Aus Agilents Electronic
Aus Agilents Electronic Measurement Group wird Keysight Technologies Vertrauen ist gut, vergleichen ist besser Eine Positionsbestimmung von Handheld- und Labor-Messgeräten in der HF- und Mikrowellentechnik Selbst beim Arbeiten in sehr unwirtlichen Umgebungen erwarten Techniker und Ingenieure von ihren Handheld- Messgeräten genaue Ergebnisse. „Genau“ ist dabei für viele die Präzision von Benchtop-Mikrowellenmessgeräten unter Labor-Bedingungen. Dabei haben mobile Geräte erst vor kurzem die Leistungsmerkmale ihrer teuren ortsfesten Gegenstücke erreicht. Mittlerweile stehen tragbare Universalmessgeräte für hochgenaue Messungen der Netzwerkanalyse, Spektrumanalyse, von Leistung und Frequenz zur Verfügung, deren Ergebnisse bis auf Hundertstel dB mit denen der Labor-Instrumente korrelieren. Aber Vorsicht: Nicht alle modernen Handheld-Mikrowellenanalysatoren sind hier ebenbürtig und Datenblätter geben oft wenig Informationen zum direkten Vergleich, da die Randbedingungen nicht übereinstimmen. Warum korrelieren? Korrelation steht für die relative Übereinstimmung eines Satzes von Messdaten und desselben Prüflings, jedoch gemessen mit unterschiedlichen Geräten, wie etwa einem Präzisions-Laborinstrument und einem Handheld. Je besser die Übereinstimmung, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass ein Messverfahren das andere gleichwertig ersetzt. Zum Vergleich der beiden Messungen dienen Delta-Marker. Sie zeigen -40,37 dB auf dem Benchtop und -40,07 dB auf dem Handheld, also mit nur 0,3dB Differenz eine gute Übereinstimmung. Die Marker-Ergebnisse für die anderen Frequenzen zeigen ebenfalls eine exzellente Korrelation. Auch wenn man aufgrund der Wobbelgeschwindigkeit und des möglichen Dynamikbereichs den Handheld nicht als direkten Ersatz für das Laborgerät betrachten kann, eignet er sich doch gut für den Feldtest und selbst für allgemeine Messaufgaben im Labor. Bild 2. zeigt den Vergleich der Ergebnisse einer S-Parameter- Messung eines Breitbandverstärkers von 3 bis 12 GHz mit einer Verstärkung von 23 dB. Hier messen drei verschiedene Vektor- Netzwerkanalysatoren – zwei Laborgeräte und ein Handheld – vier S-Parameter. Alle drei Instrumente waren auf einen Frequenzbereich von 100 MHz bis 26,5 GHz, 401 Messpunkte und eine Zwischenfrequenz-Bandbreite von 10 kHz eingestellt. Die Systemfehler-Korrektur erfolgte über eine komplette mechanische Zwei-Port-Kalibrierung. In jeder Etappe seines Entwicklungs- und Lebenszyklus wird ein Produkt von einer Vielzahl unterschiedlicher Geräte auf ganz spezifischen Messplätzen geprüft. Beim Feldtest ist die Übereinstimmung der Daten mit denen der Labormessungen bzw. des Produktionstests für den ordnungsgemäßen Betrieb einer Anlage im Falle einer Reparatur, Wartung oder Überprüfung der Umgebung kritisch. Korrelieren die Feldmessdaten nicht gut mit den Labormessdaten, könnte eine tatsächlich einwandfreie Komponente als fehlerhaft erscheinen oder ein mangelhaftes Teil die Tests erfolgreich bestehen. Die Übereinstimmung beweisen Bild 1 zeigt als Beispiel zwei Spektrum-Messungen eines 10-GHz- Multitone-Signals (Kammsignal). Das Signal hat in konstantem Frequenzabstand Spektrallinien mit 10 dB größeren bzw. kleineren Amplituden als die jeweiligen Nachbarn. Bild 2: S-Parameter-Messwerte eines 3/12-GHz-Breitbandverstärkers. Grafisch überlagert wurden Messungen der Vektor- Netzwerkanalysatoren Agilent 8510C (blau) und PNA-X (grün) sowie des Handheld-Modells FieldFox im Vektor-Netzwerkanalysator-Modus (magenta). Bild 1: Spektrummessung eines 10-GHz-Multitone-Signals mit dem Signalanalysator Agilent MXA (links) und dem Spektrumanalysator Agilent FieldFox (rechts).
