Vermeidung von Ripple bei hochfrequenten Bauteilen
- Manfred Preyer
- 31. Aug.
- 21 Min. Lesezeit
Aktualisiert: 30. Sept.
„Ripple“ oder auf Deutsch "Welligkeit" im Gigahertz-Frequenzbereich entsteht durch das Zusammenspiel folgender Ursachen:
Übergänge im Signalweg durch Reflexionen und Fehlanpassung:
Jeder Übergang im Signalweg (z.B. Stecker, Splitter, Combi) kann zu Abweichungen der Impedanz führen. Die reflektierte Energie überlagert sich mit dem Originalsignal – dadurch entsteht frequenzabhängige Welligkeit („Ripple“).
Dämpfungsglieder und Splitter sind nicht völlig frequenzneutral, sie können an den Übergängen Reflexionsstellen erzeugen. Besonders kritisch ist dies im GHz-Bereich, wo selbst kleine Fehlanpassungen starke Effekte haben.
Kabeldämpfung und Dämpfer:
Die Dämpfung im Antennenkabel steigt mit der Frequenz stark an – bei gewöhnlichen Koaxialkabeln kann die Dämpfung extrem hoch sein. Dämpfungsglieder haben ihre Aufgabe in der Signaldämpfung, aber sie sind in der Realität nicht ideal (Streuung der Werte, parasitäre Induktivitäten/Kapazitäten), wodurch frequenzabhängige „Ripple“ entstehen. Hersteller stellen unter anderem Frequenz-/Dämpfungstabellen zur Verfügung.
Unterschiedliche Materialeigenschaften und die Länge des Kabels sorgen für Laufzeitunterschiede und beeinflussen die Rückreflexion.
Wenn das Kabel nicht exakt angepasst ist (z.B. 50 Ohm Nennimpedanz über die komplette Kette), entstehen Stehwellen. Die Kabellänge verstärkt bestimmte Frequenzen periodisch.
Splitter und Combiner:
Splitter und Combi verursachen komplexe Netzwerkeffekte. Sie sind nicht völlig symmetrisch und erzeugen im Hochfrequenzbereich mehrfach verteilte Resonanzen und Nichtlinearitäten. Die Welligkeit wird durch diese Netzwerkstruktur mitbestimmt.
Was sind die Hauptmechanismen und deren Ursachen?
Skin Effekt:
Mit steigender Frequenz fließt der Strom im Kabel fast nur noch an der Oberfläche des Leiters (Skin-Effekt). Die effektive nutzbare Querschnittsfläche wird kleiner, der Widerstand steigt, und kleine Übergangsstörungen oder Unregelmäßigkeiten am Kabel bzw. den Steckverbindern haben einen deutlich größeren Einfluss auf das Signal
Dadurch können bereits kleinste Unregelmäßigkeiten oder Material- und Oberflächenfehler im Kabel zu Reflexionen und stehenden Wellen führen – das verursacht Welligkeit („Ripple“) im Frequenzgang.
Reflexionen und Impedanzsprünge:
Kabel und Komponenten sind nicht immer perfekt aneinander angepasst (Impedanz). Je höher die Frequenz, desto empfindlicher reagiert das Signal auf minimale Anpassungsfehler.
Reflexionen entstehen an Steckverbindern, Übergängen, Splittern usw. Die reflektierten Wellen überlagern sich mit dem eigentlichen Signal und verursachen Frequ enzabhängige Verstärkungen und Abschwächungen. Dies ist sichtbar als Ripple.
Dispersive Effekte (Laufzeitunterschiede):
Im hohen Frequenzbereich nehmen Laufzeitunterschiede im Kabelmaterial zu: Unterschiedliche Frequenzanteile bewegen sich mit abweichender Geschwindigkeit. Kombiniert mit Reflexionen entstehen komplexere Interferenzen.
Dämpfung und Verluste:
Je höher die Frequenz, desto stärker steigen die Kabelverluste. Diese Verluste sind ebenfalls frequenzabhängig und nicht linear, was zu Modulationen und „Ripple“ im Übertragungsverhalten führt.
Resonanzen und Stehwellen:
Wenn die Kabellänge oder die Bauteile bestimmte Vielfache der Wellenlänge ergeben, verstärken sich stehende Wellen. Die Folge sind periodische Minima und Maxima im Frequenzgang (Ripple-Struktur).
Fazit:
Im hohen Frequenzbereich verursachen der Skin-Effekt, Impedanz-Anpassungsfehler, Reflexionen, dispersive Effekte und frequenzabhängige Dämpfungen das Entstehen von Ripple-Effekten – also wellenförmigen Schwankungen der Übertragungsqualität im Kabel. Kleinste Fehler oder Störungen wirken sich bei 30GHz und darüber besonders stark aus und machen präzise HF-Technik und hochwertige Komponenten essenziell.
Welche Komponenten im Aufbau sind am stärksten für den Ripple bis 30 GHz verantwortlich?
1. Antennenkabel und Steckverbinder
Gute Kabelqualität ist bei 30GHz extrem wichtig, aber selbst geringste Impedanzsprünge, Material- und Fertigungstoleranzen, kleine Lötstellen oder unsaubere Steckverbinder verursachen massive Reflexionen. Diese machen bei langen Kabeln (25 Zoll!) und hohen Frequenzen einen Großteil des Ripple aus, da jeder Übergang zum Entstehungsort für stehende Wellen wird.
2. Splitter und Combiner
6-fach Splitter und -Combi verhalten sich bei hohen Frequenzen oft alles andere als linear. Sie sind verantwortlich für viele interne Übergänge, teils komplexe Netzwerkstrukturen und nicht perfekte Anpassung aller Ports. Jede Unsymmetrie und jeder Fehler im Splitter bewirkt frequenzabhängige Rückkopplungen und zahlt direkt auf den Ripple ein.
3. Dämpfungsglieder
Sie sind per Konstruktion nicht völlig ideal, insbesondere im GHz-Bereich. Parasitische Induktivitäten oder Kapazitäten, nicht ideale Impedanzanpassung und Streuungen im Fertigungsprozess verursachen reflektierende Stellen, die zu Ripple führen können – besonders wenn mehrere hintereinandergeschaltet sind.
4. Alle Übergänge und Schnittstellen
Jedes Stück Technik, das am Signalweg sitzt (Adapter, Kupplungen, Buchsen), wirkt wie ein kleines Netzwerk mit eigener Resonanz und kann durch minimale Fehlanpassung zum Störzentrum (Ripple Quelle) werden.
