KR102501715B1 - 안테나 시스템들을 위한 개선된 측정 디바이스 - Google Patents

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Abstract

제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 측정 디바이스가 개시된다. 측정 디바이스는, 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 구성된 내향 라디오 주파수 반사 벽들(121)을 갖는 외부 챔버(120), 외부 챔버(120) 내부에 전개 가능한 내부 챔버(140) ― 내부 챔버(140)는 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 구성된 라디오 주파수 흡수 벽들(141)을 가짐 ― , 외부 챔버(120) 내부에 배열되고 제1 주파수 대역에서의 측정 동작(131)을 위해 구성된 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130), 및 내부 챔버(140) 내부에 배열되고 제2 주파수 대역에서의 측정 동작(151)을 위해 구성된 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)를 포함하고, 그리하여 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)에 의해 반사 라디오 주파수 환경에서 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하는 것 그리고 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)에 의해 본질적으로 무반향 라디오 주파수 환경에서 성능을 측정하는 것을 가능하게 한다.

Description

안테나 시스템들을 위한 개선된 측정 디바이스
본 개시내용은 일반적으로 안테나 시스템들 및 무선 디바이스들을 위한 테스트 장비에 관한 것이다. 또한, 안테나 시스템들의 성능을 측정하고 무선 디바이스들을 테스트하기 위한 시스템들 및 방법들이 개시된다.
ERC(electromagnetic reverberation chamber) 또는 MSC(mode-stirred chamber)라고도 알려진 RC(Reverberation Chamber)들은 안테나 시스템들 및 무선 디바이스들의 오버-디-에어(Over-the-Air) 성능을 측정하기 위한 효과적인 도구가 되었다. RC들은 주로, 라디오 주파수 반사 환경들에서 즉, DUT(device under test)가 다중경로 전파를 겪을 때 안테나 시스템 성능을 평가하는 데 사용된다.
RC에서, 신호는 테스트 안테나 어레인지먼트에 의해, 내향 라디오 주파수 반사 벽들을 포함하는 폐쇄된 챔버 또는 캐비티 내로 주입된다. 신호는 다수의 상이한 궤적들을 통한 다수의 반사들 이후에 DUT에 도달한다. 이는 수신기에서 라디오 주파수 신호 페이딩 상태를 생성한다. DUT가 배열된 턴테이블 및/또는 모드 교반 판들을 이동시킴으로써, 챔버의 기하학적 구조가 변경되며, 이는 차례로, 안테나 시스템이 경험하는 페이딩 상태를 변경한다. 따라서, RIMP(rich isotropic multipath) 환경은 상이한 입사 파 조성들을 가진 매우 다수의 페이딩 상태들이 테스트될 수 있는 경우 효율적으로 생성된다.
6GHz 미만과 같은 더 낮은 라디오 주파수들에서 송신된 라디오 신호의 전파는 일반적으로 다중-경로 전파가 지배적이 된다. 이러한 시나리오들에서, 송신기와 수신기 사이에 다수의 전파 경로들이 존재한다. 이러한 모든 전파 경로들은 수신 안테나에서 결합되어 페이딩을 발생시킨다. 따라서, RC에서 편리하게 생성되는 이러한 더 낮은 주파수 대역들의 RIMP 환경에서 DUT의 성능을 측정하는 것이 종종 바람직하다.
그러나 더 높은 라디오 주파수들에서, 환경에 의해 더 적은 회절, 더 적은 반사들, 더 적은 침투들이 존재하기 때문에, 산란 및 다중-경로 전파는 더 약하다. 이로 인해, 14GHz 초과와 같은 고주파수들에서 무선 채널은 더 적은 산란 컴포넌트들로 지배적이 되는 LOS(line-of-sight)가 더 많은 경향이 있다. 대부분의 알려진 RC들은 LOS 지배적 전파 환경(LOS dominated propagation environment)들에서 성능을 측정하는 데 적합하지 않다. 오히려, LOS 지배적 채널들에서의 안테나 시스템 성능은 일반적으로, RC와는 본질적으로 상이한 AC(anechoic chamber)들에서 측정된다.
다중경로 전파가 지배적이 되는 제1 주파수 대역에서 그리고 강력한 LOS 컴포넌트가 존재하는 제2 주파수 대역에서 안테나 시스템의 성능을 측정하기 위한 동시성 테스트 능력을 제공할 필요가 있다.
US 8,854,246 B1은 전자기 무반향 테스트 챔버를 전자기 반향 테스트 챔버로 변환하기 위한 방법을 개시한다. 이렇게 하면, 다중경로 전파 환경들뿐만 아니라 LOS 지배적 전파 환경들에서 성능이 테스트될 수 있다. 그러나 제안된 방법은 비용이 많이 들고 시간 소모적이며 복수의 관련 주파수 대역들의 동시성 테스트를 허용하지 않는다.
본 개시내용의 목적은 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 적어도 하나의 안테나 시스템의 성능을 측정하기 위한 개선된 측정 디바이스들, 시스템들 및 방법들을 제공하는 것이다.
이 목적은 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 적어도 하나의 안테나 시스템의 성능을 측정하기 위한 측정 디바이스에 의해 획득된다. 측정 디바이스는 안테나 시스템을 에워싸도록 구성된 내향 라디오 주파수 반사 벽들을 갖는 외부 챔버 및 외부 챔버 내부에 전개 가능한 내부 챔버를 포함한다. 내부 챔버는 안테나 시스템을 에워싸도록 구성된 라디오 주파수 흡수 벽들을 갖는다. 제1 테스트 안테나 어레인지먼트는 외부 챔버 내부에 배열되고 제1 주파수 대역에서의 측정 동작을 위해 구성된다. 제2 테스트 안테나 어레인지먼트는 내부 챔버 내부에 배열되고 제2 주파수 대역에서의 측정 동작을 위해 구성된다. 라디오 주파수 흡수 벽들은 라디오 주파수 신호 투명성의 레벨과 연관되고, 그리하여 제1 테스트 안테나 어레인지먼트에 의해 반사 라디오 주파수 환경에서 안테나 시스템의 성능을 측정하는 것 그리고 제2 테스트 안테나 어레인지먼트에 의해 본질적으로 무반향 라디오 주파수 환경에서 성능을 측정하는 것을 가능하게 한다.
이렇게 하면, 안테나 시스템의 성능은 반사 전파 환경 및 본질적으로 무반향 라디오 주파수 환경에서 동시에 측정 및 평가될 수 있으며, 이는 이점이다.
일부 무선 통신 시스템들은 반송파들이 완전히 상이한 대역들의 주파수들에 상주할 수 있는 반송파 어그리게이션 구성(carrier aggregation configuration)의 다수의 반송파들을 사용한다. 이에 대한 예로는 때로는 NR(New Radio)로서 지칭되는 5세대 셀룰러 라디오 시스템(5G)이다. NR은 6GHz 미만의 종래의 주파수들에서 동작하고, 동시에 28GHz와 같은 mm-wave 주파수들에서의 동작을 지원한다. 개시된 측정 디바이스는 반사 및 LOS 지배적 전파 환경들에서의 성능들이 동시에 측정할 수 있다는 점에서 NR에 대해 설계된 안테나 시스템들을 테스트하는 데 적합하다.
유리하게는, 개시된 측정 디바이스들은 LOS 지배적 환경들을 위한 장비가 반사 환경들을 위한 장비와 통합되기 때문에, 비용 효율적인 측정 동작들을 가능하게 한다.
유리하게는, 개시된 측정 디바이스들은 반사 환경들에서의 측정들이 LOS 지배적 환경들에서의 측정들과 병렬로 수행될 수 있기 때문에, 시간 효율적인 측정 동작들을 가능하게 한다.
양상들에 따르면, 라디오 주파수 흡수 벽들은 제1 주파수 대역에 비해 제2 주파수 대역에서 더 높은 라디오 주파수 신호 감쇠와 연관된다. 따라서, 라디오 주파수 흡수 벽들에 의한 제1 주파수 대역에서의 측정 동작에 대한 영향은, 제2 주파수 대역에서의 측정 동작의 무반향 특성들을 유지하면서, 감소된다. 결과적으로, 측정 동작들의 정확성 및 분해능이 개선된다.
양상들에 따르면, 라디오 주파수 흡수 벽들 중 적어도 하나는 내향 라디오 주파수 반사 벽들로부터 일정 거리에 배열되고, 그리하여 내향 라디오 주파수 반사 벽들과 내부 챔버 사이의 볼륨을 정의한다. 볼륨은 제1 주파수 대역의 라디오 주파수 신호들이 다수의 신호 전파 경로들을 따라 전파될 수 있게 하고 내향 라디오 주파수 반사 벽들로부터 반사될 수 있게 하고, 그리하여 외부 챔버 내부에 제1 주파수 대역의 RIMP 환경을 제공한다.
양상들에 따르면, 측정 디바이스는 내향 라디오 주파수 반사 벽들과 내부 챔버 사이의 불륨에 배열된 적어도 하나의 모드 교반 디바이스(mode stirring device)를 포함한다. 적어도 하나의 모드 교반 디바이스는 측정 디바이스의 페이딩 상태(fading state)를 결정하도록 배열된다. 이렇게 하면, RIMP 환경 상태는 외부 챔버에서 복수의 상이한 라디오 주파수 신호 페이딩 상태들을 제공하도록 효율적으로 변경될 수 있다.
양상들에 따르면, 제1 테스트 안테나 어레인지먼트 및 제2 테스트 안테나 어레인지먼트 중 임의의 것은 적어도 하나의 안테나 시스템과 관련하여 이동 가능하게 구성된다. 테스트 안테나 어레인지먼트가 안테나 시스템에 대해 이동할 수 있게 함으로써, 추가의 부가적인 페이딩 상태들 및 측정 기하학적 구조들이 생성될 수 있으며, 이는 이점이다.
양상들에 따르면, 측정 디바이스는 외부 챔버 내부에 배열되고 제1 테스트 안테나 어레인지먼트와 관련하여 적어도 하나의 안테나 시스템을 이동시키도록 구성된 제1 변위 메커니즘을 포함한다. 이렇게 하면, 훨씬 더 많은 페이딩 상태들 및 측정 기하학적 구조들이 생성될 수 있으며, 이는 이점이다. 제1 변위 메커니즘은 또한 전체 내부 챔버를 이동시키도록 구성될 수 있다. 이렇게 하면, 적어도 하나의 안테나 시스템은 제1 테스트 안테나 어레인지먼트에 대해 이동되지만, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트에 대해서는 이동되지 않는다. 이는, 제1 주파수 대역에서 RIMP 측정을 수행하는 동안 안테나 다이어그램이 제2 주파수 대역에서 평가되는 경우 이점이 될 수 있는데, 그 이유는 외부 및 내부 챔버의 상대적인 테스트 안테나 어레인지먼트 기하학적 구조들이 서로 독립적이기 때문이다.
