Hoogfrequent-technologie, van kennis naar ontwikkeling

Het thema van het seminar is ‘Van kennis naar Ontwikkeling’ en er zal dan ook duidelijk worden welke kennis waar beschikbaar is, welke ontwikkelingen daarmee mogelijk zouden zijn en tot welke ontwikkelingen het al heeft geleid. Om dat te realiseren komen op 26 april toepassers, ontwikkelaars, toeleveranciers en kennisinstituten bij elkaar om hun visie kennis en ervaringen uit te wisselen.

Het lezingenprogramma omvat drie keynote-voordrachten en 18 meer specialistische parallelsessie, verdeeld in drie categorieën: hardware en ontwikkeling, T&M bij HF-applicaties en T&M-apparatuur.

Rondleidingen

Seminarbezoekers wordt tevens de mogelijkheid geboden om deel te nemen aan het Center for Wireless Technology van de TU Eindhoven, waarbij demonstraties worden gegeven van de ontwikkeling van een 60 GHz 45-nm Cmos vermogensversterker, storingsonderdrukking in multi-radio transceivers, een 40-nm zelfkalibrerende D/A-omzetter en toepassingen van grote organische elektronicaschakelingen.

HF Technology 2012

Het seminar vindt plaats op 26 april, in het auditorium van de Technische Universiteit Eindhoven. Het duurt van 9:30 tot 17:00 uur en is, na registratie, gratis toegankelijk. Kijk voor meer informatie en het online aanmeldingsformulier op www.fhi.nl/hf.

Programma

9.30 – 10.00

A fully integrated 60 GHz distributed transformer power amplifier in bulky Cmos 45 nm

De beschikbare 6 GHz bandbreedte rond de 60 GHz leent zich voor de realisatie van snelle draadloze communicatiesystemen voor de korte afstand. Prijsgunstige oplossingen voor deze toepassing kunnen worden verkregen met geheel geïntegreerde transceivers, die zijn voorzien van digitale schakelingen in standaard Cmos-technologie. Maar de lage doorslagspanning van actieve componenten en de slechte kwaliteit van passieve componenten in Cmos compliceren de realisatie van vermogensversterkers met voldoende uitgangsvermogen en een acceptabel rendement. Voor het halen van hoge vermogensniveaus zijn transimpedantie-aanpassingsnetwerken nodig met een hoge transformatieverhouding, maar die verlagen het rendement. Als alternatief zou gebruik kunnen worden gemaakt van vermogensversterker met gedistribueerde transformatie, die tegelijkertijd het combineren van vermogen en impedantieaanpassing mogelijk maakt. Jaap Essing presenteert een geheel geïntegreerd, differentiële vermogensversterker die werkt in  de 60 GHZ ISM-band en is uitgevoerd in 45-nm Cmos-technologie. De versterker is gebaseerd op een gedistribueerde actieve transformator (DAT). Om problemen op te lossen ten gevolge van de asymmetrische aard van DAT, wat resulteert in common-mode en ongelijke spanningen aan de ingangspoorten,  zijn er twee universele methoden die geen layoutbeperkingen of -aanpassingen met zich meebrengen. De gerealiseerde versterker haalt een uitgangsvermogen van 13,2 dBm bij 1 dB compressie, een verzadigd uitgangsvermogen van 16,3 dBm, een PAE van 8,7% en 18,7 dBm OIP3. Daarbij wordt 178 mA opgenomen bij 1,8 V.

Jaap Essing, TU Eindhoven

10.00 – 10.30

Practical coexistence testing of Zigbee radios in lighting control

De 2,4 GHz ISM-band is druk bezet door een veelheid aan ‘open’ radiotechnologieën. Daardoor zou het een vreemde keus kunnen lijken om juist in deze band een extreem robuuste radiobesturing te willen realiseren. Succesvolle co-existentie in deze vijandige omgeving is de sleutel tot de besturingsstrategie van Philips Lighting, gebaseerd op Zigbee-radio in deze band. Er is veel inspanning gedaan om deze cruciale radiokarakteristiek te doorgronden. Jaco van der Merwe licht de benadering toe die is gekozen door Philips Innovation Services. Hij gaat in op de identificatie van potentiële stoorbronnen, het vinden en meten van radioparameters die de co-existentie beïnvloeden en op testomgevingen voor het beproeven van moderne, digitale radio.

Jaco van der Merwe, Philips Innovation Services

11.00 – 11.25

Application of soft ferrite material from EMC to RFID

Alan Keenan behandelt achtereenvolgens de volgende onderwerpen: 1. Wat is een zachte ferriet, 2. Het biaseffect van differentieel ferriet-filteren (EMC), 3. Multi-turn configuraties (EMC), 4. Uitdoofeffecten van common-mode smoorspoelen (EMC), 5. Waar gebruiken we ferrietkralen in circuits (EMC), 6. Hoe zit het met inductieve toepassingen, 7. LF RFIF (inductief), 8. HF RFID (inductief) en 9. LW en MW raio Balun-transformator (inductief).

