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2 l 2020 26 l datacenter & Netzwerke l 5G-Messungen System für Messungen mit sphärischer Abtastung des Prüflings Das DUT wird auf einem Azimut-Drehtisch montiert und eine doppelt polarisierte Vivaldi-Antenne an der Spitze eines schwenkbaren Auslegers ermöglicht die Elevationseinstellung Das Messobjekt wird mit einem Anschluss eines Vektornetzwerkanalysators VNA verbunden während die Antennenports für die beiden Polarisationsebenen zwei andere VNA-Anschlüsse belegen wodurch die Messung komplexer S-Parameter wie Transmissionsund Reflexionskoeffizient möglich wird direkte FF-Messungen unter White-Box-Bedingungen ungeeignet sein Dann sind alternative Ansätze gefragt Transformation per Hardware Eine erste Möglichkeit ist eine Nahfeld-FernfeldTransformation per hardwarebasiertem Ansatz Sie zielt darauf ab Fernfeldbedingungen in einer QZ physikalisch herzustellen Ein solches indirektes Fernfeld lässt sich beispielsweise über eine Compact Antenna Test Range CATR generieren In einer CATR wandelt ein Parabolspiegel die von der Antenne ausgehende kugelförmige Welle in eine planare Welle um Die Strahlungscharakteristik der Speiseantenne wirkt sich unmittelbar auf die Größe der QZ aus da der Spiegel sie gewissermaßen in den Bereich der QZ projiziert Da die QZ-Größe außerdem stärker von den Reflektoreigenschaften als vom Abstand des Device Under Test DUT zum Spiegel abhängt kann man eine große QZ auch in kleinen Gehäusen erzeugen CATRs haben beim Testen von Basisstationen und Endgeräten also zahlreiche Vorteile Sie reduzieren die nötige Größe des Testaufbaus und ermöglichen eine unmittelbare Bestimmung der Messergebnisse ohne weitere Berechnungsschritte Außerdem treten Pfadverluste nur begrenzt auf nämlich zwischen der Speiseantenne und dem Reflektor Gleichzeitig lassen sich HF-Transceiver-Kennzahlen sowohl im Sendeals auch Empfänger-Modus genauso messen wie bei einem FF-System und über Software Ein anderer effektiver Ansatz zur Reduzierung der Fernfelddistanz und damit der notwendigen Schirmkammergröße ist der Einsatz softwarebasierter Transformationsverfahren Es gibt verschiedene mathematische Implementierungen das Grundprinzip ist aber immer dasselbe Das DUT wird von einer Kugeloberfläche eingehüllt über die wenigstens zwei Polarisationskomponenten des elektromagnetischen Felds gemessen werden Sämtliche Felder werden in einem nächsten Schritt durch mathematische Funktionen in größere Entfernungen abgebildet Entsprechend dem Huygens-Prinzip benötigt man nur zwei komplexe Amplituden um sämtliche sechs Feldkomponenten zu rekonstruieren die sich außerhalb der gemessenen Oberfläche befinden Nahfeldmessverfahren beruhen häufig auf Annahmen die für den oben beschriebenen Fall passiver oder HFgespeister Antennen gelten Dabei wird davon ausgegangen dass das HF-Signal ein Dauerstrichsignal ist und am Antennenschluss ein Signal eingespeist werden kann das als Phasenreferenz fungiert Zudem handelt es sich um ein reziprokes Verfahren was bedeutet dass die Strahlungscharakteristiken für den Sende-TX und den Empfangsfall RX bei gleicher Frequenz deckungsgleich sind Etwas schwieriger gestaltet sich der Empfangsfall Hier wird normalerweise die gesamte Empfangskette vermessen da man die Empfindlichkeit über das Erreichen eines minimal notwendigen Datendurchsatzes verifiziert Reziprozität kann dabei nicht angenommen werden da die Komponenten im HF-Empfangspfad im Allgemeinen nicht mit den Komponenten im HF-Sendepfad übereinstimmen Darüber hinaus lässt sich bei einem empfangenden Prüfling ohne Antennenzugang nicht ohne Weiteres auf die Leistung am Eingang des HF-Frontends schließen Auch ist in diesem Fall keine Phasenreferenz gegeben sodass die softwarebasierte NFFF-Transformation nicht anwendbar ist Daher kann im Nahfeld zwar die gestrahlte Leistung EIRP durch softwarebasierte NFFF präzise bestimmt werden nicht aber die Empfangsgröße EIS Benoît Derat Senior Director of Development EMC OTA Antenna and A&D Test Systems bei Rohde & Schwarz