양상들에 따르면, 측정 디바이스는 내부 챔버 내부에 배열되고 제2 테스트 안테나 어레인지먼트와 관련하여 적어도 하나의 안테나 시스템을 이동시키도록 구성된 제2 변위 메커니즘을 포함한다. 이 제2 변위 메커니즘은 예컨대, 강력한 LOS 라디오 주파수 신호 컴포넌트가 지배적이 되는 본질적으로 무반향 환경에서 적어도 하나의 안테나 시스템의 안테나 다이어그램을 측정하는 데 사용될 수 있으며, 이는 이점이다.
양상들에 따르면, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트는 안테나 시스템과 관련하여 제2 테스트 안테나 어레인지먼트를 포지셔닝하도록 구성된 프로브 안테나 포지셔닝 디바이스 상에 배열된다. 프로브 안테나 포지셔닝 디바이스는 선택적으로 내부 챔버 외부에 적어도 부분적으로 배열될 수 있다. 이는 프로브 안테나 포지셔닝 디바이스의 제거에 의해 내부 챔버의 무반향 특성들이 개선되기 때문에 이점이다. 또한, 보다 복잡한 프로브 안테나 포지셔닝 디바이스가 사용될 수 있는데, 그 이유는 그것이, 공간이 제한될 수 있는 내부 챔버 내부에 피팅될 필요가 없기 때문이다.
양상들에 따르면, 내부 챔버의 라디오 주파수 흡수 벽은 제1 및 제2 주파수 대역들에서 탄소 로딩 흡수체 재료(carbon loaded absorber material)의 감쇠의 요건들에 따른 그리고 감쇠에 의존하는 두께로 구성된 탄소 로딩 흡수체 재료를 포함한다. 탄소 로딩 흡수체 재료의 라디오 주파수 신호 감쇠는 사용될 재료의 상이한 두께를 선택함으로써 제어될 수 있다. 더 두꺼운 두께는 더 강한 감쇠를 의미하고 더 얇은 두께는 더 약한 감쇠를 의미한다. 감쇠는 또한 라디오 신호 주파수에 따라 변동되고; 고주파 신호들은 더 낮은 주파수 신호들보다 더 강하게 감쇠된다. 따라서, 제1 및 제2 주파수 대역들에서 탄소 로딩 흡수체 재료의 감쇠에 의존하여 라디오 주파수 흡수 벽들에서 사용되는 탄소 로딩 재료의 두께를 선택함으로써, 제1 주파수 대역에서 원하는 신호 투명성이 획득됨과 동시에 제2 주파수 대역에서 충분한 신호 감쇠가 획득될 수 있다.
양상들에 따르면, 내부 챔버의 라디오 주파수 흡수 벽들은 제1 주파수 대역에 비해 제2 주파수 대역에서 더 높은 라디오 주파수 신호 감쇠를 위해 구성된 메타-재료(meta-material) 또는 주파수 선택 재료를 포함한다. 이는 흡수 벽들에 의한 제1 주파수 대역과 제2 주파수 대역 간의 감쇠의 차이가 증가될 수 있기 때문에 이점이다. 이상적으로, 일부 측정 동작들에 대해, 제2 주파수 대역의 감쇠는 무한히 크지만, 제1 주파수 대역의 감쇠는 존재하지 않는다.
양상들에 따르면, 내부 챔버는 외부 챔버로부터 제거 가능하게 되도록 배열된다. 이렇게 하면, 측정 디바이스는 외부 챔버로부터 내부 챔버를 물리적으로 제거함으로써 기존 RC로 쉽게 변환될 수 있다. 또한, 제2 주파수 대역에서 다양한 상이한 유형들의 측정 동작들을 위해, 다양한 상이한 유형들의 내부 챔버들이 공통 외부 챔버와 함께 사용될 수 있다. 이 경우에, 수행할 측정 동작의 유형에 기초하여 특정 내부 챔버가 선택되고 외부 챔버 내로 삽입될 수 있다.
양상들에 따르면, 내부 챔버는 라디오 주파수 흡수 벽들을 해제 가능하게 홀딩하도록 배열된 프레임 구조를 포함한다. 내부 챔버가 외부 챔버로부터 제거 가능하게 배열된 양상들과 유사하게, 측정 디바이스는 이제, 프레임 구조로부터 흡수 벽들을 제거함으로써 기존 RC로 변환될 수 있으며, 이는 이점이다. 또한, 프레임 구조에서 상이한 유형들의 흡수 벽들을 사용함으로써, 상이한 측정 동작들이 구성될 수 있으며, 이는 이점이다. 예를 들면, 상이한 감쇠 특성들을 가진 다양한 벽들이 상이한 유형들의 측정 동작들에 대해 그리고 상이한 라디오 주파수 대역들에 대해 사용될 수 있다.
양상들에 따르면, 내부 챔버는 복수의 방향들로 균일한 레벨의 라디오 주파수 흡수를 제공하도록 구성된 대칭 형상을 갖는다. 이는, 측정 정확성 및 측정 반복성이 개선될 수 있기 때문에 이점이다.
양상들에 따르면, 내부 챔버의 라디오 주파수 흡수 벽들은 내부 챔버의 형상에 의존하여 결정되는 가변 두께로 구성된다. 내부 챔버 형상에 의존하여 가변 두께를 선택함으로써, 내부 챔버 형상의 불규칙성들에도 불구하고, 복수의 방향들에서 보다 균일한 레벨의 라디오 주파수 흡수를 생성하는 것이 가능하며, 이는 이점이다.
양상들에 따르면, 내부 챔버는 내부 챔버의 외부면 상에 배열되고 외부 챔버의 내향 라디오 주파수 반사 벽을 향하는 하나 이상의 라디오 주파수 반사 패치들을 포함한다. 유리하게는, 패치들은 외부 챔버의 부하를 감소시켜, 제1 주파수 대역에서 측정 동작의 정확성을 증가시킨다.
양상들에 따르면, 측정 디바이스는 내부 챔버 내부의 온도 레벨을 생성하고 제어하도록 배열된 열 제어 유닛을 포함한다. 따라서, 내부 챔버는 온도 챔버의 부가적인 목적을 서빙하며, 이는 이점이다. 선택적으로, 온도가 격리되도록, 안테나 시스템을 에워싸도록 구성된 벽들이 배열된다. 온도 격리 벽들은 온도 챔버의 성능 및 에너지 효율을 개선하며, 이는 이점이다. 측정 디바이스에 온도 기능성을 포함시킴으로써, 온도 변화들을 포함하는 제3 측정 동작이 제1 및 제2 측정 동작들과 병렬로 수행될 수 있다.
양상들에 따르면, 제어 유닛은 제1 주파수 대역에서의 측정 동작과 연관된 시간적 지연 확산을 제어하도록 구성된 라디오 주파수 채널 전파 에뮬레이터를 포함한다. 내부 챔버의 전력 지연 확산은 RC에서 일반적인 것보다 작다. 이를 보상하기 위해, 시간적 지연 확산을 증가시키도록 채널 에뮬레이터가 활용될 수 있다. 공간적 지연 확산은 여전히 RC 환경에 의해 제공된다. 따라서, 측정 정확성이 개선되며, 이는 이점이다.
양상들에 따르면, 제어 유닛은 제1 테스트 안테나 어레인지먼트와 제2 테스트 안테나 어레인지먼트 사이에서 라디오 주파수 테스트 신호를 분할하도록 배열되고, 그리하여 LOS(line-of-sight) 동작 및 RIMP(rich isotropic multipath) 동작 둘 모두를 포함하는 측정 동작을 가능하게 한다. 결과적으로, 측정 디바이스들은 복잡한 전파 환경들의 에뮬레이션을 포함하는 고급 측정 동작들을 지원할 수 있으며, 이는 이점이다.
또한, 측정 디바이스에 의해 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 적어도 하나의 안테나 시스템의 성능을 측정하기 위한 방법들이 본원에서 개시된다. 방법은, 안테나 시스템을 에워싸도록 내향 라디오 주파수 반사 벽들을 갖는 외부 챔버를 구성하는 단계, 및 안테나 시스템을 에워싸도록 라디오 주파수 흡수 벽들을 갖고 외부 챔버 내부에 전개 가능한 내부 챔버를 구성하는 단계를 포함한다. 라디오 주파수 흡수 벽들은 제1 주파수 대역의 라디오 주파수 신호 투명성의 레벨과 연관된다. 이 방법은 또한, 제1 주파수 대역에서의 측정 동작을 위해 외부 챔버 내부에 제1 테스트 안테나 어레인지먼트를 구성하는 단계, 및 제2 주파수 대역에서의 측정 동작을 위해 내부 챔버 내부에 제2 테스트 안테나 어레인지먼트를 구성하는 단계뿐만 아니라 제1 테스트 안테나 어레인지먼트에 의해 반사 라디오 주파수 환경에서 안테나 시스템의 성능을 측정하고 제2 테스트 안테나 어레인지먼트에 의해 본질적으로 무반향 라디오 주파수 환경에서 성능을 측정하는 단계를 포함한다.
본원에서 개시된 방법들은 상이한 측정 디바이스들과 관련하여 위에서 논의된 것과 동일한 이점들과 연관된다. 또한, 본원에서 설명된 동작들 중 일부를 제어하도록 적응된 제어 유닛들이 본원에서 개시된다.
일반적으로, 청구항들에서 사용되는 모든 용어들은 본원에서 달리 명시적으로 정의되지 않는 한, 기술 분야에서 그의 통상적인 의미에 따라 해석될 것이다. "엘리먼트, 장치, 컴포넌트, 수단, 단계 등"에 대한 모든 참조들은 달리 명시적으로 언급하지 않는 한, 엘리먼트, 장치, 컴포넌트, 수단, 단계 등의 적어도 하나의 인스턴스를 지칭하는 것으로 개방적으로 해석될 것이다. 본원에서 개시된 임의의 방법의 단계들은 명시적으로 언급되지 않는 한, 개시된 바로 그 순서로 수행될 필요는 없다. 본 발명의 추가의 특징들 및 이점들은 첨부된 청구항들 및 다음의 설명을 연구할 때 명백해질 것이다. 당업자는, 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서, 이하에서 설명하는 실시예들 이외의 실시예들을 생성하도록 본 발명의 상이한 특징들이 결합될 수 있다는 것을 인식한다.
