Microwave

FieldFox Analyzers

Tomasc Lange

Sales Specialist RF/µW & comms products

Carry Precision with You

Agenda Carrying precision into the field

• Typical field challenges, applications, and gaps in today’s

solutions

• The new microwave FieldFox analyzers

Accurate, rugged, portable, and flexible

• Additional information

• Q&A

2

August 2012

Who Needs Precision in the Field?

4

“I need a lightweight tool that is versatile and durable to handle the measurements I need to make in the field.”

Microwave engineers: “I need to make accurate measurements quickly in harsh conditions and hard to reach locations.”

RF engineers: “I need to get right to work and do more in less time.”

August 2012

Professor: “It’s hard to bring the VNA into the lecture hall for demonstrations. FieldfFox makes it easy.”

System Engineer:

“I need a cheaper way to replace legacy out-of-support systems with medium level performance requirements”

Wide Range of Applications

Communications test

Frequency

management

MW backhaul Radar I&M

SAT ground station I&M

EW system support R&D bench/Education

5

Key applications

• Cable and antenna analysis

• Interference detection

• Signal monitoring/verification

• Transmitter and receiver test

August 2012

8

RF and microwave

combination analyzers

Microwave vector network

analyzers (VNA)

Microwave spectrum

analyzers (SA)

Base: Cable and antenna analyzer

Key options:

- Spectrum analyzer

- Vector network analyzer

- Vector voltmeter

- Built-in power meter

All FieldFox options are available

and upgradeable.

Base: Transmission/reflection VNA

Key options:

- Full 2-port S-parameters

- Two-port QuickCal

- Time domain

- Cable and antenna analyzer

- Vector voltmeter

- Built-in power meter

Base: Spectrum analyzer

Key options:

- Full-band tracking generator

- Full-band preamplifier

- Interference analyzer & spectrogram

- Reflection measurements

- Built-in power meter

14 FieldFox Handheld Analyzer Models 4, 6.5, 9, 14, 18 and 26.5 GHz

8

August 2012

18 GHz

26.5 GHz

N9912A-104

N9912A-106 N9923A-106

N9923A-104

Agilent Expands Handheld Portfolio

9 GHz

14 GHz

4 GHz

6 GHz

CAT only VNA Combination analyzer Spectrum analyzer HSA

20 GHz

13.4 GHz

7 GHz

3 GHz

N9330B N9340B

N9342C

N9344C

N9343C

N9913A

N9918A

N9917A

N9916A

N9915A

N9914A

N9925A

N9927A

N9926A

N9928A N9938A

N9937A

N9936A

N9935A

9

14 models

2nd

generation

FF

• Accurate

• Rugged

• Portable

• Flexible

August 2012

10

Taking a Closer Look FieldFox - the new industry-standard

10

• Get precise measurements that agree with benchtop results

• Industry-leading amplitude accuracy of ± 0.5 dB

• Low trace noise of ± 0.004 dB and superior dynamic range of 94 dB

• InstAlign, CalReady, and QuickCal

Accurate

• Dust-free design with no fans or vents

• Water-resistant

• 3-year warranty ensures field confidence

• Viewable in direct sun/darkness

• MIL-spec durability

Rugged

• Configure as cable and antenna analyzers, vector network analyzers, spectrum analyzers, or all-in-one combination analyzers

• Choose the right frequency, functionality, and price

• Easily add extra options later by simply adding a license key – no extra hardware required

Flexible

• Remotely monitor and control FieldFox via iOSdevice

• Compact and lightweight (3.0 kg or 6.6 lbs), long battery life (3.5 hrs)

• Wide operating temperature -10 to +55 °C (14 to 131 °F)

• Vertical orientation and large buttons make it easy to operate with one hand – even with gloves

Portable

August 2012

11

Carry Benchtop Accuracy into the Field with InstAlign, CalReady, and QuickCal

11

• Provides industry-leading amplitude accuracy of ± 0.5 dB at power-up, no warm up required

