Grundlagenwissen HF- und Mikrowellen-Abschlusswiderstände

HF- und Mikrowellen-Abschlusswiderstände verrichten bei Hochfrequenzsystemen sehr wichtige Aufgaben der Leistungsabsorption oder der Reflexions- bzw. Leitungsanpassung. Die folgenden Ausführungen geben einen Überblick über gängige HF- und Mikrowellenabschlüsse und beleuchten relevante Parameter, die bei der jeweiligen Anwendung beachtet werden sollten.

Abschlusswiderstände, auch Terminations, Ersatzwiderstände oder (Dummy-) Loads genannt, absorbieren unerwünschte oder besser ungenutzte Energie in Elektronikschaltungen und wandeln diese in Wärme um. Bei hochfrequenten oder Mikrowellen-Übertragungen dienen sie zum Abschluss der HF-Antennenausgänge, die typischerweise eine Impedanz von 50 Ω oder bei Rundfunkübertragungen auch 75 Ω haben. Abschlusswiderstände werden auch als Blindlast oder Ersatzabschluss (engl. Dummy Load) in Hochleistungsanwendungen eingesetzt.

Applikationen für HF- und Mikrowellen-Abschlusswiderstände

Es gibt vielfältige Einsatzmöglichkeiten von Abschlüssen in HF- und Mikrowellenanwendungen. Einige typische werden im Folgenden dargestellt.

Testaufbauten und Messgeräteanwendungen

Hochlast-Abschlusswiderstände werden als Ersatzantennen verwendet, um Sendeanlagen zu testen (Bild 1). Die Impedanz der Abschlüsse kann auch abweichend, also nicht angepasst, gewählt werden, um ein kontrolliertes Fehlverhalten hervorzurufen. Dies ist insbesondere bei der Kalibrierung von Reflexionsmessgeräten nötig oder um vorweg verschiedene Szenarien zu überprüfen, die nach Installation im Betrieb auftreten können. Bei Sendeanlagen ist der Test mit einer Antenne durch die frequenzabhängige Impedanz nicht möglich; zudem würde durch die Antenne das Signal wirklich abgestrahlt und andere Frequenznutzer damit gestört werden.

Leistungsteiler und Kombinierer

Abschlüsse werden an den Isolationsausgang von Hybrid- und Richtkopplern angeschlossen, um die Rückleitung der Signale in den Eingang zu unterdrücken. Würde dies nicht geschehen, so hätte dies eine Minderung der Effizienz oder gar Beschädigung der Quelle zur Folge. Eine Veranschaulichung wird in Bild 2 dargestellt. In Wilkinson-Leistungsteilern werden Abschlüsse für das Verschließen von ungenutzten Ausgängen verwendet. Optimales Design dieser Schaltungen setzt einen exakten Impedanzabgleich aller Ausgänge voraus.

HF- und Mikrowellen-Isolatoren

Isolatoren verwenden Ferrite und Dauermagnete, um den Fluss der HF-Energie durch die Schaltung zu leiten. In Isolatoren ist immer ein Ausgang mit einem Abschlusswiderstand abgeschlossen. Dieser Abschluss absorbiert die reflektierte Energie vom Ausgang des Systems, wie in Bild 3 dargestellt. Gängige Isolatoren mit Hochlast-Abschlusswiderständen indes sind in Bild 4 zu sehen.

Bilder: 4

Applikationen für HF- und Mikrowellen-Abschlusswiderstände

Applikationen für HF- und Mikrowellen-Abschlusswiderstände