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Mittwoch, 19. Januar 2022
Rohde & Schwarz und FormFactor unterstützen University of Texas at Austin bei Erforschung verbesserter HF-Schalter für 5G und 6G
bodohann, 15:18h
Die University of Texas at Austin, Rohde & Schwarz und FormFactor konnten in Zusammenarbeit eine neue HF-Schaltertechnologie charakterisieren, die längere Batterielaufzeiten ermöglicht und höhere Bandbreiten und Schaltgeschwindigkeiten unterstützt.
Der R&S ZNA mit angeschlossenen R&S ZC170 Frequenzkonvertern ermöglicht S-Parametermessungen im D-Band.
Im Jahr 2020 veröffentlichte die University of Texas at Austin (UT Austin) bahnbrechende Forschungsergebnisse zu einer neuen HF-Schaltertechnologie auf Basis von hexagonalem Bornitrit (hBN). Die Technologie ist energieeffizient und ermöglicht höhere Bandbreiten und Geschwindigkeiten, was sie für 5G prädestiniert. In einem aktuellen Folgeprojekt haben Rohde & Schwarz, ein marktführender Anbieter von Messtechniklösungen für HF-Komponenten und die Mobilfunkindustrie, und FormFactor, ein führender Anbieter von Halbleitermesstechnik, die Universität bei der weiteren Forschung unterstützt. Nun wurde die HF-Schaltertechnologie in Sub-THz-Frequenzbereichen charakterisiert, insbesondere im D-Band (110 GHz bis 170 GHz), das für Anwendungen von 5G-Nachfolgetechnologien und dem zukünftigen 6G relevant ist.
HF-Schalter werden in allen Arten von Transceivern eingesetzt. Aktuelle 4G- und 5G-Smartphones wechseln beispielsweise zwischen Sende- und Empfangsmodus oder zwischen verschiedenen Frequenzbändern, Netzen und Technologien. Die heutigen Schalter sind in dauerhaftem Betrieb, um zwischen den verschiedenen Zuständen umzuschalten, und verbrauchen daher viel Strom ? nicht ohne Folgen für die Batterielaufzeit des Geräts. Die neue an der UT Austin entwickelte Technologie kommt ohne Strom aus, bis der Wechsel in einen anderen Zustand erforderlich wird. Sie ist dadurch bis zu 50 Mal energieeffizienter.
Professor Deji Akinwande vom Institut für Elektro- und Computertechnik der Cockrell School of Engineering an der UT Austin leitet das verantwortliche Forschungsteam: ?Wir haben einen HF-Schalter entwickelt, der erhebliches Potential für 5G und Nachfolgetechnologien birgt. Durch den Einsatz der Messtechniklösungen von Rohde & Schwarz und FormFactor war unser Team in der Lage, diese neue Technologie im D-Band, einem Frequenzband von weltweitem Interesse für zukünftige 6G-Anwendungen, weiter zu charakterisieren. Die Konfiguration der Geräte sorgte für eine einfache Bedienung und lieferte zuverlässige Messergebnisse.?
Der Testaufbau bestand aus einem R&S ZNA43 4-Tor-Vektornetzwerkanalysator von Rohde & Schwarz mit angeschlossenen R&S ZC170 Frequenzkonvertern, die S-Parameter- und Intermodulationsverzerrungsmessungen (IMD) bei Frequenzen zwischen 110 GHz und 170 GHz ermöglichen. Mit eigenen ZF-Eingängen auf der Rückseite des R&S ZNA43 für Referenz- und Messsignale sowie das notwendige Hochleistungs-LO-Signal für die beiden Konverter bleiben die typischerweise für diese Signale genutzten Frontplattenanschlüsse des VNA für zusätzliche Messungen bis 43 GHz frei ? ohne dass das Gerät neu kalibriert werden muss. Dank einer intuitiven grafischen Benutzeroberfläche ermöglicht der R&S ZNA eine unkomplizierte Konfiguration und die Übermittlung der relevanten Signalparameter an die Konverter. Die Konverter wurden in der Cascade Summit 12000 Probe Station von FormFactor eingesetzt und an dem Millimeterwellen-/THz-Positionierungssystem montiert. Das Softwaretool WinCal XE von FormFactor ermöglicht eine einfache Kalibrierung des gesamten Testaufbaus, um zuverlässige und wiederholbare Ergebnisse sicherzustellen.
