Entwurf von hochfrequenz- und mikrowellentauglichen Schaltungen und Geräten
Grundlagen, Simulation, Messtechnik mit Übungen
Entwurf von hochfrequenz- und mikrowellentauglichen Schaltungen und Geräten
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Dr.-Ing. Helmut Katzier
Ingenieurbüro für Aufbau- und Verbindungstechnik, München
Dr. Helmut Katzier studierte an der Fachhochschule Darmstadt Nachrichtentechnik und an der Technischen Universität Darmstadt Theoretische Elektrotechnik. Anschließend war er dort fünf Jahre wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik. Nach seiner Promotion
auf dem Gebiet der Theoretischen Elektrotechnik arbeitete Dr. Katzier bei der Siemens AG im Bereich Öffentliche Netze und im Zentrallabor des Unternehmensbereichs Kommunikationssysteme. Zu seinen Arbeitsgebieten gehörten u.a. die Entwicklung von Hochfrequenz- und Mikrowellenschaltungen, Entwicklung und Einsatz elektrischer Steckverbinder und Leiterplatten. Für das Themengebiet der Leiterplatte war er insbesondere in Asien als Technologie-Auditor von Leiterplattenherstellern tätig. Schwerpunkte waren weiterhin das Design von Übertragungskomponenten (Kabel, Leiterplatten, Chip-Gehäuse und Steckverbinder) für schnelle digitale Schaltungen und die EMV-konforme Entwicklung von Schaltungen und Geräten. Auch in der Siemens AG hat er Weiterbildungsseminare für Siemens-Mitarbeiter durchgeführt.
Vom 1. Juli 2006 bis 29. Februar 2012 war er Mitarbeiter der TietoEnator Deutschland GmbH und der Tieto Embedded Systems GmbH. Seit dem 1. März 2012 arbeitet er selbstständig im Bereich Entwicklung, Beratung und Schulung für Komponenten der Aufbau- und Verbindungstechnik. An der Technischen Akademie Esslingen ist er seit 1997 Referent bzw. Seminarleiter in mehreren Seminaren.
In der Informations- und Kommunikationstechnik, aber auch in der Radartechnik sowie im Automotive-Bereich werden immer höhere Frequenzbereiche erschlossen. Planung und Realisierung von Schaltungen und Geräten, die im oberen MHz- und im GHz-Bereich effizient und zuverlässig arbeiten, verlangen Kenntnisse, die von konventionellen Regeln abweichen.
Ziel der Weiterbildung
Die genaue Kenntnis der Ausbreitung von elektromagnetischen Wellen auf Schaltungsträgern und die Hochfrequenzeigenschaften der verschiedenen Schaltungsträger sind für die Entwicklung von Hochfrequenzschaltungen unentbehrlich. Das Verhalten von passiven Bauelementen, zum Beispiel Widerständen, Kondensatoren, Spulen, usw., ist im Hochfrequenzbereich signifikant anders als bei konzentrierten Bauelementen im niedrigen Frequenzbereich. Die Teilnehmer/-innen lernen, die parasitären Effekte der verschiedenen Hochfrequenz-Bauelemente zu erkennen und bei dem Schaltungsentwurf zu berücksichtigen. Für eine optimale und kostengünstige Entwicklung von Hochfrequenz- und Mikrowellenschaltungen ist der Einsatz von zuverlässigen Simulationswerkzeugen unerlässlich. Dafür werden jedoch zuverlässige Simulationsmodelle für die passiven und aktiven Komponenten benötigt. In dem Seminar werden die verschiedenen Methoden zur Modellierung aufgezeigt und für verschiedene Komponenten Simulationsmodelle aufgezeigt.
Das Seminar ist vom VDSI Verband Deutscher Sicherheitsingenieure e.V. als geeignet für die Weiterbildung von Sicherheitsfachkräften nach § 5 (3) ASiG eingestuft worden, und die Teilnehmer erhalten auf der qualifizierten Teilnahmebescheinigung 1 VDSI-Punkt Arbeitsschutz.
Montag, 7. Oktober 2024
8.45 bis 12.00 und 13.00 bis 16.45 Uhr
1. Einleitung (H. Katzier)
- Was bedeutet Hochfrequenztechnik?
