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2-2012

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HF-Praxis 2/2012

Titelstory Bild 2:

Titelstory Bild 2: Grafische Darstellung auf der Zeitachse Bild 4: Statistische Verteilung der Leitungspegel PAPR peak-to-average ratio (Verhältnis Spitze/Mittelwert) CCDF complementary cumulative distribution function (komplementäre kumulative Verteilungsfunktion) CDF cumulative distribution function (kumulative Verteilungsfunktion) PDF probability density function (Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion) nicht idealer Signalform herrühren. Die „Peak Power“ Lösung CW-Diodensensoren sind mit schnellen Amplitudenänderungen überfordert, obwohl sie im quadratischen Kennlinienbereich exakte Messungen eines CW-Signals erlauben. Das Ergebnis wird fehlerhaft sein, wenn die Leistungsspitzen jenseits des quadratischen Bereiches liegen. Auf Kosten der Empfindlichkeit bei niedrigen Pegeln kann man solche Sensoren auf Geschwindigkeit optimieren. Bild 3: Auswirkung limitierter Video bandbreite Sensoren für Peak-Power verwenden eine Last mit niedriger Impedanz über der Glättungskapazität, um eine schnelle Entladung nach der Leistungsspitze zu garantieren. Zusammen mit kleinen Glättungskapazitäten erreicht man so Videobandbreiten im Bereich von einigen zehn Megahertz und Anstiegszeiten im Bereich von zehn Nanosekunden. Der Begriff Videobandbreite soll hier den Frequenzbereich der Hüllkurvenänderung beschreiben bzw. nur die AM- Komponenten der Modulation. Leistungssensoren sind nicht empfindlich für Frequenz- oder Phasenänderungen von CW- Signalen. Obwohl der Ausgang des Sensors der Hüllkurve folgt, ist die Übertragungsfunktion nicht linear. Das Sensorausgangssignal ist im Bereich höherer Signalpegel proportional zur HF-Spannung und bei geringen Pegeln proportional zu dem Quadrat der HF-Spannung. Deshalb wird das Ausgangssignal des Sensors abgetastet und die Abtastwerte vor der Integration oder Mittelwertbildung linearitätskorrigiert. So kann Mittelwert und Spitzenleistung bestimmt werden, auch wenn das Signal an der Detektordiode nicht im quadratischen Bereich bleibt. Darüber hinaus kann eine große Anzahl von Abtastwerten zu statistischen Zwecken ausgewertet und zu einer grafischen Darstellung auf der Zeitachse verwendet werden, ähnlich wie bei einem Oszilloskop (Bild 2). Schnelle digitale Signalerfassung und -verarbeitung hat es ermöglicht, Spitzenleistung und Mittelwerte von HF-Signalen präzise zu messen, wobei der Dynamikbereich und die Modulationsbandbreite die limitierenden Faktoren darstellen. Dabei ist keine Kenntnis der Modulationsart oder des Signals selber erforderlich. Ein Boonton Peak Powermeter, wie z.B. die Modellreihe 4500 misst immer genau: CW-Signale, gepulste Signale oder moderne Signale mit digitaler Modulation. Der Peak Powermeter vermag mehr, als man auf den ersten Blick vermuten möchte. Es ist nicht nur der Spitzenwert eines modulierten Signals verfügbar, sondern auch der momentane Leistungspegel zu buchstäblich jedem Zeitpunkt und der Mittelwert über ein beliebiges Zeitintervall. Ein Peak Powermeter erfasst alle amplituden- 8 hf-praxis 2/2012

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