Weltweit einzigartiges Messsystem für 5G-MIMO- und Weltraumanwendungen

29. Mai 2020

An einem unserer Mitgliedsinstitute, dem Berliner Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH), wurde eine Messeinheit mit maßgeschneiderten Breitband-Mikrowellen-Downconvertern von Keysight Technologies in Betrieb genommen. Damit sind dort alle Schlüsselkomponenten für ein neuartiges 5G-MIMO-System verfügbar. Dieses System ermöglicht weltweit einzigartige Messungen und entsprechende Forschungsaktivitäten.

© FBH / P. Immerz
Keysight-Vertreter bei ihrem Besuch Anfang März am FBH. Erste Reihe, v.l.n.r: Bernhard Schweiger (Regionaler Vertriebsbeauftragter, Keysight Technologies) Joel Dunsmore (Keysight Fellow, Keysight Technologies, USA). hintere Reihe, v.l.n.r: Prof. Wolfgang Heinrich (Leiter der Abteilung Mikrowellentechnik, FBH), Dr. Olof Bengtsson (Gruppenleiter Mikrowellen-Messtechnik & Leiter des RF Power Lab, FBH).

Das spezielle System zur Charakterisierung von Multiple-Input Multiple-Output (MIMO)-Hardware für 5G-Telekommunikations- und Raumfahrtanwendungen wurde am FBH installiert. Die Inbetriebnahme der gelieferten Breitband-Downconverter-Einheit ist ein wichtiger Meilenstein beim Aufbau dieses einzigartigen Messsystems. Die große Bandbreite, die Vielzahl von Ports und die Fähigkeit zur phasenrichtigen Vektorkalibrierung machen das System weltweit einzigartig. Die Investition wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Forschungsfabrik Mikroelektronik Deutschland (FMD) gefördert.

International konkurrenzfähiges, dezentrales Forschungsangebot

Nicht nur dem FBH und seinen Kunden bietet dieses 5G-MIMO-Messsystem einzigartig Messmöglichkeiten, sondern auch den Partnerinstituten, die sich in der FMD zusammengeschlossen haben. »Dieses System repräsentiert genau das, worum es in der FMD geht, und es sorgt dafür, dass die mikroelektronische Forschung in Deutschland Zugang zu modernster Ausrüstung hat«, erklärt Dr. Andreas Grimm, Technologiepark-Manager der FMD. »Ausstattungen wie diese sind entscheidend, um bei der Entwicklung künftiger anspruchsvoller Anwendungen international eine Rolle spielen zu können und so die deutsche und europäische Mikroelektronikindustrie dabei zu unterstützen, wettbewerbsfähig zu bleiben.«

Beispiellose Messmöglichkeiten

Das System ist auf eine kohärente Charakterisierung an 16 Ports im Frequenzbereich bis 67 GHz ausgelegt; dabei können Signale mit einer Modulationsbandbreite von mehr als 2 GHz verarbeitet werden. Zum System gehört auch die Vektorkalibrierung der Schnittstelle zum Testobjekt (DUT) – beispielsweise ein integrierter Mikrowellenverstärker auf dem Halbleiter-Wafer oder ein ganzes Verstärkermodul. Dank der herausragenden Eigenschaften ist das Messsystem ideal geeignet, um Komponenten mit mehreren integrierten Verstärkern zu charakterisieren. Auch komplexe Kreuzmodulationen, wie sie bei Komponenten von modernen Strahlformungsanwendungen in der Telekommunikation und im Weltraum auftreten, können so vermessen werden.

Das FBH konzentriert sich nun darauf, das System zu integrieren und voll funktionsfähig zu machen, um die erwartete Systemleistung zu erreichen. Nach und nach werden immer komplexere MIMO-Messungen möglich sein. 2020 soll zudem eine Luftschnittstelle hinzukommen, die Over-the-Air (OTA)-Messungen für 3D-integrierte Antennen ermöglicht.

 

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