Компания Rohde & Schwarz продолжает свои новаторские исследования в области ТГц-диапазона в D-диапазоне и достигла важных результатов. В сотрудничестве с Исследовательским центром беспроводной связи Беркли (BWRC) эксперт по тестированию и измерениям успешно протестировал мультиантенный чип TX/RX (CHARM), работающий на частоте до 140 ГГц, с помощью тестовой камеры Over-the-air (OTA) в диапазоне D. Ученые и лидеры отрасли сходятся во мнении, что диапазон частот от 110 до 170 ГГц, известный как D-диапазон, имеет решающее значение не только для мобильной связи 5G и 6G, но и для будущих автомобильных радаров.
Мультиантенный чип TX / RX (CHARM) от BWRC, работающий на субТГц частотах в системе тестирования антенн R & S ATS1800C OTA.
Устройства, поддерживающие миллиметровые частоты, антенные системы и радиочастотные приемопередающие модули для будущих стандартов мобильной связи или автомобильных радаров, будут обладать теми же характеристиками, которые затрудняют их тестирование. Широкий частотный диапазон, большее количество антенных элементов и отсутствие обычных внешних радиочастотных разъемов потребуют проведения тестирования по воздуху в экранированной среде.
Докторанты Итан Чоу (Ethan Chou) и Хешам Бешари (Hesham Beshary) из Исследовательского центра беспроводной связи (BWRC) профессора Али Никнежада (Ali Niknejad) при Калифорнийском университете в Беркли в сотрудничестве с экспертами по тестированию из Rohde & Schwarz недавно провели тесты с использованием новой камеры для определения характеристик Rohde & Schwarz D-band over-the-air (OTA). Тесты проводились в лаборатории Rohde & Schwarz в Коппелле, штат Техас, где группа оценивала разработанные и изготовленные ими микросхемы и платы прикладного назначения.
Тестовая установка состояла из системы тестирования антенн R&S ATS1800C OTA, анализатора сигналов и спектра R&S FSW50, генератора векторных сигналов R&S SMW200A, генератора сигналов R&S SMB100A для эталонной схемы PLL, источников питания R&S NGP800 и NGL200, а также R&S SMW200A-генератора сигналов PLL для тестирования антенн. Программное обеспечение для измерения антенны AMS32.
R&S ATS1800C - это компактное и мобильное экранированное камерное решение для OTA- и антенных измерений, основанное на компактном диапазоне тестирования антенн (CATR), идеально подходящее для применения на волнах 5G миллиметрового диапазона. Чтобы охватить частоты D-диапазона, R&S FE170SR был установлен в задней части камеры OTA в качестве внешнего интерфейса к R&S FSW50. R&S FE170SR легко интегрируется с анализатором сигналов и спектра, передавая в него откалиброванные данные о сигнале. Эта настройка не требует каких-либо механических модификаций или подключения дополнительных радиочастотных кабелей к системе тестирования антенны.
Установка измеряет амплитудную и фазовую когерентную характеристику тестируемого устройства (ИУ), излучающего в D-диапазоне. Благодаря программному обеспечению R&S AMS32, которое рассчитывает преобразование ближнего поля в дальнее, и высокоточному позиционеру полностью автоматизированные измерения 3D-рисунка, включая последующую обработку, могут быть выполнены за короткое время.
Исследователи BWRC представили мультиантенный чип TX/RX (CHARM), установленный на плате питания с интерфейсом FPGA. Ноутбук, подключенный к ПЛИС через USB, использовался для настройки микросхемы в режимах TX/RX, количества антенн, настроек мощности и т.д. Для настройки направления поворота луча был применен соответствующий фазовый сдвиг между антеннами.
Эффективность EIRP в конфигурации TX характеризовалась сферическими измерениями как в H, так и В V поляризациях. Первоначально проводилась непрерывная развертка, но более стабильные результаты были получены при использовании углов позиционирования с дискретным шагом через каждые 5 градусов. Полные 3D-карты были составлены на частотах 130, 135 и 140 ГГц для конфигураций с 1 и 4 антеннами. В общей сложности за один день тестирования было получено 20 805 дискретных точек данных. Потери на системном тракте были учтены путем калибровки пустой камеры с помощью известной антенны. Дополнительное тестирование включало в себя 8 боковых антенн и 4 антенны с поворотом луча на 30 градусов с использованием двух каналов R&S SMW200A IQ со смещением по фазе и данные непрерывной развертки с более высоким разрешением (1 градус).
Профессор Али Никнежад, директор факультета BWRC, сказал: «Камера OTA дает нам возможность точно охарактеризовать производительность наших модулей D-диапазона, работающих в режиме реального времени. Не только диаграмма направленности 3D-антенны, но и характеристики EVM и EIRP модуля в различных пространственных конфигурациях являются уникальными возможностями, которые дают нам важную информацию о производительности формирователя луча».
Доктор Филипп Вайгелл, вице-президент Rohde & Schwarz по промышленности, компонентам, исследованиям и университетскому сегменту рынка, говорит: «Мы рады сотрудничать со студентами и преподавателями BWRC в решении задач, связанных с воздушными испытаниями на частотах ниже ТГц. Эти усилия помогут исследователям и ключевым игрокам отрасли протестировать и охарактеризовать антенные системы и приемопередающие модули для стандартов беспроводной связи 6G, масштабных испытательных стендов MIMO, будущих автомобильных радаров и многого другого».