Alan Keenan, Fair-Rite namens H.F. Technology

Time correlated verification of wireless embedded systems

Moderne embedded ontwerpen bevatten steeds vaker gepulste of flexibele radiocommunicatie. Het is belangrijk om de prestaties te controleren door het gelijktijdig onderzoeken van de data, het tijddomein en RF-signalen.

Ghislain Simon, Tektronix namens C.N. Rood

Juiste kabel en connectoren cruciaal bij een RF meting

Wat zijn de beperkingen, de do’s-&-don’ts en welke keuzes moeten er gemaakt worden bij het selecteren van de juiste RF-verbinding en RF-testkabels? Dat is waar Cyrill Helg in deze presentatie alles over gaat vertellen. Tevens licht hij de verschillen tussen een analoge meting tot 100 GHz en een digitale testmethode tot 100 Gbps toe. Bezoeker van deze presentatie ontvangen de ‘RF Connector Guide’ met daarin alle benodigde kennis over de RF-theorie, materiaaleigenschappen, connectoren, RF-formules en de eisen waaraan een testopstelling moet voldoen.

Cyrill Helg, Huber+Suhner namens Simac Electronics

11.30 – 11.55

Designing innovative PCB antennas

Clare Harris verklaart de ontwerpmethodologie achter een paar van de technisch meer uitdagende antennes. Met specifieke voorbeelden laat hij zien hoe door samengaan van theorie, simulatie en metingen kan worden voldaan aan concrete eisen. In de engineeringwereld wordt simulatie steeds vaker toegepast bij het ontwerpen. Harris legt uit hoe Cobham Antenna Systems simulatie in de ontwerp-toolbox heeft opgenomen om op klantenspecificatie antennes te ontwikkelen.

 Clare Harris, Cobham Antenna Systems namens Hi-Tech RF & Microwave Solutions

Tools and methods for spectrum management

Justin Taylor bespreekt de benodigde apparatuur en procedures voor spectrum management. Aan de hand van commercieel beschikbare apparatuur demonstreert hij de specifieke eisen en methoden die moeten worden gebruikt bij het aankomen op een nieuwe locatie. Hij toont onder meer de mogelijkheden voor het produceren van een frequentiebezettingsplot en het identificeren en klassificeren van onbekende signalen. Ook laat hij zien hoe met een richtingzoekend systeem ongewenste signalen kunnen worden gevonden en hoe een systeem kan worden geconfigureerd om een bepaalde RF-band te bewaken.

Justin Taylor, Aeroflex Test Solutions UK namens T&M Systems

New fast damped oscillatory acc. to IEC 61000-4-18

De immuniteitstesten ‘ringwave’ en ‘langzaam gedempte oscillerende golf’ simuleren storingen die worden geïnduceerd in laagspanningskabels en voedingen. Door reflecties ten gevolge van verkeerde impedantie-aanpassing van hoogspanningscircuits kan een oscillerende impuls ontstaan. De snel gedempte oscillerende golf simuleert storingen die worden geproduceerd door schakelende apparatuur en besturingen, evenals de elektromagnetische puls op grote hoogte (HEMP).

Frank Niechcial, EM TEST

12.00 – 12.25

"Build to performance", HF custom ceramic thin film filters

Het ontwerpen van een HF-filter dat volledig voldoet aan de vereisten in een applicatie is doorgaans een lastige opgave. Op basis van kennis en ervaring in het maken van kristaloscillatoren en filters, bespreekt Oliver Terasa de ontwerpprincipes voor op maat gemaakte HF-filters. Hij behandelt HF-ontwerpprincipes, materiaalkennis, meet- en karakteriseertechnieken, en voorwaarde voor precisieproductie.

Oliver Terasa, Vectron namens Heynen

Fundamentals of passive intermodulation (PIM) and distance-to-PIM (DTP)

PIM is een groeiend probleem in mobiele netwerken, ten gevolge van veroudering van apparatuur, co-locatie van nieuwe carriers of het installeren van nieuwe apparatuur. Anritsu heeft een gepatenteerde technologie ontwikkeld, Distance-to-PIM (DTP), die de technicus informeert over de afstand en de relatieve sterkte van alle PIM-bronnen tegelijkertijd, zowel binnen het antennesysteem als buten de antenne. Deze informatie kan reparatietijd verkorten en reparatiekosten beheersbaar maken. Vergelijking van PIM-waarden over een bepaalde tijd kan duidelijk maken of apparatuur aan het verouderen is. Dat maakt correctie mogelijk voordat er daadwerkelijk problemen optreden.

