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Premier systegraveme de test reacutegle-mentaire au monde pour sys-tegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz
Oscilloscopes universels analyses domaines temporel et freacutequentiel ainsi que logique et de protocole en un seul appareil
Les eacutemetteurs de moyenne et faible puissance agrave encombrement reacuteduit complegravetent la nouvelle famille drsquoeacutemetteurs
Un maximum de preacutecision dans un format portable caracteacuterise tout particuliegraverement ces son-des Et un smartphone suffit deacutesormais pour lrsquoaffichage des reacutesultats de mesure Deacutecouvrez en outre dans cette revue la premiegravere sonde de DC agrave 110 GHz
Sondes de puis-sance USB pour toutes applications
TECHNOLOGIES SANS FIL INSTRUMENTATION GENERALE DIFFUSION RADIO ET TV
ACTUALITEacuteS20813
Informations eacutediteurEditeur Rohde amp Schwarz GmbHampCo KG Muumlhldorfstraszlige 15 middot 81671 Muumlnchen (R F A)wwwrohde-schwarzcom Contact reacutegional Europe Afrique Moyen-Orient | +49 89 4129 123 45 customersupportrohde-schwarzcom
Ameacuterique du Nord | 1 888 TEST RSA (1 888 837 87 72) customersupportrsarohde-schwarzcom
Ameacuterique latine | +1 410 910 79 88 customersupportlarohde-schwarzcom
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Chine | +86 800 810 8228+86 400 650 5896 customersupportchinarohde-schwarzcom
Reacutedaction et mise en page Redaktion DrexlampKnobloch GmbH (Munich) Adaptation franccedilaise Temcom Photos Rohde amp Schwarz Imprimeacute en Allemagne Volume 53 Tirage 75 000 en allemand anglais franccedilais espagnol et japonais Freacutequence de parution environ deux fois par an ISSN 0174-0660 Abonnement gratuit aupregraves des agences Rohde amp Schwarz Reproduction autoriseacutee avec indication de la source et copie agrave Rohde amp Schwarz PD 5214447173
RampSreg est une marque deacuteposeacutee de Rohde amp Schwarz GmbHampCo KG Les noms de pro-duits et drsquoentreprises sont les marques de leurs proprieacutetaires respectifs CDMA2000reg est une marque deacuteposeacutee par lrsquoAssociation de lrsquoindustrie de teacuteleacutecommunications (TIA Etats-Unis) La marque et les logos Bluetoothreg sont la proprieacuteteacute de Bluetooth SIG Inc et leur utilisation est conceacutedeacutee sous licence agrave Rohde amp Schwarz laquo WiMAX Forum raquo est une marque deacuteposeacutee du WiMAX Forum laquo WiMAX raquo le logo laquo WiMAX Forum raquo laquo WiMAX Forum Certified raquo ainsi que le logo laquo WiMAX Forum Certified raquo sont des marques du Forum WiMAX Toutes les autres marques appartiennent agrave leurs proprieacute-taires respectifs
En tant que pionnier des sondes de puissance inteacutegreacutees doteacutees de ports USB RohdeampSchwarz poursuit depuis de nombreuses anneacutees lrsquoextension de sa gamme et innove maintenant avec sa derniegravere sonde RampSregNRP-Z58 qursquoil preacute-sente sur le marcheacute Premiegravere sonde agrave couvrir la gamme de freacutequences de DC agrave 110 GHz elle ouvre les portes du monde des ondes millimeacutetriques (agrave par-tir de la page 22)
Les sondes de puissance USB de RohdeampSchwarz disposent de tous les eacuteleacutements neacutecessaires agrave la reacutealisation de mesures rapides et preacutecises une uniteacute de base nrsquoest donc plus requise Lrsquoarticle de fond agrave partir de la page 26 deacutetaille les raisons pour lesquelles ces sondes constituent le meilleur choix pour toutes les applications
Si jusqursquoici un PC eacutetait souvent neacuteces-saire pour afficher les reacutesultats de mesure de puissance une tablette ou un teacuteleacutephone mobile peut deacutesormais reacutealiser cette tacircche gracircce agrave lrsquoapplication Android laquo Power Mobile Viewer raquo dispo-nible gratuitement sur Google play
Agrave la une
4
SystegravemesW Systegraveme de test reacuteglementaire RampSregTS8997Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz 6
W Systegravemes de test pour services geacuteodeacutependantsServices geacuteodeacutependants (LBS) avec GPS GLONASS Galileo et OTDOA 10
Geacuteneacuteration et analyse de signaux W Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSWMesures sur faisceaux hertziens dans la bande E 13
W Geacuteneacuterateur de signaux RampSregSMBV100A analyseur de spectre et de signaux RampSregFSVRLAN IEEE 80211ac mesures deacutesormais possibles avec des appareils de milieu de gamme 16
W Geacuteneacuterateurs de signauxGeacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune touche 18
TECHNOLOGIES SANS FIL INSTRUMENTATION GENERALE
Mesure de puissanceW Sonde de puissance thermique RampSregNRP-Z58Sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm pour mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute 22
W Sondes de mesure de puissance USBLe meilleur choix sondes de puissance USB de RohdeampSchwarz 26
OscilloscopesW Oscilloscope RampSregRTM2000
Le nouveau RampSregRTM2000 reacutesultats en un clin drsquoœil 30
W Oscilloscopes RampSregRTOLes oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 20 34
Geacuteneacuteration et analyse de signaux W Analyseur ILSVOR RampSregEVS300Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellites 37
W Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSWLe haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHz 38
Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande 43
Analyse de reacuteseauxW Kits de veacuterification RampSregZV-Z435 -Z470Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterification 46
W Analyseur de reacuteseaux RampSregZNBAnalyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 ports 48
Les systegravemes radio fonc-
tionnant dans les bandes de
24 GHz et 5 GHz doivent se
conformer aux nouvelles exi-
gences Le RampSregTS8997 est le
premier systegraveme reacuteglementaire
au monde agrave couvrir ces tests
(page 6)
A lrsquoaide de matrices
de commutation de
RohdeampSchwarz le
nombre de ports de
test de lrsquoanalyseur de
reacuteseaux RampSregZNB
peut ecirctre eacutetendu agrave 32
(page 48)
SommaireACTUALITEacuteS 20813
DIFFUSION RADIO ET TV
AUTRES RUBRIQUES
CEM MESURE DE CHAMP COUP DE PROJECTEUR
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO
AmplificateursW Amplificateur RampSregBBA150Nouvelles applications dans la gamme des hyperfreacutequences 51
Reacutecepteurs de mesureW Reacutecepteur de mesure CEM RampSregESRP
Mesures de diagnostic et de preacute- certification rapides et simples 54
Systegravemes de transmissionW Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9Coucirct de fonctionnement minimal ndash flexibiliteacute maximale 60
W Eacutemetteurs TV de faible puissance RampSregMLxIl suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes 63
ReacutefeacuterenceEssai DVB-T2 in situ par la Bayerischer Rundfunk agrave Munich 66
Reacutecepteurs de mesureW Deacutetecteur de fuite CATV RampSregEFL110 Analyseur et deacutetecteur de fuite CATV RampSregEFL 210
Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande 68
AntennesRefonte totale des antennes de communication et drsquointerception pour navires 70
ReacutecepteursW Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510Radiosurveillance sans discontinuiteacute dans la gamme des ondes courtes 75
SystegravemesW Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430Capaciteacute de traitement porteacutee agrave 4 canaux 78
W Systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435Radiosurveillance entiegraverement automatique 82
W Informations eacutediteur 2
W Bregraveves 86
Les nouveaux eacutemet-
teurs UHF de
moyenne puissance
RampSregTMU9 et les
eacutemetteurs de faible
puissance RampSregMLx
partent agrave la conquecircte
du marcheacute (agrave partir de
la page 60)
ACTUALITEacuteS 20813 5
6
Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHzLes installations radioeacutelectriques opeacuterant dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz doivent appliquer la directive
RampTTE dont les nouvelles exigences renforceacutees entreront en vigueur degraves janvier 2015 En tant que premier
systegraveme mondial de tests de certification le RampSregTS8997 couvre lrsquoensemble de ces exigences Il comprend
une mesure de puissance et une commande seacutequentielle speacutecialement conccedilues agrave cet effet
Nombreux services radio et diverses meacutethodes de transmission La densiteacute et la diversiteacute des services radio sans licence dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz prennent de plus en plus drsquoimportance En plus des systegravemes qui utilisent une connexion Wi-Fi 80211abgn et Bluetoothreg on trouve eacutega-lement notamment des systegravemes de diffusion videacuteo sans
fil des radiocommandes ainsi qursquoagrave lrsquoavenir dans la bande de 5 GHz des systegravemes de communication de voiture agrave voi-ture selon la norme 80211p De nombreux utilisateurs se par-tagent cette gamme de freacutequences et utilisent une varieacuteteacute de largeurs de bande et de meacutethodes de transmission telles que MIMO OFDM large bande saut de freacutequence et eacutetalement de spectre agrave seacutequence directe Il est important compte tenu de cette diversiteacute de minimiser autant que possible les inter-feacuterences mutuelles
Nouvelles directives eacutetendues Afin de minimiser les interfeacuterences entre les systegravemes radio dans un spectre denseacutement occupeacute ces installations radioeacute-lectriques devront agrave lrsquoavenir passer des tests de certification speacutecifiques Ces tests sont inclus dans les versions actuelles reacuteviseacutees des normes ETSI EN 300 328 et ETSI EN 301893 les-quelles figurent eacutegalement en tant que normes harmoniseacutees dans la directive europeacuteenne RampTTE
La reacutevision et lrsquoextension de la norme EN 300 328 pour la version 181 ont eacuteteacute neacutecessaires pour tenir compte des meacutethodes permettant la coexistence des diffeacuterentes appli-cations dans la bande 24 GHz Des meacutecanismes drsquoadapta-tion par exemple ont eacuteteacute deacutefinis pour contribuer agrave ce que tous les utilisateurs aient encore accegraves aux ressources du spectre de freacutequences lors drsquoune occupation plus importante de la bande Alternativement drsquoautres systegravemes peuvent fonction-ner sans ces meacutecanismes mais doivent reacutepondre agrave certaines exigences en termes de puissance et de comportement de synchronisation temporel Toutes ces exigences neacutecessitent de nouvelles meacutethodes drsquoessai souvent complexes Dans la version preacuteceacutedente de la norme (171) ces demandes ne figuraient que de maniegravere sommaire et aucune meacutethode de test nrsquoavait eacuteteacute deacutefinie
Fig 1 Systegraveme de test RampSregTS8997
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Scheacutema fonctionnel du cedilTS8997
cedilEMC32-EBavec cedilEMC32-K97
Analyseur de spectrecedilFSV
Geacuteneacuterateur de signauxcedilSMB100A
Geacuteneacuterateur de signauxcedilSMBV100A
Wattmegravetre
Wattmegravetre
Wattmegravetre
Wattmegravetre
DUT 1)Eacutechantillonnage
Conditionnement des signaux RF
Pour auto-test et calibrage
Videacuteo
RF
cedilCMW cedilCBT ou laquoGolden Devicesraquo1)
cedilOSP-B157
1) non inclus
cedilTS8997
USB
Une nouvelle meacutethode de mesure de puissance a par exemple eacuteteacute introduite avec laquelle ont eacuteteacute deacutetermineacutes de nombreux paramegravetres de signaux tels que puissance maxi-male rapport cyclique TX sequence TX Gap et Medium Utilization Factor Cette meacutethode comprend eacutegalement la transmission agrave antennes multiples comme MIMO et neacuteces-site un eacutequipement de mesure speacutecial Elle contient en outre des tests qui permettent de veacuterifier la capaciteacute drsquoadaptation des systegravemes sans fil aux conditions environnementales comme par exemple la deacutetection et la preacutevention des colli-sions avec drsquoautres services Ces tests incluent des objets sous test avec et sans sauts de freacutequence ainsi qursquoavec et sans fonction LBT (Listen-Before-Talk)
Une automatisation de test est de surcroicirct neacutecessaire Selon la norme preacuteceacutedente ETSI EN 300 328 v171 les essais pou-vaient ecirctre effectueacutes manuellement avec un analyseur de spectre Mais lrsquoactuelle norme ETSI EN 300 328 v181 stipule que les paramegravetres sont agrave deacuteterminer agrave partir de millions de mesures individuelles De plus certains des tests exeacutecuteacutes le sont en plusieurs eacutetapes et en fonction des reacutesultats preacuteceacute-dents ce qui requiert des mesures assisteacutees par logiciel
Sceacutenario de test
Bande 24 GHz (ETSI EN 300328)
Bande 5 GHz (ETSI EN 301893)
Freacutequence porteuse ndash
Puissance de sortie
Controcircle de puissance ndash
Densiteacute de puissance spectrale
Duty Cycle TX-Sequenz TX-Gap ndash
Dwell time occupation de freacutequence seacutequence de sauts (uniquement pour frequency hopping)
ndash
Espacement de freacutequence (uniquement pour frequency hopping)
ndash
Medium Utilisation Factor (MU) ndash
Adaptivity
Largeur de bande occupeacutee
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo out-of-band raquo 1)
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo in-band raquo ndash
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo spurious raquo ndash
Rayonnements non essentiels du reacutecep-teur (RSE)
1)
Blocage du reacutecepteur ndash
Seacutelection de freacutequence dynamique (DFS) deacutetection radar
ndash
1) Pour les eacutemissions non-deacutesireacutees supeacuterieures agrave 18 GHz le repositionnement manuel du cacircble RF est requis
Fig 3 Ensemble des tests couverts par le RampSregTS8997
Fig 2 Scheacutema fonc-
tionnel du systegraveme de
test RampSregTS8997 La
mesure de puissance
complegravete a eacuteteacute incor-
poreacutee dans un module
speacutecialement conccedilu le
RampSregOSP-B157 pour la
plateforme de commu-
tation et de commande
ouverte RampSregOSP120
Ce module gegravere eacutegale-
ment toutes les com-
mutations de voie et
le conditionnement de
signaux neacutecessaire agrave la
reacutealisation des essais
restants
ACTUALITEacuteS 20813 7
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Objet sous test agrave proceacutedeacute de sauts de freacutequence
RBW 100 kHz VBW 1 MHz SWT 10 ms
Att 40 dBRef 200 dBm
1RmMax
10 dB
0 dB
ndash10 dB
ndash20 dB
ndash30 dB
ndash40 dB
ndash50 dB
ndash60 dB
ndash70 dB
Start 24 GHz Stop 24835 GHz
8
Systegraveme de test RampSregTS8997 pour une certification globale Le systegraveme de test RampSregTS8997 (fig 1 et 2) couvre tous les tests requis dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz (fig 3) et comprend les eacuteleacutements suivants Analyseur de spectre RampSregFSL ou RampSregFSV Plateforme de commutation et de commande ouverte RampSregOSP120 avec module de mesure speacutecial
Geacuteneacuterateur de signaux analogiques RampSregSMB100A Geacuteneacuterateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A Logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 avec options de mesure RampSregEMC32-K97 et -K10
La speacutecification des seacutequences de tests individuelles et la veacuterification des sceacutenarios de test du RampSregTS8997 ont eacuteteacute sou-tenues par le centre de compeacutetence radio IMST GmbH quant agrave leur conformiteacute agrave la norme ETSI EN 300 328 Forte drsquoune solide expeacuterience dans ce domaine cette entreprise exploite un laboratoire drsquoessai accreacutediteacute conformeacutement agrave la directive RampTTE et participe activement aux travaux de normalisation au sein de lrsquoETSI
Mesure de puissance speacutecifique conforme agrave la norme La norme exige une meacutethode speacutecifique pour des mesures de puissance large bande rapides avec un taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute de ge1 Meacutechs une reacutesolution suffisante et un temps de mesure en continu de plusieurs secondes Cela est en prin-cipe possible avec des deacutetecteurs analogiques speacuteciaux et un oscilloscope adeacutequat mais neacutecessite un logiciel drsquoanalyse drsquoacquisition adapteacute agrave lrsquooscilloscope et capable de traiter effi-cacement plusieurs millions de reacutesultats de mesure
Pour le RampSregTS8997 la totaliteacute de la mesure de puissance a eacuteteacute inteacutegreacutee dans un module deacutedieacute de la plateforme de com-mutation et de commande ouverte RampSregOSP120 laquelle prend en outre eacutegalement en charge toutes les commutations de voies ainsi que le conditionnement du signal neacutecessaire agrave la reacutealisation des tests restants Doteacute drsquoune grande pro-fondeur de meacutemoire et drsquoun taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute le module fournit des mesures preacutecises pour tout type de signal comme par exemple pour les signaux complexes agrave taux de reacutepeacutetition lents Le logiciel de mesure RampSregEMC32 gegravere la commande de la seacutequence de test ainsi que lrsquoanalyse des reacutesultats et lrsquoaffichage
Soutien des systegravemes agrave antennes multiplesDe plus en plus drsquoappareils utilisent plusieurs antennes simul-taneacutement pour MIMO ou Beamforming (formation de fais-ceaux) Pour ces appareils la puissance doit absolument ecirctre enregistreacutee de maniegravere synchrone et sans interruption Crsquoest pourquoi la mesure de puissance du RampSregTS8997 est conccedilue
degraves le deacutepart agrave quatre canaux et qursquoelle gegravere par conseacute-quent les mesures sur tous les appareils courants comme par exemple les routeurs Wi-Fi avec 4times4 MIMO Les convertis-seurs AD parallegraveles sont cadenceacutes de faccedilon synchrone
Mesure agrave haute reacutesolutionLes analyseurs de spectre RampSregFSL ou RampSregFSV utiliseacutes dans le systegraveme (fig 4) reacutepondent parfaitement agrave la norme qui exige un maximum de 30000 points de mesure Des eacutetudes effectueacutees sur des objets sous test reacuteels ont cepen-dant deacutemontreacute que le nombre de points de mesure requis par la norme est insuffisant pour certaines technologies radio et qursquoil entraicircne une incertitude de mesure accrue Crsquoest la rai-son pour laquelle un mode de mesure alternatif suppleacutemen-taire avec typiquement 1 million de points de mesure est deacutejagrave preacutevu dans le RampSregTS8997 Ce mode pourra ecirctre activeacute sous forme drsquooption logicielle degraves lrsquoadoption drsquoune version reacuteviseacutee de la norme
Proceacutedures de mesure automatiseacuteesLes proceacutedures de mesure et routines drsquoeacutevaluation requises par la norme sont impleacutementeacutees dans les options RampSregEMC32-K97 -K971 -K972 -K973 du logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 Le RampSregEMC32 est deacutejagrave uti-liseacute dans de nombreux laboratoires drsquoessais pour les tests CEM les rayonnements non essentiels (RSE Radiated-Spu-rious-Emission) et la puissance isotrope rayonneacutee eacutequiva-lente (PIRE) et peut deacutesormais ecirctre eacutegalement utiliseacute pour ces mesures drsquoougrave la disponibiliteacute de proceacutedures de mesure inteacutegreacutees lorsque par exemple sur la base des valeurs PIRE
Fig 4 Exemple de spectre drsquoun objet sous test agrave sauts de freacutequence
dans la bande de 24 GHz
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Fig 5 Interface utilisateur du RampSregTS8997 pour la mesure automatiseacutee des diffeacuterents sceacutenarios de test dans le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32
rayonneacutees obtenues les valeurs conduites doivent ecirctre extra-poleacutees et inversement
Les options logicielles englobent lrsquoexeacutecution automatique de tous les tests avec saisie des paramegravetres neacutecessaires aux appareils et normes (fig 5) Cela conforte lrsquoutilisateur car un certain nombre de tests ne sont requis que pour certaines normes tandis que les reacutesultats des tests preacuteceacutedents sont agrave prendre en consideacuteration pour le test suivant Lrsquoeacutetablissement de la liaison radio avec les objets sous test est soit pris en charge par le testeur de radiocommunication large bande de RohdeampSchwarz par exemple le RampSregCMW500 soit par des laquo Golden devices raquo correspondants
Extension de systegravemes existants au RampSregTS8997Gracircce au logiciel RampSregEMC32 et sa multitude de pilotes de peacuteripheacuteriques drsquoautres appareils de RohdeampSchwarz doteacutes de fonctionnaliteacutes comparables et deacutejagrave disponibles chez lrsquoutili-sateur peuvent ecirctre utiliseacutes comme une alternative au systegraveme de test cleacutes en main Le recours agrave des systegravemes utiliseacutes par exemple en deacuteveloppement pour drsquoautres tacircches de mesure
est eacutegalement possible Lrsquoextension des systegravemes CEM exis-tants peut ecirctre aiseacutement reacutealiseacutee avec le module RampSregOSP correspondant et le cas eacutecheacuteant avec drsquoautres appareils
ReacutesumeacuteLe systegraveme de test de certification RampSregTS8997 est le premier systegraveme complet au monde agrave pouvoir couvrir les mesures neacutecessaires et lrsquoautomatisation des tests requis par la RampTTE selon ETSI EN 300 328 v181 et ETSI EN 301 893 v171 Lrsquoau-tomatisation pousseacutee des tests baseacutee sur le tregraves reacutepandu logi-ciel de mesure CEM RampSregEMC32 assiste lrsquoutilisateur dans ces mesures Les systegravemes CEM existants peuvent ecirctre eacutetendus au systegraveme de test RampSregTS8997
Les responsables du groupe ETSI TG11 ndash ici en la personne de son preacutesident Edgard Vangeel ndash se feacutelicitent de ce que laquo RohdeampSchwarz propose avec le RampSregTS8997 un systegraveme capable de prendre en charge la nouvelle norme et de partici-per ainsi agrave sa reacuteussite eacutegalement dans les laboratoires drsquoessai et lrsquoindustrie raquo
Michael Steinmuumlller Frank Tofahrn (IMST GmbH)
ACTUALITEacuteS 20813 9
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Pile de protocole LTE
Couche 2
Couche 3
RF
Couche 1
Teacuteleacutephone mobile
RRC
NAS
LPP
IP
TCP
SSL
SUPL
LPP ou RRLP
U-Plane C-Plane
10
Services geacuteodeacutependants avec GPS GLONASS Galileo et OTDOAVeacuterifier la meacuteteacuteo au petit deacutejeuner emprunter le meilleur chemin via lrsquoapps de navigation aux heures drsquoaffluence
deux exemples parmi les nombreuses applications gracircce auxquelles les utilisateurs de smartphones peuvent
beacuteneacuteficier de services geacuteodeacutependants (LBS Location Based Services) Comment ces aides preacutecieuses trouvent-
elles si rapidement la position exacte Cet article jette un regard sur les coulisses des meacutethodes de positionne-
ment des services geacuteodeacutependants et preacutesente la gamme complegravete des systegravemes de test de RohdeampSchwarz qui
assurent lors de ce positionnement une participation harmonieuse de tous les composants
Positionnement avec des proceacutedures terrestres Cell-ID Enhanced Cell-ID OTDOALa position drsquoun teacuteleacutephone mobile peut ecirctre deacutetermineacutee selon diffeacuterentes meacutethodes La plus simple qui consiste agrave eacutevaluer lrsquoID de cellule fournit cependant des informations relative-ment impreacutecises De meilleurs reacutesultats sont obtenus avec la meacutethode Enhanced Cell-ID laquelle utilise des paramegravetres de signaux additionnels comme la puissance et la qualiteacute reccedilues (RSRP RSRQ Reference Signal Received Power Quality) lui permettant drsquoatteindre une preacutecision drsquoenviron une centaine de megravetres Avec le OTDOA (Observed Time Difference of Arri-val) processus inteacutegrant les diffeacuterences de temps de propaga-tion entre les signaux de plusieurs stations de base LTE des reacutesultats encore plus justes pourront ecirctre obtenus agrave lrsquoavenir
La meacutethode classique par satellite A-GPSDes reacutesultats encore bien meilleurs peuvent ecirctre obtenus avec les signaux GPS lesquels permettent drsquoaugmenter de quelques megravetres la preacutecision de positionnement Mais leur utilisation seule preacutesente un inconveacutenient majeur agrave savoir que lorsqursquoun module GPS nrsquoest pas utiliseacute pendant une assez longue peacuteriode un temps drsquoattente pouvant atteindre 50 secondes est neacutecessaire jusqursquoagrave ce que la position soit afficheacutee Cela tient au faible deacutebit de donneacutees du signal GPS de 50 bitss avec lequel le message de navigation (donneacutees de correction et trajectoires des satellites) est transmis Ce temps drsquoattente peut cependant ecirctre abreacutegeacute agrave lrsquoaide du GPS assisteacute (A-GPS) avec lequel le reacutecepteur GPS utilise eacutegalement des donneacutees connues sous le nom de donneacutees drsquoassistance ces donneacutees sont des messages de navigation ainsi que des informations suppleacutementaires en provenance du reacuteseau cel-lulaire De plus ces donneacutees sont transmises tregraves rapidement car les serveurs de localisation les transfegraverent quasi instanta-neacutement via le reacuteseau
Fig 1 Communication avec le serveur de localisation pile de protocole
LTE pour U-Plane et C-Plane
Vue drsquoensemble dans le deacutedale des protocoles La communication avec le serveur de localisation peut srsquoar-ticuler de deux maniegraveres soit par lrsquointermeacutediaire de mes-sages de controcircle (C-Plane similaire agrave un SMS) soit via des paquets IP ensemble avec drsquoautres donneacutees utiles (U-Plane) voir figure 1 Jusqursquoagrave preacutesent un nouveau protocole de locali-sation eacutetait deacutefini pour chaque norme de radiocommunication
GSM WCDMA LTE CDMA2000regC-Plane RRLP RRC LPP TIA-801U-Plane RRLP RRLP RRLP LPP TIA-801
Fig 2 Possibiliteacutes de combinaison des normes de radiocommunica-
tion mobile avec les protocoles de localisation Avec U-Plane tout proto-
cole de localisation peut theacuteoriquement ecirctre envoyeacute via chaque norme de
radiocommunication Le tableau ci-dessus preacutesente uniquement les com-
binaisons utiliseacutees dans la pratique
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Systegravemes de test pour LBS
cedilTS8991 OTAavec LBS
cedilTS-LBS Advancedavec cedilSMBV100A
cedilTS8980FTA + RRMavec cedilSMBV100A
cedilTS-LBSpour NetOp
cedilTS8980Savec cedilSMBV100A
cedilTS-LBSavec Connection BoxRampSregTS-CONN
cedilTS-LBS
Pour reacutepondre agrave toutes les exigences systegravemes de test pour terminaux utilisant des meacutethodes baseacutees reacuteseau et A-GNSS
De nombreux tests analysent en profondeur la performance des terminaux selon les meacutethodes baseacutees reacuteseau et A-GNSS (OTDOA eCID) et ce mecircme en simulant des conditions deacutefavorables Des mesures via lrsquointerface air (OTA) permettent de veacuterifier si un termi-nal possegravede une sensibiliteacute suffisante quelle que soit son orienta-tion spatiale La mesure de la laquo Minimum Performance raquo examine lrsquoexactitude et la dureacutee du positionnement Le flux complexe de messages peut ecirctre analyseacute avec les tests de conformiteacute de proto-cole Pour toutes ces applications RohdeampSchwarz propose des systegravemes de test approprieacutes qui prennent en charge aussi bien le C-Plane que le U-Plane et couvrent avec le testeur de radiocommu-nication large bande RampSregCMW500 comme simulateur de reacuteseau les principales normes de radiocommunications (GSM WCDMA
mobile importante RRLP RRC TIA-801 et LPP Malgreacute cette diversiteacute tous les protocoles transmettent fondamentalement des donneacutees drsquoassistance similaires dont les combinaisons sont illustreacutees en figure 2 Dans la variante U-Plane ces pro-tocoles sont encore encapsuleacutes dans le laquo Secure User Plane Protocolraquo (SUPL) lequel prend en charge le chiffrement et lrsquoauthentification des donneacutees de position sensibles
Lrsquounion fait la preacutecision ndash positionnement hybrideEntre temps des concurrents du GPS ont fait leur appari-tion comme le systegraveme russe GLONASS qui est pleinement
opeacuterationnel au niveau mondial depuis Octobre 2011 et le systegraveme europeacuteen Galileo qui dispose depuis octobre 2012 de quatre satellites en orbite La Chine avec son systegraveme Bei-dou est eacutegalement en lice Les donneacutees drsquoassistance du Glo-bal Navigation Satellite Systems (GNSS) ndash terme collectif affecteacute agrave tous les systegravemes de navigation par satellite ndash eacutetant nettement diffeacuterentes les unes des autres (fig 3) des exten-sions se sont aveacutereacutees neacutecessaires dans tous les protocoles de localisation ainsi que dans le protocole SUPL
En combinant les valeurs des diffeacuterents systegravemes satellitaires et du OTDOA une position peut ecirctre calculeacutee de faccedilon plus
LTE et bientocirct eacutegalement CDMA2000reg) Ensemble avec un geacuteneacute-rateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A doteacute des options approprieacutees tous les tests A-GNSS peuvent ecirctre effectueacutes
Les eacutequipements de test peuvent ecirctre adapteacutes de faccedilon modu-laire agrave toute application de la configuration minimale compacte constitueacutee du RampSregCMW500 du RampSregSMBV100A et de lrsquoordina-teur de controcircle jusqursquoau systegraveme de test RampSregTS8980FTA avec des tests de Radio Resource Management (RRM) inteacutegreacutes simu-lation de fading et plusieurs cellules OTDOA en passant par des systegravemes de test de performance OTA Lrsquointeacutegration de la plate-forme logicielle conviviale RampSregCONTEST facilite en outre la reacuteali-sation de campagnes de tests automatiseacutees
Programme complet systegravemes de test de RohdeampSchwarz
ACTUALITEacuteS 20813 11
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Comparaison des donneacutees dassistance GPS GLONASS
100 Mbits
Mobile par ex station de base LTE
50 bits 50 bits
GPS GLONASS
vz
r
vx
vy
Donneacutees de trajectoire GLONASS vecteur de vitesse et de position
vz
r
vx
vy
A
i
v
Ωγ
ω
Donneacutees de trajectoire GPS paramegravetres de Kepler
A
i
v
Ωγ
ω
A
i
v
Ωγ
ω
vz
r
vx
vy
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preacutecise qursquoavec chaque systegraveme individuellement En particu-lier dans les laquo gorges urbaines raquo lrsquoutilisation de systegravemes mul-tiples fait qursquoune localisation peut encore ecirctre reacutealiseacutee lagrave ougrave eacutechouait jusqursquoagrave preacutesent un reacutecepteur preacutevu pour un seul sys-tegraveme Gracircce agrave la connexion avec le serveur de localisation de lrsquoopeacuterateur reacuteseau le terminal mobile peut en outre le cas eacutecheacuteant soumettre au reacuteseau le calcul de position hybride complexe
Secours en cas de neacutecessiteacute proceacutedures drsquourgence dans SUPL 20Lrsquoextension agrave SUPL 20 apporte non seulement le soutien de GNSS et LTE mais de nouvelles fonctionnaliteacutes complegravetes ont eacutegalement eacuteteacute ajouteacutees agrave la version U-Plane Ainsi en cas drsquoappel drsquourgence les laquo Emergency procedures raquo per-mettent la transmission automatique et fiable de la position aux eacutequipes de secours (fig 4) De plus la nouvelle fonction laquo Geofencing raquo permet lors de lrsquoentreacutee ou la sortie drsquoune zone de transmettre un message depuis le teacuteleacutephone mobile vers un terminal distant autoriseacute (fig 5)
ConclusionLe deacuteveloppement et lrsquoutilisation des services geacuteodeacutependants nrsquoest qursquoagrave ses tout deacutebuts Nul doute qursquoelle produira dans les prochaines anneacutees de nombreuses ideacutees et de nouvelles applications Lrsquoeacutequipement de mesure de RohdeampSchwarz srsquoy est deacutejagrave preacutepareacute et sera toujours agrave lrsquoavant-garde gracircce agrave lrsquoin-troduction de nouveaux deacuteveloppements
Stefan Maier Ewald Zelmer
Fig 3 Les donneacutees drsquoassistance pour GPS et GLONASS sont tregraves diffeacuterentes Avec A-GPS et A-GLONASS au lieu drsquoecirctre transmises par des liaisons
satellite lentes elles le sont quasi instantaneacutement via une radiocommunication mobile
Fig 4 En cas drsquourgence la position drsquoun appelant est transmise quasi
instantaneacutement aux services de secours
Fig 5 La fonction
laquo Geofencing raquo per-
met drsquoinformer un uti-
lisateur par exemple
de lrsquoarriveacutee drsquoune per-
sonne en gare de
destination
Sou
rce
de c
arte
s copy
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TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
RampSregFSW mesures sur faisceaux hertziens dans la bande ELrsquoaugmentation du trafic des terminaux mobiles neacutecessite une bande passante eacuteleveacutee pour pouvoir relier les
stations de base au reacuteseau Dans la bande E entre 71 GHz et 86 GHz deux bandes de freacutequences larges de
5 GHz chacune sont disponibles agrave cet effet pour reacutealiser des liaisons point-agrave-point Ces freacutequences eacuteleveacutees
repreacutesentent un deacutefi particulier pour les eacutequipements de mesure non seulement lors du processus de deacuteve-
loppement des modules drsquoeacutemission et de reacuteception mais eacutegalement pour la reacutealisation des mesures sur les
systegravemes de transmission
Bande E de la bande passante pour eacutetancher la soif de donneacuteesBien que lrsquoUIT (Union Internationale des Teacuteleacutecommunications) ait deacutejagrave approuveacute lrsquoattribution des freacutequences de la bande E comprises entre 71 GHz et 76 GHz et 81 GHz et 86 GHz pour des applications de transmission il y a plus de 30 ans lors de la Confeacuterence administrative mondiale des radiocommuni-cations (CAMR-79) agrave Genegraveve [1] il a fallu attendre plus de 20 ans pour que ces applications suscitent des inteacuterecircts com-merciaux et incitent la FCC (Federal Communications Com-mission) aux Eacutetats-Unis ainsi que les autoriteacutes europeacuteennes agrave accorder des licences pour ces bandes et agrave fixer les exi-gences techniques approprieacutees Deux facteurs pour lrsquoeacutemer-gence drsquoun tel inteacuterecirct ont eacuteteacute la production commerciale de composants requis pour cette gamme de freacutequences et la demande en taux de transmission toujours plus eacuteleveacutes neacuteces-sitant lrsquoutilisation de nouvelles bandes de freacutequences Dans la bande E eacutetablir des voies de transmission agrave des vitesses de plusieurs Gbits ne pose aucun problegraveme Ces deux bandes de freacutequences chacune doteacutee drsquoune plage continue de 5 GHz fournissent des bandes passantes de transmission de plu-sieurs centaines de MHz permettant drsquoatteindre des deacutebits de donneacutees eacuteleveacutes mecircme avec des types de modulation simples comme le BPSK Les modules drsquoeacutemission simples et fiables peuvent par conseacutequent ecirctre reacutealiseacutes pour ces liaisons agrave ondes millimeacutetriques Mais gracircce aux progregraves en RampD cela ne signifie aucunement que cette technologie ne permettrait pas drsquoutiliser des types de modulation plus complexes La porteacutee qui peut ecirctre obtenue dans ces bandes de freacutequences nrsquoest que leacutegegraverement infeacuterieure agrave celle constateacutee par exemple dans la bande des 38 GHz ce qursquoont deacutemontreacute des eacutetudes reacutealiseacutees dans des conditions meacuteteacuteorologiques normales avec une atteacutenuation de 05 dBkm en champ libre [2]
Ces freacutequences eacuteleveacutees posent toutefois de nouveaux deacutefis aux eacutequipements de mesure Lrsquoattribution de licence protegravege en effet contre les brouillages indeacutesirables creacuteeacutes par drsquoautres sources micro-ondes mais la puissance et le spectre de
lrsquoeacutemetteur doivent ecirctre mesureacutes pour assurer une coexis-tence sans perturbations Les exigences imposeacutees aux eacutemet-teurs dans cette gamme de freacutequences sont deacutecrites dans les speacutecifications techniques [3] notamment le gabarit spectral (masque) pour la puissance rayonneacutee
Mesures spectrales dans la bande E ndash meacutelangeur drsquoharmoniques indispensableLes analyseurs de spectre conviennent parfaitement pour ces mesures exigeantes mais ne sont disponibles dans le com-merce que jusqursquoagrave 67 GHz en une seule bande de freacutequences continue Les analyseurs doivent par conseacutequent ecirctre doteacutes de meacutelangeurs harmoniques externes [4] pour pouvoir reacuteali-ser des mesures de spectre dans la bande E Ces meacutelangeurs multiplient le signal de sortie de lrsquooscillateur local de lrsquoanaly-seur de spectre et meacutelangent le signal agrave ondes millimeacutetriques agrave analyser avec une harmonique approprieacutee obtenant ainsi la freacutequence intermeacutediaire de lrsquoanalyseur Le grand nombre drsquoharmoniques geacuteneacutereacutees dans le meacutelangeur ainsi que les har-moniques du signal drsquoentreacutee conduisent cependant agrave une multitude de signaux dans le spectre En outre lrsquoabsence de preacute-filtrage fait que la freacutequence drsquoimage nrsquoest pas supprimeacutee
Cela ne pose aucun problegraveme aussi longtemps que seuls des signaux CW sont appliqueacutes agrave lrsquoentreacutee du meacutelangeur Pour de tels signaux lrsquoanalyseur de spectre peut distinguer les signaux reacuteels des signaux provoqueacutes par un meacutelange ambigu A cet effet lrsquoanalyseur effectue avant la mesure reacuteelle une mesure de reacutefeacuterence lors de laquelle la freacutequence de son
Autres articles sur le RampSregFSW dans cette revue Les deux nouveaux modegraveles RampSregFSW43 et RampSregFSW50 sont preacutesenteacutes agrave la page 38 Les modaliteacutes de reacutealisation des mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande sont deacutecrites agrave partir de la page 43
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TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Mesure spectrale
Ref 10 dBm EXTM IX E
RBW 2 MHzVBW 10 kHz SWT 125 ms
2 RM CLRWR
1 RM CLRWR
Delta 2 [T1] ndash4448 dB
ndash941506410256 MHz
Marker1 (T1)ndash1756 dBm
71995993590 GHz
Center 72 GHz 250 MHz Span 25 GHz
Sous
tract
ion
des
sign
aux
3 RM CLRWR
0
ndash10
ndash20
ndash30
ndash40
ndash50
ndash60
ndash70
ndash80
ndash90
10 Offset 20 dBASGL
LVL
3DB
1
2E64Q500
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oscillateur local est augmenteacutee de deux fois la freacutequence intermeacutediaire Seuls les signaux preacutesents dans le balayage de reacutefeacuterence et de mesure sont des signaux reacuteels qui sont affi-cheacutes dans le spectre Mais cela devient plus compliqueacute si des signaux moduleacutes sont preacutesents agrave lrsquoentreacutee du meacutelangeur et ce en particulier avec des signaux tregraves large bande le signal reacuteel et le signal reccedilu agrave la freacutequence drsquoimage de lrsquoanalyseur de
spectre se chevauchent de sorte qursquoil nrsquoest plus possible de les distinguer
La figure 1 montre la mesure du spectre reacutealiseacutee avec le RampSregFSQ ndash un analyseur de spectre et de signaux de haute qualiteacute mais drsquoune geacuteneacuteration drsquoappareils moins reacutecente et dont la freacutequence intermeacutediaire est de 404 MHz La diffeacuterence de freacutequence entre le signal drsquoentreacutee drsquoune bande passante de 500 MHz et le signal drsquoimage est de 808 MHz Avec ce signal drsquoentreacutee il est encore possible de veacuterifier si le gabarit spectral selon [3] est respecteacute en soustrayant du spectre de la mesure reacuteelle le spectre de la mesure de reacutefeacuterence Mais si le signal drsquoentreacutee avait une bande passante de 1 GHz cela ne serait alors plus possible car le signal drsquoentreacutee et le signal drsquoimage se chevaucheraient Une analyse du signal dans le domaine temporel (donneacutees IQ) ougrave une telle correction nrsquoest pas pos-sible serait fortement alteacutereacutee par lrsquoinfluence du signal drsquoimage
RampSregFSW maicirctrise eacutegalement les signaux complexesLes analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW [5] doteacutes de lrsquooption RampSregFSW-B21 (connexions OLFI pour meacutelangeur externe) offrent ici un avantage majeur par rapport aux appa-reils conventionnels disponibles dans le commerce Avec une freacutequence intermeacutediaire de 13 GHz ils disposent drsquoune plage de freacutequences de 26 GHz exempte de signal drsquoimage Ainsi des gabarits drsquoeacutemission spectrale de signaux moduleacutes en large bande peuvent ecirctre aiseacutement mesureacutes mecircme si leurs bandes passantes atteignent la gamme des GHz Ensemble avec les meacutelangeurs harmoniques externes de la derniegravere geacuteneacuteration de RohdeampSchwarz comme par exemple avec le RampSregFS-Z90 (60 GHz agrave 90 GHz) la plage dynamique pouvant ecirctre atteinte est exceptionnelle Avec la perte de conversion
Fig 1 Mesure drsquoun signal drsquoentreacutee large de 500 MHz dans la bande E
avec lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSQ La courbe bleue
montre le reacutesultat de la mesure proprement dite et la courbe noire la
mesure de reacutefeacuterence On distingue clairement ici qursquoil est possible de
soustraire le signal drsquoimage situeacute en termes de freacutequence au-dessus du
signal drsquoentreacutee (courbe orange) Pour les signaux drsquoentreacutee agrave bande pas-
sante de 1 GHz cela ne serait plus possible
Fig 2 Mesure du mecircme signal
que celui repreacutesenteacute en figure 1
avec lrsquoanalyseur de spectre
RampSregFSW Le signal drsquoentreacutee et le
signal drsquoimage sont ici seacutepareacutes lrsquoun
de lrsquoautre de 26 GHz Les mesures
de gabarit spectral ou lrsquoanalyse de
modulation de signaux significati-
vement plus larges sont possibles
sans difficulteacutes
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du meacutelangeur de typiquement 23 dB agrave 80 GHz la figure de bruit de lrsquoensemble du montage de test RampSregFSW compris se situe agrave environ ndash150 dBmHz Pour un point de compres-sion agrave 1 dB de ndash3 dBm nominal on obtient une gamme dyna-mique suffisante pour la mesure du gabarit spectral En effet la speacutecification technique de lrsquoETSI deacutefinit une valeur de 50 dB [3] Le RampSregFS-Z90 est eacutegalement eacutequipeacute drsquoun isola-teur agrave lrsquoentreacutee ce qui permet drsquoobtenir un ROS typique de 141 Les erreurs de mesure de puissance causeacutees par les reacuteflexions agrave lrsquoentreacutee en raison des deacutesadaptations sont donc reacuteduites drsquoun facteur drsquoenviron 5 par rapport aux meacutelangeurs deacutepourvus drsquoisolateurs
La figure 2 montre la mesure du mecircme signal drsquoune liaison micro-ondes dans la bande E comme en figure 1 Le signal drsquoentreacutee drsquoune bande passante de 500 MHz et le signal agrave la freacutequence image sont eacuteloigneacutes lrsquoun de lrsquoautre de 26 GHz et il est possible de mesurer si le gabarit spectral prescrit (ligne rouge) est respecteacute La dynamique requise de 50 dB est eacutega-lement aiseacutement obtenue avec ce montage
Le RampSregFSW permet drsquoanalyser non seulement le spectre mais eacutegalement la qualiteacute de modulation Avec sa bande pas-sante drsquoanalyse de 320 MHz (option RampSregFSW-B320) il est capable drsquoenregistrer les signaux large bande correspondants de les deacutemoduler avec lrsquooption drsquoanalyse de signaux vecto-riels RampSregFSW-K70 et drsquoeacutetudier la qualiteacute de modulation
La figure 3 montre lrsquoanalyse drsquoun signal QPSK avec une bande passante de 300 MHz Les mesures de lrsquoamplitude du vec-teur drsquoerreur (EVM) de la qualiteacute de modulation de lrsquoerreur de freacutequence du taux drsquoerreur symboles et bien plus encore peuvent ecirctre reacutealiseacutees Lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
Fig 3 Analyse de modulation
drsquoun signal QPSK avec 300 MHz
de bande passante Outre les
repreacutesentations graphiques
comme par exemple le dia-
gramme de constellation ou le
signal drsquoentreacutee dans le domaine
temporel des tableaux compre-
nant des valeurs numeacuteriques
offrent un aperccedilu rapide de la qua-
liteacute de modulation
Bibliographie[1] Radiofrequency Use and Management Impacts from the World Administrative Radio
Conference of 1979 WARC-79 chapter 4 overview actions and impacts page 77[2] ITU-R P676-6 Attenuation by atmospheric gases 2005[3] ETSI TS 102 524 V11 Technical Specification Fixed Radio Systems Point-to-Point
equipment Radio equipment and antennas for use in Point-to-Point Millimetre wave applications in the Fixed Services (mmwFS) frequency bands 71 GHz to 76 GHz and 81 GHz to 86 GHz
[4] Dr Florian Ramian Using Harmonic External Mixers to Extend the Frequency Range RohdeampSchwarz Application Note 1EF75
[5] La nouvelle reacutefeacuterence Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSW ACTUALITEacuteS (2011) Ndeg 204 (tireacute agrave part dans les pages centrales)
RampSregFSW repreacutesente les reacutesultats dans des tableaux ou sous forme graphique comme par exemple la phase et lrsquoamplitude dans un diagramme de constellation ce qui donne un aperccedilu visuel de la qualiteacute de modulation
