Rohde & Schwarz y IHP, primeros en caracterizar las frecuencias de la banda D en la configuración de pruebas aéreas para 6G
El mundo académico y los principales actores de la industria han identificado la banda D, que va de 110 GHz a 170 GHz, como una banda de frecuencia candidata para las comunicaciones móviles más allá de 5G y 6G, así como para las futuras aplicaciones de radar para automóviles. Rohde & Schwarz continúa sus pioneros esfuerzos de investigación en sub-THz centrándose en esta gama de frecuencias, alcanzando nuevos hitos. En colaboración con IHP, Rohde & Schwarz ha realizado la primera caracterización completa de antenas 2D/3D de módulos transceptores que operan en la Banda D.
De forma similar a las redes de 5G y los dispositivos que soportan frecuencias de mmWave, los sistemas de antenas y los módulos transceptores de RF para futuros estándares de comunicaciones móviles o aplicaciones de radar para automóviles compartirán las mismas características que hacen que sus pruebas sean un reto. Su amplia gama de frecuencias, un mayor número de elementos de antena y la falta de conectores externos convencionales de RF exigirán pruebas por aire en un entorno blindado. El experto en pruebas de comunicaciones inalámbricas Rohde & Schwarz y la empresa IHP GmbH (Innovaciones para la microelectrónica de alto rendimiento) han transferido con éxito este método de prueba al rango de sub-THz: Demostraron las primeras mediciones completas 2D/3D por aire de un módulo de radar en frecuencias de la banda D.
La configuración de la prueba consiste en el sistema de prueba de antena R&S ATS1000, el analizador de red vectorial R&S ZNA43 y el software de medición de antena R&S AMS32 de Rohde & Schwarz.
El sistema de pruebas de antena R&S ATS1000 es una solución de cámara blindada compacta y móvil para mediciones de OTA y de antenas, ideal para aplicaciones de 5G mmWave. Para cubrir las frecuencias de la banda D, se utilizan en la configuración extensiones de Radiometer Physics GmbH, una compañía de Rohde & Schwarz, que permiten la conversión directa de frecuencias en la sonda en ambas direcciones de transmisión y recepción. No es necesario realizar modificaciones mecánicas o cableado adicional de RF en el sistema de prueba de la antena. La configuración puede medir la amplitud y la respuesta coherente de fase de un DUT que irradia en la banda D. Las mediciones de patrones 3D completamente automatizadas, incluyendo el post-procesamiento, pueden realizarse en poco tiempo gracias a las opciones del software R&S AMS32 para la transformación de campo cercano a campo lejano y al posicionador de alta precisión.
El sistema de pruebas de antena R&S ATS1000 es una solución de cámara blindada compacta y móvil para mediciones de OTA y de antenas, ideal para aplicaciones de 5G mmWave.
Dos configuraciones diferentes
IHP proporcionó cuatro dispositivos diferentes bajo prueba (DUT), basados en el mismo conjunto de chips del transceptor de radar en Banda D pero con diferentes estructuras de antena, incluyendo parches individuales y apilados en el chip con zanjas de aire y un conjunto de antenas en el chip. La caracterización por aire verificó el mayor ancho de banda proporcionado por los parches apilados que por el parche único.
El rendimiento de los diversos DUT se caracterizó por mediciones esféricas, utilizando dos configuraciones diferentes. Aumentando el tamaño del paso angular theta de 1 grado a 5 grados, el tiempo total de la prueba para un DUT podía reducirse de 70 minutos a 12 minutos. Comparando los diferentes diseños de DUT basados en los datos de medición obtenidos, los investigadores del IHP pudieron analizar el efecto del área finita del reflector a bordo en el sensor de radar FoV (campo de visión).
Gerhard Kahmen, director general del PHI, dice: “Los sistemas de frecuencia sub-THz están recibiendo cada vez más atención en la investigación y en muchos campos de aplicación. El sistema de prueba OTA de Rohde & Schwarz, ampliado a la banda D, proporciona una excelente manera de caracterizar los patrones de radiación de las complejas estructuras de las antenas, realizadas en nuestros chips de radar de la banda D, de una manera precisa y eficiente en el tiempo. Para el IHP, estas mediciones son valiosas para comprender la física de las estructuras de las antenas y para mejorar aún más su rendimiento. La muy exitosa cooperación con un socio industrial líder en el campo de la comunicación inalámbrica y de ondas mmWave muestra el beneficio de la estrecha interacción entre la investigación y la aplicación”.
Alexander Pabst, vicepresidente de Sistemas y Proyectos de Rohde & Schwarz dice: “Estamos entusiasmados de trabajar con un socio tan excelente como Innovations for High Performance Microelectronics en el avance de nuestras soluciones de prueba líderes en la industria para las pruebas en el aire. Estos esfuerzos conjuntos ayudarán a los investigadores y a los principales actores de la industria a probar y caracterizar los sistemas de antena y los módulos transceptores para las futuras aplicaciones de radar para automóviles y el estándar de comunicación inalámbrica, que finalmente llamaremos 6G”.