본 개시내용은 이제 첨부된 도면들을 참조하여 더 상세히 설명될 것이다.
도 1 내지 도 4는 안테나 시스템의 성능을 측정하기 위한 예시적인 측정 디바이스들을 개략적으로 예시한다.
도 5는 예시적인 제어 유닛을 도시한다.
도 6은 컴퓨터 프로그램 제품을 예시한다.
도 7은 방법들을 예시하는 흐름도이다.
도 8a, 도 8b, 도 9a, 도 9b 및 도 9c는 안테나 시스템의 성능을 측정하기 위한 예시적인 측정 디바이스들을 개략적으로 예시한다.
이제, 본 개시내용의 양상들이 첨부 도면들을 참조하여 보다 완전하게 설명될 것이다. 그러나, 본원에서 개시된 상이한 디바이스들 및 방법들은 다수의 상이한 형태들로 실현될 수 있으며, 본원에서 기술된 양상들로 제한되는 것으로서 해석되지 않아야 한다. 도면들에서 유사한 번호들은 전반에 걸쳐 유사한 엘리먼트들을 지칭한다.
본원에서 사용된 용어는 단지 본 개시내용의 양상들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하는 것으로 의도되지 않는다. 본원에서 사용되는 바와 같이, 맥락이 명확하게 달리 표시하지 않으면, 단수 형태들은 복수 형태들을 또한 포함하는 것으로 의도된다.
위에서 언급된 바와 같이 RC(Reverberation Chamber)들은 다중경로 전파 시나리오들에서 무선 시스템들을 테스트하기 위한 간단한 솔루션을 제공한다. RC들은 특히, MIMO(Multiple Input Multiple Output)로서 알려진 통신을 위해 송신기 및 수신기의 다수의 안테나들로의 그리고 다수의 안테나들로부터의 다중경로 신호 전파에 의존하는 디바이스들의 테스트에 그리고 여러 주파수 대역들을 사용하여 동시에 동작하는 디바이스들에 적합하다.
테스트 신호들은 테스트될 안테나 시스템에 의해 또는 RC의 테스트 안테나 어레인지먼트들에 의해 주입될 수 있다는 것이 인지된다. 따라서, RC는 업링크 및 다운링크 라디오 동작 둘 모두를 측정하는 데 사용될 수 있다.
AC(Anechoic Chamber)들은 라디오 통신 디바이스들의 테스트 솔루션으로서 오랜 역사를 가지고 있다. AC는 라디오 신호 흡수 재료에 의해 에워싸인 챔버 또는 캐비티이다. AC의 가장 눈에 띄는 특징은 매우 낮은 레벨의 반사된 신호들을 갖는다는 것인데, 즉, RC와 반대이다. AC들은 일반적으로 테스트 중인 디바이스가 단일 도달 방향으로부터 입사되는 라디오 신호에 노출되는 OTA(Over-the-Air) 성능을 측정할 때 사용된다. 이 방법은 디바이스 또는 안테나 시스템의 안테나 패턴 또는 안테나 패턴과 연관된 메트릭들을 측정하고자 할 때 특히 적합하다.
다수의 현대 통신 시스템들은 반송파 어그리게이션을 사용하여 라디오 시스템 성능을 개선한다. 반송파 어그리게이션은 이용 가능한 대역폭을 증가시키기 위해 때로는 주파수 면에서 잘 분리된 다수의 반송파들을 사용하는 것을 포함한다. 이것의 예는 예컨대, 3GPP(third-generation partnership program)에 의해 정의된 5G(fifth generation) 라디오 시스템이며, 때로는 NR(New Radio)로 표시된다. NR은 6GHz 미만의 종래의 주파수들에서 동작하고, 동시에 28GHz와 같은 mm-wave 주파수들에서의 동작을 지원한다.
또한, 일부 현대 통신 시스템들에서, 상이한 유형들의 안테나 어레이들이 활용되며, 여기서 통신 신호의 SNR(signal-to-noise ratio)을 증가시키기 위한 빔들을 형성하는 데 다수의 안테나 엘리먼트들이 사용된다. 다수의 이러한 시스템들에서, 안테나 포트의 커넥터가 이용 가능하지 않고, 이에 따라 이전에 전도 테스트될 수 있었던 다수의 파라미터들은 이제 OTA(over-the-air)로, 즉, 디바이스를 동작시키고 송신 및 수신된 라디오 주파수 신호들을 모니터링함으로써 테스트될 안테나 시스템을 사용하여 테스트되어야 한다.
저주파수들(6GHz 미만)에서, 송신된 신호의 전파는 다중-경로 산란에 의해 지배적이 된다. 이러한 시나리오들에서, 송신기와 수신기 사이에 다수의 전파 경로들이 존재한다. 이러한 모든 전파 경로들은 수신 안테나에서 결합되어 페이딩이 발생시킨다. 따라서, RC에서 편리하게 생성되는 RIMP(rich isotropic multipath) 환경들에서 디바이스들의 성능을 측정하는 것이 종종 바람직하다.
한편, 고주파수들에서, 산란은 훨씬 약하다. 더 적은 회절, 더 적은 반사들 및 더 적은 침투가 존재한다. 이로 인해, 고주파수들에서 무선 채널은 더 적은 산란 컴포넌트들로 보다 LOS(line-of-sight) 지배적이 되는 경향이 있다. 따라서, 안테나 패턴들과 연관된 메트릭을 측정하는 것이 바람직하며, 이는 AC에서 편리하게 행해진다.
저주파 및 고주파 전파가 상이하게 거동하는 이러한 통신 시스템들에 대해 동시성 테스트 능력을 제공할 필요가 있다. 본 개시내용은 RIMP 채널 특성들이 RC를 사용하여 생성되고 LOS-지배적 채널 특성들이 무반향 챔버를 사용하여 생성되는, 이러한 솔루션들의 양상들을 설명한다. 상이한 채널 특성들을 동시에 생성하기 위해, 특정 구성으로 그 내부에 AC가 배치된 RC가 활용된다.
따라서, 본원에서 제안하는 방법들 및 디바이스들의 중심 개념은 RC 내부에 라디오 주파수 신호 흡수 재료로 만들어진 AC를 배치하고 AC 내부에 DUT를 배치하는 것이다. 그 후, DUT로 테스트 신호들을 송신하고 그리고/또는 DUT로부터 테스트 신호들을 수신하기 위해, AC에서 하나의 테스트 안테나 어레인지먼트를 사용하고 RC에서 하나의 테스트 안테나 어레인지먼트를 사용하여 측정들이 수행될 수 있다.
결과적으로, 본원에서 개시된 측정 디바이스들은 적어도 하나의 안테나 시스템의 다중-경로 동작 성능을 측정하도록 구성될 수 있다.
결과적으로, 본원에서 개시된 측정 디바이스들은 적어도 하나의 안테나 시스템의 안테나 패턴과 연관된 테스트 메트릭을 측정하도록 구성될 수 있다.
도 1은 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 측정 디바이스(100)를 개략적으로 예시한다.
본원에서, 안테나 시스템(110)의 성능은 예컨대, 방사 다이어그램들, 송신 계수들, 반사 계수들 및/또는 S-파라미터들과 같은 안테나 시스템 특성들을 지칭할 수 있다. 안테나 시스템의 성능은 또한, 예컨대, BER(bit error rate)들, PER(packet error rate)들과 같은 시스템 성능 레벨 또는 정전(outage)과 같은 신뢰성 측정치들을 지칭할 수 있다. 성능은 또한 표준 컴플라이언스 테스트들 등을 지칭할 수 있다.
적어도 하나의 안테나 시스템은 DUT이다. 무선 디바이스는 상이한 대역들에서 동작하기 위한 복수의 안테나 시스템들을 포함할 수 있다. 여러 안테나 시스템들(110)이 제안된 디바이스에서 동시에 테스트, 측정 또는 특성화될 수 있다는 것이 인지된다.
제1 및 제2 주파수 대역들은 일반적으로 상이한 주파수 대역들이지만, 일부 예시적인 측정 시나리오들에서, 또한 동일한 주파수 대역일 수 있다.
예컨대, 제1 주파수 대역은 더 낮은 주파수들 예컨대, 약 6GHz를 포함할 수 있는 반면, 제2 주파수 대역은 더 높은 주파수들 예컨대, 14GHz 초과를 포함할 수 있다.
따라서, 일부 양상들에 따르면, 제1 주파수 대역은 6GHz 미만의 주파수들을 포함하고 제2 주파수 대역은 6GHz 초과의 주파수들을 포함한다. 제2 주파수 대역은 예컨대, 약 28GHz의 마이크로파 주파수들, 또는 E-대역 즉, 약 80GHz의 주파수들을 포함할 수 있다.
그러나, 일부 다른 양상들에 따르면, 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역은 동일한 라디오 주파수들을 포함한다. 예컨대, 에뮬레이팅된 라디오 전파 채널이 동일한 대역에서 강력한 LOS 컴포넌트 및 더 많은 확산 다중경로를 포함해야 하는 경우가 이에 해당할 수 있다.
측정 디바이스(100)는, 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 구성된 내향 라디오 주파수 반사 벽들(121)을 갖는 외부 챔버(120)를 포함한다. 이 외부 챔버는 라디오 주파수 반사 환경을 생성하도록 구성된 알려진 반향 챔버와 유사하다.
특히, 측정 디바이스(100)는 또한 외부 챔버(120) 내부에 전개 가능한 내부 챔버(140)를 포함한다. 내부 챔버(140)는 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 구성된 라디오 주파수 흡수 벽들(141)을 갖는다.
아래에서 보다 상세히 논의될 바와 같이, 라디오 주파수 흡수 벽들은 제1 주파수 대역에서 라디오 주파수 신호 투명성의 레벨과 연관된 라디오 주파수 흡수 재료의 인클로징 섹션(enclosing section)들이다. 따라서, 제1 주파수 대역의 라디오 주파수 신호들은 어느 정도 내부 챔버 벽들을 관통하여 적어도 하나의 안테나 시스템(110)에 도달하고, 동시에 라디오 주파수 흡수 벽들은 제2 주파수 대역의 라디오 주파수 신호들을 감쇠시킨다.