ReacutesumeacuteLes liaisons par faisceaux hertziens dans la bande E deviennent de plus en plus attractives en raison des exi-gences sans cesse croissantes en termes de quantiteacute de don-neacutees agrave transmettre car il est possible ici drsquoatteindre les deacutebits de donneacutees les plus eacuteleveacutes de toutes les technologies de transmission sans fil Pour reacutealiser des mesures de spectre un analyseur de spectre doteacute drsquoun meacutelangeur harmonique externe est requis Une freacutequence intermeacutediaire eacuteleveacutee de lrsquoanalyseur offre une large plage exempte de signaux drsquoimage Les meacutelangeurs harmoniques de RohdeampSchwarz assurent gracircce agrave leurs pertes de conversion reacuteduites une dynamique eacuteleveacutee une excellente adaptation ainsi qursquoune grande preacute-cision lors des mesures de puissance Crsquoest ainsi que le RampSregFSW doteacute du meacutelangeur RampSregFS-Z90 repreacutesente la solution optimale pour cette application tout en offrant la pos-sibiliteacute de mesurer la qualiteacute de modulation des signaux
Dr Wolfgang Wendler
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RLAN IEEE 80211ac mesures deacutesormais pos-sibles avec des appareils de milieu de gammeLa nouvelle norme RLAN IEEE 80211ac augmente de maniegravere significative le taux de transfert de donneacutees
Ce qui reacutejouit les utilisateurs constitue en revanche un deacutefi pour les fabricants car la nouvelle technologie
impose les plus hautes exigences aux composants utiliseacutes Toutes les mesures neacutecessaires sont deacutesormais
eacutegalement possibles avec des appareils de milieu de gamme de RohdeampSchwarz ndash et les systegravemes de test
optimiseacutes en termes de coucirct pour la production peuvent ecirctre reacutealiseacutes rapidement
RLAN IEEE 80211ac ndash nouvelle norme pour un deacutebit de donneacutees plus eacuteleveacuteLrsquoaccegraves agrave Internet avec des smartphones et tablettes via des reacuteseaux locaux radioeacutelectriques (RLAN eacutegalement appeleacutes WLAN ou Wi-Fi) est deacutesormais une pratique courante De plus en plus drsquoappareils tels que deacutecodeurs TV et teacuteleacuteviseurs sont doteacutes drsquoune connectiviteacute RLAN et les nouvelles applica-tions augmentent les exigences en termes de deacutebit de don-neacutees Mais les larges bandes passantes de signal neacutecessaires agrave cet effet ne sont disponibles que dans les gammes de freacute-quence eacuteleveacutees
Crsquoest la raison pour laquelle la norme IEEE 80211ac srsquoen-gage sur une nouvelle voie Elle utilise eacutegalement des bandes passantes de 80 MHz et 160 MHz dans la bande des 5 GHz ce qui lui permet drsquoatteindre des deacutebits de plusieurs Gbits Elle utilise en outre des scheacutemas de modulation drsquoordre plus eacuteleveacute et offre une gestion eacutetendue de la technologie multi-antennes (MIMO) avec un maximum de huit antennes et Multi-User MIMO
La 256QAM exige une bonne qualiteacute de signal Outre les types de modulation BPSK QPSK 16QAM et 64QAM preacuteceacutedemment utiliseacutes la norme IEEE 80211ac prend eacutegalement en charge la modulation 256QAM Le ter-minal sans fil deacutefinit la modulation agrave utiliser en fonction de la qualiteacute du signal mesureacute
Un switch Wi-Fi Multi-User MIMO peut servir plusieurs utilisa-teurs simultaneacutement et sur la mecircme freacutequence Cela est pos-sible gracircce agrave la propagation par trajets multiples et agrave la forma-tion de faisceaux selon la technologie drsquoantennes multiples Chaque utilisateur reccediloit un flux de donneacutees distinct et seacutepareacute dans lrsquoespace Le proceacutedeacute Multi-user MIMO ameacuteliore la capaciteacute de lrsquoensemble du systegraveme mais les flux de donneacutees individuels conduisent cependant agrave un niveau de bruit plus eacuteleveacute Or un rap-port signalbruit particuliegraverement eacuteleveacute avec un EVM infeacuterieur agrave ndash32 dB est requis pour la deacutemodulation des signaux 256QAM
Des exigences plus eacuteleveacutees sont eacutegalement imposeacutees en matiegravere de reacuteponse en freacutequence Par rapport au signal uti-liseacute par la norme IEEE 80211n une puissance constante est ici neacutecessaire sur une largeur de bande quatre fois plus eacutele-veacutee cocircteacute eacutemetteur et reacutecepteur Drsquoeacuteventuels eacutecarts conduisent ici eacutegalement agrave une augmentation de lrsquoerreur vectorielle EVM ndash obstacle aux transmissions agrave modulations drsquoun ordre aussi eacuteleveacute que celui de la 256QAM
Preacute-distorsion numeacuterique contre les effets non lineacuteairesAfin de pouvoir reacutepondre agrave ces exigences les composants tels que les amplificateurs et les meacutelangeurs doivent disposer drsquoun faible bruit et drsquoun comportement lineacuteaire sur une large gamme de freacutequences Alors que les composantes de bruit ne peuvent pas ecirctre isoleacutees du signal il est en revanche pos-sible de compenser les effets non lineacuteaires par une meacutethode dite de preacute-distorsion numeacuterique On procegravede agrave cet effet agrave une preacute-distorsion numeacuterique inverse avant amplification laquelle srsquooppose agrave la distorsion de lrsquoamplificateur et lrsquoannule de ce fait il en reacutesulte un signal amplifieacute lineacuteairement
Fig 1 Le RampSregSMBV100A (en haut) est le premier geacuteneacuterateur de
signaux vectoriels au monde agrave pouvoir geacuteneacuterer des signaux Wi-Fi avec
une bande passante RF de 160 MHz sans appareil suppleacutementaire Lrsquoana-
lyseur de spectre et de signaux RampSregFSV prend eacutegalement en charge la
nouvelle norme de reacuteseaux sans fil
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Tests eacutetendus requisLes tests imposeacutes par la IEEE 80211ac sont une extension de la norme preacuteceacutedente Les essais sur eacutemetteurs couvrent le gabarit spectral la planeacuteiteacute spectrale (Spectral Flatness) la freacutequence centrale et la qualiteacute de modulation Cocircteacute reacutecep-teur les caracteacuteristiques suivantes doivent ecirctre notamment veacuterifieacutees sensibiliteacute suppression des signaux dans les canaux adjacents suppression des signaux dans les canaux non-adja-cents puissance drsquoentreacutee maximale et sensibiliteacute CCA (Clear Channel Assessment) Les concepteurs et fabricants de com-posants pour la norme IEEE 80211ac doivent alors dispo-ser de sources et drsquoanalyseurs de signaux offrant au mini-mum une bande passante drsquoanalyse et de modulation IQ de 160 MHz dans la bande des 5 GHz
Solution de test de RohdeampSchwarzLa toute nouvelle geacuteneacuteration composeacutee du geacuteneacuterateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A et de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSV est conccedilue agrave cet effet (fig 1) Avec ces deux appareils toutes les mesures requises sur eacutemetteurs et reacutecepteurs sont simples agrave reacutealiser Les fonc-tions de geacuteneacuteration et drsquoanalyse de signaux neacutecessaires sont inteacutegreacutees et peuvent ecirctre utiliseacutees soit manuellement soit agrave lrsquoaide du seacutequenceur
Le RampSregSMBV100A offre une varieacuteteacute de fonctions la confi-guration de blocs de trame (frame-block) permet de meacutelan-ger diffeacuterents bursts pour diffeacuterents signaux Wi-Fi Ainsi un burst de 160 MHz peut ecirctre suivi drsquoun burst de 80 MHz selon IEEE 80211ac 11n ou 11a afin de simuler les sceacutenarios de signal reacuteels pouvant se produire sur un point drsquoaccegraves Pour les tests MIMO des signaux drsquoun maximum de huit antennes sont supporteacutes lesquels peuvent pour des essais statiques
ecirctre additionneacutes dans le geacuteneacuterateur avec diffeacuterents niveaux et phases et ce afin de geacuteneacuterer le signal composite adeacutequat pour lrsquoantenne de reacuteception Un bruit blanc gaussien peut ecirctre superposeacute au signal pour eacutemuler le bruit de lrsquoeacutetage drsquoen-treacutee RF drsquoun reacutecepteur
La grande qualiteacute de signal du geacuteneacuterateur complegravete ces fonc-tionnaliteacutes Le vecteur drsquoerreur pour un signal agrave bande passante de 160 MHz mesureacute avec une modulation de 256QAM est de ndash47 dB agrave 57 GHz De mecircme le RampSregSMBV100A se distingue particuliegraverement par une reacuteponse en freacutequence de 02 dB mesureacutee sur plus de 160 MHz
Pour lrsquoanalyse de signaux selon IEEE 80211ac le RampSregFSV reacutealise des mesures spectrales telles que les eacutemissions hors bande et non-harmoniques ainsi que la fuite en puissance dans les canaux adjacents De nombreuses mesures de para-megravetres de modulation peuvent ecirctre reacutealiseacutees dans le domaine temporel Lrsquoutilisateur peut confortablement basculer drsquoune mesure agrave lrsquoautre et les principaux reacutesultats peuvent ecirctre repreacutesenteacutes sous forme graphique ou de tableau (fig 2 et 3) Lrsquoeacutecran tactile offre en outre une utilisation particuliegraverement conviviale
Le RampSregFSV et le RampSregSMBV100A sont des appareils univer-sels utiliseacutes en deacuteveloppement et en production de stations de base de teacuteleacutephones mobiles et drsquoamplificateurs Drsquoautres applications exigent eacutegalement une bande passante eacuteleveacutee comme par exemple les mesures drsquoagreacutegation de porteuses du LTE Advanced agrave bande passante jusqursquoagrave 100 MHz les mesures de preacute-distorsion sur amplificateurs agrave large bande ainsi que les mesures drsquoimpulsions large bande et sur stations de base multistandards
Markus Loumlrner Martin Schmaumlhling
Fig 2 Le diagramme du haut montre sept bursts Wi-Fi deacutemoduleacutes En bas est illustreacute un diagramme
de constellation 256QAM Les points de constellation se situent parfaitement sur la grille et teacutemoignent
ainsi drsquoune haute qualiteacute de signal Les eacuteventuels eacutecarts constateacutes dans ce diagramme fourniront de
preacutecieuses informations sur lrsquoorigine des erreurs
Fig 3 Les principaux reacutesultats
peuvent eacutegalement ecirctre preacutesenteacutes
sous forme de tableau
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Exemple dapplication NFC
Sommet A
Sommet B
Sommet C
Sommet A
Sommet B
Sommet C
NFC NFC
NFC
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Geacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune toucheLa technologie NFC (Near Field Communication) investit notre environnement quotidien Elle est en passe
de devenir monnaie courante notamment sur les teacuteleacutephones mobiles haut de gamme Doteacutes de lrsquooption
RampSregSMx-K89 les geacuteneacuterateurs de signaux RohdeampSchwarz permettent de geacuteneacuterer les signaux NFC norma-
liseacutes neacutecessaires au deacuteveloppement et agrave la production de ces appareils
NFC ndash un autre standard de transmission courte porteacutee de plus A la diffeacuterence des systegravemes de transmission courte por-teacutee courants par ex Bluetoothreg la transmission NFC nrsquoest utilisable que sur des distances nettement plus courtes (voir encadreacute p 19) Ce qui de prime abord peut apparaicirctre comme une limitation permet en fait une ouverture agrave des applications nouvelles diffeacuterentes de celles exploiteacutees dans le cas du Bluetoothreg Lorsqursquoil srsquoagit de liaisons sur plusieurs megravetres les utilisateurs doivent pour des questions drsquoeacutecono-mie drsquoeacutenergie et de protection des donneacutees activer ou auto-riser explicitement la connexion avec leurs mobiles alors que celle-ci srsquoeffectue de faccedilon intuitive dans le cas de la NFC il suffit soit drsquoapprocher deux appareils lrsquoun de lrsquoautre soit drsquoen poser un sur un terminal Gracircce agrave cette simpliciteacute drsquoutilisation la technologie NFC est voueacutee agrave une multitude de nouvelles applications Quelques exemples
Paiement sans espegraveces au moyen drsquoun teacuteleacutephone portable ou drsquoune carte bancaire
Activation aiseacutee drsquoune connexion Wi-Fi dans un restaurant agrave lrsquoarriveacutee il suffit drsquoapprocher son mobile drsquoun terminal situeacute pregraves de lrsquoentreacutee et la suite srsquoeffectue automatiquement Plus besoin drsquoentrer des codes compliqueacutes et le restaurant est assureacute que la mise agrave disposition gratuite de la connexion sera toutefois reacuteserveacutee agrave lrsquousage de ses clients
Certaines applications plus exotiques sont deacutejagrave disponibles p ex une appli pour Smartphones se substituant au clas-sique forfait randonneacutee (fig 1)
Tests NFC en deacuteveloppement et en productionDe nombreuses applications neacutecessitent de faire communi-quer entre eux des appareils de diffeacuterents constructeurs Afin drsquoassurer lrsquointeropeacuterabiliteacute le NFC Forum a eacutetabli des proceacute-dures de test normaliseacutees Ces tests deacutecrits dans le docu-ment laquo Test Specifications Cases for the NFC RF Analog Spe-cification raquo permettent aux fabricants de veacuterifier en deacutevelop-pement et en production si leurs appareils compatibles NFC sont conformes aux exigences du standard NFC
Lors drsquoune communication NFC un appareil peut avoir deux rocircles diffeacuterents Srsquoil fournit lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la com-munication il est appeleacute laquo Polling Device raquo ou plus simple-ment laquo Poller raquo Si en revanche il utilise pour reacutepondre agrave un autre appareil NFC lrsquoeacutenergie que celui-ci met agrave sa disposition il fonctionne en mode drsquoeacutecoute (Listening) Lrsquoencadreacute de la page 19 fournit une bregraveve preacutesentation geacuteneacuterale de la tech-nologie de transmission NFC La speacutecification de test du NFC Forum eacutevoqueacutee plus haut prend en compte les tests destineacutes aux deux modes de dispositifs NFC
Fig 1 Dans le parc national des Hautes Tatras en Pologne des tags NFC
sont positionneacutes aux sommets des montagnes A chacun des sommets
qursquoils atteignent les randonneurs peuvent ndash agrave lrsquoaide drsquoun Smartphone NFC
et drsquoune appli correspondante ndash y valider leur passeport de randonneacutee
eacutelectronique en approchant le mobile du tag NFC
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Principe de la NFC
Circuit eacutelectronique
Circuit eacutelectronique
Polling Device Listening DeviceChamp eacutelectromagneacutetique
typ lt 5 mm
Tests sur Listening Devices
cedilSMBV100A
Oscilloscope cedilRTO RampSregRTO et logiciel pour PC
DUTListener
ReferencePollingDevice
Signal RF
cedilSMBV100A laquoY a-t-il quelquunraquoDUT Listener laquoOui voici mes caracteacuteristiques raquo
Tests sur appareils en mode drsquoeacutecoute (Listening Devices)Pour cette seacuterie de tests lrsquoobjet sous test (Device Under Test DUT) fonctionne en mode drsquoeacutecoute (fig 2) Un geacuteneacuterateur par ex le RampSregSMBV100A de RohdeampSchwarz deacutelivre les signaux Poller Pendant toute la seacutequence de test il fournit en outre lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la communication en geacuteneacuterant une porteuse agrave 1356 MHz Une antenne de reacutefeacuterence NFC (appeleacutee laquoReference Polling Device raquo est eacutegalement neacuteces-saire afin drsquoappliquer au DUT ce signal RF constitueacute de la por-teuse moduleacutee par le signal Poller Le NFC Forum a speacutecifieacute avec preacutecision la configuration de cette antenne et de lrsquoeacutelec-tronique correspondante
Si le Listening Device agrave tester fonctionne correctement il reacutepond en modulant le champ eacutelectromagneacutetique du Poller (modulation de charge) Lrsquoantenne de reacutefeacuterence enregistre la reacuteponse et lrsquoapplique sur un connecteur sous forme de signal
Principe de la communication en champ procheEn NFC la transmission srsquoeffectue sur des distances de quelques millimegravetres p ex en placcedilant une carte de paie-ment sur un terminal ou en approchant deux teacuteleacutephones mobiles lrsquoun de lrsquoautre Lrsquoun des appareils geacutenegravere alors un champ eacutelectromagneacutetique agrave une freacutequence de 1356 MHz (fig 3) A la diffeacuterence drsquoune transmission en radiocommu-nication mobile le signal nrsquoest pas rayonneacute dans lrsquoespace (en champ lointain) mais il donne lieu agrave un couplage induc-tif en champ proche avec lrsquoautre appareil de la mecircme maniegravere que dans un transformateur
Lrsquoappareil qui geacutenegravere le champ est appeleacute Polling Device ou Poller le second appareil est le Listening Device ou Listener (dans ce contexte une carte de paiement est donc consideacutereacutee comme eacutetant aussi un laquo appareil raquo) Crsquoest en modulant lrsquoamplitude de son champ que le Poller trans-met les donneacutees au Listener qui enregistre lrsquoinformation
Fig 3 En NFC la communication entre deux appareils utilise un
champ eacutelectromagneacutetique agrave 1356 MHz
La transmission du Listener vers le Poller srsquoeffectue par modulation de charge (Load Modulation) la quantiteacute drsquoeacutenergie que le Listener preacutelegraveve agrave partir du champ ne reste pas constamment la mecircme Elle peut au contraire varier dans le temps (le listener opegravere une modification drsquoimpeacutedance) Par une contre-reacuteaction il se produit une variation de lrsquoamplitude du champ alternatif que le Poller peut enregistrer
NFC-A NFC-B et NFC-FAu fil du temps ce type de communication en champ proche a ndash sous lrsquoimpulsion de diffeacuterents constructeurs ndash donneacute lieu agrave diverses normes de transmission Agrave partir des plus importantes drsquoentre elles le NFC Forum a eacutelaboreacute la norme NFC geacuteneacuterique La sub-division en trois sous-standards NFC-A NFC-B et NFC-F rappelle aujourdrsquohui encore que la nouvelle norme NFC est issue de difeacuterentes normes plus anciennes Ces trois sous-standards utilisent un champ agrave 1356 MHz Ils se diffeacuterencient par la faccedilon de moduler ce champ en amplitude par le codage des sym-boles transmis ainsi que par le deacutebit binaire
Concernant la Load Modulation NFC B il est aussi par-fois question de BPSK En fait il ne srsquoagit pas veacuteritable-ment drsquoune modulation de phase du champ mais plutocirct de modulation de phase drsquoune sous-porteuse modulant elle-mecircme lrsquoamplitude drsquoun champ agrave 1356 MHz
Fig 2 Montage typique utiliseacute pour les tests sur un Listening Device
eacutelectrique Celui-ci est examineacute par un systegraveme drsquoanalyse de signaux NFC ndash par ex lrsquooscilloscope RampSregRTO utiliseacute en liai-son avec le logiciel pour PC RampSregFS-K112PC ndash qui contribue agrave la deacutecision de savoir si le Listening Device a reacuteussi le test
ACTUALITEacuteS 20813 19
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Reacuteglage des paramegravetres de modulation
Tests de Polling
cedilSMBV100A
Oscilloscope cedilRTO et logiciel pour PC
DUTPoller
ReferenceListeningDevice
Signal en
bande de base
Deacuteclenchement
DUT Poller laquoY a-t-il quelquunraquoRampSregRTO au RampSregSMBV100A laquoQuelquun sadresse agrave nousraquoRampSregSMBV100A (simulant le Listener) laquoOui je suis lagrave voici mes caracteacuteristiques raquoDUT Poller laquoLeacutechange de donneacutees peut deacutebuterraquo
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Fig 6 Les paramegravetres de modulation permettent de modifier en sou-
plesse les flancs du signal La suroscillation de 5 geacuteneacutereacutee artificielle-
ment apregraves le flanc montant est nettement visible
Fig 4 Montage typique utiliseacute pour les tests sur un Polling Device
Tests sur appareils en mode de scrutation (Polling Devices)Pour les tests sur Polling Devices le DUT geacutenegravere le champ 1356 MHz neacutecessaire agrave la communication NFC et le module avec un signal Poller Ici aussi il est neacutecessaire de preacutevoir une antenne de reacutefeacuterence NFC positionneacutee dans le champ du Pol-ler Lrsquoenveloppe du signal Poller reccedilu est appliqueacutee sur un connecteur et veacuterifieacutee par le systegraveme drsquoanalyse NFC Pour certains tests cela suffit pour deacutecider de la reacuteussite ou de lrsquoeacutechec du test
Pour drsquoautres Polling Device Tests il est en revanche neacuteces-saire qursquoun geacuteneacuterateur de signaux fournisse une reacuteponse Listener afin drsquoinciter le Poller sous test agrave envoyer drsquoautres signaux (fig 4) Deacuteclencheacute agrave cet effet par le systegraveme drsquoanalyse le geacuteneacuterateur envoie vers lrsquoantenne de reacutefeacuterence une reacuteponse ad hoc sous forme de signal en bande de base Lrsquoeacutelectronique de lrsquoantenne de reacutefeacuterence effectue alors la modulation de charge du champ eacutelectromagneacutetique du Poller Si le compor-tement du Poller sous test est conforme agrave la norme un nou-veau signal Poller sera eacutemis pour ecirctre ensuite analyseacute
Les geacuteneacuterateurs de signaux vectoriels de RohdeampSchwarz produisent tous les signaux NFCDisponible pour les actuels geacuteneacuterateurs de signaux vectoriels RampSregSMU200A RampSregSMBV100A ainsi que RampSregAMU200A RampSregSMJ100A et RampSregSMATE200A la nouvelle option RampSregSMx-K89 permet de geacuteneacuterer aiseacutement les signaux Poller et Listener deacutecrits ci-dessus Les signaux obtenus avec cette option sont conformes agrave la norme NFC et compatibles avec les trois sous-standards NFC-A NFC-B et NFC-F (fig 5)
Les signaux peuvent ecirctre parameacutetreacutes dans le moindre deacutetail Il est p ex possible de modifier la forme des flancs ou de les deacutegrader artificiellement en introduisant des suroscil-lations afin de veacuterifier si le DUT peut fonctionner dans des conditions deacutefavorables (fig 6) Tous les paramegravetres sont non seulement reacuteglables manuellement via lrsquointerface graphique mais le geacuteneacuterateur peut aussi ecirctre commandeacute agrave distance et en temps reacuteel par des instructions SCPI transmises via GPIB ou Ethernet
En plus des tests de base prescrits par la norme lrsquooption RampSregSMx-K89 permet agrave lrsquoutilisateur de personnaliser ses propres seacutequences de test pour une analyse plus deacutetailleacutee Celui-ci peut avec beaucoup de souplesse regrouper diffeacute-rentes commandes NFC afin de constituer des seacutequences de grande longueur (fig 7) Il dispose agrave cet effet soit de com-mandes simples utiliseacutees pour la recherche drsquoappareils et lrsquoeacutevitement de collisions soit de commandes pour les proto-coles de transfert de donneacutees (plateforme de tags type 1 agrave 4 ISO DEP NFC-DEP) baseacutes sur NFC-A -B -F
Fig 5 Menu principal de lrsquooption RampSregSMx-K89 Celle-ci gegravere les trois
sous-standards du NFC Forum NFC-A NFC-B et NFC-F
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Une source unique pour tous les tests NFCLe programme RohdeampSchwarz adressant les tests NFC comporte tout ce qui est neacutecessaire pour effectuer les tests deacutecrits ici Un jeu complet drsquoantennes de reacutefeacuterence est dis-ponible pour lrsquointerface avec le champ NFC (Equipement de reacutefeacuterence selon le NFC Forum RampSregCSNFC-B8) [1]
Un eacutequipement RohdeampSchwarz acquis anteacuterieurement pour effectuer des mesures en radiocommunication mobile peut ecirctre doteacute de la fonctionnaliteacute NFC sans aucun ajout mateacuteriel Le logiciel de mesure NFC RampSregFS-K112PC permet en effet drsquoanalyser les signaux NFC enregistreacutes au moyen de lrsquooscil-loscope RampSregRTO ou de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
Fig 7 Les commandes NFC peuvent ecirctre regroupeacutees de faccedilon flexible en
seacutequences relativement longues Lrsquooption gegravere eacutegalement les commandes
pour les protocoles baseacutes sur les standards NFC-A -B -F (plateforme de
tags de type 1 agrave 4 ISO DEP et NFC-DEP)
Pour plus drsquoinformations[1] Page Technologie NFC RFID
httpwwwrohde-schwarzcomtechnologynfc[2] Page produit RampSregSMBV-K89 NFC ABF
httpwwwrohde-schwarzcomproductsmbvk89
RohdeampSchwarz est membre associeacute du NFC Forum NFC Forum et le logo laquo NFC Forum raquo sont des marques du Forum Near Field Communication
RampSregFSV La nouvelle option RampSregSMx-K89 est disponible degraves agrave preacutesent pour tous les geacuteneacuterateurs de signaux vecto-riels du programme actuel de RohdeampSchwarz elle complegravete ainsi lrsquooffre de test amp mesure pour la technologie NFC [2]
Bertram Fesl
ACTUALITEacuteS 20813 21
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Fig 1 Sonde de mesure de
puissance USB RampSregNRP-Z58
avec adaptateur pour la bande
de guide drsquoondes WR-10
(R900 WG-27) de 75 GHz agrave
110 GHz
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Transducteur thermoeacutelectriquePile thermoeacutelectrique
env 2 mm
Acheminement RF coplanaire
Terminaison RF (1er puits de chaleur) 2egraveme puits de chaleur
Masse
La sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm reacutealise des mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacuteJusqursquoagrave reacutecemment aucune solution attractive nrsquoexistait sur le marcheacute pour mesurer la puissance des
sources large bande jusqursquoagrave 110 GHz ou pour calibrer le niveau drsquoanalyseurs de reacuteseau doteacutes de ports de
test de 1 mm Les sondes disponibles pour les bandes V et W sont baseacutees sur une technologie obsolegravete et
ne couvrent que les composantes du signal situeacutees agrave lrsquointeacuterieur de leur bande de freacutequence respective Pour
reacutealiser des mesures large bande de multiples sondes harmoniseacutees sont alors neacutecessaires Rien de tel avec
la nouvelle sonde de mesure de puissance thermique RampSregNRP-Z58 laquelle couvre la totaliteacute de la gamme
de freacutequences de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute
Besoin identifieacute hellipLrsquooffre sur le marcheacute relative aux sondes de mesure de puis-sance pour des applications dans le domaine des ondes milli-meacutetriques est tregraves reacuteduite Depuis longtemps deacutejagrave la plupart de ces sondes ne reflegravetent plus lrsquoeacutetat de la technologie de pointe Cela srsquoapplique agrave la gamme de freacutequences de 67 GHz agrave 75 GHz mais eacutegalement agrave la bande W (75 GHz agrave 110 GHz) pour laquelle seuls un ancien type de sonde agrave base de diodes et un wattmegravetre fonctionnant selon le principe de mesure calorimeacutetrique sont disponibles Avec de telles sondes par exemple aucun signal situeacute en dessous de la freacutequence de coupure du type de guide drsquoondes de deacutetection utiliseacute nrsquoest pris en compte ce qui complique les mesures de puissance
des sources large bande comme les photo-deacutetecteurs et les photoreacutecepteurs pour Ethernet 100G Il en est de mecircme pour le calibrage de niveau des analyseurs de reacuteseau avec des ports de test de 1 mm Ici eacutegalement la seule possibiliteacute de calibrage consistait jusqursquoagrave ce jour agrave mesurer successive-ment les diffeacuterentes bandes de freacutequences avec les sondes de mesure de puissance correspondantes approprieacutees De plus les sondes de puissance agrave connecteurs en guide drsquoondes neacutecessitaient alors la mise en place drsquoun adaptateur sur le connecteur coaxial de la source Hormis la charge de travail et la difficulteacute drsquoautomatisation cette proceacutedure induit une plus grande usure du connecteur 1 mm deacutejagrave assez sensible Cette usure est non seulement due aux multiples change-ments de sondes mais eacutegalement agrave la contrainte meacutecanique lieacutee au poids et la taille imposantes des sondes de puissance agrave guides drsquoondes conventionnelles
hellip et mise sur le marcheacute drsquoun produit innovant Avec la nouvelle sonde de puissance thermique RampSregNRP-Z58 (fig 1) les problegravemes deacutecrits ci-dessus appartiennent deacutesor-mais au passeacute Un connecteur coaxial de 1 mm (macircle) permet en effet de couvrir sans discontinuiteacute la totaliteacute de la gamme de freacutequences de DC agrave 110 GHz La plage de mesure de puis-sance srsquoeacutetend de 03 microW (minus35 dBm) agrave 100 mW (+20 dBm) couvrant ainsi la plage inteacuteressante en termes de meacutetrologie En outre la nouvelle sonde de puissance est leacutegegravere et pra-tique et peut ecirctre directement utiliseacutee agrave partir drsquoun PC via un port USB Ses autres caracteacuteristiques telles que vitesse de mesure eacuteleveacutee excellente lineacuteariteacute traccedilabiliteacute complegravete aux eacutetalons primaires des instituts de meacutetrologie nationaux renommeacutes et possibiliteacute de veacuterification interne ndash sont eacutegale-ment remarquables Ainsi non seulement le RampSregNRP-Z58
Fig 2 Structure du transducteur thermoeacutelectrique ndash un deacuteveloppement
de RohdeampSchwarz
ACTUALITEacuteS 20813 23
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Calibrage avec reacutefeacuterence DC
Source RF (DUT)
Reacutefeacuterence DC
Transducteur thermoeacutelectrique
P+
ndash
PDC
PRF
Sonde de puissance RampSregNRP-Z58
Frontal du RampSregNRP-Z58
Acheminement coaxial du signal
Ligne coplanaire
Transducteur thermoeacutelectrique (Couche RF)
Traitement du signal analogique
Transition coaxiale ndash planaire
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constitue le premier choix pour reacutealiser des mesures de puis-sance sur les ports coaxiaux de 1 mm mais il peut eacutegalement remplacer des sondes de puissance agrave guides drsquoondes dans de nombreuses autres applications (voir encadreacute page 25)
La sonde de mesure de puissance 110 GHz RampSregNRP-Z58 fait partie de la famille RampSregNRP de RohdeampSchwarz et dis-pose de toutes leurs caracteacuteristiques essentielles Sa piegravece maicirctresse est le transducteur thermoeacutelectrique indirec-tement chauffeacute agrave savoir un deacuteveloppement exclusif de RohdeampSchwarz qui combine de tregraves bonnes valeurs drsquoadap-tation avec une plage dynamique eacuteleveacutee et un temps de reacuteponse de quelques millisecondes (fig 2) Le connecteur RF est relieacute via une transition large bande en instance de brevet laquelle transforme le champ de lrsquoonde incidente agrave symeacutetrie radiale et lrsquoadapte agrave la distribution de champ agrave lrsquoentreacutee copla-naire du transducteur elle permet en mecircme temps drsquoobtenir une excellente isolation thermique (fig 3) Ces mesures ainsi que drsquoautres relatives agrave la conception thermique assurent que la deacuterive du zeacutero reste neacutegligeable agrave diffeacuterentes tempeacuteratures ambiantes ou lors du vissage de la sonde Dans des condi-tions ambiantes constantes on peut srsquoattendre agrave ce qursquoil nrsquoy ait pratiquement pas de deacuterive car lrsquoarchitecture de la chaicircne de traitement du signal garantit la suppression totale du bruit 1f Dans de nombreux cas le calibrage du zeacutero en usine est donc suffisant Cela a en outre permis de se passer de la fonc-tion de mise agrave zeacutero interne laquelle nrsquoaurait drsquoailleurs conduit agrave aucune ameacutelioration mais au contraire agrave des interruptions longues et asynchrones du processus de mesure
Tension de reacutefeacuterence DC interne Pour la veacuterification du transducteur de mesure thermoeacutelec-trique et de la chaicircne de traitement de signal analogique en aval la sonde de puissance RampSregNRP-Z58 inclut une reacutefeacute-rence DC (fig 4) ndash ce qui rend superflu le calibrage avec une source de reacutefeacuterence externe de 50 MHz Pour cela il nrsquoest mecircme pas neacutecessaire de deacuteconnecter la sonde de puissance
de lrsquoobjet sous test aussi longtemps que celui-ci fournit un signal suffisamment stable Avec une reproductibiliteacute de lrsquoordre de 10ndash4 la veacuterification effectueacutee avec la reacutefeacuterence DC inteacutegreacutee est de loin supeacuterieure agrave un calibrage reacutealiseacute avec des signaux RF externes
Le processus drsquoeacutetalonnage en usine reacutealiseacute sur environ 200 freacutequences est directement traccedilable par rapport aux eacutetalons primaires de lrsquoInstitut national de meacutetrologie de la Reacutepublique feacutedeacuterale drsquoAllemagne (Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB) et des Eacutetats-Unis (National Institute of Standards and Technology NIST) Ici RohdeampSchwarz beacuteneacuteficie eacutegalement de lrsquoutilisation drsquoun micro-calorimegravetre reacutecemment mis en ser-vice par le PTB lequel couvre la totaliteacute de la bande W Dans cette gamme les incertitudes drsquoeacutetalonnage de cette nouvelle sonde de puissance se situent entre 60 et 70 (calculeacutees selon GUM avec un coefficient de couverture eacutegal agrave 2)
Indication de puissance hautement lineacuteaireLors du deacuteveloppement un soin tout particulier a eacuteteacute apporteacute agrave lrsquoobtention drsquoune haute lineacuteariteacute de lrsquoindication de puissance caracteacuteristique particuliegraverement importante pour des mesures relatives Ceci srsquoapplique aux mesures scalaires drsquoaffaiblis-sement de gain et de reacuteflexion ainsi notamment qursquoaux mesures de puissances indirectes via des coupleurs direction-nels avec lesquelles la reacutefeacuterence absolue est obtenue par un calibrage du systegraveme agrave un seul niveau Avec une incertitude de lineacuteariteacute maximum de 023 (001 dB) le RampSregNRP-Z58 se situe au niveau des sondes de puissance classiques agrave base de thermistances avec lesquelles la meacutethode de substitution DC permet drsquoobtenir une grande lineacuteariteacute Mais pour des rai-sons lieacutees agrave la vitesse de mesure le RampSregNRP-Z58 nrsquoutilise pas cette meacutethode qursquoil remplace par la reacutealisation drsquoune cor-rection de lineacuteariteacute numeacuterique laquelle est baseacutee sur un eacuteta-lonnage en usine du transducteur thermoeacutelectrique avec des tensions continues et peut rester inchangeacutee pendant toute la dureacutee de vie de la sonde
Fig 4 Circuit pour calibrage interne avec tension continueFig 3 Frontal RF avec transition coaxiale-coplanaire
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Vitesse de mesure La vitesse de mesure accessible correspond aux sondes de puissance thermoeacutelectriques modernes mais dans cer-tains cas particuliers elle deacutepend tregraves fortement de lrsquoappli-cation Lorsqursquoil srsquoagit drsquoeffectuer le plus de mesures pos-sibles dans un laps de temps donneacute il est possible gracircce agrave un mode agrave meacutemoire tampon de reacutealiser plus de 500 mesures par seconde Le temps drsquoouverture pour un point de mesure peut ecirctre reacutegleacute avec une reacutesolution drsquoune demi-milliseconde la mesure peut ecirctre reacutealiseacutee soit en deacuteclencheacute soit en roue libre En renonccedilant agrave la fonction buffer et en sortant indi-viduellement chaque reacutesultat de mesure 350 reacutesultats de mesure deacuteclencheacutes par seconde sont neacuteanmoins encore possibles Si plusieurs mesures de faible puissance sont agrave moyenner pour pouvoir obtenir un reacutesultat de mesure stable le taux de mesure effectif pouvant ecirctre atteint srsquoen trouve bien eacutevidemment reacuteduit Compareacute agrave drsquoautres produits pour la bande W le RampSregNRP-Z58 se satisfait cependant drsquoun facteur de calcul de moyenne plus faible car son plancher de bruit est nettement plus bas Il en reacutesulte des temps drsquoeacutetablissement
Bien que la sonde de puissance RampSregNRP-Z58 ait eacuteteacute deacutevelop-peacutee pour des applications large bande agrave connecteurs 1 mm elle peut eacutegalement ecirctre utiliseacutee pour des mesures sur interfaces agrave guides drsquoondes via des adaptateurs approprieacutes (fig 5) ndash ouvrant par conseacutequent agrave ces applications de toutes nouvelles possibili-teacutes Ainsi une seule sonde RampSregNRP-Z58 suffit en principe pour effectuer les mesures de puissance sur toute interface dans la gamme de freacutequences allant jusqursquoagrave 110 GHz De cette faccedilon il est notamment facile de reacutealiser des mesures dans les bandes de freacutequences pour lesquelles aucune sonde de mesure de puis-sance agrave guide drsquoondes nrsquoest disponible sur le marcheacute comme par exemple la bande WR-12 (R740 WG-26) de 60 GHz agrave 90 GHz On pourrait alors bien sucircr dans ce cas eacutequiper une sonde de puis-sance agrave guide drsquoondes pour la bande WR-10 drsquoun adaptateur WR-12 mais une telle combinaison ne serait pas tregraves attractive La grande longueur de la sonde agrave guide drsquoondes srsquoen trouverait encore augmenteacutee et la gamme de freacutequence deacutejagrave faible se reacutedui-rait agrave lrsquointersection avec la bande du guide drsquoondes de lrsquoobjet sous test agrave savoir agrave la bande de 75 GHz agrave 90 GHz
Outre lrsquoapplicabiliteacute universelle il existe cependant drsquoautres argu-ments en faveur de lrsquoutilisation du RampSregNRP-Z58 pour des appli-cations agrave guides drsquoondes arguments qui lrsquoemportent geacuteneacuterale-ment largement sur lrsquoinconveacutenient que repreacutesente la neacutecessiteacute drsquoadaptation Il srsquoagit notamment de la vitesse de mesure beau-coup plus eacuteleveacutee de la suppression du reacuteglage fastidieux avec une source de reacutefeacuterence de 50 MHz de la stabiliteacute eacuteleveacutee en tem-peacuterature de la traccedilabiliteacute complegravete de lrsquoeacutetalonnage du principe de mesure thermique et enfin et non des moindres de la possibiliteacute de fonctionner sans appareil de base speacutecifique
Lrsquoaffaiblissement de lrsquoadaptateur en amont et son interaction avec lrsquoentreacutee de la sonde de puissance peuvent ecirctre compenseacutes par une proceacutedure eacuteleacutegante appeleacutee embedding Agrave cet effet le
RampSregNRP-Z58 comme toutes les sondes de puissance RampSregNRP dispose de la fonction de correction de paramegravetres S qui permet drsquoenregistrer dans la sonde les quatre paramegravetres S de lrsquoadap-tateur pour un grand nombre de freacutequences et de les prendre en compte dans le reacutesultat de mesure sans autre intervention de lrsquoutilisateur Lrsquoeffet de la reacuteflexion agrave lrsquoentreacutee du guide drsquoondes de la sonde de puissance en moyenne leacutegegraverement augmenteacute par lrsquoadaptateur ne peut ecirctre compenseacute que par une correction gamma Cette meacutethode est eacutegalement mise en œuvre dans le RampSregNRP-Z58 mais requiert la connaissance du coefficient de reacuteflexion complexe agrave la sortie de lrsquoobjet sous test Si ce coefficient est connu les incertitudes de deacutesadaptation restantes sont alors neacutegligeables Dans le cas contraire il est conseilleacute au moins en cas de fortes exigences de preacutecision et drsquoobjets sous test tregraves deacutesadapteacutes drsquoeffectuer une estimation des effets possibles de cette deacutesadaptation sur le reacutesultat de mesure
plus courts qursquoauparavant drsquoun facteur de dix de sorte qursquoil est possible de mesurer des niveaux de minus10 dBm quasi ins-tantaneacutement tout en beacuteneacuteficiant simultaneacutement drsquoune stabi-liteacute satisfaisante
Robustesse meacutecanique et preacutecision extrecircmeLe connecteur 1 mm du RampSregNRP-Z58 deacutetermine de maniegravere deacutecisive lrsquoadaptation drsquoimpeacutedance la reproductibiliteacute et la capaciteacute de charge du nouveau produit Crsquoest la raison pour laquelle RohdeampSchwarz assure lui-mecircme la production de ce connecteur en le soumettant agrave un controcircle de qualiteacute rigoureux Qui plus est lrsquoeacutecrou drsquoaccouplement du connec-teur est monteacute sur un roulement agrave billes permettant de vis-ser la sonde manuellement de faccedilon si preacutecise qursquoil nrsquoest pas neacutecessaire drsquoutiliser une cleacute dynamomeacutetrique En outre lrsquousure du connecteur srsquoen trouve reacuteduite car la friction moins importante eacutevite une rotation du conducteur exteacuterieur lors du serrage de lrsquoeacutecrou drsquoaccouplement
Thomas Reichel
Mesures de puissance sur toute interface dans la gamme de freacutequences jusqursquoagrave 110 GHz
Fig 5 Sonde de puissance RampSregNRP-Z58 avec adaptateur pour la
bande de guide drsquoondes WR-10 (R900 WG-27) de 75 GHz agrave 110 GHz
ACTUALITEacuteS 20813 25
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
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Le meilleur choix sondes de puissance USB de RohdeampSchwarzLes sondes wattmegravetres avec interface USB utiliseacutees pour les applications de mesures de puissance haute
freacutequence et micro-ondes ont en lrsquoespace de quelques anneacutees largement remplaceacute le duo composeacute drsquoune
sonde analogique et drsquoune uniteacute de base analogique-numeacuterique La principale motivation de cette eacutevolu-
tion reacuteside dans la reacuteduction des coucircts et lrsquoapplicabiliteacute universelle obtenues gracircce agrave la grande notorieacuteteacute du
bus USB Ce qui est moins connu en revanche est que lrsquointeacutegration totale du concept de wattmegravetre dans les
sondes eacutetait la condition preacutealable au perfectionnement des eacutequipements de mesure de puissance RF en
termes de fonctionnaliteacutes et de qualiteacute
Pourquoi faut-il des sondes Les wattmegravetres occupent une position particuliegravere au sein des appareils de mesure hautes freacutequences car ils sont les seuls agrave ecirctre directement connecteacutes agrave lrsquoobjet sous test agrave savoir sans passer par lrsquointermeacutediaire de cacircbles RF Cela est eacutetroitement lieacute agrave la nature de leurs tacircches consistant agrave cap-ter la puissance de lrsquoobjet sous test avec une charge parfai-tement adapteacutee en matiegravere drsquoimpeacutedance drsquoondes Un cacircble mecircme solidaire du wattmegravetre nrsquoaurait que des effets neacutega-tifs en raison de la deacutegradation de lrsquoadaptation et de la repro-ductibiliteacute qursquoil engendrerait
Eacutetant donneacute qursquoil nrsquoest pas possible de relier directement au connecteur RF drsquoun objet sous test un appareil de mesure complet drsquoune masse de plusieurs kilogrammes le transduc-teur haute freacutequence a depuis un certain temps deacutejagrave eacuteteacute seacutepareacute du reste de lrsquoappareil et inteacutegreacute dans une sonde de
puissance de taille reacuteduite Celle-ci a pu ecirctre relieacutee directe-ment agrave lrsquoappareil de base auquel il suffisait de transfeacuterer uni-quement le signal de sortie basse freacutequence relativement peu critique du transducteur
Le concept de ces dispositifs a pu srsquoimposer tregraves longtemps sur le marcheacute jusqursquoagrave ce que les exigences fixeacutees par les technologies de radiocommunication numeacuterique ne puissent finalement plus ecirctre geacuterables Il devenait en effet difficile de reacuteduire les coucircts de fabrication et par conseacutequent le prix de vente malgreacute tous les progregraves reacutealiseacutes en eacutelectronique les fonctionnaliteacutes restaient modestes et la vitesse de mesure ainsi que la preacutecision se trouvaient limiteacutees par le concept de dispositifs partageacutes Surmonter cette difficulteacute ne pouvait pas-ser que par lrsquointeacutegration des fonctionnaliteacutes de lrsquouniteacute de base dans la sonde
RohdeampSchwarz ndash pionnier de lrsquointeacutegrationAu milieu des anneacutees 1990 la miniaturisation et la perfor-mance des appareils eacutelectroniques progressaient si forte-ment qursquoil devenait alors possible de reacutealiser cette inteacutegration RohdeampSchwarz a eacuteteacute le premier agrave franchir cette eacutetape en deacuteveloppant les sondes agrave tecirctes drsquoinsertion RampSregNRT-Z com-mandeacutees via lrsquointerface RS-422 Ces sondes pouvaient non seulement ecirctre utiliseacutees sur un appareil de base numeacuterique le RampSregNRT mais eacutegalement sur un PC via les interfaces RS-232 ou PC-Card Ce concept a eacutetabli une nouvelle reacutefeacuterence en matiegravere de mesure de puissance RF et a eacuteteacute maintes fois copieacute par la concurrence
Les wattmegravetres inteacutegreacutes sont reacuteellement devenus populaires avec les sondes de puissance de la seacuterie RampSregNRP-Z doteacutees drsquoune interface USB lesquelles ont eacuteteacute introduites sur le mar-cheacute au deacutebut des anneacutees 2000 (fig 1) Elles ont particuliegravere-ment beacuteneacuteficieacute du succegraves de cette interface en eacutetant drsquoune
Fig 1 Seacutelection de sondes de mesure de puissance de la famille RampSregNRP
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
part utiliseacutees en tant qursquoaccessoires pour une varieacuteteacute drsquoappa-reils de mesure et drsquoautre part en ayant deacutesormais la capaciteacute de transformer une tablette ou un teacuteleacutephone mobile en watt-megravetre (voir photo de couverture) Mais la grande populariteacute du bus USB ne constitue que la raison la plus manifeste du succegraves de ces sondes
