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1-2019

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Titelstory Parameter

Titelstory Parameter Definition Relevance Frequency Response Instantaneous operational frequency band Some solid-state amps will operate just outside of the band with significant power reduction (Figure 1), whereas TWTAs have much harder cutoff due to waveguide (Figure 2). Rated Output Power Power Output @ 1 dB Compression Harmonic Distortion Gain Flatness Efficiency Pulse Capabilities Mismatch Tolerance Power generated by amp at 1 mW (0 dBm) input Power generated by amp at the 1 dB compression point Amplitude of harmonic distortion produced by amp Extent to which an analog amplifier boosts a signal, usually expressed in terms of power Flatness specifies how much the amplifier‘s gain can vary over the specified frequency range. Ratio between the power of the output and total power consumption Limitations on Pulse Width, Pulse Rate and Duty Cycle Ability of an amplifier to handle un-matched loads and thus varying amounts of reflected power Important power rating for applications where there are not strict linearity requirements (MIL/DO/Automotive). ‘Rated’ power is similar to (but not necessarily) ‘Saturated’ power. Important power rating for applications where there are strict linearity requirements (IEC/EN). Can be considered the top-end of linear power. Amp saturation increases after P1dB. Shown in Figure 3 is an example of P1dB and P3dB levels. Majority of AR amps are -20 dBc @ P1dB, see Figure 4. Many test specifications require at least -6 dBc. See App Note #60. Many amplifier factors are a result of an amplifier’s gain, such as output power, size, and the power required to operate that amplifier. Gain is called S21 using S-parameter terminology. Variations in the flatness can cause distortion of signals passing through the amplifier. Although Class A amplifiers are inherently inefficient, design techniques can improve amplifier efficiency as seen by AR’s amplifiers which are smaller and require less input power than other amplifiers equivalently rated. Pulsed SSPAs and TWTAs produce higher-peak power than CW-power, but are limited in how much RF can be passed through amp. See App Note #39. In EMC applications, especially at lower frequencies, transducers (antennas/clamps etc.) can be a very poor match to 50 ohms. Field reflections/standing waves can cause significant reflected power as well. During test, it is important to continue to deliver forward power as well as protect the amp from reflected power damage. See App Note #27. Table 1: Amplifier Specification Definitions (TWTA Traveling Wave Tube Amplifier, SSPA Solid State Power Amplifier) varies by vendor and possibly by model family. Amplifier Output Requirements The input signal strength has a profound effect on the amplified output signal. It determines the operating region and thus, the degree to which the amplifier output is compressed. Ideally, an amplifier will simply amplify the input signal without adding any additional signals or artifacts. Unless operated in the extreme linear region, amplifiers will distort the input to some degree. The extent to which the amplifier affects the input signal is a function of the output compression. The higher the amplitude of the input signal, the risk of higher the output compression HIRF Test System increases. At the 1dB compression point there may be a slight flattening at the top and bottom of a CW sine wave signal. As the amplifier is driven further into saturation, additional distortion will become apparent and eventually the CW input signal will approach a square wave output. Distortion creates new unwanted signals at frequencies not present at the input of the amplifier, as observed in the frequency domain with a spectrum analyzer. The 1 dB and 3 dB compression points are shown in Figure 5. Figure 6 shows the effect of driving a TWTA amplifier into saturation. This figure shows the harmonic having only a slightly lower amplitude compared to the fundamental signal. This situation causes unnecessary problems for the test engineer. ◄ Quelle: Application Note #77 Specifying RF/Microwave Power Amplifiers for EMC Testing AR RF/Microwave Instrumentations info@arworld.us www.arworld.us 24 hf-praxis 1/2019

