Misurare con precisione il tempo di volo nei dispositivi UWB

Il tester di comunicazioni radio R&S®CMP200, insieme al kit per la misura del tempo di volo R&S®CM-Z300A, fornisce una soluzione accurata per le effettuare le misure del tempo di volo durante le attività di validazione, calibrazione e certificazione.

Soluzione di test Rohde & Schwarz per il collaudo accurato dei dispositivi UWB.
Soluzione di test Rohde & Schwarz per il collaudo accurato dei dispositivi UWB.
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Il vostro compito: misurare con precisione il tempo di volo

La misura della distanza è una caratteristica fondamentale per diverse applicazioni basata sulla tecnologia a banda ultralarga (UWB). Pertanto, per la validazione dei dispositivi e dei chipset UWB, per la calibrazione delle antenne e per la certificazione del livello fisico, come definito dal consorzio FiRa, sono necessarie misure accurate del tempo di volo (ToF)

Soluzione Rohde & Schwarz per la misura del tempo di volo UWB

Rohde & Schwarz offre una soluzione di test per effettuare misure accurate del tempo di volo molto facile da configurare. Il kit di misura ToF UWB R&S®CM-Z300A, insieme al tester per comunicazioni radio R&S®CMP200, consente di eseguire misure tipiche del tempo di volo senza la necessità di calibrazioni aggiuntive e misure del ritardo introdotto dal percorso misura.

Il kit per la misura del tempo di volo è composto da uno splitter/combinatore di potenza RF, una selezione di attenuatori, una coppia di cavi per il collegamento allo strumento R&S®CMP200 e un cavo corto (15 cm) da collegare alla porta dell'antenna del dispositivo in prova (DUT), come illustrato nella figura seguente.

A seconda delle esigenze specifiche, è possibile aggiungere o modificare i componenti del sistema misura, ad esempio i cavi. In questo caso, si raccomanda vivamente di validare le caratteristiche di ritardo introdotta dal sistema di misura utilizzando un analizzatore di rete vettoriale (VNA) e di modificare di conseguenza il parametro di configurazione nella suite di test UWB.

Impostazione del test per le misure ToF come richiesto, ad esempio, per la certificazione del livello fisico FiRa
Impostazione del test per le misure ToF come richiesto, ad esempio, per la certificazione del livello fisico FiRa
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Componenti del kit di misura del tempo di volo UWB R&S®CM-Z300A
Componenti del kit di misura del tempo di volo UWB R&S®CM-Z300A
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Configurazione del sistema di test in pochi passaggi

La porta di configurazione 1 dello splitter/combinatore è collegata alla porta TX 1 (IFout) dell'R&S®CMP200 mediante un lungo cavo RF. La porta 2 dello splitter/combinatore è collegata alla porta RX 1 (IFin) dello strumento R&S®CMP200 utilizzando l'altro cavo lungo. Infine, la porta di somma S dello splitter/combinatore viene collegata alla porta d'antenna del dispositivo in prova mediante il cavo RF corto.

L'accoppiamento RF da RX a TX funge da riferimento temporale per le misure ToF. La lunghezza dei cavi tra lo splitter e lo strumento R&S®CMP200 non è quindi determinante.

Come illustrato nell'esempio seguente, il tempo di volo previsto per una configurazione che include un attenuatore di 10 dB, ad esempio, sarebbe esattamente di 1 ns, che corrisponde a una distanza misurata nell'aria di 30 cm.

Ritardo di gruppo dello splitter/combinatore
Ritardo di gruppo dello splitter/combinatore
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Se la configurazione di misura richiede cavi più lunghi, o se le misure devono essere eseguite tramite commutatori RF a diverse porte d’antenna, o in caso di impostazioni di test over-the-air, il ritardo del percorso RF deve essere determinato con un analizzatore di rete multiporta.

In questo caso, eseguire queste operazioni:

1. Assemblare il kit R&S®CM-Z300A con tutti gli altri cavi RF e i dispositivi di rete (splitter, combinatori, circolatori) che verranno utilizzati con il DUT per interfacciarsi con lo strumento R&S®CMP200.

2. Collegare le due estremità di questa rete RF, quella terminata dal DUT e quella terminata sullo strumento R&S®CMP200 alla porta somma S dello splitter/combinatore, alle due porte di un analizzatore di rete RF multiporta, come l'analizzatore di reti vettoriale R&S®ZNB.

3. Misurare il ritardo del percorso RF della rete RF, ad esempio sul canale UWB di interesse, ad esempio sul canale 5: 6489,6 MHz.

4. Aggiornare la proprietà path delay del file test_config.ini con il valore misurato al punto 3 più gli 0,1 ns del kit (Tgs), in microsecondi.

Misura del ritardo del percorso RF in una configurazione personalizzata
Misura del ritardo del percorso RF in una configurazione personalizzata
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Misura ToF semplificata

Lo strumento R&S®CMP200, abbinato al kit ToF R&S®CM-Z300A, consente di effettuare misure accurate del tempo di volo con un sistema di test facile da gestire.

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