
bieten die LoRa-Funkfunktion.
Beide Halbleiter bieten
den besten Stromverbrauch
ihrer Klasse in Verbindung mit
einer Reihe von Energiesparfunktionen,
die einen mehrjährigen
Betrieb mit Knopfzellen
ermöglichen. Das Modul integriert
Antennen für die LoRaund
BLE-Übertragung, sodass
dieses Gerät eine vorzertifizierte
vollständige Funk- und
Anwendungskernlösung ist,
für die nur externe Sensoren
erforderlich sind, oder die Verbindung
zu einem vorhandenen
Gerät des Kunden. Das Modul
wird mit einem kombinierten
BLE- und LoRaWAN-Stack
geliefert.
■ Acal BFi Germany GmbH
www.acalbfi.de
hf-praxis 1/2021 63

Kabel und Stecker
Individuelle Kabelverbindungen
Die bewährten TruWin-HF-
Kabel und Komponenten
gehören zu den vier starken
Produktlinien von Winchester
Interconnect, die eine Vielzahl
von Verbindungslösungen unter
einem festen, sicheren und einheitlichen
Zusammenschluss
vereint. TruWin ist mit seiner
einzigartigen Befestigungsund
Montagemethode bekannt
für seine robusten und vertrauenswürdigen
HF-Kabel.
TruWin-Kabel erfüllen mit einer
großen Auswahl Ansprüche
von 40 kW@ 50 kHz bis 80 W
@ 50 GHz. TruWin-Kabelverbindungen
werden individuell
und kundenspezifisch nach
Ihren Anforderungen hergestellt.
Dabei steht eine große
Auswahl an Anschlusssteckern
und Kabelanwendungen zur
Auswahl.
Fragen Sie nach Ihren individuellen
TruWin Kabelkonfigurationen
für Ihre Anwendung
und wählen Sie leistungs- und
frequenzabhängig zwischen
verschiedenen Kabeltypen und
Konnektoren wie MEIA-1625,
MEIA-875, EIA 1-5/8, EIA 7/8,
LC, 13-30, 7-16, HN, SC, N,
ATNC, SMA, 2,92 und 2,4 mm.
Für das schnelle und sichere
Verbinden ohne zu schrauben
gibt es die Quick Connect/Disconnect
Anschlüsse TRU-SQS,
TRU-QRM und TRU-QDS.
Die EMCO Elektronik GmbH
ist der exklusiv Partner in
Deutschland, Österreich und
der Schweiz für individuelle
Lösungen und Produkte der
Firma TruWin.
■ EMCO Elektronik GmbH
www.emco-elektronik.de
1-mm-Steckverbinder & -Adapter
Spinner GmbH
www.spinner-group.com/de
Koaxiale 1-mm-Steckverbinder
gehören zur Standardausrüstung
von HF-Laboren, weltweit.
Ingenieure, die Messungen im
Bereich bis 110 GHz durchführen,
kommen an diesem Steckverbinder
nicht vorbei. Genauso
grundlegend, wie der Verbindertyp,
ist aber seine bautechnische
Schwäche: Die Gewindesteigung
ist zu steil. Sie ähnelt
dem einer Trockenbau-Schraube
aus einem Baumarktsortiment.
Mit dem kleinen, aber feinen
Unterschied: Die Trockenbau-
Schraube hält den üblichen
Vibrationen stand, während
sich in der Praxis beim 1,00
mm Steckverbinder die Überwurfmutter
fast schon vom bloßen
Hinsehen vom Gegenstück
lockert. Probleme mit der Kalibrierung
sind buchstäblich eingebaut,
ganze Testreihen müssen
wiederholt werden. Abgesehen
von den unnötigen Extrakosten
ist das ein berechtigter Anlass
für Frust im Messlabor.
Wege zu verlässlichen
Messergebnissen
Spinner bietet unterschiedliche
Möglichkeiten, das vielfach
beschriebene „Lockerungsproblem“
des koaxialen 1-mm-
64 hf-praxis 1/2021

Kabel und Stecker
Steckverbinders zu umgehen.
Bereits mit der Entwicklung
und Einführung des 1,35-mm-
Steckverbinders, dem sogenannten
E-Connector, hat Spinner
gezeigt, wie sich die mechanische
Verbindung eines koaxialen
Steckverbinders entscheidend
verbessern lässt. Mit
seinem präzisen metrischen
Gewinde sitzt er so fest wie
ein 1,85-mm-Steckverbinder.
Zusätzlich bietet er eine Kontur
für eine Push-Pull-Verbindung.
Für eher breitbandige
Messungen bis 90 GHz ist der
1,35-mm-Steckverbinder die
sichere und klar zuverlässigere
Wahl. Empfehlenswert für alldiejenigen,
die sich zum Beispiel
mit der Entwicklung automobiler
Radarsysteme beschäftigen.
viel Zeit sparen; ultraniedrige
Verluste inklusive.
EasyLaunch für den
Anschluss direkt auf
der Platine
Ganz besonders stolz ist man
bei Spinner auf den EasyLaunch
Adapter für Frequenzen bis 110
GHz. Der Kontakt erfolgt sanft
und parallel zur Leiterbahn, d.h.
die Oberfläche der Platine wird
nicht beschädigt und garantiert
das bestmögliche Messergebnis.
Spinner EasyLaunch gibt es mit
Koaxialleiteranschluss 2,92,
2,4, 1,85, 1,35 und 1 mm sowie
Hohlleiteranschluss in den Größen
WR10 (R 900), WR12 (R
740) und WR15 (R 620). Sie
arbeiten in einem Labor, dass
sich speziell mit dem Entwurf
und Bau von Antennenmesskammern
beschäftigt? Auch dafür
bietet Spinner Varianten der
1-mm-Gehäuseausführung an.
Sicherlich sind attraktive Alternativen
zu den traditionell im
Einsatz befindlichen Lösungen
darunter. ◄
Ruggedized Test Port
Adapter sichert den
1-mm-Steckverbinder
Für Labore, die auf den 1,00
mm Steckverbinder angewiesen
sind, bietet Spinner den 1 mm
Ruggedized Test Port Adapter,
um selbst die 1-mm-Koaxial-
Verbindung abzusichern. Der
Adapter stellt die mechanische
Verriegelung durch ein übergeordnetes,
größer dimensioniertes
Gewinde sicher. Unbeabsichtigt
ausgeübte Quer- oder Torsionskräfte
werden so verlässlich
mechanisch abgefangen und von
der filigranen 1-mm-Koaxialverbindung
ferngehalten. Einmal
aufgebaut und kalibriert ist damit
auf den Testaufbau Verlass.
Alternative:
Verlustarmer Hohlleiter
Wer vor allem im W-Band unterwegs
ist, also mit Frequenzen
zwischen 75 und 110 GHz arbeitet,
der sollte sich für den Einsatz
klassischer, verlustarmer
Hohlleiteradapter interessieren.
Spinner bietet hierfür ein
umfassendes Programm beginnend
bei 50 GHz (WR15/R620)
bis hinauf zu 120 GHz (WR08/
R1.2k) an. Mit diesen Adaptern
und ihren robusten “ruggedized“
Schnittstellen für den direkten
Anschluss von Millimeterwellenleitern
an die Koaxialports
von mm-Wave-VNAs lässt sich
hf-praxis 1/2021 65