일부 양상들에 따르면, 라디오 주파수 흡수 벽들(141)은 제1 주파수 대역에 비해 제2 주파수 대역에서 더 높은 라디오 주파수 신호 감쇠와 연관된다.
예컨대, 내부 챔버(140)의 라디오 주파수 흡수 벽(141)은 500MHz의 라디오 주파수에서 5dB의 라디오 주파수 신호 감쇠 및 6000MHz의 라디오 주파수에서 15dB의 라디오 주파수 신호 감쇠로 구성될 수 있다.
예컨대, 내부 챔버(140)의 라디오 주파수 흡수 벽(141)은 20GHz 초과의 라디오 주파수들에 대해 약 20dB 초과의 라디오 주파수 신호 감쇠로 구성된다.
일부 양상들에 따르면, 내부 챔버(140)의 라디오 주파수 흡수 벽들(141)은 제1 주파수 대역에 비해 제2 주파수 대역에서 더 높은 라디오 주파수 신호 감쇠를 위해 구성된 메타-재료 또는 주파수 선택 재료를 포함한다.
본원에서, 내부에 전개 가능하게 된다는 것은, 내부 챔버가 외부 챔버 내부에 고정적으로 장착되거나 외부 챔버 내부에 제거 가능하게 장착되는 것을 의미한다. 고정적으로 장착된 내부 챔버는 높은 레벨의 반복성으로 안정적인 측정 셋업을 제공하며, 이는 이점이다.
그러나, 내부 챔버가 외부 챔버(120)로부터 제거 가능하게 되도록 배열된 경우, 측정 디바이스(100)는 단순히 외부 챔버로부터 내부 챔버를 제거함으로써 종래의 반향 챔버로 변환될 수 있다. 또한, 제2 주파수 대역에서 다양한 상이한 유형들의 측정 동작들을 위해, 다양한 상이한 유형들의 내부 챔버들이 공통 외부 챔버와 함께 사용될 수 있다. 내부 챔버들의 범위는 예컨대, 상이한 유형들의 측정 동작들에 대해 상이한 감쇠 특성들로 구성된 내부 챔버들을 포함할 수 있다.
일부 양상들에 따르면, 내부 챔버(140)는 라디오 주파수 흡수 벽들(141)을 해제 가능하게 홀딩하도록 배열된 프레임 구조를 포함한다.
이는, 외부 챔버로부터 완전히 제거 가능하게 되는 내부 챔버와 외부 챔버 내부에 고정적으로 장착되는 내부 챔버 사이의 절충안이다. 이 경우에, 내부 챔버의 프레임 구조 또는 골격 구조는 외부 챔버 내부에 고정적으로 장착되지만 쉽게 제거될 수 있는 라디오 주파수 흡수 벽들(141)을 갖는다. 프레임 구조에서 상이한 유형들의 흡수 벽들을 사용함으로써, 상이한 측정 동작들이 구성될 수 있으며, 이는 이점이다. 예컨대, 감쇠의 관점에서 상이한 특성들을 가진 다양한 상이한 벽들 또는 상이한 벽 섹션들은 상이한 유형들의 측정 동작들을 위해 그리고 상이한 라디오 주파수 대역들을 수반하는 테스트 동작을 위해 사용될 수 있다.
제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)는 외부 챔버(120) 내부에 배열되고 제1 주파수 대역에서의 측정 동작(131)을 위해 구성된다.
제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)는 반향 챔버를 여기시키고, 라디오 주파수 반사 환경에서의 측정 동작을 허용하는데, 즉 종래의 반향 챔버에서의 측정 동작과 유사하다.
제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)는 내부 챔버(140) 내부에 배열되고 제2 주파수 대역에서의 측정 동작(151)을 위해 구성된다. 따라서, 라디오 주파수 흡수 벽들(141)은 제1 주파수 대역에서 라디오 주파수 신호 투명성의 레벨과 연관되므로, 즉 제1 주파수 대역의 라디오 신호가 흡수 벽들을 통과하므로, 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)에 의해 반사 라디오 주파수 환경에서 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하는 동시에 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)에 의해 본질적으로 무반향 라디오 주파수 환경에서 성능을 측정하는 것이 가능해진다.
본원에서, 내부 챔버(140)는 때로는 AC로서 지칭되는 반면, 외부 챔버(120)는 때로는 RC로서 지칭된다. 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)는 때로는 RC 안테나로서 지칭되는 반면, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)는 때로는 AC 프로브로서 지칭된다.
양상들에 따르면, 측정 디바이스는 제1 주파수 대역에서의 측정 동작(131) 및 제2 주파수 대역에서의 측정 동작(151)을 제어하도록 구성된 제어 유닛(160)을 포함한다. 이 제어 유닛은 도 5와 관련하여 아래에서 보다 상세히 논의될 것이다. 제어 유닛 및 임의의 다른 전자 장치를 내부 챔버 외부에 배치하는 것(이는 제어 유닛 및 연관된 전자 장치에 의한 측정 동작에 대한 임의의 방해들을 최소화함)이 유리하다.
일부 양상들에 따르면, 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)는 제1 주파수 대역에서 MIMO(multiple-input multiple-output) 동작을 위해 적응된 안테나 어레이를 포함한다.
일부 다른 양상들에 따르면, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)는 제2 주파수 대역에서 MIMO 동작을 위해 적응된 안테나 어레이를 포함한다.
결과적으로, 개시된 측정 디바이스는 제1 및 제2 주파수 대역에서 MIMO 측정 동작에 적합하다. 일부 양상들에 따르면, 제1 및/또는 제2 테스트 안테나 어레인지먼트는 대규모 MIMO 측정 동작들을 허용하도록 매우 다수의 안테나 엘리먼트들을 포함한다.
일부 양상들에 따르면, 라디오 주파수 흡수 벽들(141) 중 적어도 하나는 내향 라디오 주파수 반사 벽들(121)로부터 일정 거리(D)에 배열되고, 그리하여 내향 라디오 주파수 반사 벽들(121)과 내부 챔버(140) 사이의 볼륨(V)을 정의한다. 반향 챔버는 본질적으로 하이 Q 팩터를 갖는 캐비티 공진기이다. 전기장 및 자기장 강도들의 공간적 분포는 강하게 불균일하다(정재파들). 이러한 불균일성을 감소시키기 위해, 하나 이상의 모드 교반기들(또는 모드 튜너들)이 사용될 수 있다. 모드 교반기는 외부 챔버에서 상이한 경계 조건들을 달성하기 위해 상이한 배향들로 이동될 수 있는 금속 또는 그렇지 않고, 반사 엘리먼트들을 갖는 구조이다. 반향 챔버의 LUF(Lowest Usable Frequency)는 챔버의 크기 및 튜너의 설계에 의존한다. 작은 챔버들은 큰 챔버들보다 더 높은 LUF를 갖는다. 결과적으로, 볼륨(V)은 반향 챔버의 Q-팩터를 어느 정도 결정하고 측정 디바이스의 LUF 값에 영향을 미친다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 일부 양상들에 따르면, 측정 디바이스(200, 250)는 내향 라디오 주파수 반사 벽들(121)과 내부 챔버(140) 사이의 불륨(V)에 배열된 적어도 하나의 모드 교반 디바이스(210, 220)를 포함한다. 적어도 하나의 모드 교반 디바이스(210, 220)는 측정 디바이스(200, 250, 300)의 페이딩 상태를 결정하도록 배열된다. 모드 교반 디바이스는 도 1에 도시되지 않지만, 설계에 대한 현저한 수정 없이 측정 디바이스(100)에 또한 전개될 수 있다.
일부 양상들에 따르면, 도 1을 재차 참조하면, 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)는 내향 라디오 주파수 반사 벽들(121)과 내부 챔버(140) 사이의 볼륨(V)에, 라디오 주파수 흡수 벽들(141) 외부에 배열된다. 그러나 이는 바람직하지만, 필수적인 특징은 아니다. 선택적으로, 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)는 또한 내부 챔버(140)의 라디오 주파수 흡수 벽들(141)에 의해 에워싸이도록 구성될 수 있다.
일부 양상들에 따르면, 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130) 및 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150) 중 임의의 것은 적어도 하나의 안테나 시스템(110)과 관련하여 이동 가능하게 구성된다. 이동 가능한 테스트 안테나 어레인지먼트들은 여러 이점들과 연관된다. 예컨대, 테스트 안테나 어레인지먼트들을 이동시킴으로써, 반사된 라디오파들의 위상 관계가 변하기 때문에, 반향 챔버의 페이딩 상태가 변한다. 따라서, 테스트 안테나 어레인지먼트를 이동시킴으로써, 모드 교반기를 이동시키는 효과와 유사한 효과들이 획득될 수 있다. 따라서, 모드 교반기들은 도 1에 예시되고 본원에서 개시된 측정 디바이스들의 필수 특징들이 아니라는 것이 인지된다. 또한, 적어도 하나의 안테나 시스템(110)에 대해 테스트 안테나 어레인지먼트들을 이동시킴으로써, 테스트중인 안테나 시스템 또는 시스템들은 상이한 각도들로부터 관찰되어 적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 보다 정확한 특성화를 제공할 수 있다.
도 2a는, 외부 챔버(120) 내부에 배열되고 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)와 관련하여 적어도 하나의 안테나 시스템(110)을 이동시키도록 구성된 선택적인 제1 변위 메커니즘(240)을 예시한다. 변위 메커니즘은 일부 양상들에 따라, 턴테이블 등을 포함할 수 있다. 변위 메커니즘은 다른 양상들에 따라, 예컨대, 제어 유닛(160)으로부터 수신된 제어 신호에 따라 안테나 시스템(110)을 변위시키도록 배열된 로봇 암 또는 유사한 것을 포함할 수 있다.
특히, 제1 변위 메커니즘(240)은, 안테나 시스템(110) 및 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)를 포함하는 내부 챔버(140) 전체를 변위시키도록 구성될 수 있다. 이렇게 하면, 안테나 시스템(110)을 변위시키기 위해 제1 변위 메커니즘(150)을 동작시키는 것은 내부 챔버 내부에 배열된 안테나 시스템들의 상대적인 기하학적 구조에 영향을 미치지 않으며, 이는 예컨대, 동시성 안테나 다이어그램 측정들이 이루어지는 경우에 이점이다.
