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Convertitore di onde piane R&S PWC200Il convertitore di onde piane R&S PWC200 è composto da una schiera bidimensionale di 156 antenne di tipo Vivaldi a banda larga posizionate nella zona di campo vicino di un dispositivo in prova, tipicamente all'interno di una camera schermata.

Si tratta di un sistema di antenne che converte il segnale di ingresso in onde piane, a differenza di una configurazione con una singola antenna, che creerebbe delle onde sferiche.

L'emissione di onde piane è una caratteristica molto importante per poter effettuare misure in modalità over-the-air (OTA), cioè direttamente via radio senza connessioni cablate, sui ricetrasmettitori MIMO 5G, simulando le condizioni di propagazione di campo lontano, ma in una camera schermata di dimensioni sufficientemente compatte.

Per effettuare misure accurate in modalità OTA accurate, le onde di segnale inviate dall'antenna devono essere piane quando raggiungono il dispositivo in prova (DUT). L'area che circonda il DUT, dove le onde sono piane, è chiamata zona di quiete (QZ, Quiet Zone).

Ad esempio, la schiera di antenne del convertitore di onde piane R&S PWC200 può formare onde planari all'interno di una specifica zona di quiete dove alloggia un dispositivo in prova per reti 5G, che pur ricadendo fisicamente in una zona di campo vicino, viene percepita come zona di campo lontano.

Così facendo, è ad esempio possibile caratterizzare in modo accurato una stazione base MIMO 5G misurando potenza irradiata in tempo reale, EVM, ACLR, SEM e così via.

Creazione di onde piane anziché sferiche

La condizione di propagazione con onde piane può essere ottenuta naturalmente quando vi è una grande distanza tra l'antenna e il DUT, ma ciò imporrebbe l'utilizzo di camere di schermate molto grandi e costose.

Per ricreare artificialmente le onde piane ad una distanza molto inferiore a quanto avverrebbe naturalmente, sono state progettate diverse tipologie di soluzioni che facilitano l'esecuzione di test in modalità OTA.

Alcune di esse sono basate sulla tecnologia CATR (Compact Antenna Test Range), nella quale un riflettore placcato in oro con una particolare geometria viene utilizzato all'interno della camera schermata per creare le onde piane, permettendo al DUT di essere relativamente vicino all'antenna.

Tuttavia, quando si lavora con DUT di grandi dimensioni, ad esempio una stazione base, la dimensione dello specchio ad alta precisione sarebbe proibitiva e aumenterebbe notevolmente il prezzo del sistema. Con una soluzione basata sulla tecnologia dei convertitori di onde piane (PWC, Plane Wave Converter), Rohde & Schwarz ha ampliato notevolmente le opzioni disponibili, soprattutto per i DUT di grandi dimensioni.

Il convertitore R&S PWC200 ha bisogno di quattro volte meno spazio rispetto alle soluzioni basate su altre tecnologie per misure OTA, come le camere compatte CATR.

Camera schermata con convertitore di onde piane R&S PWC200

L'array di antenne a sfasamento composto da 156 singole antenne Vivaldi a banda larga funziona come un sintetizzatore di onde piane e uno scanner di campo vicino ed è progettato per effettuare i test delle stazioni base 5G massive MIMO in una camera anecoica controllata.

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