Caractérisation sans fil d'antennes réseaux passives pour un test accéléré

Tendance du marché

De plus en plus, la formation de faisceaux devient une technologie privilégiée pour l'industrie des communications, à la fois sans fil et par satellite.

La communauté cellulaire sans fil est actuellement en phase de transition de la 4G vers la 5G. Un lancement commercial du réseau 5G nécessiterait le déploiement d'un grand nombre de petites cellules (SC). Plusieurs stations de base, équipées de plusieurs réseaux d'antennes dédiés à la formation de faisceaux, prendront en charge cette mise à jour de l'infrastructure.

Les prototypes d'équipements d'utilisateur dédiés aux applications 5G ont été conçus avec des réseaux d'antennes qui prendront en charge la formation adaptative de faisceaux et de faisceaux directionnels.

Dans l'industrie des communications satellites, une augmentation significative du nombre de satellites dans l'orbite terrestre basse (LEO) nécessite de remplacer les antennes paraboliques traditionnelles des stations terrestres par des réseaux d'antennes à formation de faisceaux. Les satellites de l'orbite terrestre basse se déplacent très lentement et possèdent des transpondeurs à bande passante plus large. Les antennes des stations terrestres doivent être capables de diriger électroniquement le faisceau avec une précision de pointage élevée du faisceau, afin de maintenir les communications. Par conséquent, il est important pendant la phase de R&D, de générer une table de codage pour chaque réseau individuellement.

Tous ces réseaux d'antennes à commande passive ne doivent pas uniquement être testés et vérifiés dans les laboratoires de R&D, mais également sur les lignes de production, avant d'être intégrés au sein de systèmes d'antennes à formation de faisceaux actifs. Sous-estimer l'importance du test des réseaux à commande de phase passive en production peut s'avérer coûteux si un défaut de fabrication ou de conception n'est pas détecté assez tôt.

Défis de la mesure

L'approche traditionnelle, utilisant un analyseur de réseaux pour tester et caractériser la perte retour individuelle de chaque antenne, ou une chambre sans écho, comme système à récepteurs multiples pour mesurer le diagramme de rayonnement de l'antenne, par exemple avec des modes de polarisation différents pour la magnitude et la phase, est très chronophage et ne prend pas en compte la performance du réseau. La caractérisation complète du paramètre S de plusieurs éléments et le test de la performance relatif à la formation de faisceaux du réseau doivent être réalisés à une vitesse de mesure élevée.

La mesure de la formation de faisceaux en mode d'émission (TX) nécessiterait plusieurs signaux en phase qui maintiendraient la calibration sur une large gamme de fréquence.

Diminuer la durée du test est un élément primordial pour le test rapide de la ligne de production. Une commutation électronique entre la mesure de caractérisation complète du paramètre S et la mesure de formation de faisceaux TX, sans avoir à effectuer un cycle complet de reconnexion, économiserait un temps considérable.

Solution Rohde & Schwarz

Les récepteurs de test EMI^®Le ZVA est un analyseur de réseaux vectoriels unique (VNA) qui répond à tous les défis de test des faisceaux d'antennes passives. Les récepteurs de test EMI^®Le ZVA peut basculer électroniquement entre la caractérisation du paramètre S et la mesure de formation de faisceau TX.

Les récepteurs de test EMI^®Le ZVA est équipé avec des sources internes multiples qui peuvent être simultanément actives, et être programmées pour générer des signaux avec une fréquence, une phase, des décalages d'amplitude et des délais de signaux arbitraires. Afin d'augmenter le nombre de sources, plusieurs analyseurs de réseaux vectoriels doivent être placés en cascade. Par le biais de l'algorithme réglant la phase, il est possible de chaîner deux ou plusieurs analyseurs de réseaux vectoriels, tout en conservant une relation de phase calibrée au sein du plan de mesure. La diaphonie et le couplage mutuel entre les antennes peuvent également être testés. L'analyseur de réseaux vectoriels peut appliquer une correction d'erreur vectorielle, afin de générer et de mesurer des signaux précis sur une large gamme de fréquence.

Un analyseur de spectre, ou une sonde de puissance, est placé dans un champ éloigné du côté réception, afin de vérifier le diagramme de rayonnement de l'antenne ou générer une table de codes pour la formation de faisceaux TX d'un réseau. Le choix du récepteur dépend de la gamme dynamique nécessaire. Le réseau d'antennes à tester doit être placé sur une plaque rotative et orienté avec un angle de balayage prédéfini. Pour atténuer l'effet de repli du faisceau dans les applications où les réseaux d'antennes fonctionnent sur une large gamme de fréquence, des dispositifs de retards sont préférés à ceux de décalage de phase. Les récepteurs de test EMI^®Le ZVA peut générer des décalages de phase arbitraires et des délai temporels réels du signal.

Que ce soit en laboratoire ou sur la ligne de production, cette solution Rohde & Schwarz propose vitesse, précision et commodité pour le test de la formation de faisceaux TX des réseaux d'antennes passifs.