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01-02 2024 Elektronik 15 Messund Prüftechnik duzierbarkeit kompensiert Messungen die an aktiven Komponenten üblicherweise bei niedrigeren Frequenzen durchgeführt werden lassen sich mit dem R S ZNA unter Einsatz von systemintegrierten Millimeterwellenkonvertern ebenso komfortabel bei hohen Frequenzen mit metrologischer Präzision durchführen [2] Breitbandsignalerzeugung und -analyse im D-Band Einer der Schwerpunkte der 6G-Forschung liegt auf dem D-Band 110 bis 170 GHz weil dieser Frequenzbereich wesentlich größere Bandbreiten von mehreren GHz in Aussicht stellt die extrem hohe Datenraten versprechen Bild 4 zeigt einen typischen Testund Messaufbau zur Signalerzeugung und -analyse zur Unterstützung der Forschung an Komponenten und Transceivern in diesem Frequenzbereich Dabei wird das Sende-Frontend R S FE170ST eingesetzt das die modulierten Signale z Bpotenzielle 6G-Signalformen vom Vektorsignalgenerator R S SMW200A in den Frequenzbereich von 110 bis 170 GHz hochkonvertiert Als Gegenstück dient das Empfangs-Frontend R S FE170SR das die Signale herunterkonvertiert und die Zwischenfrequenz ZF an den Signalund Spektrumanalysator R S FSW übermittelt Das demodulierte Signal zeigt eine hervorragende EVM-Performance die das extrem niedrige Phasenrauschen des erzeugten Signals unterstreicht Messungen der Antennenstrahlungsleistung im D-Band Bei 5G wurden im Zusammenhang mit der Entwicklung von Overthe-Air OTA -Testkonzepten erstmals Millimeterwellenfrequenzen für die Mobilfunkkommunikation eingesetzt Das ist darauf zurückzuführen dass große und stark miniaturisierte Antennenarrays für leitungsgebundene Messungen nicht mehr zugänglich sind [3] OTA-Antennentestkonzepte können auf das D-Band und darüber hinaus erweitert werden um die THz-Kommunikation und -Sensorik zu untersuchen Zu - künftige Geräte werden noch höher integrierte aktive Antennensysteme für ultramassive MIMO-Multiple Input Multiple Output und Sensorikanwendungen enthalten Da die 6G-Forschung den Fokus auf Frequenzen über 100 GHz legt sind nicht nur neue Breitbandantennenkonzepte mit hoher Verstärkung erforderlich sondern auch Fortschritte bei den angewandten Antennenmessverfahren Der Übergang von den früheren Sub-6-GHz-Mobilfunkdiensten zum Frequenzbereich 2 FR2 von 5G NR stellte bereits einen bedeutenden technologischen Sprung dar Da der Pfadverlust mit dem Quadrat der Frequenz zunimmt wurden Antennen mit höherem Gewinn und elektronischen Strahlschwenkfähigkeiten sowohl in Endgeräten als auch in der Netzinfrastruktur eingeführt um eine angemessene Qualität der Funkverbindungen sicherzustellen Aufgrund des drastischen Anstiegs der Komplexität integrierter Schaltkreise mit der Frequenz ist die Zielsetzung der meisten aktuellen Entwicklungsanstrengungen ein neuer inkrementeller Schritt im Hohlleiter-D-Band 110 bis 170 GHz und G-Band 140 bis 220 GHz Eine sphärische Abtastlösung zur Messung der Strahlungsleistung im D-Band mit beispiellosem Dynamikbereich lässt sich in der Absorberkammer R S ATS1000 realisieren Die Lösung nutzt ein neues Sondendesign mit direkter Abwärtskonvertierung das einen Dynamikbereich von mehr als 50 dB bei 170 GHz ermöglicht Die R S ATS1000 vereinfacht die Testanforderungen da für die Messung des Amplitudengangs und kohärenten Phasengangs eines Messobjekts im Frequenzbereich von 110 GHz bis 170 GHz keine mechanischen Änderungen oder zusätzliche HF-Verkabelung erforderlich sind Bild 5 Messaufbau mit einem kompakten sphärischen Abtastsystem mit frequenzkonvertierender Sonde und Prüfling am Azimutpol Blockdiagramm der frequenzkonvertierenden Sonde im Bild innerhalb des Rahmens zu sehen Bild Rohde Schwarz Bild 4 Testaufbau für Signalerzeugung und -analyse im D-Band 110 GHz bis 170 GHz mit R S FE170ST Frontend Sender und R S FE170SR Frontend Empfänger Bild Rohde Schwarz