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Vector Network Analyzer für HF-Entwicklung Die S-Parameter präzise bis 22 GHz messen

Von Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter 2 min Lesedauer

Anbieter zum Thema

Telemeter Electronic GmbH
SAB Bröckskes GmbH & Co KG
ET System electronic GmbH

Der CMT A2202 deckt den Frequenzbereich von 100 kHz bis 22 GHz ab und verfügt über einen Dynamikbereich von 130 dB. Mit einer Messzeit von 12 µs pro Messpunkt beschleunigt der 2-Port-VNA Entwicklungsprozesse in der HF-Technik erheblich.

Der Vector Network Analyzer CMT A2202 deckt Frequenzen bis 22 GHz ab. (Bild: Telemeter)
Der Vector Network Analyzer CMT A2202 deckt Frequenzen bis 22 GHz ab.
(Bild: Telemeter)

In der Hochfrequenzentwicklung stehen Ingenieure vor wachsenden Herausforderungen: 5G-Module erfordern Messungen bis 28 GHz, PCIe Gen5 arbeitet mit Datenraten von 32 GT/s, und Radarsysteme im 24-GHz-Band verlangen präzise S-Parameter-Charakterisierung. Gleichzeitig steigt der Kostendruck, während die Entwicklungszyklen kürzer werden.

Vector Network Analyzer als Entwicklungswerkzeug

Vector Network Analyzer messen nicht nur Signalpegel, sondern erfassen komplexe Impedanzen und Phasenverläufe – essentiell für die HF-Entwicklung. S-Parameter zeigen, wie sich Komponenten bei verschiedenen Frequenzen verhalten: S11 charakterisiert die Eingangsreflexion, S21 die Vorwärtsübertragung. Diese Daten sind kritisch für Impedanzanpassung, Filterdimensionierung und Verstärkerdesign.

CMT A2202: Spezifikationen für die Praxis

Der neue A2202 von Copper Mountain deckt 100 kHz bis 22 GHz ab. Das ist ausreichend für K-Band-Anwendungen und Sub-6-GHz-5G. Mit einer Ausgangsleistung von +15 dBm lassen sich auch verlustbehaftete Messaufbauten zuverlässig charakterisieren. Der 130-dB-Dynamikbereich ermöglicht Messungen an hochselektiven Filtern oder stark dämpfenden Materialien.

Besonders praxisrelevant sind die 12 µs pro Messpunkt. Anders gesagt, ein 1.001-Punkt-Sweep erfoglt in nur 12 ms. Das beschleunigt Designiterationen vom groben Abgleich bis zur finalen Optimierung erheblich. Die Time-Domain-Funktion mit Gating isoliert Reflexionen in komplexen Aufbauten, etwa bei der On-Wafer-Charakterisierung von MMICs.

Die S2VNA-Software unterstützt Embedding/De-Embedding für Fixture-Kompensation. Das ist vor allem bei Messungen an unverpackten Dies oder in Testboards hilfreich. Pass/Fail-Tests automatisieren die Qualitätskontrolle nach vordefinierten Masken.

Integration in die Entwicklung

Python- und MATLAB-Anbindung ermöglichen automatisierte Messabläufe. Typisches Szenario: Ein Skript variiert Bias-Spannungen eines Verstärkers und dokumentiert automatisch die Gain-Compression-Kurven. Das Manufacturing Test Plug-in bindet den VNA direkt in Produktionslinien ein, vor allem für die Serienqualifizierung von HF-Modulen interessant.

Für Antennenentwickler wird der Frequenzbereich von UHF bis K-Band abgedeckt. Die schnellen Sweeps beschleunigen die Anpassung komplexer Mehrelement-Arrays. Filter-Designer profitieren vom hohen Dynamikbereich bei der Charakterisierung steiler Flanken. In der Leiterplatten-Entwicklung ermöglicht die Time-Domain-Analyse die Lokalisierung von Impedanzsprüngen in differentiellen Leitungen. (heh)

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