RF 테스트 방법론

 높은 주파수(f > 24GHz)에서 RF 테스트 방법론의 경우 다음과 같은 일반적인 측면이 적용됩니다.
  • OTA 측정은 고주파(f > 24GHz)에서의 UE RF에 대한 테스트 방법입니다.
  • 허용된 테스트 방법은 DFF(Direct Far Field), IFF(Indirect Far Field), NFTF(Near Field to Far Field 변환) 

 이며, 무 반사실의 원거리(far field)  환경과 동등한 기준을 충족합니다.

 이제 다양한 형태의 허용된 테스트 방법에 대해 다양한 측정 설정을 살펴보겠습니다.

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DFF (Direct Far Field) 측정 설정

 f > 24GHz에 대한 RF 특성의 DFF 측정 설정은 중심 및 중심을 벗어난 빔 측정이 가능합니다. 빔 측정의

 중심에 대해 DFF 설정을 단순화할 수 있습니다. 측정 안테나와 링크 안테나를 결합하여 단일 안테나를

 사용하여 빔을 조종하고 RF 측정을 수행할 수 있습니다.

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 기존 Far-field 무반사실의 최소 Far-field 거리 R은 다음 방정식을 기반으로 계산할 수 있습니다. 여기서

 D는 DUT(테스트 대상 장치)의 방사 부분을 둘러싸는 가장 작은 구의 직경입니다. 더 큰 안테나 크기와

 더높은 주파수의 경우 거리는 매우 클 수 있습니다. 이것은 엄청난 고 비용이 소요되는 아주 큰 챔버에

 대한 필요성으로 이어질 수 있습니다. 따라서 컴팩트한 안테나 테스트 영역인 근거리 필드(Near-field)  

 테스트를 위해 측정 거리를 줄이기 위한 방법이 필요할 수 있습니다.

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IFF 측정 설정
 f > 24GHz에 대한 RF 특성의 IFF 측정 설정은 중심 및 중심을 벗어난 빔 측정이 가능합니다. IFF 방법은

 포물선 반사경을 사용한 변환을 사용하여 원거리 환경을 만듭니다. 이는 CATR(Compact Antenna Test

 Range)이라고도 합니다. CATR은 정숙 영역(quiet zone) 내에서 구형파를 평면파(균일한 진폭 및 위상)로

 변환하는 콜리메이터 시스템(collimator system)입니다.

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 정숙 영역 크기는 주로 반사경, 급전 테이퍼 및 무반향실 설계에 따라 달라집니다. 정숙 영역의 품질은

 진폭 균일성(aplitude uniformity), 위상 평면도(phase planarity) 및 편광 순도(polarization purity)에

 의해 영향을 받을 수 있습니다. CATR 시스템은 표준 far-field 영역에서와 같이 평면파를 얻기 위해 측정

 거리를 필요로 하지 않습니다. Far-field 거리 R은 초점 거리, 피드와 리플렉터 사이의 거리로 표시되며

 아래와 같이 계산할 수 있습니다(시스템 구현에 따라 다를 수 있지만 일반적으로).
   • D = X [m]
   • 반사경의 크기=2 x D
   • R=초점 거리 = 3.5 x 반사경 크기 = 3.5 x (2xD)

     반사경에서 정숙 영역까지는 공간 손실이 없는 평면파가 있습니다.

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NFTF 측정 설정
 f > 24GHz에 대한 RF 특성의 NFTF 측정 설정은 중심 및 중심을 벗어난 빔 측정이 가능합니다. NFTF

 시스템은 DUT 주변의 표면(이 경우 구형)의 진폭과 위상을 측정합니다. 원형 프로브 어레이는 방위각

 회전만으로 전체 3D 패턴을 측정할 수 있습니다. 프로브 어레이 엘리먼트 사이의 전자 스위칭을 사용

 하여 고도 평면에서 DUT를 회전하지 않고도 고도 지점을 측정할 수 있습니다. 모달 구형파 확장을 사용

 하여 3D Far-field 패턴을 얻습니다.

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 NFTF는 Huygen의 원리를 기반으로 합니다. Helmholtz 방정식에 대한 직접 솔루션은 DUT에서 무한한

 거리에 있는 표면에 경계 조건(boundry condition)을 적용하여 찾을 수 있습니다. 표면 위의 접선

 (tangential) 필드에서 모달 계수는 모달 확장의 직교성을 사용하여 결정할 수 있습니다. NFTF 방법은 

 Near-field to Far-field 변환을 사용하여 Far-field에서 정의된 메트릭을 계산합니다. 방사된 Near-field 빔

 패턴이 측정되고 Near-field to Far-field로의 수학적 변환을 기반으로 하며, EIRP와 같은 최종 메트릭은

 기준 설정에 대한 메트릭과 동일합니다.

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 2019/2020년에 5G 무선 기술의 도입이 예상됨에 따라 무선 전화 장치 제조업체는 OTA 표준을 준수하는 

 호환 제품을 도입할 준비가 되어 있어야 합니다. 5G mmWave OTA에 대한 RF 테스트와 관련된 방법론을

 이해하면 이 새로운 기술의 도입과 관련된 기회를 활용하는 데 도움이 됩니다.

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原文網址:https://www.2cm.com.tw/2cm/zh-tw/tech/F714EA86DF80482E987494986B0D5709

Dr. Peter Liao 廖兆祥 博士
Wireless Laboratory Global OTA Technical Leader, Ph.D.

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