Christina Geßner, Vice President Spectrum & Network Analyzers, EMC & Antenna Test bei Rohde & Schwarz, kommentiert: ?Unsere Zusammenarbeit mit FormFactor und dem Team von Prof. Akinwande ist ein weiteres Beispiel dafür, wie skalierbare Testlösungen von Rohde & Schwarz die messtechnischen Anforderungen der Grundlagenforschung erfüllen und so dazu beitragen, dass innovative Ideen zur Realität werden. Wir freuen uns, die University of Texas at Austin bei der Forschung an einer neuen HF-Schaltertechnologie unterstützen zu können, die eine energieeffiziente Nutzung von 5G-Millimeterwellen- und künftigen 6G-Sub-THz-Frequenzbereichen ermöglicht.?
Der R&S ZNA mit angeschlossenen R&S ZC170 Frequenzkonvertern ermöglicht S-Parametermessungen im D-Band.
Im Jahr 2020 veröffentlichte die University of Texas at Austin (UT Austin) bahnbrechende Forschungsergebnisse zu einer neuen HF-Schaltertechnologie auf Basis von hexagonalem Bornitrit (hBN). Die Technologie ist energieeffizient und ermöglicht höhere Bandbreiten und Geschwindigkeiten, was sie für 5G prädestiniert. In einem aktuellen Folgeprojekt haben Rohde & Schwarz, ein marktführender Anbieter von Messtechniklösungen für HF-Komponenten und die Mobilfunkindustrie, und FormFactor, ein führender Anbieter von Halbleitermesstechnik, die Universität bei der weiteren Forschung unterstützt. Nun wurde die HF-Schaltertechnologie in Sub-THz-Frequenzbereichen charakterisiert, insbesondere im D-Band (110 GHz bis 170 GHz), das für Anwendungen von 5G-Nachfolgetechnologien und dem zukünftigen 6G relevant ist.
HF-Schalter werden in allen Arten von Transceivern eingesetzt. Aktuelle 4G- und 5G-Smartphones wechseln beispielsweise zwischen Sende- und Empfangsmodus oder zwischen verschiedenen Frequenzbändern, Netzen und Technologien. Die heutigen Schalter sind in dauerhaftem Betrieb, um zwischen den verschiedenen Zuständen umzuschalten, und verbrauchen daher viel Strom ? nicht ohne Folgen für die Batterielaufzeit des Geräts. Die neue an der UT Austin entwickelte Technologie kommt ohne Strom aus, bis der Wechsel in einen anderen Zustand erforderlich wird. Sie ist dadurch bis zu 50 Mal energieeffizienter.
Professor Deji Akinwande vom Institut für Elektro- und Computertechnik der Cockrell School of Engineering an der UT Austin leitet das verantwortliche Forschungsteam: ?Wir haben einen HF-Schalter entwickelt, der erhebliches Potential für 5G und Nachfolgetechnologien birgt. Durch den Einsatz der Messtechniklösungen von Rohde & Schwarz und FormFactor war unser Team in der Lage, diese neue Technologie im D-Band, einem Frequenzband von weltweitem Interesse für zukünftige 6G-Anwendungen, weiter zu charakterisieren. Die Konfiguration der Geräte sorgte für eine einfache Bedienung und lieferte zuverlässige Messergebnisse.?
Der Testaufbau bestand aus einem R&S ZNA43 4-Tor-Vektornetzwerkanalysator von Rohde & Schwarz mit angeschlossenen R&S ZC170 Frequenzkonvertern, die S-Parameter- und Intermodulationsverzerrungsmessungen (IMD) bei Frequenzen zwischen 110 GHz und 170 GHz ermöglichen. Mit eigenen ZF-Eingängen auf der Rückseite des R&S ZNA43 für Referenz- und Messsignale sowie das notwendige Hochleistungs-LO-Signal für die beiden Konverter bleiben die typischerweise für diese Signale genutzten Frontplattenanschlüsse des VNA für zusätzliche Messungen bis 43 GHz frei ? ohne dass das Gerät neu kalibriert werden muss. Dank einer intuitiven grafischen Benutzeroberfläche ermöglicht der R&S ZNA eine unkomplizierte Konfiguration und die Übermittlung der relevanten Signalparameter an die Konverter. Die Konverter wurden in der Cascade Summit 12000 Probe Station von FormFactor eingesetzt und an dem Millimeterwellen-/THz-Positionierungssystem montiert. Das Softwaretool WinCal XE von FormFactor ermöglicht eine einfache Kalibrierung des gesamten Testaufbaus, um zuverlässige und wiederholbare Ergebnisse sicherzustellen.
