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Messund Prüftechnik Elektronik 0 1-02 2024 kleinen Bandlücke zu niedrig Die verfügbare Leistung im THz-Bereich liegt immer noch deutlich unter der in anderen Spektralbereichen Ähnlich verhält es sich mit der Signalerfassung wo eine solche Lücke die Nutzung dieses zwei Zehnerpotenzen umfassenden Spektrums für unsere spektral überlastete Welt erschwert Zur Erzeugung von THz-Strahlung gibt es drei Hauptansätze klassische Elek - tronik direkte THz-Erzeugung mit Hilfe von Quantenkaskadenlasern und indirekte Erzeugung mittels Optoelektronik Bild 2 zeigt THz-Strahlungsquellen im Grenzbereich zwischen Elektronik und Photonik Im Folgenden werfen wir einen genaueren Blick auf den technischen Stand dieser drei Konzepte Aufwärtskonvertierung elektronische Erzeugung und Analyse von THz-Wellen Der »klassische« Ansatz wurde mit den Jahren erheblich weiterentwickelt Die verfügbare Technik ist äußerst kompakt und kann bei Raumtemperatur betrieben werden Allerdings stößt die klassische Elektronik hinsichtlich Bandbreite und Effizienz an ihre Grenzen Schwerer noch wiegt dass elektronische Quellen bei THz-Frequenzen ineffizient werden und nur begrenzte Frequenzabstimmungsmöglichkeiten bieten Zur Unterstützung der zahlreichen 6G-Forschungsaktivitäten wie etwa der Forschung in der Halbleiterindustrie zur Charakterisierung von Bauelementen und Schaltkreisen im Millimeterwellenund THz-Bereich sind bereits HF-Messgeräte von Anbietern wie Rohde Schwarz erhältlich Ein bedeutender Forschungsschwerpunkt liegt auf dem D-Band-Spektrum von 110 GHz bis 170 GHz Zu den Lösungen die heute für die Sub-THzund THz-Forschung verfügbar sind gehören Vektornetzwerkanalysatoren für die Bauelementcharakterisierung mit Frequenzumsetzern bis 1 1 THz Die Unterstützung eines erweiterten Frequenzbereichs für Si - gnalund Spektrumanalysatoren wird über externe Harmonischen-Mischer für das D-Band und andere Frequenzbänder bis 500 GHz ermöglicht Bei Signalgeneratoren sind erweiterte Frequenzbereiche mithilfe von Frequenz - vervielfachern bis 170 GHz realisierbar Die Signalerzeugung und -analyse im D-Band-Spektrum ist mit Sendeund Empfangsumsetzern möglich Mittels Absorberkammern können Messungen der Antennenstrahlungsleistung im D-Band durchgeführt werden Vektornetzwerkanalysatoren für hochgenaue THz-Messungen Messungen bei Frequenzen von mehreren GHz bis 67 GHz zählen zwar zum Standardrepertoire von Netzwerkanalysatoren Tests im Millimeterwellenund Terahertz-Bereich stellen aber höhere Anforderungen da hierfür externe Frequenzkonverter benötigt werden die beispielsweise wie im Fall des R S ZC1100 bis 1 1 THz abdecken können Solche Frequenzkonverter mischen die Stimulussignale nach oben und die Antwortsignale nach unten um Bauelemente zu charakterisieren die bei THz-Frequenzen arbeiten Bild 3 Die Charakterisierung aktiver Komponenten im linearen und nichtlinearen Bereich erfordert eine definierte Eingangsleistung an der Tastspitze Da eine Pegelkalibrierung auf Waferebene nicht direkt durchführbar ist wird der Pegel am Hohlleiterausgang kalibriert und der Verlust in zusätzlichen Hohlleitern 1-mm-Kabeln oder der Messspitze im Kalibiervorgang berücksichtigt Für Pegel-Sweeps und Kompressionspunktmessungen verfügt der R S ZNA über eine integrierte Kalibrierroutine die Nichtlinearitäten von Millimeterwellenkonvertern für maximale Messdynamik und Repro-Bild 3 Mit dem Vektornetzwerkanalysator R S ZNA lassen sich Messungen im Terahertz THz -Bereich unter Einsatz von Millimeterwellenkonvertern ebenso komfortabel konfigurieren wie in niedrigeren Frequenzbereichen links Das integrierte Sondensystem MPI TS150-THz mit Mikroskop ist mit dem R S ZNA für Messungen auf Wafer-Ebene bis 330 GHz konfiguriert Hohlleitersonden von GGB Industries sind direkt am Ausgang der Millimeterwellen - konverter R S ZC330 montiert rechts Stimmen Sie für uns ab www elektronik de PdJ24 Bild Roh de Sch w ar z