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Messung von HF-Dämpfung im Millimeterwellenbereich

25.11.2014

Für die Bestimmung des Dämpfungswertes von koaxialen Messobjekten im Millimeterwellenbereich nutzt man Hohlleiter mit entsprechenden koaxialen Adaptern. Die Messungen können daher nur abschnittsweise jeweils für ein Frequenzband vorgenommen werden. Um die vorhandene und gut ausgebaute Empfängertechnik bei 30 MHz einsetzen zu können, werden die HF-Signale mit Hilfe eines Mischers auf diese Frequenz heruntergesetzt. Die Messaufbauten für die drei Bänder 33-50 GHz, 50-67 GHz und 67-110 GHz bestehen aus einem Signalgenerator, ggf. mit einem nachgeschalteten Vervielfacher, aus Anpasselementen vor und hinter der Messebene, aus Mischer und Lokaloszillatorsignalquelle sowie aus dem bereits angesprochenen Empfänger für Signale bei 30 MHz.

Im Rahmen einer Industriekooperation wurden in den letzten zwei Jahren die Messaufbauten erstellt und die Unsicherheitsbeiträge der beteiligten Komponenten ermittelt. Die größte Herausforderung liegt in der Bestimmung der Linearität des Mischers, da bei gängigen Verfahren vom Vorhandensein rückgeführt gemessener Dämpfungsglieder ausgegangen wird.

Im Bereich 33-50 GHz konnten bereits rückgeführte Messungen durchgeführt werden. Die erweiterte Messunsicherheit (k=2) liegt bei 0,06 bis 0,15 dB für Objekte mit einer Dämpfung von bis zu 30 dB. Der größte Teil der Messunsicherheit ist zurückzuführen auf die Qualität des Messobjektes (Drehstabilität der Verbinder und Anpassung) und die Linearitätsunsicherheit des Messaufbaus (Mischer). Zum Vergleich: im Frequenzbereich bis 8 GHz sind Unsicherheiten von wenigen Tausendstel dB möglich.

Vor Ende des Jahres sollen rückgeführte Messungen auch mit den Aufbauten für 50-67 GHz und 67-110 GHz durchgeführt werden, so dass im Jahr 2015 Messungen an Kundennormalen möglich sind und als Dienstleistung der PTB für akkreditierte Labore und Staatsinstitute angeboten werden können.

 

Ansprechpartner: R. Judaschke
Fachbereich 2.2:
 Hochfrequenz und Felder