Software
PathWave Software Suite um Cloud-Verarbeitung erweitert
Keysight Technologies
hat die PathWave
Software Suite des
Unternehmens um
neue und verbesserte
Funktionen erweitert.
Die neuen PathWave-Lösungen
ermöglichen es Ingenieuren, Einschränkungen
bei der Datenverarbeitung
im gesamten Arbeitsablauf
mithilfe von Cloud-Processing-Clustern
zu beseitigen,
um die Zuverlässigkeit von Designs
und Geräten zu verbessern
und gleichzeitig das Projektrisiko
zu verringern.
Hintergrund
Design- und Testingenieure
haben mit Komplexitätsgrenzen
zu kämpfen, die wochen-, wenn
nicht monatelange Datenverarbeitung
erfordern. Dies kann
den Entwicklungsprozess und
die Markteinführung erheblich
verlangsamen. Keysights
PathWave, eine offene, skalierbare
und vorausschauende Software-Plattform,
bietet schnelle
und effiziente Datenverarbeitung,
-freigabe und -analyse
in jeder Phase des Produktentwicklungs-Workflows.
Durch
die Kombination von Design-
Software, Messgerätesteuerung
und anwendungsspezifischer
Testsoftware ermöglicht sie es
Entwicklern, der zunehmenden
Komplexität von Design, Test
und Messung zu begegnen und
optimale elektronische Produkte
zu entwickeln.
„Keysight investiert weiterhin
in Softwarelösungen, und
zwar durch neue Funktionen in
unserer PathWave-Plattform“,
sagte Jay Alexander, Chief
Technology Officer bei Keysight
Technologies. „Wir sind
zuversichtlich, dass diese neuen
Fähigkeiten es unseren Kunden
ermöglichen werden, mehr
Rechenleistung in ihre eigenen
Design- und Test-Workflows
einzubringen – und damit die
Zeit für Ergebnisse, die Zeit für
Erkenntnisse und schließlich die
Zeit bis zur Markteinführung zu
verkürzen.“
Um die Fähigkeiten von
PathWave weiter zu stärken,
bringt Keysight fünf neue und
verbesserte Softwarelösungen
auf den Markt, die die Möglichkeiten
der Cloud-Verarbeitung
nutzen, um Einschränkungen
der Rechenleistung während des
gesamten Design-Prozesses zu
beheben.
PathWave Advanced
Design System (ADS)
Software 2021
Die Software PathWave ADS
2021, die jetzt mit Cloud-Simulationsservices
für Entwickler
ausgestattet ist, verkürzt
die Simulationszeit, erhöht die
Abdeckung der Simulationstests
und bietet Zugang zu skalierbaren
Hardwareressourcen in der
Cloud. Diese neue Softwarelösung
beseitigt Barrieren bei der
Entwicklung von Hochleistungs-
Hardwareprodukten, indem sie
es Entwicklern für Mobil- und
Computer-Chipsätze ermöglicht:
• rechenintensive elektromagnetische
Simulationen mit
On-Premise-Clustern oder
skalierbarer Cloud-Hardware
• große elektromagnetische
Simulationen bewältigen, die
bisher aufgrund von Ressourcenbeschränkungen
unlösbar
waren
PathWave Compliance
Test Software
Systemtestingenieure, die Konformitätsstandards
für mobile
und Computer-Chipsätze charakterisieren,
müssen schnelle
Konformitätstests durchführen,
ohne dass zusätzliche Kosten
für den Kauf von Hardware
anfallen. Die neue Architektur
der PathWave Compliance Test
Software bietet eine Aufschlüsselung
der Messungen und lässt
sich zusammen mit der Testautomatisierungs-
und Datenanalysesoftware
nahtlos in einen
Testautomatisierungs-Workflow
integrieren. Das ermöglicht Systemtestingenieuren
Folgendes:
• schnelle Konformitätsprüfungen
von Sendern durch
Trennung der physikalischen
Messung von der Datenverarbeitung
in der Cloud
• parallele statt serielle Signalerfassung
und -messung und
damit verkürzte Gesamttestzeit.
PathWave Test
Automation Software
Die Software PathWave Test
Automation ermöglicht Ingenieuren
eine schnelle, skalierbare
und einfache Ausführung mit
offener und modularer Software.
Testingenieure, die mehrere
Messgeräte verwenden müssen,
haben jedoch einen zusätzlichen
Schwierigkeitsgrad, der sich aus
der komplexen Programmierung
ergibt, die für den Anschluss dieser
Messgeräte erforderlich ist.
Die neue verbesserte Version
dieser Software ermöglicht den
Testingenieuren:
• problemlose Optimierung
mehrerer Messgeräte-Setups
mit Ressourcenarbiter und
Timing-Analyse-Tools
• nahtlose Integration in den
bestehenden Workflow des
automatisierten Testsystems,
um die Einrichtungszeit zu
minimieren und gleichzeitig
die Skalierbarkeit zu gewährleisten
PathWave
Measurement Analytics
Software
Die Software PathWave Test and
Measurement Analytics bietet
eine einfache und leistungsstarke
Nutzeroberfläche für die Datenvisualisierung
und -analyse. Sie
erfasst und speichert Testdaten
mit Echtzeitzugriff, kann Daten
aus verschiedenen Quellen in
verschiedenen Formaten importieren
und integriert die Datenanalyse
mit der offenen API in
Testprozesse.
Verbesserungen der Software
PathWave Test and Measurement
Analytics ermöglichen es
Entwicklern von Design-Validierungstests
(DVT) und Produktionsingenieuren
nun, Messdaten
in der Cloud zu visualisieren und
66 hf-praxis 1/2021

