Eine Hilfe für Ingenieure, um elektromagnetische Wellen erfolgreich zu entwerfen, zu simulieren und zu messen

Wenn Entwickler tiefer in das Frequenzband elektromagnetischer Wellen vordringen, geraten sie leicht in die Falle, die Schwierigkeiten zu unterschätzen, die bei Design, Simulation, Messung und Analyse auftreten. Und zwar ist das Verhalten der Wellen bei 30 GHz, 300 GHz oder 1 THz ganz anders als das der Signale im Basisband, HF oder Mikrowellen. Beispielsweise erfahren die Signale bei den jeweiligen Wellenlängen von 10 mm, 1 mm oder 0,3 mm erhebliche Ausbreitungsverluste, insbesondere bei den Resonanzfrequenzen von Sauerstoff-, Wasser- und Kohlendioxidmolekülen. Darüber hinaus erschweren die damit verbundenen Herausforderungen die Energieerzeugung, sodass es zunehmend schwieriger wird, kalibrierte Messungen durchzuführen und brauchbare Ergebnisse zu erhalten. Ingenieure, die sich diesen Herausforderungen gegenübersehen, verlassen sich auf Prüfgerätehersteller, die ihnen bei ihren Bemühungen mit Tools helfen, die den Zugriff auf genaue und wiederholbare Messungen bei immer höheren Frequenzen und größeren Bandbreiten erleichtern. Den Early Adopters den Fortschritt zu ermöglichen, ist Teil der Identität von Keysight Technologies, dessen neueste Versionen Entwickler dabei unterstützen, die gewünschten Ergebnisse bei 110 GHz und darüber hinaus zu erzielen. Heute ist Keysight der führende Innovator der Branche bei Marketing-Tools für Simulation, Test und Analyse bei elektromagnetischen Wellenfrequenzen.

Arbeiten Sie dort, wo Technologie und Nachfrage nach elektromagnetischen Wellen zusammenlaufen

Die elektromagnetische Wellentechnologie wird seit Jahrzehnten eingesetzt, insbesondere in der Luft- und Raumfahrt, im Verteidigungswesen und in Anwendungen für den Rückverkehr, wo die Vorteile die hohen Entwicklungs-, Herstellungs- und Supportkosten rechtfertigten. In den letzten Jahren haben Fortschritte bei der Herstellung von Geräten mit elektromagnetischen Wellen die Kosten von Geräten mit extrem hoher Frequenz (EHF) gesenkt und sie für Verbraucher- und kommerzielle Anwendungen rentabler gemacht. Beispielsweise haben Entwickler der Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS)-Technologie Bauelemente mit einer fT von mehr als 500 GHz hergestellt, und einige von ihnen zielen darauf ab, diese kostengünstige Technologie in den Bereich von 1,0 bis 1,5 THz zu bringen. Keysight selbst hat revolutionäre Forschung und Entwicklung in Bezug auf EHF-Komponenten durchgeführt. Die Fähigkeiten der Mitarbeiter in der Mikrowellen-Halbleitertechnologie haben die Entwicklung eines hochmodernen Indiumphosphid (InP)-Prozesses ermöglicht, der Transistor-Schaltfrequenzen von mehr als 300 GHz unterstützt und damit die Erschließung höherer Schaltungsbandbreiten ermöglicht Produkte wie ein Oszilloskop, das bald bahnbrechende Echtzeit- und Äquivalentzeitfunktionen bieten wird.

