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EF 2019-2020

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Beispiel für ein

Beispiel für ein schlankes Softwaredesign zur Durchführung von Kalibrierungen, Rückflussdämpfungs- und DTF-Messungen und zum Speichern von Messergebnissen Mikrowellen-Komponenten, wie etwa Kabel, Verbinder oder Antennen und auch Leiterplatten während des Designs. Dank der Kenntnisse über Amplituden- und Phasenspezifikationen eines Gerätes kann ein vollständigeres Bild des Geräteverhaltens ermittelt werden. Einer der wichtigsten Parameter eines Verstärkers ist die Verstärkung über ein bestimmtes Frequenzband hinweg. Eine unterschiedliche Phasenverschiebung bei verschiedenen Eingangsfrequenzen kann zur Instabilität des Verstärkers führen und muss daher ebenso evaluiert werden. gang größer ist, liegt am DUT Gain vor. Der Phasenanteil der Messung wird als Einfügephase bezeichnet. Für jedes aus mehreren Frequenzbausteinen zusammengesetzte Signal ist wichtig zu wissen, in welchem Maße das DUT die Form des Signals verzerrt und verändert. Durch Erkennen der Übertragungsparameter mithilfe des DUT wird die Auswahl der am besten geeigneten Komponenten erleichtert, den auftretenden Verlust und die Verzerrung während der Übertragung zu kompensieren. - Übersprechen Übersprechen ist ein unerwünschter Kopplungseffekt, der infolge eng beieinanderliegender Leiter auftritt. Es wird als relativer Prozentsatz (oder in dB) des Signals von der Ursprungslinie gemessen, der auf der relativen Opferlinie erscheint. Beispielsweise ist dies immer öfter der Fall, dass während der Phase des Designs von Digitalbaugruppen die Abmessungen von Leiterplatten kleiner werden und die Baugruppen immer enger zusammenrücken. Somit kann bei den Verbindungsleitern eine kapazitive oder induktive Kopplung vorliegen. Das analoge Messen Beispiele für mögliche Anwendungsgebiete - Übertragungsparameter Der Übertragungskoeffizient charakterisiert, wie sich das Eingangssignal ändert, während es den DUT durchläuft. Wenn die Amplitude einer übertragenen Spannung niedriger ist als die der Eingangsspannung, liegt beim DUT eine Einfügungsdämpfung vor, und wenn der Wert am Aus- Antennenmessung in einer Over-the-Air-Kammer unter Verwendung eines VNAs, der sowohl als Signalquelle und Receiver fungiert (Hinweis: Die OTA-Kammer ist optional.) 12 HF-Einkaufsführer 2019/2020

