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Kasseler Signalformmeßtechnik in Japan

19.05.1999 - (idw) Universität Kassel

Mit ihrer Software zur Steuerung von Signalformmeßplätzen konnte sich das Fachgebiet Hochfrequenztechnik/Mikrowellentechnik (Prof. Dr.-Ing. Günter Kompa) an der Universität Gesamthochschule Kassel behaupten. Konkurrenzangebote internationaler Forschergruppen und Meßtechnikfirmen konnten den japanischen Halbleiterhersteller Mitsubishi nicht davon abbringen, sich für die Kasseler Lösung zu entscheiden.
Nach diesem erfolgreichen Technologietransfer ist die für den Einsatz im Mobilfunk wichtige vollständige nichtlineare Charakterisierung von Leistungstransistoren erstmals in die industrielle Anwendung überführt worden.

Kassel. Mit ihrer Software zur Steuerung von Signalformmeßplätzen konnte sich das Fachgebiet Hochfrequenztechnik/Mikrowellentechnik (Prof. Dr.-Ing. Günter Kompa) an der Universität Gesamthochschule Kassel behaupten. Konkurrenzangebote internationaler Forschergruppen und Meßtechnikfirmen konnten den japanischen Halbleiterhersteller Mitsubishi nicht davon abbringen, sich für die Kasseler Lösung zu entscheiden. Die Kasseler Elektrotechniker haben in den vergangenen Jahren Pionierarbeit auf dem Gebiet der Signalformmeßtechnik geleistet, und genießen mittlerweile einen hervorragenden Ruf auf dem Gebiet der Hochfrequenz-Meßtechnik. Der wissenschaftliche Mitarbeiter des Fachgebiets Hochfrequenztechnik/Mikrowellentechnik, Dr.-Ing. Friedbert van Raay, hat im März bei Mitsubishi ein Signalformmeßsystem nach dem Kasseler Muster aufgebaut und mit der Kasseler Software lauffähig gemacht. Innerhalb einer Woche war das Meßsystem einsatzbereit. Die Software dient zur Kalibrierung und automatischen Steuerung von Signalformmeßplätzen sowie zur meßtechnischen Bestimmung nichtlinearer Bauelementparameter. Aufgrund der Komplexität sowohl der Hardware als auch Software existieren bisher weltweit nur einige solcher Meßplätze. Jedoch besteht ein wachsender Bedarf solcher Systeme vor allem im Mobilfunkbereich mit extrem hohen Wachtumsraten. Nach diesem erfolgreichen Technologietransfer ist die für den Einsatz im Mobilfunk wichtige vollständige nichtlineare Charakterisierung von Leistungstransistoren erstmals in die industrielle Anwendung überführt worden. Leistungstransistoren in der Sendestufe von Mobilfunkgeräten (Handys) sollen beispielsweise mit einem hohen Leistungswirkungsgrad arbeiten, um die Betriebsdauer der Versorgungsbatterien zu erhöhen. Mit dem Signalformmeßsystem lassen sich dazu erstmalig vollautomatisch die optimalen Betriebsbedingungen bestimmen. Weiterhin führt die Aussteuerung eines Bauelements mit einer nichtlinearen Kennlinie bekannterweise im Zeitbereich zu Verzerrungen des Ausgangssignals. Im Frequenzbereich führen dann solche Verzerrungen zu einem verbreiterten Signalspektrum, so daß es zu einer Überlappung mit benachbarten Funkkanälen kommen kann. Empfindliche Nachbarkanalstörungen sind dann die Folge. Derartige auf nichtlinearen Effekten beruhende Eigenschaften von Verstärkerbausteinen lassen sich mit Signalformmeßsystemen sehr genau analysieren. Eine Linearisierung kann über ein Bauelementoptimierung oder über spezielle schaltungstechnische Maßnahmen erfolgen.

Ein langjähriger Forschungsschwerpunkt des Fachgebiets Hochfrequenztechnik/Mikrowellentechnik (Prof. Dr.-Ing. G. Kompa) ist die genaue meßtechnische Charakterisierung der nichtlinearen Übertragungseigenschaften von Mikrowellentransistoren (Signalformmessung). Aus den Meßdaten lassen sich nichtlineare Tansistormodelle gewinnen, die heutzutage Grundlage eines rechnergestützten Schaltungsentwurfs sind. Diese müssen sehr genau sein, damit die Schaltkreisspezifikationen möglichst mit dem ersten Layout realisiert werden. Da die Herstellung der Schaltkreise in monolithischer Technologie erfolgt, ist ein nachträgliches Abstimmen (Tunen) der Schaltung nicht möglich. Eine Optimierung der Schaltung kann dann nur über einen weiteren Prozeßschritt erfolgen, der mit hohen Kosten verbunden ist.

Kontakt und weitere Informationen:

Universität Gesamthochschule Kassel
Fachbereich Elektrotechnik
Fachgebiet Hochfrequenztechnik/Mikrowellentechnik
Prof. Dr.-Ing. Günter Kompa
Wilhelmshöher Allee 73
34109 Kassel
Tel. (0561) 804-6534
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