Christina Geßner, Vice President Spectrum & Network Analyzers, EMC & Antenna Test bei Rohde & Schwarz, kommentiert: ?Unsere Zusammenarbeit mit FormFactor und dem Team von Prof. Akinwande ist ein weiteres Beispiel dafür, wie skalierbare Testlösungen von Rohde & Schwarz die messtechnischen Anforderungen der Grundlagenforschung erfüllen und so dazu beitragen, dass innovative Ideen zur Realität werden. Wir freuen uns, die University of Texas at Austin bei der Forschung an einer neuen HF-Schaltertechnologie unterstützen zu können, die eine energieeffiziente Nutzung von 5G-Millimeterwellen- und künftigen 6G-Sub-THz-Frequenzbereichen ermöglicht.?
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Rohde & Schwarz und NOFFZ entwickeln kompaktes Produktionstestsystem für Antennen von bildgebenden Radargeräten in der Automotivebranche
bodohann, 15:15h
Rohde & Schwarz und NOFFZ Technologies, der marktführende Anbieter von kundenspezifischen Testsystemen, kooperieren bei der Integration der bewährten Reflektortechnologie des Antennenkompaktmessverfahrens (Compact Antenna Test Range, CATR) und des Radarechogenerators R&S AREG800A in das vielseitige End-of-Line-Radarsensor-Testsystem UTP 5069 CATR von NOFFZ. Dadurch entsteht ein für die Produktion optimiertes, schnelles, genaues und effizientes Testsystem, das den Übergang von der Entwicklung eines Radarsensors zur Massenproduktion erleichtert.
Die in der Antennenmesskammer R&S ATS1500C für Automotive-Radar enthaltene CATR-Technologie von Rohde & Schwarz schafft hochwertige Fernfeldbedingungen bei sehr geringem physikalischen Platzbedarf.
Radar ist die Schlüsseltechnologie für fortgeschrittene Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und Autonomes Fahren (AD). Für eine Umsetzung des Automatisierungsgrades SAE Level 3 auf dem Weg zum autonomen Fahren müssen Radarsensoren jedoch viel komplexere Verkehrsszenarien berücksichtigen können. In der Folge wurden deshalb bildgebende Radarsensoren mit einer deutlich feineren räumlichen Auflösung entwickelt, was wesentlich größere Antennenaperturen erfordert. Eine Vermessung dieser Radarsensoren im direkten Fernfeld (DFF) würde allerdings in einer Produktionsumgebung unpraktisch viel Platz erfordern. Die CATR-Technologie in der Antennenmesskammer R&S ATS1500C von Rohde & Schwarz schafft jedoch eine große Testzone mit hochwertigen Fernfeldbedingungen auf einer sehr kleinen Stellfläche.
Das End-of-Line-Testsystem UTP 5069 CATR von NOFFZ ist für Großserientests und Kalibrierungen konzipiert. Die extrem reflexionsarme echofreie Messkammer macht den Unterschied und ist das Ergebnis von über 30 Jahren Erfahrung als Systemintegrator. Ihre kompakte Grundfläche beträgt weniger als 3,5 Quadratmeter. Die Relativbewegungen des Prüflings bei Kalibrierung, Be- und Entladung lassen sich durch einen integrierten Roboter oder durch ein Goniometer realisieren. Beide Optionen können dabei je nach Anforderung an Bewegungsflexibilität, Positionsgenauigkeit und Zykluszeit ausgewählt werden.
Hersteller von Tier1-Radarsensoren und -Modulen haben somit ein für die Produktion optimiertes, schnelles und präzises Testsystem, das Kosten spart, den Platz effizient nutzt und für die nächste Generation der Radartechnologie vorbereitet ist.
