UWB 기기의 ToF(Time of Flight)를 정확하게 측정해보세요

목표: 정확한 ToF(Time of Flight) 측정

여러 UWB(Ultrawideband) 애플리케이션에서는 확실한 거리 측정이 핵심 기능입니다. 따라서 UWB 기기 및 칩셋 검증, 안테나 교정뿐만 아니라 FiRa 콘소시엄에서 정의한 물리적 계층 인증을 위해서도 정확한 ToF 측정이 필요합니다.

로데슈바르즈의 UWB ToF(Time of Flight) 측정 솔루션

로데슈바르즈의 테스트 솔루션은 셋업이 간편하고 정확한 ToF 측정이 가능합니다.R&S®CM-Z300A UWB ToF Measurement Kit와 R&S®CMP200 Radio Communication Tester를 결합하면 추가 교정 및 경로 지연 측정을 수행할 필요 없이 일반적인 ToF 측정을 수행할 수 있습니다.

ToF 측정 키트는 아래 그림과 같이 RF 전력 분배기/결합기, 감쇠기, R&S®CMP200 연결용 케이블 2개, DUT(테스트 기기) 안테나 포트 연결용 짧은 케이블(15 cm)로 구성됩니다.

구체적 요구사항에 따라 다른 케이블을 사용하는 등 셋업에 구성요소를 추가하거나 변경할 수 있습니다. 이 경우 VNA(Vector Network Analyzer)를 사용하여 셋업의 지연 특성을 검증하고 그에 따라 UWB 테스트 시스템에서 구성 파라미터를 변경하는 것이 좋습니다.

간단하게 구성하는 테스트 셋업 구성

셋업에서 긴 RF 케이블을 사용해 분배기/결합기의 구성 포트 1을 R&S®CMP200의 TX 포트 1(IFout)에 연결합니다. 분배기/결합기의 포트 2는 다른 긴 케이블을 사용해 R&S®CMP200의 RX 포트 1(IFin)에 연결합니다. 마지막으로 짧은 RF 케이블을 사용해 분배기/결합기의 sum 포트 S를 DUT(테스트 기기)의 안테나 포트에 연결합니다.

RX에서 TX까지 RF 결합은 ToF 측정의 타이밍 레퍼런스로 작동합니다. 따라서 분배기와 R&S®CMP200 사이 케이블의 길이는 중요하지 않습니다.

아래 예에 나와 있듯이, 예를 들어 10 dB의 감쇠기가 포함된 구성에서 예상 ToF는 정확히 1 ns가 되며, 이는 30cm의 방사 거리에 해당합니다.

측정 셋업에 이보다 긴 케이블이 필요하거나 여러 안테나 포트에 대한 RF 스위치를 통해 측정해야 하는 경우 또는 OTA(over-the-air) 테스트 셋업의 경우에는 멀티포트 네트워크 분석기를 사용해 RF 경로 지연을 확인해야 합니다.

이와 같은 경우 다음 단계를 수행하십시오.

1. R&S®CMP200과 통신할 DUT에 사용하게 될 기타 RF 케이블 및 네트워크 장치(분배기, 결합기, 순환기)를 사용해 R&S®CM-Z300A를 구성합니다.

2. 이 RF 네트워크의 양 끝단, 즉, 분배기/결합기의 sum 포트 S에 있는 DUT 종단과 R&S®CMP200 종단을 R&S®ZNB Vector Network Analyzer와 같은 멀티포트 RF 네트워크 분석기의 두 포트에 연결합니다.

3. 예를 들어 측정이 필요한 UWB 채널에서 RF 네트워크의 RF 경로 지연을 측정합니다(예: 채널 5에서 6489.6 MHz).

4. test_config.ini 파일의 path delay(경로 지연) 속성을 3단계에서 측정한 값에 키트(Tgs)에서 제공한 0.1 ns를 더한 값으로 업데이트합니다(단위: 마이크로초).

간단한 ToF 측정

R&S®CMP200과 R&S®CM-Z300A ToF 키트를 결합한 테스트 셋업은 간단한 운용으로 ToF를 정확히 측정할 수 있습니다.