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6-2017

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Design Bild 7:

Design Bild 7: Ausgangsübertragungs-Design, optimiert durch Nutzung von „Analyst“ um Unterschiede festmachen zu können. Weder am PCB noch in dessen Umgebung waren spezielle Einstellungen oder Optimierungen erforderlich. Beim Blick auf die typischen Messresultate in Bild 9 kann man feststellen, dass die Ergebnisse sehr nahe an den Voraussagen der Simulation liegen. Der Noise-Factor war 0,1 bis 0,15 dB höher als erwartet, aber immer noch gut (unter 0,6 dB) über 700 MHz Bandbreite. Wie durch die Simulation vorhergesagt, bestätigte der Eingangs-Return-Loss das Konzept der Waveguide-to- Microstrip-Übertragung. Die Stabilität wurde hier durch sorgfältigen Entwurf gesichert. Bild 8: Resultate der letzten Simulation, erfolgt mit Microwave Office tion, sodass eine lange Lebensdauer gesichert wird. Simulations- und Messergebnisse Alle verschiedenen Simulationsblocks, die unter „Analyst” und Axiem EM zur Untersuchung und Optimierung gelangten, wurden als S-Parameter in die Microwave Office Software importiert, um die vollständige Kennzeichnung des Übertragungsverhaltens des Verstärkers zu erhalten. Mit dieser Methodik gelang es sehr schnell und bequem, jeden Schaltungsabschnitt unabhängig vom gewünschten Systemverhalten zu optimieren. Alternativ könnte man diese Komponenten direkt mit dem ganzen LNA-System durch hierarchische EM-Sub- Schaltungen, unterstützt durch NI AWR Design Environment, co-simulieren und optimieren. Das Endergebnis der Simulation in Bild 8 war ermutigend, und die Breitband-Spezifikation, über die Bandbreite des Filters, herausragend. Es sollte berücksichtigt werden, dass der Verlust im Hohlleiter im Eingang und der Rauhigkeits-Effekt (fast vernachlässigbar) der gedruckten Leitungen in der Kalkulation nicht berücksichtigt wurden. Zehn Prototypen wurden hergestellt und ausgemessen, Schlusswort Bild 9: Messergebnisse, die mit den Simulationsergebnissen gut übereinstimmen Ein einziger Durchgang genügte, um die vorgegebene Performance zu erreichen. Das unterstreicht die Fähigkeit von NI AWR Design Environment, das Design komplexer HF-Strukturen unter Nutzung angemessener Tools für jede Art von Problem (3D, planar EM und Schaltung) zu unterstützen. Der Schlüssel zum Erfolg war hier das vollständige Verständnis jedes Problems und das darauf folgende Festlegen der richtigen Herangehensweise an die Lösung. ◄ 20 hf-praxis 6/2017

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© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel