DIN EN 63155:2018-11 - Entwurf

Dieser internationale Norm-Entwurf legt das Messverfahren zur Bestimmung der Haltbarkeit von Hochfrequenz (HF)-Oberflächenwellen (OFW)- und Volumenwellen (BAW)-Geräten, wie Filter und Duplexer, hinsichtlich leistungsstarker Hochfrequenzsignale, die in der Telekommunikation, in Messmitteln, Radarsystemen und Verbraucherprodukten eingesetzt werden, fest. IEC 62761 beinhaltet grundlegende Ausfalleigenschaften von HF OFW/BAW-Geräten sowie Richtlinien für die Einrichtung eines Messsystems und eines Verfahrens, womit die Dauer bis zum Ausfall (TF) der HF OFW/BAW-Geräte geschätzt werden kann. Da die TF im Wesentlichen von der angelegten HF-Leistung in den Geräten bestimmt wird, liegt der Schwerpunkt der Erläuterungen auf der Leistungsfestigkeit. Der vorliegende Norm-Entwurf hat nicht das Ziel, die Theorie zu erklären oder zu versuchen, alle Möglichkeiten zu behandeln, die sich unter praktischen Umständen ergeben können. Dieser Norm-Entwurf lenkt die Aufmerksamkeit auf einige grundlegende Fragen, die der Anwender in Betracht ziehen muss, bevor er/sie ein HF OFW/BAW-Filter für eine neue Anwendung bestellt. Mit diesem Verfahren sichert der Anwender sich gegen eine nicht zufriedenstellende Leistung in Bezug auf einen vorzeitigen Ausfall des Geräts ab, der auf die Belastung der HF OFW/BAW-Geräte mit hoher Leistung zurückzuführen ist. Hochfrequenz (HF)-Oberflächenwelle (OFW) und -Volumenwellen (BAW)-Geräte werden heute aufgrund ihrer Merkmale, wie geringe Größe, geringes Gewicht, geringer oder gar kein Abstimmungsbedarf, hohe Stabilität und hohe Zuverlässigkeit, in verschiedenen Kommunikationssystemen eingesetzt. Eine der wichtigsten Anwendungen der Geräte ist die Antennenweiche in Mobilfunkgeräten, die eingehende Empfangssignale (Rx) von Basisstationen und ausgehende Sendesignale (Tx) im Frequenzbereich trennt. Es ist bekannt, dass Schall die Zerstörung von Elektrodenmetallen im verwendeten Interdigitalwandler (IDT) beschleunigen kann, was zu einem Ausfall des Geräts führt. Aus diesem Grund hängt die Lebensdauer des Geräts (Dauer bis zum Ausfall, TF) nicht nur von der Temperatur des Chips ab, sondern auch von der Höhe der Eingangsleistung und der Frequenz des angelegten Hochfrequenzsignals. Es sollte beachtet werden, dass die Temperatur des Chips geringfügig von der Umgebungstemperatur abweichen kann, da die Höhe der Eingangsleistung der Sendesignale - in den vorstehend genannten Anwendungen - maximal ungefähr 1 W beträgt und die Wärmeerzeugung wegen der Leistungsaufnahme nicht zu vernachlässigen ist. Die erforderliche TF der OFW-/BAW-Duplexer wird in der Regel anhand der Höhe der Eingangsleistung, des Frequenzbereichs der Belastung und der Umgebungstemperatur festgelegt. Dennoch ist die Messung der TF unter bestimmten Festlegungen nicht realistisch, da die erforderliche TF zu lange (mehrere Jahre) ist. Beschleunigte Lebensdauerprüfungen werden eingesetzt, um die TF zu verkürzen. Das bedeutet, die TF wird unter strengeren Bedingungen, das heißt bei höherer Leistung und/oder höherer Umgebungstemperatur, gemessen und die TF unter bestimmten Festlegungen wird durch Extrapolierung auf Grundlage des Arrhenius-Modells, einschließlich Gesetz der umgekehrten Leistung, geschätzt. Obwohl das Modell eine Schwankung der TF gut mit der Höhe der Eingangsleistung und Temperatur erklärt, müssen Parameter, die im Modell erscheinen, experimentell bestimmt werden und die Verfahren wurden nicht ausreichend begründet. Daher sind Messmethoden spezifisch für die Schätzung der TF von HF OFW/BAW-Geräten einzusetzen. Dieser Norm-Entwurf entspricht dem allgemein von Anwendern und Herstellern geäußerten Wunsch nach allgemeinen Informationen zu einem Leitfaden für Prüfbedingungen von HF OFW/BAW-Filtern, der es ermöglicht, die Vorteile dieser Filter auf die bestmögliche Weise zu nutzen. Aus diesem Grund werden in diesem Norm-Entwurf allgemeine und grundlegende Eigenschaften erläutert. Zuständig ist das DKE/K 642 "Piezoelektrische Bauteile zur Frequenzstabilisierung und -selektion" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE.