UWBデバイスのTime of Flight（ToF）の正確な測定

作業：正確なTime of Flight測定

高精度測距は、さまざまなウルトラワイドバンド（UWB）アプリケーションに対応するための主な機能です。そのため、UWBデバイス／チップセットの検証やアンテナ校正、FiRa™ Consortiumが定義している物理層認証試験には、正確なTime of Flight（ToF）測定が求められます。

ローデ・シュワルツのUWB Time of Flight測定向けソリューション

ローデ・シュワルツは、正確なTime of Flight測定を容易にセットアップできるテストソリューションを提供しています。R&S®CM-Z300A UWB ToF測定キットとR&S®CMP200 無線機テスタを組み合わせることで、校正や経路遅延測定を追加することなく一般的なTime of Flight測定を実行することができます。

Time of Flight測定キットには、RFパワースプリッター／コンバイナー、各種アッテネータ、R&S®CMP200接続用のケーブルペア、被試験デバイス（DUT）のアンテナポート接続用の短いケーブル（15 cm）が付属しています（下の図を参照）。

特定のニーズに応じて、例えば別のケーブルを選択するなど、セットアップ内のコンポーネントを追加したり変更したりすることができます。このケースでは、ベクトル・ネットワーク・アナライザ（VNA）を使用してセットアップの遅延特性を検証し、それに応じてUWBテストスイートの設定パラメータを変更することが強く推奨されます。

わずか数ステップでテストセットアップを設定

セットアップのために、長いRFケーブルを使用してスプリッター／コンバイナーの構成ポート1をR&S®CMP200のTXポート1（IFout）に接続します。スプリッター／コンバイナーのポート2は、別の長いケーブルを使用してR&S®CMP200のRXポート1（IFin）に接続します。最後に、短いRFケーブルを使用してスプリッター／コンバイナーの結合ポートSを、被試験デバイスのアンテナポートに接続します。

RXとTXのRF結合は、ToF測定のタイミング基準として機能します。そのため、スプリッターとR&S®CMP200間のケーブルの長さは重要ではありません。

下図で例示されているように、アッテネータ（例：10 dB）を含む構成では、飛行時間（Time of Flight）はちょうど1 nsになり、これは30 cmの無線測定距離に相当します。

測定セットアップにより長いケーブルが必要な場合やアンテナポートとの間にRFスイッチを挿入して測定を実行する必要がある場合、あるいは無線テストセットアップのケースでは、マルチポート・ネットワーク・アナライザにより、RF経路遅延を特定する必要があります。

このケースでは、以下の手順を実行します。

1. R&S®CM-Z300Aを、使用する他のすべてのRFケーブルとネットワークデバイス（スプリッター、コンバイナー、サーキュレーター）を含めて構成し、DUTをR&S®CMP200に接続します。

2. RFネットワークの両端 – DUT側終端とR&S®CMP200側終端（スプリッター／コンバイナーの結合ポートS） – をマルチポートRFネットワーク・アナライザ（例：R&S®ZNB ベクトル・ネットワーク・アナライザ）の2つのポートに接続します。

3. 目的のUWBチャネル（チャネル5：6489.6 MHz）でRFネットワークのRF経路遅延を測定します。

4. ステップ3で測定した値に、キットの遅延時間である0.1 ns（Tgs）を加え、Test_config.iniファイルの経路遅延属性（path delay property）をこの値に更新します。

ToF測定を簡素化

R&S®CMP200にR&S®CM-Z300A ToF測定キットを組み合わせることで、テストセットアップを簡単に扱えるようになり、正確なTime of Flight測定が可能になります。