WO2023180659A1 - Systeme d'emission et reception intelligent integre et compact - Google Patents

Systeme d'emission et reception intelligent integre et compact Download PDF

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WO2023180659A1
WO2023180659A1 PCT/FR2023/050385 FR2023050385W WO2023180659A1 WO 2023180659 A1 WO2023180659 A1 WO 2023180659A1 FR 2023050385 W FR2023050385 W FR 2023050385W WO 2023180659 A1 WO2023180659 A1 WO 2023180659A1
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WO
WIPO (PCT)
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module
transmission
modules
reception
communication
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/050385
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English (en)
Inventor
Nicolas Gross
Shoaib ANWAR
Original Assignee
Mvg Industries
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W24/00—Supervisory, monitoring or testing arrangements
    • H04W24/06—Testing, supervising or monitoring using simulated traffic
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/0807—Measuring electromagnetic field characteristics characterised by the application
    • G01R29/0814—Field measurements related to measuring influence on or from apparatus, components or humans, e.g. in ESD, EMI, EMC, EMP testing, measuring radiation leakage; detecting presence of micro- or radiowave emitters; dosimetry; testing shielding; measurements related to lightning
    • G01R29/0821—Field measurements related to measuring influence on or from apparatus, components or humans, e.g. in ESD, EMI, EMC, EMP testing, measuring radiation leakage; detecting presence of micro- or radiowave emitters; dosimetry; testing shielding; measurements related to lightning rooms and test sites therefor, e.g. anechoic chambers, open field sites or TEM cells
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
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    • G01R29/0871—Complete apparatus or systems; circuits, e.g. receivers or amplifiers
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    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels
    • H04B17/391—Modelling the propagation channel
    • H04B17/3912—Simulation models, e.g. distribution of spectral power density or received signal strength indicator [RSSI] for a given geographic region
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/10—Monitoring; Testing of transmitters
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing
    • H04B17/30—Monitoring; Testing of propagation channels

Definitions

  • the invention relates to an intelligent transmitter-receiver system synchronized at any location in space, making it possible in particular to network several radiating probes (or antennas) for the emission and/or reception of electromagnetic radiation as part of a beam formation or radiating device characterization.
  • the invention also relates to the characterization of a device under test.
  • the transceiver can be alone for a characterization of a wired device, or connected to radiating probes and networked by optical link to generate a realistic wireless communication scenario to or from a communicating device under test.
  • a multi-sensor transmission and reception system for characterizing a radiating device usually comprises several radiating electromagnetic probes (or antennas) arranged in the shape of an arch. This arrangement is advantageous in that it makes it possible to replace a mechanical movement axis with an electronic scanning axis.
  • Documents WO2012/45877 or WO2012/45879 describe such systems.
  • Such systems are advantageous compared to a conventional measurement means of the BCMA type (Compact Antenna Measurement Base) or the single sensor type. These systems constitute a very powerful and rapid means of measurement.
  • the probes are passive and permanently wired for an operating configuration fixed at installation. In addition, it is difficult to position them where you want in space given the difficulties inherent in cabling.
  • the invention solves the problem of reconfiguring transmission/reception systems for measurement or beam formation to obtain great flexibility of use.
  • the invention relates to a transmission and reception system comprising at least two modules intended to be connected to an antenna probe or a device under test, each comprising a transmission and reception sub-module connected to a sub-module.
  • processing and communication module the transmission and reception sub-module comprising two radio frequency outputs from which two radio frequency cables extend to connect the module to a radiating element or directly to a device under test, the processing and communication sub-module being configured to, from at least one communication protocol, generate communication signals intended to be communicated to the transmission and reception sub-module to be transmitted on the radio frequency cables, the transmission and reception sub-module, the processing sub-module and communication are housed in a housing preferably shielded to be impervious to electromagnetic radiation, the modules being, in addition, connected together in series by means of an optical link.
  • each module is associated with a bipolarized antenna connected to the transmission and reception sub-module via radio frequency cables;
  • the radio frequency cables have the shortest possible length allowing the connection of elements with radio frequency connectors while limiting the associated losses.
  • the transmission reception system comprises a control unit configured to communicate a communication protocol to the module, the control unit being connected to the module via a dedicated link adapted to the signals, the link being an Ethernet link or an optical link.
  • the modules are connected together in series by means of an optical link, the system comprising a control unit connected to the first module of the series of modules via a dedicated link and configured to control the modules and to synchronize them with each other, the control unit being able to control one or more chains of modules.
  • control unit is configured to control the modules and to synchronize them with each other so as to generate an electromagnetic environment.
  • the modules are arranged on a support in the form of an arch, disk or sphere, the support being intended to be positioned around a device under test;
  • control unit is configured to configure each module according to a defined measurement environment.
  • the invention therefore proposes a reconfigurable system making it possible to completely reconfigure the transmission and reception system on demand.
  • the invention makes it possible to generate a scenario dedicated to any location in space.
  • the different systems are distributed in space by synchronizing them with each other at dedicated positions. It is therefore possible to exactly control their behavior in time and space.
  • Each system is advantageously small and therefore compact, which allows it to be placed anywhere in the space. Also, the dimensions lead to a technological concentration allowing a large number of systems to be distributed.
  • the invention makes it possible to create measuring systems that are compact and easy to control and calibrate. For example, it is possible to generate a plane wave at short distance with a wall of transmitting/receiving systems.
  • the synchronization of the different systems allows for parallelized processing, which allows an increase in speed.
  • specific processing can be carried out remotely or distributed across all the different systems.
  • Each system can communicate directly with a computer via USB/Ethernet links.
  • the invention can also be used as a vector network analyzer type measuring instrument. , spectrum analyzer, vector signal analyzer.
  • the modular aspect of the system architecture makes it possible to cascade blocks to add functionalities such as frequency conversion to higher or lower frequencies, RCS (Radar Cross Section) measurements, or S parameters (in English, Scattering Parameters).
  • RCS Rad Cross Section
  • S parameters in English, Scattering Parameters
  • the system according to the invention is intended to equip, for example, multi-sensor radiofrequency measurement systems (in particular spherical near-field measurement bases).
  • the system according to the invention can be used to generate radiation diagrams that can be reconfigured at will in reception as well as in transmission, in particular for plane wave synthesis or beam formation, by networking them.
  • the targeted frequency range of the radio frequency spectrum extends from a few megahertz to a few hundred gigahertz.
  • the invention makes it possible to test and therefore characterize communicating devices at 5G frequencies.
  • the invention makes it possible to test one or more antennas powered by cables or provided directly with their source or with their integrated receivers and which can operate in transmission and/or reception.
  • the invention makes it possible to know the response of the antenna and the integrated transmitter/receiver of a mobile telephone to external electromagnetic radiation.
  • the invention makes it possible to know the response of a GNSS antenna (in English, Global Navigation Satellite System) with its on-board receiver to external electromagnetic interference.
