Messtechnikhersteller Keysight Technologies stellt mit seiner Fieldfox genannten Serie mobile Spektrum- und Vektor-Netzwerk-Analysatoren für routinemäßige Wartungs- und Instandsetzungsarbeiten zur Verfügung. Diese Familie hat nun Zuwachs durch sechs neue Geräten bekommen, die einen Frequenzbereich bis 50 GHz sowie einen optionalen Trackinggenerator, der ebenfalls den Frequenzbereich bis 50 GHz abdeckt, bieten. Die absolute Amplitudengenauigkeit der Instrumente liegt nach Angaben des Herstellers bei 0,5 dB. Entworfen sind sie entsprechend den MIL-Standards, so dass man sie sowohl in feucht-nassen als auch in staubigen Umgebungen einsetzen kann. Der integrierte Akku sorgt für eine Anwendungsdauer von 3,5 Stunden und lässt sich leicht auswechseln. Ein weiteres wichtiges Merkmal der Geräte ist Flexibilität: So lässt sich die Funktionalität nachträglich durch integrierbare Zusatzoptionen erweitern, so dass man sie an spätere Messanforderungen anpassen kann.
Auswählen kann der Anwender zwischen folgenden Grundmodellen:
HF- und Mikrowellen-Analysator (Combination Analyzer), optional ausstattbar als Spektrumanalysator, Vektor-Netzwerkanalysator, Leistungsmessgerät und mit Messmöglichkeiten zur Analyse von gepulsten HF-Signalen (Radar); Combination Analyzer bedeutet: Kabel- und Antennen-Analysator + Vektor-Netzwerkanalysator + Spektrumanalysator.
Mikrowellen-Vektor-Netzwerkanalysator mit den ent-
sprechenden Optionen als HF-Leistungsmessgerät und mit Messmöglichkeiten zur Analyse von gepulsten HF-
Signalen.Spektrumanalysator mit den optionalen Erweiterungen für HF-Leistungsmessgerät und zur Analyse von gepulsten HF-Signalen.
Die einzelnen Modelle der Fieldfox-Serie sind in vielen Bereichen einsetzbar, zum Beispiel bei Tests und Analysen im Feld, wie GSM-Anlagen, Richtfunkstrecken, Antennen-Vermessungen, Feststellen der Empfangsverhältnisse oder Radar-Anwendungen. Die Geräte lassen sich via Remote Control programmieren. USB-Anschlüsse, an denen sich eine externe Tastatur und Maus anschließen lassen, erleichtern die Eingabe von Messparametern. Sollten zusätzliche Messgeräte angeschlossen werden müssen, wie etwa Vorverstärker, so können diese über den externen DC-Spannungsausgang mit Strom versorgt werden. Damit man eine Messung mit einem exakten Ortsstempel versehen kann, ist optional auch ein GPS-Empfänger verfügbar.
Kabel- und Antennen-Analysator
Die grundlegenden Messungen, die hier durchgeführt werden können, sind Entfernung zum Fehler und Reflexionsdämpfung, Kabeldämpfung, Einfügungsdämpfung und Reflexionsmessungen im Zeitbereich sowie integrierte Kalibrierung bis 18 GHz für einfache Messungen im Feld, ohne zusätzliches externes Kalibrations-Kit.
Etwa 60 Prozent der Fehler in Mikrowellen-Systemen lassen sich auf defekte oder verlustbehaftete Kabel, Steckverbindungen und Antennen zurückführen. Durch diese fehlerhaften Zuleitungen werden Verbindungen getrennt oder die Signalpegel deutlich geschwächt. Auch durch Reflexionen und Fehlanpassungen kann eine Signalübertragung unterbunden beziehungsweise deutlich geschwächt werden. Mit den Fieldfox-Analysatoren lassen sich derartige Fehler schnell auffinden und schon vor Inbetriebnahme durch Überprüfung der Verbindungsqualitäten verhindern. Die Reflexionsdämpfung oder das Stehwellenverhältnis sind ebenfalls viel genutzte Qualitätsparameter für den Test einer Mikrowellenverbindung für Kabel und Antennen. Diese Messungen geben Aufschluss über die Leistungsübertragung vom Sender zur entfernt installierten Antenne. Die Fehlerdistanzmessung zeigt die Art und den Ort möglicher Fehler beziehungsweise Fehlanpassungen auf. Typische Fehler sind dabei zum Beispiel ein Kurzschluss, offene Leitungen etwa durch Bruch oder Wassereintritt. Derartige Fehler treten dabei häufig durch Abknicken, Kabelzugbelastung oder poröse Kabel auf. Ergänzend zu diesen beiden Messungen verfügt der Fieldfox noch über eine Time-Domain-Reflexion(TDR)-Messfunktion, durch die sich die Impedanzänderungen entlang eines Kabels bestimmen lassen. Kabelsegmente unterschiedlicher Impedanzen oder schlechte Kabelübergänge lassen sich damit erkennen.
Spektrumanalysator
Mit dem Fieldfox kann man nicht nur Messungen bei Installation und Abnahmeprüfungen machen, sondern auch Wartungsmessungen durchführen. Dabei ist es egal, ob die Anwendung im Bereich der Kommunikation im Mikrowellenbereich, bei Radaranwendungen, in der Satellitenkommunikation oder bei kommerzieller Mikrowellenbackhaul-Kommunikation liegt. Auch die Überprüfung der Übertragungscharakteristik und des Übertragungsbandes auf sehr kleine Signalstörungen im Feld sind dabei wichtig. Mit den neuen Geräten lässt sich dies einfach erreichen, denn der Third-Order-Interferenz-
(TOI)-Punkt für den Dynamikbereich liegt bei über +15 dBm und das Phasenrauschen bei -111 dBc bei 10 kHz.