Am stärksten beeinflussen Splitter/Combiner und der gesamte Signalweg mit Seinen zahlreichen Übergängen und Steckverbindern den Rippl bei 30 Ghz.
Je länger der Kabelweg und je mehr Komponenten/Übergänge involviert sind, desto höher ist das Ripple-Risiko. Hochwertige Komponenten, sorgfältigste Verarbeitung und exakte Impedanz Anpassung sind hier kritisch.
Worauf muss man besonders aufpassen?
Je höher die Frequenz, desto empfindlicher reagiert das System auf kleine Fehler (Jeder Zentimeter, jeder Stecker zählt!).
Lange Kabel und viele Komponenten: Mehr Komponenten (= mehr Übergänge) erhöhen die Wahrscheinlichkeit und das Ausmaß von Welligkeiten/Ripples.
Zur Minimierung: Hochwertige Kabel, genau abgestimmte Steckverbinder, HF-taugliche Splitter/Combiner, professionelle Messung und ggf. Simulation sind entscheidend.
Ripple entsteht also durch Reflexionen und Fehlanpassungen an jedem Übergang und wird durch die Kabeldämpfung und die physikalische Verteilung der Komponenten verstärkt, insbesondere bei höheren Frequenzen wie zum Beispiel 30 Ghz.
Gibt es Formel zu Berechnung von Ripple Wellen:
Es gibt keine „universelle Formel“ zur exakten Berechnung des Ripple in komplexen Hochfrequenz-Signalpfaden, weil der Ripple das Resultat vieler physikalischer Effekte (Reflexionen, Impedanzfehler, Laufzeiten, Verluste, Resonanzen) ist. Dennoch stehen einige mathematische Ansätze und Formeln für die Beschreibung von Ripple bereit – insbesondere im Bereich von Leitungstheorie und Filtertechnik:
Ripple aus Reflexionen (Verhältnis von direkten und reflektierten Wellen)
Für zwei stehende Wellen, die durch eine Impedanzfehlanpassung (Reflexion) im Kabel oder an einem Bauteil entstehen:
Ripple in Filtern (Chebyshev- und Bandfilter)
Für elektrische Filter mit „eingebautem“ Ripple (z.B. Chebyshev):
Periodizität für stehende Wellen:
Die Frequenz-Periodizität (ΔfΔf) der Welligkeit infolge Kabel-/Reflexionslänge l:
Δf=c/2nl
c: Ausbreitungsgeschwindigkeit im Medium
n: Brechungsindex (z.B. ca. 1,5 für Koaxialkabel)
l: Länge zwischen Reflexionsstellen
Fazit:
Ripple im Hochfrequenzaufbau ist typischerweise periodisch im Frequenzbereich und lässt sich überschlagsmäßig mit folgenden Formeln beschreiben (insbesondere Reflexionen und Filterripple).
Zur exakten Berechnung im realen System werden S-Parameter-Messungen und elektromagnetische Simulationen genutzt.
Für typische Praxis: Die Stärke des Ripple (in dB) gibt an, um wie viel sich der Durchgangspegel im Frequenzbereich periodisch ändert.
Anwendung von Wasserwellen-Formeln in der Hochfrequenztechnik
Die grundlegenden Formeln für Wasserwellen beruhen auf physikalischen Prinzipien der Wellenausbreitung, Interferenz und Reflexion. Diese Prinzipien sind universell und gelten für nahezu alle Wellenarten – dazu zählen auch elektromagnetische Hochfrequenzwellen.
Mathematische Analogie:
Die Wellengleichungen, die das Verhalten von Wasserwellen beschreiben (Ausbreitungsgeschwindigkeit, Frequenz, Wellenlänge, Reflexion, Stehwellenbildung), sind mathematisch identisch zur Beschreibung von elektromagnetischen Wellen (wie Hochfrequenzströmen in Kabeln, Leitungen oder auf Platinen).
Reflexion, Stehwellen und Interferenz: Formeln für Amplitude und Phasenänderung bei Reflexionen lassen sich eins zu eins auf die Hochfrequenztechnik übertragen. Das bedeutet auch: Phänomene wie „Ripple“ durch Interferenz und Stehwellen lassen sich analog mit Wasserwellen-Formeln beschreiben.
Nicht auf das Medium beschränkt:
Die Formeln gelten nicht nur für Wasser, sondern für alle Wellenprozesse. Die Unterschiede liegen in den konkreten Werten (Ausbreitungsgeschwindigkeit, Medium, Dämpfung), nicht im zugrundeliegenden mathematischen Modell.
Unterschiedliche Parameter:
Während Wasserwellen typischerweise mit der Geschwindigkeit von Wasser und Faktoren wie Tiefe und Dichte arbeiten, verwendet man bei Hochfrequenzwellen Parameter wie elektrische Leitfähigkeit, Permittivität, Permeabilität und Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals im Kabel.
Die Struktur der Formeln bleibt gleich, nur die Konstanten und Randbedingungen ändern sich.
Fazit:
Die Wasserwellen-Formeln lassen sich grundsätzlich auf Hochfrequenz-Elektronik anwenden, da beides Wellenphänomene sind. Die mathematische Beschreibung ist gleich – nur die physikalischen Parameter unterscheiden sich je nach Medium.
Um Frequenz und Amplitude von Ripple-Wellen (Welligkeit) im Hochfrequenzbereich zu berechnen, die durch Reflexionen und Stehwellen im Signalweg entstehen, nutzt man folgende Ansätze:
Frequenz vom Ripple (Periodizität im Frequenzgang)
Die Frequenz-Periode (ΔfΔf) vom Ripple im Frequenzgang entsteht durch Interferenz zwischen ein- und rücklaufender Welle auf einem Kabelabschnitt (z.B. zwischen Fehlanpassungsstellen):
Die Frequenzabstände der Maxima/Minima (das ist die Ripple-Periode) erhältst du damit unmittelbar. Je länger das Kabel zwischen den reflektierenden Stellen, desto enger liegen die Ripple-Minima/Maxima im Frequenzbereich.
Amplitude (Stärke) vom Ripple
Die Amplitude des Ripple im Frequenzgang hängt vom Reflexionsfaktor Γ ab (Misst die Fehlanpassung):
Je höher die Fehlanpassung, desto größer das Ripple.