  • the invention makes it possible to measure the radiation pattern of a radar antenna in several spatial directions.
  • the invention makes it possible to measure the sensitivity of a mobile phone in several directions of space and also to generate wave propagation scenarios corresponding to an environment such as a building, a vehicle, and/or an area. urban or rural.
  • any communicating system can be characterized and put into a communication situation in a realistic scenario by means of the invention comprising integrated instrumentation. A whole battery of tests can thus be carried out thanks to the freely reconfigurable nature of the system of the invention.
  • FIG. 1 illustrates a transmission and reception system according to a first embodiment
  • FIG. 2 illustrates a transmission and reception system according to a second embodiment
  • FIG. 3 schematically illustrates a module of a transmission and reception system according to the invention
  • FIG. 4 illustrates an antenna of a probe according to the invention
  • FIG. 5 illustrates a transmission and reception system according to a third embodiment
  • - Figure 6 illustrates a transmission and reception system according to a fourth embodiment
  • - Figure 7 illustrates a transmission and reception system according to a fifth embodiment
  • FIGS. 8a and 8b schematically illustrate the measurement of a communicating device in a classic Ml MO system whose wired configuration is fixed, compared to a MIMO system obtained by means of the system according to the invention.
  • Figure 1 illustrates a transmission and reception system 1 intended to be in communication with a device 2, for example a device under test (in English, Device Under Test, DUT) according to a first embodiment.
  • the system 1 comprises a transmission and reception module 4 connected directly to the device 2.
  • Figure 2 illustrates a transmission and reception system 1' intended to be in communication with a device 2' according to a second embodiment.
  • the system 1' comprises a module 4 connected to the device 2' by a wireless link via an antenna 41 or probe. This may also be a 2’ device under test.
  • the module 4 comprises a transmission and reception sub-module 411 connected to a processing and communication sub-module 412, the transmission and reception sub-module 411 comprising two radio frequency outputs RF1, RF2 from which extend two radio frequency cables 43 to connect the module 4 directly to a device 2 or to an antenna 41.
  • the transmission and reception sub-module 411 and the processing and communication sub-module 412 are advantageously housed in a housing 42 preferably shielded to be impervious to electromagnetic radiation.
  • the box 42 is small, as small as possible to properly accommodate the different elements.
  • the processing and communication sub-module 412 is configured to, from at least one communication protocol, generate communication signals intended to be communicated to the transmission and reception sub-module 411 to be transmitted on the radio frequency cables 43.
  • a communication protocol is typically one of 5G, 4G, Wi-Fi, BluetoothTM communication protocols or more generally a specification of several rules for a particular type of communication.
  • the radio frequency cables 43 are of the shortest possible length. They generally do not exceed, for example, 10 cm. But the length of radio frequency cables 43 can be adapted according to the frequency or integration constraint. The advantage is to be able to position the module 4 as close as possible to the device 2 to which it must connect, or if connected to an antenna 41, to limit the losses due to its wiring.
  • the processing and communication submodule 412 includes a stage 413 for signal processing and a stage 414 for communication management.
  • the processing stage 413 includes for example a processor and one or more FPGAs (in English, Field-Programmable Gate Array) and makes it possible to process and calibrate the signals on the one hand, but also to configure the shape of the electromagnetic wave (attenuation effect, phase shift, fading, Doppler, or time delay effect). It is thus possible to generate chirps for radar applications for example. It is also possible to generate complex modulated signals (e.g. 2G, 3G, 4G, 5G, Wi-Fi, radar signals etc.).
  • the communication stage 413 is configured for communication management and is linked to different interfaces: USB 415, optical 416, Ethernet 417 depending on the desired communication.
  • USB interface makes it possible to connect the module 4 to a measurement system 12 or directly to a computer for programming the FPGA and for its debugging, the optical interface 416 to an optical link and the Ethernet interface to a unit of control 11 of computer type for example.
  • the optical interface 416 notably allows communication between two modules.
  • sub-module 412 includes an interface 418 for the power supply of the sub-modules 411, 412.
  • the sub-module 411 includes an interface 419 to be connected to the sub-module 412.
  • the sub-modules 411, 412 are on separate electronic cards for better integration into the system, but these sub-modules can very well be integrated on a single card.
  • Each module 4 therefore comprises a digital transmitter/receiver comprising several channels (for example two channels) and a directly implemented channel emulator function making it possible to generate advanced communication protocols.
  • Module 4 is reversible in the sense that it can transmit a signal (Tx direction), as well as receive one (Rx direction). In reception (Rx), module 4 can measure a signal and carry out processing on this signal. In transmission (Tx), the module generates the desired signal.
  • each module 4 can be reconfigured as desired, which allows great flexibility in its use.
  • the consumption of the system is relatively low compared to conventional equipment equipping a multi-sensor system with conventional architecture. comprising passive modules. There is therefore a power gain in the link budget which makes it possible to work with signals at lower levels and correspondingly reduced energy consumption.
  • Consumption varies depending on the application chosen which requires more or less computing power.
  • the system of the invention allows flexible consumption depending on the type of use. Given the simple wiring, the possible applications are multiple.
  • Each module is capable of receiving and transmitting a CW or complex signal.
  • the treatments being carried out at the level of each module it becomes perfect thanks to the calibration applied locally.
  • the calibration data can be stored at the processing and communications sub-module and not on an external device as is the case with conventional systems.
  • the communication protocol is provided to the module (in particular at stage 413) via a control unit 10.
  • the control unit 10 may, depending on the case, only include a computer 11 which sends the protocol to the module via a dedicated 3a Ethernet type link. However, to allow signals to be sent to module 4 which are not supported by an Ethernet connection (bandwidth, flow rates), the control unit 10 comprises, in addition to the computer 11, a box 12 making it possible to generate signals which are not supported by an Ethernet link.
  • the box 12 is connected to the computer 11 which controls it.
  • Such a box is a CRPI box (Common Public Radio Interface).
  • Module 4 is in this case connected to box 12 via an optical link 3b.
  • the control unit 10 can also include a spectrum analyzer 14 connected to the computer 11.
  • the box 12 is advantageously connected to a radio measurement system 13 (in English, Radio Communication Tester, RCT).
  • RCT Radio Communication Tester
  • the box 12 has the role of also interfacing with conventional measuring devices (network emulator, complex signal generator, etc.).
  • the computer 11 therefore makes it possible to manage the configuration of the module 4 remotely and is more generally a device comprising a user interface, a processor and an Ethernet link.
  • the computer 11 also makes it possible to identify a malfunction of the module 4. As will be understood, all the intelligence of the module is positioned as close as possible to the device under test 2.
  • the module 4 is connected to a device under test 2' via an antenna 41 which is a bipolarized passive antenna 41, the device under test 2' then being a radiating device, a mobile phone, a tablet, a connected object.