Auch Radar- oder Satelliten-Impulse lassen sich mit dem Spektrumanalysator durch die Time-Gating-Funktion verifizieren. Die Pulse können sowohl im Frequenzbereich als auch im Zeitbereich gefunden und dargestellt werden. Realisiert wird dieses durch eine gegatete Fast-Fourier-Transformation. Für die Breitbandanalyse bietet der Fieldfox optional auch einen HF-Ausgang von 25 MHz für einen externen Mischer. Die Interferenzanalyse zur Beurteilung der Übertragungsverbindung lässt sich intern und extern sowie für den Uplink und den Downlink bestimmen. Die Darstellung über ein Spektrogramm (Wasserfalldarstellung) gibt sehr schnell Aufschluss über intermittierende Signale.
Integriert ist eine vom Spektrum-Analysator unabhängige HF-Quelle, die man auf eine Frequenz über den gesamten Bandbreitenbereich von 50 GHz einstellen kann. Sie wird zum Beispiel dazu genutzt ein Test-Signal zu generieren, um damit die Reichweite, Antennenisolation, Antennenausrichtung, die Effektivität einer Abschirmung oder die Wirksamkeit eines Moduls zur Erzeugung eines Frequenzoffsets zu testen.
Vektor-Netzwerkanalysator
Konfigurierbar sind die Fieldfox-Modelle für die Messung der S11- und S21-Parameter mit der Vektor-Netzwerk-Analysator(VNA)-Transmissions-/Reflexionsanalyse oder unter der 2-Tor-Nutzung für den kompletten S-Parametersatz. Mit der 2-Tormessung erreicht man auch die höchste Genauigkeit. Für die Kalibrierung des Netzwerkanalysators werden dieselben Routinen und Kalibrierstandards verwendet wie bei der ENA-Serie des Herstellers. Die Fieldfox-Geräte bieten konsistente Messungen zu der Benchtop-VNA-Serie. Mit der Zeitbereichsoption (Time-Domain-Option) wird die inverse Fourier-Transformation der Frequenzbereichsdaten durchgeführt. Damit lassen sich dann die Reflexions- und Transmission-koeffizienten im Zeitbereich darstellen, wodurch man Aussagen zu Impedanzänderungen und Fehlabschlüssen treffen kann. Mit der entsprechenden Time-Gating-Funktion lassen sich zusätzlich unerwünschte Fehlanpassungen und Kabel-Inhomogenitäten ausblenden und die Ergebnisse – im Zeitbereich oder im Frequenzbereich – auf dem Display darstellen.
Vektor-Voltmeter und Leistungsmesser
Mit dem Vektor-Voltmeter lassen sich die Phasenänderung und die „elektrische Länge“ eines Bauteils vermessen. Es bietet ferner Verhältnisbildung von zwei Messpfaden an wie Kanal A/B oder B/A. Damit lassen sich die Amplituden- und Phasenunterschiede von mehreren Signalpfaden von Antennen-Arrays oder Phasen-Arrays ausmessen.
Das integrierte HF-Leistungsmessgerät macht Folgendes möglich:
Die Leistungsparameter eines Signals beziehungsweise eines definierten Frequenzbandes messen, ohne dass man einen externen Leistungsmesskopf anschließen muss.
Die Anzeige erfolgt wahlweise analog oder digital.
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Die Genauigkeit beträgt ±0,5 dB.
Durch die InstAlign-Funktion werden Messumgebungseinflüsse wie Umgebungs-Temperatur-Änderung automatisch vom FieldFox ausgeglichen, ohne dass der Anwender die sich ändernden Werte eingeben muss.
Optional lassen sich auch USB-Leistungsmessköpfe anschließen etwa für CW-Leistungsmessungen einer Frequenz oder für eine Leistungsmessung bei durchge-
wobbeltem Frequenzbereichen oder Frequenz-Offset-Messungen für Converter Tests. Mit einem USB-Spitzenwert-Leistungsmesssensor lassen sich auch die Puls-Leistungs-Parameter aufnehmen wie beispielsweise Spitzenleistung, Durchschnittsleistung und das Verhältnis Spitzenleistung zu Durchschnittsleistung eines HF-Pulses. Darüber hinaus ist eine Charakterisierung der Pulsprofile möglich.
Extended-Range-Transmission-Analyse
Müssen große Kabellängen entweder bei der Abnahme oder zu Wartungszwecken gemessen werden, zum Beispiel auf Schiffen und Kabeltrommeln oder in Flugzeugen, kommt die ERTA-Messung (Extended Range Transmission Analysis,
ERTA) zum Tragen. Durch das zu vermessende Kabel sind zwei Fieldfox-Geräte miteinander verbunden. Dabei dient ein Gerät als Quelle, das andere als Empfänger. Damit lassen sich mit einer Dynamik von 108 dB bei 6 GHz oder 77 dB bei 26,5 GHz entsprechende Kabellängen messen und auf eventuelle Kabeldefekte oder Impedanzveränderungen durch Quetschungen ermitteln. Mit InstAlign sind Kabelverlust-Messungen bis auf eine Genauigkeit von ±0,7 dB möglich.
