Reducir al mínimo la incertidumbre en mediciones OTA de EIRP

Su misión

Medir con precisión niveles de potencia absolutos en escenarios «over the air» (OTA) es todo un desafío, ya que las configuraciones tradicionales se basan en varios componentes diferentes. Además, para la mayoría de las antenas, cables y adaptadores, resulta difícil o costoso obtener especificaciones de incertidumbre definidas. En consecuencia, no siempre es posible realizar calibraciones fiables o garantizadas del sistema, salvo que se utilicen componentes más caros de lo necesario.

Solución de Rohde & Schwarz

Los sensores de potencia OTA R&S®NRPM-A90 (D) eliminan muchas de estas incertidumbres gracias a su diseño, y ofrecen una especificación precisa para todas las demás. Esto se consigue combinando una antena y un detector de potencia, y prescindiendo de cables y adaptadores de RF adicionales. Posteriormente, se calibra el diseño completo para la combinación con los módulos de lectura R&S®NRPM3. De este modo se obtiene una medición absoluta de la potencia isotrópica radiada equivalente (PIRE) de una señal lista para ser analizada en una interfaz USB o Ethernet con una incertidumbre garantizada menor de 1 dB. Una configuración tradicional ni siquiera garantizaría incertidumbres de 2 dB a 3 dB por el mismo precio.

Gracias a la arquitectura de tres canales del R&S®NRPM3, es posible medir simultáneamente tres módulos de antena independientes utilizando un módulo de lectura, lo que permite la caracterización de un frente de onda en diferentes polarizaciones y posiciones. Esto la inversión inicial, así como el tiempo necesario para las mediciones.

Contribuciones a la incertidumbre de una configuración estándar

En una configuración tradicional (véase la figura inferior), los siguientes componentes son los que más contribuyen a la incertidumbre de las mediciones generales:

Ganancia de la antena y de otros componentes pasivos como conectores, adaptadores y cables:
Las calibraciones típicas producen una incertidumbre de entre 1 dB y 1,5 dB; en las mejores calibraciones de antena, mucho más costosas, la incertidumbre se sitúa entre 0,1 dB y 0,2 dB.
La incertidumbre de ganancia ya está incluída en la incertidumbre total del R&S®NRPM-A90(D).

Error de alineación mecánica de la antena con respecto al haz:
En el caso de antenas con ancho de haz estrecho, es decir, antenas de alta ganancia, esto representa un serio desafío; generalmente, la contribución de incertidumbre es del orden de 0,3 dB por grado.
Para el R&S®NRPM-A90(D), se tiene en cuenta una alineación de ±2° en la incertidumbre total

Posición del centro de fase, es decir, la distancia efectiva d entre el dispositivo bajo prueba y la antena:
Cuando se realizan mediciones en una cámara, es decir, a pequeñas distancias, esta contribución es especialmente importante; además, la posición correcta normalmente no se especifica para antenas estándares.
La posición exacta y correcta, así como la incertidumbre, se especifican en la hoja de datos del R&S®NRPM-A90 (D).

Por otra parte, los efectos ambientales como la humedad y la temperatura (ambos especificados para el R&S®NRPM-A90(D)), la alineación de polarización (considerada hasta 5°), la sección equivalente de radar, las fuentes de perturbación y la propagación por trayectos múltiples contribuyen también a la incertidumbre. En la hoja de datos se ofrecen más detalles (PD 5215.8606.22).

En general, una configuración tradicional produce una incertidumbre combinada típica de entre 1 dB y 3 dB en condiciones ambientales normales. A modo de comparación, el R&S®NRMP-A90(D) tiene una incertidumbre garantizada total típica de entre 0,49 dB y 0,72 dB. El uso de cámaras de mediciones adicionales y los accesorios correspondientes ayudan a reducir aún más las influencias de las fuentes de perturbación.

Resumen

El R&S®NRPM-A90(D) aporta un nivel de precisión sin precedentes a las mediciones absolutas de OTA, y con un costo total de propiedad extremadamente bajo. Además, las especificaciones detalladas permiten determinar la incertidumbre de medición también para casos límite.

Configuración típica para medir la PIRE de un dispositivo bajo prueba: Tradicionalmente, comprende una antena, conectores, cables y una unidad de medida de potencia. En el caso del R&S®NRPM-A90(D), todo esto está integrado en un único instrumento.