Rohde & Schwarz e IHP son los primeros en caracterizar antenas con pruebas OTA en la banda D para 6G y radares de automóviles

Los sectores de la investigación y la enseñanza, así como los actores clave de la industria han identificado la banda D, que va de 110 GHz a 170 GHz, como una banda de frecuencias candidata para comunicaciones celulares (5G y 6G), así como para futuras aplicaciones de radares de automóviles. Rohde & Schwarz continúa sus esfuerzos pioneros en investigación para la comunicación por debajo de los terahercios (sub-THz) enfocándose en este rango de frecuencias, y ha logrado ya alcanzar nuevos hitos. En colaboración con IHP, Rohde & Schwarz es el primero de la industria en realizar la primera medición completa de la directividad en 2D y 3D de antenas en módulos transceptores que funcionan en la banda D.

Al igual que las redes 5G y los dispositivos que usan el rango de las ondas milimétricas, los sistemas de antenas y los módulos transceptores de RF para futuros estándares de comunicación celular o aplicaciones de radares de automóviles tendrán características similares que hacen que sus pruebas sean un desafío. Su amplio rango de frecuencias, una mayor cantidad de elementos de antena y la falta de conectores de RF externos convencionales exigirán pruebas por aire (OTA) en un entorno blindado. El experto en pruebas de comunicaciones inalámbricas, Rohde & Schwarz, e IHP GmbH (Innovations for High Performance Microelectronics) han transferido este método de prueba con éxito al rango sub-THz: demostraron las primeras mediciones completas en 2D y 3D por aire de un módulo de radar en frecuencias de la banda D.

La configuración consiste en el sistema de prueba de antenas R&S ATS1000, el analizador vectorial de redes R&S ZNA43, y el software de medición de antenas R&S AMS32 de Rohde & Schwarz. El R&S ATS1000 es una solución de cámara blindada compacta y móvil para mediciones OTA y de antenas, ideal para aplicaciones de 5G en el rango de las ondas milimétricas (mmWave). Para abarcar las frecuencias de banda D, se ha ampliado la configuración con componentes de Radiometer Physics GmbH, una empresa de Rohde & Schwarz. Estos permiten la conversión directa de frecuencia en el sensor tanto en las direcciones de transmisión como de recepción.

No es necesario realizar modificaciones mecánicas ni añadir cableado de RF al sistema de prueba de antenas. La configuración puede medir la amplitud y señales coherentes en fase de un dispositivo bajo prueba (DUT) en la banda D. Las mediciones en 3D totalmente automatizadas de la directividad de antena, incluido el posprocesamiento, pueden realizarse en poco tiempo gracias a las opciones de software R&S AMS32 para la transformación de campo cercano a campo lejano y al posicionador de precisión de alta exactitud.

IHP proporcionó cuatro DUT diferentes basados en el mismo chipset transceptor de radar para la banda D, pero con estructuras de antena diferentes. Entre estas figuran antenas parche integradas en un chip, bien como antenas individuales o apiladas con la correspondiente ventilación, así como un grupo de antenas en un chip. La caracterización por aire verificó que el diseño de varias antenas parche apiladas proporcionan un ancho de banda más amplio que las antenas parche individuales.

El rendimiento de los distintos dispositivos bajo prueba fue definido por medio de mediciones realizadas en un sistema de coordenadas esféricas, utilizando dos configuraciones diferentes. Al aumentar el grado de elevación de 1 a 5 grados, los tiempos de prueba totales pueden ser reducidos de 70 a 12 minutos. Al comparar los diferentes diseños de DUT usando los datos de medición obtenidos, los investigadores del IHP pudieron analizar el efecto del área de reflexión finita sobre el campo visual (field of view o FoV) de un sensor radar.

El Prof. Gerhard Kahmen, Managing Director de IHP, afirma: «Los sistemas que usan el rango sub-THz están recibiendo cada vez más atención en la investigación y en muchos campos de aplicación. El sistema de pruebas OTA de Rohde & Schwarz, ampliado a la banda D, proporciona una manera excelente de caracterizar los patrones de radiación de las estructuras de antena complejas, como las implementadas en nuestros chips de radar para la banda D, de una manera precisa y eficiente. Para el IHP, estas mediciones son valiosas para comprender la física de las estructuras de la antena y mejorar aún más su rendimiento. La exitosa cooperación con un socio industrial líder en el campo de la comunicación inalámbrica y de las ondas milimétricas muestra los beneficios de una estrecha interacción entre la investigación y la aplicación».

Alexander Pabst, Vice President of Systems & Projects en Rohde & Schwarz declara: «Estamos entusiasmados de trabajar con un socio tan excelente como Innovations for High Performance Microelectronics en el avance de nuestras soluciones líderes en la industria para pruebas por aire. Estos esfuerzos conjuntos ayudarán a los investigadores y actores clave de la industria a probar y caracterizar sistemas de antenas y módulos transceptores para futuras aplicaciones de radares de automóviles y estándares de comunicación inalámbrica, que con el tiempo llamaremos 6G».

Para obtener más información sobre las mediciones OTA en la banda D, vea el video en: https://www.rohde-schwarz.com/_251220-987264.html

Para obtener más información sobre las iniciativas de Rohde & Schwarz más allá del 5G, visite https://www.rohde-schwarz.com/wireless/B5G

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