Сегодня пойдет про: Синтез плоских волн: экономически эффективная альтернатива для испытаний по эфиру базовых станций FR 5G.
Первые четыре части доступны в канале R&S Дзен:
Трудности измерения характеристик трансивера в ближней зоне
Аппаратные преобразования ближнего поля
Программное преобразование ближней зоны
Качественные показатели при тестировании по эфиру
Большая эффективность зоны тишины для меньшей стоимости владения
Отражатель CATR обычно изготавливается из цельного куска алюминия, который поддерживает строгие требования к геометрии поверхности. Требования к размеру 5G NR FR2 DUT в миллиметровом диапазоне позволяют использовать компактные и довольно лёгкие отражатели (между 20-40 кг). В диапазоне 5G FR1 с частотой менее 6 ГГц вес отражателя значительно увеличивается - до сотен килограмм для тестируемых устройств размера базовой станции. Стоимость, время изготовления и управление большими тяжелыми зеркалами становятся чрезмерно высокими.
Облегченная и экономичная альтернатива заключается в использовании «электронной версии» зеркала CATR. Комбинируя излучение нескольких антенн, собранных в фазированную антенную решетку и снабженных предварительно определенной амплитудой и фазой сигнала, создается условие плоской волны в пределах определенной QZ. Версия этого метода фокусировки ближнего поля использовалась в течение нескольких лет для измерения RADAR с большой фазированной решеткой в MIT Lincoln Labs и была предложена в качестве основной для измерения базовых станций (BS) по эфиру в 3GPP.
На фото показана система преобразования плоских волн (PWC), представленная на Европейской конференции по распространению антенн 2018 года. Он включает в себя массив из 156 широкополосных антенн Вивальди с сетью формирования лучей с фазовращателями и аттенюаторами сзади. Этот массив PWC имеет ширину 1,8 м и создает сферическую QZ диаметром 1 м на расстоянии всего 1,5 м в диапазоне частот от 2,3 до 3,8 ГГц. В схеме, показанной на фото, тестируемое устройство (в данном случае калибровочная антенна) установлено на позиционере с комбинированной осью, что позволяет проводить полные сферические измерения. Калибровочная антенна используется для оценки соответствующих компенсаций отдельных радиочастотных каналов матрицы PWC, а также для определения потерь на трассе всей тестовой системы. PWC является обратным и имеет только один РЧ-вход / выход, который может быть подключен к генератору сигналов, анализатору спектра или VNA, что позволяет измерять устройства с РЧ-портами или без них.
На рисунке показаны результаты измерений с одной несущей для измерений EVM, выполненных с помощью PWC для сигнала OFDM с пятью несущими 20 МГц, созданного генератором векторного сигнала R&S SMW200A в диапазоне от 2,35 до 2,45 ГГц. Выходная мощность установлена на 5 дБм и подается в тестируемую матрицу 60 × 60 см. Демодуляция выполняется анализатором векторного сигнала R&S FSW, подключенным к PWC, полоса измерения составляет 30,72 МГц. EVM оценивается как 0,41%, что примерно соответствует внутреннему EVM измерительных приборов. Результаты EVM были ниже 0,5% для остальных четырех несущих, тем самым показывая, что PWC добавляет незначительный EVM к EVM измерительной системы.
Заключение
Методы ближнего поля, использующие программные преобразования, подходят для оценки величин EIRP и TRP. Методы, использующие аппаратные преобразования поля, такие как CATR и PWC, преодолевают ограничения программного преобразования в дальнюю зону, когда в ТУ задействованы приём или демодуляция с использованием нескольких неидентичных РЧ-приемопередатчиков. Они также предоставляют компактные и надежные альтернативы прямым измерениям в дальней зоне, рекомендуемые для будущих испытаний на соответствие 3GPP по проверке на соответствие пользовательского оборудования пользователя и базовой станции по ВЧ характеристикам.
Хотите знать больше? Присоединяйтесь к нашим спец проектам: ВидеоАкадемия и Клуб Радиоинженеров.
Ваша команда R&S
