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3-2022

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Fachzeitschrift für Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik

Messtechnik Sivers

Messtechnik Sivers Semiconductors und Rohde & Schwarz kooperieren bei 5G-HF-Transceiver-Tests Während weltweit 5G-Netze den kommerziellen Betrieb aufnehmen, geht die Entwicklung des 5G-NR-Standards weiter. Mit Release 17 wird 3GPP die Frequenzunterstützung der 5G-NR- Millimeterwellenbänder auf das unlizenzierte Spektrum bis 71 GHz ausweiten, ein Frequenzband, das traditionell von nichtzellularen Standards wie IEEE 802.11ad und 11ay genutzt wird. Um die neuen messtechnischen Herausforderungen im Zusammenhang mit dieser Bandbreitenerweiterung zu bewältigen und die Performance der neusten Generation von HF-Transceiver-Chipsätzen zu bewerten, haben sich Rohde & Schwarz und Sivers Semiconductors zum Testen von HF-Transceivern für 5G NR bis 71 GHz zusammengetan. Mit Release 17 wird 3GPP die Frequenzunterstützung für den 5G-NR-Standard bis Mitte 2022 auf 71 GHz erweitern. Diese Erweiterung erfordert eine Anpassung der Bitübertragungsschicht, insbesondere zwei neue Unterträgerabstände (480 und 960 kHz) sowie die Unterstützung größerer Signalbandbreiten von bis zu 2 GHz. Die Unterstützung des neuen Frequenzbandes stellt HF-Transceiver- Hersteller, die bereits zellulare Anwendungen adressieren, vor neue Herausforderungen. Sie bietet aber auch Chancen für diejenigen, die sich bisher auf die Entwicklung und Herstellung von Transceiver-Chipsätzen für nichtzellulare IEEE-Standards, die diese Millimeterwellenbänder nutzen, spezialisiert hatten. Rohde & Schwarz und Sivers Semiconductors, ein führendes, international anerkanntes Technologieunternehmen, das Chips und integrierte Module fertigt, haben gemeinsam die Performance der neusten Generation von HF-Transceiver-Chipsätzen, die bisher die Standards IEEE 802.11ad und 802.11ay unterstützten, mit 5G-NR-Signalen bis 71 GHz getestet. Für die gemeinsamen Tests stellte Sivers Semiconductors ein Evaluierungskit als Prüfling zur Verfügung, das auf dem hochmodernen RFIC-Chip (Radio Frequency Integrated Circuit) TRXBF01 und dem HF-Antennenmodul BFM06010 basiert. Der RFIC-Chip unterstützt IEEE 802.11ad/ay Signale bis 64QAM über den gesamten Frequenzbereich von 57 bis 71 GHz. Der Testaufbau bestand aus dem R&S SMW200A Vektorsignalgenerator, der dank einer neuen Frequenzoption Frequenzen bis 67 GHz – im Overrange-Modus sogar 72 GHz – unterstützt, und dem R&S FSW85 Signal- und Spektrumanalysator, der als weltweit einziger über eine integrierte Signalanalysebandbreite von bis zu 8,3 GHz verfügt und HF-Frequenzen bis 90 GHz unterstützt. Die auf dem CATR- Antennenkompaktmessverfahren basierende R&S ATS1800C 5G NR-Millimeterwellen-Messkammer vervollständigte den Aufbau für Over-the-Air Tests. Zur Validierung der Sender-Performance des Prüflings liefert der R&S SMW200A ein differenzielles analoges IQ Basisband-Signal an den Prüfling, der die IQ-Modulation des Signals und die Aufwärtsmischung auf die gewünschte HF-Frequenz durchführt. Das erzeugte Signal entspricht Release 17 des 5G NR 3GPP-Standards und verwendet einen Unterträgerabstand von 960 kHz sowie eine Modulationsbandbreite von 2 GHz. Der Prüfling fokussiert seinen Sendestrahl, der von 16 einzeln ansteuerbaren Antennenelementen erzeugt wird, in der Hauptstrahlrichtung auf den CATR-Reflektor der R&S ATS1800C. Dieser bündelt das Signal für die Feed-Antenne und führt es dem Eingang des R&S FSW85 zu zwecks vollständig 3GPP-konformer Signalanalyse. Empfänger-Performance Um die Empfänger-Performance des Prüflings zu testen, erzeugt der R&S SMW200A das 5G-NR-HF-Signal bei 64 GHz (FR2-2), während er mit der Feed-Antenne der R&S ATS1800C verbunden ist. Die Feed-Antenne richtet das Signal auf den CATR-Reflektor, der Fernfeldbedingungen innerhalb einer hochwertigen Quiet Zone (QZ) mit einem Durchmesser von 30 cm schafft. Der integrierte Positionierer ermöglicht wiederholbare HF-Messungen des Prüflings in der QZ. Der Chipsatz von Sivers Semiconductors konvertiert das empfangene Signal ins Basisband, das mit einem R&S RTP Oszilloskop erfasst und mithilfe der R&S VSE Vector Signal Explorer Software oder dem R&S FSW Signal- und Spektrumanalysator zur individuellen Signalanalyse verarbeitet wird. Erik Öjefors, Chief Technology Officer der Wireless Business Unit von Sivers Semiconductors, erläutert: „Das Projekt war eine gute Gelegenheit für Sivers Semiconductors, unsere weltweit führende Millimeterwellentechnik ein weiteres Mal unter Beweis zu stellen. Gemeinsam mit Rohde & Schwarz konnten wir zeigen, dass dank der hohen Leistungsfähigkeit unserer Millimeterwellen-Transceiver-RFICs die Grundlagen für künftige NR-U-Netze im 60-GHz-Band auf Grundlage des kommenden 3GPP-Release-17-Standards gelegt sind. Der frühe Zugang zu Messtechniklösungen, die sich für neue und kommende Standards wie 5G NR im 60-GHz- Band eignen, untermauert unseren Anspruch auf Technologieführerschaft.“ Andreas Pauly, Leiter des Geschäftsbereichs Messtechnik bei Rohde & Schwarz, kommentiert: „Gemeinsam mit Sivers Semiconductors haben wir einen weiteren Meilenstein für die Mobilfunkindustrie gesetzt. Mit unseren innovativen Messtechniklösungen verifizieren wir neue Funktionalitäten des 5G-New-Radio-Standards und unterstreichen damit unser Engagement für unsere Partner und Kunden. Dadurch ermöglichen wir ihnen die Entwicklung modernster Technologien, die neue 5G-Anwendungsfälle für Verbraucher und Unternehmen Realität werden lassen.“ Weitere Informationen zur neuen Frequenzoption des R&S SMW200A finden sich unter www.rohde-schwarz. com/promo-smw200a. Dort ist unter Use Case #5 ein Video zur gemeinsamen Testkampagne mit Sivers Semiconductors verfügbar. ■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG www.rohde-schwarz.com 42 hf-praxis 3/2022