도 2a는 또한 내부 챔버(140) 내부에 배열되고 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)와 관련하여 적어도 하나의 안테나 시스템(110)을 이동시키도록 구성된 선택적인 제2 변위 메커니즘(230)을 도시한다. 일부 양상들에 따르면 제2 변위 메커니즘은 또한 턴테이블 등을 포함할 수 있다. 그러나, 제1 변위 메커니즘과 마찬가지로, 제2 변위 메커니즘(230)은 다른 양상들에 따라, 예컨대, 제어 유닛(160)으로부터 수신된 추가의 제어 신호에 따라 안테나 시스템(110)을 변위시키도록 배열된 로봇 암 등을 포함할 수 있다.
도 2b는 제3 변위 메커니즘(260)이 내부 챔버 내부에 배열되고 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130) 및 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)와 관련하여 적어도 하나의 안테나 시스템(110)을 이동시키도록 구성된 예시적인 측정 디바이스(250)를 도시한다. 이 경우에, 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130) 및 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)와 관련하여 적어도 하나의 안테나 시스템(110)을 이동시키기 위해 단일 변위 메커니즘이 사용될 수 있다. 제3 변위 메커니즘은 양상들에 따라, 예컨대, 제어 유닛(160)으로부터 수신된 추가의 제어 신호에 따라 안테나 시스템(110)을 변위시키도록 배열된 턴테이블, 로봇 암 등을 포함할 수 있다.
도 3은 다른 예시적인 측정 디바이스(300)를 예시한다. RC 또는 외부 챔버(120)는 제어 유닛(160)에 연결된 하나 또는 다수의 고정된 안테나들(130)을 갖는 정규 RC로서 재차 설계된다. 제어 유닛은 예컨대, 도 5와 관련하여 아래에서 논의되는 바와 같은 테스트 기기를 포함할 수 있다. 모드 교반기들(210, 220)은 RC 챔버에서 상이한 RC 모드들을 교반하거나 생성하도록 구성된다.
RC 내부에, AC 또는 내부 챔버(140)가 배치된다. AC의 설계는 일부 양상들에 따라, AC가 본질적으로 임의의 차폐된 인클로저가 아니라, 흡수체들로 만들어진다는 것을 제외하면, 종래의 AC와 유사하다. 제어 유닛(160)에 포함된 임의의 테스트 기기들은 RC 테스트 안테나 어레인지먼트(130)뿐만 아니라 AC 고정 안테나/프로브(150)에 연결될 수 있다.
이러한 구성을 통해, 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)로부터 DUT(110)로 나아가는 신호의 송신 특성들은 다중-경로 페이딩을 나타낼 것이고; RIMP 전파 채널을 초래한다. 그러나, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)로부터 나아가는 신호의 송신 특성들은 AC(140)의 라디오 주파수 신호 흡수체로 인해 제한된 레벨의 다중-경로만을 경험할 것이다. 따라서, 이러한 구성을 통해, 적어도 하나의 안테나 시스템(110)을 특성화하기 위해 RC 및 AC의 강도들을 각각 활용하도록, 2개의 본질적으로 독립적인 채널 특성들이 동시에 생성될 수 있다.
위에서 언급된 바와 같이, RC 전파 경로와 AC 전파 경로 사이의 증가된 차별을 생성하기 위해, AC 흡수체들은 선택적으로, AC 프로브 안테나(150)를 겨냥한 주파수들이 AC 흡수 벽들을 통과할 때 RC 안테나(130)를 겨냥한 주파수들에 비해 더 강하게 감쇠되도록 주파수 선택적으로 만들어질 수 있다.
일부 양상들에 따르면, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)는 안테나 시스템(110)과 관련하여 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)를 포지셔닝하도록 구성된 프로브 안테나 포지셔닝 디바이스(350) 상에 배열된다.
케이블들을 통해 턴테이블로부터 AC까지 모든 DUT-인터페이스들이 사용될 수 있다. 이렇게 하면, 부가적인 노이즈 차폐가 AC 벽들의 감쇠에 의해 제공된다.
포지셔너(positioner) 및 다른 메커니즘들은 AC 외부의 변위 메커니즘(240) 상에 배치될 수 있어, 이러한 가능한 금속 부분들이 AC 환경에 덜 방해가 되게 할 수 있다. 따라서, 일부 양상들에 따르면, 프로브 안테나 포지셔닝 디바이스(350)는 적어도 부분적으로 내부 챔버(140) 외부에 배열된다.
내부 챔버(140)는 제3 변위 메커니즘(260)에 대해 도 2b에 예시된 것과 유사한 방식으로 변위 메커니즘(240)을 또한 커버하도록 선택적으로 연장될 수 있다는 것이 인지된다.
바람직하게는, AC 프로브 안테나(150) 및 AC의 임의의 다른 금속 오브젝트들은, RC 전파 경로로부터의 방사선이 그 특정 방향에 대해 차단되지 않지만, 예컨대, 장애물들 주위에서 회절될 수 있어서, RC 이방성이 도입되지 않도록 충분히 작게 만들어진다.
내부 챔버(140)에 도입된 흡수체들은 RC 모드들을 변경함으로써 RC 성능을 감소시킬 것이다. 또한, 특정 방향들, 예컨대, RC 전파 경로에 대해 전파 볼륨을 거의 제공하지 않도록 AC 외부에 RC 볼륨(V')이 거의 존재하지 않는 바닥으로부터의 방사선들은 DUT 안테나로부터 이러한 방향들에서 더 감쇠될 것이다. 이러한 효과들을 감소시키기 위해, AC DUT 포지셔너(350)는, AC DUT 포지셔너에 의해 생성된 그 자유도에 따라 DUT 경험 모드를 교반하게 하는 데 사용될 수 있다. 따라서, AC 프로브 안테나에서 이러한 각도들이 구현되게 하는 대신에, AC DUT 포지셔너에 가능한 한 많은 자유도를 포함하게 하는 것이 유리할 수 있다.
일부 양상들에 따르면, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)는 프로브 안테나 포지셔닝 디바이스(350) 상에 배열된 복수의 프로브 안테나들을 포함한다.
라디오 주파수 흡수 벽들은 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 예컨대, 내부 챔버(140)의 라디오 주파수 흡수 벽들(141)은 탄소 로딩 흡수체 재료를 포함할 수 있다. 이 재료의 두께는 dB 단위로 측정되는, 주어진 주파수에 대한 라디오 주파수 신호 감쇠를 결정한다. 두꺼운 흡수 재료는 얇은 재료보다 라디오 주파수 신호들을 더 강하게 감쇠시킨다. 주어진 두께들을 갖는 라디오 주파수 신호 흡수 재료는 더 낮은 라디오 주파수 신호들보다 더 높은 라디오 주파수 신호들을 더 많이 감쇠시킨다.
즉, 양상들에 따르면, 탄소 로딩 흡수체 재료는 제1 및 제2 주파수 대역들에서 탄소 로딩 흡수체 재료의 감쇠의 요건들에 따른 그리고 감쇠에 의존하는 두께로 구성된다.
예에 따르면, 제한된 두께의 탄소 로딩 흡수체들이 내부 챔버에서 사용되어서, 더 낮은 주파수들의 신호들은 단지 적당량의 감쇠만을 경험할 것인 반면, 더 높은 주파수들의 신호들은 이들이 흡수체를 통과할 때 강하게 감쇠될 것이다. 이 재료의 구조는 그 자체로 어떠한 주파수 선택성도 제공하지 않지만, 얇아짐으로써, 저주파수들이 고주파수들보다 적게 감쇠되고 라디오 주파수 투명성의 레벨이 획득된다.
무부하 RC의 약 200ns로부터 약 35ns로 확산되는 전력 지연을 현저히 감소시키기 위해 AC(140)가 사용될 수 있다. 이 중한 부하는 챔버 불확실성을 완전히 파괴하지 않고 RC 벽들 상에 흡수체가 배치되는 종래의 흡수 방법들로 달성하기가 어렵다. 이는 예컨대, ISI(inter-symbol interference) 또는 다른 이유들로 긴 지연 확산에 민감한 표준들, 시스템들 및 무선 디바이스들을 테스트할 때 매우 유용하다. 이러한 시스템들의 예들은 무선 로컬 영역 네트워크 시스템들 이를테면, 802.11 계열의 시스템들 및 GPS(global positioning system)를 포함한다.
AC 또는 내부 챔버의 프로브 안테나, 또는 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)는 AC 프로브 안테나 포지셔너 또는 홀더(350)의 상이한 장소들 상에 장착된 상이한 특성들을 갖는 여러 상이한 프로브들로 제조될 수 있다. 예컨대, 원거리 장에 대해 짧은 거리를 갖고 이에 따라 큰 정적 존(large quiet zone)을 가질 작은 전-방향 안테나인 하나의 프로브가 존재할 수 있다. 또한, DU가 근거리 장에 로케이팅될 것이고 정적 존이 존재하지 않지만, 무선 링크를 위해 안테나 이득이 필요한 경우 큰 이득을 갖는 안테나가 존재할 수 있다. 프로브 안테나는 부가적인 이득을 제공하기 위해 DUT에 그의 에너지를 집중시킬 수도 있다. 이 기술은 또한, 상이한 분극된 안테나들이 AC의 상이한 포지션들에 배치되는 경우 상이한 극성들을 수집하는 데 사용될 수 있다.
내부 챔버의 AC 흡수체들 또는 라디오 주파수 흡수 벽들은 바람직하게는, 챔버 RC 전파 경로들에 도입된 임의의 이방성을 최소화하기 위해 모든 방향들에서 라디오 주파수 신호들을 균등하게 흡수하도록 만들어진다. 이는 예컨대, 원통형 또는 육각형과 같이 대칭적인 형상의 챔버를 사용함으로써 적어도 부분적으로 달성될 수 있다.
따라서, 일부 양상들에 따르면, 내부 챔버(140)는 복수의 방향들로 균일한 레벨의 라디오 주파수 흡수를 제공하도록 구성된 대칭 형상을 갖는다.
내부 챔버의 형상의 불규칙성들은 흡수 재료의 치수들 및 라디오 주파수 신호 흡수 재료의 선택에 의해 어느 정도 보상될 수 있다. 일부 양상들에 따르면, 내부 챔버(140)의 라디오 주파수 흡수 벽들(141)은 내부 챔버(140)의 형상에 의존하여 결정되는 가변 두께로 구성된다.
