Современная электроника №1/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 17 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 1 2020 Рис. 1. Снижение вносимых потерь в процессе измерений по радиоэфиру выносной приёмо-передающей головкой миллиметрового диапазона сбалансировать стоимость и произво- дительность. Это решение использует повышающее и понижающее преобра- зование частоты в измерительной пло- скости, что снижает вносимые потери, обеспечивая нужные характеристики в существенно более широком диапазо- не мощности. Такой подход позволяет создать значительно более экономич- ные и гибкие решения для производ- ственного тестирования 5G на высо- ких частотах (см. рис. 1). П РИМЕНЕНИЕ МАСШТАБИРУЕМЫХ ПРИБОРОВ ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ ЧИСЛА ЧАСТОТНЫХ ДИАПАЗОНОВ И РАСШИРЕНИЯ ПОЛОСЫ ПРОПУСКАНИЯ Частотные диапазоны 5G NR разби- ты на несколько поддиапазонов, про- нумерованных от 1 до 255 для FR1 и от 257 до 511 – для FR2. Максимальная полоса канала расширена до 100 МГц для частот до 6 ГГц и до 400 МГц – для частот миллиметрового диапазона. Такая ширина канала в 5-20 раз пре- вышает ширину канала стандарта LTE, поскольку LTE, LTE-A и LTE-A Pro имеют максимальную полосу канала 20 МГц. Максимальная ширина агрегатирован- ного канала в 5G NR тоже существен- но расширена (почти в 2 раза по срав- нению с LTE) и достигает 400 МГц для FR1 и 1,6 ГГц – для FR2 по сравнению со 100 МГц в LTE-A и 640 МГц в LTE-A Pro. Для минимизации стоимости тести- рования сетевого оборудования 5G производители должны оснастить рабочие места приборами, способны- ми гибко работать с большим числом частот (включая миллиметровый диа- пазон) и более широкими каналами 5G NR. Масштабируемость приборов помогает ограничить занимаемое ими пространство и, следовательно, сокра- тить площади производственных поме- щений и арендную плату за них. Увеличение ширины канала предъяв- ляет также особые требования к моду- лю вектора ошибки (EVM), равномер- ности АЧХ и динамическому диапазону, которые значительно труднее удовлет- ворить. Производителям сетевого обо- рудования нужны приборы, обладаю- щие превосходными радиочастотными параметрами и амплитудно-частотны- ми и фазо-частотными характеристи- ками на низких частотах, что необхо- димо для снижения отношения сигнала к шуму (С/Ш) в результате коррекции. Кроме того, не следует забывать и о других факторах, влияющих на точ- ность измерений, таких как электрон- ные компоненты, коммутаторы и кабе- ли в измерительной системе, и не забы- вать измерять АЧХ тестовых оснасток, кабелей, разъёмов и смесителей. Всех этих проблем можно избежать, приме- нив выносную излучающую головку. М ОДУЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ УСКОРЯЮТ ТЕСТИРОВАНИЕ МНОГОАНТЕННЫХ СИСТЕМ Для повышения спектральной эффек- тивности и расширения зоны покрытия стандарт 5G использует MIMO и кон- цепцию формирования диаграммы направленности. В ходе проверки кон- струкции многоантенные радиочастот- ные системы усложняют схему тести- рования и требуют больше времени для достижения необходимой синхрони- зации. На этапе производства главной целью является гарантия нормальной работы каждого канала. Поэтому все каналы тестируются индивидуально. Производителям сетевого оборудова- ния нужны контрольно-измерительные решения, обеспечивающие быстрое тестирование и способные масштаби- роваться по мере перехода от устройств 4G с числом портов от 4 до 8 к устрой- ствам 5G с числом каналов 16, 32, 64 или 128. Им нужны решения, поддер- живающие многоканальное и много- объектное тестирование, а также обе- спечивающие высокую пропускную способность. Например, в векторном трансивере (VXT) компании Keysight векторный генератор сигналов (VSG) и векторный анализатор сигналов (VSA) интегрированы в одном двухслотовом модуле формата PXIe. 18-слотовое шас- си PXI высотой 4 единицы (4U) допу- скает установку до восьми модулей VXT. Кроме того, программные и аппарат- ные ускорители повышают скорость тестирования во всех диапазонах мощ- ности и частот для нескольких каналов и радиоформатов. Выбирая контрольно-измерительные решения для производства устройств 5G, следует обращать внимание на эффективность их работы в промыш- ленной среде, учитывая полосу гене- рации и анализа сигналов, выходную мощность, фазовый шум, точность по амплитуде, значения EVM и ACLR (коэф- фициент утечки мощности в соседний канал), наличие автоматических функ- ций, особенности калибровки и зани- маемое место (см. рис. 2). С ОКРАЩЕНИЕ РАЗРЫВА МЕЖДУ ВЕРИФИКАЦИЕЙ ПРОЕКТА И ПРОИЗВОДСТВОМ ДЛЯ УСКОРЕНИЯ ВЫХОДА НА РЫНОК В процессе производства оборудо- вания 5G инженеры сталкиваются с серьёзными техническими проблема- ми, ведущими в итоге к удорожанию и срыву сроков выхода продукции на рынок. Масштабируемость, компакт- ность и высокие радиочастотные харак- теристики применяемых контрольно- измерительных решений критически важны для охвата обоих диапазонов FR1 и FR2, перехода к MIMO более высо- кого порядка и сокращения процента пропущенного брака. Однако общая стратегия, способная сократить раз- а Настольный анализатор Питание головки, управление, гетеродин Вход ПЧ Меньше потерь Выносная головка трансивера миллиметрового диапазона Выход ПЧ Низкочастотная ПЧ Настольный трансивер (источник и анализатор сигналов) От 24 до 44 ГГц H H V V От 24 до 44 ГГц Приём (или передача) Приём (или передача) Обратный путь сигнала передатчика Дополнительные потери коммутации Потери от 2 до 3 дБ/м на частоте 28/39 ГГц Вход ПЧ или Вход сигнала миллиметрового диапазона Тестируемое устройство Тестируемое устройство Горизонтальная поляризация Горизонтальная поляризация Вертикальная поляризация Вертикальная поляризация От 2 до 4 м Типичное расстояние до безэховой камеры тестирования по радиоэфиру Путьсигнала,воздействующего наприёмник Как обойтись без этого? Настольный источник сигналов б