• Allows field users to instantly and precisely characterize transmitter power

• Power measurements agree benchtop instruments

• As environment conditions change, such as temperature, alignment automatically adjusts without user intervention

InstAlign – automatic amplitude alignment

• Instrument is already calibrated at power on or preset and is ready to go without additional steps to calibrate

• Immediately ready to make calibrated measurements at the test ports

CalReady

• Built-in calibration - calibrate without a calibration (cal) kit

• With other instruments, adding devices such as jumper cables to the test port requires recalibrating with an external cal kit

• It automatically corrects for phase shift and loss of cables and adapters and electrically moves the calibration plane to the end of these components

QuickCal

August 2012

FieldFox delivers benchtop accuracy to the field.

~ 2 hours

Agilent

FieldFox

microwave

spectrum

analyzer from

cold start

Competitor

microwave

spectrum

analyzer from

cold start

Agilent U2002A

microwave

power sensor

12

FieldFox vs. competitor amplitude

measurements in dBm from 10 °C to 50 °C

(PXA and power meter as reference)

Agilent PXA

in cal,

warmed up

InstAlign Provides Superior Accuracy Performance Matching high performance benchtop

August 2012

13

FieldFox Delivers Superior Phase Noise

Enables detection of close-in low level signals previously only detectable

by high-end benchtop instruments (-111 dBc/Hz @ 10 kHz offset).

13

Phase noise at 1 GHz: FieldFox vs. ESA

~15 dB

better than

the ESA

August 2012

14

Carry VNA Benchtop Accuracy into the Field

14

August 2012

15

Rugged Enough to Meet MIL-PRF-28800F Class 2

15

Field-proof

Completely sealed instrument enclosure provides measurement stability in

harsh environments

3-year warranty ensures field confidence (standard on all FieldFox analyzers)

Water-resistant chassis, keypad, and case withstand wide temperature

ranges, and salty, humid environments

• Case withstands shock and vibrations

• Wide operating temperature -10 to +55 °C (14 to 131 °F)

• Wide storage temperature -51 to +71 °C (-60 to 160 °F)

MIL-spec durability

Meets MIL-PRF-28800F Class 2 requirements

Type tested and meets MIL-STD-810G, Method 511.5 Procedure I

requirements for operation in explosive environments

Meets IEC/EN 60529 IP53 requirements for protection from dust and water

August 2012

Portable - Pick up FieldFox for its Ergonomics

One-button measurements simplify

complex setups and ensure quick,

accurate results

Bright, low-reflective

display and backlit keys

enable easy viewing in

darkness or direct sunlight

Large keys are easy to

operate, even when

wearing gloves

Weighing just 3.0 kg (6.6 lbs)

FieldFox is easier to carry than

similar analyzers

The intuitive user interface is

designed for the work you do

every day, enabling

measurements in just a few key

presses

Vertical portrait orientation

makes FieldFox comfortable

to hold, and the keypad layout

lets you easily operate it with

your thumbs

“I really like the packaging, and you’ve done a lot to simplify the controls and menus.” - DoD technical lead for military contracts

16

August 2012

…and Depend on its Durability

Rubber doors protect

connectors from dust

and moisture

Specially designed connector

bay protects connectors from

damage due to drops or other

external impacts

Keep going with the easily

replaceable Lithium Ion battery

Gasketed doors protect connectors

from dust and moisture

Transfer and archive

data through LAN,

USB and SD card

17

August 2012

Combination Analyzer: 10 Instruments in 1

Cable and antenna analyzer

30 kHz to 26.5 GHz

Full 2-port vector network

analyzer with time domain

analysis, 30 kHz to 26.5 GHz

Spectrum analyzer, with full-

band tracking generator

5 kHz to 26.5 GHz

Power meter

5 kHz to 26.5 GHz

Independent signal generator

30 kHz to 26.5 GHz

Vector voltmeter, 2-port

30 kHz to 26.5 GHz

Interference analyzer

Variable DC source and

current monitor Light weight: 6.6 lbs (3.0 kg)

