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2021/1/30 11:19

罗德与施瓦茨联合IHP率先验证了D波段6G和汽车雷达无线测试装置

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 学术界和主要行业参与者已经将110 GHz至170 GHz (D波段)确定为超5G(beyond 5G)和6G移动通信以及未来汽车雷达应用的候选频段。罗德与施瓦茨一直在亚太赫兹(sub-THz)频段进行开拓性的研究工作,并树立了新的里程碑。罗德与施瓦茨与IHP合作完成了业界首个D波段收发模块的完整天线性能(2D/3D)分析。

与支持毫米波频段的5G网络设备类似,面向未来移动通信标准或汽车雷达应用的天线系统和射频收发模块将具有相同的功能,这使其测试变得极具挑战。它们具有极宽的频率范围和更多的天线单元同时此频段缺乏常规的外部射频连接器。这些因素促使其必须在屏蔽环境中进行无线测试。无线通信测试专家罗德与施瓦茨和IHP GmbH(德国高性能微电子研究所)已成功地将此测试方法应用在亚太赫兹频率范围,他们展示了业界首个D波段雷达模块的完整2D/3D无线性能测量。

这套测试装置包括R&S ATS1000天线测试系统、R&S ZNA43矢量网络分析仪和R&S AMS32天线测量软件。R&S ATS1000天线测试系统作为OTA和天线测量的紧凑型可移动屏蔽暗室解决方案,是5G毫米波应用的理想选择。为了覆盖D波段,在测试装置中使用了罗德与施瓦茨子公司Radiometer Physics GmbH的频率扩展模块,对探头(天线)的发射端和接收端直接进行频率变换,这样R&S ATS1000天线测试系统无需机械结构的修改或额外的射频布线。该测试装置可以测量被测设备(DUT)在D波段的幅度和相位辐射特性。借助R&S AMS32软件(用于近场到远场转换)和高精度转台,可以在短时间内完成包括后处理在内的全自动三维天线方向图测试。

IHP提供了四种不同的被测设备(DUT),它们都基于相同的D波段雷达收发芯片组,但具有不同的天线结构类型,包括片上单层贴片、带槽层叠贴片天线以及片上天线阵列。在进行无线测试验证时,层叠贴片天线提供的带宽要大于单层贴片天线。

使用两种不同的测试配置对DUT的性能进行球面测量,可获得不同的测量速度。将θ角步长从1度增加到5度,DUT的总测试时间可从70分钟减少到12分钟。通过比较基于测量数据的不同DUT的设计,IHP的研究人员能够分析有限车载反射器区域对雷达传感器视场角(FoV)的影响。

IHP的总经理Gerhard Kahmen教授说道: “在研究和许多应用领域里,亚太赫兹频率系统受到了越来越多的关注。罗德与施瓦茨的OTA测试系统扩展到了D波段,它提供了一种高效精确的方法,用来测量内置在D波段雷达芯片中的复杂结构天线辐射方向图。对于IHP,这将有助于我们理解天线结构的物理本质,并进一步改善其性能。我们与无线和毫米波通信领域的领先企业进行这样成功的合作,进一步显示了研究与应用之间紧密交流的益处。”

罗德与施瓦茨公司系统与项目副总裁Alexander Pabst说道:“我们很高兴能与IHP这样优秀的机构进行合作,将我们行业领先的测试解决方案应用于无线测试。这些共同的努力的成果将帮助研究人员和主要行业参与者测试和表征天线系统和收发模块,以适应未来的汽车雷达应用和无线通信标准,也就是最终我们所说的6G。”

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