Identificazione dei guasti in singoli elementi di array di antenne eseguendo la scansione nell’intervallo di campo vicino e applicando il metodo di trasformazione da campo vicino a campo lontano.
Le schiere (array) di antenne sono molto utilizzate in svariate applicazioni, tra cui satelliti e radar. Uno dei principali vantaggi dell’utilizzo di array di antenne è il beamforming. Si tratta di una tecnica che garantisce flessibilità e controllo del diagramma di radiazione dell’antenna, con il risultato di poter ottenere un fascio più efficiente e orientato nella direzione desiderata. Per questo motivo, le antenne di tipo massive MIMO svolgono un ruolo importante nelle infrastrutture 5G, tra cui il backhaul mobile, le comunicazioni punto-punto e le stazioni base. Nelle reti 5G, queste schiere di antenne permettono di trasmettere una quantità estremamente elevata di dati tramite comunicazioni ultra affidabili a bassa latenza.
La complessità della progettazione e della produzione di array di antenne non deve essere sottovalutata. In particolare i progetti planari come gli array di antenne patch a microstrisce sono soggetti a errori di fase se i parametri del substrato RF variano su diverse unità di produzione. Anche se è possibile verificare le prestazioni RF e il modello di antenna 3D degli array di antenne in modalità over-the-air, cosa succede quando i risultati misurati differiscono dalle aspettative? I singoli elementi dell’antenna possono essere difettosi, ma il rilevamento dell’errore all’interno di un array di antenne 64 × 64 con il metodo di prova per tentativi ed errori è estremamente dispendioso in termini di tempo e di costi. Quindi, trovando una soluzione alternativa e più efficiente si può risparmiare una quantità enorme di tempo e denaro.
Grafici di corrente equivalente 2D in ampiezza e fase per un array di antenne
Per risolvere questo problema, Rohde & Schwarz ha sviluppato una soluzione ideale per identificare in modo efficiente i singoli elementi difettosi per caratteristiche di ampiezza e fase all’interno di un array di antenne. La realizzazione pratica di questa soluzione richiede l'utilizzo di una camera d’antenna e di un analizzatore di rete vettoriale di alta qualità, ad esempio lo strumento R&S®ZVA equipaggiato con il software di misura delle prestazioni OTA R&S®AMS32. Questa configurazione del sistema di misura consente di effettuare trasformazioni da campo vicino a campo lontano sulla base dell’algoritmo di trasformazione del campo dell’antenna veloce e irregolare (FIAFTA) utilizzato nel software R&S®AMS32.
La procedura di misura per trovare elementi difettosi all’interno di un array di antenne inizia con una misura di campo che copra almeno la regione del fascio principale della schiera di antenne. L’antenna della sonda misura sulla griglia di campionamento muovendosi sia in azimut che in elevazione con l’aiuto del posizionatore 3D. Dopo le misure, l’algoritmo FIAFTA viene impiegato durante la post-elaborazione in modo che le correnti superficiali elettriche equivalenti e le correnti superficiali magnetiche equivalenti possano essere tracciate su un oggetto di forma arbitraria. La rappresentazione grafica di entrambi i tipi di corrente di superficie equivalente rende facile la visualizzazione e la differenziazione di elementi funzionali e difettosi all’interno dell’array di antenne.
Il sistema di test R&S®ATS1000 include un posizionatore ad alta precisione per ottenere i risultati di misura in 3D
Camera di prova dell’antenna
A seconda delle esigenze di spazio e di frequenza, è possibile scegliere tra la camera di test dell’antenna R&S®ATS1000 e la camera di test delle prestazioni wireless R&S®WPTC. Il sistema R&S®ATS1000 è mobile, compatto e ha una frequenza operativa da 18 GHz a 87 GHz per dispositivi in prova fino a 40 cm di diametro. D’altra parte, il sistema R&S®WPTC è più flessibile in termini di gamma di frequenza e dimensioni del dispositivo in prova, coprendo le frequenze da 400 MHz a 90 GHz per dispositivi in prova fino a 1,2 m di diametro.
R&S®AMS32 e algoritmo FIAFTA
R&S®AMS32 è il software di misura di base sviluppato da Rohde & Schwarz per supportare tutte le relative misure sulle antenna e in modalità OTA (over the air). L’opzione di trasformazione R&S®AMS32-K50 NF-FF consente di effettuare accurate trasformazioni da campo vicino a campo lontano tramite l'algoritmo FIAFTA. Questo algoritmo è stato sviluppato presso l’Università Tecnica di Monaco di Baviera e ha dimostrato di garantire un'elevata correlazione con i risultati delle misure in campo lontano. Per visualizzare le correnti equivalenti di tutte le forme, sono necessarie sia le opzioni R&S®AMS32-K52 che R&S®AMS32-K52U. Rendono facile l’identificazione di elementi difettosi in un array di antenne.
Caratteristiche e vantaggi principali
Related products