  • the passive antenna 41 is advantageously an assembly of two radiating elements 41a, 41 b in a cross-shaped assembly, each element of the cross corresponding to a polarization for the radiation of the antenna 41.
  • the passive antenna 41 has dimensions which depend on the desired frequencies in relation to the device under test 2'.
  • the advantage of the orthogonal positioning of two linearly polarized antennas is to perfectly know the wave vector in the plane of the antennas, and therefore to know the electric field precisely at this location.
  • the dimensions depend on the frequency bands covered by the antenna. For example: 0.4-6 GHz, 6-18 GHz, 18-50 GHz. The higher the frequency band, the smaller the dimensions. The lower the frequency band, the larger the dimensions.
  • the passive antenna 41 is connected to the transmission and reception sub-module 411 via two radio frequency links 43 (one for each polarization and therefore each radiating element 41 a, 41 b of the antenna 41). These radio frequency links must be as short as possible.
  • the passive antenna 41 is at a distance of approximately a few centimeters from the box 42. It will be noted here that this distance is very small and that we seek to have the shortest possible cable connection to achieve maximum freedom from cable link losses inherent to high frequencies. In the case illustrated here, the losses are limited.
  • module 4 comprises a transmission and reception sub-module 411 connected to a processing and communication sub-module 412, the transmission and reception sub-module 411 comprising two radio frequency outputs RF1, RF2 from which extend two radio frequency cables 43 for connecting the module 4 to a radiating element 41 or directly to the device under test 2.
  • Figure 5 illustrates a transmission and reception system 1' according to a third embodiment comprising several modules 4, here three modules 4 identical to that already described.
  • a device under test 2' is here positioned on a support 5.
  • Such a support 5 is movable around an axis of rotation so as to be able to position the device under test 2 in different ways depending on the desired measurements.
  • modules with radiating antennas can be arranged on the same 2D plane to constitute a network (rectangular, or round in general) and in this case it is possible to form a particular beam pointing one or more directions in space to emit or receive signals (Tx/Rx).
  • Modules 4 are small and can be positioned anywhere in space and in particular around the device under test.
  • the modules 4 are connected to each other in series by a high-speed link 6, preferably an optical link.
  • each module 4 is connected in series to its neighbor by the optical link 6 (in English "Daisy Chain") and the connection can be in both directions, that is to say that a module can communicate with its neighbors in both directions.
  • Modules 4 are powered by means of a power cable connected to a power supply (not shown).
  • the power cable connects each module two by two in the same way as optical link 6.
  • the measurement system 1' essentially comprises an optical link 6 and an electrical power cable.
  • connection between two modules 4 is configured to convey digital data for this two-by-two communication.
  • wiring of modules 4 is simple and allows a significant data rate on the optical link.
  • the system 1' here again comprises a control unit 10 configured to control the modules 4 around or near the device under test 2' and to synchronize them with each other.
  • the control unit 10 communicates with all the other modules 4 via the first module of the series of modules 4 by being connected to this module by a dedicated link 3a, 3b (Ethernet or optical depending on the type of signals).
  • a dedicated link 3a, 3b (Ethernet or optical depending on the type of signals).
  • radio frequency links are almost non-existent.
  • the control unit 10 conforms to that described in relation to Figure 1.
  • the control unit 10 also makes it possible to identify a malfunction in one of the modules by self-diagnosis.
  • the processing and communication submodule 412 supports the CRPI communication protocol (in English, Common Public Radio Interface) which allows a module 4 to communicate with its neighbors.
  • CRPI communication protocol in English, Common Public Radio Interface
  • each module 4 offers the possibility of on-board processing, including in particular the correction of errors linked to the antennal imperfection of the modules (orthomodes).
  • On-board processing between pairs of modules 4 (or multiplets of probes) to carry out measurements of transmission parameters is also possible.
  • radio frequency links are those which connect the submodule 411 to the antenna 41 made up of transducer radiating elements. These links are very short and the associated losses are therefore very low, which no longer constitutes a barrier for use at the highest frequencies of the 5G spectrum. In addition, the low presence of radio frequency links resolves the problem of crucial link losses at high frequencies (order of magnitude > 20 GHz).
  • Figure 6 illustrates a transmission and reception system 1” according to a fourth embodiment for measuring the electromagnetic radiation of a radiating device 2”.
  • the device under test 2 is advantageously positioned on a support 5.
  • the modules 4 are distributed over a support structure 7 which in Figure 6 is in the shape of an arch but other shapes are possible. A distribution according to a matrix structure or spherical is for example possible.
  • the shape of the support 7 depends on the desired measurement context.
  • the advantage of arranging them on a hoop makes it possible to reconstruct, by rotating the axis of the support 5, the 3D map of the electromagnetic radiation of the device under test 2”.
  • the distribution of the modules and therefore the antennas on the hoop is regular for 3D characterization (the device under test can be passive). Only in the case of particular communications scenarios only certain modules are activated, and in this case the device under test is necessarily an active (or autonomous Tx/Rx) communicating device.
  • These modules can be positioned on a sphere (for example fifteen modules distributed in a discrete manner), and are in this case positioned in space (with synchronization and freedom of positioning without constraints linked to link losses) as presented in Figure 5.
  • the support 5 is mobile and makes it possible to make successive vertical sections of radiation so as to cover the entire sphere surrounding the device under test 2” and thus obtain complete 3D radiation.
  • the 2” radiating device under test is an antenna that we wish to characterize in transmission and reception.
  • the device under test 2 is connected to the control unit via a radio frequency cable link 8 while the series of modules 4 is connected to the controller 10 via an optical or Ethernet link depending on the signals used to characterize the antenna.
  • this would be an optical link for testing 5G antennas in particular.
  • the modules 4 are connected to each other via an optical link 6 (see also Figure 5 and the associated description).
  • Figure 7 illustrates a T” transmission and reception system according to a fifth embodiment for measuring the electromagnetic radiation of a 2’ radiating device.
  • the system includes a relay antenna A to simulate communication with a base station in the downward direction (in English, downlink) and the modules 4 are used to capture the waves emitted by the device under test 2' in the upward direction (in English, uplink).
  • the roles are reversed in the direction of communication.
  • the use of this relay antenna A is a possibility when it comes to testing a communicating object, because full duplex communication is also possible with the modules 4.
  • the relay antenna A is connected to the controller 10 via of a radiofrequency cable link 8.
  • the housing 42 is housed in the support structure 7 around the device under test 2'. This is different from known multi-sensor solutions according to which each antenna is connected to a bay by radio frequency links which are necessarily greater than in the solution described here, the bay not being able to be positioned as close as possible to the modules 4.
  • the invention is also advantageously used for MIMO (Multiple Input Multiple Output) OTA (Over The Air) simulation which usually uses a centralized channel emulator.
  • MIMO Multiple Input Multiple Output
  • OTA Over The Air
  • simulation is facilitated thanks to the architecture of the system of the invention: more flexibility and easy wiring, decentralized computing power, scalable architecture.