Plus petit plus leacuteger et plus eacuteconomiquePour un wattmegravetre classique lrsquouniteacute de base repreacutesente envi-ron les 23 du coucirct Lrsquointeacutegration de cette fonctionnaliteacute dans la sonde si cela est neacutecessaire pour la preacuteparation des reacutesultats de mesure permet de reacuteduire le coucirct de moitieacute par rapport aux systegravemes preacuteceacutedents ndash sous reacuteserve bien entendu de dis-poser drsquoun ordinateur ou drsquoun autre appareil de mesure pour lrsquoaffichage des reacutesultats
Ce rapport se trouve encore ameacutelioreacute lorsqursquoon compare des sondes large bande inteacutegreacutees avec des wattmegravetres crecirctes agrave fonctionnaliteacutes eacutequivalentes Ces derniers ont occupeacute pen-dant longtemps une position particuliegravere au sein des watt-megravetres car ils eacutetaient capables drsquoanalyser des signaux pulseacutes ou moduleacutes et de les repreacutesenter dans le domaine temporel Les efforts correspondants mis en œuvre en matiegravere de tech-nique de mesure eacutetant nettement supeacuterieurs par rapport aux wattmegravetres conventionnels ils sont encore aujourdrsquohui rela-tivement chers Cela est mis en eacutevidence de maniegravere exem-plaire par lrsquointerface de sonde complexe drsquoun tel dispositif (fig 2) lequel nrsquoempecircche cependant pas que la longueur du cacircble de connexion intervienne de maniegravere notable dans les reacutesultats de mesure
Les sondes large bande inteacutegreacutees comme par exemple celles de la seacuterie RampSregNRP-Z8x peuvent ecirctre fabriqueacutees agrave une fraction du coucirct tout en offrant la quasi-totaliteacute des perfor-mances connues des sondes de mesure de puissance crecircte 30 MHz de bande passante videacuteo 13 ns de temps de monteacutee taux drsquoeacutechantillonnage en temps reacuteel de 80 Meacutechs trigger interne ou externe et eacutevaluation automatique des paramegravetres drsquoimpulsion La longueur du cacircble de liaison nrsquoa plus drsquoimpor-tance Il faut en outre souligner que les sondes large bande de RohdeampSchwarz disposent drsquoune large dynamique ineacutega-leacutee et drsquoune fonction drsquoanalyse statistique ultra-rapide
La reacuteduction de poids et de volume est au moins aussi impor-tante que les eacuteconomies de coucircts reacutealiseacutees les gains poten-tiels peuvent ici atteindre plus de 90 lorsqursquoon opte pour un wattmegravetre inteacutegreacute
Meilleur et plus preacutecis sans uniteacute de baseLrsquointerface monovoie standardiseacutee des sondes de puissance conventionnelles constitue leur plus grande force mais en mecircme temps leur plus grande faiblesse Drsquoune part elle per-met lrsquoutilisation de diffeacuterentes sondes sur une uniteacute de base et drsquoautre part elle limite de maniegravere significative les possi-biliteacutes de traitement du signal Cela est particuliegraverement mis en eacutevidence par les sondes agrave chemins multiples qui prennent aujourdrsquohui une importance consideacuterable Eacutetant donneacute qursquoelles ne peuvent ecirctre exploiteacutees qursquoen transfeacuterant seacutequen-tiellement les signaux de deacutetection agrave une uniteacute de base clas-sique leurs possibiliteacutes ne sont que rarement utiliseacutees Non seulement des retards de commutation et des effets drsquohysteacute-reacutesis peuvent se produire lors du changement du chemin de mesure mais la voie de mesure standardiseacutee nrsquoest pas tregraves approprieacutee ni pour les mesures synchrones du signal dans des intervalles de temps ni pour la mesure de la puissance drsquoenveloppe
Pour les sondes agrave chemins multiples et traitement de signal inteacutegreacute en revanche un concept reacutesolument adapteacute aux caracteacuteristiques de ce type de deacutetecteur peut ecirctre appliqueacute Agrave cet effet les signaux drsquoun maximum de trois chemins de mesure sont traiteacutes en parallegravele de sorte qursquoune valeur de mesure valide est toujours preacutesente La neacutecessiteacute de reacutepeacuteter une mesure parce que le chemin de mesure choisi a eacuteteacute sur-chargeacute ou sous-chargeacute est ainsi eacutecarteacutee En outre la totaliteacute de la voie de mesure peut ecirctre conccedilue de faccedilon agrave permettre la reacutealisation de mesures de puissance synchrones sur des signaux tels que rencontreacutes par exemple sur les signaux de communication agrave structure TDMA
On pourrait ecirctre tenteacute de croire que le concept classique apporterait au moins lrsquoavantage drsquoune plus grande preacuteci-sion mais on constate que pour les sondes thermoeacutelectriques deacutejagrave tregraves preacutecises les solutions inteacutegreacutees peuvent ecirctre encore meilleures Cela tient au fait que les appareils de base ana-logiques produisent leurs propres contributions drsquoerreurs absentes en revanche dans les concepts inteacutegreacutes (fig 3)
La suppression de lrsquoappareil de base preacutesente encore bien drsquoautres avantages eacutetant donneacute que les reacutesultats de
Fig 2 Interfaces pour sondes de puissance et comparaison de leur taille
(en termes drsquoeacutechelle) sonde de puissance de crecircte (agrave gauche) interface
standardiseacutee pour RampSregNRP (au centre) et micro-USB (agrave droite)
Lrsquoapplication gratuite laquo Power Viewer Mobile raquo relative aux appareils Android est dis-ponible dans Google play La note drsquoapplication laquo Using RampSregNRP-Z Power Sensors with Power Viewer Mobile for Android Handheld Devices raquo est disponible au teacuteleacute-chargement (mot cleacute 1MA215)
ACTUALITEacuteS 20813 27
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Composition des incertitudes de mesure
Uniteacute de base
Uniteacute de base lors du calibrage
Source de reacutefeacuterence 1 mW 50 MHz
Coefficient de calibrage
Deacutesadaptation
Deacutecalage du zeacutero
Bruit
Deacutesadaptation lors du calibrage13 [lt 30 ] 11 [lt 16 ]
11
025
091
041
050
050
040
28
mesure ne deacutependent que de la sonde les mesures de puis-sance relatives peuvent ecirctre effectueacutees avec une incertitude moindre les reacutesultats de mesure sont plus reproductibles et le calibrage du deacutecalage zeacutero peut ecirctre reacutealiseacute de maniegravere speacutecifique agrave la sonde lors de la fabrication Le gain de preacuteci-sion pour les mesures de rapport est significatif au lieu drsquoune incertitude systeacutematique (type B) drsquoau moins 1 pour lrsquoen-semble sonde uniteacute de base drsquoun wattmegravetre classique cette valeur nrsquoexcegravede pas 023 pour les sondes thermoeacutelec-triques inteacutegreacutees de la seacuterie RampSregNRP-Z5x et cela sur la tota-liteacute de la plage de puissance
Sources de reacutefeacuterence 50 MHz obsolegravetesAgrave lrsquoorigine la source de reacutefeacuterence geacuteneacuteralement utiliseacutee dans les wattmegravetres classiques nrsquoeacutetait pas inteacutegreacutee dans ces appa-reils Elle a eacuteteacute introduite au moment du passage des versions de sondes de mesure de puissance agrave base de thermistances aujourdrsquohui deacutepasseacutees aux sondes thermoeacutelectriques Si les premiegraveres eacutetaient intrinsegravequement stables agrave long terme gracircce agrave la meacutethode de substitution DC cela ne srsquoapplique geacuteneacutera-lement pas aux deacutetecteurs baseacutes sur le principe thermoeacutelec-trique ou de diodes Crsquoest la raison pour laquelle jusqursquoagrave ce jour les compeacutetiteurs effectuent le calibrage de ces deacutetec-teurs non pas dans lrsquoabsolu mais uniquement de maniegravere relative par rapport agrave 50 MHz La reacutefeacuterence absolue nrsquoest alors fournie que par la source de reacutefeacuterence de 50 MHz inteacute-greacutee dans lrsquouniteacute de base
Bien que RohdeampSchwarz ait degraves le deacutepart adopteacute une voie diffeacuterente avec ses sondes de puissance de la gamme RampSregNRV et RampSregNRP calibreacutees dans lrsquoabsolu la source de
50 MHz reste cependant un accessoire inteacuteressant pour la veacuterification des sondes lesquelles pourraient ecirctre endomma-geacutees malgreacute leur indiscutable stabiliteacute agrave long terme
Drsquoun point de vue actuel la source de reacutefeacuterence ou de test est deacutesormais obsolegravete Drsquoune part son utilisation neacutecessite que la sonde de puissance soit coupeacutee de lrsquoobjet sous test et connecteacutee agrave la source opeacuteration non seulement longue et fas-tidieuse mais souvent impossible agrave reacutealiser Drsquoautre part lrsquoin-certitude de la source elle-mecircme remet en question son uti-lisation Drsquoune valeur de 04 agrave 12 elle se situe bien au-dessus de la deacuterive observable de sorte que lrsquoavantage reacuteel ne reacuteside plus que dans la deacutetection de dommages importants
La modification du concept a lagrave encore eacuteteacute motiveacutee de faccedilon deacutecisive par les sondes de mesure de puissance USB Aucune source de reacutefeacuterence de 50 MHz nrsquoeacutetant geacuteneacuterale-ment disponible agrave proximiteacute du lieu drsquoutilisation la veacuterifica-tion ne peut ecirctre effectueacutee que dans la sonde elle-mecircme Cela a eacuteteacute reacutealiseacute pour la premiegravere fois et avec un haut niveau de preacutecision dans les sondes thermoeacutelectriques de la seacuterie RampSregNRP-Z5x (voir page 22) Ces sondes contiennent un cir-cuit de reacutefeacuterence sur la base drsquoune source de tension conti-nue de haute stabiliteacute dont le signal de sortie peut ecirctre super-poseacute au signal de mesure Il est ainsi possible de veacuterifier en quelques secondes et sans deacutemonter la sonde de puissance la totaliteacute de la chaicircne de mesure du transducteur thermoeacute-lectrique jusqursquoau convertisseur AN De plus avec une reproductibiliteacute de lrsquoordre de 10ndash4 un niveau de confiance jusqursquoalors uniquement offert par les wattmegravetres agrave thermis-tance peut ecirctre atteint Il est donc probable que ce concept sera eacutegalement adopteacute pour drsquoautres types de sondes
Fig 3 Composition de lrsquoincertitude de mesure lors des mesures de puissance absolues avec une sonde de puissance thermoeacutelectrique pour une appli-
cation typique freacutequence de signal 2 GHz niveau de puissance ndash3 dBm ROS de la source 110 A gauche wattmegravetre classique de conception actuelle
agrave droite RampSregNRP-Z51 (modegravele 03) Les valeurs numeacuteriques repreacutesentent avec k = 2 des incertitudes eacutelargies selon le GUM En caractegraveres gras incer-
titude de mesure eacutelargie totale apregraves addition quadratique des incertitudes partielles Valeurs entre parenthegraveses somme des incertitudes partielles apregraves
addition lineacuteaire
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
AD
+
AD
AD
ndash19 dBmagrave +7 dBm
Pi
ndash67 dBmagrave ndash13 dBm
+1 dBmagrave +23 dBm
Pm
Trigger externe
Hacheur
Correction derreurs Pondeacuteration
34 dB
14 dB
Concept agrave 3 chemins Comparaison des temps de mesure
10
1
01
001
0001
Tem
ps d
e m
esur
es
ndash40 ndash20 ndash10 0 10 20 23ndash30
Niveau en dBm
Meilleur compeacutetiteur (2 chemins)cedilNRP-Z11 -Z21 -Z31 (3 chemins)
Il y a sonde et sondePeu de produits utilisent le potentiel des concepts de sondes inteacutegreacutees de maniegravere aussi approfondie que les sondes de puissance de la seacuterie RampSregNRP De nombreux nouveaux arri-vants sur le marcheacute des produits ont eacuteteacute exclusivement deacuteve-loppeacutes comme une alternative bon marcheacute aux wattmegravetres classiques et nrsquoatteignent de ce fait pas leur niveau de preacute-cision et de vitesse Des deacutetecteurs sont eacutegalement utiliseacutes avec lesquels des erreurs de mesure importantes peuvent ecirctre inconsciemment produites
Il est ici question de sondes CW et de sondes agrave deacutetecteurs logarithmiques Ces deux types de sondes sont par deacutefini-tion uniquement destineacutes aux mesures sur signaux sinusoiuml-daux de bonne pureteacute spectrale agrave savoir que des signaux parasites superposeacutes (bruit harmoniques) ou une modulation les mettent en eacutechec Si dans le passeacute lrsquoutilisation de sondes CW eacutetait justifieacutee car elles permettaient en raison du rapport signalbruit eacuteleveacute drsquoobtenir des temps de mesure courts ces sondes doivent maintenant ecirctre consideacutereacutees comme obso-legravetes Des sondes agrave chemins multiples inteacutegreacutees sont de loin le meilleur choix pour ces applications En effet elles ne preacute-sentent aucune des vulneacuterabiliteacutes mentionneacutees ci-dessus ndash et sont de surcroicirct plus rapides
Bien entendu ces sondes comportent eacutegalement des dif-feacuterences de qualiteacute importantes notamment en termes de vitesse de mesure Trois caracteacuteristiques doivent en effet ecirctre reacuteunies pour pouvoir atteindre une performance optimale La premiegravere concerne le proceacutedeacute agrave diodes multi-deacutetecteurs agrave savoir des reacuteseaux inteacutegreacutes de diodes connecteacutees en seacuterie Ces reacuteseaux ameacuteliorent les caracteacuteristiques RF et accroissent
la dynamique de chaque chemin de mesure La deuxiegraveme caracteacuteristique est une meacutethode de pondeacuteration breveteacutee par RohdeampSchwarz laquelle permet drsquoeacuteviter une commutation dure entre les chemins et de reacutealiser plutocirct une transition lisse (fig 4) A cet effet les reacutesultats de mesure de chemins de mesure adjacents sont utiliseacutes pour le calcul du reacutesultat final et ce dans une large zone de chevauchement de 6 dB (plage de puissance 41) Ces deux caracteacuteristiques agrave elles seules contribuent deacutejagrave agrave reacuteduire les facteurs de moyennage par une valeur de 100 dans les zones de transition
La troisiegraveme caracteacuteristique ndash jusqursquoici uniquement disponible chez RohdeampSchwarz ndash consiste en un troisiegraveme chemin de mesure Avec les sondes agrave chemins multiples il est pos-sible drsquoatteindre des temps de mesure qui sont en moyenne lagrave encore plus courts drsquoun facteur de 20 que ceux du meil-leur concurrent (fig 5) En outre la plage dynamique de ces sondes est supeacuterieure de 10 dB
PerspectivesLa description qui preacutecegravede pourrait bien donner lrsquoimpres-sion que le deacuteveloppement des sondes de puissance USB est deacutesormais acheveacute En fait nous nrsquoen sommes probablement qursquoaux preacutemices car toutes les restrictions qui caracteacuterisent le concept classique sont leveacutees Ainsi gracircce agrave la miniaturi-sation soutenue constateacutee dans le secteur des composants on peut srsquoattendre agrave des concepts encore bien plus perfor-mants comme par exemple la mise en œuvre drsquoune base de temps commune pour des mesures agrave voies multiples avec des sondes distribueacutees
Thomas Reichel
Fig 5 Temps de mesure le plus court possible pour mesures en reacutegime
permanent avec sondes agrave chemins multiples composante de bruit
2-sigma limiteacutee agrave 001 dB dans le reacutesultat
Fig 4 Architecture des sondes agrave trois chemins de la seacuterie RampSregNRP
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INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
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Utilisation conviviale accegraves rapide aux fonctions reacutesultats fiables et rapides ndash crsquoest preacuteciseacutement ce que
demandent les utilisateurs drsquooscilloscopes dans le quotidien de leurs applications de mesure Les nouveaux
oscilloscopes universels RampSregRTM2000 reacutepondent parfaitement agrave ces exigences Avec eux les utilisateurs
reacutealisent deacutejagrave des mesures alors que drsquoautres appareils nrsquoen sont qursquoau processus drsquoinitialisation Ils sont en
outre capables de deacutetecter des signaux faibles geacuteneacuteralement noyeacutes dans le bruit
Le nouveau RampSregRTM2000 reacutesultats en un clin drsquoœil
Les RampSregRTM sont des oscilloscopes uni-versels parfaitement adapteacutes aux applica-tions quotidiennes Avec une bande pas-sante de 350 MHz ou 500 MHz ils sont parfaitement approprieacutes pour de nom-breuses applications Ils offrent en un seul appareil les fonctions drsquoanalyse dans les domaines temporel et freacutequentiel ainsi que les fonctions drsquoanalyse logique et de protocole Ils peuvent gracircce agrave ces caracteacute-ristiques reacutealiser des tests tregraves complets sur des systegravemes embarqueacutes ndash en deacuteve-loppement production et maintenance
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Oscilloscopes universels de quelles caracteacuteristiques doivent-ils ecirctre doteacutes Les oscilloscopes universels ndash comme le RampSregRTM ndash sont uti-liseacutes pour des tacircches de mesure geacuteneacuterales en deacuteveloppement production maintenance et eacuteducation Ils se distinguent par le fait qursquoils sont compacts leacutegers et silencieux mais surtout gracircce agrave leur utilisation simple et intuitive Un concept drsquoeacutequi-pement capable de srsquoadapter de maniegravere flexible aux futures exigences des utilisateurs et doteacute de possibiliteacutes drsquo extension repreacutesente un atout majeur Les clients peuvent non seu-lement installer eux-mecircmes les options logicielles et mateacute-rielles mais eacutegalement eacutetendre la bande passante de leurs oscilloscopes
Quelles sont les autres innovations et ameacuteliorations apporteacutees par RohdeampSchwarz au RampSregRTM
Analyse logique plus de deacutetails avec le RampSregRTMLrsquooption RampSregRTM-B1 permet drsquoajouter 16 voies logiques aux oscilloscopes RampSregRTM Avec des taux drsquoeacutechantillonnage jusqursquoagrave 5 Geacutechs les oscilloscopes mesurent de faccedilon tregraves preacutecise le timing des signaux logiques Eacutetant donneacute que les signaux peuvent ecirctre mis avec preacutecision en relation tempo-relle les uns avec les autres les erreurs de synchronisation et drsquohorloge sur des signaux de bus seacuterie et parallegravele sont plus faciles agrave deacuteceler Le taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute est dispo-nible pendant le temps total drsquoenregistrement et assure ainsi une tregraves haute reacutesolution temporelle mecircme avec des dureacutees drsquoacquisition plus longues
Le RampSregRTM enregistre les signaux logiques avec une pro-fondeur pouvant atteindre 20 Meacutech Lrsquoenregistrement inteacutegral et lrsquoanalyse complegravete drsquoune seacutequence de controcircle complexe peuvent ainsi ecirctre reacutealiseacutes par exemple lors du deacuteveloppe-ment drsquoune uniteacute de commande de bus CAN pour lrsquo industrie automobile Lorsque celle-ci preacutesente des erreurs difficiles agrave deacutetecter la fonction drsquoanalyse logique des oscilloscopes RampSregRTM permet de les deacutecouvrir rapidement
En outre lrsquoeacutecran virtuel (VirtualScreen) inteacutegreacute dans les oscil-loscopes RampSregRTM double la zone drsquoeacutecran utile et affiche la totaliteacute des voies sans chevauchements Des signaux matheacute-matiques de reacutefeacuterence et logiques ainsi que des donneacutees de protocole peuvent ecirctre indiffeacuteremment repreacutesenteacutes au-des-sus ou en dessous des voies analogiques et permettent ainsi drsquoobtenir une vue drsquoensemble de la totaliteacute des reacutesultats de mesure De plus lrsquoindicateur drsquoactiviteacutes des oscilloscopes RampSregRTM montre lrsquoeacutetat actuel complet de tous les signaux logiques (high low toggle) indeacutependamment des reacuteglages des paramegravetres de deacuteclenchement (fig 1)
Analyse de signaux reacutesultats atteints plus rapidement avec le RampSregRTMTout particuliegraverement en deacuteveloppement les utilisateurs sont deacutesireux drsquoanalyser en deacutetail les signaux de mesure et de deacuteterminer leurs caracteacuteristiques telles que la freacute-quence ou le temps de monteacutee et de descente Les oscil-loscopes RampSregRTM offrent pour cela des outils performants qui facilitent lrsquoanalyse des signaux et fournissent des reacutesul-tats preacutecis La fonction de mesure QuickMeas est unique sur simple pression drsquoun bouton elle fournit toujours les valeurs actuelles les plus importantes du signal actif au moyen de marqueurs et de lignes auxiliaires (fig 2 et 3) Qui plus est de nombreuses fonctions automatiques permettent de reacutealiser tregraves rapidement les analyses de signaux comme par exemple la mesure de la tension crecircte-agrave-crecircte ou la freacutequence du signal Ces reacutesultats sont preacutesenteacutes sous forme de tableau et le cas eacutecheacuteant avec une eacutevaluation statistique
Preacutesentation des oscilloscopes RampSregRTM Bande passante RampSregRTM2032 2034 350 MHz (2 4 voies analogiques) RampSregRTM2052 2054 500 MHz (2 4 voies analogiques)Taux drsquoeacutechantillonnage 25 Geacutechs 5 Geacutechs entrelaceacuteProfondeur de meacutemoire 10 Meacutech 20 Meacutech entrelaceacuteAnalyse logique (Option RampSregRTM-B1) Taux drsquoeacutechantillonnage max 5 Geacutechs Profondeur de meacutemoire max 20 Meacutech
Fig 1 Affichage de lrsquoeacutetat des signaux numeacuteriques indeacutependamment des
reacuteglages drsquoacquisition et de configuration de lrsquoappareil
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INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Les mesures agrave base de curseurs figurent eacutegalement parmi les points forts des oscilloscopes RampSregRTM Outre les mesures ∆T et ∆V classiques les oscilloscopes proposent dans le menu laquo Curseur raquo des fonctions de seacutelection suppleacutementaires comme la mesure de la valeur moyenne ou efficace de la ten-sion et un compteur drsquoimpulsions sur une plage de signal librement deacutefinissable
Deacutebogage vue drsquoensemble globale avec le RampSregRTMDeacutetecter des erreurs dans les signaux prend souvent du temps Les oscilloscopes RampSregRTM reacuteduisent ce temps de deacutebogage gracircce agrave des outils performants comme le test de gabarit (Mask test) inteacutegreacute et lrsquoanalyse FFT Les tests de gabarit indiquent rapidement si un signal se situe dans les limites de toleacuterance deacutefinies et eacutevaluent la qualiteacute et la stabi-liteacute drsquoun objet sous test au moyen drsquoune analyse statistique laquo passfail raquo En cas de non respect du gabarit actif il est pos-sible soit drsquoarrecircter automatiquement lrsquoenregistrement soit de geacuteneacuterer un signal acoustique Des anomalies sur les signaux ainsi que des eacuteveacutenements inattendus peuvent alors ecirctre aiseacute-ment isoleacutes La fonction de test de gabarit est facile agrave utiliser En effet quelques pressions de touches suffisent agrave deacutefinir un nouveau gabarit agrave partir drsquoun signal de reacutefeacuterence (fig 5) Pour lrsquoautomatisation des tests de qualiteacute dans les applications en production le test de gabarit est bien entendu eacutegalement dis-ponible via la commande agrave distance
La fonction FFT disponible sur simple pression drsquoune touche permet de deacutetecter et drsquoanalyser les erreurs dans le spectre drsquoun signal Dans ce mode de fonctionnement
outre la repreacutesentation spectrale du signal les oscillos-copes RampSregRTM ouvrent eacutegalement une petite fenecirctre tem-porelle permettant de controcircler lrsquointervalle drsquoeacutechantillonnage Le reacuteglage automatique laquo Autoset raquo offre un maximum de confort lrsquoappareil reacutealise la mise agrave lrsquoeacutechelle optimale de lrsquoam-plitude et de la freacutequence en fonction du signal mesureacute La FFT permet ainsi drsquoanalyser rapidement par exemple lrsquoeacuteven-tuelle preacutesence de freacutequences parasites dans les concepts de convertisseurs DCDC
La preacutecision une force de RohdeampSchwarzRohdeampSchwarz possegravede de longues anneacutees drsquoexpeacuterience en matiegravere de deacuteveloppement drsquoeacutequipements de test et mesure professionnels Les oscilloscopes RampSregRTM beacuteneacuteficient de cette expertise qui se traduit notamment par leur eacutetage drsquoen-treacutee analogique agrave tregraves faible bruit et haute preacutecision Avec une sensibiliteacute drsquoentreacutee drsquoun maximum de 1 mVdiv lrsquoeacutetage drsquoen-treacutee atteint une haute reacutesolution verticale sur la totaliteacute de la bande passante Lrsquoabsence de fonctions de zoom logicielles fait que les oscilloscopes RampSregRTM sont capables drsquoafficher les points de mesure reacuteels drsquoun signal mecircme agrave 1 mVdiv La combinaison eacutetage drsquoentreacutee analogique preacutecise systegraveme de deacuteclenchement performant permet drsquoanalyser les signaux haute freacutequence et agrave tregraves faible niveau
La preacutecision drsquoaffichage drsquoun signal de mesure deacutepend forte-ment du bruit propre drsquoun oscilloscope Crsquoest la raison pour laquelle les oscilloscopes RampSregRTM sont doteacutes drsquoeacutetages drsquoen-treacutee et drsquoun convertisseur analogiquenumeacuterique agrave faible bruit Ils sont ainsi capables mecircme avec les plus petites reacutesolutions verticales de reacutealiser des mesures preacutecises Cette preacutecision
Fig 3 La fonction de mesure
QuickMeas fournit automatiquement
les principaux reacutesultats de mesure
Fonction QuickMeas
Mesures RepreacutesentationVp+ Tension de crecircte positive Repreacutesenta-
tion graphique directement sur la forme drsquoonde du signal
Vpndash Tension de crecircte neacutegative
tr Temps de monteacutee
tf Temps de descente
Mean Valeur moyenne
Vpp Tension crecircte-agrave-crecircte Affichage tabu-laire en bas agrave droite de lrsquoeacutecran
RMS Valeur efficace
T Peacuteriode
f Freacutequence
Fig 2 QuickMeas mesure auto-
matique et affichage graphique sur
simple pression drsquoune touche
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Fig 5 Fonction de test de
gabarit quelques pressions de
touches suffisent agrave deacutefinir le
gabarit agrave partir drsquoun signal de
reacutefeacuterence
reste inchangeacutee mecircme en cas drsquoutilisation de voies suppleacute-mentaires Lrsquoisolation entre voies gt 50 dB pour des freacutequences jusqursquoagrave 500 MHz laquelle assure que le signal de mesure drsquoune voie nrsquoexerce qursquoun effet minime sur les signaux des autres voies constitue une autre caracteacuteristique avantageuse
Meacutemoire profonde seacutequences longues agrave haute reacutesolutionPlus un oscilloscope peut afficher de deacutetails plus grande est la probabiliteacute de deacutetecter des deacutefauts de signal ou des eacuteveacutene-ments importants Cela exige une haute reacutesolution temporelle agrave savoir un taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute De nombreuses applications comme par exemple lrsquoanalyse de pheacutenomegravenes transitoires ou de protocoles seacuterie neacutecessitent un enregistre-ment de longue dureacutee Les oscilloscopes RampSregRTM excellent ici tout particuliegraverement avec une profondeur de meacutemoire de 20 Meacutech et une reacutesolution temporelle drsquoun maximum de 200 ps (taux drsquoeacutechantillonnage de 5 Geacutechs) Avec une telle profondeur de meacutemoire il est possible drsquoenregistrer jusqursquoagrave 4 ms avec un taux drsquoeacutechantillonnage maximal et mecircme de deacutetecter des erreurs de signal ne se produisant que tregraves rare-ment (fig 4) La dureacutee drsquoenregistrement peut ecirctre encore aug-menteacutee en reacuteduisant le taux drsquoeacutechantillonnage
Ergonomie avantage indiscutable pour les utilisateursLes oscilloscopes RampSregRTM transforment le recircve des utili-sateurs en reacutealiteacute deacuteballer lrsquoappareil le mettre en marche et reacutealiser aussitocirct les mesures Les eacuteleacutements de commande codeacutes en couleur pour le reacuteglage vertical ainsi que le trigger
Fig 4 Dureacutee drsquoenregistrement
avec le RampSregRTM en fonction de la
profondeur de meacutemoire et du taux
drsquoeacutechantillonnage
permettent de visualiser la voie directement concerneacutee Ce codage couleur correspond agrave lrsquoaffichage de signal sur lrsquoeacutecran Ainsi les utilisateurs peuvent naviguer aiseacutement et exeacutecu-ter sans difficulteacutes mecircme les tacircches de mesure les plus com-plexes Les menus agrave structures planes regroupeacutes de faccedilon logique ainsi que les boutons deacutedieacutes aux fonctions freacutequem-ment utiliseacutees contribuent agrave assurer une grande convivialiteacute drsquoutilisation
Une autre facette de cette convivialiteacute consiste agrave permettre aux opeacuterateurs de corriger tregraves facilement les erreurs drsquoutilisa-tion via la fonction laquo Undo Redo raquo qui restaure rapidement la configuration preacuteceacutedente Pas de problegraveme donc si par inad-vertance la mauvaise touche a eacuteteacute enfonceacutee Les oscillos-copes RampSregRTM srsquoexpriment couramment en plusieurs lan-gues et peuvent donc ecirctre utiliseacutes au niveau international en plus de lrsquoallemand et lrsquoanglais sept autres langues sont en effet disponibles au choix
ConclusionLes utilisateurs exigent drsquoun oscilloscope universel rapiditeacute simpliciteacute drsquoutilisation et reacutesultats fiables Il doit agrave lui seul pou-voir couvrir les analyses dans les domaines temporel et freacute-quentiel ainsi que les analyses logiques et de protocole En tant que veacuteritable laquo Scope of the art raquo le RampSregRTM2000 reacutepond de faccedilon exemplaire agrave toutes ces exigences
Ernst Flemming
Dureacutee drsquoenregistrement
5 Geacutechs 25 Geacutechs10 keacutech 2 μs 4 μs
1 Meacutech 200 μs 400 μs
10 Meacutech 2000 μs 4000 μs
20 Meacutech 4000 μs 8000 μs
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INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Les oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 20
Lrsquointerface USB joue un rocircle dominant incontes-
table dans les domaines des terminaux mobiles de
lrsquoeacutelectronique grand public et des produits indus-
triels Drsquoougrave un besoin tout aussi important en solu-
tions de test fiables et rapides en laboratoires de
deacuteveloppement et drsquointeacutegration ndash besoin auquel
reacutepondent parfaitement les oscilloscopes haute
performance RampSregRTO et un nouveau logiciel avec
lesquels peuvent ecirctre reacutealiseacutes des tests de confor-
miteacute USB 20 automatiseacutes
Des solutions de tests USB 20 automatiseacutees pour laboratoire tregraves demandeacutees En mode HS (High Speed) les interfaces USB 20 atteignent un taux de transfert de donneacutees de 480 Mbitss Dans le monde des PC ougrave cette interface a puiseacute ses origines la norme 30 est deacutesormais eacutetablie agrave 5 Gbs (Super-speed Mode) Mais le deacutebit de donneacutees de lrsquointerface USB 20 est largement suffisant pour beaucoup drsquoapplications mobiles de peacuteripheacute-riques drsquoordinateur drsquoappareils et de systegravemes utiliseacutes dans lrsquoindustrie et la meacutedecine ou dans le milieu de lrsquoaeacuterospatial et deacutefense raison pour laquelle elle continue de srsquoeacutetendre dans ces secteurs
La norme USB 20 a eacuteteacute publieacutee en 2000 et les composants correspondants sur le marcheacute ont entre-temps beacuteneacuteficieacute drsquoavanceacutees technologiques Neacuteanmoins les modaliteacutes drsquointeacute-gration de ces composants sur cartes et produits finis restent un deacutefi agrave relever pour les deacuteveloppeurs Ainsi par exemple une isolation insuffisante par rapport agrave drsquoautres modules peut entraicircner des retours de masse ou provoquer une diaphonie et perturber le fonctionnement de lrsquointerface USB Crsquoest la rai-son pour laquelle les concepteurs requiegraverent des solutions de tests conformes agrave la norme pour le deacutebogage et les tests de stabiliteacute A cet effet lrsquoorganisme de normalisation USB ndash le USB Implementers Forum (USB-IF) ndash a deacutefini un proces-sus de test avec des mesures de conformiteacute approprieacutees afin de garantir le bon fonctionnement des divers appareils doteacutes drsquointerfaces USB Les produits portant le logo USB doivent passer ce test de conformiteacute
Pour assurer le succegraves de la preacuteparation au test de conformiteacute effectueacute par un laboratoire drsquoessai certifieacute des solutions de test USB automatiseacutees pour le laboratoire sont requises
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Test de dispositifs
HS ElectricalTest Tool
USB-Host
USB-Device -Hub(DUT)
Test Fixture Board (HS Device SQ Test) USBUSB
LAN
D+ DndashSonde
USB 20ComplianceTest
Test USB Sondes
Device Host HubDiffeacuteren-tielles
Reacutefeacutereacutees agrave la masse
High-speed-Tests
Signal Quality (SQ) bull bull bull 1
Packet Parameter bull bull bull 1
Chirp Timing bull bull bull 2 actives ou passives
SuspendResumeReset bull bull bull 2 actives
J K SEO_NAK Levels bull bull bull 2 actives
Receiver Sensitivity (2 voies geacuteneacuterateur requises)
bull bull 1
Hub Jitter bull 1
HS Repeater bull 1 2 actives
Full-speed-Test
Full-speed SQ bull bull bull 3 actives ou passives
Low-speed-Test
Low-speed SQ bull bull bull 2 actives ou passives
Legacy-TestsInrush Current (avec pince de courant)
bull bull
Back Voltage bull bull 3 actives
Host drop bull 2 actives
Host droop bull 2 actives ou passives
Fig 1 Tests de conformiteacute geacutereacutes par lrsquooption logicielle RampSregRTO-K21 et
les compleacutements requis
Solution automatiseacutee de RohdeampSchwarz pour tests de conformiteacuteLa haute preacutecision du RampSregRTO est un excellent preacutealable agrave lrsquoobtention de reacutesultats fiables en matiegravere de tests de conformiteacute Les oscilloscopes RampSregRTO1024 (2 GHz de bande passante) ou RampSregRTO1044 (4 GHz de bande pas-sante) sont particuliegraverement approprieacutes pour reacutealiser de tels tests sur les interfaces USB 20 en mode HS Avec le logiciel RampSregScopeSuite de RohdeampSchwarz lrsquoutilisateur dispose drsquoun outil qui le guide agrave chaque eacutetape des tests de conformiteacute configure lrsquooscilloscope reacutealise les mesures en automatique et regroupe clairement les reacutesultats dans un protocole de mesure Lrsquooption logicielle associeacutee RampSregRTO-K21 inclut les tests de conformiteacute USB 20 pour les peacuteripheacuteriques concen-trateurs et hocirctes USB (fig 1) Pour relier le dispositif sous test (DUT) agrave lrsquooscilloscope RohdeampSchwarz propose le Test Fix-ture Set RampSregRT-ZF1 qui peut ecirctre utiliseacute pour les tests de qualiteacute sur signaux USB 20 et les anciens tests (legacy tests) sur les interfaces USB 11 et USB 10
Montage de testLe montage de test deacutepend du type de dispositif USB agrave tester (peacuteripheacuterique hocircte ou hub) et du mode de vitesse seacutelectionneacute pour le test de conformiteacute Les Test Fixture Boards (Signal Fig 2 Montage de test pour HS Device Signal Quality (SQ) Test
Fig 3 Guide illustreacute de la seacutequence de test Device HS Mode Signal
Quality Test avec Test Fixture Set RampSregRT-ZF1
Quality Board et Load Board) comprennent des sections dif-feacuterentes pour chacun des tests La figure 2 illustre le scheacutema fonctionnel du montage de test pour les HS Device Signal Quality (SQ) Tests Le logiciel RampSregScopeSuite fonctionne sur un PC qui commande le RampSregRTO Lrsquooscilloscope est relieacute au DUT via une sonde diffeacuterentielle et la Test Fixture Board Le DUT est mis dans les conditions drsquoessai correspondants agrave lrsquoaide du logiciel USB-IF laquo HS Electrical Test Tool raquo lequel doit ecirctre exeacutecuteacute sur un PC seacutepareacute eacutetant donneacute qursquoil reconfigure la pile USB pendant le fonctionnement
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Fig 4 Forme drsquoonde lors du HS Signal Quality Test
Exeacutecution rapide et en toute seacutecuriteacute des eacutetapes de test avec le logiciel RampSregScopeSuite Le logiciel RampSregScopeSuite commande la configuration de mesure et le deacuteroulement de mesure de lrsquooscilloscope RampSregRTO via lrsquointerface LAN Avant le deacutebut des tests tous les paramegravetres utilisateur les configurations du montage de test et les deacutefinitions de protocole de mesure peuvent ecirctre deacutetermineacutes et adapteacutes individuellement aux limites de test speacutecifiques agrave la norme avec lrsquoeacutediteur de limites Ce logi-ciel guide lrsquoutilisateur tout au long des eacutetapes des tests de conformiteacute choisis en tenant compte du montage de mesure Des instructions deacutetailleacutees accompagneacutees drsquoillustrations faci-litent le positionnement correct des sondes sur le Test Fixture et le DUT (fig 3)
Un test typique commence par la configuration du mode de test pour le DUT avec le HS Electrical Test Tool Le DUT trans-met ensuite les signaux de test speacutecifiques lesquels sont enregistreacutes par lrsquooscilloscope (fig 4) puis transfeacutereacutes au logi-ciel RampSregScopeSuite pour eacutevaluation Ce dernier utilise le logi-ciel drsquoanalyse officiel USB-IF Electrical Test Tool pour analyser les reacutesultats
Le logiciel RampSregScopeSuite permet de reacutealiser la seacutequence de test de maniegravere extrecircmement flexible Lrsquoutilisateur peut par exemple reacutepeacuteter agrave volonteacute des sceacutenarios de test pour le deacutebo-gage ou les essais de stabiliteacute gracircce agrave la fonction laquo Repeat ndash Keep Previous raquo (fig 5) Tous les reacutesultats sont alors consigneacutes dans un rapport de mesure Si lrsquoutilisateur commet une erreur lors de lrsquoexeacutecution du test comme par exemple une sonde mal brancheacutee ou une mauvaise configuration du mode de test avec le HS Electrical Test Tool il peut infirmer le reacutesultat et reacutepeacuteter le sceacutenario de test en utilisant le laquo Repeat ndash Discard Previous raquo
Les rapports deacutetailleacutes documentent les seacutequences de testLa documentation deacutetailleacutee des reacutesultats de mesure constitue non seulement une partie essentielle drsquoun test de conformiteacute mais contribue eacutegalement de faccedilon significative au deacutebogage et agrave lrsquoeacutechange de donneacutees entre collegravegues et clients Le logi-ciel RampSregScopeSuite propose pour cela tout un reacutepertoire de fonctionnaliteacutes A titre drsquoexemple les reacutesultats de test PassFail sont documenteacutes soit par des deacutetails de valeurs de mesure soit par des captures drsquoeacutecran Ce logiciel permet eacutegalement drsquoadjoindre de nouveaux tests agrave une seacutequence drsquo essais interrompue de faccedilon agrave ce que tous les reacutesultats soient disponibles dans un rapport (fig 6) Les rapports peuvent eacutegalement ecirctre creacuteeacutes ulteacuterieurement et PDF RTF et HTML sont disponibles en tant que formats de sortie
Guido Schulze
Fig 5 Seacutequenceur de test flexible
Fig 6 Les rap-
ports peuvent
ecirctre configureacutes
de faccedilon deacutetail-
leacutee reacutesultats
numeacuteriques
et diagramme
de lrsquoœil avec
test de gabarit
(masque)
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Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellitesQursquoil srsquoagisse de reacutealiser des mesures sur les liaisons de donneacutees VHF de systegravemes de renforcement au sol
GBAS (Ground Based Augmentation System) les installations au sol ILS conventionnelles ou les systegravemes
VOR lrsquoanalyseur RampSregEVS300 ILSVOR capable de fonctionner sur batterie maicirctrise parfaitement ces
tacircches dans les airs comme au sol et se preacutesente comme un testeur tout-en-un dans les domaines de la
navigation terrestre et de la navigation par satellite renforceacutee par stations au sol
GBAS ndash le nouveau systegraveme drsquoaide agrave lrsquoatterrissageLes systegravemes analogiques ILS (systegraveme drsquoatterrissage aux ins-truments) sont utiliseacutes depuis des deacutecennies comme des sys-tegravemes drsquoapproche de preacutecision Lrsquoorganisme de gestion du trafic aeacuterien allemand (DFS) utilise agrave Brecircme depuis deacutebut 2012 un Ground Based Augmentation System homologueacute sous forme de modegravele par lrsquoOffice feacutedeacuteral de la seacutecuriteacute aeacuterienne permettant pour la premiegravere fois de reacutealiser des approches de preacutecision de la cateacutegorie CAT I Agrave cet effet des donneacutees de correction de deux agrave quatre reacutecepteurs GPS de reacutefeacuterence dont la position a eacuteteacute mesureacutee avec preacutecision sont reccedilues via une liaison de donneacutees VHF (D8PSK 108025 MHz agrave 11795 MHz) par des reacutecepteurs multi-mode agrave bord de lrsquoavion
Ces installations doivent fonctionner en toute seacutecuriteacute et en toutes circonstances dans les limites fixeacutees par lrsquoOACI Ce sont lagrave de nouveaux deacutefis que les fournisseurs de services doivent relever dans le monde entier lesquels auront dans les pro-chaines anneacutees agrave geacuterer et agrave qualifier une diversiteacute de techno-logies nouvelles et conventionnelles dans les airs comme au sol Le RampSregEVS300 est le testeur polyvalent tout indiqueacute pour cette tacircche car avec lrsquooption RampSregEVS-K9 il permet de reacuteali-ser non seulement lrsquoeacutevaluation meacutetrologique des eacutequipements analogiques mais eacutegalement lrsquoanalyse des installations GBAS
Mesures preacutecises avec une grande reproductibiliteacutetLrsquooption RampSregEVS-K9 mesure le niveau et la freacutequence des signaux GBAS dans la gamme VHF avec la plus haute preacuteci-sion La mesure de la puissance sur toute la longueur de piste (mesure au sol) ainsi que les mesures en vol revecirctent la plus
grande importance pour lrsquoeacutevaluation des installations Dans les deux cas drsquoutilisation le RampSregEVS300 fournit des valeurs hautement preacutecises Outre la mesure des paramegravetres de signaux analogiques il deacutetermine eacutegalement le contenu des donneacutees utiliseacutees par les avions en approche pour corriger lrsquoatterrissage assisteacute par GPS Ainsi lrsquoutilisateur peut examiner notamment le GBAS ID le Message Block Identifier ainsi que le Final Approach Segment Data Block (FAS DB) sur eacutecran ou via teacuteleacutecommande sur PC
Le RampSregEVS300 fournit de maniegravere efficace la preuve du bon fonctionnement des systegravemes drsquoapproche de preacutecision modernes et contribue agrave assurer la seacutecuriteacute maximum du transport aeacuterien
Klaus Theiszligen
Vue drsquoensemble de lrsquointervalle de temps GBAS (en haut) et donneacutees GBAS
deacutecodeacutees pour une approche drsquoatterrissage
Analyseur ILSVOR
RampSregEVS300
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Analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW le haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHzLes deux nouveaux analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW43 et RampSregFSW50 offrent deacutesormais
les caracteacuteristiques exceptionnelles de la famille RampSregFSW dans la gamme des hyperfreacutequences jusqursquoagrave
50 GHz excellentes performances RF avec le meilleur bruit de phase actuellement disponible et un bruit
propre exceptionnellement bas de larges bandes passantes drsquoanalyse et les avantages drsquoun eacutecran tactile
Des meacutelangeurs drsquoharmoniques eacutetendent leur gamme de freacutequences jusqursquoagrave 110 GHz et au-delagrave
De meilleures performances en micro-ondes pour utilisateurs exigeantsDes mesures sur composants et systegravemes hyperfreacutequences pour eacutequipements radar ou faisceaux hertziens sont les appli-cations typiques des nouveaux modegraveles RampSregFSW43 et RampSregFSW50 (fig 1) Les exigences eacuteleveacutees en matiegravere de bruit de phase sur lrsquoappareil de mesure sont ici la norme comme par exemple pour le deacuteveloppement drsquooscillateurs locaux pour eacutemetteurs radar ou systegravemes de communication pour des mesures sur spectres denseacutement occupeacutes avec des
niveaux de signal tregraves diffeacuterents ou de la puissance eacutemise dans les canaux adjacents des systegravemes de faisceaux hert-ziens Si les modegraveles RampSregFSW preacuteceacutedents se sont deacutejagrave dis-tingueacutes avec les meilleures performances au niveau mon-dial les deux nouveaux modegraveles preacutesentent eacutegalement des valeurs que sont mecircme loin drsquoatteindre de nombreux geacuteneacutera-teurs de signaux agrave savoir ndash117 dBc (1 Hz) agrave 40 GHz avec un eacutecart de 10 kHz agrave la porteuse Agrave lrsquoinstar des autres modegraveles RampSregFSW ils atteignent agrave 1 GHz une valeur typique de ndash137 dBc (1 Hz)
Fig 1 Avec ses performances eacuteleveacutees lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSW reacutepond parfaite-
ment agrave la demande des utilisateurs exigeants Son faible bruit de phase sa large bande passante drsquoanalyse
de signaux et son mode drsquoutilisation convivial aident agrave la reacutealisation rapide et aiseacutee des tacircches de mesure
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Fig 2 Plancher de
bruit du RampSregFSW43
jusqursquoagrave 43 GHz avec
preacuteamplificateur
