支持毫米波頻率的設(shè)備、天線系統(tǒng)和用于未來移動通信標(biāo)準(zhǔn)或汽車?yán)走_(dá)應(yīng)用的射頻收發(fā)器模塊將具有相同的特性，這使得它們難以測試。頻率范圍寬、天線元件數(shù)量多以及缺乏傳統(tǒng)的外部射頻連接器，需要在屏蔽環(huán)境中進(jìn)行無線測試。
加州大學(xué)伯克利分校 Ali Niknejad 教授的伯克利無線研究中心 (BWRC) 的博士生 Ethan Chou 和 Hesham Beshary 與羅德與施瓦茨的測試專家合作，最近使用羅德與施瓦茨新的 D 波段無線 (OTA) 特性測試室進(jìn)行了測試。測試在德克薩斯州科佩爾的羅德與施瓦茨實驗室進(jìn)行，該小組在那里評估了他們設(shè)計和制造的芯片和應(yīng)用板。
測試裝置包括 R&S ATS1800C OTA 天線測試系統(tǒng)、 R&S FSW50 信號和頻譜分析儀、 R&S SMW200A 矢量信號發(fā)生器、 用于 PLL 參考的 R&S SMB100A信號發(fā)生器、 R&S NGP800 和 NGL200 電源以及 R&S AMS32 天線測量軟件。
R&S ATS1800C 是一款緊湊型移動式屏蔽室解決方案，適用于 OTA 和天線測量，基于緊湊型天線測試范圍 (CATR)，非常適合 5G mmWave 應(yīng)用。為了覆蓋 D 波段頻率，R &S FE170SR 安裝在 OTA 室的后部，作為 R&S FSW50 的外部前端。R&S FE170SR 可輕松與信號和頻譜分析儀集成，將校準(zhǔn)后的信號數(shù)據(jù)發(fā)送回分析儀。此設(shè)置不需要對天線測試系統(tǒng)進(jìn)行任何機(jī)械修改或額外的射頻電纜連接。
該裝置測量 D 波段輻射的被測設(shè)備 (DUT) 的幅度和相位相干響應(yīng)。借助可計算近場到遠(yuǎn)場變換的 R&S AMS32 軟件選件和高精度定位器，可在短時間內(nèi)完成包括后處理在內(nèi)的全自動 3D 模式測量。
BWRC 研究人員提供了一個 TX/RX 多天線芯片 (CHARM)，安裝在帶有 FPGA 接口的電源板上。一臺通過 USB 連接到 FPGA 的筆記本電腦用于配置芯片的 TX/RX 模式、天線數(shù)量、功率設(shè)置等。在天線之間應(yīng)用適當(dāng)?shù)南嘁苼砼渲貌ㄊ刂品较颉?/span>
TX 配置的 EIRP 性能通過 H 和 V 極化的球面測量來表征。最初進(jìn)行了連續(xù)掃描，但每 5 度從離散步進(jìn)定位器角度獲得更穩(wěn)定的結(jié)果。在 130、135 和 140 GHz 下對 1 和 4 天線配置進(jìn)行了全 3D 地圖繪制。在一天的測試中共獲取了 20,805 個離散數(shù)據(jù)點。系統(tǒng)路徑損耗是通過使用已知天線校準(zhǔn)空室來計算的。額外的測試包括使用 R&S SMW200A 的兩個相位偏移 IQ 通道進(jìn)行 30 度波束控制的側(cè)面 8 天線和 4 天線以及具有更精細(xì)（1 度）分辨率的連續(xù)掃描數(shù)據(jù)。
BWRC 教務(wù)主任 Ali Niknejad 教授表示：“OTA 暗室使我們能夠準(zhǔn)確表征無線運行的 D 波段模塊的性能。不僅 3D 天線模式，而且模塊在不同空間配置下的 EVM 和 EIRP 性能也是一項獨特的功能，讓我們能夠深入了解波束形成器的性能?！?/span>
羅德與施瓦茨公司工業(yè)、元器件、研究和大學(xué)市場部門副總裁 Philipp Weigell 博士表示：“我們很高興與 BWRC 學(xué)生和教員合作，共同應(yīng)對亞太赫茲頻率無線測試的挑戰(zhàn)。這些努力將幫助研究人員和主要行業(yè)參與者測試和表征 6G 無線通信標(biāo)準(zhǔn)、大規(guī)模 MIMO 測試平臺、未來汽車?yán)走_(dá)應(yīng)用等的天線系統(tǒng)和收發(fā)器模塊。”
