Erweiterungsmodule für Hochfrequenzen
Frequenzvervielfacher
Eine Frequenzerweiterung bezeichnet die Erweiterung der Frequenzbandbreite eines Messgeräts auf ein Band im mmWellen- oder THz-Bereich, indem ein Frequenzvervielfacher, auch Frequency Multiplier RF genannt, genutzt wird.
- Frequenzvervielfachung durch Multiplikation und/oder Heterodyn-Mischung
- Breitbandige Frequenzdoppler / Frequenzverdreifacher
- Erweiterungsmodule für VNA, Spektrumanalysatoren und Signalgeneratoren (für SA/SG auch als portable Module)
Was ist ein Frequenzvervielfacher?
Ein Frequenzvervielfacher erzeugt aus einer Eingangsfrequenz eine höhere Ausgangsfrequenz als ganzzahliges Vielfaches. Ein Frequency Multiplier mit Faktor 6 erzeugt z.B. aus 15 GHz eine Ausgangsfrequenz von 90 GHz. Das Verfahren der Frequenzvervielfachung wird häufig bei Signalgeneratoren (SG) eingesetzt.
Eine Frequenzerweiterung ist ein vollständiges Zusatzsystem, das den Messbereich eines Geräts oberhalb seiner internen Frequenzgrenze erweitert. Ein solcher Frequency Extender kann mehrere Komponenten enthalten, darunter den Frequenzvervielfacher. Bei einem Vektor-Netzwerkanalysator (VNA) oder Spektrumanalysator (SA) erzeugt der Extender nicht nur das hochfrequente Testsignal. Er empfängt auch die reflektierten und übertragenen Signale und setzt sie auf eine niedrigere Zwischenfrequenz zurück. Dadurch lassen sich beispielsweise S-Parameter im Millimeterwellen- oder Terahertz-Bereich messen.
Wo werden TeraHertz-Frequenzen benötigt?
Die Anwendungen der Terahertz-Technologie (THz) reichen von Sicherheitskontrollen über medizinische Bildgebung bis hin zu Hochgeschwindigkeitskommunikation und Qualitätskontrolle wie beispielsweise in
- nicht-invasiven Körper- und Gepäckscannern
- der Medizin, um Oberflächenschichten des menschlichen Körpers darzustellen
- drahtlosen Netzwerken zur Hochgeschwindigkeits-Datenübertragung
- spektroskopischen Anwendungen in der Qualitätskontrolle von Lebensmitteln oder in der Pharmazie.
Welche typischen THz-Messaufgaben führt man mit Frequenzvervielfachern durch?
Messungen und die dazugehörigen Messgeräte für den Frequenzbereich >110 GHz bestehen in der Regel aus mehreren Teilen. Die häufigsten Messaufgaben im Frequenzbereich 110 GHz – 1,5 THz sind:
- Signalerzeugung: unmodulierte oder modulierte Signale haben hier unterschiedliche Messaufbauten
- Signalanalyse: Aufbau eines Spektrumanalysators mit einem Frequenzerweiterungsmodul
- Netzwerkanalyse: Nutzung eines Vektor-Netzwerkanalysators mit Frequenzvervielfacher
- Leistungsmessung ist schwierig und erfolgt mit Hilfe eines Kalorimeters
- Messung der dielektrischen Eigenschaften von Materialien (Permittivität, Verlustfaktor)
Breitbandige Frequenzdoppler
Je nach Eingangsfrequenz haben Frequenzdoppler einen Koax- oder Hohlleiter-Eingang. Da wir uns auf hohe Ausgangsfrequenzen spezialisiert haben, haben die von uns angebotenen Dopplerbausteine in fast allen Fällen einen Hohlleiter-Ausgangsport.
Die Frequenzdoppler unterscheiden sich in Konfiguration und Dimension abhängig vom Frequenzbereich. Bereiche von WR-15 bis WR-12 sind Niedrig-Frequenz-Doppler, WR-10 bis WR-1.9 dagegen Hochfrequenz-Doppler.