도 4를 참조하면, AC 흡수체들의 부하를 감소시키기 위해, AC 흡수체들은 외부 상의 금속 패치들(420)에 의해 부분적으로 커버될 수 있다. 이는, RC 전파 경로의 송신을 감소시킬 것이지만, 외부 챔버의 부하를 또한 감소시켜, RC 측정의 정확성을 증가시킬 것이다. 즉, 양상들에 따르면, 내부 챔버(140)는, 내부 챔버(140)의 외부면 상에 배열되고 외부 챔버(120)의 내향 라디오 주파수 반사 벽(121)을 향하는 하나 이상의 라디오 주파수 반사 패치들(420)을 포함한다.
테스트 장비의 추가 통합을 가능하게 하기 위해, 내부 챔버는 온도 테스트 기능성과 결합될 수 있다. 예컨대, 측정 디바이스는 내부 챔버(140) 내부의 온도 레벨을 생성하고 제어하도록 배열된 선택적인 열 제어 유닛(410)을 포함할 수 있다.
일부 양상들에 따르면, 온도가 격리되도록, 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 구성된 벽들(141)이 배열된다.
일부 양상들에 따르면, 벽들은 상당한 라디오 주파수 흡수 없이 온도만을 격리할 수 있다는 것이 인지된다. 따라서, 적어도 하나의 주파수 대역에서 적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 측정 디바이스가 본원에서 개시된다. 측정 디바이스는, 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 구성된 내향 라디오 주파수 반사 벽들(121)을 갖는 외부 챔버(120), 외부 챔버 내부에 전개 가능한 내부 챔버를 포함하고, 내부 챔버는 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 구성된 온도 격리 벽들을 갖는다. 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)는 외부 챔버(120) 내부에 배열되고 주파수 대역에서의 측정 동작(131)을 위해 구성된다.
도 5는 본원에서의 논의의 실시예에 따라 제어 유닛(160)의 컴포넌트들을, 다수의 기능 유닛들의 관점에서 개략적으로 예시한다. 프로세싱 회로(510)는 예컨대, 저장 매체(530)의 형태로 컴퓨터 프로그램 제품에 저장된 소프트웨어 명령들을 실행할 수 있는 적합한 CPU(central processing unit), 멀티프로세서, 마이크로제어기, DSP(digital signal processor) 등 중 하나 이상의 임의의 조합을 사용하여 제공된다. 프로세싱 회로(510)는 추가로, 적어도 하나의 ASIC(application specific integrated circuit) 또는 FPGA(field programmable gate array)로서 제공될 수 있다.
특히, 프로세싱 회로(510)는 제어 유닛(160)이 도 7과 관련하여 논의된 방법들과 같은 일 세트의 동작들 또는 단계들을 수행하게 하도록 구성된다. 예컨대, 저장 매체(530)는 동작들의 세트를 저장할 수 있고, 프로세싱 회로(510)는 제어 유닛(160)이 동작들의 세트를 수행하게 하기 위해 저장 매체(530)로부터 동작들의 세트를 리트리브(retrieve)하도록 구성될 수 있다. 동작들의 세트는 실행 가능한 명령들의 세트로서 제공될 수 있다. 따라서, 프로세싱 회로(510)는 그리하여 본원에서 개시된 바와 같은 방법들을 실행하도록 배열된다.
저장 매체(530)는 또한 예컨대, 자기 메모리, 광학 메모리, 솔리드 스테이트 메모리 또는 심지어 원격 장착 메모리 중 임의의 단일 하나 또는 이들의 조합일 수 있는 영구 저장소를 포함할 수 있다.
제어 유닛(160)은 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130) 및 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150) 및 적어도 하나의 안테나 시스템(110)과 같은 적어도 하나의 외부 디바이스와의 통신들을 위한 인터페이스(520)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 인터페이스(520)는 아날로그 및 디지털 컴포넌트들 및 유선 또는 무선 통신을 위한 적합한 수의 포트들 포함하는 하나 이상의 송신기들 및 수신기들을 포함할 수 있다.
프로세싱 회로(510)는 예컨대, 데이터 및 제어 신호들을 인터페이스(520) 및 저장 매체(530)로 전송하고, 인터페이스(520)로부터 데이터 및 리포트들을 수신하고, 저장 매체(530)로부터 데이터 및 명령들을 리트리브함으로써 제어 유닛(160)의 일반적인 동작을 제어한다. 본원에서 제시된 개념들을 모호하게 하지 않기 위해 제어 노드의 다른 컴포넌트들뿐만 아니라 관련된 기능성이 생략된다.
제어 유닛(160)의 중심 기능은 인터페이스(520)를 통해 테스트 신호들(161)을 예컨대, 제1 또는 제2 테스트 안테나 어레인지먼트에 또는 적어도 하나의 안테나 시스템(110)에 송신하는 것이다. 테스트 신호는 예컨대, 제어 시그널링 및 데이터 신호들을 포함할 수 있다. 테스트 신호는 기저대역 신호 또는 라디오 주파수 신호일 수 있다.
제어 유닛은 또한 변위의 미리 결정된 패턴에 따라 또는 일부 피드백 신호에 대한 응답으로 적응적으로 상이한 변위 유닛들(230, 240)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.
측정 디바이스가 온도 제어 기능성을 포함하는 경우에, 제어 유닛은 내부 챔버 내부 및/또는 외부 챔버 내부의 온도를 제어하도록 구성될 수 있다.
제어 유닛이 실행하는 상이한 제어 프로그램들은 저장 매체(530)에 저장될 수 있다.
AC에서의 전력 지연 확산은 RC에서 일반적인 것보다 훨씬 작다. 이를 보상하기 위해, 시간적 지연 확산을 증가시키도록 채널 에뮬레이터가 활용될 수 있다. 공간적 지연 확산은 여전히 RC 환경에 의해 제공된다. 즉, 제어 유닛(160)은 선택적으로, 제1 주파수 대역에서의 측정 동작(131)과 연관된 시간적 지연 확산을 제어하도록 구성된 라디오 주파수 채널 전파 에뮬레이터를 선택적으로 포함한다. 라디오 주파수 채널 전파 에뮬레이터는 저장 매체(530)에 의해 저장된 명령들 및 데이터와 함께 프로세싱 회로(510)에 의해 구현될 수 있다.
LOS 및 RIMP 컴포넌트들 둘 모두를 포함하는 전파 환경을 생성하기 위해, 제어 유닛에 포함된 테스트 장비로부터의 신호들은 AC 프로브 안테나 및 RC 고정 안테나들로 비 a/b로 분할될 수 있다. 그리하여, DUT로의 신호에 대한 양 전파 경로들을 제공한다. 이는, 제어 유닛(160)은 선택적으로 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)와 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150) 사이에서 라디오 주파수 테스트 신호(161)를 분할하도록 배열되고, 그리하여 LOS(line-of-sight) 동작 및 RIMP(rich isotropic multipath) 동작 둘 모두를 포함하는 측정 동작을 가능하게 한다는 것을 의미한다.
제어 유닛(160)은 일부 양상들에 따르면, 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)에 송신되고 그로부터 수신되는 신호들(161, 162)을 통해 다중-경로 환경에서 그리고 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)에 송신되고 그로부터 수신되는 신호들(161, 162)을 통해 LOS-지배적 라디오 전파 환경에서 적어도 하나의 안테나 시스템(110)을 동시에 테스트하도록 구성된다.
일부 양상들에 따르면, 제어 유닛(160)은 3GPP NR을 포함하는 무선 디바이스들 및 안테나 시스템들을 테스트하는데 적합하다.
요약하면, 측정 디바이스(100, 200, 250, 300, 400)에 의해 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 제어 유닛(160)이 본원에서 개시된다. 측정 디바이스는, 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 구성된 내향 라디오 주파수 반사 벽들(121)을 갖는 외부 챔버(120), 외부 챔버(120) 내부에 전개 가능한 내부 챔버(140) ― 내부 챔버(140)는 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 구성된 라디오 주파수 흡수 벽들(141)을 가짐 ― , 외부 챔버(120) 내부에 배열되고 제1 주파수 대역에서의 측정 동작(131)을 위해 구성된 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130), 및 내부 챔버(140) 내부에 배열되고 제2 주파수 대역에서의 측정 동작(151)을 위해 구성된 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)를 포함하고, 라디오 주파수 흡수 벽들(141)은 제1 주파수 대역에서 라디오 주파수 신호 투명성의 레벨과 연관되고, 그리하여 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)에 의해 반사 라디오 주파수 환경에서 제어 유닛(160)에 의해 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하는 것 그리고 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)에 의해 본질적으로 무반향 라디오 주파수 환경에서 성능을 측정하는 것을 가능하게 한다.
도 6은 제어 유닛(160)에 의해 실행 가능한 동작들의 세트(610)를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품(600)을 개략적으로 예시한다. 동작들의 세트(610)는 제어 유닛(160)의 저장 매체(530) 내로 로딩될 수 있다. 동작들의 세트는 도 7과 관련하여 아래에서 논의되는 방법들에 대응할 수 있다.
도 6은 본 교시내용에 따른 컴퓨터 프로그램(610) 및 컴퓨터 프로그램이 저장되는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체(620)를 포함하는 컴퓨터 프로그램 제품(600)을 도시한다. 컴퓨터 프로그램(610)은 제어 유닛(160)에 의해 실행 가능한 동작들의 세트를 포함한다. 동작들의 세트는 제어 유닛(160)의 저장 매체(530) 내로 로딩될 수 있다. 동작들의 세트는 도 7과 관련하여 아래에서 논의되는 방법들에 대응할 수 있다.
도 6의 예에서, 컴퓨터 프로그램 제품(600)은 CD(compact disc) 또는 DVD(digital versatile disc) 또는 Blu-Ray 디스크와 같은 광학 디스크로서 예시된다. 컴퓨터 프로그램 제품은 또한, 메모리 이를테면, RAM(random-access memory), ROM(read-only memory), EPROM(erasable programmable read-only memory), 또는 EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory)로서, 보다 구체적으로 USB(Universal Serial Bus) 메모리, 플래시 메모리 이를테면, 콤팩트 플래시 메모리와 같은 외부 메모리에 있는 디바이스의 비-휘발성 저장 매체로서 구체화될 수 있다. 따라서, 여기서 컴퓨터 프로그램은 도시된 광학 디스크 상의 트랙으로서 개략적으로 도시되지만, 컴퓨터 프로그램은 컴퓨터 프로그램 제품에 적합한 임의의 방식으로 저장될 수 있다.
