Les circuits à formation de faisceaux réduisent la taille de l'électronique d'alimentation des antennes. Les analyseurs de réseaux multiports réduisent la configuration de test nécessaire à un seul instrument.
La formation de faisceaux utilisant les antennes réseaux à commande de phase est une technologie classique pour les radars et la guerre électronique dans l'industrie de l'aérospatial et de la défense. Dans les communications satellites et la 5G NR, la formation de faisceaux à commande de phase devient un concept classique.
À mesure que les fréquences de porteuses augmentent, les dimensions des éléments d'antennes diminuent, laissant de moins en moins de place pour les circuits d'alimentation, ce qui accentue la pression relative à la réduction de leur taille. Afin de réduire la largeur du faisceau, le nombre d'éléments d'antenne dans le système de réseau à commande de phase augmente. Le coût et la taille relatifs à chaque élément de l'alimentation exigent plus d'attention.
Les circuits intégrés de formation de faisceaux RF intègrent un ajustement de phase et de gain par trajet, ainsi que des capacités d'amplification pour les voies TX et RX.
De tels circuits intégrés de formation de faisceaux prennent en charge quatre éléments d'antenne, ou plus, à partir d'un seul signal d'entrée. La caractérisation et la calibration complètes nécessitent une évaluation simultanée de tous les ports.
Un véritable analyseur de réseaux vectoriels multiports (VNA) est l'outil idéal pour répondre à ces exigences. La connexion parallèle de tous les ports RF des circuits intégrés de formation de faisceaux permet une évaluation rapide et directe de toutes les voies individuelles et du comportement relatif dans le circuit intégré de la formation de faisceau. Des mesures simultanées jusqu'à 24 ports permettent de caractériser un circuit intégré de formation de faisceau en détail et de voir les effets de corrélation croisée, tout en surveillant l'ensemble des connexions d'antennes.
Tous les ports des circuits intégrés de formation de faisceau en un coup d’œil, en utilisant l'analyseur de réseaux vectoriels multiports R&S®ZNBT
Pour les applications de formation de faisceaux, la phase de chaque trajet nécessite d'être contrôlée précisément. Des déphaseurs haute résolution intégrés dans le dispositif sous test permettent de diminuer la résolution de quelques degrés, pour une direction de faisceau plus précise. L'ajustement de niveau par trajet permet de diminuer les lobes latéraux du faisceau créé. Un analyseur de réseaux vectoriels hautes performances permet d'accentuer la précision des mesures absolues, de la phase relative et de niveau. La vérification de la correspondance de l'impédance des circuits intégrés de formation de faisceaux vers l'antenne est une tâche classique pour l'analyseur de réseaux vectoriels.
Généralement, les trajets TX et RX sont testés séparément. Les deux intègrent l'ajustement de phase et de niveau pour la direction du faisceau. Le trajet RX intègre un amplificateur de faible bruit (LNA), le trajet TX intègre un amplificateur de puissance de la sortie RF qui peut travailler comme un étage final ou un guide pour les amplificateurs de puissance externes supplémentaires. Les tests initiaux pour définir la gamme linéaire, le point de compression et l'intermodulation, en utilisant deux tonalités, est réalisé idéalement en utilisant une plateforme de test classique.
L'analyseur de réseaux vectoriels permet la caractérisation de chaque bloc de fonction à l'intérieur du circuit intégré de formation de faisceaux – des interrupteurs aux amplificateurs. La linéarité et la stabilité de la phase et du niveau sont importantes pour garantir une formation de faisceaux stable et fiable. Afin de compenser, par exemple les effets de la température, le dispositif à tester est caractérisé dans des conditions variables pour créer des tableaux de données de calibration utilisées dans l'application finale.
Pour garantir une bonne expérience utilisateur, la qualité du signal doit répondre aux exigences en vigueur des normes. Les amplificateurs intégrés doivent répondre aux exigences EVM et ACLR, afin de permettre la transmission de données avec un faible taux d'erreur de bit.
Rohde & Schwarz propose une solution de test puissante à large bande, couvrant les bandes des ondes millimétriques (incluant les bandes de la 5G) pour caractériser les amplificateurs intégrés.
Test d'un circuit intégré de formation de faisceaux avec l'analyseur de réseaux vectoriels multiports R&S®ZNBT
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