  • the device under test 2' (a mobile phone) is placed in an anechoic chamber CA around antennas A connected to a bay 20 and a control unit 10.
  • the antennas A and the bay 20 make it possible to simulate a MIMO environment.
  • the complex wiring of each antenna A is placed in the center of the modules 4 of the system according to the invention with simplified wiring by means in particular of an optical link 6 to the control unit 10.
  • the system of the invention makes it possible to test radiating or communicating RF equipment over a wide range of frequencies (up to tens of gigahertz), with a wide bandwidth of several hundred MHz, and to simulate numerous test conditions such as multipath, Doppler effect, noise.

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Abstract

L'invention concerne un système (1,1 ',1 ") comprenant au moins deux modules d'émission réception destinés à être connectés à une sonde antennaire ou un dispositif sous test, le module (4) comprenant un sous module d'émission réception (411 ) connecté à un sous module de traitement et de communication (412), le sous module d'émission réception (411 ) comprenant deux sorties radiofréquences depuis lesquelles s'étendent deux câbles radiofréquences (43) pour connecter le module (4) à un élément rayonnant ou directement à un dispositif sous test, le sous module de traitement et de communication (412) étant configuré pour à partir d'au moins un protocole de communication générer des signaux de communication destinés à être communiqués au sous module d'émission réception (411 ) pour être transmis sur les câbles radiofréquences (43), le sous module d'émission réception (411 ), le sous module de traitement et de communication (412) sont logés dans un boitier (42).

Description

SYSTEME D'EMISSION ET RECEPTION INTELLIGENT INTEGRE ET COMPACT
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne un système émetteur récepteur intelligent synchronisé à un endroit quelconque de l'espace, permettant notamment de mettre en réseau plusieurs sondes (ou antennes) rayonnantes pour l'émission et/ou la réception de rayonnement électromagnétique dans le cadre d'une formation de faisceau ou de la caractérisation de dispositif rayonnant.
L’invention concerne également la caractérisation d'un dispositif sous test. Dans ce cas, l'émetteur récepteur peut être seul pour une caractérisation d'un dispositif câblé, ou connecté à des sondes rayonnantes et mis réseau par liaison optique pour générer un scénario de communication hertzienne réaliste vers ou depuis un dispositif communicant sous test.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Un système d’émission réception multicapteurs pour caractériser un dispositif rayonnant comprend habituellement plusieurs sondes (ou antennes) électromagnétiques rayonnantes disposées en forme d’arche. Cette disposition est avantageuse dans la mesure où elle permet de remplacer un axe de déplacement mécanique par un axe de balayage électronique. Les documents WO2012/45877 ou WO2012/45879 décrivent de tels systèmes.
De tels systèmes sont avantageux par rapport à un moyen de mesure conventionnel de type BCMA (Base Compacte de Mesure d’Antenne) ou du type mono capteur. Ces systèmes constituent un moyen de mesure très puissant et rapide.
Toutefois, avec les systèmes un ou multi capteurs conventionnel, les sondes sont passives et définitivement câblées pour une configuration de fonctionnement figée à l’installation. En outre, il est difficile de les positionner où l’on veut dans l’espace compte tenu des difficultés inhérentes au câblage.
EXPOSE DE L’INVENTION
L’invention résout le problème de reconfiguration des systèmes d’émission/réception pour la mesure ou la formation de faisceaux pour obtenir une grande souplesse d’utilisation.
A cet effet, l’invention concerne un système d’émission réception comprenant au moins deux modules destinés à être connectés à une sonde antennaire ou un dispositif sous test, comprenant chacun un sous module d’émission réception connecté à un sous module de traitement et de communication, le sous module d’émission réception comprenant deux sorties radiofréquences depuis lesquelles s’étendent deux câbles radiofréquences pour connecter le module à un élément rayonnant ou directement à un dispositif sous test, le sous module de traitement et de communication étant configuré pour à partir d’au moins un protocole de communication générer des signaux de communication destinés à être communiqués au sous module d’émission réception pour être transmis sur les câbles radiofréquences, le sous module d’émission réception, le sous module de traitement et de communication sont logés dans un boitier de préférence blindé pour être imperméable aux rayonnements électromagnétiques, les modules étant, en outre, connectés entre eux en série au moyen d’une liaison optique.
L’invention est avantageusement complétée par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leur combinaison techniquement possible :
- chaque module est associé à une antenne bipolarisée connectée au sous module d’émission réception par l’intermédiaire des câbles radiofréquences ;
- les câbles radiofréquences présentent une longueur la plus courte possible permettant le raccordement des éléments avec des connectiques radiofréquences tout en limitant les pertes associées.
- le système d’émission réception comprend unité de contrôle configurée pour communiquer au module un protocole de communication, l’unité de contrôle étant connecté au module par l’intermédiaire d’une liaison dédiée adaptée aux signaux, la liaison étant une liaison Ethernet ou une liaison optique.
- les modules sont connectés entre eux en série au moyen d’une liaison optique, le système comprenant une unité de contrôle connectée au premier module de la série de modules par l’intermédiaire d’une liaison dédiée et configurée pour contrôler les modules et pour les synchroniser entre eux, l’unité de contrôle pouvant contrôler une ou plusieurs chaînes de modules.
- l’unité de contrôle est configurée pour contrôler les modules et pour les synchroniser entre eux de manière à générer un environnement électromagnétique.
- les modules sont disposés sur un support en forme d’arceau, disque ou sphère, le support étant destiné à être positionné autour d’un dispositif sous test ;
- l’unité de contrôle est configurée pour configurer chaque module en fonction d’un environnement de mesure défini.
L’invention propose donc un système reconfigurable permettant de reconfigurer complètement à la demande le système d’émission réception.
L’invention permet de générer un scénario dédié à un endroit quelconque de l’espace. Dans le cas de plusieurs systèmes en réseau les différents systèmes sont distribués dans l'espace en les synchronisant entre eux à des positions dédiées. Il est donc possible de contrôler exactement leur comportement dans le temps et l’espace.
Chaque système est avantageusement de petite taille et donc compact ce qui permet de le disposer à un endroit quelconque de l’espace. Également, les dimensions conduisent à une concentration technologique autorisant une distribution en grand nombre des systèmes.
Pour les applications basses fréquences, l’invention permet de créer des systèmes de mesures compacts et faciles à contrôler et à étalonner. Il est par exemple possible de générer une onde plane à courte distance avec un mur de systèmes d’émission/réception.
La synchronisation des différents systèmes permet d’avoir des traitements parallélisés ce qui permet une augmentation de la rapidité. Ainsi, des traitements spécifiques peuvent être réalisés de façon déportée ou distribués sur l'ensemble des différents systèmes.
Chaque système peut communiquer directement avec un ordinateur via des liaisons USB / Ethernet.