도 7은 측정 디바이스(100, 200, 250, 300, 400)에 의해 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 방법을 예시하는 흐름도이다. 방법은, 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 내향 라디오 주파수 반사 벽들(121)을 갖는 외부 챔버(120)를 구성하는 단계(S1), 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 라디오 주파수 흡수 벽들(141)을 갖고 외부 챔버(120) 내부에 전개 가능한 내부 챔버(140)를 구성하는 단계(S2) ― 라디오 주파수 흡수 벽들(141)은 제1 주파수 대역에서 라디오 주파수 신호 투명성의 레벨과 연관됨 ― , 제1 주파수 대역에서의 측정 동작(131)을 위해 외부 챔버(120) 내부에 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)를 구성하는 단계(S3), 제2 주파수 대역에서의 측정 동작(151)을 위해 내부 챔버(140) 내부에 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)를 구성하는 단계(S4), 및 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)에 의해 반사 라디오 주파수 환경에서 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하고 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)에 의해 본질적으로 무반향 라디오 주파수 환경에서 성능을 측정하는 단계(S5)를 포함한다.
양상들에 따르면, 방법은 열 제어 유닛(410)에 의해 측정 디바이스 내부의 온도를 제어하는 단계(S6)를 포함한다. 온도 제어는 도 4와 관련하여 위에서 논의되었다.
양상들에 따르면, 방법은 적어도 하나의 모드 교반기(210, 220)를 제어하는 단계(S7)를 포함한다. 모드 교반기들은 도 3 및 도 4와 관련하여 위에서 논의되었다.
양상들에 따르면, 방법은 제1 및 제2 테스트 안테나 어레인지먼트 중 임의의 것에 관련하여 적어도 하나의 안테나 시스템의 상대적 포지션을 조정하기 위해 적어도 하나의 변위 메커니즘(230, 240)을 제어하는 단계(S8)를 포함한다. 변위 메커니즘들은 도 2a 및 도 2b 및 또한, 도 3과 관련하여 위에서 논의되었다.
양상들에 따르면, 방법은 제1 주파수 대역에서 측정 동작(131)과 연관된 시간적 지연 확산을 제어하기 위해 라디오 주파수 채널 전파 환경을 에뮬레이팅하는 단계(S9)를 포함한다. 이는 높은 지연 확산에 민감한 라디오 표준들 상에서 테스트들이 수행되는 상황들에서 유리할 수 있다. 다중-경로 환경에서, 상이한 전파 경로들은 상이한 시간들에 수신기에 도달한다. 이는, 예컨대, 2개의 전파 경로들 간의 시간 차이가 통신 심볼 지속기간보다 큰 경우 심볼-간 간섭을 야기할 수 있다. 이 경우에, 이전 심볼들은 추후의 심볼들을 간섭하여, 잠재적으로 통신이 중단되게 하거나 손상되게 할 수 있다. 이러한 종류의 간섭에 민감한 시스템들은 RC에서 테스트하기 어려울 수 있다. 테스트를 쉽게 하기 위해, RC에 마이크로파 흡수 재료를 배치함으로써 RC 신호 지연 확산이 감소될 수 있다. 이는 일반적으로 "지연 스프레드의 튜닝(tuning the delay spread)"으로서 표시된다. 챔버 벽들에 흡수 재료를 배치함으로써 이를 행하는 것이 일반적이다. 본원에서 설명된 것과 같은 (반)흡수 재료로 디바이스를 완전히 에워싸는 것은 제어된 상당한 양만큼 지연 확산을 감소시키는 새로운 대안적인 방식을 표현한다. 이 방법의 부가적인 이점은 DUT가 모든 방향들에서 동등한 감쇠를 경험하기 때문에, 측정 정확성이 감소되지 않는다는 것이다.
양상들에 따르면, 방법은 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)와 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150) 사이에서 라디오 주파수 테스트 신호를 분할(S10)하는 단계를 포함하고, 그리하여 LOS(line-of-sight) 동작 및 RIMP(rich isotropic multipath) 동작 둘 모두를 포함하는 측정 동작을 가능하게 한다.
잠재적으로, 도 1 내지 도 4에 예시된 제2 테스트 안테나 어레인지먼트들은 매우 평평한 파면들을 생성하지 않는다. 이는 어쩌면 평평한 파면이 요건인 일부 테스트 시나리오에서에서 문제일 수 있다.
도 8a는, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150')의 부분이 내부 챔버(140) 외부로 이동되었지만 여전히 외부 챔버(120) 내부에 로케이팅되는 예시적인 측정 디바이스(800)를 도시한다. 여기서, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트는 지향성 안테나, 예컨대, 호른(horn) 안테나, 렌즈 호른 안테나, 반사기 안테나 또는 지향성 방사 패턴을 갖도록 구성된 안테나 어레이이다.
반사기 안테나 실시예는 소위 CATR(Compact Antenna Test Range)에 대응하며, 이는 기존의 자유 공간 방법들을 사용하여 안테나 시스템(110)에 대한 원거리 장 간격을 획득하는 것이 실행 불가능한 주파수들에서 안테나 시스템들의 편리한 테스트를 제공하는 데 사용될 수 있다. CATR은 구형 파면을 방사하는 소스 안테나 및 하나 이상의 보조 반사기들을 사용하여 방사된 구형 파면을 원하는 테스트 존 내의 평면 파면으로 시준한다. 하나의 통상적인 실시예는 이를 달성하기 위해 호른 피드 안테나 및 파라볼릭 반사기를 사용한다. CATR들은 알려져 있으며 여기서는 보다 상세히 논의되지 않을 것이다.
개구(810)가 내부 챔버(140)의 벽에 배열되어서, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150')의 메인 로브의 상당한 부분이 내부 챔버 내로 상대적으로 방해받지 않은 채로 통과될 수 있다. 이렇게 하면, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트의 유효 방사선이 여전히 주로 내부 챔버 내부에 있으며, 따라서, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트는 모든 실제 목적들을 위해 내부 챔버에 포함된다고 말해질 수 있다. 그러나, 안테나 시스템(110)과 제2 테스트 안테나 어레인지먼트 사이의 거리가 이제 더 길기 때문에, 제2 주파수 대역에서 측정 동작(151')을 위해 안테나 어레인지먼트(110)에 의해 보여지는 파면은 평면파와 보다 유사하다. 즉, 제2 주파수 대역에서의 측정 동작(151')은 이제 상대적으로 큰 공간 연장을 갖는 평면파-유사 파 여기를 사용하여 수행되며, 이는 일부 테스트 시나리오들에서 이점이다.
요약하면, 도 8a는 내부 챔버(140) 라디오 주파수 흡수 벽들(141) 중 적어도 하나가 외부 챔버(120)로의 개구(810)를 갖는 측정 디바이스(800)를 도시한다. 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150')의 적어도 일부는 내부 챔버(140) 외부에 배열되고 메인 로브(main lobe)를 갖는 지향성 안테나로서 구성된다. 이 메인 로브는 개구(810)를 향해 지향되도록 배열되어서, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150')에 의한 송신이 내부 챔버(140) 내부에 주로 배열되고, 그리하여 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)에 의해 반사 라디오 주파수 환경에서 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하는 것 그리고 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150')에 의해 본질적으로 무반향 라디오 주파수 환경에서 성능을 측정하는 것을 가능하게 한다.
일부 양상들에 따르면, 개구(810)는, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150')의 부분으로부터 거리(D2)에 배열되고, 거리(D2)에서 메인 로브의 안테나 다이어그램에 매칭되는 형상을 갖는다. 이는, 개구가 제2 테스트 안테나 어레인지먼트로부터의 송신된 에너지의 대부분을 통과시킬 정도로 충분히 크지만, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150')에 의한 본질적으로 무반향 라디오 주파수 환경에서의 측정 수행을 방해할 정도로 너무 크지 않다는 것을 의미한다. 개구는 원형일 필요가 없고, 타원형 또는 다른 형상의 개구들이 가능하다. 개구의 바람직한 형상은 컴퓨터 시뮬레이션의 실험을 통해 결정될 수 있다. 개구는 또한 재구성 가능하게 배열될 수 있어서, 개구는 상이한 안테나 방사 패턴들을 갖는 상이한 유형들의 제2 테스트 안테나 어레인지먼트들에 적응될 수 있거나 또는 개구는 거리(D2)가 변경되는 경우에 적응될 수 있다.
도 8b는 외부 및 내부 챔버들을 포함하는 예시적인 측정 디바이스(820)를 예시한다. 내부 챔버(140)는 그의 벽들 중 하나에 개구(810)를 갖는다. 지향성 안테나(150')가 제2 테스트 안테나 어레인지먼트로서 배열되고 개구(810) 내로 방사하도록 구성된다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 예시적인 측정 디바이스들(800)은 위의 논의와 호환된다는 것이 인지된다. 따라서, 도 1 내지 도 4와 관련하여 논의된 모든 특징들은 개구(810)가 내부 챔버 벽에 배열되고, 제2 테스트 안테나 어레인지먼트는 적어도 부분적으로 내부 챔버 외부에 배치되는 경우에도 적용 가능하다.
일부 양상들에 따르면, 안테나 어레인지먼트(150 또는 150')는 메인 반사기 및 가능하게는, 서브 반사기들을 갖는 반사기 안테나로서 배열될 수 있다. 이러한 종류 또는 어레인지먼트는 안테나 테스트에서 잘 알려져 있다. 반사기는 호른 안테나로부터 나오는 구형파를 평면파로 변환하는 데 사용된다. 이 어레인지먼트는 CATR(compact antenna test range)로서 알려져 있다. 이 구성은 어레인지먼트들(100, 200, 250, 300, 400, 800 또는 900)과 호환된다.
내부 챔버(140)를 외부 챔버(140) 내부에 배열할 때 잠재적인 문제는 RIMP 환경이 영향을 받는다는 것이다. 이는, 적어도 부분적으로는 외부 챔버의 벽들과 내부 챔버의 벽들 사이에 많은 공간이 남아 있다는 사실(이는 이용 가능한 전파 경로들을 제한하고 이에 따라 전파 경로 분포들에 영향을 미칠 수 있음)에 기인할 수 있다.
