Verificar circuitos integrados do formador de feixes para antenas com relação de fase

Os circuitos integrados do formador de feixes diminuem o tamanho de componentes eletrônicos de alimentação da antena. Os analisadores de rede multiporta diminuem a configuração de teste necessária para apenas um instrumento.

Sua tarefa

A formação de feixes por meio de antenas com relação de fase é uma tecnologia comum para radar e guerra eletrônica na indústria de espaço aéreo e defesa. Nas comunicações por satélite e no 5G NR, a formação de feixes com relação de fase está se tornando um conceito padrão.

À medida que as frequências das portadoras aumentam, as dimensões dos elementos da antena diminuem, deixando menos espaço para os circuitos de alimentação e fomentando a pressão para a redução do tamanho. Para estreitar a largura de feixe, o número de elementos de antena no sistema com relação de fase está aumentando. O custo e o tamanho por alimentação de elemento estão recebendo mais atenção.

Os circuitos integrados de formação de feixes de RF incluem ajuste de fase e ganho por caminho, bem como recursos de amplificação para os canais TX e RX.

Esses circuitos integrados do formador de feixes são compatíveis com quatro ou mais elementos de antena de um sinal de entrada. A caracterização completa e a calibração exigem a avaliação simultânea de todas as portas.

A solução da Rohde & Schwarz

Um verdadeiro analisador de rede vetorial (VNA) multiporta é a ferramenta ideal para atender a essa exigência. A conexão paralela com todas as portas de RF do circuito integrado do formador de feixes permite uma avaliação rápida e objetiva de todos os canais individuais e do comportamento relativo nesse circuito. Medições simultâneas em até 24 portas permitem fazer a caracterização detalhada de um circuito integrado de formação de feixes e observar os efeitos de correlação cruzada durante o monitoramento de todas as conexões da antena.

Visão geral de todas as portas do circuito integrado de formação de feixes utilizando o VNA multiporta R&S®ZNBT
Visão geral de todas as portas do circuito integrado de formação de feixes utilizando o VNA multiporta R&S®ZNBT
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No caso de aplicações de formação de feixes, a fase de cada caminho precisa ser controlada com precisão. Deslocadores de fase de alta resolução integrados no DUT permitem uma resolução de até alguns graus para uma orientação precisa dos feixes. O ajuste de nível por caminho permite empurrar para baixo os lóbulos laterais do feixe criado. Um VNA de alto desempenho possibilita medições incrivelmente precisas de fase e de nível relativos e absolutos. Verificar a correspondência de impedância do circuito integrado do formador de feixes com relação à antena é uma tarefa padrão de um VNA.

Normalmente, os caminhos TX e RX são testados separadamente. Ambos incluem ajuste de fase e de nível para a orientação de feixes. O caminho RX inclui um amplificador de baixo ruído (LNA), e o caminho TX inclui um amplificador de potência de RF de saída que pode atuar como um estágio final ou como driver para outros amplificadores de potência externos. Testes iniciais para definir a faixa linear, o ponto de compressão e a intermodulação usando dois tons são realizados de forma ideal por meio de uma plataforma de teste comum.

O VNA permite a caracterização de cada bloco de função dentro do circuito integrado do formador de feixes – desde os comutadores até os amplificadores. A linearidade e a estabilidade da fase e do nível são importantes para garantir uma formação de feixes estável e confiável. Para neutralizar, por exemplo, efeitos de temperatura, o DUT é caracterizado em diversas condições para criar os dados de calibração usados na aplicação final como tabelas de consulta.

Necessidade especial para sinais modulados de banda larga, como 5G NR e comunicações por satélite

Para garantir uma boa experiência de usuário, a qualidade do sinal precisa atender às exigências, em conformidade com a norma. Os amplificadores integrados devem atender às exigências de EVM e ACLR para permitir a transmissão de dados com uma baixa taxa de erro de bits.

A Rohde & Schwarz oferece uma poderosa solução de teste de banda larga que cobre bandas de onda milimétrica (inclusive as bandas 5G) para caracterizar os amplificadores integrados.

Testar um circuito integrado de formador de feixes com o analisador de rede vetorial multiporta ZNBT
Testar um circuito integrado de formador de feixes com o analisador de rede vetorial multiporta R&S®ZNBT