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HF-Konformitätstest für 3GPP FR2 mit kompakter Messhardware

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Leitungsgebundener Test an im Band FR1 oder über die Luftschnittstelle (Over the Air): Die Testhardware wird nach den HF-Konformitätstest für 3GPP FR2 untersucht. Entscheidend dabei ist die Messhardware.

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In der Messkammer von Rohde & Schwarz lassen sich 5G-Smartphones untersuchen. Der HF-Konformitätstest erfolgt nach 3GPP FR2
In der Messkammer von Rohde & Schwarz lassen sich 5G-Smartphones untersuchen. Der HF-Konformitätstest erfolgt nach 3GPP FR2
(Bild: Rohde & Schwarz)

Bei den Frequenzen von 5G gibt es zwei Bänder: Frequency Range 1 (FR1) ab 450 MHz bis rund 6 GHz und zusätzlich Frequenzen im Millimeterwellen-Band von 24 GHz bis aktuell 52,6 GHz. Das ist Frequency Range 2 (FR2). Vor allem die Millimeterwellen und der zunehmende Einsatz von aktiven Antennen ohne physische Anschlüsse, setzen Testhardware für die Luftschnittstelle (Over the Air) voraus. Gefragt ist hier ein HF-Konformitätstest für 3GPP FR2. Entwickler von Rohde & Schwarz haben mit der R&S ATS1800C eine Messkammer entwickelt, um ein 5G-Smartphone zu untersuchen.

Es soll nicht nur 5G-Hardware getestet werden. Der R&S TS8980FTA unterstützt als HF-Konformitätstestsystem sämtliche Mobilfunkstandards von 2G bis 5G auf einer Plattform. Wer die Vorgängerversion verwendet, benötigen als Erweiterung den R&S CMX500. Jetzt lassen sich dich Frequenzbänder von FR1 untersuchen. Während bei FR1 alle Tests leitungsgebunden erfolgen, muss in FR2 über die erwähnte Luftschnittstelle geprüft werden. Dazu wird der TS8980FTA um ein CATR-System erweitert.

Kompakter Messaufbau

CATR steht für Compact Antenna Test Range, also einem kompakten Messverfahren für Antennen. Hier kommt typischerweise ein Reflektor zum Einsatz, um den Platzbedarf für eine Messung der Luftschnittstelle zu senken. CATR-Anordnungen sind für Konformitätstests von 5G-Endgeräten in FR2 am praktikabelsten, da die für die Messung erforderlichen ebenen Wellensignale hier in Abständen von Dezimetern vom Reflektor zur Verfügung stehen, im Gegensatz zu Metern bei Messungen direkt im Fernfeld. Ein CATR-Aufbau ist reziprok und eignet sich sowohl für die Messung der Sender- als auch der Empfängereigenschaften eines Geräts.

Der Testaufbau enthält die auf dem CATR-Verfahren basierende R&S ATS1800C Messkammer für FR2-Tests. Von der Grundfläche benötigt die Messkammer 1,3 m² und bietet die notwendige Signalintegrität und Abschirmung. Dank eines goldbeschichteten Reflektors bietet die Messkammer eine Quiet-Zone von 30 cm und erfüllt damit die 3GPP-Anforderungen an Konformitätstests für 5G-NR. Vervollständigt wird der Testaufbau durch eine Konfiguration für Messungen unter extremen Temperaturbedingungen. Mit einem Frequenzbereich von 18 GHz bis 90 GHz lässt sich die Testhardware potenziell weit über die aktuellen FR2-Bänder hinaus einsetzen.

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