Rohde&Schwarz: исследование характеристик многоканального приемопередатчика на частоте 140 ГГц
05.09.2024
Rohde & Schwarz продолжает успешные исследования в D-диапазоне частот.
Совместно с Исследовательским центром беспроводной связи в Беркли (BWRC) эксперты по тестированию и измерениям успешно протестировали мультиантенный чип TX/RX (CHARM), функционирующий на частоте до 140 ГГц, используя тестовую камеру Over-the-air (OTA) в D-диапазоне.
Специалисты из научного сообщества и лидеры отрасли считают, что диапазон частот от 110 до 170 ГГц (D-диапазон) имеет большое значение не только для развития мобильной связи 5G и 6G, но и для разработки будущих автомобильных радаров.
Устройства, которые будут поддерживать стандарты мобильной связи или автомобильные радары будущего поколения, работающие на миллиметровых частотах, будут иметь характеристики, затрудняющие их тестирование.
Из-за широкого частотного диапазона, большого количества антенных элементов и отсутствия стандартных внешних радиочастотных разъёмов, тестирование таких устройств должно проводиться в экранированной среде по воздуху.
Доктора наук из Исследовательского центра беспроводной связи (BWRC), который возглавляет профессор Али Никнежад (Ali Niknejad) при Калифорнийском университете в Беркли, совместно с экспертами по тестированию из Rohde & Schwarz провели испытания с использованием новой камеры для определения характеристик Rohde & Schwarz D-band over-the-air (OTA).
Тестовая установка состояла из системы тестирования антенн R&S ATS1800C OTA
,анализатора сигналов и спектра
R&S FSW50,генератора векторных сигналов
Rohde&Schwarz SMW200A,
генератора сигналов
RS SMB100A для эталонной схемы PLL, источников питания R&S NGP800 и NGL200, а также ПО для измерения параметров антенны AMS32.
Для работы с частотами D-диапазона в задней части испытательной камеры OTA
был установлен внешний интерфейс R&S FE170SR, который служит внешним интерфейсом к R&S FSW50
.
R&S FE170SR легко интегрируется с анализатором сигналов и спектра, передавая ему откалиброванные данные о сигнале. При этом не требуется вносить какие-либо механические изменения в систему или подключать дополнительные радиочастотные кабели к тестируемой антенне.
Установка позволяет измерить амплитудную и фазовую когерентную характеристику тестируемого устройства, которое работает в D-диапазоне.
Благодаря программному обеспечению R&S AMS32, которое преобразует ближнее поле в дальнее, и высокоточному позиционеру можно быстро провести полностью автоматизированные измерения 3D-рисунка с последующей обработкой данных.
Исследователи BWRC представили мультиантенный чип TX/RX (CHARM),
установленный на плате питания с интерфейсом FPGA. Для настройки микросхемы в режимах TX/RX, настроек мощности и антенн использовался ноутбук, подключенный к ПЛИС через USB. Для настройки направления поворота луча был задан соответствующий фазовый сдвиг между антеннами.
Сначала использовалась непрерывная развёртка, но более стабильные результаты были получены при использовании углов позиционирования с шагом в 5 градусов.
Эффективность
EIRP мощности
в конфигурации TX
характеризовалась сферическими измерениями в H, В и V-поляризациях. Были составлены полные трёхмерные карты на частотах 130, 135 и 140 ГГц для конфигураций с одной и четырьмя антеннами. Всего за один день тестирования было получено 20 805 отдельных точек данных. Потери в системном тракте учитывались путём калибровки пустой камеры с использованием известной антенны.
В ходе дополнительного тестирования были проверены восемь боковых антенн и четыре антенны с поворотом луча на 30 градусов с применением двухканального генератора R&S SMW200A IQ со смещением по фазе. Также были использованы данные непрерывной развёртки с более высоким разрешением (1 градус).
Декан факультета BWRC, отметил: “Камера OTA дает нам возможность точно охарактеризовать производительность наших модулей D-диапазона, работающих в режиме реального времени. Не только диаграмма направленности 3D-антенны, но и характеристики EVM и EIRP модуля в различных пространственных конфигурациях являются уникальными возможностями, которые дают нам важную информацию о производительности формирователя луча”.
Доктор Филипп Вайгелл, вице-президент Rohde & Schwarz по промышленности, компонентам, исследованиям и университетскому сегменту рынка, говорит: “Мы рады сотрудничать со студентами и преподавателями BWRC в решении задач, связанных с воздушными испытаниями на частотах ниже ТГц. Эти усилия помогут исследователям и ключевым игрокам отрасли протестировать и охарактеризовать антенные системы и приемопередающие модули для стандартов беспроводной связи 6G, масштабных испытательных стендов MIMO, будущих автомобильных радаров и многого другого”.
На выставке IMS 2024 компания Rohde & Schwarz представила демонстрацию характеристик мультиантенного чипа TX/RX (CHARM), работающего на частоте до 140 ГГц с использованием решения для тестирования OTA в D-диапазоне.
