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8-2018

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Titelstory Bild 3:

Titelstory Bild 3: Blockaufbau des Setups zur Durchführung skalarer Tests im Frequenzbereich 24 bis 28 GHz mit einem 6-GHz-Spektrumanalysator für diesen Zweck eignen. Der Up-/Down-Konverter ist völlig unabhängig vom VNA-System, und die meisten der VNA-Funktionen sind somit weiterhin vollkommen transparent. Der Anwender kann die Eingangsleistung frei einstellen, Leistungsänderungen schnell und einfach vornehmen, linear oder logarithmisch bestimmte Segmente abfahren, immer mit der Annahme, dass alle Frequenzen, die an dem DUT erscheinen, das Vierfache der Werte auf VNA-Ebene ausmachen. Der Gesamtverlust für das Signal durch den Konverter sollte unter 23 dB liegen, und dies dürfte für die meisten VNAs kein Problem darstellen. VNA-Setups mit Up-/Down- Umsetzung gemäß Bild 3 und 4 kann besonders nützlich und sinnvoll bei einer High-Volume- Pass/Fail-Produktion sein, wo die Notwendigkeit der Messung und Prüfung von HF-Komponenten oft an oder über die Grenzen des verfügbaren Budgets führt. Die hier vorgeschlagenen Testsetups bestehen aus verschiedenen Kombinationen von koaxialen Verstärkern, Splittern und Kopplern, MMIC-Mischern und Multiplizierern sowie reflexionsfreien Filtern, montiert auf mit Anschlüssen versehenen Testboards. Daher wird eine Reihe Bild 5: Adapter NM-NM50+ Bild 6: Adapter SM-SM50+ Bild 7: Adapter KM-KM50+ von Adaptern und Kabeln zur Verbindung untereinander (interconnection) benötigt sowie auch zu Verbindung mit dem Signalgenerator und mit dem gewählten Messgerät. Will man exakt das LO-Setup gemäß Bild 1 nachvollziehen, dann sind folgende Komponenten erforderlich: • 3 Stück N-Male/SMA-Male- Adapter (NM-SM50+) Diese befinden sich zwischen Signalgenerator und erstem Multiplizierer und am Filter sowie am Verstärker in der 12-GHz- Stufe. • 3 Stück 2,92-mm-Male/2,92- mm-Male-Adapter (KM- KM50+) Mit diesen können die Komponenten der 24-GHz-Stufe verbunden werden. Mini-Circuits hat die Auswahl an Adaptern für Frequenzen bis 40 GHz erweitert und 3,5-mm-, 2,92-mm- (K) sowie 2,4-mm- Anschlüsse in allen Stecker/ Buchsen-Kombinationen vorrätig. Für mehr flexible Verbindungen stehen die Mini-Circuits-HandFlex-Kabel in verschiedenen Längen mit vielen Anschlusskonfigurationen bis 18 GHz zur Verfügung sowie 40-GHz-Ausführungen mit 2,92-mm-Anschlüssen. Die Bilder 5 bis 9 zeigen einige der Adapter und Kabel. High-Performance-Testkabel werden auch für eine gute Verbindung auf 4 GHz von der HF-Quelle und vom Analyzer zu den Mischer-IF-Ports benötigt. Mini-Circuits stellt mit den Produkten der CBL-Serie für 18 GHz Präzisions-Testkabel zur Verfügung, welche sich exzellent für diesen Zweck eignen. Die 28-GHz-Verbindung zwischen den Mischer-RF-Ports und dem DUT lässt sich mit einem Präzisionskabel aus der KBL-Serie für 40 GHz ausführen. Für eine gesteigerte Nützlichkeit und Bequemlichkeit kann Mini- Circuits Up-/Down-Konverter- Setups wie die hier vorgestellten im Kundenauftrag aufbauen und im 19-Inch-Rahmen montiert und mit Netzspannungsanschluss 40 hf-praxis 8/2018

Titelstory Bild 4: Blockaufbau des Setups zur Durchführung vektorkorrigierter Tests im Frequenzbereich 24 bis 30 GHz mit einem 6-GHz-Netzwerkanalysator liefern. Somit kann der Kunden diese Aufbauten ganz einfach in sein vorhandenes Test-Rack einbauen, ohne Zeitverlust und mögliche Unsicherheiten bei der Realisierung im Einzelnen. Die in diesen Setups verwendeten Teile sind mit Surface-Mount- Gehäusen ausgestattet, sodass Kunden solche Up-/Down- Konverter in ihre bestehenden PCB-Konzepte für Automated Test Equipment (ATE) integrieren können. Schluss Der Übergang vom Sub-6-GHz- Spektrum hoch zu den Millimeterwellen-Bändern bei kommerziellen drahtlosen Applikationen stellt eine Herausforderung für Testlabore dar, wie sie bereits bei 4G LTE und anderen existierenden drahtlosen Applikationen zu bewältigen war. Doch in noch höherem Maße kann die Anschaffung der jetzt notwendigen High-Performance-Messtechnik für 26 und 40 GHz nun den Budget-Vorstellungen und -Möglichkeiten der Unternehmen, die das Messen und Testen bei der Eroberung des 5G-Raums übernehmen wollen, zuwiderlaufen. Dieser Artikel zeigt einen Ansatz, der es Designern und Testingenieuren erlaubt, mit 6-GHz-Labor-Equipment Testobjekte zu untersuchen, die mit wesentlich höheren Frequenzen arbeiten, ohne dazu beträchtliche Investitionen vornehmen zu müssen. Die hier beschriebenen Setups sind lediglich beispielhaft, und Kunden können ähnliche Ansätze verwirklichen, um damit verschiedenen Frequenzen, HF-Leistungsniveaus oder anderen Erfordernissen ihrer spezifischen Applikation gerecht zu werden. Mini-Circuits bietet dazu ultra-breitbandige Mischer und Vervielfacher bis 40 GHz an, beide lieferbar mit Bild 8: Ein Kabel von Mini- Circuits aus der Serie 086-KM+ 40 GHz HandFlex (interconnect cable) kleinen Surface-Mount-QFN- Gehäusen und vormontiert aus anschlussfertigen Testboards, welche es nicht nur in der Theorie den Anwendern erlauben, ähnliche Setups für den Test in den 38-GHz-5G-Bändern zu entwickeln, auszubauen und erfolgreich zu nutzen. ◄ Bild 9: Ein Kabel aus der KBL- Serie 40 GHz (precision test cable) hf-praxis 8/2018 41

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© beam-Verlag Dipl.-Ing. Reinhard Birchel