Outre la capacité de réaliser des mesures en communication OTA (en anglais, Over The Air) c’est-à-dire tout type de communication sans fil, l’invention peut être également utilisée comme un instrument de mesure de type analyseur de réseau vectoriel, analyseur de spectre, analyseur de signal vectoriel.
L’aspect modulaire de l’architecture du système permet de cascader des blocs pour ajouter des fonctionnalités telles que la conversion de fréquences vers des fréquences plus hautes, ou plus basses, les mesures de RCS (en anglais, Radar Cross Section), ou de paramètres S (en anglais, Scattering Parameters).
Le système selon l’invention est destiné à équiper par exemple les systèmes de mesure radiofréquence multicapteurs (notamment les bases de mesure en champ proche sphérique).
Le système selon l’invention peut être utilisé pour générer des diagrammes de rayonnements reconfigurables à volonté en réception comme à l'émission, notamment pour la synthèse d'onde plane ou la formation de faisceaux, par leur mise en réseau.
La gamme de fréquences visée du spectre des radiofréquences s'étend de quelques mégahertz à quelques centaines de gigahertz.
En particulier, l’invention permet de tester et donc caractériser des dispositifs communicants aux fréquences 5G. L’invention permet de tester une ou plusieurs antennes alimentées au moyen de câbles ou bien munies directement de leur source ou bien de leurs récepteurs intégrés et pouvant fonctionner en émission et/ou en réception.
L’invention permet de connaitre la réponse de l’antenne et de l’émetteur/récepteur intégré d’un téléphone portable à des rayonnements électromagnétiques extérieurs. L’invention permet de connaître la réponse d’une antenne GNSS (en anglais, Global Navigation Satellite System) avec son récepteur embarqué à des interférences électromagnétiques extérieures.
L’invention permet de mesurer le diagramme de rayonnement d’une antenne radar dans plusieurs directions de l’espace.
L’invention permet de mesurer la sensibilité d’un téléphone portable dans plusieurs directions de l’espace et également permettre de générer des scénarios de propagation d’ondes correspondant à un environnement tel qu’un bâtiment, un véhicule, et/ou une zone urbaine ou rurale.
Le fait de pouvoir synchroniser tous les systèmes permet de tester des dispositifs fonctionnant à des fréquences élevées. En effet, en technologie 5G, il faut faire passer plusieurs centaines de MHz (par exemple 200 MHz) de bande passante dans chaque canal 5G MIMO. Cela veut dire la possibilité d’analyser 200 millions d’informations en une seconde. Pour cela, tous les systèmes doivent être synchronisés entre eux. De telles performances ne sont pas possibles avec les systèmes actuels qui atteignent rarement les 200 MHz de bande passante et ce sont des systèmes qui plus est de grandes dimensions.
D’une façon générale, tout système communicant peut être caractérisé et mis en situation de communication dans un scénario réaliste au moyen de l’invention comportant une instrumentation intégrée. Toute une batterie de tests peut ainsi être effectuée grâce au caractère reconfigurable à volonté du système de l’invention.
PRESENTATION DES FIGURES
D’autres caractéristiques, buts et avantages de l’invention ressortiront de la description qui suit, qui est purement illustrative et non limitative, et qui doit être lue en regard des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre un système d’émission réception selon un premier mode de réalisation ;
- la figure 2 illustre un système d’émission réception selon un deuxième mode de réalisation ;
- la figure 3 illustre schématiquement un module d’un système d’émission réception selon l’invention ;
- la figure 4 illustre une antenne d’une sonde selon l’invention ;
- la figure 5 illustre un système d’émission réception selon un troisième mode de réalisation ;
- la figure 6 illustre un système d’émission réception selon un quatrième mode de réalisation ; - la figure 7 illustre un système d’émission réception selon un cinquième mode de réalisation ;
- les figures 8a et 8b illustrent schématiquement la mesure d’un dispositif communicant dans un système Ml MO classique dont la configuration câblée est figée, en regard d’un système MIMO obtenu au moyen du système selon l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE
Principe général
La figure 1 illustre un système d’émission réception 1 destiné à être en communication avec un dispositif 2 par exemple un dispositif sous test (en anglais, Device Under Test, DUT) selon un premier mode de réalisation. Selon ce premier mode de réalisation, le système 1 comprend un module 4 d’émission réception connecté directement au dispositif 2.
La figure 2 illustre un système d’émission réception 1 ’ destiné à être en communication avec un dispositif 2’ selon un deuxième mode de réalisation. Selon ce deuxième mode de réalisation, le système 1 ’ comprend un module 4 connecté au dispositif 2’ par une liaison sans fil par l’intermédiaire d’une antenne 41 ou sonde. Il peut s’agir ici aussi d’un dispositif sous test 2’.
Comme illustré sur la figure 3, le module 4 comprend un sous module d’émission réception 411 connecté à un sous module de traitement et de communication 412, le sous module d’émission réception 411 comprenant deux sorties radiofréquences RF1 , RF2 depuis lesquelles s’étendent deux câbles radiofréquences 43 pour connecter le module 4 directement à un dispositif 2 ou bien à une antenne 41 .
Le sous module d’émission réception 411 et le sous module de traitement et de communication 412 sont avantageusement logés dans un boitier 42 de préférence blindé pour être imperméable aux rayonnements électromagnétiques. Le boitier 42 est de petite taille, aussi petit que possible pour loger convenablement les différents éléments.
Le sous module de traitement et de communication 412 est configuré pour, à partir d’au moins un protocole de communication, générer des signaux de communication destinés à être communiqués au sous module d’émission réception 411 pour être transmis sur les câbles radiofréquences 43. Un protocole de communication est typiquement un parmi des protocoles de communication 5G, 4G, Wi-Fi, Bluetooth™ ou plus généralement une spécification de plusieurs règles pour un type de communication particulier.
Les câbles radiofréquences 43 sont de longueur la plus faible possible. Ils ne dépassent en général pas, par exemple, 10 cm. Mais la longueur des câbles radiofréquences 43 peut être adaptée selon la contrainte fréquentielle ou d’intégration. L’intérêt est de pouvoir positionner le module 4 le plus près possible du dispositif 2 auquel il doit se raccorder, ou si connecté à une antenne 41 , de limiter les pertes dues à son câblage.
Le sous module 412 de traitement et communication comprend un étage 413 pour le traitement des signaux et un étage 414 pour la gestion de la communication. L’étage 413 de traitement comprend par exemple un processeur et un ou plusieurs FPGAs (en anglais, Field- Programmable Gate Array) et permet de traiter et d'étalonner les signaux d’une part, mais aussi de configurer la forme de l’onde électromagnétique (effet d'atténuation, de déphasage, fading, Doppler, ou effet de retard temporel). Il est ainsi possible de générer des chirps pour des applications radar par exemple. Il est également possible de générer des signaux modulés complexes (par exemple signaux 2G, 3G, 4G, 5G, Wi-Fi, radar etc.).
