Ridurre al minimo l'incertezza delle misure di EIRP in modalità OTA

Attività da eseguire

Misurare i livelli di potenza assoluti in modo preciso e accurato in modalità over-the-air (OTA) è impegnativo, dal momento che i metodi di misura tradizionali richiedono l'utilizzo di molti componenti diversi. Inoltre, per la maggior parte delle antenne, dei cavi e degli adattatori, è difficile o costoso ottenere specifiche di incertezza ben definite. Pertanto, una calibrazione del sistema affidabile e/o garantita spesso non è possibile, oppure può essere effettuata solo utilizzando componenti più costosi del necessario.

Soluzione Rohde & Schwarz

I sensori di potenza R&S®NRPM-A90(D) OTA eliminano molte di queste incertezze grazie alle loro peculiari caratteristiche di progetto e forniscono una quantificazione precisa delle incertezze rimanenti. Questo risultato si ottiene combinando un’antenna e un rilevatore di potenza e rendendo superflui ulteriori cavi RF e adattatori. Successivamente, il sistema completo viene calibrato per la combinazione delle misure con i moduli di lettura R&S®NRPM3. In questo modo si ottiene una misura assoluta di potenza isotropica irradiata equivalente (EIRP) di un segnale pronto per essere analizzato su un’interfaccia USB o Ethernet con un’incertezza garantita inferiore a 1 dB. Per confronto, un sistema di misura tradizionale non garantirebbe nemmeno incertezze da 2 dB a 3 dB allo stesso prezzo.

Grazie all’architettura a tre canali del sensore R&S®NRPM3, un modulo di lettura permette di misurare contemporaneamente tre moduli d’antenna indipendenti, consentendo la caratterizzazione di un fronte d’onda in diverse polarizzazioni e posizioni. Ciò riduce i requisiti di investimento iniziale e il tempo necessario per i test.

Contributi all’incertezza di una configurazione di misura standard

In un sistema di misura tradizionale (vedere figura sotto) i seguenti componenti offrono i maggiori contributi all’incertezza delle misure complessive:

Guadagno dell’antenna e di altri componenti passivi, come connettori, adattatori e cavi:
Le calibrazioni tipiche introducono un'incertezza da 1 dB a 1,5 dB, le migliori ed estremamente costose calibrazioni d’antenna da 0,1 dB a 0,2 dB.
Per il modulo R&S®NRPM-A90(D), l’incertezza del guadagno è già inclusa nell’incertezza totale

Errore di allineamento meccanico dell’antenna rispetto al fascio:
Specialmente per antenne con larghezza di fascio ridotta, cioè ad alto guadagno, è un requisito impegnativo; tipicamente, il contributo di incertezza è dell’ordine di 0,3 dB per grado.
Per il modulo R&S®NRPM-A90(D), un allineamento di ±2° è già preso in considerazione nell’incertezza totale

Posizione del centro di fase, cioè la distanza effettiva d tra il dispositivo in prova e l’antenna:
Specialmente quando si effettuano le misure in una camera schermata, cioè a piccole distanze, questo contributo è grande; inoltre, la posizione corretta non è normalmente specificata per le antenne standard.
Per il modulo R&S®NRPM-A90(D), la posizione esatta e corretta e l’incertezza sono specificate nella scheda tecnica.

Inoltre, gli effetti ambientali come l’umidità e la temperatura (entrambi specificati per il modulo R&S®NRPM-A90(D)), l’allineamento di polarizzazione (tenuto in considerazione fino a 5°), la sezione radar, i disturbatori e la propagazione multicammino contribuiscono all’incertezza. Maggiori dettagli si trovano nella scheda tecnica (PD 5215.8606.22).

Nel complesso, una configurazione di misura tradizionale introduce un'incertezza tipica combinata da 1 dB a 3 dB in condizioni ambientali normali. Per confronto, un modulo R&S®NRMP-A90(D) ha una tipica incertezza totale garantita da 0,49 dB a 0,72 dB. L’impiego di ulteriori camere di misura e dei relativi accessori contribuisce a ridurre ulteriormente le influenze dei disturbatori.

Riassunto

Il modulo R&S®NRPM-A90(D) introduce un livello di accuratezza senza precedenti nelle misure di OTA assolute a un costo totale di gestione estremamente ridotto. Inoltre, le specifiche dettagliate consentono di determinare l’incertezza di misura anche per i casi limite.

Impostazione tipica per misurare l’EIRP di un dispositivo in prova: tradizionalmente comprende un’antenna, connettori, cavi e un’unità di misura della potenza. Nel caso del modulo R&S®NRPM-A90(D), tutto ciò è integrato in un unico strumento.