Ferdinand Gerhardes, Anritsu namens Livingston T&M

Design and results of a high speed burst/pulse RF power meter

Patrick Dijkstra behandelt de ontwikkeling van een microgolf (pulsed) vermogensmeter voor EMC-applicaties. Eerst wordt ingegaan op het gestelde ontwikkeldoel. Wat zijn de relevante specificaties voor een vermogensmeter voor EMC-metingen? Hierbij moet gedacht worden aan meetsnelheid, dynamisch bereik en meetprincipe (CW, RMS en/of pulsed RF). Bij het bespreken van het uiteindelijke ontwerp wordt getoond hoe aan het gestelde ontwikkeldoel is voldaan. Hierbij wordt ingegaan op de gerealiseerde specificaties, ‘modes of operation’ en toepassingsmogelijkheden van de ontwikkelde vermogensmeter. Een en ander wordt verduidelijkt met een korte productdemonstratie van de vermogensmeter en de bijbehorende softwareapplicatie.

Patrick Dijkstra, D.A.R.E!! Instruments

13.30 – 13.55

Microgolf absorberende materialen toegepast bij hoge frequenties

De trend van stijgende frequenties in elektronische RF-modules vraagt ook om voortdurende ontwikkeling en productie van absorberende materialen voor deze toepassingen. Absorbermaterialen worden ontworpen en gebruikt in onder andere blind-spot (24 GHz) en ACC (77 GHz) automotive toepassingen. Johan Kenis verduidelijkt welke producten in dit frequentiegebied met succes worden toegepast en in welke vorm deze op een efficiënte wijze worden geproduceerd.

Johan Kenis, Emerson & Cuming Microwave Products namens EEMCCOIMEX

What you need to know about IEEE 802.11ac

Andreas Gustafsson geeft een overzicht van de belangrijkste technogie-uitbreidngen die zijn geïntroduceerd in de IEEE 802.11ac. Hij bespreekt de verschillen tussen de 802.11a, b, g, n, en ac standaarden – en laat zien hoe 802.11ac hogere data-rates kan produceren.Tenslotte belicht hij een aantal testuitdagingen die het gevolg zijn van de 802.11ac standaard – geïllustreerd met basismetingen.
Andreas Gustafsson, National Instruments

Real-time signal analysis in microwave frequency domain

Voor het meten van sporadisch voorkomende elektrische verschijnselen en storingen wordt in veel gevallen gebruik gemaakt van een snelle digitale oscilloscoop. Door een juiste triggerinstelling en voldoende hoge bemonsteringsfrequentie is zo’n, vaak kort durend en éénmalig, verschijnsel in het tijddomein mogelijk zichtbaar te maken. Door de tijd die nodig is om het gemeten signaal te verwerken en op het display te tonen is een digitale oscilloscoop per definitie echter een groot deel van de tijd ‘blind’ voor nieuwe signalen aan de ingang en kan het vaak lange tijd duren voordat een nieuwe storing gemeten kan worden. Met de toename van het gebruik van zeer hoogfrequente gepulste draaggolven zijn oscilloscopen vaak niet meer toereikend om in het tijddomein kortstondige storingen snel te detecteren. Het is dan zaak om in het frequentiedomein continu het spectrum te bekijken op stoorfenomenen zonder ‘gaten’ in de tijd. Hiertoe wordt een real-time signaalanalysetechniek toegepast op basis van ‘overlapped FFT’ met zeer snelle signaalprocessoren. Mischa van Santen legt het basisprincipe uit en geeft voorbeelden van de manier waarop de kortstondige en eenmalige verschijnselen worden geregistreerd en weergegeven.
Mischa van Santen, Rohde & Schwarz Nederland

14.00 – 14.25

M2M : 1001 oplossingen voor hetzelfde probleem

Door een kort overzicht van diverse hoogfrequent oplossingen die gekozen kunnen worden bij een M2M (machine-to-machine) connectivity, toont Frank den Ridder, hoe ontwikkelbedrijf Vitelec keuzes maken binnen het scala aan mogelijke oplossingen. Opgedane ervaringen over specifieke problemen en oplossingen worden geschetst. Ter illustratie passeren diverse projecten, zoals StreetSmart, WaterSense, PestControl en FieldTalk de revue, waarbij typerende technische uitdagingen worden belicht.