- Hochfrequenz- versus High-Speed-Design
- aktuelle Anforderungen und Herausforderungen
- Frequenz und Wellenlänge
- Signalintegrität und Elektromagnetische Verträglichkeit
- aktuelle Anwendungen
- Trends
2. Signaltypen und Signalübertragung (H. Katzier)
- analoge und digitale Signale
- Signale im Zeit- und Frequenzbereich
- Signalspektren
- Streuparameter
- quasistatische Betrachtungen
- Bandbreite
- symmetrische und unsymmetrische Signalübertragung
3. Elektromagnetische Felder und Wellen (H. Katzier)
- Grundlagen Elektromagnetischer Felder
- Einteilung elektromagnetischer Felder
- Wellentypen
- quasistatische Felder
- Fern- und Nahfeld
- Grenzfrequenzen
- Skin-Effekt
- Eigenschaften von Isolationsmaterialien
- Eigenschaften von elektrischen und magnetischen Leitern
- Elektromagentische Verträglichkeit
4. Leitungen (H. Katzier)
- Grundlagen der Leitungstheorie
- Leitungsparameter
- homogene und querinhomogene Leitungen
- verkoppelte Leitungen
- Koppelfaktoren
- Feldwellen- und Leitungswellenwiderstand
- Wellenwiderstandsanpassung
- Leitungsdiskontinuitäten
- Intermodulationsprodukte
- Eigenschaften der relativen Dielektrizitätszahl
- Leitungen für Hochfrequenzschaltungen
- Mikrostreifenleitungen
- geschirmte Streifenleitungen
- Koplanarleitungen
- Berechnung der Leitungswellenwiderstände
- passive Strukturbauelemente
- Spulen, Kapazitäten, Widerstände usw.
Dienstag, 8. Oktober 2024
8.30 bis 11.45 und 13.00 bis 16.45 Uhr
5. Störquellen
- Modenkonversion
- galvanische Verkopplungen
- Nebensprechen
- Reflexionen
- Resonanzen
- Gleich- und Gegentaktstörungen
- Elektromagnetische Strahlungsfelder
6. Schirmung
- physikalische Grundlagen der Schirmung
- Schirmung von elektrischen Feldern
- Schirmung von magnetischen Feldern
- Schirmung durch elektrisch leitfähige Materialien
- Schirmung durch magnetisch leitfähige Materialien
- Schirmungskonstruktionen
7. Planare Schaltungsträger (H. Katzier)
- organische und keramische Schaltungsträger
- Herstellung von Leiterplatten aus organischen Materialien
- Herstellungsverfahren für keramische Schaltungsträger
- Anforderungen und Eigenschaften von Schaltungsträgern
- Schaltungsbeispiele
8. Streifenleitungen (H. Katzier)
- Streifenleitungstypen für MHz und GHz-Schaltungen
- Übergänge von Streifenleitungen
- Streifenleitung als Bauelement
- Kenngrößen und Dimensionierung von Streifenleitungen
- Modellierung und Simulation von Streifenleitungen
- Impedanzen, Dämpfung, Einflüsse der Rauigkeiten
9. Schaltungsdimensionierung (H. Katzier)
- Streifenleitungstypen für MHz und GHz-Schaltungen
- Übergänge von Streifenleitungen
- Streifenleitung als Bauelement
- Kenngrößen und Dimensionierung von Streifenleitungen
- Modellierung und Simulation von Streifenleitungen
- Impedanzen, Dämpfung, Einflüsse der Rauigkeiten
10. Simulationsmethoden und Modellierungen (H. Katzier)
- Simulationsmethoden
- Modellierungswerkzeuge und -verfahren
- Modellierung von passiven und aktiven Bauelementen
- Modellierung von parasitären Effekten
Mittwoch, 9. Oktober 2024
8.30 bis 11.45 und 12.30 bis 15.00 Uhr
11. Messungen im Frequenz- und Zeitbereich (H. Katzier)
- Messgrößen und Messverfahren
- Time Domain Reflectometry (TDR)
- Netzwerkanalyse
- Streuparameter und Signalintegrität
- Mixed-Mode-Streuparameter
- Messbeispiele und Messfehler
12. Einsatz von modernen vektoriellen Netzwerkanalysatoren (VNWA) bei HF-Schaltungsentwicklungen (D. Heckel)
- Messmöglichkeiten moderner mehrkanaliger VNWA
- Gruppenlaufzeitmessungen
- Messung des 1dB-Kompressionspunktes, der Linearität, des Klirrfaktors und der Intermodulationseffekte bei Verstärkern
- Messung der X- und Hot-S-Parameter bei Transistorverstärkern
- praktische Messdemonstrationen
Dieses Seminar richtet sich an Ingenieure und Techniker, die hochfrequenztaugliche Schaltungen und Geräte entwickeln und bauen müssen, aber auch an alle, die solche Produkte in der Praxis anwenden und deren reibungslose Funktion überprüfen und sicherstellen müssen.
Dipl.-Ing. (BA) Daniel Heckel
Dr.-Ing. Helmut Katzier
Technische Akademie Esslingen
An der Akademie 573760 Ostfildern
Anfahrt
Die TAE befindet sich im Südwesten Deutschlands im Bundesland Baden-Württemberg – in unmittelbarer Nähe zur Landeshauptstadt Stuttgart. Unser Schulungszentrum verfügt über eine hervorragende Anbindung und ist mit allen Verkehrsmitteln gut und schnell zu erreichen.
Die Teilnahme beinhaltet Verpflegung sowie ausführliche Unterlagen.
Preis:
Die Teilnahmegebühr beträgt:
1.390,00 €
(MwSt.-frei)
Fördermöglichkeiten:
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Andere Bundesland-spezifische Fördermöglichkeiten finden Sie hier.
Inhouse Durchführung:
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Es wurde ausführlich auf das Verständnis der Effekte eingegangen, das Gebiet wurde umfassend abgedeckt.