Software
zu analysieren, ohne Spreadsheets
erstellen zu müssen. Als
Ergebnis profitieren die Ingenieure
von:
• besseren Einblicken in die
Daten mit einem skalierbaren,
hochleistungsfähigen Datenspeicher,
um technische Entscheidungen
zu beschleunigen
• schnellen und genauen Testanalysen
und Fehlerbehebungen,
um sowohl DVTals
auch Produktionstests zu
beschleunigen
PathWave
Manufacturing
Analytics Software
Die Software PathWave Manufacturing
Analytics ist Keysights
fortschrittliche Big-Data-Analyseplattform
für Industrie 4.0, die
Anwender bei der Verbesserung
der Produktqualität und der Fertigungsabläufe
unterstützt. Keysight
hat gemeinsam mit Kx die
neue Workcell-Edition für die
intelligenten Fabriken von heute
auf den Markt gebracht. Die auf
kdb+ aufbauende Streaming
Analytics-Plattform von Kx ermöglicht
es den Anwendern,
die Einführung der Industrie 4.0
durch die Analyse massiver Testdaten
aus Produktionssystemen
in Echtzeit zu beschleunigen,
Automatisierung und Analysen
für verwertbare Erkenntnisse in
Mikrosekunden zu liefern und
gleichzeitig die Hardwarekosten
zu senken. Zu den wichtigsten
Vorteilen der PathWave
Manufacturing Analytics-Software
gehören:
• Datenerfassung – ermöglicht
Anwendern die nahtlose
Anbindung, Echtzeiterfassung
und Transformation von Testdaten
aus Testsystemen.
• Automatisierung – Anwender
können komplexe Arbeitsabläufe
automatisieren, um die
Produktivität zu steigern.
• Analyse – Kunden können
getestete Machine-Learning-
Modelle nutzen, die verwertbare
Erkenntnisse liefern.
• Simulationen in der Cloud
Die Software PathWave Advanced
Design System (ADS) 2021
ist mit Cloud-Simulationsservices
für Entwickler ausgestattet
und ermöglicht es, große elektromagnetische
Simulationen
zu bewältigen, die bisher aufgrund
von begrenzten Ressourcen
unlösbar waren.
• Cluster zur Verarbeitung von
Messungen
Die Software PathWave Compliance
Test bietet jetzt Datenverarbeitung
in der Cloud und
verkürzt so die gesamte Testzeit.
• Automatisierte gemeinsame
Nutzung von Messgeräten
Die Software PathWave Test
Automation lässt sich nahtlos in
bestehende Workflows für automatisierte
Testsysteme integrieren,
um die Einrichtungszeit zu
minimieren und gleichzeitig die
Skalierbarkeit zu gewährleisten.
• Test und Messanalyse
Die Software PathWave Measurement
Analytics ermöglicht
Entwicklern von Design-Validierungstests
(DVT) und Produktingenieuren
die Visualisierung
und Analyse von Messdaten in
der Cloud, ohne dass Spreadsheets
erstellt werden müssen.
• Manufacturing Analytics
Die Software PathWave Manufacturing
Analytics unterstützt
Fertigungsleiter bei der Verbesserung
der Produktqualität und
der Fertigungsabläufe.
■ Keysight Technologies
www.keysight.com
GNSS: Möglichkeiten der
erweiterten Spoofing-
Simulation
Aus Gründen der Sicherheit ist in hochgenauen
GNSS (Global Navigation Satellite
System) sowie in PNT-Systemen
(Positioning, Navigation and Timing) ein
umfassender Test in Umgebungen mit
„Jamming“- und „Spoofing“-Störungen
notwendig.
Orolina setzt hier voll und ganz auf die
„Advanced-Spoofing“-Software-Plattform.
Hierbei können verschiedene Szenarien
in unterschiedlichen Einstellungen
eingespielt und über die Skydel-Software
volldynamisch eingestellt und überprüft
werden. Diese Möglichkeit ist über den
Skydel unterstützten „High-End“-Simulator
GSG-8 möglich. Die EMCO Elektronik
GmbH ist der lokale Ansprechpartner
in Deutschland und Österreich für die
Produkte der Firma Orolia.
BAT-EMC: Benchtop
Automated Testing
Kontinuität und Erfahrung aus 25 Jahren
erfolgreicher Anwendung beim Benchtop
Automated Testing stecken in der BAT-
EMC-Software. Das Nexio-Flaggschiff
BAT-EMC-Software ist führend in der
EMC-Laborautomatisierung in Kombination
mit BAT-Manager und BAT-ELEC.
Die Familie BAT wächst und entwickelt
sich stetig weiter. In Version 3.20 stellte
man das neue Emissionsmodul vor.
Die weltweit besten akkreditierten Labors
und Branchenführer sind mit BAT-EMC
ausgestattet. BAT-EMC wird weltweit in
mehr als 25 Ländern eingesetzt. Seit 2003
hat Nexio ein Team von über 90 Technikern,
Ingenieuren und Doktoren zusammengestellt,
die in der Lage sind, alle Arten
von Anforderungen zu lösen, die sich auf
Tests, EMV-Design sowie Simulation,
Blitz, HF und RCS beziehen.
Vorteile für Kunden:
• Sie bekommen eine einheitliche Benutzeroberfläche
für alle Tests.
• BAT-EMC ist unabhängig von Messund
Prüfgeräteherstellern.
• kostenlose Treiber und über 500 unterstützte
Geräte
• effizienter und engagierter technischer
Support
• breites Spektrum unterstützter Standards
(CISPR, EN, Automotive, DO160,
MIL etc.)
• umfangreiche Prüflingsüberwachung
• benutzereigenes Monitoring mit Agilent
VEE, LabView, Visual C++
• Betriebssysteme: Win7, 8, 10
• Bericht in MS Office 2003, 2007, 2010,
2013, 2016 und jetzt neu noch schneller
und flexibler über das integrierte Modul
Die EMCO Elektronik GmbH ist der lokale
Ansprechpartner in Deutschland, Österreich
und der Schweiz für die Produkte
der Firma Nexio SAS.
■ EMCO Elektronik GmbH
www.emco-elektronik.de
hf-praxis 1/2021 67