Einfluss des Eingangssignals
Das Eingangssignal (z.B. eine bestimmte Frequenzspanne) beeinflusst das Muster, aber der „Ripple“ im Übertragungsverhalten ist eine Funktion des Systems (Kabel, Reflexionsstellen), nicht direkt der Amplitude des Eingangssignals. Er überlagert sich als Modulation auf das spektrale Eingangssignal.
Zusammenfassung:
Die Periodizität vom Ripple berechnet sich mit der Kabellänge (bzw. Übergangsabstand) und dem Medium. Die Amplitude hängt vom Reflexionskoeffizienten der Fehlanpassung ab. Beide Werte sind im Hochfrequenzbereich besonders kritisch, weil kleine Fehler große Effekte verursachen!
Links:
Links um einen Bandfilter zu berechnen:
chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://dl6gl.de/media/files/bandfilter-berechnen.pdf
chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://www.pi5.uni-stuttgart.de/documents/abgeschlossene-arbeiten/2016-Streich-Felix-Analogieversuch-zur-Quantenmechanik-mit-Wasserwellen-Staatsexamen.pdf
Berechnungsbeispiel:
Berechne Frequenz und Amplitude des Rippl Wellen für alle Elemente des Systems ausfolgenden Komponenten gebaut: Input besteht aus drei Dämpfer, die mit jeweils mit Antenne verbunden sind. Ausgang von jeder Antenne plus offenen Input sind mit Combiner verbunden. Aus Combiner das Signal geht auf Antennenkabel, der weiter mit Combiner verbunden ist. Ausgang aus diesen zweiter Combiner geht auf drei Antennenkabel und ein bleibt offen. Dämpfer: 10dB, 30Ghz; Antennenkabel: 30 Zoll Lang, 0,25 dB, 30Ghu, Combiner 4-Way, 10Db, 30Ghz.
Lösung:
Die Frequenz und Amplitude des Ripple-Effekts im gegebenen 30-GHz-Antennensystem mit Dämpfern, Kombinern und Kabeln werden hauptsächlich durch Mehrfachreflexionen an Diskontinuitäten (Dämpfer, Combiner, offene Ports, Steckverbindungen) sowie durch die Welleneigenschaften der Kabel verursacht.
Entstehung von Ripple und Berechnungsansatz im Hochfrequenzbereich (30 GHz):
Diskontinuitäten (Impedanzsprünge/Abschlussfehler) an jedem Element (Kabel, Dämpfer, Combiner, offene Ports).
Stehwellen auf Kabelsegmenten: Die Periodizität vom Ripple entspricht jeweils der halben Wellenlänge im Medium.
Wellenlänge und periodischer Ripple bei 30 GHz beträgt die Wellenlänge in Luft:
Im Koaxialkabel (ca. 2/3 Lichtgeschwindigkeit): Die Ripple-Periodizität durch die Kabellänge (z. B. 30 Zoll ≈ 0,76 m) erzeugt Ripple mit Frequenzabstand.
Für 30 Zoll:
Bei typischem Kabel ergibt sich ein Rippleabstand von ca. 132 MHz (zu jedem Stehwellenmaxima).
Amplitude des Ripple
Sie berechnet sich durch die Produktwirkung von Rückflussdämpfung, Verluste und den Kombinationsfaktor:
Dämpfer: Reduzieren Amplitude, begrenzen aber nicht den Ripple, außer sie dämpfen Reflexionen stark.
Combiner: Fügen typischerweise Einfügedämpfung (10 dB) und Phasenfaktoren hinzu, verursachen weitere kleine Diskontinuitäten.
Kabel: Jedes Segment (0,25 dB Verlust auf 30 Zoll) verursacht periodischen Ripple über Frequenz, maximal typischerweise im Bereich ±1 dB.
Praxiswerte: Amplitudenripple durch Kabel, Dämpfer und Combiner in einer 30-GHz-Kette liegen oft bei ±0,5...1 dB (peak-to-peak) je Segment und kumulieren über mehrere Elemente. Offene Ports und schlechte Abschlüsse (offene Eingänge am Combiner) erhöhen Ripple deutlich (bis zu 2–3 dB).
Ripple-Berechnung für Systemelemente
Tabelle: Zeitraum und Amplitude pro Element (typische Werte)
Die Gesamtripple-Amplitude summiert sich über die Anzahl der Komponenten, ist aber wegen Dämpfung (SNR) und Kombinationsverlusten meist kleiner als die Einzel-Spitzen.
Formeln und Messung:
Ripple-Frequenzabstand für Kabel:
Ripple-Amplitude (peak-to-peak) ergibt sich aus der Summe der Reflexionskoeffizienten (S11, Stehwellenverhältnis) und Dämpfungskoeffizienten (S21) je Abschnitt.
chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://ir.lib.nycu.edu.tw/bitstream/11536/20632/1/000310969100019.pdf
Fazit:
Im angegebenen System mit 30-GHz-Signalen entsteht periodischer Amplitudenripple von ca. 0,5–1 dB pro Kabelabschnitt bei einem Frequenzabstand der Peaks von ca. 130 MHz; Dämpfer und Combiner tragen weniger bei, können aber durch offene Ports die Ripple-Amplitude bis ca. 2–3 dB anheben.
chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://upcommons.upc.edu/server/api/core/bitstreams/106a08ea-4d2d-4c59-b4c1-dd05e66e920e/content
Die Ripple-Frequenz (Frequenzabstand zwischen den Peaks/Dips) nach Kabellänge l berechnet sich nachfolgender Faustformel:
Dabei ist:
Formel und Beispiel
Für andere Kabeltypen einfach die Phasengeschwindigkeit entsprechend anpassen.
Berechnung:
Um die Frequenz und Amplitude der Ripple-Wellen (Welligkeit) in diesem System zu berechnen, müssen wir die Komponenten und ihre Verbindungen analysieren. Ripple bezieht sich typischerweise auf Schwankungen im Signal aufgrund von Reflexionen und Stehwellen, die durch Impedanzfehlanpassungen verursacht werden.
Gegebene Komponenten:
- Dämpfer: 10 dB, 30 GHz (3 Stück)
- Antennenkabel: 30 Zoll lang, 0,25 dB Verlust, 30 GHz (mehrere)
- Combiner: 4-Way, 10 dB, 30 GHz (2 Stück)
Systemaufbau:
1. Der Eingang besteht aus drei Dämpfern, die jeweils mit einer Antenne verbunden sind.
2. Der Ausgang jeder Antenne (gemeint ist wohl der Ausgang jedes Dämpfers) plus einem offenen Eingang (unterminiert?) sind mit einem Combiner verbunden.
