Movandi kollaboriert mit Keysight für neuartige 5G-Testumgebungen

| Redakteur: Michael Eckstein

Auch zum Testen geeignet: Das BeamX-Front-End von Movandi soll den Aufbau von 5G-Mobilfunknetzen beschleunigen
Auch zum Testen geeignet: Das BeamX-Front-End von Movandi soll den Aufbau von 5G-Mobilfunknetzen beschleunigen (Bild: Movandi)

HF-Messkammern mit Beamforming-Transmittern und -Receivern von Movandi sollen zukünftig Millimeterwellenlängen-Test von über 28 GHz vereinfachen.

Movandi hatte im letzten Jahr hochintegrierte All-in-One-Frontend-Module für den 5G-Mobilfunk auf den Markt gebracht. Um seine skalierbare, BeamX genannte und im Millimeterwellenlängenbereich (mmWave) arbeitende Beamforming-Technologie weiter zu entwickeln, setzt Movandi ab sofort Keysights Testgeräte in Kombination mit Messkammern und Antennen anderer Anbieter ein. „Durch die enge Zusammenarbeit mit Keysight können wir Probleme in jedem Schritt des Entwicklungs- und Implementierungsprozesses adressieren und lösen", ist Reza Rofougaran, Gründer, CTO und Co-CEO von Movandi überzeugt.

„Bislang verfügbare Hochfrequenz-Designs funktionieren nicht im Millimeterwellenlängenbereich“, erklärt Maryam Rofougaran, Gründerin, COO und Co-CEO. Bei 5G besteht das Problem, dass mmWave-Frequenzen leicht blockiert werden, die Durchdringung beispielsweise von Festkörpern ist gering. „Wir müssen diese Probleme beheben.“ Für dieses Ziel hat Movandi ein Hochfrequenz-IC (RFIC) sowie ein Beamforming-Array entwickelt. Mit seinen 64 Antennenelementen kann es die Strahlungskeulen gezielt formen und auf einen Empfänger ausrichten. Das RFIC arbeitet mit 64QAM-Modulation.

Eng verzahnte 5G-Baugruppen

Beamforming stellt allerdings besonders hohe Anforderung an das verwendete Testequipment, mit dem beispielsweise die Performance der Antennen bestimmt werden soll. Da Movandis Technik Antennen und integrierte HF-Schaltung eng verzahnt, lassen sich die Komponenten praktisch nicht separat voneinander testen. Die Entwickler des Unternehmens sind daher auf Over-the-Air-(OTA)-Tests angewiesen, die quasi im Betrieb das Überprüfen der implementierten Funktionen ermöglichen.

Mit dem neuen Testaufbau auf Basis von Keysight-Geräten konnte Movandi erfolgreich unterschiedlich ausgelenkte Strahlungskeulen (Beams) ausmessen. Mithilfe von Netzwerkanalysatoren, Spektrum- und Signalanalysatoren, Vector-Signalanalyse-(VSA)-Software, Arbitrary-Signalformgeneratoren und Oszilloskopen analysierte Movandi Größe und Phasenverschiebung der Signale zwischen den einzelnen Antennenkanälen.

„Für das Charakterisieren der Grundfunktionalität testen wir alles: von grundlegenden physikalischen Parametern bis hin zu den Beamforming-Funktionen“, sagt Rofougaran. Dazu würden S-Parameter ebenso zählen wie die Verstärkung kleiner Signale (Low-Signal-Gain), Phasenabweichungen (Phase Shift), Gain-Kompression, Linearität bei Zweiton-Tests, Rauschverhalten und die Fehler-Vektorgröße.“ Um einen Empfänger testen zu können, muss das Testsystem ganz konkrete Sendesignale generieren und zum Analysieren die empfangenen Signale demodulieren können.

Messkammern für mmWave-Test sind sehr klein

OTA-Testverfahren benötigen eine Messkammer mit integrierten Antennen und Geräte, die bekannte analoge mmWave-Signale für einen Transmitter generieren. Die übertragenen Signale werden von einer Hornantenne aufgenommen und schließlich analysiert. Da die Wellenlänge bei mmWave-Frequenzen sehr gering ist, müssen auch die Messkammern sehr klein sein. Das Ankoppeln des Mess- und Testequipments ist daher nicht trivial.

„In Zukunft wollen wir die Hornantennen gegen Antennen mit Beamforming-Funktionalität ersetzen“, sagt Rofougaran. Dabei sollen die eigenen Beamforming-Transmitter und -Receiver „als kalibriertes Grundelement“ zum Einsatz kommen. Nach eigenen Aussagen hat Movandi frühzeitig eine Zusammenarbeit mit Keysight angestrebt. „Mit den Geräten von Keysight können wir unsere Designs bei mmWave-Frequenzen von 28 GHz und mehr testen“, gibt Rofougaran an.

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