5G und IoT
Maximierung des 5G-Potenzials durch
skalierbares, intelligentes und heterogenes
Computing
Mit der
fortschreitenden
Kommerzialisierung
der 5G-Netze wird die
Bedeutung der neuen
Technologie für unsere
zunehmend vernetzte
Welt immer klarer
erkennbar.
Autor:
Harpinder Matharu,
Senior Director Technical
Marketing,
Wired and Wireless Group,
Xilinx
www.xilinx.com
Während der nächsten zehn
Jahre erwarten wir, dass Verbraucher,
Unternehmen und die Wirtschaft
durch die Möglichkeiten
von 5G einen umfassenden
Transformationsprozess durchlaufen
werden, sobald die Technologie
immer weiter verbreitet
wird. Doch trotz dieses transformativen
Potenzials könnten
bestimmte Aspekte, wie Performance,
Leistungsverbrauch,
Reichweite und Kosten, Hindernisse
darstellen, die die weitere
Verbreitung und die Anwendung
der 5G-Netzwerke verzögert.
Die Herausforderungen
gezielt angehen
Wenn man die Performance
betrachtet, ist die Sub-6-GHz-
Massive-MIMO-Funkverbindung
(32T32R und 64T64R) in
den Mittenbändern der dominante
Formfaktor, der gegenwärtig
weltweit für das beamzentrische
5G NR eingesetzt
wird. Während die Feldversuche
hier vielversprechende
Verbesserungen zeigten, blieb
die Leistung hinter den Erwartungen
zurück, insbesondere für
den Downlink-Durchsatz. Weitere
Aspekte, die noch auf eine
Lösung warten, sind Fragen des
Leistungsverbrauchs, der Reichweite
und der Kosten. Außerdem
ist die Uplink-Performance für
UEs, die sich an den Rändern
der Zellen befinden, weiterhin
unbefriedigend.
Die Netzbetreiber und System-
OEMs haben bei der ersten Welle
der 5G-NR Installationen wertvolle
Erfahrungen gesammelt
und nehmen etliche Verbesserungen
beim System-Design
der nächsten 5G NR Generation
vor, um diese Probleme
zu überwinden. Die schichtenübergreifende
Kooptimierung
von Scheduler (MAC Layer)
und Strahlformung (Low PHY),
die verbesserte funktionale
Partitionierung für optimales
Strahlformungs-Management
und der Einsatz von Machine-
Learning-Algorithmen zählt zu
den bevorzugten Feldern dieser
Untersuchungen und der Implementierung.
Der Einsatz effizienterer
GaN-Leistungsverstärker,
Verbesserungen der Algorithmen
zur Linearisierung der
Leistungsverstärker und die Integration
von digitalen und ADC/
DAC-Funktionen gelten als die
führenden Entwicklungsaspekte
zur Verringerung des Leistungsverbrauchs
und der Kosten von
5G NR Massive MIMO Antennenpaneelen.
Dabei ist es wichtig, daran zu
erinnern, dass wir immer noch
in der Frühphase des kommerziellen
5G-NR-Rollout sind. Der
weitere Ausbau der mobilen
Breitbandkommunikation gilt als
die wichtigste Begründung für
den rasch wachsenden Bandbreitenbedarf
in den Mobilfunknetzen.
Dabei ist die disruptive service-basierte
5G-Kernarchitektur
in den heutigen Installationen
nicht existent. Beim Übergang
der 5G-Implementierungen vom
Nicht-Standalone- (mit LTE
für die Steuersignale) auf den
Standalone-Modus werden wir
die Entstehung eines servicebasierten
5G-Core-Netzwerks
beobachten. Diese Verschiebung
hin zu einem 5G-Kernnetzwerk
dürfte das Erscheinen neuer
Applikationen und Einsatzfälle
beschleunigen. Und die Umstellung
würde weitere Anforderungen
an die 5G-NR-Basisstationen
im Hinblick auf Latenz,
Durchsatz und Zuverlässigkeit
stellen. Die Möglichkeit, die
installierten 5G-NR-Basisstationen
in den nächsten drei bis
fünf Jahren an neu entstehende
Anforderungen anzupassen, ist
für die Einführung neuer Dienste
von entscheidender Bedeutung
Die Anforderungen der
Netzbetreiber ändern
sich
Auf jeden Fall entwickeln sich
die Anforderungen an die nächste
Generation des 5G Equipments
mit der zunehmenden
Zahl von Netzbetreibern und
deren Ausbauplänen laufend
weiter. Die eingesetzte Systembandbreite
verdoppelt sich von
typisch 100 auf 200 MHz. Die
Anzahl der Carriers und der Carrier-Kombinationen
steigt ebenfalls.
Zudem zielt das digitale
Frontend für Sub-6-GHz Funksysteme
auf sehr viel höhere
Bandbreiten.
Die typischen Bandbreitenanforderungen
der nächsten Generation
von 5G-Systemen für Mittenbänder-
oder das C-Band sind
400 MHz, mit einer Bandbreitenbelegung
von 200 MHz. Dies
soll die gemeinsame Nutzung
des Equipments von mehreren
Netzbetreibern ermöglichen und
zugleich die System SKUs reduzieren,
um den Kundenanforderungen
in verschiedenen Ländern
gerecht zu werden. Neue Technologien
für Leistungsverstärker
werden für breitbandige Funksysteme
in Betracht gezogen,
insbesondere GaN zur Steige-
68 hf-praxis 1/2021

5G und IoT
rung der Leistungseffizienz um
weitere 5 bis 10%. Die Linearisierung
oder digitale Vorverzerrung
dieser Systeme ist weitaus
komplexer und rechenintensiver.
Während alle diese Änderungen
umgesetzt werden, ist es notwendig,
den Leistungsbedarf
pro Megahertz des Spektrums
gleich zu halten.
Maximierung des
Potenzials von
5G-Netzwerken
Für Betreiber, die 5G-Netze
aufbauen, bieten die strahlzentrierten
5G-NR-Massiv-MIMO-
Systeme im mittleren Frequenzbereich
unter 6 GHz eine wesentlich
höhere Zellkapazität sowie
die einzigartige Fähigkeit, die
Kapazität dorthin zu lenken, wo
sie benötigt wird. Die Makrofunksysteme
im Niedrigband
haben eine hohe Reichweite.
Ein Mobilfunknetz, das aus gut
koordinierten Massiv-MIMO-
Systemen mit hoher Kapazität im
Sub-6-GHz-Bereich und Makro-
Funkgeräten im Niedrigband
mit großem Abdeckungsbereich
besteht, wäre eine ideale Kombination,
um Größenordnung,
Leistung und kosteneffektiven
Dienstausbau zu bieten.
Um das Netzwerkpotenzial zu
maximieren, müssen 5G-Basisbandsysteme
intelligent sein
und über AI/ML-Algorithmen
verfügen, damit die Funkgeräte
gut koordiniert arbeiten und die
Leistung jedes einzelnen Funkknotens
maximiert wird, während
der Verkehr zwischen diesen
Knoten effizient lastverteilt
wird. Darüber hinaus könnten
5G-mmWave-Funksterne zusätzlich
zum Sub-
6GHz-Netz an
Orten eingesetzt
werden,
an denen eine
hohe Kapazität
benötigt wird,
und die Funk
u m g e b u n g
ist für die Ausbreitung
von
mmWave gut
geeignet.
Die 5G-Milli-
meterwellen-
Funksysteme sind noch im
frühen Versuchsstadium und
werden erst in einigen Weltregionen
eingesetzt. Doch diese
Technologie dürfte sich in den
nächsten Jahren so weit verbessern,
dass sie beim Einsatz an
bestimmten Stellen innerhalb
von Mobilfunknetzen die niedrigsten
Kosten bezogen auf die
Datenkapazität erbringt. Von
Bedeutung ist, da das 5G-Core-
Netzwerk erst noch eingerichtet
werden muss, dass in den kommenden
Jahren viele neue Services
mit entsprechenden Anforderungen
erscheinen werden.
Als Voraussetzung dazu gilt,
adaptierbare Funksysteme und
Baseband-Systeme zu haben,
die diese künftigen Anforderungen
im Feld erfüllen, um die
CAPEX-bezogenen Erträge zu
erhalten und maximieren, und
gleichzeitig den Einnahmestrom
zukünftiger 5G-Services nicht zu
vernachlässigen.
5G-Netzwerke der
nächsten Generation
Mit dem Übergang der Industrie
zu 5G-Netzwerken der nächsten
Generation wird eine flexible,
Standard-basierte Lösung
notwendig, die Software-Programmierbarkeit,
Echtzeitverarbeitung,
Hardware-Optimierung
und allseitige (any-to-any)
Konnektivität mit der gebotenen
technischen und funktionalen
Sicherheit verbindet. Das ermöglicht
den Mobilfunk-Systembetreibern
rasche Entwicklung,
Innovation und Differenzierung
ihrer Lösungen, mit der Einfachheit
von Upgrades während des
laufenden Betriebs und signifikanten
TTM-Vorteilen.
Der Bedarf an
adaptivem Computing
Die Anforderungen an die
5G-Infrastruktur und die Industrie-Spezifikationen
sind immer
noch im Fluss. Das erklärte den
starken Bedarf an adaptivem
Computing. Die Xilinx 7-nm
Versal Adaptive Compute Acceleration
Platform (ACAP), eine
neue Kategorie von heterogenen
Rechnerbausteinen, wurde im
Hinblick auf die Anforderungen
des 5G-Equipment der nächsten
Generation entwickelt. Diese
hochintegrierte und heterogene
Mehrkern-Rechnerplattform
steht im Zentrum von 5G zur
Ausführung der komplexen
Echtzeit-Signalverarbeitung
einschließlich der anspruchsvollen
Beamforming-Techniken
zur Erhöhung der Netzwerkkapazität.
5G erfordert Beamforming. Das
bedingt eine signifikante Compute-Dichte
und fortschrittliche
Highspeed-Konnektivität – onchip
und off-chip – um die spezifischen
Anforderungen von
5G hinsichtlich niedriger Latenz
zu erfüllen. Hinzu kommen die
unterschiedlichen Anforderungen
an die funktionale Partitionierung
der Systeme und der
Implementierung der Algorithmen.
Das führt zu einem breiten
Performance-Bereich bei der
Verarbeitung und der Rechenpräzision.
Es ist eine extreme
Herausforderung für traditionelle
FPGAs, diese Anforderung optimal
zu lösen, wobei sie auch die
thermischen Bedingungen und
den begrenzten System-Footprint
beachten müssen. Die Versal
ACAPs bieten eine außergewöhnlich
hohe Rechendichte bei
niedrigem Leistungsverbrauch,
um die Echtzeit-Signalverarbeitung
mit niedriger Latenz auszuführen,
wie sie von den Beamforming-Algorithmen
gefordert
wird. Die AI Engines, die Teil
der Versal AI Core Serie sind,
eignen sich hervorragend zur
Implementierung der erforderlichen
mathematischen Funktionen.
Sie bieten hohe Compute-
Dichte, fortschrittliche Konnektivität
und zugleich die Fähigkeit
der Reprogrammierung und
Rekonfigurierung – auch während
ihres Einsatzes im Feld.
Zukünftige
5G-Netzwerke
Ein Blick in die Zukunft zeigt,
dass die 5G-Netzwerke einfach
skalierbar, intelligent und heterogen
sein müssen. Technologien
wie verteilte kleine Zellen,
Massive-MIMO-Systeme mit
Hunderten von Antennen und
die zentralisierte Baseband-Verarbeitung
per CloudRAN werden
die Reichweite und den Datendurchsatz
dramatisch erhöhen.
Die Netzwerke werden dabei per
Backhaul und optisches Fronthaul
sichere Verbindungen herstellen
müssen. Außerdem, um
sicherzustellen, dass 5G sein
wahres Potenzial entfalten kann,
müssen die Netzbetreiber und
Hersteller von Infrastruktursystemen
geeignete Technologien
einsetzen, die die Herausforderungen
an die Kapazität, Konnektivität
und Performance lösen
können, und daneben auch die
Flexibilität zur Unterstützung
mehrerer Standards, mehrerer
Bänder und mehrerer Sub-
Netzwerke bieten, um diverse
Einsatz-Szenarien und Applikationen
von 5G zu ermöglichen. ◄
hf-praxis 1/2021 69