3. Der Ausgang dieses Combiners geht auf ein Antennenkabel, das mit einem zweiten Combiner verbunden ist.
4. Der Ausgang des zweiten Combiners geht auf drei Antennenkabel und ein Ausgang bleibt offen.
### Mögliche Probleme:
- Offene Eingänge oder Ausgänge (nicht terminiert) verursachen Reflexionen.
- Kombination von Signalen mit Combinern, die nicht ordnungsgemäß abgeschlossen sind.
### Berechnung der Frequenz der Ripple-Wellen:
Die Frequenz der Welligkeit hängt von der Länge der Kabel und der Ausbreitungsgeschwindigkeit ab. Da alle Komponenten für 30 GHz spezifiziert sind, gehen wir von einer Betriebsfrequenz von 30 GHz aus.
Die Wellenlänge im Kabel beträgt:
Einsetzen:
Daher beträgt die Frequenz der Welligkeit etwa 129,7 MHz. Das bedeutet, wenn wir die Frequenz um 129,7 MHz variieren, sehen wir eine Periode der Welligkeit.
Amplitude der Ripple-Wellen:
Die Amplitude hängt vom Reflexionsfaktor an den Fehlanpassungen ab. In diesem System gibt es mehrere potenzielle Quellen für Reflexionen:
1. Offene Eingänge an den Combinern: Ein offener Port hat einen Reflexionsfaktor von 1 (vollständige Reflexion).
2. Combiner haben typischerweise eine gute Isolierung, aber wenn Ports offen sind, gibt es Reflexionen.
3. Antennen sollten ideally angepasst sein, aber wir wissen nichts über ihre Impedanz.
Annahmen:
- Die Dämpfer sind wahrscheinlich gut angepasst (50 Ω).
- Die Combiner haben eine Einfügedämpfung von 10 dB (das ist hoch, vielleicht ist es ein Leistungsteiler? Normalerweise haben Combiner etwa 6 dB Verlust für einen 4-Wege-Combiner).
- Der offene Port am ersten Combiner: Ein offener Port führt zu einer Reflexion mit Γ=1.
- Der offene Port am zweiten Combiner: ebenfalls Γ=1.
Betrachten wir den ersten Combiner: Er hat vier Eingänge: drei von den Dämpfern und einer offen. Die Dämpfer sind gut angepasst, also Γ=0. Der offene Port hat Γ=1. Der Combiner selbst hat eine Isolierung zwischen den Ports. Typischerweise ist die Isolierung etwa 20 dB oder besser, aber wir wissen es nicht genau.
Die Amplitude der Welligkeit wird durch den stehenden Wellenverhältnis (VSWR) bestimmt. Das VSWR hängt vom Reflexionsfaktor ab:
Am kritischsten sind die offenen Ports. Nehmen wir an, dass der offene Port eine Reflexion mit Γ=1 verursacht. Allerdings ist der Combiner dazwischengeschaltet. Die effective Reflexion am Eingang des Combiners aufgrund des offenen Ports hängt von der Isolierung ab. Wenn die Isolierung 10 dB beträgt (laut Spezifikation? Der Combiner hat 10 dB, was wahrscheinlich die Einfügedämpfung ist), dann ist das Signal zum offenen Port um 10 dB gedämpft, und das reflektierte Signal ebenfalls um 10 dB beim Rückweg. Daher ist der effective Reflexionsfaktor:
Dies gilt für eine einzelne Reflexion. In unserem System gibt es mehrere solche Reflexionen:
- Erster Combiner: ein offener Port.
- Zweiter Combiner: ein offener Port.
- Außerdem können Kabel und andere Anschlüsse kleine Reflexionen verursachen.
Die gesamte Welligkeit ist durch die Überlagerung mehrerer Reflexionen gegeben. Da die Kabel sehr lang sind (115,6λ), können die Reflexionen konstruktiv oder destruktiv interferieren.
Um die Amplitude abzuschätzen, nehmen wir die schlimmste Reflexion: die der offenen Ports. Da die Isolierung der Combiner 10 dB beträgt, ist die effective Reflexion etwa -10 dB (in Leistung) pro offenem Port.
Der erste Combiner hat einen offenen Port, der eine Reflexion von Γ=0,316 verursacht.
Der zweite Combiner hat einen offenen Port, der ebenfalls Γ=0,316 verursacht.
Diese Reflexionen addieren sich vektoriell, aber aufgrund der langen Kabel sind die Phasen zufällig. Die worst-case Amplitude wäre die Summe der Beträge: 0,316 + 0,316 = 0,632, was einem VSWR von:
Dies ist eine grobe Abschätzung. In der Praxis sind die Reflexionen aufgrund der Kabellänge vielleicht nicht in Phase, so dass die tatsächliche Welligkeit geringer sein könnte.
Ergebnisse:
- Frequenz der Ripple-Wellen: ca. 129,7 MHz (Periodizität in der Frequenzdomäne).
- Amplitude der Ripple-Wellen: Im schlechtesten Fall etwa 12,94 dB Spitze-Spitze, wenn beide Reflexionen konstruktiv interferieren.
Um die Welligkeit zu reduzieren, sollten alle offenen Ports mit Abschlusswiderständen (50 Ω) terminiert werden.
Welche Auswirkung haben Vibrationen auf den Ripple Effekt im Frequenzbereich bis 30 GHz bei einem Aufbau mit 25 Zoll langem Antennenkabel, Dämpfungsgliedern, einem 6-fach Splitter und einem 6-fach Combiner?
Die Auswirkung von Vibration auf den Ripple-Effekt (Welligkeit) in einem solchen Hochfrequenzaufbau bis 30 GHz ist erheblich und kann die Messgenauigkeit komplett zunichtemachen.
Vibration moduliert die elektrische Länge und Impedanz der Komponenten mechanisch. Dadurch werden die Reflexionspunkte, die für die stehenden Wellen und damit die Welligkeit verantwortlich sind, dynamisch verändert. Das Ergebnis ist ein instabiles, wackelndes oder verschmiertes Ripple-Muster im Frequenzbereich.
Hier die detaillierte Aufschlüsselung der Auswirkungen:
1. Hauptmechanismus: Modulation der elektrischen Länge
· Das Grundproblem: Jede Bewegung (Biegen, Schütteln, Komprimieren) des Koaxialkabels verändert minimal den Abstand zwischen Innenleiter und Schirm. Dies ändert die Kapazität und Induktivität pro Längeneinheit und damit die Phasenlaufzeit eines Signals, das durch das Kabel läuft.
