Измерение и оптимизация характеристик отдельных элементов антенной решетки для оценки эффективности формирования диаграммы направленности 5G-модемов SDX50 и SDX55 компании Qualcomm в диапазоне мм-волн.
Технология 5G в диапазоне мм-волн обеспечивает значительно более высокую скорость передачи данных. Однако сигналы высоких частот подвержены большим потерям при распространении. Поэтому технология формирования диаграммы направленности (луча) антенны исключительно важна для создания усиленного сигнала с целью компенсации потерь при его распространении.
При формировании диаграммы направленности (ДН) фаза и амплитуда отдельных элементов антенны коррелируют друг с другом, образуя идеальный луч антенны. Таким образом, определение характеристик и проверка каждого антенного элемента крайне важны для общей эффективности формирования ДН антенны.
Данные процедуры обычно проводятся на этапе разработки нового абонентского устройства (АУ) из-за ряда факторов, которые влияют на эффективность формирования ДН. К этим факторам относятся корпус устройства, модем, антенна или даже компоновка аппаратных средств. Именно поэтому перед началом массового производства определяются и проверяются характеристики «эталонного устройства», а на этапе производства проверяются отдельные экземпляры устройств. Определение характеристик ДН можно рассматривать как эквивалент FR2 калибровки АУ в технологиях предыдущего поколения.
Весь процесс определения характеристик и верификации ДН автоматизирован с помощью комплекта инструментов для ускорения разработки от компании Qualcomm (QDART), использующего соответствующие требованиям Qualcomm приборы, в частности камеру для испытаний антенн R&S®ATS1800C и радиокоммуникационный тестер R&S®CMP200.
Процедура
На приведенном ниже рисунке показана полная аппаратная конфигурация как для определения характеристик ДН, так и для ее верификации. Испытуемое устройство (ИУ) помещается на 3D-позиционер внутри камеры R&S®ATS1800C, и с помощью радиокоммуникационного тестера R&S®CMP200 выполняются беспроводные (эфирные) измерения, при этом тестовые процедуры автоматизируются с помощью QDART на управляющем ПК. Кроме того, QDART также отвечает за настройку ИУ и сбор измерительных данных.
При определении характеристик ДН, а также при ее верификации, ИУ настроено в режим передачи сигналов, а 3D-позиционер камеры R&S®ATS1800C осуществляет вращение по обеим осям для определения характеристик ДН во всех требуемых ориентациях ИУ. Передаваемые сигналы измеряются радиокоммуникационным тестером R&S®CMP200, а результаты сохраняются на управляющем ПК для дальнейшей обработки.
Цель данных измерений состоит в определении характеристик ДН, что позволит сформировать и занести в ИУ калибровочную матрицу. В дальнейшем характеристики диаграммы направленности вновь исследуются в процессе ее верификации. На этот раз измеренные сигналы сравниваются с эталонными значениями для проверки (верификации) эффективности формирования диаграммы направленности ИУ. Затем та же калибровочная матрица может быть применена к основной массе ИУ, изготовленных на этапе производства, а отдельные экземпляры могут быть проверены с помощью процедуры верификации ДН.
Радиокоммуникационный тестер R&S®CMP200 и выносной радиоблок R&S®CMPHEAD30
Радиокоммуникационный тестер R&S®CMP200
R&S®CMP200 представляет собой ПЧ тестер, который сочетает в себе функциональные возможности векторного анализатора сигналов и генератора сигналов произвольной формы (ARB-генератора). Благодаря инновационной концепции разделения с помощью тестера R&S®CMP200 и выносного радиоблока R&S®CMPHEAD30 могут выполняться высокоточные измерения в диапазоне мм-волн.
Компактная испытательная CATR-камера R&S®ATS1800C для диапазона мм-волн 5G NR
Компактная испытательная CATR-камера R&S®ATS1800C для диапазона мм-волн 5G NR
Испытательная камера R&S®ATS1800C имеет уникальную вертикальную конструкцию CATR-системы, которая не только обладает высоким соотношением рабочей зоны к занимаемой площади, но также позволяет устанавливать более тяжелые ИУ по сравнению с горизонтальными камерами. В результате на прочном высокоскоростном 3D-позиционере могут быть установлены и протестированы смартфоны, планшеты и даже ноутбуки.
Преимущества и ключевые особенности
Определение характеристик и верификация диаграммы направленности имеет принципиальное значение для устройств 5G диапазона мм-волн. Эти процедуры эквивалентны калибровке АУ в предыдущих технологиях. Помимо полноценного решения, утвержденного и рекомендованного Qualcomm, сочетание компактной испытательной CATR-камеры R&S®ATS1800C для диапазона мм-волн 5G NR и радиокоммуникационного тестера R&S®CMP200 с выносными блоками R&S®CMPHEAD30 обеспечивает точное, быстрое и эффективное определение характеристик ДН в идеальной и компактной среде. Будучи крупной международной компанией, Rohde & Schwarz предоставляет услуги и поддержку по всему миру в настройке и запуске системы определения характеристик ДН, а также поддержания ее в рабочем состоянии на высочайшем уровне эффективности и качества.
Сопутствующие товары