Verstärker
Leistungsstarker Ultrabreitband-Galliumnitrid-HF-Verstärker
Der UWBTECH APCT-0.20-
2.50-10-32V, der von 20 bis
2500 MHz arbeitet, ist lt. Hersteller
der beste Ultrabreitband-
Galliumnitrid-HF-Verstärker
seiner Klasse. Dieser von
Globes vertriebene Leistungsverstärker
eignet sich nahezu
ideal für kommerzielle Breitband-Plattformen
sowie für
militärische Anwendungen, da
er robust ist und hohe Leistung
über eine ultragroße Bandbreite
bietet.
Die mögliche Gehäuse-
Betriebstemperatur dieses Verstärkers
geht von -20 bis +80
°C. Seine Abmessungen betragen
55(B) x 50(L) x 15(H) in
mm mit SMA-Buchse am HF-
Eingang und HF-Ausgang.
Dieser Verstärker hat eine Ausgangsleistung
von mindestens
37 dBm und typisch 40 dBm
bei P in = 0 dBm. Er bietet eine
minimale Leistungsverstärkung
von 37 dB und typisch von 40
dB bei einem flachen Verstärkungsverlauf
von ±2 dB. Der
Ruhestrom des Klasse-AB-
Verstärkers beträgt typisch 1,8
A bei einer 32-V-Versorgungsspannung.
■ Globes Elektronik GmbH
& Co. KG
www.globes.de
X-Band-TWT-Verstärker
für 7,9 bis 8,4
GHz
Das STA1240 von Stellar Satcom
ist ein X-Band-TWT-Verstärkersystem,
das von 7,9 bis
8,4 GHz arbeitet. Es liefert eine
Ausgangsleistung von bis zu 400
W mit einer Signalverstärkung
von 25 bis 70 dB. Der Verstärker
verwendet fortschrittliche
Gehäuse- und Kühltechniken
(Stellar Cool, zum Patent angemeldet),
die es ihm ermöglichen,
unter extremen Umgebungsbedingungen
wie direktem Regen
oder direktem Sonnenlicht zu
arbeiten. Das Verstärkersystem
verfügt über eine benutzerfreundliche
Oberfläche und
verfügt standardmäßig über eine
umfassende Fernbedienung, einschließlich
RS485- und Ethernet-
Optionen. Es ist mit einer Vielzahl
von Optionen und Zubehör
erhältlich.
Dieses CE-konforme und CBzertifizierte
Verstärkersystem
ist in einem kompakten, leichten,
robusten Gehäuse mit einer
Größe von 244 x 520 x 260 mm
mit N-Buchsen am Eingangsanschluss
und einem CPR-112G-
Wellenleiterausgang erhältlich.
Es verbraucht bis zu 1,5 W Leistung
und hat einen Leistungsfaktor
von mehr als 0,95. Das
Gewicht beträgt 25 kg.
■ Stellar Satcom
www.stellar.com
Hochleistungs-SSPA
für 900 bis 930 MHz
Der RIM092K0-20 von RFHIC
ist eine Hochleistungs-SSPA, die
von 900 bis 930 MHz arbeitet.
Dieser Verstärker basiert auf
GaN-auf-SiC-Transistoren und
liefert eine Ausgangsleistung
von bis zu 2 kW mit einem Wirkungsgrad
von 63% bei Betrieb
mit einer 50-V-Versorgung.
Dieses hocheffiziente, robuste
Gerät wurde entwickelt, um
industrielle Magnetrons und
andere Vakuumröhren zu ersetzen,
die derzeit in industriellen
Hochleistungsanwendungen,
bei der Herstellung künstlicher
Diamanten, bei Halbleitergeräten
und Plasmasystemen eingesetzt
werden. Der Verstärker ist
in einem Modul mit Anschlüssen
erhältlich und eignet sich ideal
für CW-, ISM-, Mikrowellen-
CVD-Reaktoren, Plasmageneratoren,
MW-Heiz- und Trocknungsanwendungen.
Seine Maße
betragen 400 x 241 x 45 mm (L
x B x H).
■ RFHIC
www.rfhic.com
70 hf-praxis 1/2021