Aus Agilents Electronic Measurement Group wird Keysight Technologies Zum Vergleich wurden die drei erfassten S-Parameter-Datensätze zur Darstellung in das Format eines der Benchtop-Geräte portiert, eingeladen und dort in der Grafik überlagert. Die drei Messdatensätze sind im Wesentlichen identisch. Ausnahme ist die Abweichung der S21-Daten des älteren der Benchtop- Geräte am oberen Ende des Frequenzbereichs. Dagegen ist die Korrelation zwischen dem Handheld (magenta) und dem neueren Laborinstrument (grün) exzellent. Damit qualifiziert sich der Handheld als ideales Gerät für S-Parameter-Messungen im Feld und für gängige Messaufgaben im Labor. Auch bei der HF-Leistungsmessung ergibt sich eine gute Korrelation der Messergebnisse und zwar im Einsatz als Power Meter mit angesteckten USB-Leistungssensoren (Referenzmessung) als auch bei der Direktmessung mit dem Handheld. Freq (GHz) Power meter and power sensor (dBm) Fieldfox CPM (dBm) 0.1 -0.07 -0.10 18 -2.90 -2.84 26.5 -3.75 -3.71 Tabelle 1: Vergleich der gemessenen HF-Leistung eines Dauerstrich- Signals als Funktion der Frequenz. Der Handheld-Analysator Agilent FieldFox misst die Signalleistung über seine Channel Power Meter- (CPM-)Funktion. Benötigt werden lediglich ein kurzes Koaxialkabel zur Verbindung mit dem Testpunkt und die Wahl der Bandbreite für die Kanalmessung. Zusammenfassung Beim Einsatz eines Handheld-Gerätes für den Feldtest ist es wichtig, dass die Messergebnisse gut mit denen von Laborinstrumenten übereinstimmen. Die hier gezeigten Beispiele demonstrieren klar und deutlich, dass moderne Handheld- Instrumente sowohl alle Voraussetzungen für den Einsatz im Feld als auch in gängigen Laboranwendungen mitbringen. Detaillierte Informationen finden sich in dem Applikationsbericht “Correlating Microwave Measurements Between Handheld and Benchtop Analyzers” unter www.agilent.com/find/fieldfoxapps Von Tom Hoppin & Tomas Lange, Agilent Technologies Drei Jahre Standardgewährleistung Agilent verspricht seinen Kunden zuver lässige, langlebige Produkte und hat sich kontinuierliche Qualitätsverbesserung zum Ziel gesetzt. Seit 2002 hat sich die Ausfallrate unserer Messtechnikgeräte um mehr als 50% verbessert. Und das Beste daran ist: Wir geben die dadurch erzielten Kosteneinsparungen an Sie weiter. Agilent und China Mobile intensivieren ihr Zusammenarbeit Andy Botka, Vice President und General Manager der Microwave and Communications Division (MCD), besuchte im vergangenen Monat den führenden chinesischen Mobilfunkbetreiber, um sich über den aktuellen Stand eines gemeinschaftlichen Forschungsprojekts zum Thema Cloud-Radio Access Network (C-RAN) zu informieren. Während seines Besuchs bei der China Mobile Communications Corp. (CMCC) in Peking führte Andy u. a. Gespräche mit dem General Manager und dem Chief Technology Officer von CMCCs Forschungsinstitut. Dabei konnte er sich von den Fortschritten überzeugen, die das gemeinschaftliche C-RAN- Projektteam während der vergangenen zwölf Monate erzielt hat. Die Zusammenarbeit erstreckt sich auf drei Gebiete: TD-LTE/TD- LTE-Advanced-Hochfrequenzmessungen; neue Testanforderungen durch die C-RAN-Architektur; sowie Parallel-Computing und SDR (Software-Defined Radio). Das China Communications Operations (CCO) Team der MCD und das Measurement Research Lab der EMG arbeiten seit August 2012 zusammen mit einem C-RAN-Team der CMCC an drei Projekten; sie werden dabei von Vertriebs- und Applikationsingenieuren der Greater China Field Operation unterstützt. Die Zusammenarbeit hat zu CMCCs TD-LTE- Ecosystem beigetragen und Agilents führende Marktposition gestärkt. CMCC, der weltgrößte Funknetzbetreiber, hat über 700 Millionen Kunden und verfügt über ein riesiges Netz, das die Standards GSM, EDGE und TD-SCDMA abdeckt. CMCC führt derzeit in mehr als zehn Städten, über ganz China verteilt, einen TD-LTE-Feldversuch durch und bereitet damit die Einführung von 4G in China vor. Das Unternehmen betreibt außerdem ein LTE-FDD-Netz in Hong Kong. Das CMCC Research Institute – Forschungszentrum des Unternehmens – unterstützt regionale Netzbetreibergesellschaften auf zahlreichen Gebieten der Technik und betreibt Spitzenforschung im Bereich Mobilfunktechnologien wie C-RAN und 5G – auch als IMT-2020 bekannt. Das von dem Forschungszentrum geleitete C-RAN-Projekt zielt auf die nächste Generation der Netzwerkarchitektur für 4G und 5G. Dabei geht es um Themen wie: zentralisiertes Basisband- Pool-Processing; Collaborative Radio mit verteilten Antennen, die mit RRH (Remote Radio Head) ausgestattet sind; und Echtzeit-Cloud-Infrastruktur, die dazu beitragen soll, das Ziel “saubere Energie” zu verwirklichen. Das Projekt verspricht für die Funknetze der nächsten Generation dramatische Änderungen an der Architektur und Topologie. Andy Botka war vom Fortschritt des C-RAN-Projekts beeindruckt und dankte beiden Teams für ihr Engagement im Rahmen der einzigartigen Partnerschaft. “Als führender Messgerätehersteller wird Agilent auch weiterhin zusammen mit CMCCs Forschungsinstitut und weiteren Partnern an C-RAN arbeiten, um die benötigten Test-Tools zu definieren und bereitzustellen”, sagte Andy Botka und merkte an, dass Agilent und CMCC die Fortführung der Zusammenarbeit vereinbart haben, mit dem Ziel, “die technologische Führungsposition beider Unternehmen zu stärken.”