Die Frequenzdoppler müssen gebiased werden, um sie zu betreiben. Dazu bietet VDI die entsprechende Biasing-Box an, die bei der Bestellung der Doppler enthalten ist. Diese Box muss in den meisten Fällen mit +12 VDC versorgt werden.
Breitbandige Frequenzverdreifacher
Genau wie Doppler lassen sich auch Frequenzverdreifacher in vier Kategorien unterteilen, abhängig vom Frequenzbereich. Dadurch ändert sich auch hier die Struktur und Dimension.
- Low Frequency (WR-15 bis WR-6.59)
- Middle Frequency (WR-5.1 bis WR-1.5)
- High Frequency (WR-1.2 bis WR-0.34)
- Compact High Frequency (WR-1.2 bis WR-0.34)
Frequenzerweiterungsmodule
Extension Module für Spektrumanalysatoren
Die Spectrum Analyzer Erweiterungsmodule (SAX) von Virginia Diodes, Inc. (VDI) bieten eine leistungsstarke Breitband-Abwärtskonvertierung und Frequenzerweiterung von Mikrowellen-Spektrumanalysatoren in den THz-Bereich. VDI SAX-Module bieten eine vollständige Hohlleiterbandabdeckung und sind von WR28 (26 bis 40 GHz) bis WR0,65 (1,1 bis 1,5 THz) erhältlich, wobei Module für weitere Bänder in Entwicklung sind.
Für den SA-Erweiterungsmodus ist diese schlüsselfertige Extender-Lösung mit den meisten modernen Spektrumanalysatoren mit externer Mischeroption kompatibel.
Extension Module für Signalgeneratoren
Die SGX-Module von VDI decken das gesamte Wellenleiterband ab und sind von WR15 (50 bis 75 GHz) bis WM-164 (1,1 bis 1,5 THz) erhältlich, wobei Module für weitere Bänder in Entwicklung sind. Diese schlüsselfertigen, durchstimmbaren Extender-Lösungen sind mit jedem Mikrowellen-Signalgenerator kompatibel, der die Anforderungen an Eingangsfrequenz, HF-Leistung, Phasenrauschen, Amplitudenstabilität und spektrale Reinheit erfüllt.
Extensions für Vektor-Netzwerkanalysatoren
Die VNA-Extendermodule (VNAX) von Virginia Diodes Inc. (VDI) bieten eine leistungsstarke Frequenzerweiterung für Netzwerkanalysatoren in Hohlleiterbändern von 26 GHz bis zu 1.500 GHz an. Diese Module kombinieren eine hohe Testportleistung mit einem außergewöhnlichen Dynamikbereich und bieten damit eine branchenführende Leistung.
Zusätzlich zu den vollständigen Transceiver-Modulen (TxRx) bietet VDI auch Module mit reduziertem Funktionsumfang an: reine Sendemodule mit Referenzsignalausgang (TxRef) und reine Empfangsmodule (Rx). Die Module sind mit den meisten Netzwerkanalysatoren kompatibel und können in Prüfstationen und Antennenmesskammern integriert werden.
Tragbare Spektrum Analyzer Extensions von Virginia Diodes (VDI)
BenchTop Netzwerk-Spektrumanalysatoren Extensions
Um moderne tragbare Handheld-Spektrumanalysatoren auf den Frequenzbereich von 50-170 GHz in Hohlleiterbändern von WR-15 (50-75 GHz) zu WR6.5 (110-170 GHz) zu erweitern, werden portable PSAX-Frequenzerweiterungsmodule verwendet.
Für den Betrieb von PSAX-Modulen mit höheren Frequenzen ist möglicherweise eine externe Batterie oder Stromversorgung erforderlich.
Tragbare Signal Generator Extenders
Die Portable Signal Generator Extension (PSGX)-Module von Virginia Diodes, Inc. (VDI) bieten eine leistungsstarke Frequenzerweiterung für tragbare Mikrowellensignalgeneratoren (z. B. mit Impulsgenerator-App) bis in den THz-Bereich.
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