Erweiterung der Signalanalyse auf elektromagnetische Wellenfrequenzen

Um kommerzielle Tools für extrem hohe Frequenzen zu entwickeln, ist die bewährte Kombination aus Messwissenschaft und Erfahrung in ondas die Keysight anbietet. Der Signalanalysator N9041B der UXA X-Serie verwirklicht die einzigartigen Fähigkeiten des Unternehmens und bietet eine kontinuierliche Frequenzabdeckung von 3 Hz bis 110 GHz in einem einzigen Sweep. Seine vollintegrierte Momentanbandbreite beträgt 1 GHz, und ein ZF-Ausgang unterstützt eine maximale Analysebandbreite von 5 GHz bei Anschluss an ein externes Keysight-Oszilloskop. Und für diejenigen, die nach flüchtigen oder sporadischen Signalen Ausschau halten, bietet die Real-Time Spectrum Analysis (RTSA)-Funktion eine maximale Bandbreite von 250 MHz.Die fortschrittliche Front-End-Schaltung des UXA-Analysators bietet eine effiziente, verlustarme Mischung, beispielsweise mit einem durchschnittlicher Anzeigerauschpegel (DANL) von nur –150 dBm/ Hz bei der Charakterisierung von Breitbandsignalen, die im elektromagnetischen Wellenband moduliert sind. Und damit Sie sich nicht entscheiden müssen, bietet der Analysator zwei Eingangsanschlüsse: Ein leistungsstarker und sparsamer 2,4-mm-Eingangsanschluss deckt Messungen bis 50 GHz ab, während der dedizierte 1,0-mm-Eingangsanschluss mit genauen Toleranzen ausgelegt ist, um kontinuierliche und gültige Sweeps zu gewährleisten Messungen bis 110 GHz.Mit diesen Fähigkeiten ist der UXA der Star der Signalanalysatoren der X-Serie von Keysight. Jeder Analysator der X-Serie bietet dank eines großen 14,2-Zoll-Bildschirms bei den UXA-Modellen und einem 10,6-Zoll-Bildschirm bei den Modellen PXA, MXA, EXA und CXA eine Multi-Touch-Funktionalität ähnlich der eines Smartphones oder Tablets. Messeinstellungen und Anzeigen lassen sich einfach mit vertrauten Gesten steuern, z. B. durch einfaches oder doppeltes Antippen, um einen Parameter auszuwählen oder ein Fenster zu erweitern, durch Ziehen und Zusammenziehen, um eine Anzeige zu zoomen oder zu skalieren, oder langes Drücken auf eine Option, um auf das Kontextmenü zuzugreifen . Mit einer einfachen Berührung des Bildschirmmenüfelds, einer Messleiste, eines Anmerkungs-Hotspots oder eines Popup-Fensters greifen Sie direkt auf Ihre Hauptparameter zu, egal ob es sich um eine einfache Aufgabe wie eine Spektrumanalyse oder eine komplexe digitale Demodulation handelt . Im Allgemeinen können die meisten Vorgänge mit etwas mehr als zwei Fingertipps abgeschlossen werden. Dies beschleunigt die Navigation durch die Möglichkeiten der Bildschirme und Analysefunktionen, ohne das natürliche Gefühl der Verwendung eines herkömmlichen Analysators bei grundlegenden Spektrumsmessungen zu verlieren. Diese Arten von zugänglichen Funktionen bringen den Benutzer näher an die Antworten, nach denen er sucht, und erleichtern die Verbindung zwischen Ursache und Wirkung.

Erleichtern Sie eine tiefere Analyse komplexer Signale

Durch die nahtlose Integration des Analysators und der Keysight-Software und -Anwendungen stehen dem Benutzer erweiterte Analysen und die neuesten Daten buchstäblich zur Verfügung. Die Anwendungen der X-Serie bieten bewährte, sofort einsatzbereite Messungen für die Signalanalyse. Durch die Erfassung des gesamten Messerlebnisses und die Bereitstellung wiederholbarer Ergebnisse erleichtern Apps das Verständnis der Geräte- und Designleistung. Die Software VSA 89600 von Keysight ist ein umfassender Satz von Tools für die Demodulation und Vektorsignalanalyse. Um die Quelle von Signalproblemen besser zu identifizieren, bietet der VSA 89600 auch Aufnahme-/Wiedergabefunktionen, die eine detaillierte Nachbearbeitungsanalyse mit erweiterten Triggermessungen und Post-Capture-Vergrößerungsabstimmung ermöglichen. Mit diesen Tools können Entwickler praktisch jede Facette eines Signals untersuchen und ihre fortschrittlichsten Designs optimieren.