Parmi les traitements des signaux possibles par le module 412, on a l’ajustement du gain, de la phase, le filtrage, le décalage temporel, l’ajout de bruit aléatoire, la simulation de l’effet Doppler, etc.
L’étage de communication 413 est configuré pour la gestion de la communication et est en liaison avec différentes interfaces : USB 415, optique 416, Ethernet 417 selon la communication souhaitée. L’interface USB permet de connecter le module 4 à un système de mesure 12 ou bien directement à un ordinateur pour la programmation du FPGA et pour son débogage, l’interface optique 416 à un lien optique et l’interface Ethernet à une unité de contrôle 11 de type ordinateur par exemple. L’interface optique 416 permet notamment la communication entre deux modules.
En outre, le sous module 412 comprend une interface 418 pour l’alimentation électrique des sous modules 411 , 412.
Le sous module 411 comprend une interface 419 pour être connectée au sous module 412. Selon cet exemple, les sous modules 411 , 412 sont sur des cartes électroniques distinctes pour une meilleure intégration dans le système, mais ces sous-modules peuvent très bien être intégrés sur une seule carte.
Chaque module 4 comprend donc un émetteur/récepteur numérique comprenant plusieurs canaux (par exemple deux canaux) et une fonction émulateur de canal directement implémentée permettant de générer des protocoles de communication évolués. Le module 4 est réversible dans le sens où il peut émettre un signal (sens Tx), comme en recevoir (sens Rx). En réception (Rx), le module 4 peut mesurer un signal et réaliser des traitements sur ce signal. En émission (Tx), le module génère le signal souhaité.
De ce fait chaque module 4 est reconfigurable à volonté ce qui permet une grande souplesse dans son utilisation.
Également, la consommation du système est relativement faible devant les équipements classiques équipant un système multi capteurs à l’architecture conventionnelle comportant des modules passifs. Il y a donc un gain de puissance dans le bilan de liaison qui permet de travailler avec des signaux à niveaux plus faibles et une consommation énergétique réduite d’autant.
La consommation varie selon l’application choisie qui nécessite une puissance de calcul plus ou moins importante. Le système de l’invention permet une consommation flexible selon le type d’utilisation. Compte tenu du simple câblage, les applications possibles sont multiples. Chaque module est capable de recevoir et transmettre un signal CW ou complexe.
En outre, compte tenu du fait que le sous module d’émission/réception 411 est au plus près de l’antenne tous les traitements radio et notamment le passage en bande de base se fait à cet endroit et le lien radiofréquence câblé habituellement source de perte n’est ici plus une contrainte.
Également, les traitements étant effectués au niveau de chaque module, celui-ci devient parfait grâce à l’étalonnage appliqué en local. En outre, lorsque les modules sont étalonnés, les données d’étalonnage peuvent être stockées au niveau du sous module de traitement et de communication et non sur un dispositif externe comme c’est le cas avec les systèmes conventionnels.
La faible utilisation des liaisons radiofréquences câblées permet d’utiliser le système pour mesurer des dispositifs de test 2 de grandes dimensions : avion, satellite ou encore automobile.
Le protocole de communication est fourni au module (en particulier à l’étage 413) par l’intermédiaire d’une unité de contrôle 10. L'unité de contrôle 10 peut selon les cas comprendre uniquement un ordinateur 11 qui envoie le protocole au module par une liaison 3a dédiée type Ethernet. Toutefois pour permettre d’envoyer au module 4 des signaux qui ne sont pas supportés par une liaison Ethernet (bande passante, débits) l’unité de contrôle 10 comprend outre l’ordinateur 11 un boitier 12 permettant de générer des signaux qui ne sont pas supportés par une liaison Ethernet. Le boitier 12 est en liaison avec l’ordinateur 11 qui le pilote. Un tel boitier est un boitier CRPI (en anglais Common Public Radio Interface). Le module 4 est dans ce cas reliée au boitier 12 par l’intermédiaire d’une liaison optique 3b. Également, l’unité de contrôle 10 peut aussi comprendre un analyseur de spectre 14 connecté à l’ordinateur 11 .
Dans ce dernier cas le boitier 12 est avantageusement connecté à un système de mesure radio 13 (en anglais, Radio Communication Tester, RCT). Ainsi, le boitier 12 a le rôle de faire l’interface également avec les appareils de mesures classiques (émulateur de réseau, générateur de signaux complexe, etc.).
L’ordinateur 11 permet donc de gérer le paramétrage du module 4 à distance et s’agit plus généralement d’un dispositif comprenant une interface utilisateur, un processeur et une liaison Ethernet. L’ordinateur 11 permet également d’identifier un dysfonctionnement du module 4. Comme on l’aura compris, toute l’intelligence du module est positionnée au plus près du dispositif sous test 2.
Selon le deuxième mode de réalisation, illustré sur la figure 2, le module 4 est connecté à un dispositif sous test 2’ par l’intermédiaire d’une antenne 41 qui est une antenne passive 41 bipolarisée, le dispositif sous test 2’ étant alors un dispositif rayonnant, un téléphone mobile, une tablette, un objet connecté. Comme illustré sur la figure 4, l’antenne passive 41 est avantageusement un assemblage de deux éléments rayonnants 41a, 41 b selon un assemblage en forme de croix, chaque élément de la croix correspondant à une polarisation pour le rayonnement de l’antenne 41. L’antenne passive 41 présente des dimensions qui dépendent des fréquences souhaitées en relation avec le dispositif sous test 2’. L'intérêt du positionnement orthogonal de deux antennes polarisées linéairement est de connaître parfaitement le vecteur d'onde dans le plan des antennes, et donc de connaître le champ électrique précisément à cet endroit.
Les dimensions sont fonction des bandes de fréquences couvertes par l'antenne. Par exemple : 0,4-6 GHz, 6-18 GHz, 18-50 GHz. Plus la bande de fréquences est haute, plus les dimensions sont petites. Plus la bande de fréquences est basse, plus les dimensions sont grandes.
L’antenne passive 41 est en liaison avec le sous module 411 d’émission réception par l’intermédiaire de deux liaisons radiofréquences 43 (une pour chaque polarisation et donc chaque élément rayonnant 41 a, 41 b de l’antenne 41 ). Ces liaisons radiofréquences doivent être les plus courtes possibles. En particulier, l’antenne passive 41 est à une distance de quelques centimètres environ du boitier 42. On retiendra ici que cette distance est très petite et que l’on cherche à avoir la liaison câblée la plus courte possible pour s'affranchir au maximum des pertes des liaisons câblées inhérentes aux fréquences élevées. Dans le cas illustré ici, les pertes sont limitées.