도 9a는 다른 예시적인 측정 디바이스(900)를 예시하며, 여기서 내부 챔버(140)의 라디오 주파수 흡수 벽(141)의 적어도 섹션은 외부 챔버(120)의 내향 라디오 주파수 반사 벽(121)에 연결되게 배열된 주파수 선택적 반사 벽(910)이다. 주파수 선택적 반사 벽들(910)은 제1 주파수 대역의 라디오 주파수 신호들을 반사하고 제2 주파수 대역의 라디오 주파수 신호들을 흡수하도록 배열되고, 그리하여 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)에 의해 반사 라디오 주파수 환경에서 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하는 것 그리고 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150')에 의해 본질적으로 무반향 라디오 주파수 환경에서 성능을 측정하는 것을 가능하게 한다.
이렇게 하면, 제2 주파수 대역의 신호들과 같은 고주파 라디오 신호들은, 이들이 감쇠되거나 흡수되는 주파수 선택적 반사 벽(910) 내로 전파된다(921). 제1 주파수 대역의 라디오 주파수 신호들과 같은 더 낮은 라디오 주파수 신호들은 주파수 선택적 반사 벽(910)에 의해 반사된다(920). 따라서, 주파수 선택적 반사 벽(910)은 위에서 설명된 측정 디바이스 예들과 비교하면 외부 챔버의 RIMP 환경에 보다 제한된 영향을 미치는 반면, 주파수 선택적 반사 벽(910)은 제2 주파수 대역의 라디오 주파수 신호들에 대한 흡수 효과를 가지며, 이에 따라 내부 챔버의 다른 라디오 주파수 흡수 벽들(141)과 매우 유사하게 작용한다.
격자 구조의 예가 도 9b에 도시된다.
일부 양상들에 따르면, 주파수 선택적 반사 벽(910)은 라디오 주파수 흡수 재료 층(940) 및 내부 챔버(140)를 향하는, 즉 DUT를 향하는 주파수 선택적 반사 벽(910)의 측 상에 배열된 격자 구조(930)를 포함한다. 격자 구조는 제1 주파수 대역의 라디오 주파수 신호들을 반사하고 제2 주파수 대역의 라디오 주파수 신호들을 통과시키도록 구성된 치수를 갖는 그리드 또는 격자이다.
일부 양상들에 따르면, 격자 구조(930)는 제2 주파수 대역의 라디오 주파수 신호들을 통과시키는 치수를 갖는 구멍들을 갖는 금속 프레임워크를 포함한다.
일부 양상들에 따르면, 격자 구조(930)는 제2 주파수 대역의 라디오 주파수 신호들을 통과시키는 치수를 갖는 개구들을 갖는 벌집형 금속 프레임워크를 포함한다.
양상들에 따르면, 내부 챔버(140)의 벽(141')의 적어도 섹션은 외부 챔버(120)의 내향 라디오 주파수 반사 벽(121)에 연결되어 배열된 '스텔스(stealth)' 주파수 반사 벽(970)이다. 반사 벽(970)은 안테나 시스템(110)으로부터 멀어지게 라디오 주파수 신호들을 반사하도록 배열되어, 즉 스텔스 표면처럼 작용하고, 그리하여 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)에 의해 반사 라디오 주파수 환경에서 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하는 것 그리고 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150')에 의해 본질적으로 무반향 라디오 주파수 환경에서 성능을 측정하는 것을 가능하게 한다.
이는 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150, 150')로부터의 전자기 방사선만이 단일 방향으로부터 안테나 시스템(110)에 도달하기 때문이다. 벽(141')의 섹션에 도달하는 제2 테스트 안테나 어레인지먼트로부터의 신호들은 안테나 시스템(110)으로부터 멀어지게 반사된다. 다른 방향들로부터 들어오는 신호들은 내부 챔버 벽들에 의해 감쇠된다. 원리는 도 9c에 예시되며, 여기서 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)로부터의 송신(960)은 안테나 시스템(110)을 통과하지만 그 후 '스텔스' 반사 벽(970)에 의해 안테나 시스템(110)으로부터 멀어지게 반사된다.
예에 따르면, 반사 벽(970)은 반사 벽 상에 배열된 피라미드 형상들을 이용하여 실현될 수 있어서, 인입 신호는 비스듬히 아웃바운드 방향으로 반사된다.

Claims (10)

  1. 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 측정 디바이스로서,
    상기 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 구성된 내향 라디오 주파수 반사 벽들(121)을 갖는 외부 챔버(120),
    상기 외부 챔버(120) 내부에 전개 가능한 내부 챔버(140) ― 상기 내부 챔버(140)는 상기 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 구성된 라디오 주파수 흡수 벽들(141)을 가짐 ―,
    상기 외부 챔버(120) 내부에 배열되고 상기 제1 주파수 대역에서의 측정 동작(131)을 위해 구성된 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130), 및
    상기 외부 챔버(120) 내부에 배열되고 상기 제2 주파수 대역에서의 측정 동작(151)을 위해 구성된 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)를 포함하고,
    상기 라디오 주파수 흡수 벽들(141)은 상기 제1 주파수 대역에서 라디오 주파수 신호 투명성의 레벨과 연관되고,
    상기 제2 테스트 안테나 어레인지먼트가 상기 내부 챔버(140) 외부에 배열될 때, 상기 내부 챔버(140)의 라디오 흡수 벽들(141) 중 적어도 하나는 상기 외부 챔버(120)로의 개구(810)를 갖고, 상기 제2 테스트 안테나 어레인지먼트에 의한 송신이 상기 내부 챔버(140) 내부에 배열되도록, 상기 제2 테스트 안테나 어레인지먼트는 상기 개구(810)를 향해 지향되는 메인 로브(main lobe)를 갖는 지향성 안테나로서 구성되고, 그리하여 상기 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)에 의해 반사 라디오 주파수 환경에서 상기 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하는 것 및 상기 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)에 의해 본질적으로 무반향 라디오 주파수 환경에서 성능을 측정하는 것을 가능하게 하는,
    적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 측정 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부 챔버(120) 내부에 배열되고 상기 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)와 관련하여 상기 적어도 하나의 안테나 시스템(110)을 이동시키도록 구성된 제1 변위 메커니즘(240)을 더 포함하는,
    적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 측정 디바이스.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내부 챔버(140) 내부에 배열되고 상기 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)와 관련하여 상기 적어도 하나의 안테나 시스템(110)을 이동시키도록 구성된 제2 변위 메커니즘(230) 또는 제3 변위 메커니즘(260)을 더 포함하는,
    적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 측정 디바이스.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내부 챔버(140)의 라디오 주파수 흡수 벽들(141)은 상기 제1 주파수 대역에 비해 상기 제2 주파수 대역에서 더 높은 라디오 주파수 신호 감쇠를 위해 구성된 메타-재료(meta-material) 또는 주파수 선택 재료를 포함하는,
    적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 측정 디바이스.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내부 챔버(140)는 상기 외부 챔버(120)로부터 제거 가능하게 되도록 배열되는,
    적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 측정 디바이스.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)와 상기 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150) 사이에서 라디오 주파수 테스트 신호를 분할하도록 구성되고, 그리하여 LOS(line-of-sight) 동작 및 RIMP(rich isotropic multipath) 동작 둘 모두를 포함하는 측정 동작을 가능하게 하는 제어 유닛(160)을 더 포함하는,
    적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 측정 디바이스.
  7. 삭제
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제2 테스트 안테나 어레인지먼트는 상기 내부 챔버(140) 외부에 배열되고,
    상기 개구(810)는 상기 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150')의 부분으로부터 거리(D2)에 배열되고, 상기 개구(810)는 상기 거리(D2)에서 상기 메인 로브의 안테나 다이어그램에 매칭되는 형상을 갖는,
    적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 측정 디바이스.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 내부 챔버(140)의 라디오 주파수 흡수 벽(141)의 적어도 섹션은 상기 외부 챔버(120)의 내향 라디오 주파수 반사 벽(121)에 연결되게 배열된 주파수 선택적 반사 벽(910)이고, 상기 주파수 선택적 반사 벽(910)은 상기 제1 주파수 대역의 라디오 주파수 신호들을 반사하고 상기 제2 주파수 대역의 라디오 주파수 신호들을 흡수하도록 배열되고, 그리하여 상기 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)에 의해 반사 라디오 주파수 환경에서 상기 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하는 것 및 상기 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150')에 의해 본질적으로 무반향 라디오 주파수 환경에서 성능을 측정하는 것을 가능하게 하는,
    적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 측정 디바이스.
  10. 측정 디바이스에 의해 제1 주파수 대역 및 제2 주파수 대역에서 적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 방법으로서,
    상기 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 내향 라디오 주파수 반사 벽들(121)을 갖는 외부 챔버(120)를 구성하는 단계(S1),
    상기 안테나 시스템(110)을 에워싸도록 라디오 주파수 흡수 벽들(141)을 갖고 상기 외부 챔버(120) 내부에 전개 가능한 내부 챔버(140)를 구성하는 단계(S2) ― 상기 라디오 주파수 흡수 벽들(141)은 라디오 주파수 신호 투명성의 레벨과 연관됨 ―,
    상기 제1 주파수 대역에서의 측정 동작(131)을 위해 상기 외부 챔버(120) 내부에 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)를 구성하는 단계(S3),
    상기 제2 주파수 대역에서의 측정 동작(151)을 위해 상기 내부 챔버(140) 내부 또는 외부에 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)를 구성하는 단계(S4),
    상기 제2 테스트 안테나 어레인지먼트가 상기 내부 챔버 외부에 배치될 때,
    상기 내부 챔버(140)의 라디오 흡수 벽들(141) 중 적어도 하나에 상기 외부 챔버(120)로의 개구(810)를 배열하는 단계, 및
    상기 제2 테스트 안테나 어레인지먼트에 의한 송신이 상기 내부 챔버(140) 내부에 배열되도록, 상기 제2 테스트 안테나 어레인지먼트를 상기 개구(810)를 향해 지향되는 메인 로브(main lobe)를 갖는 지향성 안테나로서 구성하는 단계,
    상기 제1 테스트 안테나 어레인지먼트(130)에 의해 반사 라디오 주파수 환경에서 상기 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하고 그리고 상기 제2 테스트 안테나 어레인지먼트(150)에 의해 본질적으로 무반향 라디오 주파수 환경에서 성능을 측정하는 단계(S5)를 포함하는,
    적어도 하나의 안테나 시스템(110)의 성능을 측정하기 위한 방법.
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