Long battery life: 3.5 hrs

Bright display: 6.5 inch TFT

MIL-PRF-28800 F Class 2

MIL-STD-810G, 511.5, Proc 1 Built-in GPS receiver Frequency counter

18

August 2012

FieldFox Handheld Analyzers Now Viewable and

Controllable via iOS Devices

Embargo date: June 4, 2013

20

Remote Viewer iOS Application

(download from the Apple apps store)

• View FieldFox measurements in the field

• Instantly access technical documents

and demo videos

Remote Control Capability (Option 030)

• Operate FieldFox remotely via WLAN

and cellular broadband data connection

using iOS device such as iPad & iPhone

• Minimize rework and multiple trips

Embargo date: June 4,, 2013

23

FieldFox Spectrum Analyzer Enhancements

Spectrum analyzer time gating (Option 238)

• Geared for engineers testing pulse

characteristics of radar systems

• View frequency domain and time domain

at the same time

• Measure narrow pulse width < 1 us

with sweep time as small as 8 us

• Adjustable trigger position

• Settable gate width and gate view time

Trigger delay: + xx is

delay, -xx is pre trigger

Triggers

• External, video, free run, new: burst trigger

• Trigger delay and new: pre-trigger

• Settable trigger position

Others

• 1 Hz and 3 Hz RBW settings

Measure Peak & Average Power to 40 GHz (Ka-band)

October 23, 2013

Confidentiality Label

24

Supported power sensors with

Option 302 Power Meter • U2000 Series USB Average

Power Sensors

• U2020 X-series USB Peak and

Average Power Sensors

• U8480 Series USB Thermocouple

Power Sensors

Now supports Agilent’s USB

peak power sensors

• Enables engineers to measure

peak and average power to 18

or 40 GHz

• Ideal for RADAR engineers

maintaining and troubleshooting

radar equipment and networks

Pulse Measurement

Use case:

- Allow user to use Agilent peak power sensor

(U202x) to characterize RF/MW pulse up to

40GHz

Measurement summaries Average power

Peak power

Pulse Profile:

Pulse width, rise time, fall time, PRI, peak to average ratio

Vertical and horizontal markers, marker table, gate setup, trigger, radio standards setup

New accessories to make field test faster and

easier

N9911X C, X, Ku and K band economical waveguide calibration kits

Support both 1 port and 2 port calibration at very competitive price point

eCal support

Support N4430, 85092 and N6490 series eCal module

Faster calibration with a single connection

Simple and fast non-insertable calibration

N9910X option 820 HandHeld broadband directional antenna

Frequency: 400MHz to 27GHz

Gain: 7 to 9dB

Front to back ratio: > 20dB above 450MHz

Feature Comparison All features are license upgradeable

27

Available functions Combination

analyzers

Vector network

analyzers

Spectrum

analyzers

Cable and antenna analysis

Vector network analysis

Spectrum analysis

Interference analysis

Full-band preamplifier

Full-band tracking generator and

independent source

Built-in power meter

Vector voltmeter

Built-in GPS receiver

Spectrum analyzer time gating

Remote control capability

August 2012

28

Summary

28

• Get precise measurements that agree with benchtop results

• Industry-leading amplitude accuracy of ± 0.5 dB

• Low trace noise of ± 0.004 dB and superior dynamic range of 94 dB

• InstAlign, CalReady, and QuickCal

Accurate

• Dust-free design with no fans or vents

• Water-resistant

• 3-year warranty ensures field confidence

• Viewable in direct sun/darkness

• MIL-spec durability

Rugged

• Configure as cable and antenna analyzers, vector network analyzers, spectrum analyzers, or all-in-one combination analyzers