deacutesactiveacute (en jaune)
et activeacute (en bleu)
Faible bruit propre et haute dynamique sont les condi-tions preacutealables agrave la reacutealisation des mesures de rayon-nements non essentiels Lagrave aussi ces nouveaux analy-seurs excellent par leurs valeurs remarquables Prenons par exemple le RampSregFSW43 avec un plancher de bruit de ndash144 dBm (1 Hz) typique agrave 40 GHz et ou de ndash164 dBm avec
un preacuteamplificateur connecteacute il mesure des niveaux de signal faibles avec un bon rapport signal bruit et donc avec une incertitude reacuteduite (fig 2) Cependant ces mesures doivent souvent ecirctre reacutealiseacutees avec des bandes passantes de reacutesolu-tion tregraves eacutetroites pour reacuteduire le bruit propre et gagner ainsi un eacutecart suffisant par rapport aux limites agrave veacuterifier Avec les
Fig 3 La fonction de
mesure pour rayonne-
ments non essentiels
effectue les mesures
selon les gammes de
freacutequences deacutetermi-
neacutees avec diffeacuterents
paramegravetres repreacutesen-
teacutes clairement dans
un tableau
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analyseurs conventionnels cela allonge consideacuterablement la dureacutee de mesure en particulier lorsqursquoune large plage de freacute-quences doit ecirctre analyseacutee Le RampSregFSW atteint ici en mode de balayage FFT des vitesses de rafraicircchissement de mesures eacuteleveacutees mecircme avec simultaneacutement des bandes passantes de reacutesolution reacuteduites et de larges spans Les recherches de rayonnements non essentiels auparavant fastidieuses sont deacutesormais effectueacutees tregraves rapidement [1]
La fonction Spurious Emissions gegravere la mesure des rayon-nements non essentiels Il suffit pour cela drsquoentrer dans un tableau les paramegravetres neacutecessaires correspondant aux diffeacute-rentes plages de freacutequences (fig 3) Le RampSregFSW effectue le traitement de ce tableau dans un seul balayage de freacutequence et indique les rayonnements non essentiels deacutetecteacutes ainsi que leur eacutecart par rapport agrave la limite Cela facilite la possibiliteacute de travailler avec diffeacuterentes bandes passantes de reacutesolution en fonction de la gamme de freacutequences ou eacutegalement drsquooptimi-ser individuellement les reacuteglages de niveau (fig 4)
Analyse des signaux jusqursquoagrave 110 GHz et au-delagrave en toute seacutecuriteacuteLrsquoimportance des bandes de freacutequences supeacuterieures agrave 50 GHz voire 67 GHz a augmenteacute ces derniegraveres anneacutees et des appli-cations commerciales par exemple agrave 77 GHz (radar automo-bile) et 85 GHz (faisceaux hertziens) sont progressivement reacutealiseacutees Il existe en outre de plus en plus de normes qui exigent des mesures de rayonnements non essentiels jusqursquoagrave 110 GHz ou au-delagrave
Les signaux se situant en dehors de la limite de freacutequence supeacuterieure des trois modegraveles sont geacuteneacuteralement analyseacutes agrave lrsquoaide de meacutelangeurs drsquoharmoniques externes qui peuvent ecirctre utiliseacutes avec lrsquooption de meacutelange externe RampSregFSW-B21 pour les modegraveles RampSregFSW26 43 50 Cette option four-nit les connexions requises pour OL (oscillateur local) et le signal FI (freacutequence intermeacutediaire) RohdeampSchwarz pro-pose eacutegalement les meacutelangeurs drsquoharmoniques RampSregFS-Z60 Z75 Z90 Z110 qui couvrent complegravetement les freacutequences de 40 GHz agrave 110 GHz La reacuteponse en freacutequence individuelle et la perte de conversion sont enregistreacutees en quelques pres-sions de touches agrave partir drsquoune cleacute USB Mais lrsquoopeacuteration ne se limite pas aux meacutelangeurs de RohdeampSchwarz car le RampSregFSW peut ecirctre utiliseacute avec drsquoautres meacutelangeurs de types diffeacuterents Il prend en charge aussi bien des meacutelangeurs agrave trois ports (ougrave lrsquoentreacutee OL et la sortie FI se situent sur des connexions seacutepareacutees) qursquoun meacutelangeur agrave deux ports (avec lrsquoentreacutee OL et la sortie FI sur une connexion partageacutee) le diplexeur neacutecessaire au fonctionnement est inteacutegreacute dans lrsquoop-tion RampSregFSW-B21 Lrsquoanalyseur prend en charge les rangs drsquoharmoniques gt 100 de sorte que des signaux jusqursquoagrave 11 THz peuvent ecirctre analyseacutes
Lors de lrsquoutilisation de meacutelangeurs drsquoharmoniques certains critegraveres doivent ecirctre respecteacutes Ils meacutelangent le signal agrave ana-lyser avec les harmoniques du signal de lrsquooscillateur local OL pour les convertir agrave la freacutequence intermeacutediaire Ces har-moniques sont produites dans le meacutelangeur mecircme ce qui signifie que plusieurs freacutequences OL sont toujours preacute-sentes et que le meacutelange ne srsquoeffectue pas uniquement avec
Fig 4 Reacutesultat drsquoune
mesure avec la fonc-
tion de mesure des
rayonnements non
essentiels (Spurious
Emissions)
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lrsquoharmonique deacutesireacutee mais eacutegalement avec toutes les autres agrave savoir celles de rang infeacuterieur et de rang supeacuterieur Cela est mis en eacutevidence lors drsquoun balayage sur une large plage de freacutequence (span large) ougrave ces produits de meacutelange sont alors rendus visibles mais se situent sur des freacutequences erro-neacutees (fig 5) Si la freacutequence du signal agrave analyser nrsquoest pas connue il est important de deacuteceler parmi les signaux souvent
nombreux ceux qui correspondent aux signaux drsquointeacuterecirct et ceux correspondant aux signaux agrave reacuteponses multiples crsquoest agrave dire qui ont eacuteteacute geacuteneacutereacutes par meacutelange avec une harmo-nique indeacutesirable Cette tacircche est prise en charge par la fonc-tion Signal ID (identification de signal) laquelle marque les signaux agrave reacuteponses multiples et les masque le cas eacutecheacuteant (fig 6) Le mode de fonctionnement est deacutecrit dans [2]
Fig 5 La mesure
effectueacutee sur un
meacutelangeur drsquoharmo-
niques qui multiplie
un signal de 14 GHz agrave
85 GHz montre non
seulement le signal
reacuteel mais eacutegalement
de nombreux signaux
agrave reacuteponses multiples
Fig 6 Avec lrsquoidentifi-
cation de signal inteacute-
greacutee des signaux agrave
reacuteponses multiples
sont deacutetecteacutes et mas-
queacutes de sorte que
seuls les signaux reacuteels
sont repreacutesenteacutes
ACTUALITEacuteS 20813 41
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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Il est particuliegraverement important que la freacutequence OL soit aussi eacuteleveacutee que possible Cela reacuteduit non seulement le nombre des signaux agrave reacuteponse multiples afficheacutes mais eacutegale-ment le bruit de phase Dans le cas du RampSregFSW la gamme de freacutequence OL est tregraves eacuteleveacutee avec 765 GHz agrave 1745 GHz Ainsi une harmonique de rang infeacuterieur suffit pour analyser une gamme de freacutequences speacutecifique (75 GHz agrave 110 GHz par exemple n = 8 au lieu de n = 16)
Eacutetant donneacute que les meacutelangeurs drsquoharmoniques nrsquoont pas de seacutelection drsquoentreacutee la reacuteception de la freacutequence drsquoimage situeacutee agrave deux fois la freacutequence intermeacutediaire nrsquoest pas suppri-meacutee Ainsi des paires de signaux peuvent geacuteneacuteralement ecirctre observeacutees agrave lrsquoeacutecran Pour des signaux stationnaires et agrave bande relativement peu eacutetroite lrsquoidentification des signaux apporte eacutegalement ici une aide preacutecieuse Cette identification devient toutefois difficile pour les signaux non-stationnaires comme les signaux pulseacutes ou agrave modulation large bande actuellement souvent utiliseacutes dans la gamme des ondes millimeacutetriques en raison de la large plage de freacutequences disponible comme par exemple les radars FMCW pour les applications automo-biles ou les faisceaux hertziens dans la bande 80 GHz Dans ces sceacutenarios de mesure et bien drsquoautres ougrave lrsquoidentification de signal eacutechoue une freacutequence intermeacutediaire eacuteleveacutee est par-ticuliegraverement importante On obtient ainsi mecircme sans rou-tine drsquoidentification une large gamme de freacutequences eacutevidente sans affichage de reacuteponse multiples ni de signaux agrave la freacute-quence drsquoimage Dans le cas du RampSregFSW la FI se situe agrave 13 GHz soit beaucoup plus eacuteleveacutee que sur la plupart des ana-lyseurs disponibles dans le commerce (ougrave elle se situe sou-vent agrave quelques centaines de meacutegahertz) Ainsi le spectre des signaux agrave bande passante jusqursquoagrave 26 GHz peut ecirctre clai-rement analyseacute
Commande de geacuteneacuterateurs externe RampSregFSW-B10La commande de geacuteneacuterateur externe RampSregFSW-B10 trans-forme le RampSregFSW en un analyseur de reacuteseau scalaire A cet effet elle pilote des geacuteneacuterateurs de signaux tels que le RampSregSMB et le RampSregSMF mais eacutegalement des appareils drsquoautres constructeurs de faccedilon agrave ce que ces appareils fonctionnent en tant que geacuteneacuterateurs de poursuite (trac-king) Ainsi les mesures de transmission peuvent ecirctre effec-tueacutees directement Un pont ROS ou un coupleur direction-nel est encore neacutecessaire pour les mesures de reacuteflexion
(scalaires) Le RampSregFSW offre des fonctions de normalisa-tion pour la transmission et la reacuteflexion afin de compenser la reacuteponse en freacutequence des liaisons de raccordements Lrsquoutili-sation de geacuteneacuterateurs externes permet de reacutealiser aiseacutement des mesures agrave conversion de freacutequence et le RampSregFSW peut mecircme ecirctre configureacute pour des multiplicateurs ou diviseurs
Mesure du temps de propagation de groupe avec lrsquoanalyseur de signauxCette tacircche traditionnellement attribueacutee aux analyseurs de reacuteseau peut ecirctre effectueacutee par le RampSregFSW agrave lrsquoaide drsquoun signal multi-porteuse dans lequel toutes les porteuses ont le mecircme eacutecart de freacutequence Le RampSregFSW mesure avant et apregraves un objet sous test les phases de porteuse et agrave par-tir de la diffeacuterence constateacutee calcule le gain ou la perte drsquoin-sertion ainsi que le temps de propagation de groupe Cette fonction est alors particuliegraverement inteacuteressante lorsque dans un systegraveme de mesure un analyseur de reacuteseau nrsquoa eacuteteacute plani-fieacute que pour la mesure du temps de propagation de groupe Si de plus le RampSregFSW se charge de cette tacircche de mesure la mise en œuvre et le cacircblage drsquoun systegraveme de test srsquoen trouvent faciliteacutes (voir article page 43)
ConclusionAvec le RampSregFSW43 RampSregFSW50 et lrsquooption RampSregFSW-B21 les excellentes caracteacuteristiques RF de la famille RampSregFSW y compris leurs larges bandes passantes drsquoanalyse et leurs fonctions drsquoanalyse innovantes sont deacutesormais eacutegalement disponibles pour les utilisateurs travaillant dans le domaine des hyperfreacutequences
Herbert Schmitt
Bibliographie[1] Application Note 1EF80 de RohdeampSchwarz laquo Speed Considerations for Spurious
Level Measurements with Spectrum Analyzers raquo[2] Application Notes 1EF43 (laquo Frequency Range Extension of Spectrum Analyzers
with Harmonic Mixers raquo) et 1EF75 (laquo Using Harmonic External Mixers To Extend the Frequency Range raquo)
Toutes les notes drsquoapplication sont disponibles au teacuteleacutechargement sur Internet
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bandeLes mesures de temps de propagation de groupe permettent de deacuteterminer les distorsions de phase dans un
systegraveme de transmission distorsions qursquoil convient de reacuteduire le plus possible Pour cette tacircche critique lors
de la conception et du test de systegravemes de communication complexes dans la technologie des satellites par
exemple Rohde amp Schwarz propose un appareil de mesure complet lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption RampSregFSW-K17
Fig 1 Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption
de mesure de temps de propagation de groupe RampSregFSW-K17 Lrsquoassocia-
tion drsquoun faible bruit de phase drsquoune plus grande bande passante drsquoana-
lyse et drsquoune interface utilisateur drsquoavant-garde fait du RampSregFSW un ins-
trument de mesure unique dans sa cateacutegorie Lorsqursquoil est doteacute de lrsquoex-
tension de bande passante RampSregFSW-B160 il permet drsquoeffectuer des
mesures de temps de propagation de groupe sur une largeur de bande
pouvant atteindre 160 MHz
Des performances qui vous seacuteduiront gracircce au proceacutedeacute multiporteusesPour deacutefinir la qualiteacute drsquoune voie de transmission lrsquoenregis-trement des distorsions de phase et drsquoamplitude est deacutetermi-nant En effet la deacuteteacuterioration du rapport signalbruit autre-ment dit lrsquoaugmentation du taux drsquoerreurs binaire cocircteacute reacutecep-teur est directement lieacutee aux deacuteformations de signaux reacutesul-tant de ces distorsions
Deacutetermineacute agrave lrsquoaide drsquoanalyseurs de reacuteseau vectoriels le temps de propagation de groupe est geacuteneacuteralement utiliseacute comme une mesure de la distorsion de phase Gracircce agrave lrsquooption RampSregFSW-K17 deacutedieacutee au temps de propagation de groupe multiporteuses (Multicarrier Group Delay) il est deacutesormais possible drsquoeffectuer de maniegravere complegravete cette mesure essen-tielle avec lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSW (fig 1) Utilisant un proceacutedeacute multiporteuses la nouvelle appli-cation seacuteduit par des performances impressionnantes mesures des temps de propagation de groupe de haute preacutecision avec une incertitude de mesure de seulement plusmn300 ps
cycle de test tregraves rapide mesures relatives et absolues des temps de propagation de groupe
mesures sur une tregraves large bande passante (jusqursquoagrave 160 MHz) mesures simples reacutealisables agrave distance application drsquoutilisa-tion intuitive
Outre lrsquoeacutevaluation du temps de propagation de groupe lrsquoaf-fichage de la distorsion drsquoamplitude est eacutegalement possible Lrsquooption RampSregFSW-K17 permet ainsi drsquoeffectuer une analyse complegravete des distorsions lineacuteaires du signal
Simpliciteacute et rapiditeacuteLa figure 2 illustre le montage de mesure du temps de pro-pagation de groupe Un geacuteneacuterateur de signaux (de la famille RampSregSMx par exemple) geacutenegravere un signal multiporteuses dans la gamme de freacutequences consideacutereacutee Lrsquoutilisation de signaux multiporteuses agrave large bande permet de deacuteterminer rapidement le temps de propagation de groupe sur lrsquoen-semble de la gamme de freacutequence Le signal multiporteuses est caracteacuteriseacute par la freacutequence centrale lrsquoeacutecart entre por-teuses et la bande passante drsquoanalyse Ces paramegravetres sont entreacutes dans la boicircte de dialogue de configuration de lrsquo option RampSregFSW-K17 Ces informations suffisent agrave lrsquoapplication pour deacuteterminer et reacutegler automatiquement tous les autres para-megravetres notamment la dureacutee adeacutequate de mesure garantis-sant un compromis raisonnable entre niveau de preacutecision eacuteleveacute et rapiditeacute de mesure
On procegravede tout drsquoabord agrave un eacutetalonnage sans le disposi-tif sous test afin drsquoenregistrer les phases et les amplitudes de reacutefeacuterence de chaque porteuse Les donneacutees de calibrage obtenues peuvent ecirctre aiseacutement stockeacutees sous forme de fichier consultable agrave tout moment Cela permet de gagner du
ACTUALITEacuteS 20813 43
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
cedilFSW avec lrsquooption cedilFSW-K17Geacuteneacuterateur Calibrage de reacutefeacuterence1
Mesure du temps de propagation de groupe2
DUT
f
|A(f)|Bande passante drsquoanalyse
Eacutecart entreporteuses
f
Phase
Freacutequencecentrale
44
temps pour les mesures suivantes et de passer rapidement drsquoun sceacutenario de mesure agrave lrsquoautre
Pour mesurer le temps de propagation de groupe le signal multiporteuses est enregistreacute agrave la sortie du dispositif sous test Agrave partir de la diffeacuterence de phase entre le signal de reacutefeacute-rence et la moyenne du signal mesureacute durant lrsquoessai lrsquoop-tion RampSregFSW-K17 deacutetermine le temps de propagation de groupe dans la plage de freacutequence des porteuses Et ce avec une preacutecision tregraves eacuteleveacutee pour un signal avec un eacutecart entre porteuses de 100 kHz et 601 porteuses (largeur de bande de 60 MHz) et une freacutequence centrale situeacutee entre 100 MHz et 6 GHz lrsquoincertitude de mesure du temps de propagation de groupe nrsquoest en effet que de plusmn300 ps
Les mesures relatives du temps de propagation de groupe ne prennent pas en compte le temps de propagation constant lieacute au dispositif sous test un temps qui agit sur toutes les com-posantes de freacutequence de la mecircme maniegravere et nrsquoentraicircne pas de modification de la forme du signal Dans certains cas tou-tefois le temps absolu de propagation de groupe peut srsquoaveacute-rer utile notamment pour le reacuteglage neacutecessiteacute par les deacuteca-lages de signaux sur deux canaux de transmission Lrsquooption RampSregFSW-K17 permet eacutegalement ce type de mesures Pour creacuteer une relation de phases absolue lrsquoentreacutee de deacuteclen-chement externe du RampSregFSW est activeacutee et relieacutee au geacuteneacute-rateur En prenant la valeur moyenne des temps de pro-pagation de groupe mesureacutes en continu il est eacutegalement possible drsquoobtenir lagrave encore une incertitude de mesure de seulement plusmn300 ps
Une utilisation intuitive gracircce agrave lrsquoeacutecran tactileAvec la nouvelle option les principaux paramegravetres agrave confi-gurer sont accessibles rapidement via une seule boicircte de
Fig 2 Montage de mesure du temps de propagation de groupe un geacuteneacuterateur de signaux creacutee un signal multiporteuses caracteacuteriseacute par la freacutequence
centrale lrsquoeacutecart entre porteuses et la bande passante drsquoanalyse Dans la phase de calibrage (Q) le signal est injecteacute directement sans le dispositif sous
test (DST) dans lrsquoappareil RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption RampSregFSW-K17 Lrsquoapplication enregistre la phase de reacutefeacuterence des porteuses Le temps de propa-
gation de groupe est ensuite mesureacute en incluant le DST (W)
dialogue (fig 3) En outre lrsquoutilisateur peut facilement confi-gurer le format de lrsquoeacutecran en fonction de ses propres exi-gences Sur lrsquoeacutecran tactile grand format du RampSregFSW les dif-feacuterents graphiques de lrsquoapplication de temps de propagation de groupe favorisent un flux de travail intuitif et offrent une preacutesentation claire des reacutesultats (fig 4)
De multiples applications pour les techniques de mesures sur satellitesLa technologie satellitaire srsquoappuie sur des techniques de transmission complexes une grande largeur de bande et
Fig 3 La boicircte de dialogue de configuration de lrsquooption
RampSregFSW-K17 affiche lrsquoensemble des paramegravetres deacutetermi-
nants pour la mesure du temps de propagation de groupe
Une fois les paramegravetres de freacutequence centrale drsquoeacutecart entre
porteuses et de bande passante drsquoanalyse configureacutes la
mesure peut commencer
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Fig 4 Visualisation optimale
exemple de mesure drsquoun signal
au niveau drsquoun dispositif sous test
(DST) avec ses caracteacuteristiques
de bande passante Lrsquoutilisateur
peut voir lrsquoamplitude et la phase
du signal multiporteuses appliqueacute
(fenecirctres 1 et 2) Outre le signal
sortant du DST on peut agrave tout
moment afficher les signaux de
reacutefeacuterence obtenus lors du calibrage
(fenecirctres 3 et 4) En comparant
le signal de reacutefeacuterence et le signal
mesureacute lrsquooption RampSregFSW-K17
fournit la fonction de transfert don-
nant la valeur de distorsion drsquoam-
plitude (fenecirctre 5) ainsi que le
temps de propagation de groupe
donnant la valeur de distorsion de
phase (fenecirctre 6)
lrsquoexploitation efficace des canaux autant de critegraveres qui rendent obligatoire la mesure de nombreux paramegravetres deacuteter-minants pour la qualiteacute Dans ce cadre la mesure du temps de propagation de groupe pour lrsquoanalyse des distorsions de phases revecirct une importance toute particuliegravere De par sa polyvalence lrsquooption RampSregFSW-K17 peut ecirctre utiliseacutee dans les applications les plus varieacutees notamment pour la fabrication de reacutepeacuteteurs de satellite ou de stations de base complegravetes Ainsi pour eacuteviter toute distorsion dans la transmission des signaux la courbe drsquoamplitude doit ecirctre plate et la courbe de phase lineacuteaire Pour que les systegravemes puissent reacutepondre au mieux agrave ces conditions des mesures sont reacutealiseacutees avec lrsquoop-tion RampSregFSW-K17 et les circuits de compensation dimen-sionneacutes en conseacutequence drsquoapregraves les reacutesultats obtenus La mecircme proceacutedure est utiliseacutee dans bien drsquoautres applications notamment pour les mesures concernant des modules desti-neacutes agrave des applications radar
Pour que le systegraveme de transmission drsquoun satellite puisse ecirctre exploiteacute sans perte de performance des tests de charge utile doivent ecirctre reacutealiseacutes avant la mise en service Dans de nombreux cas il est neacutecessaire de mesurer le signal drsquoori-gine dans une autre gamme de freacutequence suite agrave la preacutesence drsquoeacuteleacutements de transmission qui convertissent la freacutequence Lrsquooption RampSregFSW-K17 peut ecirctre eacutegalement utiliseacutee pour de telles mesures La configuration de lrsquoapplication est on ne peut plus simple apregraves calibrage sur la base de la freacutequence drsquoorigine il suffit de modifier un paramegravetre (la freacutequence cen-trale) dans lrsquoapplication pour effectuer la mesure Lrsquooption RampSregFSW-K17 eacutetablit automatiquement la relation entre les porteuses de reacutefeacuterence du signal multiporteuses et le signal de mesure dont la freacutequence a eacuteteacute transposeacutee
Pour les tests de charge utile la vitesse de mesure a un rocircle essentiel Ici encore lrsquooption RampSregFSW-K17 srsquoavegravere tregraves utile Pour reacutealiser lrsquoanalyse relative du temps de propagation de groupe en large bande sur une bande passante drsquoanalyse de 160 MHz avec un eacutecart entre porteuses de 200 kHz (800 porteuses) 350 ms suffisent agrave lrsquoapplication Pour un eacutecart de 1 MHz (160 porteuses) il ne lui faut plus que 80 ms Le seul eacuteleacutement significatif pour lrsquoanalyse eacutetant la relation de phase entre le calibrage de reacutefeacuterence et la mesure on peut optimiser le facteur de crecircte au niveau du geacuteneacuterateur Un signal multi-porteuses avec un faible facteur de crecircte ameacuteliore le rapport signalbruit (SNR) au cours de lrsquoanalyse du temps de propaga-tion de groupe et preacuteserve le dispositif sous test
ConclusionLrsquooption RampSregFSW-K17 permet de reacutealiser des mesures preacute-cises des caracteacuteristiques de distorsion dans les systegravemes de transmission Le temps de propagation de groupe repreacute-sentant la valeur de la distorsion de phase peut ecirctre mesureacute de maniegravere absolue et relative Gracircce agrave une extrecircme simpli-citeacute drsquoutilisation une grande rapiditeacute de mesure et un niveau de preacutecision eacuteleveacute lrsquoapplication est tregraves performante dans la pratique Elle eacutelargit lrsquoeacuteventail deacutejagrave riche des possibiliteacutes de mesure de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux haut de gamme RampSregFSW En association avec des geacuteneacuterateurs de signaux tels que RampSregSMU ou RampSregSMBV Rohde amp Schwarz propose ainsi une offre complegravete pour lrsquoanalyse des temps de propagation de groupe
Josef Zwack
ACTUALITEacuteS 20813 45
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
46
Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterificationDifficile de reacutepondre agrave la question de savoir quelle est la preacutecision des reacutesultats de mesure apregraves calibrage drsquoun
analyseur de reacuteseau de nombreux facteurs contribuant en effet agrave lrsquoincertitude de mesure Mais une reacuteponse
rapide et surtout fiable peut ecirctre apporteacutee gracircce au logiciel et aux kits de veacuterification de RohdeampSchwarz
Quelle est la qualiteacute de calibrage Apregraves un calibrage la preacutecision de lrsquoanalyseur reacuteseau lui-mecircme est bien eacutevidemment deacuteterminante pour lrsquoincertitude de mesure mais pas seulement car le kit de calibrage et les cordons utiliseacutes exercent eacutegalement une influence non neacutegligeable Pour obtenir une indication sur la qualiteacute du calibrage ou bien sur la preacutecision de mesure certains utilisa-teurs peuvent succomber agrave la tentation de reconnecter les eacutetalons apregraves le calibrage Il srsquoagit lagrave cependant drsquoune illusion car mecircme les eacutetalons drsquoun autre kit de calibrage ne peuvent fournir aucune information sur lrsquoincertitude reacuteelle et donnent tout au plus une indication sur lrsquoefficaciteacute du calibrage Seule la comparaison avec des mesures reacutealiseacutees sur des disposi-tifs appeleacutes laquo eacutetalons de veacuterification raquo dont les caracteacuteristiques ont eacuteteacute minutieusement releveacutees par le constructeur permet drsquoobtenir une information preacutecise sur lrsquoincertitude de mesure absolue apregraves un calibrage
Veacuterification des donneacutees systegraveme effectives avec un Teacute symeacutetriqueLa meacutethode de veacuterification drsquoun calibrage la plus simple consiste agrave mesurer un Teacute symeacutetrique avec preacutecision par exemple le T-Checker de RohdeampSchwarz (fig 1) dont les paramegravetres S sont relieacutes entre eux avec un rapport deacuteter-mineacute et calculeacutes apregraves calibrage avec le T-Checker connecteacute Lrsquoeacutevaluation indique lrsquoeacutecart par rapport au reacutesultat theacuteorique escompteacute et fournit une indication sur la qualiteacute du calibrage Lrsquoutilisation du T-Checker est recommandeacutee pour les applica-tions de laboratoire habituelles ou en production car seule la connexion de cet eacutetalon est requise pour obtenir rapidement une indication sur la qualiteacute du calibrage
Lorsqursquoil srsquoagit de haute preacutecision kits de veacuterification de RohdeampSchwarzPour deacuteterminer lrsquoincertitude de mesure les reacutesultats les plus preacutecis sont obtenus avec des kits de veacuterification compo-seacutes de plusieurs eacutetalons Les kits de RohdeampSchwarz com-prennent un court-circuit macircle et un court-circuit femelle deacutecaleacutes ( Offset Short) une terminaison macircle et une termi-naison femelle deacutesadapteacutees (Mismatch) un affaiblisseur (Attenuator) et une traverseacutee directe agrave sauts drsquoimpeacutedance ( Stepped Through) Des lignes agrave air (Airline) difficiles agrave mani-puler sont deacutelibeacutereacutement eacuteviteacutees Tous ces eacutetalons de calibrage diffegraverent sensiblement des eacutetalons habituels tels que circuit ouvert (Open) court-circuit (Short) et terminaison (Match) car ils preacutesentent une impeacutedance diffeacuterente et peuvent par conseacute-quent ecirctre utiliseacutes comme eacutetalons de veacuterification Le labora-toire drsquoeacutetalonnage de RohdeampSchwarz accreacutediteacute par lrsquoorga-nisme national drsquoaccreacuteditation de la Reacutepublique feacutedeacuterale drsquoAl-lemagne (DakkS) reacutealise des mesures sur ces eacutetalons tous les 250 MHz et speacutecifie leurs valeurs drsquoincertitude de mesure
Fig 1 Le T-Checker de RohdeampSchwarz offre
un moyen de veacuterification du calibrage simple et
convivial
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Exemple dune eacutevaluation graphique
S21 mesureacute1319127600 Ndeg de seacuterie 101632 Incertitude de mesure
Freacutequence en GHz
5 10 15 20 25
Para
megravet
re d
etra
nsm
issi
on S
21 e
n dB
ndash397
ndash398
ndash399
ndash400
ndash401
Calcul de lrsquoincertitude de mesureLe logiciel RohdeampSchwarz VNAMUC (Vector Network Ana-lyzer Measurement Uncertainty Calculator fig 2) calcule lrsquoin-certitude de mesure theacuteorique escompteacutee (sans cacircble) Apregraves saisie par lrsquoutilisateur des informations sur le type les options et les configurations de lrsquoanalyseur RohdeampSchwarz ainsi que sur le kit de calibrage utiliseacute le logiciel fournit les reacutesultats et les repreacutesente sous forme graphique
Pour obtenir une indication preacutecise sur lrsquoincertitude de mesure reacuteelle des mesures doivent ecirctre reacutealiseacutees en connectant les eacutetalons du kit de veacuterification Les reacutesultats de ces mesures sont alors compareacutes aux reacutesultats de mesure documenteacutes de RohdeampSchwarz et eacutevalueacutes sous forme graphique Comme illustreacute en figure 3 les reacutesultats devraient se situer dans le gabarit de toleacuterances indiqueacute pour chaque eacutetalon
Fig 4 Eacutetalons du kit de veacuterifica-
tion RampSregZV-Z435 (de gauche agrave
droite) deux Offset Short deux
Mismatch un Atteacutenuateur et un
Stepped Through
Fig 3 Repreacutesentation graphique des reacutesultats de mesure de veacuterification
sur un atteacutenuateur de 40 dB
Fig 2 Le logiciel VNAMUC calcule lrsquoincertitude de mesure theacuteorique
escompteacutee
RohdeampSchwarz propose actuellement deux kits de veacuterifi-cation le RampSregZV-Z435 doteacute de connecteurs 35 mm pour des freacutequences jusqursquoagrave 265 GHz (fig 4) et le RampSregZV-Z470 doteacute de connecteurs N pour des freacutequences jusqursquoagrave 18 GHz Drsquoautres kits munis de systegravemes de connecteurs de 292 mm 24 mm et 185 mm seront disponibles prochainement Ces deux kits repreacutesentent ensemble avec le logiciel drsquoincerti-tude VNAMUC un outil indispensable permettant de deacutetermi-ner avec preacutecision lrsquoincertitude de mesure et reacutepondent clai-rement agrave la question poseacutee sur la preacutecision des reacutesultats de mesure apregraves un calibrage
Andreas Henkel
ACTUALITEacuteS 20813 47
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
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RampSregZNB analyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 portsLes tablettes et smartphones actuels gegraverent plusieurs bandes de freacutequence et offrent des fonctionnaliteacutes
comme Wi-Fi Bluetoothreg et GPS Les modules inteacutegreacutes agrave cet effet sont doteacutes de nombreux ports RF dont les
paramegravetres doivent ecirctre entiegraverement caracteacuteriseacutes Jusqursquoagrave huit ports RF peuvent ecirctre caracteacuteriseacutes par lrsquoana-
lyseur de reacuteseau 8 ports RampSregZVT Si ce nombre est plus eacuteleveacute ndash les composants de la nouvelle geacuteneacuteration
pouvant en effet avoir plus de 20 ports ndash il existe drsquoautres solutions que RohdeampSchwarz propose pour son
analyseur de reacuteseau RampSregZNB
Davantage de ports gracircce aux matricesCapaciteacute de caracteacuterisation de nombreux ports de test et faciliteacute drsquoutilisation ndash lrsquoanalyseur de reacuteseau RampSregZNB concilie ces deux exigences gracircce agrave lrsquoutilisation de matrices de com-mutation (fig 1) Augmenter le nombre de ports avec des matrices nrsquoest pas nouveau Ce qursquoil lrsquoest en revanche est que la commande de la matrice et le choix des paramegravetres de mesure soient directement effectueacutes par le firmware de lrsquoanalyseur de reacuteseau Avec les matrices de commutation actuellement proposeacutees par RohdeampSchwarz le nombre de ports de test du RampSregZNB peut ecirctre eacutetendu agrave 32 (fig 2)
ndash sans impacter son utilisation qui reste aussi conviviale et rapide que celle drsquoune uniteacute de base agrave deux ou quatre ports Ainsi par exemple le RampSregZNB deux ports avec la matrice de commutation RampSregZV-Z81 (modegravele 09) et ses deux entreacutees et neuf sorties (fig 3) devient un analyseur de reacuteseau 9 ports Un RampSregZNB 4 ports avec deux matrices doteacutees de deux entreacutees et 16 sorties peut eacutevoluer vers un analyseur 32 ports Ainsi eacutequipeacute lrsquoensemble des 1024 (32 times 32) paramegravetres S drsquoun objet sous test agrave 32 ports peut theacuteoriquement ecirctre caracteacuteriseacute en un seul passage
Fig 1 Analyse de reacuteseaux multiports avec le
RampSregZNB Avec la matrice de commutation
RampSregZV-Z81 (modegravele 66) jusqursquoagrave 16 ports de
test sont disponibles
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Matrice de commutation RampSregZV-Z81 Modegravele 09
B DVNA ports
Test ports
85 764321 9
SP3T SP3T SP3T SP3T SP3T
SP5T54321
SP5T54321
SP5T54321
SP5T54321
SP3T SP3T SP3T SP3T
Matrice de commutation
Entreacutees SortiesType commutateur
RampSregZV-Z81 Modegravele 05 2 5Full Crossbar eacutelectronique
Modegravele 09 2 9Full Crossbar eacutelectronique
Modegravele 66 2 16Full Crossbar eacutelectromeacutecanique
RampSregZV-Z82 Modegravele 10 4 10Full Crossbar eacutelectronique
Fig 2 Matrices de commutation actuellement disponibles chez
RohdeampSchwarz
Un RampSregZNB 4 ports est neacutecessaire pour reacutealiser des mesures de type
Full crossbar
La tenue en charge relativement faible des commutateurs eacutelectroniques dans les matrices nrsquoa permis jusqursquoici de reacutea-liser des mesures avec des niveaux de signal eacuteleveacutes ndash par exemple sur des amplificateurs de puissance ndash que de maniegravere limiteacutee Ce problegraveme peut deacutesormais ecirctre contourneacute en reliant une matrice doteacutee de deux entreacutees agrave un RampSregZNB 4 ports de sorte que les deux ports restants de lrsquoanalyseur avec leur puissance de sortie eacuteleveacutee de +15 dBm et leur grande capaciteacute de charge jusqursquoagrave +27 dBm demeurent dis-ponibles pour caracteacuteriser les composants actifs de lrsquoobjet sous test par exemple pour la mesure du point de compres-sion (fig 4) Cette configuration permet drsquoeacuteviter les commu-tateurs meacutecaniques lents couramment utiliseacutes jusqursquoici et en conseacutequence drsquoaugmenter par exemple la cadence en production car la vitesse de mesure eacuteleveacutee du RampSregZNB et le temps de commutation rapide du commutateur eacutelectro-nique des matrices raccourcissent de maniegravere significative les temps de mesure
Configuration plus simple que jamais ndash obtention des reacutesultats en trois eacutetapesContrairement aux solutions deacutejagrave disponibles sur le marcheacute la configuration la commande du montage ou la mesure ne requiegraverent ici ni logiciel suppleacutementaire ni macro-instructions Le RampSregZNB controcircle les matrices via une connexion LAN ou USB Une fois connecteacute au RampSregZNB le type de matrice et lrsquoattribution des numeacuteros de ports sont automatiquement deacutetecteacutes afin que lrsquoutilisateur puisse immeacutediatement com-mencer la reacutealisation des mesures Le grand eacutecran tactile agrave diagonale de 30 cm et le concept drsquoutilisation intuitif de lrsquoana-lyseur offrent une visualisation claire mecircme en preacutesence de nombreuses traces de mesure
Les paramegravetres S (symeacutetriques et asymeacutetriques) ainsi que les paramegravetres drsquoonde et leurs rapports respectifs sont seacutelec-tionneacutes directement via lrsquointerface utilisateur dans les analy-seurs de reacuteseau RampSregZNB agrave 2 et 4 ports puis afficheacutes Cela
Fig 4 Systegraveme de mesure 11 ports avec deux ports RampSregZNB comme
ports de test suppleacutementaires
Fig 3 Matrice de commutation RampSregZV-Z81 modegravele 09 avec deux
entreacutees et neuf sorties
ACTUALITEacuteS 20813 49
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
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deacutemontre ici lrsquoavantage du concept drsquoutilisation reacutesolument conccedilu pour des applications agrave ports multiples Les indices des paramegravetres S ou les puissances peuvent ecirctre directement entreacutes agrave partir du clavier numeacuterique de sorte que chaque para-megravetre peut ecirctre seacutelectionneacute en un maximum de trois eacutetapes mecircme avec des objets sous test agrave nombreux ports (fig 5)
Calibrage ndash simple et rapideIl est indispensable notamment lorsqursquoon utilise des matrices de proceacuteder agrave un calibrage avant drsquoeffectuer les mesures afin drsquoeacuteliminer en prioriteacute lrsquoinfluence de lrsquoaffaiblissement des commutateurs sur les reacutesultats de mesure Le RampSregZNB pro-pose des meacutethodes de calibrage multiports manuelles qui neacutecessitent un minimum de connexions directes Le cali-brage reacutealiseacute avec des uniteacutes automatiques est neacuteanmoins recommandeacute afin de minimiser le nombre drsquoopeacuterations de vissage neacutecessaires et drsquoeacuteviter des proceacutedures de calibrages longues ainsi qursquoune usure preacutematureacutee des connecteurs et des eacutetalons de calibrage
RohdeampSchwarz propose agrave cet effet des uniteacutes de calibrage agrave deux quatre six ou huit ports (fig 7) Un nombre encore plus important de ports peut ecirctre calibreacute en connectant lrsquouniteacute de calibrage aux diffeacuterents ports de test Un assistant guide lrsquouti-lisateur en toute seacutecuriteacute agrave toutes les eacutetapes de la proceacutedure de calibrage (fig 6)
ConclusionLe RampSregZNB forme en combinaison avec les matrices un systegraveme de mesure drsquoanalyse de reacuteseaux fiable pour la carac-teacuterisation de modules et composants symeacutetriques et asymeacute-triques avec un maximum de 32 ports Le systegraveme se confi-gure quasi automatiquement Lrsquoutilisation et lrsquoeacutevaluation sont simples et intuitives mecircme pour un grand nombre de ports et srsquoeffectuent directement via lrsquointerface utilisateur du RampSregZNB Agrave lrsquoaide drsquouniteacutes de calibrage jusqursquoagrave huit ports des systegravemes comportant de nombreux ports peuvent eacutegale-ment ecirctre calibreacutes facilement et rapidement
Thilo Bednorz
Fig 6 Calibrage 12 ports avec une uniteacute de calibrage 4 ports
Fig 7 Uniteacutes
de calibrage de
RohdeampSchwarz A
droite lrsquouniteacute de cali-
brage RampSregZV-Z51
en bas lrsquouniteacute de cali-
brage RampSregZV-Z58
Fig 5 Choix des
paramegravetres S par
entreacutee directe des
indices
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Amplificateur large bande pour applications hyperfreacutequencesLe nouvel amplificateur large bande RampSregBBA150 deacutebute avec la gamme de freacutequences de 800 MHz agrave
3 GHz Ensemble avec la famille drsquoamplificateurs large bande RampSregBBA100 deacutejagrave bien eacutetablie il permet
deacutesormais de reacutealiser des systegravemes drsquoamplificateurs avec plusieurs gammes de freacutequences situeacutees entre
9 kHz et 3 GHz et de nombreuses classes de puissance
Nouvelles applications jusqursquoagrave 3 GHzUn concept optimiseacute pour freacutequences eacuteleveacutees une taille com-pacte et un poids reacuteduit tels eacutetaient les objectifs agrave atteindre pour le deacuteveloppement du nouvel amplificateur de puissance RampSregBBA150 (fig 1) Cet amplificateur ouvre de nouveaux domaines drsquoapplications comme par exemple les essais drsquoim-muniteacute eacutelectromagneacutetiques jusqursquoagrave 3 GHz selon diffeacuterentes normes dans des environnements industriels pour la fabrica-tion de composants et lrsquoassurance qualiteacute dans la recherche et la technologie physique ainsi que dans les technologies de communication Le RampSregBBA150 est actuellement dispo-nible dans une gamme de freacutequences continue de 800 MHz agrave 3 GHz et avec des puissances de sortie de 30 W 60 W 110 W et 200 W
Concept RF le plus avanceacute du marcheacuteLrsquoexpeacuterience de plusieurs deacutecennies de RohdeampSchwarz en matiegravere de deacuteveloppement drsquoamplificateurs de puissance et lrsquoutilisation de programmes de conception et de simulation les plus modernes ainsi que de nouveaux semi-conducteurs de
puissance justifient que le RampSregBBA150 dispose du concept RF le plus avanceacute du marcheacute La puissance maximale de 200 W dans un boicirctier de seulement quatre uniteacutes de hauteur et le poids relativement faible lieacute au mode de construction reacutesolument leacuteger par exemple seulement 24 kg pour lrsquoappa-reil de 200 W sont particuliegraverement impressionnants
Efficace robuste et fabriqueacute en seacuterieLa grande robustesse de cet appareil apporte la garantie drsquoun fonctionnement fiable ndash facteur eacuteconomique agrave ne pas sous-estimer Le RampSregBBA150 est un produit fabriqueacute en seacuterie selon des normes de qualiteacute de haut niveau sur le site de Teisnach une des usines les plus modernes drsquoEurope dans cette cateacutegorie de produits Pour assurer une parfaite seacutecuriteacute pendant le fonctionnement le firmware compact de lrsquoamplifi-cateur offre des meacutecanismes de surveillance et de protection efficaces Les eacutetages de puissance RF largement dimension-neacutes disposent de suffisamment de reacuteserves pour que les para-megravetres garantis dans la fiche technique soient assureacutes sans avoir agrave pousser les amplificateurs aux limites de leur capaciteacute
Fig 1 Lrsquoamplificateur de puissance mono-bande RampSregBBA150 est disponible avec des puissances de sortie de 30 W 60 W 110 W et 200 W
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CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
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Dernier point agrave souligner eacutegalement leur grande toleacuterance aux deacutesadaptations (par ex court-circuit cocircteacute RF ou sortie RF ouverte) qui garantit une haute fiabiliteacute
Fig 2 Panneau de commande du RampSregBBA150 dans un navigateur web
Utilisation et commande polyvalentesLrsquoamplificateur peut ecirctre entiegraverement piloteacute via lrsquoeacutecran et les boutons de commande situeacutes sur le panneau avant Il peut ecirctre eacutegalement commandeacute via les navigateurs Web habituels au moyen drsquoune interface graphique (fig 2) Pour les seacutequences de test automatiseacutees le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 permet la prise en charge totale du RampSregBBA150 Mais le pilotage via Ethernet est eacutegalement possible gracircce agrave la disponibiliteacute drsquoun vaste jeu drsquoinstructions de commandes agrave distance selon la nomenclature SCPI
Deux familles ndash un systegraveme drsquoamplificateursLe RampSregBBA150 peut bien eacutevidemment fonctionner de faccedilon indeacutependante mais ses points forts sont eacutegalement mis en eacutevidence lorsqursquoil est utiliseacute en combinaison avec les amplifi-cateurs large bande RampSregBBA100 avec lesquels il peut ecirctre inteacutegreacute de faccedilon homogegravene dans des systegravemes drsquoamplifica-teurs pour la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 3 GHz (fig 3) Dans ces systegravemes le RampSregBBA150 beacuteneacuteficie des options de commutation RF du RampSregBBA100 comme par exemple des commutateurs drsquoentreacutee et de sortie RF et du seacutelecteur de points de mesure RF (fig 4)
Sur demande le RampSregBBA100 en tant que maicirctre prend en charge la commande du RampSregBBA150 qursquoil integravegre comme une voie RF suppleacutementaire Lrsquoensemble du systegraveme apparaicirct alors comme un amplificateur multi-bande qui peut disposer en option drsquoune entreacutee RF commune ainsi que drsquoun seacutelecteur de points de mesure et drsquoun commutateur RF communs La commande agrave distance srsquoeffectue eacutegalement de maniegravere cen-traliseacutee via une interface
Excellent service et maintenance rapide La structure modulaire du RampSregBBA150 permet une remise en eacutetat rapide et une dureacutee drsquoimmobilisation minimale en cas de dysfonctionnement Tous les modules peuvent geacuteneacute-ralement ecirctre deacutejagrave eacutechangeacutes par le repreacutesentant local de RohdeampSchwarz ou le centre de services le plus proche La disponibiliteacute des piegraveces de rechange au niveau mondial est bien sucircr une eacutevidence Si toutefois le problegraveme ne pouvait pas ecirctre reacutesolu par un remplacement de modules la reacutepara-tion en usine serait alors effectueacutee dans un deacutelai maximal de dix jours ouvrables (hors deacutelais drsquoexpeacutedition du mateacuteriel)
Autre avantage la possibiliteacute drsquoextension de la garantie qui offre une haute disponibiliteacute du RampSregBBA150 agrave des coucircts drsquoexploitation reacuteduits et preacutevisibles Des extensions de un agrave quatre ans ndash srsquoajoutant agrave la garantie de base de trois ans ndash assurent une couverture longue dureacutee
