Compensação de radiofrequência/micro-ondas de dispositivo em teste

Seu excelente desempenho de banda base em tempo real, em combinação com sua habilidade de importar facilmente os parâmetros S de uma rede de interconexão ativa/passiva com duas portas através de arquivos s2p, torna o gerador de sinais vetoriais R&S®SMW200A ideal para testes de micro-ondas e de RF com alta precisão que exigem compensação dos dispositivos em teste (DUT).

Sua tarefa

Similar à maioria dos instrumentos de teste de RF, a calibração de um gerador de sinais vetoriais (VSG) é feita na interface RF coaxial/micro-ondas, definida como sendo o plano de referência (RP). Isso significa que todos os parâmetros de desempenho do VSG (por exemplo, nível de incerteza, constância da resposta em frequência, entre outros) são especificados para essa interface.

No entanto, o dispositivo em teste (DUT) frequentemente não é conectado diretamente a essa interface VSG coaxial, mas através de uma rede de interconexão de duas portas ativa/passiva que consiste em cabos, atenuadores, amplificadores, interruptores, acessórios de teste e até antenas.

Principalmente no caso de sinais de micro-ondas de banda larga, é possível observar uma degradação significativa da constância da resposta em frequência (magnitude/fase) no plano dispositivo em teste (DP), onde o dispositivo em teste é conectado à rede de interconexão.

Impacto da rede de interconexão na resposta em frequência.
Impacto da rede de interconexão na resposta em frequência.

Este tipo de impacto já é conhecido há muito tempo, mas está se tornando cada vez mais importante devido à maior largura de banda de modulação BWmodmod e RF/frequência de micro-ondas fRFsuportadas por várias aplicações e produtos sem fio.

Para uma caracterização precisa do dispositivo em teste, é essencial considerar (remover) as características de interconexão indesejáveis do sinal de teste no plano do dispositivo em teste. Este processo que desloca a interface da porta de saída do VSG para a porta de entrada do dispositivo em teste, é chamado de compensação.

Aumento da degradação da resposta em frequência, f (fRF, BWmod).
Aumento da degradação da resposta em frequência, f (fRF, BWmod).

Solução de teste e medição

O gerador de sinais vetoriais R&S®SMW200A oferece uma constância de resposta em frequência de RF especificada excepcional (dentro de uma largura de banda de modulação de até 2 GHz)de < 1 dB(med. <0,4 dB)na interface.

Constância (med.) de resposta em frequência do R&S®SMW200A.
Constância (med.) de resposta em frequência do R&S®SMW200A.
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Este desempenho avançado de constância torna o R&S®SMW a fonte de sinal preferida para todos os tipos de aplicações de teste de banda larga de RF/micro-ondas, como por exemplo, agregação de portadoras LTE, Wi-Fi/WLAN, pré-5G, 5G, sinais de radar e muitas outras aplicações. A função de correção de resposta em frequência definida pelo usuário (UDFRC) do R&S®SMW-K544 transfere essa constância de resposta em frequência intrínseca do R&S®SMW para o plano do dispositivo em teste ao alternar a interface do sinal de teste para a porta de entrada do dispositivo em teste. Esse processo de compensação do dispositivo em teste é realizado diretamente no R&S®SMW em tempo real, mediante a importação de arquivos Touchstone®s2p que descrevem o desempenho de transmissão e reflexão da rede de interconexão de duas portas através de seus parâmetros Sxy.

A enorme flexibilidade do UDFRC significa que é possível importar até 10 arquivos s2p simultâneos caracterizando diferentes peças (cabos, interruptores, atenuadores, amplificadores e antenas, entre outros) da rede de interconexão.

R&S®SMW-K544 – compensação do dispositivo em teste.
R&S®SMW-K544 – compensação do dispositivo em teste.
R&S®SMW-K544 – importação de arquivos s2p.
R&S®SMW-K544 – importação de arquivos s2p.
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Todos os arquivos s2p importados podem ser rapidamente ativados ou desativados individualmente pelo usuário. O R&S®SMW concatena automaticamente todas as matrizes de parâmetros S no caso de uma rede de interconexão em cascata (cenários de vários arquivos s2p). É essencial saber que a correção da resposta em frequência se aplica a:

  • A faixa de frequência completa coberta pelos arquivos s2p importados e não apenas a uma determinada RF específica
  • Qualquer sinal de banda de base, não somente uma forma de onda específica
    Esta grande flexibilidade simplifica consideravelmente o processo de compensação.

Além da correção da resposta em frequência na largura de banda de modulação, também está disponível uma correção de nível de RF absoluta com base nos arquivos s2p ativados.

R&S®SMW-K544 – correção de nível RF absoluta.
R&S®SMW-K544 – correção de nível RF absoluta.
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Etapas de compensação do R&S®SMW-K544:

  • Caracterização da interconexão mediante o uso de
    • Analisador de redes vetoriais (VNA): fase/magnitude
    • Sensor de potência (por exemplo, série R&S®NRP): a magnitude depende dos requisitos de sua aplicação de teste
  • Importe os parâmetros S resultantesxypara o R&S®SMW como arquivo(s) s2p
  • Ativação do UDFRC.

O gráfico a seguir dá uma ideia das capacidades do UDFRC.

Capacidades do R&S®SMW-K544.
Capacidades do R&S®SMW-K544.
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O traço azul (S) descreve a excepcional constância da resposta em frequência em uma largura de banda de modulação de 2 GHzno RP. A situação na saída de interconexão (ripple ≈1.5 dB,perda por inserção = 2.89 dB),no DP é destacada pelo traço azul escuro (S+I). Com essa resposta em frequência mapeada em um arquivo s2p e ativada no R&S®SMW UDFRC (com correção de nível absoluta), atingimos a resposta em frequência verde (Val. S+I) na entrada do dispositivo em teste.

Principais características

O gerador de sinais vetoriais R&S®SMW200A equipado com a opção R&S®SMW-K544:

  • RF (de banda larga) modulada por vetor e sinais de micro-ondas com constância de resposta em frequência excepcional
  • Importação de arquivos s2p caracterizando uma rede de interconexão de duas portas
  • Compensação do dispositivo em teste em tempo real com correção de nível de RF absoluta opcional

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