· Auswirkung auf das Ripple: Der gesamte Aufbau ist eine Kette von Impedanzsprüngen (Stecker, Splitter, Combiner). An jedem dieser Sprünge wird ein Teil des Signals reflektiert. Das Ripple-Muster entsteht durch Interferenz zwischen hin- und rücklaufenden Wellen (stehende Welle).
· *Die Rolle der Vibration: Vibration verändert ständig die Phasenbeziehung zwischen diesen reflektierten Wellen. Eine winzige Längenänderung von nur 100 µm ist bei 30 GHz (Wellenlänge λ ≈ 10 mm in Luft, ~5 mm im Kabel) ein signifikanter Bruchteil der Wellenlänge. Dies führt dazu, dass sich die Position der Minima und Maxima des Ripples kontinuierlich in der Frequenz hin und her bewegen.
2. Anfälligkeit der einzelnen Komponenten
25 Zoll (~63,5 cm) langes Antennenkabel: Dies ist die anfälligste Komponente. Due to its length, it offers a large leverage for vibration. Bereits eine minimale physikalische Längenänderung summiert sich zu einer großen Phasenverschiebung. Je länger das Kabel, desto feiner ist der Ripple-Abstand (Δf = c / (2 L √εᵣ)) und desto anfälliger ist es für kleine Verschiebungen.
Stecker (an Kabeln, Dämpfungsgliedern, Splitter/Combiner): Dies ist oft die größte Fehlerquelle. Vibration kann verursachen:
Wackelkontakt: Mikroskopische Bewegungen können den Kontakt zwischen Steckerstift und Buchse unterbrechen, was zu katastrophalen Impedanzänderungen und Signalverlusten führt.
Änderung des Kontaktwiderstands: Selbst ohne vollständigen Abbruch kann sich die Qualität des Metall-Metall-Kontakts ändern und so den Reflexionsfaktor an dieser Stelle modulieren.
6-fach Splitter und 6-fach Combiner: Diese sind komplexe Netzwerke mit internen Leiterbahnen. Vibration kann die internen Komponenten beeinflussen, aber die Hauptproblematik liegt wiederum an den externen Anschlüssen. 12 wackelnde Stecker (6 am Splitter + 6 am Combiner) erzeugen 12 unabhängige Quellen für zeitlich variierende Reflexionen.
3. Sichtbare Auswirkungen im Frequenzbereich
Ein Vektor-Netzwerkanalysator (VNA) würde folgendes anzeigen:
Instabiles Messbild: Das S21-Ripple-Muster "wackelt" oder "schwimmt" auf dem Display. Es ist unmöglich, ein stabiles Trace zu erhalten.
Erhöhtes Rauschen: Der sich bewegende Ripple mittelt sich über die Zeit zu einem erhöhten Rauschgrund, was die Dynamik verschlechtert und schwache Signale maskiert.
Messunsicherheit: Der wahre Wert eines Dips oder Peaks an einer bestimmten Frequenz ist nicht mehr bestimmbar. Die Messung wird ungenau und nicht reproduzierbar.
Maßnahmen zur Stabilisierung
Bekämpfung von Vibration bedeutet Versteifung und Fixierung:
1. Kabelwahl und Verlegung:
· Verwenden Sie semiflexible oder phase-stable Kabel. Deren feste Mantelung ist unempfindlicher gegenüber Vibration.
· Befestigen Sie alle Kabel sicher mit Kabelbinder, Klemmbrettern oder Schlauchschellen auf einer schweren, vibrationsgedämpften Optischen Bank oder Tischplatte. Vermeiden Sie lose verlegte Kabelschleifen.
2. Steckermanagement:
Ziehen Sie alle Stecker mit einem Drehmomentschlüssel auf das Hersteller-Spezifikation (z.B. 8 in-lbs für SMA) fest. Ein korrekt angezogener Stecker "microphoniert" weitaus weniger.
3. Gesamten Aufbau isolieren:
Stellen Sie den gesamten Messaufbau auf eine vibrationsisolierte Plattform. Dies entkoppelt den Aufbau von Bodenvibrationen (durch Lüfter, Fußtritte, andere Geräte).
4. Messtechnik:
Verwenden Sie Mittelung (Averaging) am VNA. Dies glättet das zeitlich variierende Rauschen und liefert ein stabileres, wenn auch geglättetes Trace. Führen Sie eine Response-Kalibrierung (S21 Normalization) durch. Dies entfernt die statische Komponente des Ripples, sodass nur die vibrationsinduzierte dynamische Komponente übrig bleibt.
Fazit:
Für präzise Messungen bis 30 GHz muss die mechanische Stabilität mit der gleichen Priorität behandelt werden wie die elektrische Schaltung. Vibration wandelt eine statische Ripple-Kurve in ein dynamisches, unbrauchbares Messrauschen um.
Welche Auswirkung hat Temperatur auf den Ripple Effekt im Frequenzbereich bis 30GHz bei einem Aufbau mit 25 Zoll langem Antennenkabel, Dämpfungsgliedern, einem 6-fach Splitter und einem 6-fach Combiner?
Die Auswirkung von Temperatur auf den Ripple-Effekt in einem Hochfrequenzaufbau ist eine der häufigsten und kritischsten Quellen für Messungenauigkeit.
Temperaturänderungen verändern die physikalischen Abmessungen und die Materialeigenschaften aller Komponenten. Dies führt dazu, dass sich das elektrische Verhalten, wie Impedanz, Phasenlaufzeit, Dämpfung driftet. Das Ripple-Muster verschiebt sich auf der Frequenzachse und seine Amplitude verändert sich. Bei 30 GHz ist dieser Effekt bereits bei minimalen Temperaturschwankungen von 1-2 °C deutlich sichtbar.
Hier die detaillierte Aufschlüsselung:
1. Hauptmechanismus - Thermische Ausdehnung und Änderung der Dielektrizitätskonstante:
Dies ist der dominierende Effekt für die Frequenzverschiebung vom Ripple.
Physikalische Längenänderung: Das 25 Zoll (~63,5 cm) lange Kabel dehnt sich bei Erwärmung aus und zieht sich bei Abkühlung zusammen. Der thermische Längenausdehnungskoeffizient von Kupfer beträgt ca. +17 ppm/°C.
Beispiel: Eine Temperaturänderung von 5°C lässt das Kabel um `635 mm 17e-6/°C 5°C ≈ 0,054 mm` länger werden. Dies ist ein signifikanter Bruchteil der Wellenlänge bei 30 GHz (~5 mm im Kabel).