Eine Geschichte der Führung elektromagnetischer Wellen

Obwohl die elektromagnetische Wellentechnologie gerade erst begonnen hat, in kommerziellen Anwendungen aufzutauchen, war Keysight seinem Spiel Jahrzehnte voraus. Seine ersten Gigahertz-Produkte gehen auf das Jahr 1967 zurück, mit der Veröffentlichung des HP 8410 Network Analyzer, der bis zu 12 GHz maß und S-Parameter berechnete. In den späten 26,5er Jahren brachte das Unternehmen seine ersten Geräte für elektromagnetische Wellen mit Signalgeneratoren über 45 GHz (mit Aufwärtswandlern) und Breitband-Netzwerkanalysatoren von 100 MHz bis XNUMX GHz auf den Markt. Seitdem umfassen einige der Hauptversionen 67-GHz-Netzwerkanalysatoren (PNA, 2006) und 50-GHz-Handheld-Spektrumanalysatoren und kombinierte Analysatoren (FieldFox, 2015). Andere Beispiele sind ein 90-GHz-Breitbandoszilloskop (Infiniium DCA-X 86100D); ein 68-GHz-Breitband-Transceiver (E7760A); 67 GHz Mikrowellen-Netzwerkanalysatoren, erweiterbar auf 1,1 THz (PNA-X); ein analoger 67-GHz-Signalgenerator, erweiterbar auf 1,1 THz (PSG E8257D); 63-GHz-Oszilloskope (Infiniium Z-Serie) und ein 50-GHz-PXIe-Hochleistungs-Vektorsignalanalysator (M9393A). Keysight hat den UXA N9041B Analysator im Oktober 2016 veröffentlicht. Durch den Einsatz frequenzerweiterter Produkte von zwei unserer Lösungspartner, Virginia Diodes, Inc. (VDI) und OML, Inc. können viele Signalgeneratoren, Spektrumanalysatoren und Netzwerkanalysatoren von Keysight Frequenzen zwischen 50 GHz und 1,5 THz überspannen. Beispielsweise umfasst eine kürzlich bereitgestellte Lösung Spektrumanalysefähigkeiten bis zu 1,5 THz. Die Softwareprodukte von Keysight erfüllen die Notwendigkeit, Design, Simulation, Messung und Analyse bei elektromagnetischen Wellenfrequenzen zu integrieren. Design- und Simulationssoftwarelösungen ermöglichen einen effizienten Arbeitsablauf, der die Entwicklung von Geräten und Systemen der nächsten Generation beschleunigt. Die EEsof EDA-Familie von Keysight umfasst Schaltungssimulatoren, Löser für elektromagnetische Felder und Gerätemodellierungslösungen, die Ingenieuren dabei helfen, ihr Endergebnis zu verbessern, vom ersten Entwurf bis zum ersten Prototyp. Tatsächlich verwendete das F&E-Team des N9041B-Analysators die Software Advanced Design System (ADS) von Keysight, um die ersten korrekten Designs von Filtern für elektromagnetische Wellen zu erhalten, die am Eingang des Analysators verwendet werden. Fazit Hightech-Ingenieure verlassen sich seit mehr als 75 Jahren auf Keysight, um einfacher auf genaue, wiederholbare Messungen bei immer höheren Frequenzen und größeren Bandbreiten zugreifen zu können. Heute bekräftigt das Unternehmen seine führende Position, indem es F&E-Ingenieuren Tools zur Durchführung von Entwürfen, Simulationen und Messungen bei elektromagnetischen Wellenfrequenzen anbietet.