Die Antennenmesskammer R&S ATS1500C CATR mit den Bewegungsobjektsimulatoren der AREG-Familie wird bereits weltweit für die Radarentwicklung eingesetzt. Der End-of-Line-Radarsensor-Tester UTP 5069 von NOFFZ mit seiner breiten Abdeckung der Testanforderungen ist hingegen in Radarproduktionsanlagen rund um den Globus gut etabliert. Darüber hinaus wurde die Leistungsfähigkeit des neuen Testsystems während der Entwicklung durch den führenden Radarmodul-Entwickler Uhnder validiert.
Es liegen noch zahlreiche Aufgaben auf dem Weg zum autonomen Fahren an, aber die Möglichkeiten, die Leistung und die Messgenauigkeit dieses Testsystems, das durch die Zusammenarbeit der beiden Automobilradar-Experten NOFFZ und Rohde & Schwarz realisiert wurde, lösen bereits eine davon: Ein optimierter Übergang von der Entwicklung zur Massenproduktion von bildgebenden Radarsystemen.
Die in der Antennenmesskammer R&S ATS1500C für Automotive-Radar enthaltene CATR-Technologie von Rohde & Schwarz schafft hochwertige Fernfeldbedingungen bei sehr geringem physikalischen Platzbedarf.
Radar ist die Schlüsseltechnologie für fortgeschrittene Fahrerassistenzsysteme (ADAS) und Autonomes Fahren (AD). Für eine Umsetzung des Automatisierungsgrades SAE Level 3 auf dem Weg zum autonomen Fahren müssen Radarsensoren jedoch viel komplexere Verkehrsszenarien berücksichtigen können. In der Folge wurden deshalb bildgebende Radarsensoren mit einer deutlich feineren räumlichen Auflösung entwickelt, was wesentlich größere Antennenaperturen erfordert. Eine Vermessung dieser Radarsensoren im direkten Fernfeld (DFF) würde allerdings in einer Produktionsumgebung unpraktisch viel Platz erfordern. Die CATR-Technologie in der Antennenmesskammer R&S ATS1500C von Rohde & Schwarz schafft jedoch eine große Testzone mit hochwertigen Fernfeldbedingungen auf einer sehr kleinen Stellfläche.
Das End-of-Line-Testsystem UTP 5069 CATR von NOFFZ ist für Großserientests und Kalibrierungen konzipiert. Die extrem reflexionsarme echofreie Messkammer macht den Unterschied und ist das Ergebnis von über 30 Jahren Erfahrung als Systemintegrator. Ihre kompakte Grundfläche beträgt weniger als 3,5 Quadratmeter. Die Relativbewegungen des Prüflings bei Kalibrierung, Be- und Entladung lassen sich durch einen integrierten Roboter oder durch ein Goniometer realisieren. Beide Optionen können dabei je nach Anforderung an Bewegungsflexibilität, Positionsgenauigkeit und Zykluszeit ausgewählt werden.
Hersteller von Tier1-Radarsensoren und -Modulen haben somit ein für die Produktion optimiertes, schnelles und präzises Testsystem, das Kosten spart, den Platz effizient nutzt und für die nächste Generation der Radartechnologie vorbereitet ist.
Die Antennenmesskammer R&S ATS1500C CATR mit den Bewegungsobjektsimulatoren der AREG-Familie wird bereits weltweit für die Radarentwicklung eingesetzt. Der End-of-Line-Radarsensor-Tester UTP 5069 von NOFFZ mit seiner breiten Abdeckung der Testanforderungen ist hingegen in Radarproduktionsanlagen rund um den Globus gut etabliert. Darüber hinaus wurde die Leistungsfähigkeit des neuen Testsystems während der Entwicklung durch den führenden Radarmodul-Entwickler Uhnder validiert.
Es liegen noch zahlreiche Aufgaben auf dem Weg zum autonomen Fahren an, aber die Möglichkeiten, die Leistung und die Messgenauigkeit dieses Testsystems, das durch die Zusammenarbeit der beiden Automobilradar-Experten NOFFZ und Rohde & Schwarz realisiert wurde, lösen bereits eine davon: Ein optimierter Übergang von der Entwicklung zur Massenproduktion von bildgebenden Radarsystemen.
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