En effet, les pertes (c’est-à-dire qui provoquent une atténuation du signal) des câbles croissent de façon importante avec la fréquence et deviennent rédhibitoires au-delà de 20 GHz environ. Une liaison câblée est donc acceptable sur quelques centimètres, mais pas sur plusieurs mètres. Ainsi, on évite ici l’utilisation d’amplificateurs pour compenser les pertes du signal et le budget global en termes de consommation d’énergie et facteur de bruit est donc meilleur qu’avec des systèmes où l’électronique et l’intelligence est loin derrière les câbles radiofréquences.
Ainsi, comme indiqué, le module 4 comprend un sous module d’émission réception 411 connecté à un sous module de traitement et de communication 412, le sous module d’émission réception 411 comprenant deux sorties radiofréquences RF1 , RF2 depuis lesquelles s’étendent deux câbles radiofréquences 43 pour connecter le module 4 à un élément rayonnant 41 ou directement au dispositif sous test 2.
Figure imgf000011_0001
La figure 5 illustre un système 1 ’ d’émission réception selon un troisième mode de réalisation comprenant plusieurs modules 4, ici trois modules 4 identiques à celui déjà décrit. Un dispositif sous test 2’ est ici positionné sur un support 5. Un tel support 5 est mobile autour d’un axe de rotation de manière à pouvoir positionner le dispositif sous test 2 de différentes manières en fonction des mesures souhaitées. On précise que l’on peut utiliser une matrice de modules répartie dans un plan. Dans ce cas, le système d’émission réception est utilisé pour faire la formation de faisceaux et non pour tester un dispositif sous test. Plusieurs modules avec antennes rayonnantes peuvent être disposés sur un même plan 2D pour constituer un réseau (de forme rectangulaire, ou rond en général) et dans ce cas il est possible de former un faisceau particulier pointant une ou plusieurs directions de l'espace pour émettre ou recevoir les signaux (Tx/Rx).
Les modules 4 sont de petites tailles et peuvent être positionnés n’importe où dans l’espace et en particulier autour du dispositif sous test.
Les modules 4 sont connectés entre eux en série par un lien 6 haut débit, de préférence un lien optique. En particulier, chaque module 4 est relié en série à son voisin par le lien optique 6 (en anglais « Daisy Chain ») et la liaison peut être dans les deux sens, c’est-à-dire qu’un module peut communiquer avec ses voisins dans les deux sens.
Les modules 4 sont alimentés au moyen d’un câble d’alimentation en liaison avec une alimentation électrique (non représentés). Le câble d’alimentation relie deux à deux chaque module de la même manière que le lien optique 6.
Ainsi, le système de mesure 1 ’ comprend essentiellement une liaison optique 6 et un câble d’alimentation électrique.
La liaison entre deux modules 4 est configurée pour véhiculer des données numériques pour cette communication deux à deux. De plus, le câblage des modules 4 est simple et permet un débit conséquent des données sur la liaison optique.
Afin de faire fonctionner tous les modules, le système 1 ’ comprend ici encore une unité de contrôle 10 configurée pour contrôler les modules 4 autour ou à proximité du dispositif sous test 2’ et pour les synchroniser entre eux. En particulier, l’unité de contrôle 10 communique avec tous les autres modules 4 par l’intermédiaire du premier module de la série de modules 4 en étant connecté à ce module par une liaison dédiée 3a, 3b (Ethernet ou optique selon le type de signaux). Là encore les liaisons radiofréquences sont quasi inexistantes. L’unité de contrôle 10 est conforme à celle décrite en relation avec la figure 1 .
Grâce à la liaison 3a, 3b entre l’unité de contrôle 10 et le premier module de la série de modules 4, l’unité de contrôle 10 permet de synchroniser l’ensemble des autres modules et est capable d’identifier ce que fait chaque module 4 à chaque instant. Ceci est important dans la mesure où les mesures et l’environnement souhaité pour le test nécessitent un contrôle en temps réel. Ainsi, on obtient une grande souplesse d’utilisation puisque chaque module est paramétrable et reconfigurable à distance par l’intermédiaire de l’unité de contrôle 10. En particulier, il est possible d’envoyer des données identiques (par exemple en bande de base) à tous les modules 4 et d’avoir des traitements particuliers pour chaque module 4. Ces traitements contribuent à générer un environnement électromagnétique particulier (par l’ajustement du gain, de la phase, le filtrage, le décalage temporel, l’ajout de bruit aléatoire, la simulation de l’effet Doppler, etc.). Également, il est possible de générer différents scénarios de propagation », ou « modélisation du canal de propagation ». Le but est d’implémenter des scénarios d’utilisations réels dans un environnement contrôlé. Par exemple un scenario d’utilisation d’un téléphone dans un bureau, ou dans une voiture, ou dans un train, etc.
L’unité de contrôle 10 permet également d’identifier un dysfonctionnement d’un des modules par un autodiagnostic.
Le sous module 412 de traitement et de communication supporte le protocole de communication CRPI (en anglais, Common Public Radio Interface) qui permet à un module 4 de communiquer avec ses voisins.
Compte tenu que les modules sont reconfigurables à volonté, chaque module 4 offre la possibilité de traitements embarqués, dont notamment la correction des erreurs liées à l’imperfection antennaire des modules (orthomodes). Les traitements embarqués entre couples de modules 4 (ou multiplets de sondes) pour réaliser des mesures de paramètres de transmission sont également possibles.
Comme déjà mentionné, avantageusement, on constate que les seules liaisons radiofréquences existantes sont celles qui relient le sous module 411 à l’antenne 41 constituée d’éléments rayonnants transducteurs. Ces liaisons sont très courtes et les pertes associées sont donc très faibles, ce qui ne constitue plus un frein pour une utilisation aux fréquences les plus hautes du spectre de la 5G. En outre, la faible présence des liaisons radiofréquences résout le problème des pertes de liaisons cruciales aux fréquences élevées (ordre de grandeur > 20 GHz).
Cas de plusieurs modules positionnés sur une arche
La figure 6 illustre un système d’émission réception 1 ” selon un quatrième mode de réalisation pour la mesure du rayonnement électromagnétique d’un dispositif rayonnant 2”.
Le dispositif sous test 2” est avantageusement positionné sur un support 5.
Les modules 4 sont répartis sur une structure support 7 qui sur la figure 6 est en forme d’arceau mais d’autres formes sont possibles. Une répartition selon une structure matricielle ou sphérique est par exemple possible. La forme du support 7 dépend du contexte de mesure souhaité.
L’intérêt de les disposer sur un arceau permet de reconstituer, par rotation de l'axe du support 5, la carte 3D du rayonnement électromagnétique du dispositif sous test 2”. Typiquement, la répartition des modules et donc des antennes sur l’arceau est régulière pour faire de la caractérisation 3D (le dispositif sous test peut être passif). Uniquement dans les cas de scénarios de communications particuliers seuls certains modules sont activés, et dans ce cas le dispositif sous test est nécessairement un dispositif communicant actif (ou autonome Tx/Rx). Ces modules peuvent être positionnés sur une sphère (par exemple quinze modules répartis de façon discrètes), et sont dans ce cas positionnés dans l'espace (avec synchronisation et liberté du positionnement sans contraintes liées aux pertes de liaisons) comme présenté en figure 5.