MIMO/Phased-Array Antenna Systems, part 2
This application
note discusses trends
and presents recent
advances in EDA tools
for phased-array-based
systems.
The mutual coupling between
antenna elements affects antenna
parameters like terminal impedances
and reflection coefficients,
and hence the antennaarray
performance in terms of
radiation characteristics, output
signal-to-interference noise ratio
(SINR), and RCS. VSS software
includes capabilities for more
accurate simulation of these
parameters, including enhanced
modeling of element patterns
and mutual coupling. The
next section of this article will
examine these recent advances
in advanced phased-array modeling,
including accurate representation
of the feed structure.
Figure 10: Supports the ability to assign different antenna patterns to individual elements
As mentioned, in VSS designers
can define gains or full radiation
patterns for each antenna element
in the phased array. This
enables them to use different
radiation patterns for internal,
edge, and corner elements of the
phased array (Figure 10).
The radiation pattern of each
antenna element will likely be
affected by its position in the
phased array. These patterns
may be measured in the lab or
calculated in AXIEM or Analyst
software. A simple approach to
characterizing the appropriate
radiation pattern for a given element
is to use a 3x3 phased array
and excite one element, either
the internal element, one of the
edge elements, or one of the corner
elements, while terminating
all others. This will provide the
internal, edge, and corner element
radiation patterns, which
can then be automatically stored
in data files using the NI AWR
software output data file measurements
(the same technique
used in the example above). This
approach includes the effect of
mutual coupling from first-order
neighbors. An array with a larger
number of elements may
be used to extend mutual coupling
to first- and second-order
neighbors.
It is also important to capture
the mutual coupling between
neighboring elements. The VSS
phased-array model does this
through a coupling table defined
in the configuration file. Different
coupling levels can be
defined based on distance from
each other. The coupling, which
is specified in magnitude (dB)
and phase (degrees), is defined
for two different distances (adjacent
side elements: radius c_1
and adjacent corner elements:
radius c_2) (Figure 11).
Modeling Impairments
and Yield Analysis
RF hardware impairments of
the array will affect the resulting
side-lobe levels and beam
patterns and will ultimately reduce
system-level performance.
Cadence Design System
www.cadence.com/go/awr
Figure 11: 64-element array showing mutual coupling table.
hf-praxis 1/2021 71

RF & Wireless
Figure 12: Side-lobe degradation
to element failures 2 percent and 5
percent
For transmitter arrays, side-lobe
levels from imperfectly formed
beams may interfere with external
devices or make the transmitter
visible to countermeasures.
In radar systems, side lobes may
also cause a form of self-induced
multipath, where multiple
copies of the same radar signal
arrive from different side lobe
directions, which can exaggerate
ground clutter and require expensive
signal processing to remove.
Therefore, it is critical to identify
the source of such impairments,
observe their impact on the array
performance, and take steps to
reduce or eliminate them.
The VSS phased-array configuration
file allows engineers
to simulate array imperfections
due to manufacturing flaws or
element failure. All gain/phase
calculations are performed internally,
and yield analysis can be
applied to the block in order to
evaluate sensitivity to variances
of any of the defining phasedarray
parameters. As an example,
VSS was used to perform
an element failure analysis on
a 64-element (16x4) array, producing
the plots in Figure 12,
which illustrates the side-lobe
response degradation.
RF impairments can also be
caused by any number of items
relating to the feed network
design and related components.
Systematic errors that may be
compensated include inter-chain
variations caused by asymmetrical
routing (layout), frequency
dependencies, noise, temperature,
and varied mismatching due
to changing antenna impedance
with steer angle, which also
impacts amplifier compression.
Therefore, it is imperative to be
able to simulate the interactions
between the antenna array and
the individual RF links in the
feed network.
RF Link Modeling
NI AWR software products
include the simulation and modeling
technology to capture these
impairments accurately and
incorporate these results into
the VSS phased-array assembly
model. This is an important
functionality, since RF links are
not ideal and can cause the array
behavior to deviate significantly.
The phased-array assembly can
operate in either the RX or TX
mode, supporting the configuration
of the array-element geometry,
each element’s antenna characteristics,
the RF link characteristics,
and the common linear
characteristics of the combiner/
splitter used to join the elements
together. The configuration is
performed primarily through a
text data file, with commonlyswept
settings either specified
directly via block parameters
(such as steering angles) or specified
in the data file but capable
of being overridden via block
parameters (such as individual
element gain and phase adjustments).
The configuration of the phasedarray
assembly can be divided
into several sections:
Array geometry - defines the
number of elements, their placement,
and any geometry-related
gain and phase tapers.
Antenna characteristics – defines
antenna gain, internal loss, polarization
loss, mismatch loss,
and radiation patterns for both
receive and transmit configurations.
RF link characteristics – defines
links for individual elements
including gain, noise, and P1dB.
Supports 2-port RF nonlinear
amplifiers using large-signal
nonlinear characterization data
typically consisting of rows of
input power or voltage levels and
corresponding output fundamental,
harmonic, and/or intermodulation
product levels. Frequencydependent
data is also supported.
Assignment of antenna and RF
link characteristics to individual
elements.
Power splitter characteristics -
splits the incoming signal into
n-connected output ports.
Figure 13: Changing antenna feed impedance as a function of beam steering using the variable phase and attenuator settings defined in the feed network
design
72 hf-praxis 1/2021

RF & Wireless
Figure 14: Simulated antenna
feed impedance vs. frequency,
superimposed over power loadpull
contours for a broadband
MMIC) PA (inset).
Mutual coupling characteristics
(previously discussed).
One common challenge is
that not all RF links should be
equal. For example, gain tapers
are commonly used in phased
arrays; however, when identical
RF links are used for all antenna
elements, elements with higher
gains may operate well into compression
while others operate in
a purely linear region, causing
undesired array performance.
To avoid this problem, designers
often use different RF link
designs for different elements.
While this is a more complicated
task, VSS phased-array modeling
enables them to achieve this,
resulting in more efficient phased
arrays. To assist the design
team creating the feed network
and providing the RF link to the
systems team, VSS software
includes the capability to automatically
generate the characteristics
of the phased-array element
link defined by the data tables.
The designer starts by creating
a schematic-based link design
per the system requirements.
A “measurement” extracts the
design characteristics, which
can include circuit-level design
details (nonlinearities), through
Microwave Office co-simulation
and saves a properly-formatted
data file for use with the phasedarray
assembly model.
In-Situ Nonlinear
Simulations
An accurate simulation must
also account for the interactions
that occur between the
antenna elements and the driving
feed network. The problem for
simulation software is that the
antenna and the driving feed network
influence each other. The
antenna’s pattern is changed by
setting the input power and relative
phasing at its various ports.
At the same time, the input impedances
at the ports change with
the antenna pattern. Since input
impedance affects the performance
of the nonlinear driving
circuit, the changing antenna
pattern affects overall system
performance.
In this case, the input impedance
of each element in the
array must be characterized for
all beam-steering positions. The
array is only simulated once in
the EM simulator. The resulting
S-parameters are then used by
the circuit simulator, which also
includes the feed network and
amplifiers. As the phase shifters
are tuned over their values, the
antenna’s beam is steered. At
the same time, each amplifier
sees the changing impedance
at the antenna input to which
it is attached, which affects the
amplifier’s performance.
In this final example, the power
amplifiers (PAs) are nonlinear,
designed to operate at their 1-db
compression point (P1dB) for
maximum efficiency. They are,
therefore, sensitive to the changing
load impedances presented
by the array. The beam of a
16-element array is steered by
controlling the relative phasing
and attenuation to the various
transmit modules (Figure 13). In
practice, the harmonic balance
simulation in Microwave Office
software used to characterize
the power amplifiers takes substantial
time to run with 16 PAs.
Therefore, the beam is steered
with the amplifiers turned off.
The designer then turns on the
individual PA for specific points
of interest once the load impedance
from the directed antenna
has been obtained.
At this point the designer can
directly investigate the PA nonlinear
behavior as a function of
the load (antenna) impedance.
With the load-pull capability in
Microwave Office software, PA
designers can investigate output
power, compression, and
any other number of nonlinear
metrics defining the amplifier’s
behavior, as shown in Figure 14.
With a detailed characterization
of the RF links for each individual
element, the overall system
simulation is able to indicate
trouble areas that would have
previously gone undetected until
expensive prototypes were made
and tested in the lab (Figure 15).
Conclusion
The capability to design and
verify the performance of the
individual components, along
with the entire signal channel
that defines the AESA radar, is
a necessity as element counts
increase and antenna /electronics
integration advances. Through
a sophisticated design flow that
encompasses circuit simulation,
system-level behavioral modeling,
and EM analysis operating
within a single design platform,
development teams can investigate
system performance
and component-to-component
interaction prior to costly prototyping.
◄
Figure 15: Phased-array simulations with RF link effects, including the impact
of impedance mismatch between PA and steered antenna array.
www.nssl.noaa.gov/publications/mpar_reports/LMCO_Consult2.pdf
hf-praxis 1/2021 73