Änderung der DK (εᵣ): Die Dielektrizitätskonstante des Isoliermaterials im Kabel (z.B. PTFE) ist temperaturabhängig. PTFE hat einen negativen Temperaturkoeffizienten (ca. -125 ppm/°C). Seine DK sinkt also bei Erwärmung.
Nettoeffekt auf die elektrische Länge: Die elektrische Länge `L_elek = L_phys * √εᵣ` bestimmt die Phase des Signals.
Erwärmung lässt `L_phys` steigen und `√εᵣ` sinken.
Die Änderung der DK ist der stärkere Effekt. Daher verringert sich die elektrische Länge eines PTFE-isolierten Kabels bei Erwärmung.
Auswirkung auf das Ripple: Die Frequenzposition der Ripple-Minima und -Maxima ist direkt von der elektrischen Länge abhängig. Wenn sich die elektrische Länge verringert, verschiebt sich das gesamte Ripple-Muster zu höheren Frequenzen. Bei Abkühlung geschieht das Gegenteil.
2. Hauptmechanismus - Temperaturabhängige Dämpfung:
Dies ist der dominierende Effekt für die Amplitudenänderung vom Ripple.
Leiterverluste: Der Widerstand des Kupfers in Kabeln und Steckern steigt linear mit der Temperatur an (ca. +3900 ppm/°C). Höherer Widerstand bedeutet höhere ohmsche Verluste.
Dielektrische Verluste: Der Verlustfaktor (tan δ) des Isoliermaterials erhöht sich ebenfalls mit der Temperatur. Mehr Signalenergie wird in Wärme umgewandelt.
Nettoeffekt: Beide Effekte führen zu einer erhöhten Dämpfung des gesamten Signals bei steigender Temperatur.
Auswirkung auf die Welligkeit (Ripple): Höhere Dämpfung dämpft reflektierte Signale ab. Dadurch werden die Ripple-Minima flacher und die Amplitude vom Ripple (der Unterschied zwischen Maxima und Minima) wird geringer. Die gesamte S21-Kurve sinkt ab.
3. Anfälligkeit der einzelnen Komponenten
25 Zoll langes Antennenkabel: Der Hauptverursacher der Frequenzdrift ist längenabhängig. Eine kleine Änderung pro Längeneinheit hat eine große kumulative Wirkung.
6-fach Splitter und 6-fach Combiner: Die internen Schaltungen (Leiterplatten aus FR4 oder Rogers-Material) haben eigene temperatursensitive Dielektrika. Die Werte der Widerstände und anderen Bauteile in den Netzwerken driften mit der Temperatur.
Dämpfungsglieder: Ihr Dämpfungswert ist oft ausdrücklich temperaturabhängig spezifiziert (z.B. "0.1 dB pro 10 °C"). Ein 10 dB Dämpfer bei 20°C kann bei 30°C nur noch 9,9 dB Dämpfung haben.
4. Sichtbare Auswirkungen im Frequenzbereich
Ein VNA zeigt zwei klare Effekte:
1. Frequenzdrift (Frequency Drift):
Das gesamte Ripple-Muster wandert langsam nach rechts (zu höheren Frequenzen) bei Erwärmung und nach links (zu niedrigeren Frequenzen) bei Abkühlung.
2. Amplitudendrift: Die Tiefe der Ausläufer (Nullstellen) nimmt ab und die Einfügedämpfung zwischen den Ripples erhöht sich bei Erwärmung.
Im Gegensatz zu Vibrationen ist dies eine langsame, monotone Drift und kein schnelles Wackeln.
Welche Maßnahmen zur Bekämpfung von Temperatur-Drift sind am Wichtigsten?
1. Kabelwahl:
Verwenden Sie phasenstabile oder temperaturkompensierte Kabel. Diese sind speziell entwickelt, um die Änderung der elektrischen Länge über Temperatur zu minimieren (z.B. mit Luftisolierung oder speziellen Dielektrika).
2. Umgebungskontrolle:
Arbeiten Sie in einem klimatisierten, temperaturstabilen Labor. Vermeiden Sie Zugluft, Sonneneinstrahlung und Wärmequellen (Netzteile, Verstärker, Lüfter).
Lassen Sie den Aufbau nach dem Einschalten mehrere Stunden thermalisieren, bevor Sie präzise Messungen durchführen.
3. Kalibrierung:
Führen Sie die Kalibrierung (SOLT) bei der gleichen Temperatur durch, bei der auch gemessen wird. Wenn sich die Temperatur signifikant ändert, muss neu kalibriert werden.
4. Komponentenauswahl:
Verwenden Sie Komponenten mit spezifiziertem Temperaturbereich und guter Stabilität (z.B. für militärische oder Luftfahrtanwendungen).
Fazit:
Temperatur ist eine der größten Herausforderungen für wiederholbare Messungen bei GHz-Frequenzen. Sie führt zu einer systematischen Drift des Messergebnisses. Für präzise Ergebnisse muss die Temperatur stabil gehalten oder ihr Einfluss durch Kalibrierung und spezielle Hardware kontrolliert werden. Ignoriert man diesen Effekt, sind Messungen über einen längeren Zeitraum hinweg unbrauchbar.
Welche Auswirkung hat Feuchtigkeit auf den Ripple Effekt im Frequenzbereich bis 30 GHz?
Die Auswirkung von Feuchtigkeit (Humidity) auf den Ripple-Effekt in einem solchen Hochfrequenzaufbau ist subtil, aber bei 30 GHz äußerst kritisch.
Feuchtigkeit verändert die dielektrischen Eigenschaften der Isoliermaterialien in Kabeln und Komponenten. Dies führt zu einer Drift der elektrischen Länge und einer Erhöhung der Dämpfung, was das Ripple-Muster sowohl in der Frequenz als auch in der Amplitude verändert. Im Gegensatz zu Vibration ist der Effekt langsam und tritt über Minuten oder Stunden auf.
Hier die detaillierte Aufschlüsselung:
1. Hauptmechanismus - Änderung der Dielektrizitätskonstante (DK bzw. εr):
Dies ist der dominierende Effekt für die Frequenzverschiebung.
Wasseraufnahme: Die Isoliermaterialien in Koaxialkabeln (z.B. PTFE, Polyethylen) und die Substrate in Splittern/Combinern (z.B. FR4) sind oft leicht hygroskopisch, d.h. sie nehmen Spuren von Feuchtigkeit aus der Luft auf.