Wireless NVS – zwei brandneue GNSS-Empfänger Die NVS Technologies AG ist CompoTEKs Partner für GPS- und GNSS-Produkte. Die zwei aktuellsten Produkte aus dem Hause NVS sind zum einen der GNSS-Empfänger NV08C-RTK-MA, zum anderen die smarte RTK-Antenne SmartAgro SA-101 für Präzisionsanwendungen in der Landwirtschaft. NV08C-RTK-MA Zunächst ist der Empfänger NV08C-RTK-MA ein vollintegrierter Satellitennavigationsempfänger, der für präzise RTK- Positionierung und Lagebestimmung entwickelt wurde. Der Sensor unterstützt GPS, GLO- NASS (L1 & L2), SBAS und Galileo (L1) und kann mit der kombinierten Nutzung der L1- und L2-Frequenzbänder eine Genauigkeit auf dem cm-Level erreichen. Er weist zwei Modi auf, mit denen er als Basisstation oder auf einem Fahrzeug/Flugobjekt arbeiten kann. Für die Lagebestimmung (Roll-, Nick- und Gierwinkel/Heading) steht eine integrierte MEMS-IMU zur Verfügung. Eine On-board-Multipath-Filterung sowie weitere Fehlerfilter sind bereits inklusive. Der Empfänger unterstützt dabei die NMEA 0183- und RTCM 3.x-Kommunikationsprotokolle und ist in einem weiten Temperaturbereich von -40 bis +85 °C optimal einsetzbar. Bei voller Funktionalität, also RTK-Navigation inklusive L1 & L2-Heading-Bestimmung wird eine Leistung von 900 mW verbraucht. Die erreichte Sensitivität im RTK-Fall beträgt dabei -137dBm. Mit einem Formfaktor von 71 x 46 x 8,1 mm ist der vollintegrierte Sensor zudem äußerst kompakt. Der Empfänger ist optimal für Anwendungsbereiche geeignet, die platzsparende GNSS-Empfänger mit hoher Genauigkeit benötigen, allerdings auch auf einen niedrigen Leistungsbedarf angewiesen sind. Optimale Anwendungsmöglichkeiten finden sich dementsprechened beispielsweise im Baugewerbe, im Bergbau, in der Umweltüberwachung, in der Regelung und Automation, der Präzisions-Landwirtschaft, in Drohnen oder anderen UAVs sowie in der 3D-Kartografie. SmartAgro SA-101 Der SmartAgro SA-101 ist hingegen ein Einstiegs-RTK-Empfänger mit schneller CPU. Er ist für präzise Positionsbestimmungen in der Landwirtschaft entwickelt worden. Erneut wird die Verwendung als Basisstation oder auf einem Fahrzeug unterstützt. Der SA-101 ermöglicht die Steuerung von unter anderem Traktor-Autopiloten und Sämaschinen sowie Bewässerungsanlagen. Neben einer RTK- Positionsbestimmung über GPS/ GLONASS/SBAS (L1) stehen zahlreiche Kommunikationsmöglichkeiten zur Verfügung: Es werden GSM, LoRa, Wi-Fi und Bluetooth unterstützt, USB, RS-232 sowie RS-485 stellen die vorhandenen Schnittstellen dar. Auch hier ist zusätzlich zum GNSS-System eine IMU verfügbar, um eine genaue Lagebestimmung zu ermöglichen. Die Sensitivität beträgt im RTK-Modus ebenso -137 dBm, der erlaubte Temperaturbereich reicht von -20 bis +65 °C. Mithilfe eines Magnet-Kits stellt die Erstinstallation des 165 x 65 mm großen Moduls keinerlei Probleme dar. ■ CompoTEK GmbH www.compotek.de HF-Signale verlustfrei übertragen – jetzt mit erweitertem Frequenzbereich Die optischen Übertragungssysteme von Telemeter Electronic werden benötigt, wenn HF-Signale mit wenigen Verlusten über größere Strecken übertragen werden sollen. Die neuen Geräte bieten nun einen erweiterten Frequenzbereich von 100 MHz bis 18 GHz. Außerdem hat der Kunde die Wahl zwischen einer ein- oder zweikanaligen Ausführung, einem Tx- Modul inklusive integriertem Akku und dem Rx-Modul im 19-Zoll-Rack-Design. ■ Telemeter Electronic GmbH www.telemeter.info hf-praxis 1/2019 25

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