RF & Wireless
RFMW introduces new products
8 to 12 GHz 5 W GaN
Power Amplifier
R3200SMUA8CR is a form/
fit/function replacement for the
EOL Qorvo UMX-478-D16-G.
Low-Threshold
Limiter Protects
Receivers
king group color scheme.For
example, model 7934000K001-
802-C is a precision 2.92 (male)
to 2.92 (female) adapter functional
to 40 GHz with a maximum
SWR of 1.25.
of three mmwave kits for 26, 28
or 39 GHz applications.
Multi-mode Wireless
Data Modem IC
RFMW announces design and
sales support for medium power
driver amplifier from Qorvo’s
QGaN15 0.15 μm GaN on SiC
process. Operating from 8 to
12 GHz, the QPA2611 delivers
>5 W of saturated output power
and 25 dB of large-signal gain
while achieving an impressive
42% power-added efficiency.
An ideal choice to drive Qorvo’s
high performing GaN HPAs in
Radar, communications and EW
applications, the QPA2611 is
packaged in a small 5 x 5 mm
plastic overmold QFN. Tight
lattice spacing requirements
for phased array radar applications
is easily supported. RF
input and output ports are matched
to 50 ohms with integrated
DC blocking capacitors. The
device draws 105 mA from a 24
V supply.
CRO Delivers
Exceptional Phase
Noise Performance
RFMW announced design and
sales support for a high linearity,
low-threshold, dual PIN limiter
diode module. The Skyworks
SKY16603-632LF integrates
dual PIN limiter diodes and DC
blocking caps into a module for
protecting RF receivers in the
0.6 to 6 GHz frequency range.
It has a low, small-signal insertion
loss with a typical limiting
threshold of 8 dBm. The
SKY16603-632LF is capable
of 35 dBm maximum saturated
CW input power and a 1 ns
recovery time. Targeted for cellular
infrastructure base station,
repeater, and wireless backhaul
OEMs, it can also be used in
broad market wireless systems
including VSAT, S-band radar,
military communications transceivers,
jammers, GPS, test
instruments, automotive and
WiFi applications.
Color Coded
Adapters Avoid
Mating Damage
RFMW announced design and
sales support for Delta Electronics
Manufacturing precision
RF adapters. These precision inseries
and between-series adapters
are color coded to provide
a critical visual indicator (Color
Code) that promotes proper
mating along with quick identification.
Available in 2.92, 2.4,
1.85 and 1 mm, the interfaces
are designed in accordance with
IEC standards while the color
coding matches the IEEE wor-
Color coded with yellow bands
near each connector interface,
precision mating is assured
thereby minimizing possible
damage to any device under test
(DUT) or expensive high frequency
cable assemblies.
5G mmWave Sample
Kits
RFMW announced availability
for designer sample kits
from Knowles (DLI). Developed
for use in Next-Generation
mmWave radio applications,
these Knowles passive device
kits include 5G filters, directional
couplers, 2-way and 4-way
power dividers. Filters support
n257, n258, n260 and n261
bands.
RFMW announced design and
sales support for CML Microcircuits’
CMX7164. The CMX7164
is a half-duplex, multi-mode
wireless Data Modem supporting
4/16/32/64 QAM, 2/4/8/16
FSK, GMSK/GFSK and V.23
modes, in multiple channel
spacings, under host control.
An integrated analog interface
supports direct connection to
zero-IF I/Q radio transceivers
with few external components;
no external codecs are required.
Intelligent auxiliary ADC, DAC
and GPIO sub-systems perform
valuable functions and minimize
host interaction and host
I/O resources. Two synthesized
system clock generators develop
clock signals for off-chip use.
Differential inputs are ideal for
direct connection to RF direct
conversion receiver ICs.
6 GHz Digital
Attenuator supports
ATE Fading
Simulation
RFMW announced design and
sales support for APA Wireless
coaxial resonator oscillators
(CRO). The R3200SMUA8CR
delivers -117 dBc/Hz phase noise
at 10 kHz offset at its operating
frequency of 3.2 GHz. V CC is
8 V while the tuning voltage
range is 1 to 10 V. Typical output
power is 6 dBm. Packaged in
a standard 0.5 x 0.5 inch castellated
SMT, the API Wireless
Knowles ceramic substrate product
lines utilize patented materials
that exhibit excellent temperature
stability and high K
factor enabling small size, high
performance, off-the-shelf solutions,
with excellent repeatability.
Ideal for high volume phased
array antenna applications,
the filters maximize guard band
protection, thereby simplifying
design. RFMW stocks a choice
RFMW announced design and
sales support for the API Weinschel
4205A series of digital attenuators.
Ideal for ATE systems
in the 0.3 to 6000 MHz frequency
range, the 4205A-95.5
74 hf-praxis 1/2021