Fig 3 Systegraveme global avec les amplificateurs RampSregBBA100 et
RampSregBBA150
CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
Systegraveme drsquoamplificateurs avec RampSregBBA100 et RampSregBBA150
Commutateur dentreacutee RF Bandes de freacutequence Coupleurs directionnels de mesure Commutateurs de sortie RF
Entreacutee RF
cedilBBA150
cedilBBA100
Pince de couplage
1
7
ReacutefleacutechieIncidente
ReacutefleacutechieIncidente
ReacutefleacutechieIncidente
Incidente
ReacutefleacutechieSorties de mesure
Seacutelecteurs de points de mesure
9 kHz agrave 250 MHz
250 MHz agrave 1 GHz
800 MHz agrave 3 GHz
Antenne
ConclusionAvec le nouvel amplificateur de puissance RampSregBBA150 un eacuteleacutement suppleacutementaire vient compleacuteter la gamme des pro-duits CEM de RohdeampSchwarz Un concept moderne une inteacutegration homogegravene dans la famille drsquoamplificateurs large bande reacuteputeacutes RampSregBBA100 ainsi que la preacutesence drsquoun
service client au niveau mondial font du nouvel amplificateur le choix ideacuteal pour des applications CEM et bien drsquoautres Le concept modulaire fournit la base drsquoune expansion future en termes de performance et de gamme de freacutequences et peacuteren-nise les investissements
Sandro Wenzel
Fig 4 Systegraveme composeacute des amplificateurs RampSregBBA150 et RampSregBBA100 avec les gammes de freacutequences de 9 kHz agrave 250 MHz (bande A) de
250 MHz agrave 1 GHz (bande C) et de 800 MHz agrave 30 GHz (bande D)
ACTUALITEacuteS 20813 53
CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
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Rapides et simples mesures de diagnostic et de preacute-certification avec le RampSregESRP
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
10 Hz 9 kHz 36 GHz 7 GHz
cedilESRP3
cedilESRP3 avec option cedilESRP-B29
cedilESRP7
cedilESRP7 avec option cedilESRP-B29
RampSregESRP les modegraveles
Structure de base Preacuteseacutelection reacutecepteur
Convertis-seur AN FFT EacutecranDeacutetecteurs
Les nombreuses exigences imposeacutees aux reacutecepteurs de mesure CEM pour la certification jouent eacutegalement
un grand rocircle dans le quotidien des laboratoires ou pour la reacutealisation de mesures preacuteparatoires notamment
en matiegravere de vitesse drsquoeacutetendue de fonctions et de confort drsquoutilisation Le nouveau reacutecepteur de mesure
CEM RampSregESRP de cateacutegorie preacute-qualification est optimiseacute pour reacutepondre agrave ces exigences Avec lui les
mesures CEM qui duraient des heures auparavant ne neacutecessitent deacutesormais qursquoune fraction de ce temps
Haute vitesse eacutegalement assureacutee dans la cateacutegorie preacute-qualificationApregraves avoir preacutesenteacute lrsquoanneacutee derniegravere le RampSregESR reacutecepteur de mesure CEM le plus rapide du monde pour les mesures de conformiteacute RohdeampSchwarz ne srsquoest pas fait longtemps attendre pour proposer aux utilisateurs un appareil comparable capable de reacutealiser des mesures de diagnostic en laboratoire et en deacuteveloppement Agrave lrsquoinstar du RampSregESR le RampSregESRP (fig 1 page de gauche) offre eacutegalement une fonction de balayage dans le domaine temporel baseacute FFT (Time Domain Scan) et peut donc effectuer plus rapidement les mesures de preacute-cer-tification agrave savoir de plusieurs ordres de grandeur Il excelle particuliegraverement dans les mesures de diagnostic CEM tout au long du processus du deacuteveloppement ainsi que dans toutes les mesures agrave reacutealiser en amont de la certification des produits et ce tant pour les normes CEM civiles que pour les speacutecifica-tions de mesure militaires jusqursquoagrave 7 GHz
Ce reacutecepteur est disponible en deux modegraveles pour les gammes de freacutequences de 9 kHz agrave 36 GHz ou 7 GHz La limite infeacuterieure de la freacutequence peut ecirctre eacutetendue agrave 10 Hz avec lrsquooption RampSregESRP-B29 (fig 2) La commande du reacutecep-teur srsquoeffectue par lrsquointermeacutediaire drsquoun eacutecran tactile particuliegrave-rement convivial
La norme fondamentale prend en compte la technologie de reacutecepteur baseacutee FFTLa publication de lrsquoamendement A12010-06 agrave la 3egraveme eacutedi-tion de la norme fondamentale CISPR 16-1-1 relative aux appareils de mesure des perturbations radioeacutelectriques a geacuteneacutereacute une activiteacute importante Les prochaines eacuteditions et modifications des normes de familles de produits comme par exemple EN 55011 agrave EN 55032 se reacutefeacutereront pour les essais CEM agrave la derniegravere eacutedition de cette norme fondamen-tale importante si cela nrsquoest drsquoailleurs pas deacutejagrave fait Elles auto-risent lrsquoutilisation des reacutesultats de mesure obtenus avec la technologie de reacutecepteur baseacutee FFT Ces mesures peuvent ecirctre reacutealiseacutees par une transposition dans la bande de base (fig 3) ou agrave lrsquoaide des eacutetages FI (freacutequence intermeacutediaire) conccedilus en large bande Les reacutesultats sont ainsi obtenus bien plus rapidement ndash avec la mecircme preacutecision et surtout la mecircme reproductibiliteacute
Fig 2 Reacutecepteur de mesure CEM RampSregESRP preacutesentation des modegraveles
et de leurs gammes de freacutequences respectives
Mesurer plus rapidement avec le balayage dans le domaine temporelGracircce agrave son calcul FFT performant lrsquooption de balayage dans le domaine temporel RampSregESRP-K53 acceacutelegravere les mesures de maniegravere spectaculaire En mode de balayage dans le domaine temporel (Time Domain Scan) le RampSregESRP effectue les mesures agrave une vitesse supeacuterieure de plusieurs ordres de gran-deur par rapport agrave une utilisation avec lrsquoaccord de freacutequence conventionnel par pas (Stepped Scan) Le signal temporel est ici acquis agrave une freacutequence drsquoeacutechantillonnage de 128 MHz et numeacuteriseacute avec un convertisseur AN 16 bits pour un traite-ment ulteacuterieur Le temps gagneacute pour obtenir les reacutesultats de mesure est indiqueacute en figure 4 laquelle illustre la diffeacuterence entre le balayage freacutequentiel par pas et le balayage dans le domaine temporel pour les bandes B et CD du CISPR
Les temps de mesure totaux marqueacutes en rouge dans la figure 4 sont un exemple de mesures typiques dans la bande CD du CISPR telles qursquoelles doivent ecirctre reacutealiseacutees par les
Fig 3 Scheacutema fonctionnel du RampSregESRP avec conversion en bande de
base jusqursquoagrave 30 MHz Le reacutecepteur de mesure CEM le plus rapide du monde reacuteduit consideacuterablement les
temps de test ACTUALITEacuteS (2012) Ndeg 207 pages 22ndash27
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CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
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Fig 5 Eacutecart de niveau entre les fonctions de
balayage freacutequentiel par pas (en jaune) et de
balayage dans le domaine temporel (en vert)
fabricants et eacutequipementiers automobiles selon la norme de famille de produits CISPR 25 jusqursquo agrave 1 GHz avec une bande passante de mesure de 9 kHz (minus6 dB) Lors du balayage freacute-quentiel par pas des pas de 4 kHz sont deacutefinis pour reacutealiser des mesures sans discontinuiteacute et avec un temps de mesure de 10 ms des impulsions ayant un taux de reacutepeacutetition de 100 Hz peuvent encore ecirctre deacutetecteacutees
Avec le balayage dans le domaine temporel les reacutesultats de mesure sont environ 500 fois plus rapidement disponibles bien que dans ce mode ndash en raison du pas de 225 kHz ndash le nombre de points de mesure ait quasiment doubleacute Comme illustreacute en figure 4 des gains de temps significatifs peuvent eacutegalement ecirctre obtenus lors de mesures reacutealiseacutees dans drsquoautres bandes ce qui permet de reacuteduire consideacuterablement le temps et les coucircts neacutecessaires agrave la mise en production en seacuterie drsquoun produit
Gamme de freacutequence
Deacutetecteur temps de mesure bande pas-sante de mesure
RampSregESRP
Balayage freacutequen-tiel par pas
Balayage dans le domaine temporel (en option)
Bande B du CISPR 150 kHz agrave 30 MHz
Crecircte 100 ms 9 kHz 7462 points de mesure 755 s
13 267 points de mesure 2 s
Bande B du CISPR 150 kHz agrave 30 MHz
Quasi-crecircte 1 s 9 kHz 7462 points de mesure 12 960 s
13 267 points de mesure 60 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Crecircte 10 ms 120 kHz 24 250 points de mesure 254 s
32 334 points de mesure 6 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Crecircte 10 ms 9 kHz 242 500 points de mesure 4310 s
431 112 points de mesure 8 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Quasi-crecircte 1 s 120 kHz 24 250 points de mesure env 600 min
32 334 points de mesure env 33 min
Fig 4 Comparaison des temps de mesure
totaux entre le balayage freacutequentiel par pas et
le balayage dans le domaine temporel avec des
paramegravetres de mesure typiques Entoureacutes en
rouge exemple de temps de mesure totaux
pour des mesures typiques agrave effectuer par les
eacutequipementiers et les fabricants drsquoautomobiles
selon la norme de famille de produits CISPR
25 jusqursquoagrave 1 GHz avec une bande passante de
9 kHz (minus6 dB)
Enregistrement sans discontinuiteacute des eacutemissions de perturbations Gracircce au balayage dans le domaine temporel les mesures CEM dans les bandes du CISPR peuvent deacutesormais ecirctre reacuteali-seacutees en quelques secondes A cet effet le RampSregESRP acquiert sans interruption temporelle les composantes spectrales avec une bande passante jusqursquoagrave 30 MHz Avec un pas virtuel drsquoun quart de la bande passante de reacutesolution et un chevauche-ment de la fenecirctre gaussienne FFT drsquoenviron 90 le reacutecep-teur atteint une tregraves bonne preacutecision de mesure de niveau avec des perturbateurs pulseacutes (fig 5) Lrsquoincertitude de mesure totale satisfait ainsi aux exigences de la norme CISPR 16-1-1 eacutegalement pour les mesures de preacute-certification
La vitesse de mesure doit en outre ecirctre eacuteleveacutee lorsqursquoun dis-positif sous test ne peut ecirctre utiliseacute que pendant une courte peacuteriode soit parce qursquoil modifie son comportement (avec des
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
perturbations agrave variation de niveau et de freacutequence) soit au pire parce qursquoil peut ecirctre endommageacute srsquoil fonctionne pendant une dureacutee trop importante ou encore parce que le cycle de fonctionnement requiert une certaine vitesse comme par exemple pour les legraveve-vitres eacutelectriques des veacutehicules Avec le balayage dans le domaine temporel du RampSregESRP de tels sceacute-narios de mesure peuvent ecirctre bien plus aiseacutement maicirctriseacutes
Lrsquoutilisateur peut lui-mecircme augmenter le temps drsquoobservation pour pouvoir deacuteterminer avec certitude les perturbations inter-mittentes agrave bande eacutetroite ou les perturbateurs isoleacutes
Lrsquooption Module de filtres preacuteseacutelecteur RampSregESRP-B2 est composeacutee de 16 filtres et inclut un preacuteamplificateur de 20 dB jusqursquoagrave 7 GHz maximum Doteacute de ce module le RampSregESRP reacutealise des mesures sur signaux perturbateurs intermittents agrave taux de reacutepeacutetition drsquoimpulsions de 10 Hz ou plus conformeacute-ment agrave la norme fondamentale CISPR 16-1-1 Avec lrsquoadapta-tion de la bande passante du filtre de preacuteseacutelection de 150 kHz agrave 30 MHz les eacutemissions conduites sont mesureacutees simulta-neacutement en une seule eacutetape sur 13 267 freacutequences gracircce au balayage dans le domaine temporel (fig 6)
Fig 6 En une seule eacutetape mesure drsquoeacutemissions
conduites dans la bande B du CISPR
Fig 7 Analyse FI avec couplage en paral-
legravele avec la fonction de poursuite marqueur
(Marker-Track) dans le spectre de la mesure
drsquoinvestigation
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CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
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Fig 8 Le RampSregESRP avec protec-
tions lateacuterales et poigneacutee de trans-
port pour travaux exteacuterieurs
Davantage de reacutesolution en repreacutesentation spectrale avec la fonction drsquoanalyse FI Les amplitudes de signaux critiques dans le spectre peuvent ecirctre examineacutees de maniegravere plus approfondie avec la fonction drsquoanalyse FI du RampSregESRP Avec lrsquoanalyse FI la repreacutesentation spectrale du signal drsquoentreacutee RF est afficheacutee dans une plage reacuteglable (jusqursquoagrave 10 MHz) autour de la freacutequence de reacuteception Cette repreacutesentation srsquoeffectue soit agrave la freacutequence actuelle en parallegravele avec lrsquoaffichage agrave barre-graphes soit agrave la position du marqueur par la fonction marker-track sur le reacutesultat existant drsquoun balayage de freacutequence par exemple drsquoune mesure drsquoin-vestigation (fig 7) Gracircce agrave ce couplage la freacutequence centrale du spectre FI correspond toujours agrave la freacutequence de reacutecep-tion actuelle du reacutecepteur de mesure Le reacutecepteur peut ainsi ecirctre reacutegleacute avec une grande preacutecision et surtout tregraves rapide-ment sur le signal agrave analyser Lrsquoutilisateur beacuteneacuteficie en outre drsquoune vue drsquoensemble preacutecise sur lrsquooccupation du spectre autour du canal de mesure et ndash avec une largeur drsquoaffichage du spectre de lrsquoanalyse FI suffisamment grande ndash sur la distri-bution spectrale drsquoun signal moduleacute dans le canal de mesure Les signaux de reacuteception peuvent ainsi ecirctre rapidement clas-seacutes dans la cateacutegorie des signaux perturbateurs ou signaux utiles Les deacutemodulateurs audio AM ou FM commutables en parallegravele facilitent lrsquoidentification des signaux capteacutes afin par exemple de deacutetecter et drsquoexclure les brouilleurs ambiants lors des mesures sur site ouvert
Fonctions drsquoanalyse de spectre et mesures CEM en mode analyseur de spectre Lrsquooption RampSregESRP-B29 permet drsquoeacutetendre la gamme de freacute-quence de 9 kHz agrave 36 ou 7 GHz aux basses freacutequences jusqursquoagrave 10 Hz Lorsque la preacuteseacutelection est coupeacutee en mode analyseur de spectre la sensibiliteacute du RampSregESRP peut ecirctre augmenteacutee gracircce agrave lrsquooption preacuteamplificateur seacutepareacutee RampSregFSV-B22 Avec son faible niveau de bruit (plancher de bruit ndash168 dBm typique dans une bande passante de 1 Hz et avec preacuteamplificateur en fonctionnement) le RampSregESRP peut eacutegalement mesurer avec preacutecision des signaux de tregraves faible
niveau Son excellente dynamique fait qursquoil satisfait aux exi-gences speacutecifiques de la norme CISPR 16-1-1 Ed 3 (laquo Uti-lisation drsquoanalyseurs de spectre sans preacuteseacutelection pour les mesures de perturbations radioeacutelectriques conformes aux normes raquo) agrave savoir pour des signaux parasites agrave partir drsquoune freacutequence de reacutepeacutetition drsquoimpulsion de 20 Hz
Les mesures drsquoeacutemissions de perturbations radioeacutelectriques peuvent ecirctre reacutealiseacutees en mode analyseur de spectre avec ou sans preacuteseacutelecteur Lrsquoutilisateur peut en outre choisir le nombre de points de balayage agrave mesurer dans ce mode Pour une eacutevaluation pertinente jusqursquoagrave 200 001 points de mesure peuvent ecirctre deacutefinis Agrave titre de comparaison jusqursquoagrave 4 mil-lions de points de mesure par courbe sont disponibles en mode reacutecepteur de test Mais les mesures de diagnostic reacutea-liseacutees tout au long du processus de deacuteveloppement doivent aussi ecirctre preacutecises et reproductibles Des reacutesolutions laquo nor-males raquo de 8000 ou 32 000 points de mesure telles que ren-contreacutees habituellement sur drsquoautres analyseurs de spectre atteignent en geacuteneacuteral rapidement leurs limites et srsquoavegraverent insuffisantes pour les mesures CEM
Les marqueurs de mesure configurables du RampSregESRP (jusqursquoagrave 16) positionneacutes sur les freacutequences des signaux para-sites permettent lrsquoanalyse cibleacutee des perturbations Le cou-plage des marqueurs de mesure avec un deacutetecteur de pondeacute-ration CISPR associeacute permet drsquoeacutetablir une comparaison avec les valeurs limites speacutecifieacutees La possibiliteacute de repreacutesenter le spectre sur un axe de freacutequence logarithmique facilite le dia-gnostic des reacutesultats de mesure sur une large gamme de freacute-quences et assure la repreacutesentation conforme aux normes des gabarits Les freacutequences critiques sont clairement afficheacutees dans une liste de pics Cela permet drsquoeacutevaluer rapidement le spectre de perturbations par rapport aux valeurs limites
Geacuteneacuterateur de poursuite pour analyse de reacuteseaux scalaireUn geacuteneacuterateur de poursuite interne (option RampSregFSV-B9) per-met drsquoeacutetendre les fonctions du RampSregESRP agrave lrsquoanalyse de reacuteseaux scalaire pour la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 7 GHz Ainsi la courbe drsquoaffaiblissement en fonction de la freacute-quence par exemple la reacuteponse en freacutequence des cacircbles de mesure ou des filtres peut ecirctre rapidement et aiseacutement deacuteter-mineacutee puis enregistreacutee dans le RampSregESRP sous forme de table de correction (transducteur)
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
Conccedilu pour une utilisation en exteacuterieurPour une utilisation en exteacuterieur par exemple en voiture ou sur site ouvert le RampSregESRP peut ecirctre eacutequipeacute de lrsquooption ali-mentation DC RampSregFSV-B30 (12 V agrave 15 V) et livreacute avec une version de boicirctier diffeacuterente avec protections lateacuterales et poi-gneacutee de transport (fig 8) Utiliseacute sur site ouvert et doteacute du pack batterie Li-ion RampSregFSV-B32 le reacutecepteur fonctionne de maniegravere fiable pendant plusieurs heures par exemple pour enregistrer des seacuteries de mesures
Dans sa version standard le RampSregESRP est eacutequipeacute drsquoun disque dur pour stocker les donneacutees Il peut ecirctre remplaceacute par un disque SSD amovible pour reacutesister agrave une plus grande exposition aux chocs et vibrations dans les veacutehicules ou agrave une tempeacuterature de fonctionnement fluctuant de faccedilon plus importante que la moyenne
Mesures automatiques et support logicielAvec sa fonction drsquoautomatisation de test inteacutegreacutee le RampSregESRP dispose drsquoun seacutequenceur de test configurable conccedilu selon le principe suivant mesure drsquoinvestigation ndash reacuteduction de donneacutees ndash mesure finale (fig 9) Ainsi le nombre de freacutequences agrave veacuterifier en mesure finale et lrsquoeacutecart par rapport agrave une ou plusieurs lignes de valeurs limites sont deacutefi-nis La seacutequence est lanceacutee par simple pression drsquoune touche et srsquoexeacutecute alors entiegraverement en automatique Au choix la mesure finale peut eacutegalement ecirctre effectueacutee de maniegravere inte-ractive La liste des freacutequences repeacutereacutees srsquoouvre en appuyant sur le symbole laquo Peak List raquo Le nombre de freacutequences agrave veacuteri-fier en mesure finale peut ainsi encore ecirctre modifieacute puis lrsquoeacuteva-luation finale est reacutealiseacutee avec des deacutetecteurs Quasi-crecircte CISPR-AV ou CISPR RMS-AV Lrsquoaffectation des deacutetecteurs res-pectifs srsquoeffectue ici avec lrsquoassistant de trace (Trace Wizzard)
En outre les applications logicielles CEM RampSregEMC32 et RampSregES-SCAN sont disponibles pour le controcircle de seacutequence automatique et semi-automatique Le logiciel EMI RampSregES-SCAN est un logiciel Windows abordable et convivial qui a eacuteteacute conccedilu speacutecifiquement pour les mesures lieacutees aux mesures drsquoeacutemissions en laboratoire de deacuteveloppement et qui de ce fait complegravete ideacutealement le RampSregESRP
Le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 prend eacutegalement en charge le RampSregESRP Ce logiciel modulaire permet de reacutealiser des mesures drsquoimmuniteacute et drsquoeacutemissions aussi bien en manuel qursquoen semi-automatique ou entiegraverement en automatique selon les normes civiles et militaires Lrsquoacquisition lrsquoeacutevaluation la documentation et la traccedilabiliteacute fiables des reacutesultats de mesure ainsi que la commande agrave distance de nombreux accessoires tels que systegravemes de macirct et plateau tournant sont inclus
La commande agrave distance du RampSregESRP via GPIB ou LAN srsquoef-fectue soit par lrsquointermeacutediaire drsquointerfaces standard selon
IEC 625-2 (IEEE 4882) soit via des interfaces LAN (10 100 1000BaseT) Des pilotes gratuits disponibles sur le site Inter-net de RohdeampSchwarz pour LabVIEW LabWindows CVI et VXI Plug amp Play permettent drsquointeacutegrer le RampSregESRP dans des programmes personnaliseacutes
ReacutesumeacuteLe RampSregESRP est un reacutecepteur de mesure CEM pour la gamme de freacutequences de 10 Hz agrave 7 GHz speacutecialement conccedilu pour la reacutealisation de mesures de diagnostic tout au long du processus de deacuteveloppement de nouveaux produits ainsi que pour la preacuteparation agrave la mesure de certification finale Gracircce agrave ses performances RF exceptionnelles sa vitesse de mesure et ses nombreuses fonctions de mesure il est lrsquooutil ideacuteal pour une utilisation en deacuteveloppement et en laboratoire Il est de ce fait optimiseacute pour effectuer les mesures CEM le plus rapi-dement possible et de faccedilon aussi preacutecise que neacutecessaire Pour cela son balayage dans le domaine temporel baseacute FFT acquiert le spectre de perturbations agrave haute vitesse Mais le RampSregESRP est eacutegalement un analyseur de spectre complet doteacute de hautes performances pour les applications en labo-ratoire Son interface utilisateur clairement structureacutee et son eacutecran tactile rendent son utilisation conviviale qualiteacute que lrsquoon peut appreacutecier agrave sa juste valeur dans toute lrsquoeacutetendue de sa large gamme drsquoapplications Avec cet appareil polyvalent lrsquoutilisateur atteint rapidement son objectif ndash agrave savoir la pro-duction en seacuterie de son produit agrave certifier
Volker Janssen
Fig 9 Menu drsquoautomatisation des tests pour la configuration des
mesures exeacutecuteacutees en automatique
Bibliographie Amendment 12010-06 to CISPR 16-1-12010-01 (Edition 3) Specification for radio dis-turbance and immunity measuring apparatus and methods ndash Part 1-1 Radio disturbance and immunity measuring apparatus ndash Measuring apparatusDes informations deacutetailleacutees sur le RampSregESRP sont disponibles sous httpwwwrohde-schwarzcomenproductesrp-productstartpage_63493-35077html
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CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
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Fig 1 Avec le concept MultiTX du
nouvel eacutemetteur RampSregTMU9 jusqursquoagrave
six eacutemetteurs peuvent ecirctre logeacutes dans
une baie repreacutesentant un gain de place
jusqursquoagrave 80 par rapport agrave lrsquoempreinte
au sol jusqursquoici neacutecessaire Dans cet
exemple trois eacutemetteurs sont installeacutes
chacun fournissant une puissance de
sortie de 114 kW
Systegravemes de transmission effi-caces pour toutes les classes de puissanceDepuis 2011 date de lancement des eacutemet-
teurs UHF de forte puissance RampSregTHU9
RohdeampSchwarz nrsquoa cesseacute de deacutevelopper de
maniegravere conseacutequente cette toute nouvelle
geacuteneacuteration drsquoeacutemetteurs Crsquoest ainsi que
les eacutemetteurs UHF de moyenne puissance
RampSregTMU9 et les eacutemetteurs de faible puis-
sance RampSregMLx partent deacutesormais agrave la
conquecircte du marcheacute Tous ont en commun un
encombrement reacuteduit et une haute efficaciteacute
eacutenergeacutetique (voir eacutegalement article page 63)
DIFFUSION RADIO ET TV | Systegravemes de transmission
Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9 coucirct de fonctionnement minimal ndash flexibiliteacute maximaleEncombrement reacuteduit livraison rapide faible coucirct drsquoexploitation et haute disponibiliteacute ndash telles sont les
principales exigences des opeacuterateurs de reacuteseau en matiegravere drsquoeacutemetteurs de diffusion terrestre exigences
auxquelles reacutepond parfaitement la famille drsquoeacutemetteurs RampSregTX9 qui srsquoest maintenant eacutelargie pour inclure
les eacutemetteurs agrave refroidissement par air RampSregTMU9 avec des puissances allant de 300 W agrave 285 kW
MultiTX ndash concept reacuteussi pour pallier le manque drsquoespace et les hausses de coucircts de location Manque drsquoespace et hausse des coucircts de location sont des difficulteacutes auxquelles tous les opeacuterateurs de reacuteseau sont confronteacutes En effet il nrsquoest pas rare que les stations drsquoeacutemis-sion doivent ecirctre eacutequipeacutees de multiplexes suppleacutemen-taires alors qursquoil y regravegne souvent un manque drsquoespace chro-nique et qursquoune augmentation de loyer pour loger drsquoautres baies drsquoeacutemetteurs est hors de question Ces graves pro-blegravemes des opeacuterateurs ont constitueacute la principale preacuteoccupa-tion des concepteurs lors du deacuteveloppement de la nouvelle famille drsquoeacutemetteurs UHF RampSregTMU9 agrave puissances situeacutees entre 300 W et 285 kW Leur concept MultiTX permet drsquoac-cueillir jusqursquoagrave six eacutemetteurs dans une baie ndash avec un gain de place pouvant aller jusqursquoagrave 80 de lrsquoespace habituellement requis (fig 1) Qui plus est des systegravemes de redondance com-plets peuvent ecirctre installeacutes dans une seule baie drsquoeacutemetteurs par exemple un systegraveme de reacuteserve 2+1 avec une puissance de sortie de 114 kW Cela permet drsquoobtenir non seulement un gain de place au sol mais eacutegalement un gain de temps impor-tant lors de la mise en service En outre le RampSregTMU9 est eacutegalement disponible sans baie jusqursquoagrave des puissances de sor-tie de 114 kW de sorte qursquoil peut ecirctre installeacute dans des baies existantes disposant drsquoun espace suffisant pour lrsquoaccueillir
Modulaires et fabriqueacutes en seacuterie ndash precircts agrave relever tous les deacutefis en termes de projets et de planningDeacuteterminer des eacutecheacuteances fermes pour la mise en service des eacutemetteurs fait partie du quotidien des opeacuterateurs de reacuteseaux Les eacutemetteurs qui sont produits en seacuterie et par conseacutequent rapidement disponibles constituent ici une aide preacutecieuse Ces eacutemetteurs peuvent cependant ecirctre configureacutes de maniegravere aussi polyvalente que srsquoil srsquoagissait de fabrication speacuteciale individualiseacutee agrave lrsquoinstar de lrsquoeacutemetteur totalement modulaire RampSregTMU9 fabriqueacute en seacuterie et qui en standard est confi-gurable selon le principe de construction modulaire agrave plus de 50 versions Cela srsquoappreacutecie par exemple avec le concept de refroidissement dans beaucoup de pays on utilise des sys-tegravemes drsquoeacutevacuation drsquoair guideacutes alors que dans drsquoautres lrsquoair chaud est souffleacute directement dans la salle ougrave il doit ecirctre alors refroidi En tout eacutetat de cause le systegraveme de refroidissement du RampSregTMU9 peut ecirctre personnaliseacute pour satisfaire les exi-gences les plus speacutecifiques Sa modulariteacute coheacuterente per-mettra par ailleurs de reacutepondre aiseacutement et rapidement aux demandes ulteacuterieures
Lrsquouniteacute de base RampSregTCE900 est elle aussi modulaire selon la carte enfichable utiliseacutee elle fonctionne comme un eacutemet-teur pilote ou comme une commande drsquoeacutemetteurs (fig 2) Les cartes peuvent ecirctre facilement eacutetendues ou remplaceacutees Si dans un reacuteseau plusieurs familles de la nouvelle geacuteneacuteration drsquoeacutemetteurs RampSregTX9 sont utiliseacutees la gestion des piegraveces de rechange devient gracircce aux possibiliteacutes drsquoutilisation universelle du RampregTCE900 simple et avantageuse en termes de coucircts
Le proceacutedeacute Doherty ndash reacuteduit les coucircts drsquoexploitation de plus de 40 au cours du cycle de vieLes actuelles geacuteneacuterations drsquoeacutemetteurs de nombreux fabri-cants consomment geacuteneacuteralement quatre agrave cinq fois plus drsquoeacutenergie qursquoelles en eacutemettent Le RampSregTMU9 fait quant agrave lui beaucoup mieux en atteignant un rendement de 38 ce qui en fait le premier eacutemetteur agrave refroidissement par air
Fig 2 Le
RampSregTMU9 est hau-
tement configurable
ici les appareils de
base RampSregTCE900
sortis de leur baie
sont capables agrave
lrsquoaide de cartes enfi-
chables de fonction-
ner comme eacutemetteur
pilote ou commande
drsquoeacutemetteur
ACTUALITEacuteS 20813 61
DIFFUSION RADIO ET TV | Systegravemes de transmission
Eacutemetteur avec proceacutedeacute de Doherty
Eacutemetteur pilote
Amplificateur
RF Psortie
Amplificateur principal
Amplificateur de crecirctes
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permettant de reacuteduire de plus de 40 les coucircts eacutenergeacutetiques Cette eacuteconomie est obtenue gracircce au proceacutedeacute Doherty uti-liseacute dans les amplificateurs de puissance Baseacute sur une inven-tion de William H Doherty dans les anneacutees 1930 ce pro-ceacutedeacute est utiliseacute avec succegraves depuis de nombreuses anneacutees dans les communications mobiles et contribue eacutegalement agrave y reacuteduire les besoins en eacutenergie Le principe de base consiste agrave diviser lrsquoamplification du signal en deux voies Lrsquoune de ces voies lrsquoamplificateur de crecircte prend en charge lrsquoampli-fication des signaux de crecircte et lrsquoautre lrsquoamplificateur prin-cipal lrsquoamplification des signaux de valeur moyenne (fig 3) Cela preacutesente lrsquoavantage suivant agrave savoir qursquoaucune reacuteserve de puissance pour les signaux crecirctes nrsquoest requise dans lrsquoam-plificateur principal Lrsquoamplificateur de crecircte nrsquointervient que lorsque des pics de puissance se produisent Lrsquoutilisation de ce proceacutedeacute permet de reacutealiser de substantielles eacuteconomies drsquoeacutenergie dans les deux amplificateurs Avec le RampSregTMU9 RohdeampSchwarz a reacutevolutionneacute la meacutethode Doherty autrefois agrave bande eacutetroite en permettant pour la premiegravere fois son uti-lisation dans les amplificateurs agrave large bande Cela simplifie eacutegalement la gestion des piegraveces de rechange dans les grands reacuteseaux de diffusion utilisant de nombreuses freacutequences dif-feacuterentes eacutetant donneacute qursquoil nrsquoest ainsi plus neacutecessaire de maintenir en stock un nombre aussi important drsquoamplifica-teurs diffeacuterents
Concepts de redondance innovants pour une disponibiliteacute extrecircmeLes contrats entre les opeacuterateurs de reacuteseaux et les diffuseurs reacutegissent les peacutenaliteacutes encourues en cas drsquointerruption drsquoeacutemission ou de retard dans la mise en service de lrsquoeacutemetteur Dans ce dernier cas le RampSregTMU9 leur assure une grande seacutereacuteniteacute eacutetant donneacute que les eacutemetteurs sont livreacutes preacute-cacircbleacutes et precircts agrave installer dans la baie ndash ce qui permet une mise en service rapide et dans les temps impartis Un autre grand sou-tien est apporteacute par la polyvalence de leur commande pos-sible en local via un ordinateur portable et un eacutecran tactile optionnel ainsi qursquoagrave distance via un navigateur Web ou SNMP
Des reacuteseaux eacutelectriques instables des deacutefauts de climatisa-tion ou des problegravemes drsquoacheminement du signal suscep-tibles de compromettre la disponibiliteacute sont geacutereacutes par le RampSregTMU9 gracircce agrave diffeacuterentes options Crsquoest ainsi que des alimentations redondantes inteacutegreacutees dans les amplificateurs protegravegent contre les deacutefaillances de phases individuelles voire drsquoune uniteacute drsquoalimentation complegravete Des solutions speacute-cifiques en matiegravere de conduites drsquoextraction drsquoair permettent drsquoexploiter lrsquoeacutemetteur indeacutependamment drsquoun systegraveme de cli-matisation Cela augmente la disponibiliteacute et reacuteduit ici eacutegale-ment la consommation drsquoeacutenergie Pour des exigences de dis-ponibiliteacute encore plus eacuteleveacutees des concepts de redondance sophistiqueacutes sont disponibles comme par exemple Dual Drive Backup Drive ou systegravemes de reacuteserve N+1
RampSregTMU9 preacutesenteacute en septembre deacutejagrave agrave lrsquoantenne et primeacute en deacutecembre Le RampSregTMU9 a eacuteteacute preacutesenteacute au public en septembre 2012 agrave lrsquooccasion du salon IBC qui se tient tous les ans agrave Amsterdam Deux mois plus tard les deux premiers eacutemetteurs eacutetaient deacutejagrave agrave lrsquoantenne Leur rendement eacuteleveacute et leur structure compacte ont seacuteduit lrsquoopeacuterateur de reacuteseau Onecast filiale de la plus grande chaicircne de teacuteleacutevision franccedilaise TF1 (Groupe Bouygues) Onecast a commandeacute les deux eacutemetteurs dans une confi-guration MultiTX avec proceacutedeacute Doherty et doteacutes drsquoun sys-tegraveme agrave eacutevacuation drsquoair guideacutee Le projet comprenait eacutegale-ment dix eacutemetteurs de la nouvelle geacuteneacuteration haute puissance RampSregTHU9 eacutegalement en configuration MultiTX et avec proceacutedeacute Doherty Ce projet a permis agrave Onecast de gagner le laquo Concours de projets drsquoapprovisionnement responsables raquo dans la cateacutegorie des laquo Projets les plus eacuteconomiques et res-pectueux de lrsquoenvironnement raquo au sein du groupe Bouygues reacutecompense attribueacutee pour la premiegravere fois en Deacutecembre 2012
Christian Wachter
Fig 3 Lrsquoeacutemetteur RampSregTMU9 fonctionne selon le proceacutedeacute de Doherty et
reacutealise de ce fait un rendement pouvant atteindre 38
La notion drsquoefficaciteacute redeacutefinie les eacutemetteurs UHF de haute puissance RampSregTHU9 ACTUALITEacuteS 2011 (Ndeg 204) p 46ndash52
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Eacutemetteur principal RampSregMLx
Systegraveme de refroidissement Acheminement du flux de transport
Infrastructure GPS
Bacirctiment site drsquoeacutemetteurs salle drsquoeacutemetteurs
Alimentation
Infrastructure reacuteseau Antennes dlsquoeacutemission et de reacuteception
Systegraveme de refroidissement Acheminement du flux de transport
Infrastructure GPS
Bacirctiment site drsquoeacutemetteurs salle drsquoeacutemetteurs
Alimentation
Infrastructure reacuteseau Antennes dlsquoeacutemission et de reacuteception
Besoins en infrastructures
Eacutemetteurs TV faible puissance RampSregMLx il suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes Les reacuteseaux de teacuteleacutevision terrestre doivent assurer le plus complegravetement possible la couverture drsquoun secteur
geacuteographique y compris les valleacutees et les zones drsquoombre entre les immeubles pour lesquelles de nombreux
eacutemetteurs de faible puissance sont geacuteneacuteralement utiliseacutes Ces eacutemetteurs exigent une infrastructure plus
ou moins complexe avec les investissements neacutecessaires correspondants difficiles agrave calculer Les nouveaux
eacutemetteurs de faible puissance RampSregMLx en revanche permettent drsquoeacuteviter ces piegraveges agrave budget potentiels
eacutetant donneacute qursquoils ne neacutecessitent qursquoun minimum drsquoinfrastructure
Source de coucircts cacheacutes eacutemetteurs agrave infrastructure sophistiqueacutee Habituellement les reacuteseaux de diffusion terrestres sont drsquoabord deacuteployeacutes pour couvrir une large zone avec des
eacutemetteurs de forte et moyenne puissance (gt 600 W) Les opeacuterateurs reacuteseau utilisent ensuite des systegravemes de transmis-sion de tregraves faible puissance (lt 10 W) pour combler les zones drsquoombre comme par exemple dans les valleacutees laquo canyons
Fig 1 Le budget requis pour combler les zones blanches dans les reacuteseaux de teacuteleacutevision peut ecirctre maicirctriseacute en utilisant des eacutemetteurs de faible puissance
dont les exigences drsquoinfrastructure sont les plus reacuteduites possibles
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de chaleur et son refroidissement assisteacute par convection il peut ecirctre utiliseacute dans de nombreuses reacutegions sans neacuteces-siter de climatisation Son reacutecepteur satellite et le modem UMTS inteacutegreacutes permettent respectivement drsquoacheminer le train de transport sans cacircbles et de se passer drsquoune infrastruc-ture filaire pour la surveillance de lrsquoeacutemetteur (fig 3) Drsquoautres fonctions telles que le reacutecepteur GPS et le proceacutedeacute drsquoannula-tion drsquoeacutecho sophistiqueacute drsquoun gain maximum de +24 dB com-plegravetent le concept systegraveme Seules sont indispensables sur le site lrsquoalimentation et les antennes drsquoeacutemission et de reacuteception
Une autre caracteacuteristique cleacute du nouvel eacutemetteur est sa haute disponibiliteacute Le concept de redondance permet une adapta-tion gradueacutee du niveau de secours aux exigences gracircce aux systegravemes de reacuteserve de 1+1 jusqursquoagrave 6+1 Pour une disponibi-liteacute encore plus importante une alimentation redondante peut ecirctre installeacutee
Souplesse dans le choix du siteDes produits concurrents de la classe de puissance de 10 W neacutecessitent en geacuteneacuteral beaucoup de place car ils preacutesentent une profondeur de 450 mm ou plus et sont en outre eacutequi-peacutes drsquointerfaces situeacutees aussi bien sur la face avant que sur le panneau arriegravere Eacutetant donneacute que ces interfaces doivent ecirctre accessibles pour les travaux de maintenance le besoin drsquoespace effectif de ces eacutemetteurs est nettement supeacuterieur agrave leur profondeur reacuteelle Si lrsquoon ajoute agrave cela que de tels pro-duits preacutesentant ces inconveacutenients neacutecessitent eacutegalement des infrastructures filaires le nombre drsquoemplacement de sites approprieacutes se reacuteduit alors de maniegravere significative
urbains raquo et tunnels Le fonctionnement de ces eacutemetteurs de faible puissance neacutecessite une infrastructure adapteacutee agrave savoir emplacement proteacutegeacute dans un bacirctiment ou dans une armoire outdoor refroidissement alimentation acheminement du train de transport infrastructure reacuteseau pour la surveillance signaux GPS ainsi qursquoantennes drsquoeacutemission et le cas eacutecheacuteant de reacuteception (fig 1) Ces exigences drsquoinfrastructure ne doivent absolument pas ecirctre sous-estimeacutees car en geacuteneacuteral de nom-breux sites sont neacutecessaires pour couvrir le plus inteacutegrale-ment possible une zone ndash ce qui entraicircne de lourds investisse-ments difficiles agrave eacutevaluer
RampSregMLx eacutemetteurs faible puissance robustes agrave exigences reacuteduitesLe nouvel eacutemetteur de faible puissance multicanaux RampSregMLx (fig 2) a eacuteteacute deacuteveloppeacute en veillant tout particuliegrave-rement agrave reacuteduire les exigences en termes de neacutecessiteacute drsquoin-frastructure Ainsi sa conception systegraveme modulaire com-bine polyvalence et fiabiliteacute avec besoin drsquoespace minimum Le boicirctier compact de 19 de cinq uniteacutes de hauteur et de 250 mm de profondeur peut accueillir au total jusqursquoagrave six eacutemetteurs Gap Filler ou reacute-eacutemetteurs pour DVB-T DVB-H et DVB-T2 de classes de puissance de 1 W 5 W et 10 W combi-neacutes agrave volonteacute et exploiteacutes en parallegravele
Le RampSregMLx peut gracircce agrave son design compact et le position-nement intelligent des interfaces ecirctre inteacutegreacute dans un espace confineacute comme par exemple dans des armoires outdoor sans accegraves au panneau arriegravere une salle drsquoeacutemetteurs ou mecircme un bacirctiment ne sont pas neacutecessaires Gracircce agrave sa faible dissipation
Fig 2 Le RampSregMLx
est compact et indeacute-
pendant des infras-
tructures filaires
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Ce genre de compromis nrsquoest pas neacutecessaire avec le RampSregMLx Gracircce agrave la compaciteacute de son concept et sa grande indeacutepen-dance en termes drsquoinfrastructures filaires et de climatisation le RampSregMLx srsquointegravegre facilement dans une armoire outdooor ndash ouvrant ainsi agrave ce systegraveme drsquoeacutemetteurs des possibiliteacutes drsquoins-tallation quasi universelles
Conclusion un eacutemetteur pour de nombreuses applicationsQue ce soit dans une station drsquoeacutemission ou une armoire outdoor dans une zone urbaine ou des reacutegions eacuteloigneacutees le RampSregMLx ndash gracircce agrave son design compact et son concept sys-tegraveme modulaire ndash convient agrave une large gamme de sceacutenarios drsquoapplications Dans les laquo canyons urbains raquo preacutesentant de nombreuses zones drsquoombre dans des conditions de propa-gation de signaux complexes et drsquoespace limiteacute le RampSregMLx marque des points gracircce agrave sa flexibiliteacute dans le choix de lrsquoem-placement lrsquoindeacutependance des infrastructures filaires et son proceacutedeacute drsquoannulation drsquoeacutecho incomparable
Certaines reacutegions eacuteloigneacutees comme par exemple sur les petites icircles sont en geacuteneacuteral deacutepourvues de toute infrastruc-ture Il nrsquoexiste souvent aucun eacutemetteur principal aucune possibiliteacute drsquoacheminement de signal filaire et aucune possibi-liteacute de surveillance Dans un tel sceacutenario un RampSregMLx eacutequipeacute drsquoun reacutecepteur satellite drsquoun modem UMTS et de modules
eacutemetteurs offre une solution optimale rapidement mise en œuvre sans investissement important suppleacutementaire
Contrairement agrave certains eacutemetteurs de diffusion concurrents de sa classe de puissance le RampSregMLx est un produit opti-miseacute pour reacutepondre agrave des exigences drsquoinfrastructure mini-males lequel offre une grande flexibiliteacute drsquoinstallation des sys-tegravemes drsquoeacutemission et une utilisation universelle dans diffeacuterents sceacutenarios drsquoapplication
Maurice Uhlmann
Modules pour RampSregMLx Alimentation Alimentation redondante (en option) Module de gestion Modem GPRS UMTS (en option) Modules de canaux avec puissance de sortie de 1 W 5 W ou 10 W (jusqursquoagrave six par systegraveme)
Modules eacutemetteurs pour DVB-T ou DVB-T2 Modules reacuteeacutemetteurs pour DVB-T Modules Gap Filler pour DVB-T DVB-T2 ISDB-T Module reacutecepteur GPS Module reacutecepteur GPS redondant (en option) Module reacutecepteur satellite Uniteacute de commutation N+1 pour modules eacutemetteur et Gap-Filler
Fig 3 Le RampSregMLx peut ecirctre
commandeacute agrave distance via une
interface utilisateur baseacutee naviga-
teur Web
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Essai DVB-T2 in situ par la Bayerischer Rundfunk agrave MunichAvant que les reacuteseaux puissent entrer en exploitation reacuteguliegravere avec de nouvelles normes de diffusion il
est indispensable de reacutealiser des tests approfondis Cela vaut eacutegalement pour le passage de la norme teacuteleacute-
vision DVB-T agrave DVB-T2 La radio et teacuteleacutevision bavaroise Bayerischer Rundfunk a lanceacute agrave cet effet en 2010
agrave Munich un essai grandeur nature que RohdeampSchwarz a soutenu en fournissant les eacutequipements de
mesure et drsquoeacutemission correspondants
Un long chemin ndash de la norme au reacuteseau inteacutegralement testeacute Les premiers deacutetails techniques de la nouvelle norme de radiodiffusion terrestre DVB-T2 ont eacuteteacute publieacutes au printemps 2007 RohdeampSchwarz a finaliseacute fin 2009 lrsquoimpleacutementa-tion de la nouvelle norme dans le systegraveme de test de diffu-sion RampSregSFU de sorte que des essais sur reacutecepteurs grand public ont pu ecirctre reacutealiseacutes Les premiers reacuteseaux de test en 2010 ont eacuteteacute initialement installeacutes sous forme de reacuteseaux multi-freacutequence (MFN) On ne disposait alors drsquoaucune expeacute-rience avec les reacuteseaux DVB-T2 isofreacutequence (SFN) pour la norme DVB-T2 car les passerelles T2 neacutecessaires agrave cet effet restaient encore agrave deacutevelopper
Deacutebut 2010 la radio bavaroise (BR) a lanceacute une initiative drsquoun nouvel essai grandeur nature dans le but de tester lrsquoopeacuteration-naliteacute des reacuteseaux DVB-T2 isofreacutequence et de construire un reacuteseau de distribution baseacute IP qui puisse alimenter les stations eacutemettrices avec le train de transport DVB-T2-MI Pour cela les experts ont choisi trois sites eacutemetteur de la radio bavaroise se precirctant bien aux tests MISO situeacutes agrave une distance drsquoenviron 10 km les uns des autres et couvrant principalement le peacuteri-megravetre urbain de Munich (fig 1) Le principal objectif de test eacutetait en effet de comparer la meacutethode laquo Distributed MISO raquo avec la configuration classique en DVB-T SISO