Le support 5 est mobile et permet de pouvoir réaliser des coupes verticales successives de rayonnement de façon à couvrir toute la sphère entourant le dispositif sous test 2” et ainsi obtenir un rayonnement 3D complet.
Selon ce quatrième mode de réalisation, le dispositif rayonnant 2” sous test est une antenne que l’on souhaite caractériser en émission et en réception.
Le dispositif sous test 2” est connecté à l’unité de contrôle par l’intermédiaire d’une liaison câblée radiofréquence 8 tandis que la série de modules 4 est connectée au contrôleur 10 par l’intermédiaire d’une liaison optique ou Ethernet selon les signaux utilisés pour caractériser l’antenne. Avantageusement, il s’agirait d’une liaison optique pour tester des antennes 5G notamment. En tout état de cause, comme déjà discuté, les modules 4 sont reliés entre eux par l’intermédiaire d’une liaison optique 6 (voir aussi la figure 5 et la description associée).
La figure 7 illustre un système d’émission réception T” selon un cinquième mode de réalisation pour la mesure du rayonnement électromagnétique d’un dispositif rayonnant 2’.
Là encore un tel dispositif sous test 2’ est positionné sur un support 5 et est ici un dispositif communicant comme un téléphone portable. Dans ce cas, le système comprend une antenne relais A pour simuler une communication avec une station de base dans le sens descendant (en anglais, downlink) et les modules 4 sont utilisés pour capter les ondes émises par le dispositif sous test 2’ dans le sens montant (en anglais, uplink). Les rôles sont inversés dans le sens de communication. L’utilisation de cette antenne relais A est une possibilité lorsqu’il s’agit de tester un objet communicant, car une communication duplex intégrale est également possible avec les modules 4. L’antenne relais A est connectée au contrôleur 10 par l’intermédiaire d’une liaison câblée radiofréquence 8.
Dans le cas d’utilisation d’un support comme illustré sur les figures 6 et 7 le boitier 42 est logé dans la structure support 7 autour du dispositif sous test 2’. Ceci est différent des solutions multi capteurs connues selon lesquelles, chaque antenne est connectée à une baie par des liens radiofréquences nécessairement plus importants que dans la solution décrite ici, la baie ne pouvant pas être positionnée au plus près des modules 4.
L’invention est aussi avantageusement utilisée pour la simulation MIMO (en anglais Multiple Input Multiple Output) OTA (en anglais, Over The Air) qui utilise habituellement un émulateur de canal centralisé. Ici grâce à l’invention une telle simulation est facilitée grâce à l’architecture du système de l’invention : plus de flexibilité et un câblage facile, puissance informatique décentralisée, architecture évolutive.
Sur la figure 8a le dispositif sous test 2’ (un téléphone portable) est placé dans une chambre anéchoïde CA autour d’antennes A connectés à une baie 20 et une unité de contrôle 10. Les antennes A et la baie 20 permettant de simuler un environnement MIMO. On constate sur cette figure le câblage complexe de chaque antenne A. A la différence, sur la figure 8b, le dispositif sous test 2’ est placé au centre des modules 4 du système selon l’invention avec un câblage simplifié au moyen notamment d’une liaison optique 6 vers l’unité de contrôle 10. On voit sur ces deux exemples l’intérêt du module selon l’invention.
Dans le cadre de la génération d'onde plane à partir du système selon l’invention, il est possible de migrer vers chaque sonde tout le traitement des données l&Q en bande de base.
Selon les exigences de la 5G, le système de l’invention permet de tester des équipements RF rayonnants ou communicants sur une large gamme de fréquences (jusqu'à des dizaines de gigahertz), avec une large bande passante de plusieurs centaines de MHz, et de simuler de nombreuses conditions de tests telles que le multi trajet, l’effet Doppler, le bruit.

Claims

REVENDICATIONS
1. Système d’émission réception (1 ,1 ’,1 ”) caractérisé en ce qu’il comprend : au moins deux modules (4) d’émission réception, chaque module (4) étant destiné à être connecté à une sonde antennaire ou un dispositif sous test (2, 2’, 2”), et comprenant un sous module d’émission réception (411 ) connecté à un sous module de traitement et de communication (412), le sous module d’émission réception (411 ) comprenant deux sorties radiofréquences (RF1 ,RF2) depuis lesquelles s’étendent deux câbles radiofréquences (43) pour connecter le module (4) à un élément rayonnant (41 ) ou directement à un dispositif sous test, le sous module de traitement et de communication (412) étant configuré pour à partir d’au moins un protocole de communication générer des signaux de communication destinés à être communiqués au sous module d’émission réception (411 ) pour être transmis sur les câbles radiofréquences (43), le sous module d’émission réception (411 ), le sous module de traitement et de communication (412) sont logés dans un boitier (42) blindé pour être imperméable aux rayonnements électromagnétiques, les modules (4) étant, en outre, connectés entre eux en série au moyen d’une liaison optique (6).
2. Système d’émission réception (1 ,1 ’,1 ”) selon la revendication précédente, dans lequel chaque module (4) est associé à une antenne (41 ) bipolarisée connectée au sous module d’émission réception par l’intermédiaire des câbles radiofréquences (43).
3. Système d’émission réception (1 ,1’,1 ”) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les câbles radiofréquences (43) présentent une longueur inférieure à 10 cm.
4. Système d’émission réception (1 ,1’,1 ”) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une unité de contrôle (10) configurée pour communiquer au module (4) le protocole de communication, l’unité de contrôle (10) étant connecté au module (4) par l’intermédiaire d’une liaison dédiée adaptée aux signaux, la liaison étant une liaison Ethernet (3a) ou une liaison optique (3b).
5. Système d’émission réception selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une unité de contrôle (10) connectée au premier module de la série de modules par l’intermédiaire d’une liaison dédiée (3a, 3b) et est configurée pour contrôler les modules et pour les synchroniser entre eux, l’unité de contrôle (10) pouvant contrôler une ou plusieurs chaînes de modules (4).
6. Système d’émission réception (1 selon la revendication 5 , dans lequel l’unité de contrôle (10) est configurée pour contrôler les modules (4) et pour les synchroniser entre eux de manière à générer un environnement électromagnétique.
7. Système d’émission réception (1 ,1 ’,1 ”) selon la revendication 6, dans lequel les modules (4) sont disposés sur un support (7) en forme d’arceau, disque ou sphère, le support (7) étant destiné à être positionné autour d’un dispositif sous test.
8. Système d’émission réception (1 ,1 ’,1 ”) selon l’une quelconque des revendications 6 à 7, dans lequel l’unité de contrôle (10) est configurée pour configurer chaque module (4) en fonction d’un environnement de mesure défini.
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