Hohe DK von Wasser: Wasser hat eine sehr hohe Dielektrizitätskonstante (DK ≈ 80 bei Raumtemperatur) verglichen mit Kabelisolatoren (z.B. PTFE, DK ≈ 2,1). Bereits minimale Mengen absorbierten Wassers erhöhen die effektive Dielektrizitätskonstante des Materials.
Auswirkung auf die Phasengeschwindigkeit: Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Signals im Kabel ist \( v = c / \sqrt{\epsilon_r} \). Wenn εr steigt, sinkt \( v \).
Folge: Die elektrische Länge \( L_{elek} = L_{phys} \cdot \sqrt{\epsilon_r} \) nimmt zu (bei konstanter physikalischer Länge). Da die Position des Ripples von der elektrischen Länge abhängt (\( f_{Null} \propto 1 / L_{elek} \)), verschiebt sich das gesamte Ripple-Muster zu niedrigeren Frequenzen, wenn die Luftfeuchtigkeit steigt. Bei sinkender Feuchtigkeit trocknen die Materialien aus und das Ripple verschiebt sich zurück zu höheren Frequenzen.
2. Hauptmechanismus - Erhöhung der Dämpfung:
Dies ist der dominierende Effekt für die Amplitudenänderung.
Hoher Verlustfaktor von Wasser: Wasser hat nicht nur eine hohe DK, sondern auch einen hohen Verlustfaktor (tan δ). Das bedeutet, es wandelt HF-Energie in Wärme um.
Erhöhte dielektrische Verluste: Wenn das Isoliermaterial Feuchtigkeit aufnimmt, erhöht sich sein effektiver Verlustfaktor. Dies führt zu einer stärkeren Dämpfung des Signals entlang der Leitung.
Auswirkung auf das Ripple durch höhere Dämpfung:
1. Die Amplitude der reflektierten Wellen wird reduziert. Da das Ripple durch Interferenz zwischen hin- und rücklaufenden Wellen entsteht, werden die Nullstellen des Ripples flacher und die Welligkeit insgesamt weniger ausgeprägt.
2. Die gesamte Einfügedämpfung (Insertion Loss) der Strecke erhöht sich. Die gesamte S21-Kurve sinkt nach unten ab.
3. Anfälligkeit der einzelnen Komponenten
Antennenkabel hat die anfälligste Komponente. Aufgrund seiner Länge hat eine kleine Änderung der Dielektrizitätskonstante pro Längeneinheit eine große kumulative Wirkung auf die Phasenlaufzeit. Ein langes Kabel wirkt wie ein "Feuchtesensor".
6-fach Splitter und 6-fach Combiner enthalten interne Leiterplatten (Substrate), die oft anfälliger für Feuchtigkeit sind als Kabeldielektrika (z.B. Standard-FR4). Feuchtigkeit kann in Gehäusespalte eindringen und die Leistung driften lassen.
Stecker können betroffen sein, wenn Feuchtigkeit in die Dielektrikum-Einsätze eindringt oder Kontakte korrodieren lässt.
4. Sichtbare Auswirkungen im Frequenzbereich
Ein VNA zeigt folgende Effekte:
· Langsame Frequenzdrift: Das Ripple-Muster wandert langsam auf der Frequenzachse (meist zu niedrigeren Frequenzen bei steigender Luftfeuchtigkeit), ähnlich wie bei Temperatur, aber durch einen anderen Mechanismus.
· Amplitudenänderung: Die Tiefe der Ripple-Ausläufer nimmt ab und die gesamte Dämpfung erhöht sich.
· Rauschen und Instabilität: In extremen Fällen (Kondensation) kann es zu Kurzschlüssen oder nichtlinearen Effekten kommen, die Rauschen und völlig unvorhersehbares Verhalten verursachen.
Maßnahmen zur Stabilisierung
Der Kampf gegen Feuchtigkeit erfordert andere Strategien als der gegen Temperatur oder Vibration:
1. Komponentenauswahl:
· Verwenden Sie Kabel mit geschlossenzelligem Dielektrikum wie aufgeschäumter Polyethylen (Foamed PE) oder PTFE, die weniger wasseranfällig sind als z.B. PVC.
· Achten Sie bei Splittern/Combinern auf hermetisch dichte Gehäuse oder zumindest auf Gehäuse mit IP-Schutzart.
· Verwenden Sie Substrate mit geringer Wasseraufnahme (z.B. Rogers RO4000®-Series, TMM) instead of standard FR4.
2. Umgebungskontrolle:
· Arbeiten Sie in einem klimatisierten Labor mit kontrollierter Luftfeuchtigkeit.
· Lagern Sie empfindliche Komponenten in verschlossenen Behältern mit Trockenmittel (Silica-Gel).
3. Konnektivität und Handling:
· Schützen Sie unbenutzte Anschlüsse immer mit Schutzabdeckungen.
· Vermeiden Sie das Berühren von Steckerkontakten mit den Fingern (Hautfett, Schweiß).
Fazit:
Feuchtigkeit ist ein heimtückischer Effekt, der die Stabilität von Hochfrequenzmessungen über lange Zeiträume untergräbt. Während Vibration sofortiges Wackeln verursacht und Temperatur eine relative vorhersehbare Drift, führt Feuchtigkeit zu einer langsamen, oft irreversiblen Drift der Messparameter, bis die Komponenten wieder vollständig ausgetrocknet sind. Für wiederholbare Messungen ist die Kontrolle der Luftfeuchtigkeit ebenso wichtig wie die Kontrolle der Temperatur.
Welche Auswirkung hat Verschmutzung auf den Ripple Effekt im Frequenzbereich bis 30GHz bei einem Aufbau mit 25 Zoll langem Antennenkabel, Dämpfungsgliedern, einem 6-fach Splitter und einem 6-fach Combiner?
Die Auswirkung von Verschmutzung ("Schmutz", Kontamination) auf den Ripple-Effekt in einem solchen Hochfrequenzaufbau ist bei 30 GHz katastrophal und führt oft zu völlig unbrauchbaren Messergebnissen.
Verschmutzung führt zu unkontrollierten und nichtlinearen Impedanzsprüngen an den kritischen Übergabepunkten (Steckverbindungen). Dies erzeugt zusätzliche, unvorhersehbare Reflexionen, die sich als neues, chaotisches Ripple-Muster über das vorhandene Lagern, die Dämpfung erhöhen und die Messung fundamental verfälschen.