MFN avec trois eacutemetteursEn septembre 2010 le premier site de Munich-Freimann eacutequipeacute drsquoune antenne haute de 110 megravetres et drsquoune PAR drsquoenviron 5 kW a eacuteteacute mis en fonctionnement avec un dia-gramme de rayonnement purement omnidirectionnel Lrsquoeacutemetteur de moyenne puissance de 800 W refroidi par air RampSregNV8302V installeacute sur le site a eacuteteacute tout drsquoabord exploiteacute avec les paramegravetres de fonctionnement 16K normal Code Rate = 23 g = 116 SISO Single PLP puis commuteacute ulteacuterieu-rement sur 32K laquo extended carrier raquo Un reacuteseau MFN avec une contribution TS-ASI avait eacuteteacute initialement preacutevu mais le flux de transport eacutetait deacutejagrave inteacutegreacute dans un reacuteseau de distribution IP
En automne 2010 lrsquoeacutequipe de mesure a installeacute des panneaux drsquoantennes sur le macirct BR agrave Ismaning agrave une hauteur de 210 m en direction de Freimann et avec une PAR drsquoenviron 5 kW eacutegalement Ces antennes ont eacuteteacute relieacutees agrave un eacutemetteur com-pact refroidi par air RampSregSCV8302R drsquoune puissance de sor-tie de 600 W En Mars 2011 le projet a eacuteteacute compleacuteteacute par lrsquoins-tallation drsquoune station du mecircme type agrave la Maison de la Radio du BR pregraves de la gare principale de Munich Ainsi les trois sites eacutetaient laquo agrave lrsquoantenne raquo en mode MFN SISO Des mesures reacutealiseacutees en mobile dans ce reacuteseau DVB-T2 ont deacutejagrave reacuteveacuteleacute des deacutebits de donneacutees drsquoenviron 26 Mbits soit le double de ceux des reacuteseaux DVB-T et ce avec la mecircme robustesse Et comme avec le DVB-T des chutes de niveaux destructrices quasi-identiques et des diffeacuterences de temps de propagation de quelques microsecondes entre deux sites drsquoeacutemission ont eacutegalement eacuteteacute constateacutees dans le spectre (fig 2)
Fig 1 Secteur du reacuteseau expeacuterimental DVB-T2 agrave Munich
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Superposition des signaux dans le SFN
+Eacutemetteur 1
Sans MISO Avec MISO
Eacutemetteur 2
Reacuteseau isofreacutequence en mode MISOLe reacuteseau a eacuteteacute successivement mis agrave niveau pour MISO et la pleine fonctionnaliteacute DVB-T2 en inteacutegrant sur chaque site la Transmitter System Extension RampSregTSE800 et converti en mode multi-PLP en nrsquoutilisant qursquoune seule PLP Le reacuteseau a eacuteteacute ensuite configureacute pour fonctionner en isofreacutequence et les tests en mode MISO ont eacuteteacute lanceacutes au printemps 2012
A lrsquoaide drsquoun logiciel de planification reacuteseau lrsquoeacutequipe a pu deacutefinir des emplacements de mesure pertinents pour reacuteali-ser les mesures de couverture mobile (drive-test) preacutevues Ce logiciel a faciliteacute la seacutelection en permettant de visualiser claire-ment sur des cartes et diagrammes notamment le niveau de champ calculeacute les reacuteponses impulsionnelles et les emplace-ments agrave diffeacuterences de temps de propagation identiques
Les veacutehicules de la BR et de lrsquoInstitut de la technologie de radiodiffusion (IRT Institut fuumlr Rundfunktechnik) lesquels ont eacuteteacute eacutequipeacutes drsquoappareils de mesure de RohdeampSchwarz ont exeacutecuteacute de nombreux trajets de mesure dans le SFN Des reacutesultats de mesure de champ compleacutementaires ont eacuteteacute obte-nus avec une antenne directionnelle orientable installeacutee dans les locaux de RohdeampSchwarz Des eacutetalons de temps et de freacutequence GPS ont synchroniseacute le SFN sur les sites drsquoeacutemis-sion la passerelle RohdeampSchwarz a eacuteteacute synchroniseacutee via un serveur NTP relieacute au GPS
Avec le reacutecepteur de mesure RampSregETL lrsquoeacutequipe de mesure a eacutevalueacute la situation de reacuteception sur tous les sites de mesure concernant le niveau la constellation le MER le spectre et la reacuteponse impulsionnelle Le veacutehicule de mesure de la radio bavaroise a eacuteteacute eacutequipeacute drsquoune antenne omnidirectionnelle agrave polarisation horizontale avec gain drsquoantenne et ou facteur-k
Paramegravetres techniques de lrsquoessai grandeur reacuteelle Freacutequence 706 MHz canal 50 Sites drsquoeacutemetteurs du reacuteseau SFN Site Freimann PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 800 W antenne omnidirectionnelle 110 m Site Ismaning PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 600 W antenne directionnelle SO 210 m Site Maison de la radio BR PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 600 W antenne directionnelle NE 90 m
Playout Center Ismaning avec des contenus-live adapteacutes en deacutebit (programmes SD et HD de lrsquoARD et de la BR) drsquoabord avec des ensembles composeacutes drsquoeacutequipements de mesure puis avec des eacuteleacutements tecircte de reacuteseau standard et enfin avec la nou-velle tecircte de reacuteseau RampSregAVHE100 de RohdeampSchwarz
Paramegravetres opeacuterationnels de lrsquoeacutemetteur en geacuteneacuteral 32K ext Code Rate = 23 g = 116 MPLP avec une PLP (les paramegravetres de reacuteseau T2 ont eacuteteacute varieacutes)
Fig 2 Effet de la superposition des signaux dans le reacuteseau SFN avec
MISO et SISO Il nrsquoexiste pas de correacutelation entre les signaux de lrsquoeacutemet-
teur 1 et de lrsquoeacutemetteur 2
Principales abreacuteviationsERP Effective Radiated Powerg Intervalle de gardeMER Modulation Error RatioMFN Multi Frequency NetworkMIMO Multiple Input Multiple OutputMISO Multiple Input Single OutputNTP Network Time ProtocolPLP Physical Layer PipeSFN Single Frequency Network (reacuteseau isofreacutequence)SISO Single Input Single Output
connu Le signal reccedilu a pu ecirctre affaibli par des pas preacutecis agrave lrsquoaide drsquoun atteacutenuateur commutable Le RampSregETL et diffeacute-rents reacutecepteurs grand public ont eacuteteacute alternativement connec-teacutes agrave cet atteacutenuateur Lrsquoeacutequipe de mesure a deacutetermineacute avec une reacutesolution drsquoun dixiegraveme de deacutecibel pour chaque reacutecep-teur lrsquoaffaiblissement maximal possible du signal etou le point dit laquo Fall-off-the-Cliff raquo et ce sur chaque site de mesure et pour diffeacuterentes configurations de reacuteseau (SISO MISO etc ) La base consideacutereacutee pour deacuteterminer cette valeur drsquoaffaiblissement a eacuteteacute lrsquoeacutevaluation manuelle visuelle et acoustique des signaux videacuteo et audio du reacutecepteur La capaciteacute du reacutecepteur agrave geacuterer la situation etou les paramegravetres reacuteseau deacutefinis eacutetait drsquoautant plus performante que la valeur drsquoaffaiblissement eacutetait eacuteleveacutee
ConclusionLrsquoessai grandeur reacuteelle a permis de collecter des informa-tions pratiques et preacutecieuses sur les nombreux paramegravetres de conception de reacuteseaux isofreacutequence DVB-T2 ce qui a contribueacute de faccedilon importante agrave optimiser de tels reacuteseaux en matiegravere de technique de couverture
Roland Janik (Bayerischer Rundfunk) Walter Fischer Peter Knidlberger (RohdeampSchwarz)
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Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande Les fuites sont inacceptables Cette eacutevidence connue de longue date des plombiers et des agents secrets a
reacutecemment susciteacute la controverse chez les opeacuterateurs de reacuteseaux large bande En effet suite agrave la numeacuterisa-
tion de la teacuteleacutevision terrestre une partie de la bande UHF preacuteceacutedemment utiliseacutee pour la TV est deacutesormais
disponible sous forme de laquo dividende numeacuterique raquo pour les services de radiocommunications mobiles Ces
services peuvent ecirctre exposeacutes agrave des perturbations massives causeacutees par des rayonnements non deacutesireacutes en
provenance de reacuteseaux cacircbleacutes large bande interfeacuterences qui doivent alors ecirctre rapidement eacutelimineacutees
Conflits potentiels reacuteseaux LTE et teacuteleacutevision par cacircble dans la bande UHFApregraves finalisation de la numeacuterisation de la teacuteleacutevision terrestre de nombreux pays ont cesseacute de diffuser les programmes TV dans la bande UHF Cette plage de freacutequence ainsi libeacutereacutee ndash eacutegalement appeleacutee laquo dividende numeacuterique raquo ndash a eacuteteacute vendue aux enchegraveres agrave des opeacuterateurs priveacutes pour la planification de reacuteseaux LTE dans la gamme UHF lesquels sont destineacutes agrave lrsquoInternet mobile haut deacutebit et agrave la connectiviteacute Internet dans les zones rurales Les nouveaux proprieacutetaires de ces licences veillent de tregraves pregraves agrave ce qursquoaucune interfeacuterence ne puisse affecter la qualiteacute de leurs services dans la partie du spectre qui leur a eacuteteacute attribueacutee et qursquoaucune nuisance ne puisse gecircner leur exploitation Contrairement agrave la teacuteleacutevision terrestre la teacuteleacutevision par cacircble continue drsquoutiliser la bande UHF qui se chevauche donc avec celle des nouveaux reacuteseaux LTE En cas de fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande la survenance de perturbations est alors ineacutevitable
Rocircle pionnier des Eacutetats-UnisDepuis fort longtemps deacutejagrave lrsquoautoriteacute de reacutegulation nord-ameacute-ricaine FCC a fixeacute des limites strictes relatives aux eacutemissions dans la bande aeacuteronautique VHF de 108 MHz agrave 139 MHz Mais plus reacutecemment des limites ont eacutegalement eacuteteacute fixeacutees pour la gamme de freacutequences de fonctionnement des nou-veaux reacuteseaux LTE entre 700 MHz et 800 MHz (fig 2) Lrsquoob-jectif des valeurs limites FCC est de proteacuteger ces reacuteseaux LTE contre les rayonnements non deacutesireacutes en provenance de reacuteseaux cacircbleacutes large bande Cela engage la responsabiliteacute des cacircblo-opeacuterateurs car les opeacuterateurs de reacuteseau LTE peuvent en tant que proprieacutetaires du spectre engager des poursuites en cas de non-respect des valeurs limites
La responsabiliteacute des cacircblo-opeacuterateurs engageacuteeLes opeacuterateurs de reacuteseaux cacircbleacutes ne sont pas encore tous eacutequipeacutes des appareils de mesure approprieacutes permettant de deacutetecter les eacutemissions de perturbations dans la bande UHF Il est vrai que lrsquoon dispose depuis longtemps drsquoappareils de mesure pour la bande VHF aeacuteronautique mais ceux-ci sont geacuteneacuteralement conccedilus en technologie bande eacutetroite et ne peuvent par conseacutequent pas deacuteceler la preacutesence de signaux UHF Cette capaciteacute est pourtant indispensable eacutetant donneacute que les fuites sont geacuteneacuteralement nettement plus fortes agrave des freacutequences plus eacuteleveacutees qursquoagrave de basses freacutequences Car si dans la bande VHF le niveau de champ des eacutemissions provo-queacutees par des fiches mal serreacutees est agrave peine perceptible dans la bande UHF en revanche il peut deacutepasser largement les limites autoriseacutees
Un outil approprieacute pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande doit ecirctre suffisamment sensible et doteacute drsquoune largeur de bande correspondante pour pouvoir mettre en eacutevidence de faccedilon sucircre les deacutepassements des limites
Fig 1 RampSregEFL110 avec antenne
directionnelle RampSregEFL-Z100 FCC Electronic Code of Federal Regulations Title 47 Part 76 bdquoMultichannel video
and cable television servicerdquo sect76605
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Localisation drsquoune source de perturbations
Aucune eacutemission de perturbations deacutetecteacutee
Lrsquoantenne directionnelle est dirigeacutee directement vers la source de perturbations
Lrsquoantenne directionnelle a eacuteteacute eacuteloigneacutee de la source de perturbations
Reacuteorientation vers la source de perturbations
Les eacutemissions de perturbations preacuteceacutedemment deacutetecteacutees sont deacuteplaceacutees lentement vers le bas dans le diagramme en cascade
Mouvement
de lantenne
Mouvement
de lantenne
strictes aussi bien dans la bande VHF que dans la bande UHF Il doit ecirctre assez rapide pour pouvoir deacutetecter les perturba-tions sporadiques qursquoil doit afficher suffisamment longtemps pour que les utilisateurs puissent eacutegalement les voir
Recherche des perturbations avec analyse FFT et antenne directionnelleLrsquoanalyse FFT ensemble avec le spectrogramme est lrsquooutil ideacuteal pour la recherche de perturbations Elle permet de cap-ter la bande de freacutequences agrave examiner soit entiegraverement soit en plusieurs sous-bandes et calcule ensuite le spectre du signal agrave partir de cette capture Le spectrogramme est uti-liseacute pour visualiser les effets sporadiques et ce pendant une certaine dureacutee Pour cela le reacutecepteur de mesure inscrit le spectre FFT codeacute en couleur dans la ligne supeacuterieure du spec-trogramme et les reacutesultats de mesure plus anciens sont alors deacuteplaceacutes vers le bas Crsquoest pourquoi ce type de repreacutesenta-tion est eacutegalement appeleacute diagramme en cascade
Mais la preuve drsquoune perturbation rayonneacutee seule ne suf-fit pas Il est en effet eacutegalement important de bien deacutetecter la cause et localiser la source des interfeacuterences et une antenne directionnelle est alors indispensable Si cette antenne est dirigeacutee vers une source drsquointerfeacuterence le reacutecepteur de mesure enregistre un niveau plus eacuteleveacute qui reste visible dans le spectrogramme pendant un certain temps (fig 3) Les
eacutemissions de perturbations sont alors toujours apparentes agrave lrsquoeacutecran mecircme si lrsquoantenne nrsquoa eacuteteacute que briegravevement dirigeacutee vers elles Le spectrogramme permet ainsi aux utilisateurs de cerner efficacement une source drsquointerfeacuterence Cela repreacute-sente en outre un avantage lorsque lrsquoappareil de mesure pro-duit un signal acoustique dont la freacutequence varie en fonction du niveau de champ mesureacute
Reacutecepteurs de mesure personnaliseacutes de RohdeampSchwarzLe deacutetecteur de fuites sur cacircbles RampSregEFL110 et lrsquoanalyseur de teacuteleacutevision par cacircble et deacutetecteur de fuite RampSregEFL210 sont deux nouveaux reacutecepteurs de mesure speacutecialement conccedilus pour deacutetecter les fuites sur reacuteseaux cacircbleacutes large bande (fig 1) Ces deux appareils comprennent un analyseur FFT avec spectrogramme et un analyseur de spectre agrave balayage Ils reacutealisent des mesures dans la gamme de freacutequences de 5 MHz agrave 2500 MHz Pour pouvoir deacutemontrer le respect des limites FCC leur sensibiliteacute est optimiseacutee pour les bandes de 108 MHz agrave 139 MHz et de 700 MHz agrave 800 MHz Une antenne VHF UHF directionnelle est disponible en tant qursquoacces-soire Le RampSregEFL210 comprend eacutegalement un reacutecepteur de mesure TV pour la norme de teacuteleacutevision par cacircble US-ameacuteri-caine J83B ainsi que pour la teacuteleacutevision analogique NTSC PAL et SECAM Cela permet agrave lrsquoutilisateur de veacuterifier la qualiteacute du signal TV apregraves eacutelimination de lrsquoerreur Le RampSregEFL110 et le RampSregEFL210 sont optimiseacutes pour les travaux exteacuterieurs Ils sont par conseacutequent de petite taille leacutegers robustes et fonc-tionnent sur batterie Leur eacutecran de 57 srsquoadapte agrave la lumiegravere ambiante et reste parfaitement lisible mecircme en plein soleil gracircce agrave un mode speacutecial exteacuterieur
Les reacutecepteurs de mesure RampSregEFL110 et RampSregEFL210 sont drsquoexcellents outils qui permettent aux cacircblo-opeacuterateurs de deacutetecter rapidement et avantageusement en termes de coucirct des fuites dans leurs reacuteseaux ndash avant intervention des autoriteacutes
Peter Lampel
Gamme de freacutequences
Valeurs limites pour eacutemis-sions de perturbations
f le 54 MHz 15 μVm agrave 30 m de distance
54 MHz lt f le 216 MHz (comprend la bande aeacuteronautique de 108 MHz agrave 139 MHz)
20 μVm agrave 3 m de distance
f gt 216 MHz (comprend la bande LTE de 700 MHz agrave 800 MHz)
15 μVm agrave 30 m de distance
Fig 2 Valeurs limites du FCC pour eacutemissions de perturbations dans les
gammes VHF et UHF
Fig 3 Lrsquoantenne
directionnelle et lrsquoaf-
fichage du spectro-
gramme permettent
de localiser rapide-
ment une source de
perturbations
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DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutecepteurs de mesure
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Refonte totale des antennes de commu-nication et drsquointerception pour naviresMecircme sur les grandes plates-formes militaires flottantes la place se fait rare pour installer les nombreuses
antennes neacutecessaires agrave la communication navigation et interception ainsi qursquoaux systegravemes drsquoarmes et
drsquoalerte radar Ces systegravemes drsquoantennes doivent en outre ecirctre optimiseacutes individuellement en termes de
gamme de freacutequences et de caracteacuteristiques de directiviteacute Dans ces applications critiques en effet aucune
concession nrsquoest permise au niveau performances Rohde amp Schwarz a meneacute dans ce sens des eacutetudes appro-
fondies pour la Marine allemande et mis au point sur la base des reacutesultats obtenus des produits innovants
Systegravemes drsquoantennes la simpliciteacute est souvent un plusOn a de plus en plus besoin de lignes de communications et drsquoapplications compleacutementaires utilisant des antennes agrave bord des navires une tendance qui devrait se confirmer agrave lrsquoavenir Les concepteurs sont confronteacutes agrave des tacircches difficiles ils doivent en effet positionner sur une surface reacuteduite lrsquoen-semble des antennes de faccedilon agrave compromettre le moins pos-sible leurs performances La conception et lrsquoimplantation des antennes neacutecessitent un savoir-faire agrave la hauteur de ce deacutefi car elles ne doivent en effet ni subir lrsquoinfluence des supers-tructures et des antennes voisines ni en affecter drsquoautres agrave leur tour Les conseacutequences seraient deacutesastreuses et lrsquoeffi-caciteacute des systegravemes de communication concerneacutes en serait diminueacutee La circulariteacute des antennes normalement omnidi-rectionnelles pourrait ainsi se deacutegrader ou leur caracteacuteristique verticale de rayonnement perdre en qualiteacute avec pour conseacute-quence un deacutecalage du lobe principal de rayonnement et une diminution du gain drsquoantenne dans la direction requise sans parler de zeacuteros de rayonnement dans certaines directions drsquoazimut et drsquoeacuteleacutevation Il serait alors quasiment impossible de reacutepondre aux exigences militaires speacutecifiques ( STANAG) comme par exemple celles de couvertures omnidirection-nelles pour les liaisons de communication
Rohde amp Schwarz srsquointeacuteresse depuis longtemps agrave ce thegraveme deacutelicat et a eacutelaboreacute des solutions dans le cadre de vastes eacutetudes pour la Marine allemande Les reacutesultats theacuteoriques obtenus au fur et agrave mesure de ces travaux de recherche se mateacuterialisent aujourdrsquohui par la creacuteation drsquoantennes de com-munication de conception nouvelle et drsquoun systegraveme drsquoan-tennes de radiogoniomeacutetrie et de surveillance agrave haute inteacute-gration Ces nouveaux systegravemes neacutecessitent tous beaucoup moins drsquoantennes diffeacuterentes et satisfont parfaitement aux exigences techniques complexes accrues de mise en œuvre sur les navires
De nouveaux concepts pour eacuteviter la profusion drsquoantennes agrave bordRohde amp Schwarz se devait non seulement drsquoassurer une cou-verture omnidirectionnelle parfaite mais aussi drsquooptimiser le diagramme de rayonnement dans le plan drsquoeacuteleacutevation En effet les diagrammes de rayonnement des antennes convention-nelles ndash du moins lorsqursquoil ne srsquoagit pas drsquoantennes agrave bande eacutetroite ndash preacutesentent souvent de tregraves nombreuses pointes Le gain chute notablement dans le plan horizontal Conseacute-quence le lobe principal ne couvre pas entiegraverement ce der-nier De plus des zeacuteros de rayonnement peuvent entraicircner des ruptures de liaison deacutefauts reacutedhibitoires notamment lors de communications avec des avions en approche
Ces exigences de conception eacuteleveacutees en matiegravere drsquoantennes trouvent leur illustration concregravete dans les impressionnants diagrammes de rayonnement de la nouvelle antenne de com-munication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW (fig 1) qui fonctionne dans une gamme de freacutequences particuliegravere-ment large de 118 MHz agrave 453 MHz Mais la caracteacuteristique essentielle de cette antenne crsquoest qursquoelle est composeacutee drsquoeacuteleacute-ments rayonnants disposeacutes en cercle et interconnecteacutes via un reacuteseau de commutation conformateur de faisceaux le Beam Forming Network (BFN) Ce concept ingeacutenieux assure au dia-gramme de rayonnement une circulariteacute parfaite de plusmn06 dB typique et permet drsquoutiliser le dispositif en guise drsquoantenne multi-liaison (Multiple Link) Agrave cet effet plusieurs lignes radioeacutelectriques VHF et UHF (ou toutes les lignes selon le type de radiocommunication) sont relieacutees agrave une antenne agrave bord du navire et exploiteacutees simultaneacutement (fig 2) Le nombre drsquoantennes neacutecessaires sur un navire et par conseacute-quent la multitude de problegravemes causeacutes par les interactions se trouvent ainsi consideacuterablement reacuteduits
Pour obtenir le deacutecouplage entre branche eacutemettrice et branche reacuteceptrice neacutecessaire agrave une reacuteception parfaite il est conseilleacute drsquoutiliser une seconde antenne identique monteacutee au-dessus de la premiegravere Gracircce au concept de deacutecouplage optimiseacute du
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
ndash12 dBndash24 dB
f = 118 MHz f = 200 MHz f = 250 MHz
f = 300 MHz f = 350 MHz f = 400 MHz f = 453 MHz
VHF ndash UHF TX 1
VHF ndash UHF TX 2
VHF ndash UHF TX 3
VHF ndash UHF TX 4
UHF TX 5
UHF TX 6
UHF TX 7
UHF TX 8
Reacuteseau de couplage
BFN
Antenne
Diplexeur
Coupleur
Fig 1 Nouvelle antenne de communication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW avec ses diagrammes de rayonnement dans le plan vertical (inten-
siteacute relative du champ eacutelectrique)
Fig 2 Scheacutema de principe drsquoune antenne
multi-liaison (Multi-Link) agrave reacuteseau de commuta-
tion avec huit lignes radio
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COUP DE PROJECTEUR | Antennes
72
Fig 3 Fonctionnant dans la gamme de freacutequences de 960 MHz agrave
1220 MHz lrsquoantenne de communication agrave large bande RampSregAD016M se
precircte ideacutealement agrave une utilisation dans une Liaison 16 (standard de liaison
de donneacutees tactiques) Gracircce agrave sa capaciteacute drsquoempilement lrsquoextreacutemiteacute du
macirct reste libre pour drsquoautres capteurs
macirct de lrsquoantenne RampSregAD066FW il est possible drsquoobtenir des valeurs drsquoisolation eacuteleveacutees de 40 dB et plus mecircme en cas de superposition directe Lrsquoarchitecture modulaire de lrsquoantenne autorise une adaptation aux diamegravetres de macirct les plus divers pour des caracteacuteristiques eacutelectriques comparables Un reacuteseau BFN deacutecentraliseacute et interchangeable renforce les possibiliteacutes de superposition et facilite la maintenance
Avantage suppleacutementaire des antennes ainsi conccedilues on peut eacutegalement les monter en un endroit deacutegageacute sur un macirct aux dimensions adapteacutees Conduisant jusqursquoau point le plus eacuteleveacute du navire ce macirct peut accueillir en dessous et au-des-sus de lrsquoantenne RampSregAD066FW des antennes eacutemettrices ou des capteurs suppleacutementaires beacuteneacuteficiant sur le plan des per-formances de la laquo vue panoramique raquo Crsquoest le cas notam-ment des antennes au standard LDT (Liaison de donneacutees tactiques) et en particulier de la nouvelle antenne de commu-nication agrave large bande RampSregAD016M (fig 3) de conception similaire agrave lrsquoantenne RampSregAD066FW
Fonctionnant dans la gamme de freacutequences de 960 MHz agrave 1220 MHz lrsquoantenne RampSregAD016M se precircte ideacutealement agrave une utilisation dans une Liaison 16 au standard LDT Gracircce agrave la possibiliteacute de montage en superposition il nrsquoest pas neacuteces-saire pour cette application drsquoavoir un macirct deacutedieacute ni de recou-rir agrave un bras de deacuteport qui ne manquerait pas de nuire agrave la circulariteacute du diagramme de rayonnement Enfin exigence fondamentale des concepts drsquoantennes innovants lrsquoextreacute-miteacute du macirct reste libre pour drsquoautres eacutequipements En effet lrsquoextreacutemiteacute drsquoun macirct doit ecirctre obligatoirement reacuteserveacutee aux antennes par nature utiliseacutees au point le plus haut du navire comme les capteurs de systegravemes drsquointerception sensibles
Un faible encombrement gracircce agrave un systegraveme drsquoantennes hautement inteacutegreacuteRohde amp Schwarz propose des appareils et des antennes des-tineacutes aux systegravemes drsquointerception depuis des deacutecennies Ces dispositifs sont ameneacutes agrave couvrir des plages de freacutequence toujours plus larges Aussi les systegravemes drsquoantennes inteacutegrant des capteurs pour les bandes de freacutequences les plus diverses ont un rocircle de plus en plus important agrave jouer Rohde amp Schwarz reacutepond agrave ces besoins avec son nouveau systegraveme drsquoantennes de radiogoniomeacutetrie et de surveillance agrave haute inteacutegration le systegraveme drsquoantennes compact CESMRESM (mesures de soutien eacutelectronique communicationsradars) RampSregACD001 (fig 4) couvre en effet les freacutequences de 1 MHz agrave 18 GHz et mecircme jusqursquoagrave 40 GHz avec son option inteacutegrable Installeacute de preacutefeacuterence en haut drsquoun macirct ce systegraveme drsquoantennes affiche des caracteacuteristiques geacuteneacuterales remarquables dans les sys-tegravemes eacutequipeacutes de radiogoniomegravetres numeacuteriques de reacutecep-teurs et drsquoanalyseurs de signaux Rohde amp Schwarz
Principales caracteacuteristiques du systegraveme drsquoantennes RampSregACD001 Reacuteception de signaux verticaux horizontaux et circulaires Diagrammes omnidirectionnels et directionnels en simultaneacute sur lrsquoensemble de la gamme de freacutequences
Utilisation possible comme antenne de radiogoniomeacutetrie et de surveillance
Protection puissante contre la foudre (indispensable du fait du montage agrave lrsquoextreacutemiteacute du macirct)
Blindage CEM tregraves performant (notamment pour la protec-tion contre les signaux radar)
Le systegraveme drsquoantennes RampSregACD001 peut ecirctre utiliseacute seul ou associeacute aux antennes superposables preacutesenteacutees plus haut
Fig 4 Systegraveme drsquoantennes inteacute-
greacute CESMRESM RampSregACD001
pour une gamme de freacutequences de
1 MHz agrave 18 (40) GHz
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
Systegraveme dantennes inteacutegreacute CESMRESMRampSregACD0011 MHz agrave 18 (40) GHz
Montage sur un macirct cf exemple agrave gauche
Antenne UHF agrave rayonnement circulaire RampSregAD066ST
Dipocircle coaxialVHFUHF RampSregHK014E
Dipocircle coaxialVHFUHFRampSregHK014E
Antenne de communication VHFUHF agrave large bandeRampSregAD066FW118 MHz agrave 453 MHz
Antenne de communication VHFUHF agrave large bandeRampSregAD066FW118 MHz agrave 453 MHz
Antenne de communication agrave large bande RampSregAD016M960 MHz agrave 1020 MHz
Le choix des antennes approprieacutees et leur montage judi-cieux sur le navire permettent de reacutepondre agrave de nombreuses contraintes dans un espace tregraves reacuteduit La figure 5 illustre une possibiliteacute de montage compact drsquoantennes sur un macirct et le positionnement de ces diffeacuterentes configurations hautes per-formances sur les navires
Les antennes Rohde amp Schwarz reacutesistent toutes aux condi-tions environnementales les plus seacutevegraveres leur emplacement exposeacute inheacuterent aux contraintes radioeacutelectriques exige un niveau eacuteleveacute de reacutesistance aux chocs et une grande immuniteacute aux deacutecharges eacutelectriques Dans le mecircme temps la surface eacutequivalente radar des antennes a eacuteteacute reacuteduite afin de garantir le meilleur niveau possible de protection contre la reconnais-sance adverse
Fig 5 Exemple de montage sur macirct et drsquoagencement sur un navire
Tour drsquohorizon des autres nouveauteacutesPour reacutepondre au renforcement des contraintes environne-mentales Rohde amp Schwarz a eacutegalement ameacutelioreacute ndash parallegravele-ment au deacuteveloppement des nouvelles laquo antennes inteacutegreacutees raquo ndash sa palette drsquoantennes conventionnelles pour navires Les antennes preacutesenteacutees ci-dessous sont speacutecialement conccedilues pour les applications navales et optimiseacutees de faccedilon agrave preacute-senter des performances eacuteleveacutees en RF un poids reacuteduit et un encombrement limiteacute
Crsquoest le cas notamment de lrsquoantenne omnidirectionnelle UHF RampSregAD066ST (fig 6) au profil eacutelanceacute tregraves robuste meacutecani-quement Elle convient parfaitement aux systegravemes de com-munication agiles en freacutequence fonctionnant dans la gamme de 225 MHz agrave 400 MHz et neacutecessitant un deacutecouplage impor-tant entre branches drsquoeacutemission et de reacuteception
Fig 6 Antenne
omnidirectionnelle
UHF RampSregAD066ST
ACTUALITEacuteS 20813 73
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
74
Fig 8 Dipocircle coaxial VHFUHF RampSregHK014E
un eacutequipement seacuteduisant par ses caracteacuteris-
tiques optimiseacutees en RF et sa caracteacuteristique de
directiviteacute ameacutelioreacutee
Pour la nouvelle antenne UHF agrave rayonnement circulaire RampSregAD033V3 (fig 7) un principe similaire agrave celui de lrsquoantenne de communication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW (fig 1) a eacuteteacute utiliseacute Hormis sa gamme de freacute-quences (uniquement UHF de 225 MHz agrave 450 MHz) elle preacute-sente des caracteacuteristiques comparables Elle est cependant plus petite et plus leacutegegravere
Le dipocircle coaxial VHFUHF omnidirectionnel RampSregHK014 agrave tregraves large bande (malgreacute sa taille) utiliseacute avec succegraves depuis des deacutecennies dans les applications civiles et mili-taires les plus varieacutees a eacuteteacute modifieacute par Rohde amp Schwarz pour prendre en compte le renforcement des contraintes environ-nementales Reacutesultat le nouveau dipocircle coaxial VHFUHF RampSregHK014E (fig 8) qui ne manque pas drsquoimpressionner par ses performances optimiseacutees en RF et son diagramme de rayonnement ameacutelioreacute
La nouvelle antenne drsquoeacutemission compacte agrave large bande RampSregAD016MC (fig 9) peut ecirctre utiliseacutee comme alternative agrave lrsquoantenne de communication agrave large bande RampSregAD016M sauf dans le cas ougrave un montage en superposition srsquoimpose Malgreacute une puissance transmissible identique cette antenne est beaucoup plus compacte et leacutegegravere que lrsquoantenne RampSregAD016M Sa large gamme de freacutequences de 800 MHz agrave 8000 MHz permet de lrsquoutiliser dans drsquoautres applications que la Liaison 16
Fig 9 Antenne drsquoeacutemission compacte agrave large bande
RampSregAD016MC gracircce agrave une large gamme de freacutequences
(800 MHz agrave 8000 MHz) elle peut ecirctre utiliseacutee pour drsquoautres
applications que la Liaison 16
Fig 7 Antenne UHF agrave rayonnement circulaire
RampSregAD033V3 pour freacutequences de 225 MHz agrave
450 MHz
En reacutesumeacuteRohde amp Schwarz a consideacuterablement eacutetoffeacute et entiegraverement refondu sa gamme drsquoantennes individuelles et de systegravemes drsquoantennes pour les navires Il est deacutesormais possible de reacuteali-ser des installations qui reacutepondent aux contraintes eacutelectriques et meacutecaniques les plus seacutevegraveres et prennent en compte les exi-gences particuliegraveres des clients
Klaus Fischer Andreas Knuumlttel
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
RampSregEB510 radiosurveillance sans discontinuiteacute dans la gamme des ondes courtesLes liaisons de communication par ondes courtes demeurent tregraves inteacuteressantes car elles offrent des avan-
tages non neacutegligeables mecircme agrave lrsquoegravere de lrsquoInternet et des liaisons SATCOM agrave lrsquoeacutechelle mondiale entraicirc-
nant une demande toujours aussi forte en radiosurveillance dans le domaine HF Quelques exemples citeacutes
dans cet article nous permettent drsquoillustrer lrsquoutilisation universelle proposeacutee agrave cet effet par le reacutecepteur de
surveillance HF RampSregEB510
Fig 1 Reacutecepteur
de surveillance HF
RampSregEB510 ici dans
sa version avec eacutecran
Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510Les ondes courtes restent un moyen de communication tregraves attractif car elles atteignent de grandes distances sans infras-tructures techniques complexes (voir encadreacute page 77) La neacutecessiteacute drsquoune radiosurveillance dans la gamme HF est par conseacutequent toujours aussi actuelle et le reacutecepteur de surveil-lance HF compact et ultrasensible RampSregEB510 (fig 1) lequel couvre la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 32 MHz est tout particuliegraverement indiqueacute pour cette tacircche Il propose des bandes passantes temps reacuteel jusqursquoagrave 32 MHz et des donneacutees IQ numeacuteriques jusqursquoagrave 5 MHz Ses excellentes caracteacuteris-tiques HF (par exemple eacutechantillonnage direct avec faible bruit de phase) sa puissance de traitement du signal numeacute-rique et ses nombreuses fonctions fort utiles (par exemple ses diffeacuterents modes de balayage et sa deacutemodulation multi-
canal) lui permettent de couvrir toutes les tacircches de radio-surveillance civiles et militaires nœud de capteurs reacutecepteur deacuteporteacute reacutecepteur de surveillance autonome pour la radiosur-veillance gestion de freacutequences et bien plus encore
Balayage de freacutequence rapide agrave haute reacutesolutionLes eacutemetteurs actifs sont immeacutediatement perceptibles au sein du spectre HF gracircce agrave la bande passante temps reacuteel de 32 MHz du RampSregEB510 Lrsquooption Scan panoramique (RampSregEB500-PS) permet pour des reacutesolutions plus fines (lar-geurs de pas infeacuterieures agrave 10 kHz) de reacuteduire la bande pas-sante jusqursquoagrave 01 kHz indeacutependamment de la gamme de freacute-quence concerneacutee Ces reacutesolutions reacuteduites offrent une sen-sibiliteacute plus eacuteleveacutee une plage dynamique eacutelargie et une
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SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Reacutecepteurs
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6
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Fig 4 Surveillance drsquoun maximum de quatre signaux simultaneacutement
Fig 5 Affichage drsquoune liaison de communication eacutetablie selon la
meacutethode CTCSS
meilleure immuniteacute aux signaux des canaux adjacents per-mettant ainsi la deacutetection drsquoun plus grand nombre de signaux au sein du spectre (fig 2)
Polyvalence du RampSregEB510 exemples drsquoapplicationsSurveillance du trafic radio en mode Memory-ScanLes communications par ondes courtes sont soumises agrave de nombreux facteurs comme par exemple les fluctua-tions de la hauteur et de lrsquointensiteacute des couches ioniseacutees les peacuteriodes de forte activiteacute solaire ou les influences saison-niegraveres entraicircnant pour lrsquoutilisateur la neacutecessiteacute de seacutelection-ner les freacutequences respectives approprieacutees pour eacutetablir une connexion radio en fonction de la saison de lrsquoheure du jour et de la distance agrave parcourir Pour faciliter la tacircche des opeacute-rateurs de radiosurveillance soumis agrave ces diverses et nom-breuses conditions de travail le RampSregEB510 dispose de 10 000 emplacements de meacutemoire programmables permet-tant de stocker les freacutequences inteacuteressantes qui peuvent ecirctre appeleacutees avec une vitesse de balayage de 1600 canaux par seconde Chaque emplacement meacutemoire peut contenir la freacute-quence une description individuelle la bande passante et le type de deacutemodulation lrsquoatteacutenuation et les valeurs de reacuteduc-tion de bruit (fig 3) Les freacutequences enregistreacutees peuvent ecirctre copieacutees dans une liste dite drsquoexclusion afin de ne pas en tenir compte lors de lrsquoanalyse
Surveillance multi-canalLe reacutecepteur dispose avec lrsquooption RampSregEB510-DDC de trois abaisseurs numeacuteriques (DDC Digital Down Converter) lui per-mettant ensemble avec le deacutemodulateur principal de sur-veiller jusqursquoagrave quatre signaux simultaneacutement (fig 4) Des reacuteglages de deacutemodulation identiques mais eacutegalement indivi-duels peuvent ecirctre affecteacutes aux canaux par exemple pour la bande passante et le type de deacutemodulation de sorte que les
Fig 3 Menu de configuration pour les meacutemoires de freacutequence
Fig 2 En haut mode freacutequence fixe (FFM) dans la bande passante temps
reacuteel de 32 MHz avec une reacutesolution de 10 kHz En bas en mode Pscan
(Panorama scan ndash balayage panoramique) agrave reacutesolution de seulement 1 kHz
un plus grand nombre drsquoeacutemissions sont intercepteacutees (marqueacute en rouge)
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Reacutecepteurs
Avantages des communications via ondes courtesLa gamme des ondes courtes (3 agrave 30 MHz) permet drsquoeacutetablir des liaisons de communication aussi bien sur de courtes que sur de tregraves grandes distances Outre la propagation par ondes directes (ligne de vue) il existe deux autres formes de propagation agrave savoir par ondes de sol et par onde drsquoespace
Les ondes de sol dans la gamme HF agrave freacutequences rela-tivement basses et par conseacutequent agrave grandes lon-gueurs drsquoonde preacutesentent une grande robustesse et peuvent mecircme traverser des fluides comme par exemple lrsquoeau de mer voire des obstacles solides
Les ondes drsquoespace se propagent sur de tregraves grandes distances gracircce aux multiples reacuteflexions entre le sol et lrsquoionosphegravere Dans des conditions favorables elles peuvent mecircme atteindre lrsquoautre cocircteacute du globe En cas de propagation par ondes drsquoespace les communica-tions radio exigent des connaissances en matiegravere drsquoef-fets ionospheacuteriques drsquoactiviteacute solaire et des freacutequences approprieacutees en fonction de la saison et de lrsquoheure de la journeacutee ainsi que de la distance agrave parcourir
Les systegravemes de communication HF sont faciles agrave ins-taller et ne neacutecessitent pas drsquoinfrastructure reacuteseau com-plexe Les freacutequences dans la gamme HF sont geacuteneacute-ralement utiliseacutees pour les communications longues distances Ces systegravemes sont utiliseacutes non seulement pour les communications vocales sol-air mais eacutega-lement pour le controcircle du trafic aeacuterien les commu-nications maritimes et la diffusion des informations meacuteteacuteorologiques
Principales caracteacuteristiques du RampSregEB510 Gamme de freacutequence de 9 kHz agrave 32 MHz Bande passante temps reacuteel jusqursquoagrave 32 MHz et deacutemodulation en parallegravele avec bandes passantes de 100 Hz agrave 5 MHz
Mode laquo Scan panoramique raquo rapide jusqursquoagrave 60 GHzs sur toute la gamme de freacutequence
Modes laquo Frequency Scan raquo et laquo Memory Scan raquo ultrarapides jusqursquoagrave 1600 canauxs
Spectre FI polychrome garantissant une deacutetection fiable des signaux pulseacutes
Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510 dans sa ver-
sion sans eacutecran pour utilisation en mode teacuteleacutecom-
mandeacute via une interface LAN
contenus audio respectifs peuvent ecirctre deacutemoduleacutes Tous les canaux ou chaque canal individuellement peuvent ecirctre trans-mis via un reacuteseau local et enregistreacutes pour une classification ulteacuterieure (par exemple avec le logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430)
Identification drsquoappels seacutelectifsPour la communication radio mobile terrestre ou marine des appels seacutelectifs sont geacuteneacuteralement utiliseacutes Ainsi un sous-ensemble de reacutecepteurs deacutetermineacutes ou un seul en particu-lier peut ecirctre appeleacute directement Cela eacutevite une perturbation mutuelle sur des canaux radio partageacutes Le reacutecepteur affiche automatiquement la norme drsquoappels seacutelectifs reccedilue ou per-met de filtrer les reacutesultats par des appels seacutelectifs speacutecifique-ment rechercheacutes
Avec lrsquooption Selective Call RampSregEB510-SL le RampSregEB510 peut deacutecoder et afficher de nombreux appels seacutelectifs CCIR1 CCIR7 CCITT EEA EIA EURO DCS DTMF CTCSS NATEL VDEW ZVEI1 et ZVEI2 Lrsquoexemple preacutesenteacute en figure 5 illustre la deacutetection drsquoun signal codeacute selon CTCSS (Continuous Tone Coded Squelch System) Les deux tonaliteacutes attribueacutees se situent sur les freacutequences de 976 Hz et 2503 Hz (Ndeg 13 et 51)
ConclusionAvec sa large bande passante en temps reacuteel et le traitement du signal en continu innovant sans aucun temps mort le reacutecepteur de surveillance RampSregEB510 intercepte des signaux LPI (Low Probability of Intercept) ou agrave sauts de freacutequence ainsi que des signaux radar et peut deacutemoduler de nombreux signaux analogiques (AM FM USB et LSB) Gracircce agrave sa com-patibiliteacute drsquointerfaccedilage il peut ecirctre aiseacutement et efficacement inteacutegreacute dans des systegravemes existants et peut remplacer des reacutecepteurs de conception plus ancienne comme par exemple le RampSregESMB et le RampSregEB200
Nellie Pang Peter Kronseder
ACTUALITEacuteS 20813 77
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Reacutecepteurs
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Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430 avec une capaciteacute de traitement porteacutee agrave 4 canauxInstalleacute sur un PC le logiciel drsquoanalyse et de traitement de signaux RampSregGX430 deacutetecte classifie deacutemodule
et deacutecode des signaux analogiques et numeacuteriques La nouvelle version 4 de ce logiciel eacuteprouveacute offre des
caracteacuteristiques tregraves performantes telles que le traitement simultaneacute des signaux sur 4 canaux de faccedilon
entiegraverement automatique et selon des regravegles configurables par lrsquoutilisateur
Preacutesentation geacuteneacuterale de la nouvelle version 4 du logicielSolution de surveillance radio autonome ayant fait ses preuves depuis de nombreuses anneacutees le RampSregGX430 ana-lyse classifie deacutemodule et deacutecode des signaux analogiques et numeacuteriques Baseacutee sur PC et rapidement installeacutee sous Windowsreg crsquoest une solution particuliegraverement conviviale Le PC est connecteacute via Ethernet agrave des reacutecepteurs de surveillance ou des radiogoniomegravetres de Rohde amp Schwarz Ce logiciel a reacutecemment beacuteneacuteficieacute drsquoun grand nombre drsquoameacuteliorations et drsquoextensions Traitement simultaneacute des signaux sur 4 canaux (versions preacute-ceacutedentes 1v 1 canal) en combinaison avec des reacutecepteurs ou des radiogoniomegravetres eacutequipeacutes de convertisseurs abais-seurs numeacuteriques (DDC Digital Down Converter) comme crsquoest le cas du reacutecepteur de surveillance radio large bande RampSregESMD
Traitement automatique des signaux selon des regravegles speacuteci-fieacutees par lrsquoutilisateur
Compatibiliteacute avec les reacutecepteurs de fabricants tiers gracircce agrave la possibiliteacute de deacutevelopper et drsquointeacutegrer des programmes pilotes speacutecifiques aux eacutequipements utiliseacutes
Enregistrement des signaux agrave lrsquoaide du systegraveme drsquoenregis-trement et de reproduction de signaux RampSregAMREC Repro-duction des signaux avec leur spectre de vue synoptique