Messtechnik Tragbare Allrounder-Spektrumanalysatoren mit neuen Frequenzbereichen Neue Analysator-Grundmodelle für den tragbaren R&S FPL1000 machen jetzt die Spektrum- und Signalanalyse mit bis zu 26,5 GHz möglich. Die Geräte kombinieren die Funktionalität eines Tischgeräts mit der Leichtigkeit eines Handheld-Geräts und verfügen über intuitive Funktionen, die Hochleistungsmessungen unterwegs schnell und einfach machen. Zu den bestehenden R&S FPL1000-Modellen sind zwei neue hinzugekommen, die einen Bereich von 5 kHz bis 14 bzw. 26,5 GHz abdecken. Mit dem R&S FPL1000 steht ein einziges Messgerät für allgemeine Anwendungen und verschiedene Arten von Messaufgaben zur Verfügung. Er kann Signale mit einer Bandbreite von 40 MHz analysieren und ist das einzige batteriebetriebene Gerät dieser Klasse, das über einen internen Generator bis 7,5 GHz verfügt. Der R&S FPL1000 ist das Allround-Gerät für spektrale Messungen, hochgenaue Leistungsmessungen mit Leistungsmessköpfen sowie für die Analyse analog und digital modulierter Signale. Schon in der Grundausstattung ermöglicht er schnelle und intuitive Messungen. Dies beinhaltet Spektrumanalyse mit Messfunktionen wie Kanalleistung, ACLR, Signal/Rausch-Verhältnis, Nebenaussendungen, Klirrfaktor, Intercept-Punkt dritter Ordnung und AM-Modulationstiefe. Zu den weiteren Funktionen gehören statistische ADP- und CCDF- Analysen sowie vielseitige Markerfunktionen. Für die Analyse analog und digital modulierter Signale stehen ebenfalls Messanwendungen zur Verfügung. Die Option R&S FPL1-K7 verwandelt den R&S FPL1000 in einen analogen Modulationsanalysator für amplituden-, frequenz- und phasenmodulierte Signale. Der I/Q-Analysator des Grundgeräts unterstützt die Darstellung von Betrag und Phase von I und Q innerhalb der Analysebandbreite. Die I/Q-Daten können zur weiteren Analyse mit Drittanbieter-Software exportiert werden. Die Option EMI Application R&S FPL1-K54 unterstützt EMI-Messungen zur Diagnose von HF-Störungen. Mit der Option R&S FPL1-K70 Vektorsignalanalyse lassen sich auch digital modulierte Einträgersignale charakterisieren. Zusätzliche Optionen für die Multimodulationsanalyse und BER-Messung von PRBS- Daten sind verfügbar. Die R&S FPL1000-Serie bietet eine zuverlässige HF-Leistung: Das typische Phasenrauschen liegt bei -108 dBc bei 10 kHz Offset (1-GHz-Träger); mit dem optionalen Vorverstärker ergibt sich eine Eigenrauschanzeige (DANL) von -163 dBm. Die Performance, Erschwinglichkeit und einfache Bedienbarkeit machen den R&S FPL1000 zum nahezu idealen Gerät für den Einsatz im Labor, bei der Überwachung von Satellitenbodenstationen und Kommunikationsverbindungen, in der Ausbildung, in Testhäusern, in der Produktion und beim Service. ■ Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG www.rohde-schwarz.com ccelerate test with SDG7000A Arbiträr Signal Generator 350 MHz/500 MHz/1GHz 2 single-ended/differentielle Kanäle 16 digitale Kanäle (opt.) Analoge-/digitale Modulation www.siglenteu.com hf-praxis 3/2022 43 43

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