RF & Wireless
offers 95.75 dB of attenuation
in 0.25 dB steps. The attenuator
can be controlled using parallel
(TTL compatible), I2C,
SPI, UART, or USB interfaces.
MMIC technology offers repeatable
performance for uninterrupted
RF when changing attenuation
values. With extremely
fast attenuation switching and
very fine attenuation step resolution,
the 4205A-95.5 is ideal
for ATE systems simulating RF
fading for 2G/3G/4G LTE and
5G in MIMO, WiMAX and WiFi
system designs.
Clock ICs a5G Small
Cell Power Amplifier
RFMW announced design and
sales support for a high efficiency,
DPD enabled power
amplifier from Skyworks Solutions.
The SKY66318-11 power
amplifier features wide instantaneous
bandwidth with full input/
output matching, high gain and
high linearity. The compact 5 x 5
mm PA is designed for FDD and
TDD 4G LTE and 5G systems
operating from 3.3 to 3.6 GHz.
This 35 dB gain, 3-stage device
integrated active biasing circuitry
to compensate PA performance
over temperature, voltage,
and process variation. The
SKY66318-11 is part of a highefficiency,
pin-to-pin compatible
PA family supporting major
3GPP bands.
Clock ICs and
Oscillators
RFMW announced design and
sales support of SiTime’s Cascade
family of MEMS clock
ICs for 5G, wireline telecom
and datacenter infrastructure.
The SiT9514x, clock-systemon-a-chip
(ClkSoC) family, consists
of Jitter Cleaners/Networking
Synchronizers and Clock
Generators that deliver multiple
clock signals in a system
using SiTime’s third-generation
MEMS resonators to deliver
higher performance with lower
power. Communications and
enterprise electronics have previously
used clock ICs with external
quartz references to integrate
multiple timing functions and to
distribute clock signals. SiTime’s
new, all-silicon clock architecture
integrates a MEMS resonator
reference inside the package.
More importantly, with SiTime’s
proven MEMS technology, the
Cascade clock-system-on-achip
delivers up to ten times
higher reliability and resilience,
enabling the 5G vision
of zero downtime. Either standalone
or together with SiTime’s
MEMS TCXOs and OCXOs,
the SiT9514x delivers a complete
timing solution for applications
such as 5G RRUs, small
cells, edge computers, switches,
and routers.
Family of Direct
Conversion Receiver
ICs
RFMW announced design and
sales support for the CMX994
family of direct conversion receiver
IC’s from CML Microcircuits.
The CMX994AQ4 direct
conversion receiver IC serves
zero IF, near-zero IF and low IF
receivers. Power consumption
is a key factor in many applications
and proprietary technology
provides the ability to dynamically
select power consumption
vs. performance modes to
optimize operating trade-offs.
CMX994AQ4 operating range
is 100 to 1000 MHz with extended
range from 50 to 1218 MHz.
Offering the highest integration
for an RF receiver function,
the chip contains an LNA with
digital gain control. High level
integration minimizes external
components.
■ RFMW
www.rfmw.com
New High-Power Amplifier the 80 to 1000 MHz Range
AR announced the new, highpower
6000W1000 amplifier,
a prime example of AR’s ability
to provide high power over
the 80 to 1000 MHz frequency
range. AR has also upgraded
three Class A solid-state,
broadband amplifiers; models
1000S1G2z5B, 2500A225B,
and 5000A225B. The enhanced
models power a wide range of
applications, including automotive,
military, and aviation. All
of these innovative products
feature SWR tolerance, CE
compliance, reliability, and
power that’s Built to Last.
The 6000W1000 provides
6 kW CW, over 80 to 1000
MHz, allowing for conventional
high field strength radiated
immunity testing, use
with a multi-tone system, or
use with multiple antennas
to combine in free space for
higher field strengths. The
1000S1G2z5B is a solid-state,
broadband Class A amplifier,
delivering 1,000 watts from 1
to 2.5 GHz. Optimal for radar
pulse testing for both military
and automotive, this model
replaces the 1000S1G2z5A.
The 2500A225B is a solidstate,
broadband amplifier that
offers enhanced reliability and
serviceability. It delivers up
to 2.5 kW of CW power from
10 kHz to 225 MHz for applications
where instantaneous
bandwidth, high gain, and linearity
are required. This model
replaces the 2500A225A. The
5000A225B delivers 5 kW
from 10 kHz to 225 MHz. It is
ideal for a wide range of automotive,
military, and aviation
EMC testing, as well as various
applications that require
instantaneous bandwidth, high
gain, and linearity. This model
replaces the 5000A225A.
■ AR RF/Microwave
Instrumentation
www.arworld.us
hf-praxis 1/2021 75

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DISTRIBUTORS

RF & Wireless
Line of AC Inverters that Deliver High PACower
Capacity in 1 RU
EMI/RFI Shields
Richardson Electronics, Ltd.
strengthens its RF offering with
Masach Tech EMI/RFI shields.
These rigid, very planar parts
are designed for reflow solder
and have a removable
lid to allow for much easier
component troubleshooting
and repair. Founded in 1994,
Masach Tech specializes in
the design and production of
board-level EMI/RFI shielding.
Shielding is key to protecting
RF devices as it assists
in preventing unwanted electromagnetic
waves from
interfering with and causing
damage to the internal circuits
of a product. Key features
include:
• a seamless protective cage
for higher shielding effectiveness
• optimal planarity for a higher
yield on reflow soldering
Transtector Systems has expanded
its line of rack-mount enterprise
power management solutions
with a family of 1 RU AC
inverters, providing high output
power and mission-critical functionality
in minimal rack space.
Transtector’s new inverters utilize
state-of-the-art technology
to convert 48 V DC input power
into AC and feed 120 V AC loads
to equipment. An integrated static
transfer switch bypass enables
the connection of a redundant
AC utility service to prevent
downtime. Whether in use
during commissioning, maintenance,
repair, or simply delivering
AC power to office equipment
or other components, this
integrated power system allows
reliable, uninterrupted service to
essential equipment. This new
product line includes two compact
1 RU configurations: a 1
kVA unit (part number ACINV1-
• solid construction to resist
dents and warps
• a two-piece shield design,
enabling the repair of components
without removing
the shield
With a wide range of shield
configurations, Masach’s
selection guide is a must-have
for a quick view of their offerings.
Masach also offers a free
CAD file for design-in work.
“Being a distributor and a
manufacturer for a broad range
of electronic-based components,
we understand the necessity
of making sure our customers’
products are protected.
Masach’s first-class EMI/RFI
shields are proven to be of the
highest quality and excellent
performance,“ said Greg Peloquin,
Executive Vice President
of Richardson Electronics‘
STS-1KVA) and a higher-capacity
2 kVA inverter (part number
ACINV2-STS-2KVA). They feature
pure sine wave AC output
with programmable frequency,
creating a dynamic level of flexibility
for users, all in a spacesaving
design that occupies just
a single standard equipment rack
unit (1.75 inches in height). “Our
customers require the latest
power management technology
in their applications, whether
they’re working in cellular base
stations, land mobile radio, utilities
or enterprise networks,”
said Dan Rebeck, Product Line
Manager for Transtector. “These
new inverters provide reliable,
essential capabilities, shipped
the same day to help meet crucial
project deadlines.”
■ Transtector Systems
Infinite Electronics
www.infiniteelectronics.com
Power & Microwave Technologies
group.
“Masach’s widest selection
of EMI/RFI shields enables
utmost flexibility in design,
from early stages of prototyping
to production. The collaboration
with Richardson
Electronics expands Masach’s
global distribution and supply
chain through one of the
world‘s leading provider of
RF engineering and design
solutions,” said Nir Brand,
Director of Global Business
Development of Masach Tech.
■ Richardson Electronics,
Ltd.
www.rell.com
■ Richardson Electronics
– Power & Microwave
Technologies
www.rellpower.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:
Brühlsche
Universitätsdruckerei
Der beam-Verlag übernimmt,
trotz sorgsamer Prüfung
der Texte durch die Redaktion,
keine Haftung für deren
inhaltliche Richtigkeit. Alle
Angaben im Einkaufsführer
beruhen auf Kundenangaben!
Handels- und Gebrauchsnamen,
sowie Warenbezeichnungen
und dergleichen
werden in der Zeitschrift
ohne Kennzeichnungen verwendet.
Dies berechtigt nicht zu der
Annahme, dass diese Namen
im Sinne der Warenzeichenund
Markenschutzgesetzgebung
als frei zu betrachten
sind und von jedermann
ohne Kennzeichnung verwendet
werden dürfen.
78 hf-praxis 1/2021

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