• Choose the right frequency, functionality, and price

• Easily add extra options later by simply adding a license key – no extra hardware required

Flexible

•Remotely monitor and control FieldFox via iOS device

•Compact and lightweight (3.0 kg or 6.6 lbs), long battery life (3.5 hrs)

• Wide operating temperature -10 to +55 °C (14 to 131 °F)

• Vertical orientation and large buttons make it easy to operate with one hand – even with gloves

Portable

August 2012

30

HANDS-ON LAB

=> 3 GRUPPEN

Embargo date: August 31, 2012

31

FieldFox – Bedienungsgrundsätze

Hier lässt sich die Skalierung ändern bzw.

das Referenzlevel einstellen.

Im SA Mode findet sich auch die

Einstellung für Dämpfung und

Vorverstärker

Marker und Marker Tools wie Pk

Search etc. sind mit 2 eigenen HW

Tasten vertreten, da diese oft

benutzt werden

Kurzes Drücken dieser

Taste => Standby

Langes Drücken =>

komplettes Ausschalten

Drehrad oder Pfeiltasten erlauben die

stufenweise Änderung von

Parametern, wenn man keine Zahl

eintippen will. Eingaben eines

Zahlenwertes werden entweder per

Soft-Menütaste mit einer Einheit oder

durch Drücjen der “Enter” Taste

abgeschlossen

Die meisten Tasten sind doppelt

belegt: einmal mit einer Zahl und

dann mit einer Funktion. Drücken

der Taste “Mode” schaltet immer

um auf die Funktion

32

August 2012

Nach Wahl einer Funktion sind hier

Die Menütasten angespast für die weitere

Unterauswahl

Hands-on Teil 1

CAT Messungen (Kabel & Antennen)

Embargo date: August 31, 2012

33

- Kabeldämpfung

1-port und/oder 2-port Dämpfungsmessung? Vergleich der

Ergebnisse für diverse Kabel. Vorteile/Nachteile der Methoden?

- Fehlstellen-/Reflexionssprung-Messung (DTF)

Bestimmen Sie die Länge verschiedener Kabel. Erkennen Sie den Stecker am

Ende? Sind Knickstellen zu erkennen?

- Frequenzbereichsbestimmung

Bewerten Sie das vorliegende BNC Kabel hinsichtlich seiner Grenzfrequenz

für die Signalübertragung (Annahme: 3dB max. Unterschiede im

Übertragungsbereich)

Hands-on Teil 1

CAT Messungen – Tipps & Tricks

Embargo date: August 31, 2012

34

- Kabeldämpfung

Die verschiedenen Methoden sind unter „Measure“ zu finden. Welcher

Abschluss eines Kabels bringt Totalreflexion für die 1-Port Messung?

- Fehlstellen-/Reflexionssprung-Messung (DTF)

Es gibt 2 verschiedene DTF Messungen, die VSWR Messung gibt ein

besonders deutliches Ergebnis (siehe „Measure“)

Der „Velocity Factor“ (Einfluss des Dielektrikums) für unsere Kabel liegt

zwischen 0,6 und 0,7 und muss ggf. im „Measure Setup“ angepasst werden.

- Frequenzbereichsbestimmung

Obwohl natürlich als S11 Messung in NA Mode machbar, gibt es im CAT Mode

unter Measure auch die Möglichkeit. Es interessiert die Frequenz, bei der der

Amplitudenwert um -3dB vom mittleren Dämpfungswert im unteren MHz

Bereich (einstellig) abweicht.

Hands-on Teil 2

NA Messungen (Netzwerkanalyse, S-Parameter)

Embargo date: August 31, 2012

35

- Reflexions-Messung

Messen Sie die Anpassung (S11) der Auszieh-Antenne mit dem FF für die

ISM Bänder 433 MHz, 868 MHz und 2,45 GHz

- Filtermessung

Messen Sie Rückflussdämpfung (S11) und Einfügedämpfung

(S21) der zur Verfügung gestellten Filter. Welche Art von

Filter ist es? BP, LP, HP?