Messtechnik VNAs lassen sich auch zum Messen der Eigenschaften verschiedener dielektrischer Materialien verwenden, wie etwa zum Messen von Dielektrizitätskonstante oder Permeabilität. Dies ist unter Verwendung eines VNA, zweier Richtantennen und einer Vorrichtung für die Antennen, in die der Probenträger integriert ist. Die Probe wird in der Mitte zwischen den beiden Antennen angeordnet, und es wird ein Messdurchlauf zur Abtastung über das erforderliche Frequenzband durchgeführt. Eine Richtantenne fokussiert einen schmal gebündelten Strahl in Richtung der anderen Antenne, mit dem Ziel, die Messgenauigkeit zu maximieren. Basierend auf der Messung der Übertragungsparameter lassen sich – unter Verwendung speziell darauf zugeschnittener Software – die Materialeigenschaften berechnen. Materialmessungen mithilfe eines VNAs. Mit einem VNA sowie mit zwei Richtantennen wird eine Messung der Übertragungsparameter vorgenommen und die Software berechnet die Eigenschaften des Materials von Übersprechen kann damit im Laufe des Designs von Digitalbaugruppen überraschend hilfreich sein, indem der negative Einfluss des Messens auf das Verhalten der Leiterplatte abgemildert wird. - Fehlerentfernung (Distance to Fault) Distance to fault (DTF) ist eine Messung im Zeitbereich, anstatt der üblicherweise durchgeführten Messung im Frequenzbereich. Sie wird angewendet, um sämtliche Unregelmäßigkeiten von Antennenbaugruppen oder Kabeln zu finden, die durch Beschädigung, lose Verbindungen, Korrosion oder Alterungserscheinungen auftreten können. Um die Entfernungen zu den Unregelmäßigkeiten zu ermitteln, wird über einen festgelegten Frequenzbereich hinweg ein Messdurchlauf durchgeführt, und es werden die gesamten sich daraus ergebenden Magnitudenund Phasendaten abgespeichert. Als nächstes wird die umgekehrte Fast-Fourier-Transformation genutzt, um die Daten in den Zeitbereich umzuwandeln. Zum Schluss erhält man den Wert des reflektierten Signals an jedem Entfernungspunkt durch Multiplikation der Zeitwerte auf der X-Achse mit der spezifischen Signalausbreitungsgeschwindigkeit. Mit einer breiten Frequenzabtastung können diese Fehler mit beträchtlicher Genauigkeit lokalisiert werden. HF-Einkaufsführer 2019/2020 Kundenspezifische Anwendungen für VNA-Messungen VNAs können diversen Kundenanforderungen gerecht werden, wenn die entsprechende Steuerungs-Software verfügbar ist. Nachfolgend einige Beispiele, die die Flexibilität von VNAs und deren Potential zur Kundenanpassung veranschaulichen. - Schlanke Steuerungs- Software für DTF- Messungen Techniker im Feldeinsatz haben oftmals einen Tablet-PC zur Diagnostizierung, Steuerung oder Verwaltung von Kommunikationsanlagen bei sich. Dieser Tablet-PC lässt sich außerdem nutzen, um auf ihm eine schlanke Software laufen zu lassen, die eine Handvoll Messungen durchführen kann, wie z. B. die Distance-to-Fault-Messung. Im Gegensatz zur standardmäßigen VNA-Steuerungssoftware, bei der eher viele Funktionen und komplexe Menüs vorhanden sind, kann eine schlanke Software einige wenige Grundfunktionen abdecken, wie etwa Kalibrieren, Messen und Speichern der Messergebnisse. Mit der richtigen Software auf ihrem Tablet-PC benötigen Techniker im Feldeinsatz nur einen einfachen VNA zur Durchführung grundlegender Messungen. - Antennenmessungen Messungen der Abstrahlcharakteristik von Antennen sind ebenso möglich. Die Messanordnung besteht aus einem 2-Port-VNA, einem Lageregler, einem Positionierer, einem Steuerungs-PC und einer optionalen Over-the-Air-Kammer. Da die Messanordnung zudem einen Signalgenerator sowie einen Spektrumanalysator enthält, hat ein VNA den zusätzlichen Vorteil, dass er die Funktionen zweier Messgeräte in sich vereint. Der PC justiert Azimut und Elevation des Positionierers über seinen Controller, um die zu messende Antenne von allen Winkeln her zu messen. Dies resultiert in einer 3D-Darstellung der Abstrahlcharakteristik der Antenne. Sobald eine Position eingestellt ist, wird ein Port des VNA zur Erzeugung des Signals genutzt, welches über die zu messende Antenne abgestrahlt wird. Das abgestrahlte Signal wird anschließend von der Mess antenne empfangen und unter Nutzung des zweiten VNA-Ports bearbeitet. Dadurch werden Messungen des Antennengewinns, der Richtwirkung, der effektiven isotropen Strahlungsleistung (Effective Isotropic Radiated Power, EIRP), der Gesamtsendeleistung (Total Radiated Power, TRP) usw. ermöglicht. Die Messungen können für mehrere Frequenzen im Verlaufe einer einzigen Drehung einer zu messenden Antenne durchgeführt werden. - Materialmessungen Fazit Die Baureihe der ShockLine- VNAs von Anritsu bietet Lösungen, die einer Reihe von Größen-, Leistungs- und Kostenvorgaben gerecht werden. Dank der dazu verfügbaren Treiber lassen sich für eine Reihe einzigartiger und unkonventioneller Anforderungen kostengünstige kundenspezifische Softwarelösungen implementieren. Referenzen: [1] www.anritsu.com/en-US/ test-measurement/solutions/ en-us/distance-to-fault [2] www.anritsu.com/en-US/ test-measurement/support/ resource-center/shockline/ manufacturing [3] www.anritsu.com/en-US/ test-measurement/support/ resource-center/shockline [4] www.researchgate.net/ publication/312056838_Radiated_Power_Based_on_Wave_ Parameters_at_Millimeterwave_Frequencies_for_Integrated_Wireless_Devices [5] https://dl.cdn-anritsu.com/ en-us/test-measurement/files/ Application-Notes/Application- Note/11410-00685B.pdf [6] www.anritsu.com/en-GB/ test-measurement/video-gallery/ shockline-demo-at-IMS-2016 [7] www.anritsu.com/en-US/ test-measurement/video-gallery/ antenna-pattern-measurements [8] www.anritsu.com/en-US/ test-measurement/video-gallery/ e-band-dielectric-measurement [9] www.anritsu.com/en-US/ test-measurement/rf-microwave/ vector-network-analyzers ◄ 13

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