Frank den Ridder, Vitelec

Impedantietransformatie voor high-current RF-testen

Voor het testen van onderdelen in hoogfrequent systemen kan het gewenst zijn om hoge stromen te genereren. Dit wordt al snel een probleem, zelfs bij een standaard impedantie van 50 ohm. De oplossing is om impedantietransformatie toe te passen waardoor de versterker nog steeds 50 ohm ‘ziet’ terwijl voor de testomgeving de impedantie omlaag getransformeerd is. De impedantietransformatie moet daarbij vanzelfsprekend bij hoge vermogens wel verliesarm zijn.
Onno e Meijer gaat in op het ontwerpen en ontwikkelen van een verliesarm transformatienetwerk dat gebruikt wordt voor het testen van elektronische onderdelen die in MRI systemen worden gebruikt.
Het, door AR Benelux, ontwikkelde systeem transformeert de output van een 30 kW MRI-pulsversterker van 50 naar 5 ohm. Omdat dit verliesarm gebeurt, is aan de laagimpedante zijde van het netwerk een RF piekstroom van 77 ampère beschikbaar voor (destructieve) testen.

Onno de Meijer, AR Benelux

Wider bandwidth in wireless communication

Waarom scopes 32 GHz spectrumanalyzers zijn en spectrumanalyzers 160 MHz scopes. Gustaaf Sutorius bespreekt een aantal gevolgen van de trend aar grotere bandbreedte in snelle draadloze communicatie. Eerst legt hij een aantal standaard smalle-band metingen uit, zoals TOI en ACP. Dan, bij de zoektocht naar bredere banden, illustreert hij hoe oscilloscopen langzamerhand spectrumanalysers worden en andersom. Als voorbeeld wordt gekeken naar een draadloos LAN-signaal van de volgende generatie (802.11.AC).

Gustaaf Sutorius, Agilent Technologies Netherlands, namens ElectroRent

15.00 – 15.25

Spurious reduction technique in fraction synthesizers

Greg Bachmanek spreekt over parasitaire modulatieconcepten, effecten van voedingen, fractionele modulatie modulus effecten en de eliminatie ervan.

Greg Bachmanek, Hittite Microwave Corporation namens Nijkerk Electronics

Practical design challenges of wideband wireless communications

De vraag naar hogere datathroughput leidt tot het gebruik van modulatiemethoden met grotere bandbreedte en hoger spectraal rendement. Daardoor worden de eisen aan vermogensversterkers steeds moeilijker haalbaar. Gustaaf Sutorius geeft een overzicht van de opkomende moderne communicatiestandaarden (802.11ac, 802.11ad, LTE-A), en bespreekt de impact van niet-lineariteit van versterkers op spectrale emissies en het rendement. Ten slotte presenteert hij een ontwerp= en validatie-testbench voor het genereren van een digitale predistorter om een vermogensversterker te lineariseren.

Gustaaf Sutorius, Agilent Technologies Netherlands BV.

Miniature frequency-scalable reflectometers for Vector Network Analyzers

Ferdinand Gerhardes geeft een toelichting op de hoogfrequente reflectometertechnolgie die is gebruikt in de vectornetwerkanalyzerfamilie VectorStar. De mogelijkheden van deze technologie, in combinatie met de frequentie-schaalbare aard ervan, bieden een oplossing voor huidige en toekomstige HF-meetbehoeften. Een binnenkort te verschijnen uitbreiding van de techniek zal in detail worden besproken, evenals de toepassingen ervan, die verder gaan dan het traditionele testen en meten. .

Ferdinand Gerhardes, Anritsu

15.30 – 16.00

Draadloze technologie voor Human Motion Capture

Human motion capture, ofwel het vastleggen van menselijke bewegingen, wordt gedaan door gebruik te maken van sensoren op het lichaam die de oriëntatie van de ledematen bepalen door middel van inertiële metingen (versnellingsopnemers en gyroscopen). Op twee manieren wordt in deze systemen gebruik gemaakt van draadloze technologie. Enerzijds voor datacommunicatie met behulp van een standaard IEEE802.15.4 fysieke laag in de 2,4 GHz ISM-band en anderzijds voor positiebepaling met behulp van ultra wideband (UWB) signalen tussen de 6 en 7 GHz. Echter, in beide gevallen heeft de gebruikte draadloze technologie beperkingen. Zo is bij standaard draadloze protocollen het kunnen opvangen van transmissieverstoring een belemmerende factor voor het real-time gedrag en de capaciteit van het systeem en is er bij UWB-signalen vaak niet voldoende informatie beschikbaar voor het betrouwbaar bepalen van de positie. Fred Dijkstra vertelt hoe binnen twee producten van Xsens vanuit een systeemgedachte in beide toepassingsgebieden gebruik gemaakt is van de complementaire eigenschappen van draadloze technologie en inertiële sensoren om zodoende te komen is tot een oplossing waarin het beste van de technologiegebieden wordt gecombineerd.

Xsens, Fred Dijkstra