- Bewertung der Übertragungseigenschaften

Machen Sie eine Bewertung hinsichtlich der Eignung der Filter in Bezug auf

optimale Leistungsübertragung und “Signaltreue” (minimale Beeinflussung

des eingespeisten Signals in Betrag und Phase)! Nutzen Sie die Vielfalt der

Parameter & Darstellungsarten im FF zur Begründung der Aussage.

Hands-on Teil 2

NA Messungen – Tipps & Tricks

Embargo date: August 31, 2012

36

- Reflexions-Messung

Im NA Mode finden sich die verschiedenen S-Parameter unter „Measure“.

Anpassung => möglichst Impedanz ablesen, das geht in der Darstellung „Smith

Chart“ mit dem Marker besonders gut (siehe „Measure Setup“)

- Filtermessung

Unter „Measure Setup“ gibt es die Möglichkeit einen 4-geteilten Bildschirm mit

allen S-Parametern einzustellen. LogMag Dartslellung für S11 und S21 sind

vorteilhaft.

- Bewertung der Übertragungseigenschaften

optimale Leistungsübertragung braucht gute Anpassung (S11 in Smith Chart,

Marker in Mitte des Nutzbandes)

“Signaltreue” braucht möglichst geringe Dämpfung in der Amplitude (S21 in

LogMag) und möglichst lineare Phase (entweder Phase oder GroupDelay für

S21 darstellen). GroupDelay ist die 1. Ableitung der Phase und somit eine

Aussage über die Phasenänderung (soll also möglichst flach sein im Nutzband)

Hands-on Teil 3

SA Messungen (Spektrumanalyse)

Embargo date: August 31, 2012

37

- Nutzsignalmessung

Finden Sie in dem am Flipchart genannten Frequenzbereich ein Nutzsignal im

Rauschen? Um welchen “Service” handelt es sich? Signaleigenschaften?

- Signalaufzeichnung

Nehmen Sie ein Spektrogramm und/oder Wasserfalldiagramm auf. Die

Aufzeichnungslänge soll lang genug sein, um sporadische Störer zu erkennen.

Mit welcher Frequenz treten diese auf? Nutzen Sie Markerfunktionen im Playback

- WLAN Messung

Machen Sie eine Kanal-Leistungsmessung am stärksten WLAN Signal im Raum.

Wie breit ist es? Wie´viel Leistung messen Sie? (Nutzen Sie die Messfunktionen,

ggf. hilft eine Übersichtsmessung des Bandes von 2,4 bis 2,5 GHz zur

Bestimmung des Signals)

Hands-on Teil 3

SA Messungen – Tipps & Tricks

Embargo date: August 31, 2012

38

- Nutzsignalmessung

Um das Signal im Rauschen zu entdecken könne Sie Attenuation verringern (bis

0dB), den Preamp einschalten und ggf. noch die Auflösebandreite (RBW)

reduzieren. Ggf. müssen Sie das Ref.Level anpassen (unter „Scale/Ampl“).

Ist das stabile Signal ein breitbandiges oder schmalbandiges? Können damit

kbit/s oder Mbit/s übertragen werden?

- Signalaufzeichnung

Nehmen Sie ein Spektrogramm auf, in dem Sie unter „Measure“ und „Interference

Analysis“ gehen. Den „Rekorder“ und die Einstellungen zu einer Aufzeichnungs-

„Session“ finden Sie unter „Traces“.

- WLAN Messung

Die „Chan Power“ ist eine Messung unter „Measure“. Wenn man keinen „Radio

Service“ definiert hat, dann muss man händisch sowohl den „Span“ als auch die

„Integr. Bandwidth“ einstellen, damit richtig über die Kurve integriert wird. Die

Kanalleistung entspricht der Fläche unter der Spektralkurve in den geg. Grenzen.