Misura e ottimizzazione delle caratteristiche dei singoli elementi di una schiera di antenne per valutare le prestazioni di beamforming dei modem a onde millimetriche Qualcomm 5G SDX50 e SDX55.
L'utilizzo di segnali 5G nella gamma delle onde millimetriche consente di ottenere velocità di trasmissione dei dati nettamente più elevate. Tuttavia, i segnali che viaggiano a frequenze così alte sono soggetti a elevate perdite di propagazione. Pertanto, la tecnologia del controllo elettronico del fascio irradiato (beamforming) è fondamentale per aumentare il guadagno del segnale al fine di compensare le perdite di propagazione.
Nel beamforming, la fase e l’ampiezza dei segnali irradiati dai singoli elementi dell’antenna sono correlate tra loro per formare il fascio ideale desiderato. Pertanto, caratterizzare e verificare ogni elemento dell’antenna è fondamentale per poter valutare le prestazioni complessive di beamforming.
Questo processo viene, in genere, eseguito durante lo sviluppo di una nuovo terminale mobile, per tenere conto di una serie di fattori che influenzeranno le prestazioni di beamforming. I fattore da prendere in considerazione comprendono l'involucro del terminale mobile, il modem, l'antenna o anche il layout dell’hardware. Questo è il motivo per cui un “dispositivo campione” (golden device) viene caratterizzato accuratamente e verificato prima dell'avvio della produzione in grande serie, dopodiché le verifiche in produzione riguarderanno solo alcuni campioni. La caratterizzazione del fascio irradiato può essere fondamentalmente vista, per le reti 5G funzionanti nelle bande FR2, come l’equivalente della calibrazione dei terminali nelle tecnologie cellulari tradizionali.
L’intero processo di caratterizzazione e verifica del fascio irradiato viene automatizzato utilizzando il Qualcomm Development Acceleration Resource Toolkit (QDART) insieme alla strumentazione approvata da Qualcomm, come la camera di prova per antenne R&S®ATS1800C e il tester di comunicazioni radio R&S®CMP200.
Procedura
L’illustrazione seguente mostra la configurazione hardware completa necessaria sia per la caratterizzazione, sia per la verifica del fascio irradiato. Il dispositivo in prova è montato sul posizionatore 3D all’interno della camera R&S®ATS1800C e le misure sono eseguite in modalità over-the-air con il tester di comunicazioni radio R&S®CMP200, mentre le procedure di test sono automatizzate dal software QDART che gira sul PC del controller. Inoltre, il software QDART è responsabile anche della configurazione del dispositivo in prova e della raccolta dei risultati di misura.
Durante la procedura di caratterizzazione e nella verifica del fascio, il dispositivo in prova viene configurato per trasmettere segnali, mentre il posizionatore 3D R&S®ATS1800C ruota su entrambi gli assi per determinare le caratteristiche del fascio in tutti gli orientamenti richiesti per il dispositivo in prova. I segnali vengono misurati dal tester di comunicazioni radio R&S®CMP200 e i risultati sono memorizzati nel PC del controller per un’ulteriore elaborazione.
L’obiettivo della caratterizzazione del fascio irradiato è quello di identificare le caratteristiche del fascio in modo che una matrice di calibrazione possa essere generata e programmata nel dispositivo in prova. Successivamente, le caratteristiche del fascio sono nuovamente studiate nel processo di verifica del fascio stesso. In questo caso, i segnali misurati vengono confrontati con i valori di riferimento al fine di verificare le prestazioni di beamforming del dispositivo in prova. La stessa matrice di calibrazione può, quindi, essere applicata alla maggior parte dei dispositivi in prova durante le produzione ed effettuando un controllo a campione con il processo di verifica del fascio.
Tester di comunicazioni radio R&S®CMP200 e R&S®CMPHEAD30
Tester di comunicazioni radio R&S®CMP200
Lo strumento R&S®CMP200 è un tester per segnali IF che combina le funzionalità di analizzatore di segnali vettoriale e di generatore di forme d'onda arbitrarie. Grazie alla sua innovativa architettura suddivisa, è possibile ottenere misure ad elevata accuratezza nella gamma delle onde millimetriche abbinando l'unità base R&S®CMP200 con la testa remota R&S®CMPHEAD30.
Camera di prova compatta per segnali 5G NR a onde millimetriche R&S®ATS1800C basata sul principio CATR
Camera di prova compatta per segnali 5G NR a onde millimetriche R&S®ATS1800C basata sul principio CATR
La camera di prova R&S®ATS1800C basata sul principio CATR ha un design verticale unico, che non solo garantisce un elevato rapporto tra zona di quiete disponibile e spazio occupato, ma che permette anche il montaggio di dispositivi in prova più pesanti rispetto alle camere orizzontali. Quindi, smartphone, tablet o anche laptop possono essere montati sul robusto posizionatore 3D e testati ad alta velocità.
Caratteristiche e vantaggi principali
La caratterizzazione e la verifica del fascio irradiato sono fondamentali per i dispositivi 5G alle onde millimetriche. Rappresenta l’equivalente della calibrazione dei terminali nelle tecnologie tradizionali. Oltre a costituire una soluzione completa validata e raccomandata da Qualcomm, la combinazione della camera di prova compatta 5G NR a onde millimetriche basata sul principio CATR R&S®ATS1800C e del tester di comunicazioni radio R&S®CMP200, insieme alla testa remota R&S®CMPHEAD30, consente di effettuare una caratterizzazione del fascio accurata, rapida ed efficiente in un ambiente ideale e compatto. Come azienda internazionale, Rohde & Schwarz fornisce assistenza e supporto in tutto il mondo per realizzare sistemi di caratterizzazione del fascio irradiato e per mantenerli sempre operativi col massimo livello di prestazioni e qualità.
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