Radiosurveillance multicanauxILes sceacutenarios radio agrave forte densiteacute spectrale neacutecessitent un traitement simultaneacute de plusieurs canaux Crsquoest alors que le reacutecepteur de surveillance large bande RampSregESMD com-plegravete ideacutealement le logiciel RampSregGX430 gracircce agrave sa capaciteacute agrave couvrir une gamme de freacutequences eacutetendue ses caracteacuteris-tiques de reacuteception exceptionnelles sa bande passante temps reacuteel de 20 MHz (avec possibiliteacute drsquoextension agrave 80 MHz) et agrave de nombreuses autres fonctionnaliteacutes attractives Lrsquooption RampSregESMD-DDC permet drsquoeacutequiper ce reacutecepteur de quatre convertisseurs abaisseurs numeacuteriques (DDC) Configurables
individuellement ces quatre DDC fonctionnent simultaneacute-ment dans la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur La voie de deacutemodulation large bande est ainsi compleacuteteacutee par 4 canaux de signal numeacuteriques connecteacutes par un reacuteseau local via Ethernet Ces 4 canaux permettent au logiciel RampSregGX430 drsquoutiliser jusqursquoagrave 4 signaux abaisseacutes suppleacutementaires en fonc-tion de la configuration du systegraveme avec Reacutecepteur RampSregESMD radiogoniomegravetre RampSregDDF255 4 DDC internes (largeur de bande (4 times 1 MHz) reacutepartis libre-ment sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pou-vant atteindre 80 MHz (figures 1 agrave 3)
Reacutecepteur de radiosurveillance RampSregEB500 radiogonio-megravetre RampSregDDF205 3 DDC internes (largeur de bande (3 times 1 MHz) librement reacutepartis sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pouvant atteindre 20 MHz
Principales caracteacuteristiques du RampSregGX430 NOUVEAU Surveillance simultaneacutee des signaux de 4 canaux (bande passante de traitement temps reacuteel jusqursquoagrave 4 times1 MHz)
NOUVEAU Traitement automatique des signaux selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisateur
NOUVEAU Inteacutegration des pilotes de reacutecepteurs tiers NOUVEAU Enregistrement des signaux sur un systegraveme drsquoenregistrement et de reproduction RampSregAMREC
Deacutetection classification deacutemodulation et deacutecodage de signaux analogiques et numeacuteriques
Traitement de signaux en ligne et hors ligne Mesure automatique et manuelle des signaux Classification du type de modulation et de lrsquoeacutemetteur Classificateur performant et bibliothegraveque tregraves complegravete de deacutemodulateurs et deacutecodeurs
Recherche automatique et classification de signaux dans une gamme de freacutequences reacuteglable
Mesure exacte des paramegravetres techniques de signaux (largeur de bande niveau type de modulation deacutebit de symboles deacutecalage de freacutequence etc)
Mesures conformeacutement agrave la recommandation UIT-R SM1600
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Systegravemes
DDC 1 DDC 2 DDC 3 DDC 4
Antenne
RampSregESMD avec option RampSregESMD-DCC Software RampSregGX430
Q
W
E R
Fig 1 Exemple drsquoune
configuration systegraveme
inteacutegrant le reacutecepteur
de surveillance large
bande RampSregESMD
Gracircce agrave ce dernier le
logiciel RampSregGT430
dispose de 4 canaux
DDC reacutepartis sur une
gamme de 9 kHz agrave
265 GHz drsquoune lar-
geur de 1 MHz chacun
Ces quatre canaux
peuvent ecirctre librement
reacutepartis sur la bande
passante temps reacuteel de
80 MHz du reacutecepteur
Reacutecepteur de radiosurveillance RampSregEB510 3 DDC internes (3 times 150 kHz) librement reacutepartis sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pouvant atteindre 32 MHz
Fig 2 Le logi-
ciel drsquoanalyse de
signaux RampSregGX430
est capable de traiter
jusqursquoagrave 4 canaux en
utilisant les DDC du
reacutecepteur
Traitement entiegraverement automatique des signauxLrsquoassociation des fonctions de deacutetection et classification drsquoune part et de traitement automatique (deacutemodulation deacutecodage et
Fig 3 Exemple drsquoun
traitement de trois
signaux
Q spectre large bande
du reacutecepteur RampSreg
ESMD avec position
des trois DDC acti-
veacutees
W spectre du premier
signal
E reacutesultat de classi-
fication du deuxiegraveme
signal
R texte deacutecodeacute du
troisiegraveme signal
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Fig 4 Exemple drsquoun script de regravegles speacutecifieacutees
par lrsquoutilisateur (en lrsquooccurrence pour le traite-
ment automatique de signaux POCSAG TETRA
et FM analogique) Chaque action est deacuteclen-
cheacutee automatiquement Le traitement auto-
matique des signaux deacutetecteacutes permet ainsi de
deacutecharger lrsquoopeacuterateur
Fig 5 Spectro-
gramme offrant la
vue drsquoensemble drsquoun
enregistrement de
signaux drsquoune dureacutee
de 5 minutes La
reproduction couvre
un segment de
30 secondes
enregistrement) drsquoautre part est une nouvelle caracteacuteristique importante du RampSregGX430 gracircce agrave elle ce logiciel est deacutesor-mais capable de surveiller une gamme de freacutequences eacutetendue agrave la place de lrsquoopeacuterateur ainsi libeacutereacute du travail monotone drsquoune
surveillance radio laquo manuelle raquo Le reacutecepteur de surveillance fonctionne en freacutequence fixe ou en mode Scan Un deacutetec-teur automatique relegraveve lrsquoeacutenergie spectrale des signaux Les canaux DDC disponibles sont affecteacutes aux signaux deacutetecteacutes
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en vue de leur classification Le logiciel lance ensuite des actions automatiques en fonction du type de signal selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisateur au niveau drsquoune interface script conviviale Parmi les actions possibles figurent notamment le deacuteclenchement drsquoalarmes et lrsquoenvoi de messages lrsquoenregistre-ment la deacutemodulation ou le deacutecodage (fig 4)
Inteacutegration de reacutecepteurs fabriqueacutes par des tiersIl est conseilleacute drsquoutiliser le logiciel RampSregGX430 en com-binaison avec des radiogoniomegravetres et des reacutecepteurs Rohde amp Schwarz tels que RampSregESMD RampSregEB500 ou RampSregEB510 Lrsquointeacutegration de programmes pilotes deacuteveloppeacutes speacutecialement pour les eacutequipements du client est cependant possible ce qui confegravere agrave ce logiciel une souplesse drsquoutilisa-tion et une polyvalence optimales Le client peut notamment utiliser des reacutecepteurs fabriqueacutes par des tiers
Lrsquoutilisateur peut lui-mecircme deacutevelopper et installer les pilotes drsquointerface neacutecessaires Le RampSregGX430 gegravere ces pilotes speacute-cifiques sous forme drsquoune bibliothegraveque de liens dynamiques Windowsreg (DLL) Les pilotes convertissent les commandes et formats de donneacutees des reacutecepteurs tiers en messages utiliseacutes par les reacutecepteurs Rohde amp Schwarz Rohde amp Schwarz propose un code source en C++ ainsi que lrsquointervention de formateurs expeacuterimenteacutes pour aider les programmateurs du client
Enregistrement des signaux avec RampSregAMRECLe logiciel RampSregGX430 est deacutesormais capable drsquoacceacuteder directement aux supports de stockage large bande de lrsquoenre-gistreur RampSregAMREC par exemple RampSregGX425 RampSregGX460 et RampSregGX465 Lrsquoenregistrement des signaux en vue drsquoune analyse ulteacuterieure est drsquoautant plus utile que le sceacutenario radio est complexe Le RampSregGX430 peut enregistrer et reproduire les signaux eacutegalement via le disque dur local
Ce logiciel comprend eacutegalement une fonctionnaliteacute de ges-tion des signaux enregistreacutes ceux-ci sont visualiseacutes dans un spectre de vue synoptique ougrave lrsquoopeacuterateur les seacutelectionne pour reproduction agrave lrsquoaide drsquoun curseur (fig 5) Le RampSregGX430 cal-cule les lignes spectrales agrave mesure que le curseur se deacuteplace sur le spectrogramme de faccedilon agrave faciliter la deacutefinition des points drsquoextreacutemiteacute de la boucle de reproduction Cette nou-velle fonctionnaliteacute preacutesente plusieurs avantages Navigation confortable mecircme en cas drsquoenregistrements drsquoune dureacutee de plusieurs heures
Vue drsquoensemble bien structureacutee du sceacutenario complet enregistreacute
Certitude de repeacuterer les activiteacutes de signalisation rechercheacutees
Reacuteduction du temps de reproduction par ciblage du segment seacutelectionneacute drsquoun signal
Critegravere RampSregGX430 RampSregGX 435
Nombre maximal de reacutecepteurs de surveil-lance geacutereacutes simultaneacutement
1 plusieurs
Nombre maximal de canaux traiteacutes par reacutecep-teur de surveillance
4 126
Nombre maximal de canaux traiteacutes en cas de reproduction de sceacutenarios de signalisation enregistreacutes
1 32
Possibiliteacute de teacuteleacutecommande via LAN ou WAN
non oui
FIG 6 Principales diffeacuterences entre RampSregGX430 et RampSregGX435
Comparaison entre RampSregGX430 and RampSregGX435Le logiciel RampSregGX430 et le systegraveme drsquoanalyse de signaux multicanaux RampSregGX435 (voir article pages 82 et suivantes) preacutesentent des caracteacuteristiques similaires mais sont destineacutes agrave des domaines drsquoapplication diffeacuterents (fig 6) Conccedilu pour lrsquoinstallation sur un PC Windowsreg le RampSregGX430 est piloteacute par lrsquoutilisateur sans possibiliteacute de teacuteleacutecommande Ce logiciel gegravere un seul reacutecepteur et peut traiter 4 canaux agrave la fois En mode reproduction crsquoest-agrave-dire priveacute des 4 DDC du reacutecepteur il ne peut traiter qursquoun seul canal Les interfaces suivantes permettent agrave ce logiciel de communiquer avec les systegravemes de la famille RampSregRAMON ReportEdit Master Slave Hando-ver Reporting to RAMON signal database AllAudio
Le systegraveme drsquoanalyse multicanaux RampSregGX435 est quant agrave lui conccedilu pour des configurations agrave plusieurs reacutecepteurs de sur-veillance et il est capable de traiter jusqursquoagrave 126 canaux par reacutecepteur En mode reproduction sa capaciteacute de traitement est de 32 canaux car il utilise ses propres DDC Le RampSregGX435 srsquointegravegre parfaitement dans les systegravemes RampSregRAMON en combinaison avec drsquoautres capteurs ndash et offre ainsi une fonc-tionnaliteacute de teacuteleacutecommande via reacuteseau LAN ou WAN
Nouveaux donglesLes utilisateurs peuvent acheter une mise agrave jour pour passer de la version 028x agrave la version 4 du logiciel Le dongle une cleacute USB contenant la licence et une protection anti-copie est alors remplaceacute par la nouvelle solution de protection disponible au choix sur une cleacute USB une mini-cleacute USB ou une carte SD
ConclusionDestineacute agrave la surveillance manuelle ou entiegraverement automa-tique de sceacutenarios radio selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisa-teur le logiciel RampSregGX430 est conccedilu pour fonctionner sur un PC Windowsreg standard La nouvelle version 4 permet de sur-veiller jusqursquoagrave 4 canaux agrave la fois Pouvant accueillir les pilotes neacutecessaires agrave lrsquointeacutegration de reacutecepteurs tiers ce logiciel offre en outre la possibiliteacute drsquoenregistrer et de reproduire des signaux sur des systegravemes RampSregAMREC
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Radiosurveillance automatique avec le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435Le systegraveme de deacutetection classification et traitement automatiques RampSregGX435 impressionne par des
performances et une polyvalence exceptionnelles Destineacute aux systegravemes de radiodeacutetection multicanaux il
est utiliseacute avec des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz et couvre les gammes HF agrave SHF
Preacutesentation du RampSregGX435 Le systegraveme drsquoanalyse de signaux multicanaux RampSregGX435 est conccedilu pour un large eacuteventail drsquoapplications allant du trai-tement et de lrsquoanalyse manuels drsquoun seul signal jusqursquoagrave la deacutetection automatique de toutes les eacutemissions drsquoun sceacutena-rio large bande Ce logiciel est mis en œuvre sur des compo-sants mateacuteriels agrave maintenance conviviale pouvant ecirctre com-bineacutes de faccedilon modulaire (fig 1) relieacutes agrave des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz Ce mode de mise en œuvre lui confegravere une eacutevolutiviteacute exceptionnelle autorisant des sys-tegravemes drsquoune capaciteacute aussi bien de quelques canaux que de 126 canaux par reacutecepteur Les interfaces ouvertes du RampSregGX435 permettent en outre drsquointeacutegrer les eacutequipements de traitement du signal speacutecifiques au client
Le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435 associe des classificateurs performants agrave une bibliothegraveque tregraves complegravete de deacutemodulateurs et de deacutecodeurs aux proceacutedures de trai-tement du signal automatiseacutees Lrsquoutilisateur dispose ainsi drsquoun vaste ensemble de ressources facilement adaptables agrave
ses regravegles et ses exigences Le RampSregGX435 offre par ailleurs trois modes drsquoexploitation garantissant une recherche et une deacutetection efficaces des signaux
Deacutetection de signaux agrave freacutequence fixe et en salvesGeacuteneacuteraliteacutesLe RampSregGX435 est speacutecialement conccedilu pour une recherche une surveillance et un traitement entiegraverement automatiseacutes des signaux Ce systegraveme est donc capable de geacuterer un pro-cessus complet de deacutetection et de classification automatiques des signaux suivi de leur traitement automatiseacute (deacutemodula-tion deacutecodage et enregistrement)
La fonctionnaliteacute de radiodeacutetection automatique srsquoapplique agrave des signaux agrave freacutequence fixe et en salves dans des gammes de freacutequence seacutelectionneacutees Le deacutetecteur relegraveve ainsi des eacuteveacute-nements dans le spectre FFT du reacutecepteur quand leur eacutenergie spectrale deacutepasse un seuil reacuteglable en fonction du plancher de bruit Chaque signal reacutepondant agrave des critegraveres preacutedeacutefinis
Fig 1 Le RampSregGX435 est conccedilu autour de deux modules mateacuteriels inteacute-
grant des composants de serveur PC multicœur Lrsquouniteacute RampSregGX435PU-S
de traitement et drsquoenregistrement de signaux (bas) pilote le systegraveme
deacutetecte les signaux effectue les calculs neacutecessaires au fonctionnement
des convertisseurs abaisseurs numeacuteriques et assure lrsquoenregistrement et la
reproduction des signaux gracircce agrave sa meacutemoire de 8 teacuteraoctets Lrsquouniteacute de
traitement du signal RampSregGX435PU est capable de classifier et deacutecoder
jusqursquoagrave 24 signaux agrave la fois
Ce systegraveme a eacuteteacute preacutesenteacute sous le nom de laquo Sous-systegraveme de capteurs RampSregGX435 raquo dans Actualiteacutes (2011) No 204 pages 58 agrave 61 et figure deacutesor-mais commercialiseacute sous le nom laquo Systegraveme drsquoanalyse de signaux multica-naux RampSregGX435 raquo avec des caracteacuteristiques eacutetendues et de nouveaux modules mateacuteriels
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Q
W
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(largeur de bande niveau etc) fait lrsquoobjet drsquoune note horoda-teacutee geacuteneacutereacutee par le logiciel laquelle est compareacutee peacuteriodique-ment agrave celles des cycles de traitement preacuteceacutedents La classi-fication et la mesure des signaux sont ainsi automatiques Le systegraveme indique les eacuteveacutenements particuliers suivants Nouveaux signaux (premier deacutepassement drsquoun seuil deacutetermineacute)
Nouvelle caracteacuteristique drsquoune eacutemission connue (niveau largeur de bande ou freacutequence centrale)
Eacutemissions inactives (niveau descendu sous un seuil deacutetermineacute)
Fin du signal
Le deacutetecteur surveille la trajectoire des eacutemissions deacutetermine les paramegravetres et surveille les signaux en fonction drsquoun identi-fiant qui leur a eacuteteacute attribueacute
Pour la recherche et la classification automatiseacutees des signaux lrsquoutilisateur saisit le nombre des classificateurs agrave
appliquer la profondeur de classification souhaiteacutee ainsi que les regravegles de traitement automatiseacute des signaux deacutetecteacutes Les classificateurs deacuteterminent de faccedilon autonome les para-megravetres de modulation et le codage des eacutemissions deacutetecteacutees Plus le nombre de classificateurs est eacuteleveacute plus le nombre de signaux classifieacutes simultaneacutement est grand et plus vite le sceacute-nario radio est identifieacute Lrsquoutilisateur peut disposer drsquoun trai-tement du signal entiegraverement automatiseacute en configurant les regravegles deacutefinissant les seacutequences opeacuteratoires
Le RampSregGX435 permet de choisir entre trois modes de deacutetec-tion des signaux 1 Mode Fixed Frequency (FFM)2 Mode Scan (plusieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes)3 Mode Stepping (un seul reacutecepteur large bande)
1 Mode Fixed Frequency (FFM)Domaine drsquoapplication deacutetection et surveillance automatiseacutees drsquoun sceacutenario radio dans une bande passante temps reacuteel
Fig 2 En mode Fixed Frequency (FFM) le systegraveme recherche et deacutetecte tous les signaux gracircce agrave la mesure de leur puissance spectrale (Q) dans une
gamme de freacutequences deacutefinie agrave lrsquointeacuterieur de la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur Le RampSregGX435 attribue automatiquement les classificateurs agrave
chacun des signaux puis reacuteunit les reacutesultats obtenus dans une liste (W) Une proceacutedure deacutefinie par lrsquoutilisateur est exeacutecuteacutee pour chaque signal deacutetecteacute
Les opeacuterations automatiques de cette proceacutedure font lrsquoobjet drsquoun historique inteacutegreacute dans la liste des reacutesultats (E)
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Reacutecepteur deacuteporteacute 1 Reacutecepteur deacuteporteacute 2
RampSregESMD
RampSregGX435
RampSregEB500
Suchempfaumlnger
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maximale de 80 MHz en vue drsquoun traitement ulteacuterieur auto-matiseacute des signaux ainsi que de lrsquoidentification de leur contenu
Les reacutecepteurs de surveillance et le systegraveme RampSregGX435 communiquent par LAN via une interface Ethernet Dans sa configuration standard chaque reacutecepteur est capable de transmettre un flux de donneacutees IQ avec une bande passante temps reacuteel de 10 MHz Des convertisseurs abaisseurs numeacute-riques (DDC Digital Down Converter) assurent lrsquoextraction des contenus en vue de leur traitement simultaneacute (classifi-cation deacutemodulation deacutecodage) et de lrsquoenregistrement des donneacutees IQ fig 2) Chaque DDC est capable drsquoadapter sa freacute-quence centrale et sa bande passante dans les limites de la largeur de bande temps reacuteel du reacutecepteur de surveillance Le systegraveme RampSregGX435 donne les reacutesultats optimaux en combi-naison avec des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz notamment les modegraveles RampSregESMD RampSregEB500 et RampSregEB510 Des pilotes deacuteveloppeacutes par lrsquoutilisateur peuvent ecirctre inteacutegreacutes en vue drsquoune mise en œuvre en combinaison avec des reacutecepteurs de fabricants tiers
Les reacutecepteurs de surveillance large bande tels que le RampSregESMD ou le radiogoniomegravetre RampSregDDF225 peuvent ecirctre eacutequipeacutes en option drsquoune carte drsquoacceacuteleacuteration mateacuterielle de traitement du signal Eacutequipeacutee de 4 composants FPGA (Field Programmable Gate Array) cette carte permet drsquooptimiser les performances de traitement du signal notamment en portant la bande passante de deacutetection agrave 80 MHz et en augmentant consideacuterablement le nombre de signaux pouvant ecirctre extraits par chaque DDC Le systegraveme drsquoanalyse de signaux multica-naux RampSregGX435 reccediloit alors des sceacutenarios temps reacuteel drsquoune
largeur de bande pouvant aller jusqursquoagrave 80 MHz (HF 20 MHz) par reacutecepteur pour un traitement simultaneacute drsquoun maximum de 32 canaux (HF 126)
2 Mode Scan (plusieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes)Domaine drsquoapplication recherche continue de nouvelles eacutemissions dans une gamme de freacutequences eacutetendue avec traitement simultaneacute des signaux deacutetecteacutes
Seul un reacutecepteur de recherche permet de deacutetecter des signaux quand la gamme de freacutequences balayeacutee est eacutetendue Ce reacutecepteur utiliseacute en mode Scan doit ecirctre combineacute agrave plu-sieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes Agrave lrsquointeacuterieur de la gamme de freacute-quences choisie le reacutecepteur de recherche eacutequipeacute de lrsquooption Scan panoramique surveille continuellement le spectre dans lequel le deacutetecteur automatique du RampSregGX435 identifie les signaux Les reacutecepteurs deacuteporteacutes servent de canaux de traite-ment parallegraveles capables de classifier deacutemoduler et deacutecoder les signaux deacutetecteacutes (fig 3)
3 Mode Stepping (un seul reacutecepteur de surveillance large bande)Domaine drsquoapplication deacutetection et surveillance automa-tiques de signaux dans une gamme de freacutequences eacutetendue agrave lrsquoaide drsquoun seul reacutecepteur de surveillance large bande Ce mode drsquoexploitation est particuliegraverement adapteacute aux systegravemes agrave ressources limiteacutees
Agrave la diffeacuterence du mode Scan deacutecrit ci-dessus le mode Stepping (mode pas-agrave-pas) ne neacutecessite qursquoun seul reacutecep-teur large bande doteacute drsquoune fonction Scan Ce reacutecepteur est drsquoabord en mode Scan pour chercher des eacutemissions dans la gamme de freacutequences choisie Le mode scan est ensuite arrecircteacute et le deacutetecteur automatique scrute le spectre agrave la
Fig 3 Utiliseacute en mode Scan comme reacutecepteur de recherche le reacutecepteur
de surveillance large bande RampSregESMD balaye sans cesse la gamme de
freacutequences deacutefinie agrave la recherche drsquoeacutemissions Deux reacutecepteurs de surveil-
lance RampSregEB500 deacuteporteacutes lui servent de voies de traitement pour classi-
fier deacutemoduler et deacutecoder les signaux
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Q
W
recherche drsquoeacutemissions selon les principes deacutecrits pour le mode Fixed Frequency Les signaux sont ensuite traiteacutes par pas de 10 MHz les DDC assurant lrsquoextraction des signaux La gamme couverte agrave chaque pas peut ecirctre augmenteacutee agrave 80 MHz si les reacutecepteurs RampSregESMD ou le radiogoniomegravetre RampSregDDF255 sont eacutequipeacutes de la carte drsquoacceacuteleacuteration mateacute-rielle de traitement du signal
Deacutetection de signaux de courte dureacutee et agrave sauts de freacutequenceApplication surveillance des communications radio agiles en freacutequence
Outre les signaux agrave freacutequence fixe et en salves le systegraveme RampSregGX435 est capable de deacutetecter automatiquement les signaux de courte dureacutee et agiles en freacutequence gracircce agrave un deacutetecteur optimiseacute pour cette fonction Ce deacutetecteur analyse chaque saut de freacutequence pour en deacuteterminer les caracteacuteris-tiques techniques neacutecessaires agrave sa classification et son attri-bution agrave un eacutemetteur Le logiciel conduit une analyse statis-tique des paramegravetres et affiche le reacutesultat sous forme drsquoun
Fig 4 Spectre et diagramme cascade preacutesentant un signal agrave saut de freacute-
quence dans la gamme de freacutequences deacutefinie (Q) Les histogrammes
(W) illustrent certaines caracteacuteristiques de lrsquoeacutemission (dureacutee et largeur de
bande du saut de freacutequence type de modulation deacutebit de symboles etc)
histogramme (fig 4) Il preacutesente ensuite le reacutesultat dans une liste des signaux de courte dureacutee accompagneacutes de leur para-megravetres tels que la freacutequence la largeur de bande la puis-sance ainsi que des informations relatives au deacutebut et agrave la fin de lrsquoeacutemission du signal sans oublier ni le type ni les para-megravetres de modulation Ces donneacutees permettent ensuite de deacuteterminer les eacutemetteurs agrave sauts de freacutequence actifs ainsi que les terminaux radio correspondants
ConclusionLe systegraveme RampSregGX435 est une solution modulaire de radio-deacutetection automatiseacutee pour lrsquoanalyse et le traitement mul-ticanaux de signaux analogiques et numeacuteriques Ses diffeacute-rents modes drsquoexploitation ainsi que ses deacutetecteurs haut de gamme assurent une deacutetection rapide fiable et preacutecise des signaux ndash suivie de leurs classification deacutemodulation deacuteco-dage et lrsquoenregistrement
Lrsquointroduction drsquoun nouveau deacutetecteur capable de reconnaicirctre les signaux en fonction de leur profil spectral est drsquoailleurs preacutevue au cours du deuxiegraveme semestre 2013 Les utilisateurs pourront alors deacutefinir librement les formes spectrales qui les inteacuteressent ndash qursquoil srsquoagisse de signaux traiteacutes en direct ou de signaux enregistreacutes
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ACTUALITEacuteS 20813 85
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RohdeampSchwarz a ouvert deacutebut deacutecembre 2012 sa nouvelle usine de fabrication en Malaisie Johann Kraus qui dirige lrsquousine de Teisnach a eacuteteacute nommeacute directeur geacuteneacuteral de RohdeampSchwarz Technologies Malaysia Sdn Bhd Ce nouveau site de production situeacute agrave Johor Bahru compte 25 employeacutes Les principales activiteacutes sont lrsquoassemblage et le controcircle final des eacutequipements de test et mesure destineacutes au marcheacute mondial
RohdeampSchwarz approvisionne lrsquoAgence feacutedeacuterale des reacuteseaux
Dans un appel drsquooffres lanceacute agrave lrsquoeacutechelle europeacuteenne par lrsquoAgence feacutedeacuterale alle-mande des reacuteseaux (Bundesnetzagentur) RohdeampSchwarz a su srsquoimposer face agrave la concurrence Le systegraveme goniomeacutetrique moderne composeacute du radiogoniomegravetre large bande RampSregDDF550 et des antennes cor-respondantes neacutecessaires sera donc bien-tocirct utiliseacute par lrsquoAgence feacutedeacuterale des reacuteseaux RohdeampSchwarz eacutequipera ainsi lrsquoautoriteacute de reacutegulation de sa sixiegraveme geacuteneacuteration de sys-tegravemes de radiogoniomegravetres La commande inclut 20 jeux drsquoeacutequipements ainsi qursquoune option sur cinq autres radiogoniomegravetres RohdeampSchwarz est eacutegalement responsable de lrsquoinstallation et la mise en service des sys-tegravemes goniomeacutetriques Les goniomegravetres seront inteacutegreacutes dans le reacuteseau de mesure et de radiolocalisation existant (FuMOS) de lrsquoAgence feacutedeacuterale
Le Mobile World Congress de Barcelone eacuteveacute-nement le plus important en matiegravere de teacuteleacute-phonie mobile srsquoest deacuterouleacute en 2013 pour la premiegravere fois au nouveau parc des exposi-tions RohdeampSchwarz y a preacutesenteacute sur une surface de 132 megravetres carreacutes les produits des domaines des eacutequipements de mesure de radiocommunications mobiles et des appareils de communications seacutecuriseacutes Le testeur de radiocommunications mobiles RampSregCMW500 a eacuteteacute comme deacutejagrave les anneacutees preacuteceacutedentes sous le feu des projecteurs avec des solutions concernant le Wi-Fi Offloading lrsquoanalyse IP le eCall (appel drsquourgence LBS LTE) et lrsquoagreacute-gation de porteuses LTE-Advanced un des
Le ruban symbolique a eacuteteacute coupeacute par (de
gauche agrave droite) Patrick Poumltschke (Conseil de
Surveillance) Peter Riedel (Conseil de Surveil-
lance) Dr Guumlnter Gruber (Ambassadeur drsquoAlle-
magne en Malaisie) Manfred Fleischmann (PDG
de RohdeampSchwarz) Dr Dirk-Eric Loebermann
(Directeur de la production et de la gestion des
matiegraveres) et Johann Kraus (Directeur geacuteneacuteral de
RSTMY)
Le stand de RohdeampSchwarz a eacuteteacute entiegraverement
placeacute sous le signe laquo RampS 4Genius ndash Your Com-
panion for new technologies raquo
sujets top niveau du salon RohdeampSchwarz a exposeacute sur son stand un total de plus drsquoune douzaine drsquoapplications de mesure De nombreux appareils de mesure de RohdeampSchwarz ont eacuteteacute eacutegalement preacutesen-teacutes sur les stands de clients et partenaires Eacutetaient aussi preacutesentes sur leurs stands res-pectifs les deux filiales SwissQual et ipoque dont les produits ont compleacuteteacute la gamme de RohdeampSchwarz destineacutee aux opeacuterateurs de reacuteseaux de radiocommunications mobiles
Avec des thegravemes et des applications de premier plan au salon MWC 2013
Ouverture drsquoune nouvelle usine de production en Malaisie
BREgraveVES | International
Le Video Test Center RampSregVTC de RohdeampSchwarz srsquoest vu deacutecerner pas moins de deux prix lors du semestre eacutecouleacute Pendant le salon DesignCon 2013 agrave Santa Clara en Californie le RampSregVTC a reccedilu le laquo Best in Test Award raquo suite agrave un vote de lecteurs organiseacute tous les ans par la revue TestampMeasurement World de renommeacutee internationale
Le vote des lecteurs a eacuteteacute eacutegalement deacutecisif dans le choix des laquo Produits TIC de lrsquoanneacutee raquo reacutealiseacute tous les ans par la revue technique allemande Funkschau Le RampSregVTC a remporteacute mi-octobre 2012 le premier prix dans la cateacutegorie laquo Appa-reils de mesure raquo Selon les commentaires de la reacutedaction la principale raison de ce choix a reposeacute sur le fait que le RampSregVTC propose agrave lui seul pratiquement tous les tests et analyses neacutecessaires
Pour la deuxiegraveme fois les lecteurs de la revue technique allemande laquo Elektronik raquo ont eacutelu les oscilloscopes de laboratoire de RohdeampSchwarz laquo Produit de lrsquoanneacutee raquo Comme en 2011 la famille RampSregRTO a eacuteteacute primeacutee dans la cateacutegorie laquo Eacutequi-pements de mesure raquo Crsquoest le modegravele 4 GHz qui cette anneacutee a remporteacute la pre-miegravere place Les lecteurs de la revue Elektronik ont eacutelu leurs favoris de lrsquoanneacutee parmi les 111 produits les plus innovants sur un total de dix cateacutegories
Un nombre record de visiteurs a eacuteteacute enre-gistreacute lors de la semaine de la technologie organiseacutee agrave la mi-novembre 2012 pour la dixiegraveme fois par RohdeampSchwarz Taiwan Environ 850 participants ont afflueacute agrave Taipei et Hsinchu pour ce 10egraveme anniversaire Outre les seacuteminaires de RohdeampSchwarz les confeacuterenciers des socieacuteteacutes ST-Ericsson SGS Wistron NeWeb Corp et GCT Semiconduc-tors ont eacutegalement conquis le public Les thegravemes abordeacutes ont eacuteteacute notamment les solu-tions mobiles 4G les deacutefis en matiegravere de tests de conformiteacute et la tendance de deacuteve-loppement chez les opeacuterateurs de reacuteseau Lors de lrsquoexposition tenue en parallegravele des produits et applications des divisions test et mesure diffusion radio et TV ainsi que radio-surveillance et radiolocalisation ont eacuteteacute eacutegale-ment preacutesenteacutes
Coopeacuteration avec Dolby
Depuis feacutevrier 2013 RohdeampSchwarz coo-pegravere avec Dolby Laboratories Inc et appro-visionne les speacutecialistes en formats audio numeacuteriques avec des analyseurs audio Les plateformes RampSregUPP et RampSregUPV ont eacuteteacute doteacutees agrave cet effet drsquoun nouveau logiciel Ainsi les beacuteneacuteficiaires de la licence Dolby peuvent effectuer rapidement et aiseacutement des essais de conformiteacute selon les speacutecifica-tions Dolby
Reacutedacteur en
chef adjoint de la
revue Funkschau
Markus Kien (agrave
droite) feacutelicite
lrsquoeacutequipe de deacuteve-
loppement du
RampSregVTC pour sa
victoire rempor-
teacutee dans la cateacute-
gorie laquo Appareils
de mesure raquo
Wolfgang
Hascher eacutedi-
teur de la revue
Elektronik (agrave
droite) remet agrave
Guido Schulze
directeur produits
oscilloscopes le
tropheacutee de la pre-
miegravere place
Directeur de succursale Tsai Chi-Wen de
RohdeampSchwarz Taiwan (au centre) entoureacute
des confeacuterenciers de ST-Ericsson SGS GCT et
WNC
Les deux socieacuteteacutes se sont reacuteunies mi-novembre pour conclure les neacutegociations Wolfgang Kernchen
directeur de la division Geacuteneacuterateurs de signaux analyseurs audio et wattmegravetres (quatriegraveme agrave par-
tir de la droite) et Mathias Bendull directeur de la Consumer Audio Broadcast Business Group de
Dolby Laboratories (deuxiegraveme agrave partir de la droite)
RampSregRTO ndash eacutelu produit de lrsquoanneacutee pour la deuxiegraveme fois
RampSregRampSregVTC deux fois reacutecompenseacute
Technology Week Record drsquoaffluence de visiteurs pour lrsquoanneacutee jubilaire
ACTUALITEacuteS 20813 87
BREgraveVES | International
Le nouveau geacuteneacuterateur de signaux vectoriels pour systegravemes de communication large bandeSeul geacuteneacuterateur avec bande de base calcul de signal fading MIMO AWGNet geacuteneacuteration RF inteacutegreacutes en un seul appareil Deux voies jusqursquoagrave 6 GHz Modulariteacute totaleUn controcircle tactile qui vous permet en outre de maicirctriser souverainement tous les signaux et cepour les sceacutenarios 3G et 4G ainsi que les domaines de llsquoaeacuterospatiale et la deacutefense
Bande passante de modulation IQ 160 MHz en bande de base interne Tous les principaux modes MIMO dont 3times3 4times4 et 8times2 Toutes les normes de communication actuelles Nombreux assistants agrave llsquoutilisation pour un travail efficace Excellentes caracteacuteristiques de modulation et de RF
RampSregSMW200A La haute eacutecole de la geacuteneacuteration des signaux
wwwrohde-schwarzcomadsmw-mr
Voir la videacuteo
Bande de base amp RFMIMO amp FadingRohde amp Schwarz SMW200A
- TABLE DES MATIEgraveRES 1
- TABLE DES MATIEgraveRES 213
- Agrave LA UNE13
- TECHNOLOGIES SANS FIL13
-
- Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz13
- Services geacuteodeacutependants avec 13GPS GLONASS Galileo et OTDOA
- RampSregFSWthinsp mesures sur faisceaux 13hertziens dans la bande E
- RLAN IEEE 80211acthinsp mesures deacutesormais possibles avec des appareils de milieu de gamme13
- Geacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune touche13
-
- INSTRUMENTATION GENERALE13
-
- La sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm reacutealise des mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute13
- Le meilleur choixthinsp sondes de puissance USB de RohdeampSchwarz13
- Le nouveau RampSregRTM2000thinsp reacutesultats en un clin drsquoœil13
- Les oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 2013
- Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellites13
- Analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSWthinsp le haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHz13
- Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande13
- Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterification13
- RampSregZNBthinsp analyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 ports13
-
- CEM MESURE DE CHAMP13
-
- Amplificateur large bande pour13 applications hyperfreacutequences
- Rapides et simplesthinsp 13mesures de diagnostic et de 13preacute-certification avec le RampSregESRP13
-
- COUP DE PROJECTEUR13
-
- Refonte totale des antennes de communication et drsquointerception pour navires13
-
- DIFFUSION RADIO ET TV13
-
- Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9thinsp 13coucirct de fonctionnement minimal ndash 13flexibiliteacute maximale13
- Eacutemetteurs TV faible puissance RampSregMLxthinsp il suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes13
- Essai DVB-T2 in situ par la 13Bayerischer Rundfunk agrave Munich13
- Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande 13
-
- SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO13
-
- RampSregEB510thinsp 13radiosurveillance sans discontinuiteacute 13dans la gamme des ondes courtes13
- Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430thinsp avec une capaciteacute de shytraitement porteacutee agrave 4 canaux13
- Radiosurveillance automatique avec le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX43513
-
- BREgraveVES 113
- BREgraveVES 213
- INFORMATONES EacuteDITEUR13
-
Informations eacutediteurEditeur Rohde amp Schwarz GmbHampCo KG Muumlhldorfstraszlige 15 middot 81671 Muumlnchen (R F A)wwwrohde-schwarzcom Contact reacutegional Europe Afrique Moyen-Orient | +49 89 4129 123 45 customersupportrohde-schwarzcom
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Reacutedaction et mise en page Redaktion DrexlampKnobloch GmbH (Munich) Adaptation franccedilaise Temcom Photos Rohde amp Schwarz Imprimeacute en Allemagne Volume 53 Tirage 75 000 en allemand anglais franccedilais espagnol et japonais Freacutequence de parution environ deux fois par an ISSN 0174-0660 Abonnement gratuit aupregraves des agences Rohde amp Schwarz Reproduction autoriseacutee avec indication de la source et copie agrave Rohde amp Schwarz PD 5214447173
RampSreg est une marque deacuteposeacutee de Rohde amp Schwarz GmbHampCo KG Les noms de pro-duits et drsquoentreprises sont les marques de leurs proprieacutetaires respectifs CDMA2000reg est une marque deacuteposeacutee par lrsquoAssociation de lrsquoindustrie de teacuteleacutecommunications (TIA Etats-Unis) La marque et les logos Bluetoothreg sont la proprieacuteteacute de Bluetooth SIG Inc et leur utilisation est conceacutedeacutee sous licence agrave Rohde amp Schwarz laquo WiMAX Forum raquo est une marque deacuteposeacutee du WiMAX Forum laquo WiMAX raquo le logo laquo WiMAX Forum raquo laquo WiMAX Forum Certified raquo ainsi que le logo laquo WiMAX Forum Certified raquo sont des marques du Forum WiMAX Toutes les autres marques appartiennent agrave leurs proprieacute-taires respectifs
En tant que pionnier des sondes de puissance inteacutegreacutees doteacutees de ports USB RohdeampSchwarz poursuit depuis de nombreuses anneacutees lrsquoextension de sa gamme et innove maintenant avec sa derniegravere sonde RampSregNRP-Z58 qursquoil preacute-sente sur le marcheacute Premiegravere sonde agrave couvrir la gamme de freacutequences de DC agrave 110 GHz elle ouvre les portes du monde des ondes millimeacutetriques (agrave par-tir de la page 22)
Les sondes de puissance USB de RohdeampSchwarz disposent de tous les eacuteleacutements neacutecessaires agrave la reacutealisation de mesures rapides et preacutecises une uniteacute de base nrsquoest donc plus requise Lrsquoarticle de fond agrave partir de la page 26 deacutetaille les raisons pour lesquelles ces sondes constituent le meilleur choix pour toutes les applications
Si jusqursquoici un PC eacutetait souvent neacuteces-saire pour afficher les reacutesultats de mesure de puissance une tablette ou un teacuteleacutephone mobile peut deacutesormais reacutealiser cette tacircche gracircce agrave lrsquoapplication Android laquo Power Mobile Viewer raquo dispo-nible gratuitement sur Google play
Agrave la une
4
SystegravemesW Systegraveme de test reacuteglementaire RampSregTS8997Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz 6
W Systegravemes de test pour services geacuteodeacutependantsServices geacuteodeacutependants (LBS) avec GPS GLONASS Galileo et OTDOA 10
Geacuteneacuteration et analyse de signaux W Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSWMesures sur faisceaux hertziens dans la bande E 13
W Geacuteneacuterateur de signaux RampSregSMBV100A analyseur de spectre et de signaux RampSregFSVRLAN IEEE 80211ac mesures deacutesormais possibles avec des appareils de milieu de gamme 16
W Geacuteneacuterateurs de signauxGeacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune touche 18
TECHNOLOGIES SANS FIL INSTRUMENTATION GENERALE
Mesure de puissanceW Sonde de puissance thermique RampSregNRP-Z58Sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm pour mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute 22
W Sondes de mesure de puissance USBLe meilleur choix sondes de puissance USB de RohdeampSchwarz 26
OscilloscopesW Oscilloscope RampSregRTM2000
Le nouveau RampSregRTM2000 reacutesultats en un clin drsquoœil 30
W Oscilloscopes RampSregRTOLes oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 20 34
Geacuteneacuteration et analyse de signaux W Analyseur ILSVOR RampSregEVS300Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellites 37
W Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSWLe haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHz 38
Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande 43
Analyse de reacuteseauxW Kits de veacuterification RampSregZV-Z435 -Z470Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterification 46
W Analyseur de reacuteseaux RampSregZNBAnalyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 ports 48
Les systegravemes radio fonc-
tionnant dans les bandes de
24 GHz et 5 GHz doivent se
conformer aux nouvelles exi-
gences Le RampSregTS8997 est le
premier systegraveme reacuteglementaire
au monde agrave couvrir ces tests
(page 6)
A lrsquoaide de matrices
de commutation de
RohdeampSchwarz le
nombre de ports de
test de lrsquoanalyseur de
reacuteseaux RampSregZNB
peut ecirctre eacutetendu agrave 32
(page 48)
SommaireACTUALITEacuteS 20813
DIFFUSION RADIO ET TV
AUTRES RUBRIQUES
CEM MESURE DE CHAMP COUP DE PROJECTEUR
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO
AmplificateursW Amplificateur RampSregBBA150Nouvelles applications dans la gamme des hyperfreacutequences 51
Reacutecepteurs de mesureW Reacutecepteur de mesure CEM RampSregESRP
Mesures de diagnostic et de preacute- certification rapides et simples 54
Systegravemes de transmissionW Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9Coucirct de fonctionnement minimal ndash flexibiliteacute maximale 60
W Eacutemetteurs TV de faible puissance RampSregMLxIl suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes 63
ReacutefeacuterenceEssai DVB-T2 in situ par la Bayerischer Rundfunk agrave Munich 66
Reacutecepteurs de mesureW Deacutetecteur de fuite CATV RampSregEFL110 Analyseur et deacutetecteur de fuite CATV RampSregEFL 210
Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande 68
AntennesRefonte totale des antennes de communication et drsquointerception pour navires 70
ReacutecepteursW Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510Radiosurveillance sans discontinuiteacute dans la gamme des ondes courtes 75
SystegravemesW Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430Capaciteacute de traitement porteacutee agrave 4 canaux 78
W Systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435Radiosurveillance entiegraverement automatique 82
W Informations eacutediteur 2
W Bregraveves 86
Les nouveaux eacutemet-
teurs UHF de
moyenne puissance
RampSregTMU9 et les
eacutemetteurs de faible
puissance RampSregMLx
partent agrave la conquecircte
du marcheacute (agrave partir de
la page 60)
ACTUALITEacuteS 20813 5
6
Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHzLes installations radioeacutelectriques opeacuterant dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz doivent appliquer la directive
RampTTE dont les nouvelles exigences renforceacutees entreront en vigueur degraves janvier 2015 En tant que premier
systegraveme mondial de tests de certification le RampSregTS8997 couvre lrsquoensemble de ces exigences Il comprend
une mesure de puissance et une commande seacutequentielle speacutecialement conccedilues agrave cet effet
Nombreux services radio et diverses meacutethodes de transmission La densiteacute et la diversiteacute des services radio sans licence dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz prennent de plus en plus drsquoimportance En plus des systegravemes qui utilisent une connexion Wi-Fi 80211abgn et Bluetoothreg on trouve eacutega-lement notamment des systegravemes de diffusion videacuteo sans
fil des radiocommandes ainsi qursquoagrave lrsquoavenir dans la bande de 5 GHz des systegravemes de communication de voiture agrave voi-ture selon la norme 80211p De nombreux utilisateurs se par-tagent cette gamme de freacutequences et utilisent une varieacuteteacute de largeurs de bande et de meacutethodes de transmission telles que MIMO OFDM large bande saut de freacutequence et eacutetalement de spectre agrave seacutequence directe Il est important compte tenu de cette diversiteacute de minimiser autant que possible les inter-feacuterences mutuelles
Nouvelles directives eacutetendues Afin de minimiser les interfeacuterences entre les systegravemes radio dans un spectre denseacutement occupeacute ces installations radioeacute-lectriques devront agrave lrsquoavenir passer des tests de certification speacutecifiques Ces tests sont inclus dans les versions actuelles reacuteviseacutees des normes ETSI EN 300 328 et ETSI EN 301893 les-quelles figurent eacutegalement en tant que normes harmoniseacutees dans la directive europeacuteenne RampTTE
