Der R&S®CMP200 Radio Communication Tester ermöglicht in Kombination mit dem R&S®CM-Z300A Time-of-Flight-Kit einen exakten Messaufbau für Laufzeitmessungen – für Validierung, Kalibrierung und Zertifizierung.
Testlösung von Rohde & Schwarz für exakte UBB-Gerätetests
Eine sichere Entfernungsmessung ist ein wesentliches Merkmal verschiedenster Ultrabreitband-Applikationen (UBB). Deshalb sind exakte Laufzeitmessungen (Time of Flight, ToF) für die Validierung von UBB-Geräten und -Chipsätzen, die Antennenkalibrierung sowie die Zertifizierung der Bitübertragungsschicht gemäß dem FiRa Consortium erforderlich.
Rohde & Schwarz bietet eine Testlösung für exakte Laufzeitmessungen, die einfach eingerichtet werden kann. Das R&S®CM-Z300A UBB-ToF-Messkit ermöglicht in Kombination mit dem R&S®CMP200 Radio Communication Tester die Ausführung von typischen Laufzeitmessungen ohne zusätzliche Kalibrierung und Pfadverzögerungsmessungen.
Wie in der Abbildung unten gezeigt, besteht das Time-of-Flight-Messkit aus einem HF-Leistungsteiler/-koppler, einer Auswahl an Dämpfungsgliedern, einem Kabelpaar zum Anschließen des R&S®CMP200 und einem kurzen Kabel (15 cm) zum Verbinden des Messobjekts mit dem Antennenport.
Abhängig von den jeweiligen Anforderungen kann man im Messaufbau Komponenten hinzufügen oder austauschen, beispielsweise unterschiedliche Kabel. In diesem Fall wird dringend empfohlen, die Laufzeitcharakteristiken des Messaufbaus mithilfe eines Vektornetzwerkanalysators (VNA) zu validieren und die Konfigurationsparameter in der UBB-Testsuite entsprechend anzupassen.
Messaufbau für ToF-Messungen, wie sie beispielsweise für die FiRa-Zertifizierung der Bitübertragungsschicht erforderlich sind
Komponenten des R&S®CM-Z300A UBB-Time-of-Flight-
Messkits
Für den Messaufbau wird der Konfigurationsport 1 des Teilers/Kopplers mit einem langen HF-Kabel an den Senderport 1 (IFout) des R&S®CMP200 angeschlossen. Port 2 des Teilers/Kopplers wird mit dem Empfängerport 1 (IFin) des R&S®CMP200 über ein weiteres langes Kabel verbunden. Schließlich wird der Summenport S des Teilers/Kopplers mithilfe eines kurzen HF-Kabels an den Antennenport des Messobjekts angeschlossen.
Die HF-Kopplung zwischen Empfänger und Sender fungiert als Zeitreferenz für die ToF-Messungen. Die Länge der Kabel zwischen Teiler und R&S®CMP200 ist daher unkritisch.
Wie im Beispiel unten geschildert, ergäbe sich für die erwartete Laufzeit einer Konfiguration einschließlich eines Dämpfungsglieds von beispielsweise 10 dB ein Wert von genau 1 ns. Dies entspricht einer gemessenen Entfernung in der Luft von 30 cm.
Falls für den Messaufbau längere Kabel benötigt werden, die Messungen über HF-Schaltebenen an mehreren Antennenports durchgeführt werden sollen bzw. Messaufbauten für Freiraumtests zum Einsatz kommen, muss die HF-Pfadlaufzeit mit einem Mehrtor-Netzwerkanalysator bestimmt werden.
Führen Sie in diesem Fall folgende Schritte durch:
1. Koppeln Sie das R&S®CM-Z300A mit allen weiteren HF-Kabeln und Netzwerkgeräten (Teiler, Koppler, Zirkulatoren), die mit dem Messobjekt verwendet werden, mit dem R&S®CMP200.
2. Verbinden Sie die beiden Enden dieses HF-Netzwerks – das abgeschlossene Ende des Messobjekts und das abgeschlossene Ende des R&S®CMP200 am Summenport S des Teilers/Kopplers – mit den beiden Ports eines Mehrtor-HF-Netzwerkanalysators wie dem R&S®ZNB Vektornetzwerkanalysator.
3. Messen Sie die HF-Pfadlaufzeit des HF-Netzwerks, beispielsweise am betreffenden UBB-Kanal, z. B. an Kanal 5: 6489,6 MHz.
4. Aktualisieren Sie die Pfadlaufzeiteigenschaft der test_config.ini-Datei mit dem in Schritt 3 gemessenen Wert zuzüglich 0,1 ns vom Kit (Tgs) in Mikrosekunden.
Der R&S®CMP200 ermöglicht in Kombination mit dem R&S®CM-Z300A ToF-Kit exakte Laufzeitmessungen mit einem einfach zu handhabenden Messaufbau.
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