Detaillierte Aufschlüsselung der Auswirkungen
1. Hauptmechanismus: Störung der Impedanzanpassung
Dies ist der Kern des Problems. Eine Steckverbindung ist so konstruiert, dass sie einen perfekten 50-Ω-Übergang bildet.
Fremd-Dielektrikum: Ein Partikel (Staub, Sand, Fusseln) oder ein Film (Fett, Feuchtigkeit) zwischen den Kontaktflächen wirkt wie ein ungewolltes Dielektrikum mit unbekannter Dielektrizitätskonstante. Dies zerstört die exakte Impedanzanpassung an dieser Stelle und erzeugt eine signifikante Fehlanpassung (z.B. eine kapazitive Störstelle).
Unvollständiger Kontakt: Ein Partikel kann verhindern, dass der Stecker vollständig und gleichmäßig eingeschraubt wird. Dadurch entsteht ein winziger Luftspalt, der eine induktive Störstelle verursacht.
Folge: Jeder Schmutzpartikel wird zu einem winzigen, ungeplanten Schaltungselement (Kondensator oder Induktivität). Jedes dieser Elemente erzeugt eine Signalreflexion. Die Summe all dieser zufälligen Reflexionen überlagert dem ursprünglichen, "sauberen" Ripple-Muster ein unregelmäßiges, chaotisches Rauschen aus neuen Peaks und Nullstellen.
2. Hauptmechanismus -Erhöhung von Dämpfung und Verlusten:
Ohmsche Verluste: Leitfähige Verschmutzung (z.B. Metallspäne, graphithaltiger Staub, feuchter Schmutz) kann zwischen Innen- und Außenleiter Brücken und einen parasitären Widerstandspfad bilden, der Signalleistung "ableitet".
Dielektrische Verluste: Verschmutzungen mit hohem Verlustfaktor (wie Feuchtigkeit oder Öl) wandeln HF-Energie in Wärme um.
Folge: Die gesamte Einfügedämpfung (Insertion Loss) des Systems erhöht sich. Dies macht die Ripple-Ausläufer flacher, aber die primäre Auswirkung ist die Generierung neuen Ripples, nicht die Dämpfung des alten.
3. Anfälligkeit der einzelnen Komponenten
Steckverbinder (KRITISCH!): Dies ist die absolute Schwachstelle. Die Präzisionsmechanik eines SMA- oder 2,92mm-Steckers ist auf Mikrometer genau gearbeitet. Ein einzelnes Staubkorn (~50 µm) ist auf dieser Skala ein riesiger Felsbrocken. Eine verschmutzte Steckverbindung ist die mit Abstand größte Quelle für messzerstörendes Ripple.
25 Zoll langes Antennenkabel: Die Kabel selbst sind geschützt, aber ihre beiden Stecker sind extrem anfällig.
6-fach Splitter und 6-fach Combiner: Diese haben 12 Anschlussstellen (6 Eingänge + 6 Ausgänge). Jede einzelne ist eine potenzielle Eintrittspforte für Verschmutzung. Eine kontaminierte Buchse beeinflusst den gesamten dazugehörigen Messpfad.
Dämpfungsglieder: Deren Stecker sind ebenso anfällig. Verschmutzung auf den internen Widerstandselementen kann deren Wert und Impedanz verändern.
4. Sichtbare Auswirkungen im Frequenzbereich (VNA-Bild)
Einführung von neuem, feinem Ripple: Das ursprüngliche Ripple-Muster wird von einem unregelmäßigen, "verrauschten" Muster überlagert**. Die Anzeige sieht "unscharf" oder "körnig" aus.
Schlechte Wiederholbarkeit: Jedes erneute Anschließen eines verschmutzten Steckers führt zu einem **völlig anderen Ripple-Muster, da die Partikel jedes Mal anders verteilt werden.
Erhöhtes Rauschen: Der Grundrauschpegel zwischen den Ripple-Peaks steigt an.
Nichtlineare Effekte (schlimmster Fall): Oxidationsschichten oder korrodierte Kontakte können Passive Intermodulation (PIM) verursachen. Dabei entstehen neue Störfrequenzen, die echte Signale im Messaufbau vortäuschen oder überdecken können.
Welche Maßnahmen zur Vermeidung von Ripple sind zu empfehlen für eine "Connector Hygiene"?
Bei 30 GHz ist Steckerhygiene keine Empfehlung, sondern Pflicht.
1. Die goldene Regel: Niemals eine verschmutzte Steckverbindung kuppeln! Sichtkontrolle, Prüfen Sie jeden Stecker und jede Buchse vor jeder Verbindung mit einer Vergrößerungslupe oder einem USB-Mikroskop.
2. Richtige Reinigungsprozedur:
Trockenreinigung: Lockere Partikel zunächst mit Druckluft aus einer Druckluftdose wegblasen. Nie mit dem Mund pusten (Feuchtigkeit!).
Nassreinigung: Bei festsitzendem Schmutz Isopropylalkohol (IPA, 99%+) und lint-free Reinigungstücher/Stäbchen verwenden. Niemals Wattestäbchen benutzen (Fasern!).
Reinigen Sie immer beide Seiten einer Steckverbindung.
3. Lagerung und Handhabung:
Schutzschrauben und -kappe immer aufsetzen, wenn ein Anschluss nicht benutzt wird.
Fassen Sie die Kontaktflächen niemals mit den Fingern an (Hautfett, Salze).
Arbeiten Sie an einem sauberen, ordentlichen Arbeitsplatz.
Bei 30 GHz ist Verschmutzung kein ästhetisches Problem, sondern ein elektrisches Bauteil, das Sie nie einbauen wollten. Die Auswirkungen auf das Ripple-Muster sind drastisch und machen präzise Messungen unmöglich. Die einzige Lösung ist akribische Sauberkeit und die strikte Einhaltung von Reinigungsprotokollen. Die Leistung der teuersten Komponenten wird durch einen einzigen unsauberen Stecker sofort zunichtegemacht.
Was zeigt ein VNA Bild an?
VNA-Bild zeigt die grafische Darstellung der Messergebnisse eines Vector Network Analyzers (VNA) am Bildschirm an und zeigt die S21-Parameter mit denDurchgangsverlusten über der Frequenz an. Ein VNA misst nicht nur die Größe (Amplitude) eines Signals in Dezibel, sondern auch dessen Phase. Aus diesen Daten berechnet er verschiedene Netzwerkparameter und stellt sie visuell dar – dieses Diagramm ist das "Bild", das der Ingenieur interpretiert.