La reacutevision et lrsquoextension de la norme EN 300 328 pour la version 181 ont eacuteteacute neacutecessaires pour tenir compte des meacutethodes permettant la coexistence des diffeacuterentes appli-cations dans la bande 24 GHz Des meacutecanismes drsquoadapta-tion par exemple ont eacuteteacute deacutefinis pour contribuer agrave ce que tous les utilisateurs aient encore accegraves aux ressources du spectre de freacutequences lors drsquoune occupation plus importante de la bande Alternativement drsquoautres systegravemes peuvent fonction-ner sans ces meacutecanismes mais doivent reacutepondre agrave certaines exigences en termes de puissance et de comportement de synchronisation temporel Toutes ces exigences neacutecessitent de nouvelles meacutethodes drsquoessai souvent complexes Dans la version preacuteceacutedente de la norme (171) ces demandes ne figuraient que de maniegravere sommaire et aucune meacutethode de test nrsquoavait eacuteteacute deacutefinie
Fig 1 Systegraveme de test RampSregTS8997
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Scheacutema fonctionnel du cedilTS8997
cedilEMC32-EBavec cedilEMC32-K97
Analyseur de spectrecedilFSV
Geacuteneacuterateur de signauxcedilSMB100A
Geacuteneacuterateur de signauxcedilSMBV100A
Wattmegravetre
Wattmegravetre
Wattmegravetre
Wattmegravetre
DUT 1)Eacutechantillonnage
Conditionnement des signaux RF
Pour auto-test et calibrage
Videacuteo
RF
cedilCMW cedilCBT ou laquoGolden Devicesraquo1)
cedilOSP-B157
1) non inclus
cedilTS8997
USB
Une nouvelle meacutethode de mesure de puissance a par exemple eacuteteacute introduite avec laquelle ont eacuteteacute deacutetermineacutes de nombreux paramegravetres de signaux tels que puissance maxi-male rapport cyclique TX sequence TX Gap et Medium Utilization Factor Cette meacutethode comprend eacutegalement la transmission agrave antennes multiples comme MIMO et neacuteces-site un eacutequipement de mesure speacutecial Elle contient en outre des tests qui permettent de veacuterifier la capaciteacute drsquoadaptation des systegravemes sans fil aux conditions environnementales comme par exemple la deacutetection et la preacutevention des colli-sions avec drsquoautres services Ces tests incluent des objets sous test avec et sans sauts de freacutequence ainsi qursquoavec et sans fonction LBT (Listen-Before-Talk)
Une automatisation de test est de surcroicirct neacutecessaire Selon la norme preacuteceacutedente ETSI EN 300 328 v171 les essais pou-vaient ecirctre effectueacutes manuellement avec un analyseur de spectre Mais lrsquoactuelle norme ETSI EN 300 328 v181 stipule que les paramegravetres sont agrave deacuteterminer agrave partir de millions de mesures individuelles De plus certains des tests exeacutecuteacutes le sont en plusieurs eacutetapes et en fonction des reacutesultats preacuteceacute-dents ce qui requiert des mesures assisteacutees par logiciel
Sceacutenario de test
Bande 24 GHz (ETSI EN 300328)
Bande 5 GHz (ETSI EN 301893)
Freacutequence porteuse ndash
Puissance de sortie
Controcircle de puissance ndash
Densiteacute de puissance spectrale
Duty Cycle TX-Sequenz TX-Gap ndash
Dwell time occupation de freacutequence seacutequence de sauts (uniquement pour frequency hopping)
ndash
Espacement de freacutequence (uniquement pour frequency hopping)
ndash
Medium Utilisation Factor (MU) ndash
Adaptivity
Largeur de bande occupeacutee
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo out-of-band raquo 1)
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo in-band raquo ndash
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo spurious raquo ndash
Rayonnements non essentiels du reacutecep-teur (RSE)
1)
Blocage du reacutecepteur ndash
Seacutelection de freacutequence dynamique (DFS) deacutetection radar
ndash
1) Pour les eacutemissions non-deacutesireacutees supeacuterieures agrave 18 GHz le repositionnement manuel du cacircble RF est requis
Fig 3 Ensemble des tests couverts par le RampSregTS8997
Fig 2 Scheacutema fonc-
tionnel du systegraveme de
test RampSregTS8997 La
mesure de puissance
complegravete a eacuteteacute incor-
poreacutee dans un module
speacutecialement conccedilu le
RampSregOSP-B157 pour la
plateforme de commu-
tation et de commande
ouverte RampSregOSP120
Ce module gegravere eacutegale-
ment toutes les com-
mutations de voie et
le conditionnement de
signaux neacutecessaire agrave la
reacutealisation des essais
restants
ACTUALITEacuteS 20813 7
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Objet sous test agrave proceacutedeacute de sauts de freacutequence
RBW 100 kHz VBW 1 MHz SWT 10 ms
Att 40 dBRef 200 dBm
1RmMax
10 dB
0 dB
ndash10 dB
ndash20 dB
ndash30 dB
ndash40 dB
ndash50 dB
ndash60 dB
ndash70 dB
Start 24 GHz Stop 24835 GHz
8
Systegraveme de test RampSregTS8997 pour une certification globale Le systegraveme de test RampSregTS8997 (fig 1 et 2) couvre tous les tests requis dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz (fig 3) et comprend les eacuteleacutements suivants Analyseur de spectre RampSregFSL ou RampSregFSV Plateforme de commutation et de commande ouverte RampSregOSP120 avec module de mesure speacutecial
Geacuteneacuterateur de signaux analogiques RampSregSMB100A Geacuteneacuterateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A Logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 avec options de mesure RampSregEMC32-K97 et -K10
La speacutecification des seacutequences de tests individuelles et la veacuterification des sceacutenarios de test du RampSregTS8997 ont eacuteteacute sou-tenues par le centre de compeacutetence radio IMST GmbH quant agrave leur conformiteacute agrave la norme ETSI EN 300 328 Forte drsquoune solide expeacuterience dans ce domaine cette entreprise exploite un laboratoire drsquoessai accreacutediteacute conformeacutement agrave la directive RampTTE et participe activement aux travaux de normalisation au sein de lrsquoETSI
Mesure de puissance speacutecifique conforme agrave la norme La norme exige une meacutethode speacutecifique pour des mesures de puissance large bande rapides avec un taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute de ge1 Meacutechs une reacutesolution suffisante et un temps de mesure en continu de plusieurs secondes Cela est en prin-cipe possible avec des deacutetecteurs analogiques speacuteciaux et un oscilloscope adeacutequat mais neacutecessite un logiciel drsquoanalyse drsquoacquisition adapteacute agrave lrsquooscilloscope et capable de traiter effi-cacement plusieurs millions de reacutesultats de mesure
Pour le RampSregTS8997 la totaliteacute de la mesure de puissance a eacuteteacute inteacutegreacutee dans un module deacutedieacute de la plateforme de com-mutation et de commande ouverte RampSregOSP120 laquelle prend en outre eacutegalement en charge toutes les commutations de voies ainsi que le conditionnement du signal neacutecessaire agrave la reacutealisation des tests restants Doteacute drsquoune grande pro-fondeur de meacutemoire et drsquoun taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute le module fournit des mesures preacutecises pour tout type de signal comme par exemple pour les signaux complexes agrave taux de reacutepeacutetition lents Le logiciel de mesure RampSregEMC32 gegravere la commande de la seacutequence de test ainsi que lrsquoanalyse des reacutesultats et lrsquoaffichage
Soutien des systegravemes agrave antennes multiplesDe plus en plus drsquoappareils utilisent plusieurs antennes simul-taneacutement pour MIMO ou Beamforming (formation de fais-ceaux) Pour ces appareils la puissance doit absolument ecirctre enregistreacutee de maniegravere synchrone et sans interruption Crsquoest pourquoi la mesure de puissance du RampSregTS8997 est conccedilue
degraves le deacutepart agrave quatre canaux et qursquoelle gegravere par conseacute-quent les mesures sur tous les appareils courants comme par exemple les routeurs Wi-Fi avec 4times4 MIMO Les convertis-seurs AD parallegraveles sont cadenceacutes de faccedilon synchrone
Mesure agrave haute reacutesolutionLes analyseurs de spectre RampSregFSL ou RampSregFSV utiliseacutes dans le systegraveme (fig 4) reacutepondent parfaitement agrave la norme qui exige un maximum de 30000 points de mesure Des eacutetudes effectueacutees sur des objets sous test reacuteels ont cepen-dant deacutemontreacute que le nombre de points de mesure requis par la norme est insuffisant pour certaines technologies radio et qursquoil entraicircne une incertitude de mesure accrue Crsquoest la rai-son pour laquelle un mode de mesure alternatif suppleacutemen-taire avec typiquement 1 million de points de mesure est deacutejagrave preacutevu dans le RampSregTS8997 Ce mode pourra ecirctre activeacute sous forme drsquooption logicielle degraves lrsquoadoption drsquoune version reacuteviseacutee de la norme
Proceacutedures de mesure automatiseacuteesLes proceacutedures de mesure et routines drsquoeacutevaluation requises par la norme sont impleacutementeacutees dans les options RampSregEMC32-K97 -K971 -K972 -K973 du logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 Le RampSregEMC32 est deacutejagrave uti-liseacute dans de nombreux laboratoires drsquoessais pour les tests CEM les rayonnements non essentiels (RSE Radiated-Spu-rious-Emission) et la puissance isotrope rayonneacutee eacutequiva-lente (PIRE) et peut deacutesormais ecirctre eacutegalement utiliseacute pour ces mesures drsquoougrave la disponibiliteacute de proceacutedures de mesure inteacutegreacutees lorsque par exemple sur la base des valeurs PIRE
Fig 4 Exemple de spectre drsquoun objet sous test agrave sauts de freacutequence
dans la bande de 24 GHz
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Fig 5 Interface utilisateur du RampSregTS8997 pour la mesure automatiseacutee des diffeacuterents sceacutenarios de test dans le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32
rayonneacutees obtenues les valeurs conduites doivent ecirctre extra-poleacutees et inversement
Les options logicielles englobent lrsquoexeacutecution automatique de tous les tests avec saisie des paramegravetres neacutecessaires aux appareils et normes (fig 5) Cela conforte lrsquoutilisateur car un certain nombre de tests ne sont requis que pour certaines normes tandis que les reacutesultats des tests preacuteceacutedents sont agrave prendre en consideacuteration pour le test suivant Lrsquoeacutetablissement de la liaison radio avec les objets sous test est soit pris en charge par le testeur de radiocommunication large bande de RohdeampSchwarz par exemple le RampSregCMW500 soit par des laquo Golden devices raquo correspondants
Extension de systegravemes existants au RampSregTS8997Gracircce au logiciel RampSregEMC32 et sa multitude de pilotes de peacuteripheacuteriques drsquoautres appareils de RohdeampSchwarz doteacutes de fonctionnaliteacutes comparables et deacutejagrave disponibles chez lrsquoutili-sateur peuvent ecirctre utiliseacutes comme une alternative au systegraveme de test cleacutes en main Le recours agrave des systegravemes utiliseacutes par exemple en deacuteveloppement pour drsquoautres tacircches de mesure
est eacutegalement possible Lrsquoextension des systegravemes CEM exis-tants peut ecirctre aiseacutement reacutealiseacutee avec le module RampSregOSP correspondant et le cas eacutecheacuteant avec drsquoautres appareils
ReacutesumeacuteLe systegraveme de test de certification RampSregTS8997 est le premier systegraveme complet au monde agrave pouvoir couvrir les mesures neacutecessaires et lrsquoautomatisation des tests requis par la RampTTE selon ETSI EN 300 328 v181 et ETSI EN 301 893 v171 Lrsquoau-tomatisation pousseacutee des tests baseacutee sur le tregraves reacutepandu logi-ciel de mesure CEM RampSregEMC32 assiste lrsquoutilisateur dans ces mesures Les systegravemes CEM existants peuvent ecirctre eacutetendus au systegraveme de test RampSregTS8997
Les responsables du groupe ETSI TG11 ndash ici en la personne de son preacutesident Edgard Vangeel ndash se feacutelicitent de ce que laquo RohdeampSchwarz propose avec le RampSregTS8997 un systegraveme capable de prendre en charge la nouvelle norme et de partici-per ainsi agrave sa reacuteussite eacutegalement dans les laboratoires drsquoessai et lrsquoindustrie raquo
Michael Steinmuumlller Frank Tofahrn (IMST GmbH)
ACTUALITEacuteS 20813 9
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Pile de protocole LTE
Couche 2
Couche 3
RF
Couche 1
Teacuteleacutephone mobile
RRC
NAS
LPP
IP
TCP
SSL
SUPL
LPP ou RRLP
U-Plane C-Plane
10
Services geacuteodeacutependants avec GPS GLONASS Galileo et OTDOAVeacuterifier la meacuteteacuteo au petit deacutejeuner emprunter le meilleur chemin via lrsquoapps de navigation aux heures drsquoaffluence
deux exemples parmi les nombreuses applications gracircce auxquelles les utilisateurs de smartphones peuvent
beacuteneacuteficier de services geacuteodeacutependants (LBS Location Based Services) Comment ces aides preacutecieuses trouvent-
elles si rapidement la position exacte Cet article jette un regard sur les coulisses des meacutethodes de positionne-
ment des services geacuteodeacutependants et preacutesente la gamme complegravete des systegravemes de test de RohdeampSchwarz qui
assurent lors de ce positionnement une participation harmonieuse de tous les composants
Positionnement avec des proceacutedures terrestres Cell-ID Enhanced Cell-ID OTDOALa position drsquoun teacuteleacutephone mobile peut ecirctre deacutetermineacutee selon diffeacuterentes meacutethodes La plus simple qui consiste agrave eacutevaluer lrsquoID de cellule fournit cependant des informations relative-ment impreacutecises De meilleurs reacutesultats sont obtenus avec la meacutethode Enhanced Cell-ID laquelle utilise des paramegravetres de signaux additionnels comme la puissance et la qualiteacute reccedilues (RSRP RSRQ Reference Signal Received Power Quality) lui permettant drsquoatteindre une preacutecision drsquoenviron une centaine de megravetres Avec le OTDOA (Observed Time Difference of Arri-val) processus inteacutegrant les diffeacuterences de temps de propaga-tion entre les signaux de plusieurs stations de base LTE des reacutesultats encore plus justes pourront ecirctre obtenus agrave lrsquoavenir
La meacutethode classique par satellite A-GPSDes reacutesultats encore bien meilleurs peuvent ecirctre obtenus avec les signaux GPS lesquels permettent drsquoaugmenter de quelques megravetres la preacutecision de positionnement Mais leur utilisation seule preacutesente un inconveacutenient majeur agrave savoir que lorsqursquoun module GPS nrsquoest pas utiliseacute pendant une assez longue peacuteriode un temps drsquoattente pouvant atteindre 50 secondes est neacutecessaire jusqursquoagrave ce que la position soit afficheacutee Cela tient au faible deacutebit de donneacutees du signal GPS de 50 bitss avec lequel le message de navigation (donneacutees de correction et trajectoires des satellites) est transmis Ce temps drsquoattente peut cependant ecirctre abreacutegeacute agrave lrsquoaide du GPS assisteacute (A-GPS) avec lequel le reacutecepteur GPS utilise eacutegalement des donneacutees connues sous le nom de donneacutees drsquoassistance ces donneacutees sont des messages de navigation ainsi que des informations suppleacutementaires en provenance du reacuteseau cel-lulaire De plus ces donneacutees sont transmises tregraves rapidement car les serveurs de localisation les transfegraverent quasi instanta-neacutement via le reacuteseau
Fig 1 Communication avec le serveur de localisation pile de protocole
LTE pour U-Plane et C-Plane
Vue drsquoensemble dans le deacutedale des protocoles La communication avec le serveur de localisation peut srsquoar-ticuler de deux maniegraveres soit par lrsquointermeacutediaire de mes-sages de controcircle (C-Plane similaire agrave un SMS) soit via des paquets IP ensemble avec drsquoautres donneacutees utiles (U-Plane) voir figure 1 Jusqursquoagrave preacutesent un nouveau protocole de locali-sation eacutetait deacutefini pour chaque norme de radiocommunication
GSM WCDMA LTE CDMA2000regC-Plane RRLP RRC LPP TIA-801U-Plane RRLP RRLP RRLP LPP TIA-801
Fig 2 Possibiliteacutes de combinaison des normes de radiocommunica-
tion mobile avec les protocoles de localisation Avec U-Plane tout proto-
cole de localisation peut theacuteoriquement ecirctre envoyeacute via chaque norme de
radiocommunication Le tableau ci-dessus preacutesente uniquement les com-
binaisons utiliseacutees dans la pratique
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Systegravemes de test pour LBS
cedilTS8991 OTAavec LBS
cedilTS-LBS Advancedavec cedilSMBV100A
cedilTS8980FTA + RRMavec cedilSMBV100A
cedilTS-LBSpour NetOp
cedilTS8980Savec cedilSMBV100A
cedilTS-LBSavec Connection BoxRampSregTS-CONN
cedilTS-LBS
Pour reacutepondre agrave toutes les exigences systegravemes de test pour terminaux utilisant des meacutethodes baseacutees reacuteseau et A-GNSS
De nombreux tests analysent en profondeur la performance des terminaux selon les meacutethodes baseacutees reacuteseau et A-GNSS (OTDOA eCID) et ce mecircme en simulant des conditions deacutefavorables Des mesures via lrsquointerface air (OTA) permettent de veacuterifier si un termi-nal possegravede une sensibiliteacute suffisante quelle que soit son orienta-tion spatiale La mesure de la laquo Minimum Performance raquo examine lrsquoexactitude et la dureacutee du positionnement Le flux complexe de messages peut ecirctre analyseacute avec les tests de conformiteacute de proto-cole Pour toutes ces applications RohdeampSchwarz propose des systegravemes de test approprieacutes qui prennent en charge aussi bien le C-Plane que le U-Plane et couvrent avec le testeur de radiocommu-nication large bande RampSregCMW500 comme simulateur de reacuteseau les principales normes de radiocommunications (GSM WCDMA
mobile importante RRLP RRC TIA-801 et LPP Malgreacute cette diversiteacute tous les protocoles transmettent fondamentalement des donneacutees drsquoassistance similaires dont les combinaisons sont illustreacutees en figure 2 Dans la variante U-Plane ces pro-tocoles sont encore encapsuleacutes dans le laquo Secure User Plane Protocolraquo (SUPL) lequel prend en charge le chiffrement et lrsquoauthentification des donneacutees de position sensibles
Lrsquounion fait la preacutecision ndash positionnement hybrideEntre temps des concurrents du GPS ont fait leur appari-tion comme le systegraveme russe GLONASS qui est pleinement
opeacuterationnel au niveau mondial depuis Octobre 2011 et le systegraveme europeacuteen Galileo qui dispose depuis octobre 2012 de quatre satellites en orbite La Chine avec son systegraveme Bei-dou est eacutegalement en lice Les donneacutees drsquoassistance du Glo-bal Navigation Satellite Systems (GNSS) ndash terme collectif affecteacute agrave tous les systegravemes de navigation par satellite ndash eacutetant nettement diffeacuterentes les unes des autres (fig 3) des exten-sions se sont aveacutereacutees neacutecessaires dans tous les protocoles de localisation ainsi que dans le protocole SUPL
En combinant les valeurs des diffeacuterents systegravemes satellitaires et du OTDOA une position peut ecirctre calculeacutee de faccedilon plus
LTE et bientocirct eacutegalement CDMA2000reg) Ensemble avec un geacuteneacute-rateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A doteacute des options approprieacutees tous les tests A-GNSS peuvent ecirctre effectueacutes
Les eacutequipements de test peuvent ecirctre adapteacutes de faccedilon modu-laire agrave toute application de la configuration minimale compacte constitueacutee du RampSregCMW500 du RampSregSMBV100A et de lrsquoordina-teur de controcircle jusqursquoau systegraveme de test RampSregTS8980FTA avec des tests de Radio Resource Management (RRM) inteacutegreacutes simu-lation de fading et plusieurs cellules OTDOA en passant par des systegravemes de test de performance OTA Lrsquointeacutegration de la plate-forme logicielle conviviale RampSregCONTEST facilite en outre la reacuteali-sation de campagnes de tests automatiseacutees
Programme complet systegravemes de test de RohdeampSchwarz
ACTUALITEacuteS 20813 11
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Comparaison des donneacutees dassistance GPS GLONASS
100 Mbits
Mobile par ex station de base LTE
50 bits 50 bits
GPS GLONASS
vz
r
vx
vy
Donneacutees de trajectoire GLONASS vecteur de vitesse et de position
vz
r
vx
vy
A
i
v
Ωγ
ω
Donneacutees de trajectoire GPS paramegravetres de Kepler
A
i
v
Ωγ
ω
A
i
v
Ωγ
ω
vz
r
vx
vy
12
preacutecise qursquoavec chaque systegraveme individuellement En particu-lier dans les laquo gorges urbaines raquo lrsquoutilisation de systegravemes mul-tiples fait qursquoune localisation peut encore ecirctre reacutealiseacutee lagrave ougrave eacutechouait jusqursquoagrave preacutesent un reacutecepteur preacutevu pour un seul sys-tegraveme Gracircce agrave la connexion avec le serveur de localisation de lrsquoopeacuterateur reacuteseau le terminal mobile peut en outre le cas eacutecheacuteant soumettre au reacuteseau le calcul de position hybride complexe
Secours en cas de neacutecessiteacute proceacutedures drsquourgence dans SUPL 20Lrsquoextension agrave SUPL 20 apporte non seulement le soutien de GNSS et LTE mais de nouvelles fonctionnaliteacutes complegravetes ont eacutegalement eacuteteacute ajouteacutees agrave la version U-Plane Ainsi en cas drsquoappel drsquourgence les laquo Emergency procedures raquo per-mettent la transmission automatique et fiable de la position aux eacutequipes de secours (fig 4) De plus la nouvelle fonction laquo Geofencing raquo permet lors de lrsquoentreacutee ou la sortie drsquoune zone de transmettre un message depuis le teacuteleacutephone mobile vers un terminal distant autoriseacute (fig 5)
ConclusionLe deacuteveloppement et lrsquoutilisation des services geacuteodeacutependants nrsquoest qursquoagrave ses tout deacutebuts Nul doute qursquoelle produira dans les prochaines anneacutees de nombreuses ideacutees et de nouvelles applications Lrsquoeacutequipement de mesure de RohdeampSchwarz srsquoy est deacutejagrave preacutepareacute et sera toujours agrave lrsquoavant-garde gracircce agrave lrsquoin-troduction de nouveaux deacuteveloppements
Stefan Maier Ewald Zelmer
Fig 3 Les donneacutees drsquoassistance pour GPS et GLONASS sont tregraves diffeacuterentes Avec A-GPS et A-GLONASS au lieu drsquoecirctre transmises par des liaisons
satellite lentes elles le sont quasi instantaneacutement via une radiocommunication mobile
Fig 4 En cas drsquourgence la position drsquoun appelant est transmise quasi
instantaneacutement aux services de secours
Fig 5 La fonction
laquo Geofencing raquo per-
met drsquoinformer un uti-
lisateur par exemple
de lrsquoarriveacutee drsquoune per-
sonne en gare de
destination
Sou
rce
de c
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s copy
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TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
RampSregFSW mesures sur faisceaux hertziens dans la bande ELrsquoaugmentation du trafic des terminaux mobiles neacutecessite une bande passante eacuteleveacutee pour pouvoir relier les
stations de base au reacuteseau Dans la bande E entre 71 GHz et 86 GHz deux bandes de freacutequences larges de
5 GHz chacune sont disponibles agrave cet effet pour reacutealiser des liaisons point-agrave-point Ces freacutequences eacuteleveacutees
repreacutesentent un deacutefi particulier pour les eacutequipements de mesure non seulement lors du processus de deacuteve-
loppement des modules drsquoeacutemission et de reacuteception mais eacutegalement pour la reacutealisation des mesures sur les
systegravemes de transmission
Bande E de la bande passante pour eacutetancher la soif de donneacuteesBien que lrsquoUIT (Union Internationale des Teacuteleacutecommunications) ait deacutejagrave approuveacute lrsquoattribution des freacutequences de la bande E comprises entre 71 GHz et 76 GHz et 81 GHz et 86 GHz pour des applications de transmission il y a plus de 30 ans lors de la Confeacuterence administrative mondiale des radiocommuni-cations (CAMR-79) agrave Genegraveve [1] il a fallu attendre plus de 20 ans pour que ces applications suscitent des inteacuterecircts com-merciaux et incitent la FCC (Federal Communications Com-mission) aux Eacutetats-Unis ainsi que les autoriteacutes europeacuteennes agrave accorder des licences pour ces bandes et agrave fixer les exi-gences techniques approprieacutees Deux facteurs pour lrsquoeacutemer-gence drsquoun tel inteacuterecirct ont eacuteteacute la production commerciale de composants requis pour cette gamme de freacutequences et la demande en taux de transmission toujours plus eacuteleveacutes neacuteces-sitant lrsquoutilisation de nouvelles bandes de freacutequences Dans la bande E eacutetablir des voies de transmission agrave des vitesses de plusieurs Gbits ne pose aucun problegraveme Ces deux bandes de freacutequences chacune doteacutee drsquoune plage continue de 5 GHz fournissent des bandes passantes de transmission de plu-sieurs centaines de MHz permettant drsquoatteindre des deacutebits de donneacutees eacuteleveacutes mecircme avec des types de modulation simples comme le BPSK Les modules drsquoeacutemission simples et fiables peuvent par conseacutequent ecirctre reacutealiseacutes pour ces liaisons agrave ondes millimeacutetriques Mais gracircce aux progregraves en RampD cela ne signifie aucunement que cette technologie ne permettrait pas drsquoutiliser des types de modulation plus complexes La porteacutee qui peut ecirctre obtenue dans ces bandes de freacutequences nrsquoest que leacutegegraverement infeacuterieure agrave celle constateacutee par exemple dans la bande des 38 GHz ce qursquoont deacutemontreacute des eacutetudes reacutealiseacutees dans des conditions meacuteteacuteorologiques normales avec une atteacutenuation de 05 dBkm en champ libre [2]
Ces freacutequences eacuteleveacutees posent toutefois de nouveaux deacutefis aux eacutequipements de mesure Lrsquoattribution de licence protegravege en effet contre les brouillages indeacutesirables creacuteeacutes par drsquoautres sources micro-ondes mais la puissance et le spectre de
lrsquoeacutemetteur doivent ecirctre mesureacutes pour assurer une coexis-tence sans perturbations Les exigences imposeacutees aux eacutemet-teurs dans cette gamme de freacutequences sont deacutecrites dans les speacutecifications techniques [3] notamment le gabarit spectral (masque) pour la puissance rayonneacutee
Mesures spectrales dans la bande E ndash meacutelangeur drsquoharmoniques indispensableLes analyseurs de spectre conviennent parfaitement pour ces mesures exigeantes mais ne sont disponibles dans le com-merce que jusqursquoagrave 67 GHz en une seule bande de freacutequences continue Les analyseurs doivent par conseacutequent ecirctre doteacutes de meacutelangeurs harmoniques externes [4] pour pouvoir reacuteali-ser des mesures de spectre dans la bande E Ces meacutelangeurs multiplient le signal de sortie de lrsquooscillateur local de lrsquoanaly-seur de spectre et meacutelangent le signal agrave ondes millimeacutetriques agrave analyser avec une harmonique approprieacutee obtenant ainsi la freacutequence intermeacutediaire de lrsquoanalyseur Le grand nombre drsquoharmoniques geacuteneacutereacutees dans le meacutelangeur ainsi que les har-moniques du signal drsquoentreacutee conduisent cependant agrave une multitude de signaux dans le spectre En outre lrsquoabsence de preacute-filtrage fait que la freacutequence drsquoimage nrsquoest pas supprimeacutee
Cela ne pose aucun problegraveme aussi longtemps que seuls des signaux CW sont appliqueacutes agrave lrsquoentreacutee du meacutelangeur Pour de tels signaux lrsquoanalyseur de spectre peut distinguer les signaux reacuteels des signaux provoqueacutes par un meacutelange ambigu A cet effet lrsquoanalyseur effectue avant la mesure reacuteelle une mesure de reacutefeacuterence lors de laquelle la freacutequence de son
Autres articles sur le RampSregFSW dans cette revue Les deux nouveaux modegraveles RampSregFSW43 et RampSregFSW50 sont preacutesenteacutes agrave la page 38 Les modaliteacutes de reacutealisation des mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande sont deacutecrites agrave partir de la page 43
ACTUALITEacuteS 20813 13
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Mesure spectrale
Ref 10 dBm EXTM IX E
RBW 2 MHzVBW 10 kHz SWT 125 ms
2 RM CLRWR
1 RM CLRWR
Delta 2 [T1] ndash4448 dB
ndash941506410256 MHz
Marker1 (T1)ndash1756 dBm
71995993590 GHz
Center 72 GHz 250 MHz Span 25 GHz
Sous
tract
ion
des
sign
aux
3 RM CLRWR
0
ndash10
ndash20
ndash30
ndash40
ndash50
ndash60
ndash70
ndash80
ndash90
10 Offset 20 dBASGL
LVL
3DB
1
2E64Q500
14
oscillateur local est augmenteacutee de deux fois la freacutequence intermeacutediaire Seuls les signaux preacutesents dans le balayage de reacutefeacuterence et de mesure sont des signaux reacuteels qui sont affi-cheacutes dans le spectre Mais cela devient plus compliqueacute si des signaux moduleacutes sont preacutesents agrave lrsquoentreacutee du meacutelangeur et ce en particulier avec des signaux tregraves large bande le signal reacuteel et le signal reccedilu agrave la freacutequence drsquoimage de lrsquoanalyseur de
spectre se chevauchent de sorte qursquoil nrsquoest plus possible de les distinguer
La figure 1 montre la mesure du spectre reacutealiseacutee avec le RampSregFSQ ndash un analyseur de spectre et de signaux de haute qualiteacute mais drsquoune geacuteneacuteration drsquoappareils moins reacutecente et dont la freacutequence intermeacutediaire est de 404 MHz La diffeacuterence de freacutequence entre le signal drsquoentreacutee drsquoune bande passante de 500 MHz et le signal drsquoimage est de 808 MHz Avec ce signal drsquoentreacutee il est encore possible de veacuterifier si le gabarit spectral selon [3] est respecteacute en soustrayant du spectre de la mesure reacuteelle le spectre de la mesure de reacutefeacuterence Mais si le signal drsquoentreacutee avait une bande passante de 1 GHz cela ne serait alors plus possible car le signal drsquoentreacutee et le signal drsquoimage se chevaucheraient Une analyse du signal dans le domaine temporel (donneacutees IQ) ougrave une telle correction nrsquoest pas pos-sible serait fortement alteacutereacutee par lrsquoinfluence du signal drsquoimage
RampSregFSW maicirctrise eacutegalement les signaux complexesLes analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW [5] doteacutes de lrsquooption RampSregFSW-B21 (connexions OLFI pour meacutelangeur externe) offrent ici un avantage majeur par rapport aux appa-reils conventionnels disponibles dans le commerce Avec une freacutequence intermeacutediaire de 13 GHz ils disposent drsquoune plage de freacutequences de 26 GHz exempte de signal drsquoimage Ainsi des gabarits drsquoeacutemission spectrale de signaux moduleacutes en large bande peuvent ecirctre aiseacutement mesureacutes mecircme si leurs bandes passantes atteignent la gamme des GHz Ensemble avec les meacutelangeurs harmoniques externes de la derniegravere geacuteneacuteration de RohdeampSchwarz comme par exemple avec le RampSregFS-Z90 (60 GHz agrave 90 GHz) la plage dynamique pouvant ecirctre atteinte est exceptionnelle Avec la perte de conversion
Fig 1 Mesure drsquoun signal drsquoentreacutee large de 500 MHz dans la bande E
avec lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSQ La courbe bleue
montre le reacutesultat de la mesure proprement dite et la courbe noire la
mesure de reacutefeacuterence On distingue clairement ici qursquoil est possible de
soustraire le signal drsquoimage situeacute en termes de freacutequence au-dessus du
signal drsquoentreacutee (courbe orange) Pour les signaux drsquoentreacutee agrave bande pas-
sante de 1 GHz cela ne serait plus possible
Fig 2 Mesure du mecircme signal
que celui repreacutesenteacute en figure 1
avec lrsquoanalyseur de spectre
RampSregFSW Le signal drsquoentreacutee et le
signal drsquoimage sont ici seacutepareacutes lrsquoun
de lrsquoautre de 26 GHz Les mesures
de gabarit spectral ou lrsquoanalyse de
modulation de signaux significati-
vement plus larges sont possibles
sans difficulteacutes
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
du meacutelangeur de typiquement 23 dB agrave 80 GHz la figure de bruit de lrsquoensemble du montage de test RampSregFSW compris se situe agrave environ ndash150 dBmHz Pour un point de compres-sion agrave 1 dB de ndash3 dBm nominal on obtient une gamme dyna-mique suffisante pour la mesure du gabarit spectral En effet la speacutecification technique de lrsquoETSI deacutefinit une valeur de 50 dB [3] Le RampSregFS-Z90 est eacutegalement eacutequipeacute drsquoun isola-teur agrave lrsquoentreacutee ce qui permet drsquoobtenir un ROS typique de 141 Les erreurs de mesure de puissance causeacutees par les reacuteflexions agrave lrsquoentreacutee en raison des deacutesadaptations sont donc reacuteduites drsquoun facteur drsquoenviron 5 par rapport aux meacutelangeurs deacutepourvus drsquoisolateurs
La figure 2 montre la mesure du mecircme signal drsquoune liaison micro-ondes dans la bande E comme en figure 1 Le signal drsquoentreacutee drsquoune bande passante de 500 MHz et le signal agrave la freacutequence image sont eacuteloigneacutes lrsquoun de lrsquoautre de 26 GHz et il est possible de mesurer si le gabarit spectral prescrit (ligne rouge) est respecteacute La dynamique requise de 50 dB est eacutega-lement aiseacutement obtenue avec ce montage
Le RampSregFSW permet drsquoanalyser non seulement le spectre mais eacutegalement la qualiteacute de modulation Avec sa bande pas-sante drsquoanalyse de 320 MHz (option RampSregFSW-B320) il est capable drsquoenregistrer les signaux large bande correspondants de les deacutemoduler avec lrsquooption drsquoanalyse de signaux vecto-riels RampSregFSW-K70 et drsquoeacutetudier la qualiteacute de modulation
La figure 3 montre lrsquoanalyse drsquoun signal QPSK avec une bande passante de 300 MHz Les mesures de lrsquoamplitude du vec-teur drsquoerreur (EVM) de la qualiteacute de modulation de lrsquoerreur de freacutequence du taux drsquoerreur symboles et bien plus encore peuvent ecirctre reacutealiseacutees Lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
Fig 3 Analyse de modulation
drsquoun signal QPSK avec 300 MHz
de bande passante Outre les
repreacutesentations graphiques
comme par exemple le dia-
gramme de constellation ou le
signal drsquoentreacutee dans le domaine
temporel des tableaux compre-
nant des valeurs numeacuteriques
offrent un aperccedilu rapide de la qua-
liteacute de modulation
Bibliographie[1] Radiofrequency Use and Management Impacts from the World Administrative Radio
Conference of 1979 WARC-79 chapter 4 overview actions and impacts page 77[2] ITU-R P676-6 Attenuation by atmospheric gases 2005[3] ETSI TS 102 524 V11 Technical Specification Fixed Radio Systems Point-to-Point
equipment Radio equipment and antennas for use in Point-to-Point Millimetre wave applications in the Fixed Services (mmwFS) frequency bands 71 GHz to 76 GHz and 81 GHz to 86 GHz
[4] Dr Florian Ramian Using Harmonic External Mixers to Extend the Frequency Range RohdeampSchwarz Application Note 1EF75
[5] La nouvelle reacutefeacuterence Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSW ACTUALITEacuteS (2011) Ndeg 204 (tireacute agrave part dans les pages centrales)
RampSregFSW repreacutesente les reacutesultats dans des tableaux ou sous forme graphique comme par exemple la phase et lrsquoamplitude dans un diagramme de constellation ce qui donne un aperccedilu visuel de la qualiteacute de modulation
ReacutesumeacuteLes liaisons par faisceaux hertziens dans la bande E deviennent de plus en plus attractives en raison des exi-gences sans cesse croissantes en termes de quantiteacute de don-neacutees agrave transmettre car il est possible ici drsquoatteindre les deacutebits de donneacutees les plus eacuteleveacutes de toutes les technologies de transmission sans fil Pour reacutealiser des mesures de spectre un analyseur de spectre doteacute drsquoun meacutelangeur harmonique externe est requis Une freacutequence intermeacutediaire eacuteleveacutee de lrsquoanalyseur offre une large plage exempte de signaux drsquoimage Les meacutelangeurs harmoniques de RohdeampSchwarz assurent gracircce agrave leurs pertes de conversion reacuteduites une dynamique eacuteleveacutee une excellente adaptation ainsi qursquoune grande preacute-cision lors des mesures de puissance Crsquoest ainsi que le RampSregFSW doteacute du meacutelangeur RampSregFS-Z90 repreacutesente la solution optimale pour cette application tout en offrant la pos-sibiliteacute de mesurer la qualiteacute de modulation des signaux
Dr Wolfgang Wendler
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TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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RLAN IEEE 80211ac mesures deacutesormais pos-sibles avec des appareils de milieu de gammeLa nouvelle norme RLAN IEEE 80211ac augmente de maniegravere significative le taux de transfert de donneacutees
Ce qui reacutejouit les utilisateurs constitue en revanche un deacutefi pour les fabricants car la nouvelle technologie
impose les plus hautes exigences aux composants utiliseacutes Toutes les mesures neacutecessaires sont deacutesormais
eacutegalement possibles avec des appareils de milieu de gamme de RohdeampSchwarz ndash et les systegravemes de test
optimiseacutes en termes de coucirct pour la production peuvent ecirctre reacutealiseacutes rapidement
RLAN IEEE 80211ac ndash nouvelle norme pour un deacutebit de donneacutees plus eacuteleveacuteLrsquoaccegraves agrave Internet avec des smartphones et tablettes via des reacuteseaux locaux radioeacutelectriques (RLAN eacutegalement appeleacutes WLAN ou Wi-Fi) est deacutesormais une pratique courante De plus en plus drsquoappareils tels que deacutecodeurs TV et teacuteleacuteviseurs sont doteacutes drsquoune connectiviteacute RLAN et les nouvelles applica-tions augmentent les exigences en termes de deacutebit de don-neacutees Mais les larges bandes passantes de signal neacutecessaires agrave cet effet ne sont disponibles que dans les gammes de freacute-quence eacuteleveacutees
Crsquoest la raison pour laquelle la norme IEEE 80211ac srsquoen-gage sur une nouvelle voie Elle utilise eacutegalement des bandes passantes de 80 MHz et 160 MHz dans la bande des 5 GHz ce qui lui permet drsquoatteindre des deacutebits de plusieurs Gbits Elle utilise en outre des scheacutemas de modulation drsquoordre plus eacuteleveacute et offre une gestion eacutetendue de la technologie multi-antennes (MIMO) avec un maximum de huit antennes et Multi-User MIMO
La 256QAM exige une bonne qualiteacute de signal Outre les types de modulation BPSK QPSK 16QAM et 64QAM preacuteceacutedemment utiliseacutes la norme IEEE 80211ac prend eacutegalement en charge la modulation 256QAM Le ter-minal sans fil deacutefinit la modulation agrave utiliser en fonction de la qualiteacute du signal mesureacute
Un switch Wi-Fi Multi-User MIMO peut servir plusieurs utilisa-teurs simultaneacutement et sur la mecircme freacutequence Cela est pos-sible gracircce agrave la propagation par trajets multiples et agrave la forma-tion de faisceaux selon la technologie drsquoantennes multiples Chaque utilisateur reccediloit un flux de donneacutees distinct et seacutepareacute dans lrsquoespace Le proceacutedeacute Multi-user MIMO ameacuteliore la capaciteacute de lrsquoensemble du systegraveme mais les flux de donneacutees individuels conduisent cependant agrave un niveau de bruit plus eacuteleveacute Or un rap-port signalbruit particuliegraverement eacuteleveacute avec un EVM infeacuterieur agrave ndash32 dB est requis pour la deacutemodulation des signaux 256QAM
Des exigences plus eacuteleveacutees sont eacutegalement imposeacutees en matiegravere de reacuteponse en freacutequence Par rapport au signal uti-liseacute par la norme IEEE 80211n une puissance constante est ici neacutecessaire sur une largeur de bande quatre fois plus eacutele-veacutee cocircteacute eacutemetteur et reacutecepteur Drsquoeacuteventuels eacutecarts conduisent ici eacutegalement agrave une augmentation de lrsquoerreur vectorielle EVM ndash obstacle aux transmissions agrave modulations drsquoun ordre aussi eacuteleveacute que celui de la 256QAM
Preacute-distorsion numeacuterique contre les effets non lineacuteairesAfin de pouvoir reacutepondre agrave ces exigences les composants tels que les amplificateurs et les meacutelangeurs doivent disposer drsquoun faible bruit et drsquoun comportement lineacuteaire sur une large gamme de freacutequences Alors que les composantes de bruit ne peuvent pas ecirctre isoleacutees du signal il est en revanche pos-sible de compenser les effets non lineacuteaires par une meacutethode dite de preacute-distorsion numeacuterique On procegravede agrave cet effet agrave une preacute-distorsion numeacuterique inverse avant amplification laquelle srsquooppose agrave la distorsion de lrsquoamplificateur et lrsquoannule de ce fait il en reacutesulte un signal amplifieacute lineacuteairement
Fig 1 Le RampSregSMBV100A (en haut) est le premier geacuteneacuterateur de
signaux vectoriels au monde agrave pouvoir geacuteneacuterer des signaux Wi-Fi avec
une bande passante RF de 160 MHz sans appareil suppleacutementaire Lrsquoana-
lyseur de spectre et de signaux RampSregFSV prend eacutegalement en charge la
nouvelle norme de reacuteseaux sans fil
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Tests eacutetendus requisLes tests imposeacutes par la IEEE 80211ac sont une extension de la norme preacuteceacutedente Les essais sur eacutemetteurs couvrent le gabarit spectral la planeacuteiteacute spectrale (Spectral Flatness) la freacutequence centrale et la qualiteacute de modulation Cocircteacute reacutecep-teur les caracteacuteristiques suivantes doivent ecirctre notamment veacuterifieacutees sensibiliteacute suppression des signaux dans les canaux adjacents suppression des signaux dans les canaux non-adja-cents puissance drsquoentreacutee maximale et sensibiliteacute CCA (Clear Channel Assessment) Les concepteurs et fabricants de com-posants pour la norme IEEE 80211ac doivent alors dispo-ser de sources et drsquoanalyseurs de signaux offrant au mini-mum une bande passante drsquoanalyse et de modulation IQ de 160 MHz dans la bande des 5 GHz
Solution de test de RohdeampSchwarzLa toute nouvelle geacuteneacuteration composeacutee du geacuteneacuterateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A et de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSV est conccedilue agrave cet effet (fig 1) Avec ces deux appareils toutes les mesures requises sur eacutemetteurs et reacutecepteurs sont simples agrave reacutealiser Les fonc-tions de geacuteneacuteration et drsquoanalyse de signaux neacutecessaires sont inteacutegreacutees et peuvent ecirctre utiliseacutees soit manuellement soit agrave lrsquoaide du seacutequenceur
Le RampSregSMBV100A offre une varieacuteteacute de fonctions la confi-guration de blocs de trame (frame-block) permet de meacutelan-ger diffeacuterents bursts pour diffeacuterents signaux Wi-Fi Ainsi un burst de 160 MHz peut ecirctre suivi drsquoun burst de 80 MHz selon IEEE 80211ac 11n ou 11a afin de simuler les sceacutenarios de signal reacuteels pouvant se produire sur un point drsquoaccegraves Pour les tests MIMO des signaux drsquoun maximum de huit antennes sont supporteacutes lesquels peuvent pour des essais statiques
ecirctre additionneacutes dans le geacuteneacuterateur avec diffeacuterents niveaux et phases et ce afin de geacuteneacuterer le signal composite adeacutequat pour lrsquoantenne de reacuteception Un bruit blanc gaussien peut ecirctre superposeacute au signal pour eacutemuler le bruit de lrsquoeacutetage drsquoen-treacutee RF drsquoun reacutecepteur
La grande qualiteacute de signal du geacuteneacuterateur complegravete ces fonc-tionnaliteacutes Le vecteur drsquoerreur pour un signal agrave bande passante de 160 MHz mesureacute avec une modulation de 256QAM est de ndash47 dB agrave 57 GHz De mecircme le RampSregSMBV100A se distingue particuliegraverement par une reacuteponse en freacutequence de 02 dB mesureacutee sur plus de 160 MHz
Pour lrsquoanalyse de signaux selon IEEE 80211ac le RampSregFSV reacutealise des mesures spectrales telles que les eacutemissions hors bande et non-harmoniques ainsi que la fuite en puissance dans les canaux adjacents De nombreuses mesures de para-megravetres de modulation peuvent ecirctre reacutealiseacutees dans le domaine temporel Lrsquoutilisateur peut confortablement basculer drsquoune mesure agrave lrsquoautre et les principaux reacutesultats peuvent ecirctre repreacutesenteacutes sous forme graphique ou de tableau (fig 2 et 3) Lrsquoeacutecran tactile offre en outre une utilisation particuliegraverement conviviale
Le RampSregFSV et le RampSregSMBV100A sont des appareils univer-sels utiliseacutes en deacuteveloppement et en production de stations de base de teacuteleacutephones mobiles et drsquoamplificateurs Drsquoautres applications exigent eacutegalement une bande passante eacuteleveacutee comme par exemple les mesures drsquoagreacutegation de porteuses du LTE Advanced agrave bande passante jusqursquoagrave 100 MHz les mesures de preacute-distorsion sur amplificateurs agrave large bande ainsi que les mesures drsquoimpulsions large bande et sur stations de base multistandards
Markus Loumlrner Martin Schmaumlhling
Fig 2 Le diagramme du haut montre sept bursts Wi-Fi deacutemoduleacutes En bas est illustreacute un diagramme
de constellation 256QAM Les points de constellation se situent parfaitement sur la grille et teacutemoignent
ainsi drsquoune haute qualiteacute de signal Les eacuteventuels eacutecarts constateacutes dans ce diagramme fourniront de
preacutecieuses informations sur lrsquoorigine des erreurs
Fig 3 Les principaux reacutesultats
peuvent eacutegalement ecirctre preacutesenteacutes
sous forme de tableau
ACTUALITEacuteS 20813 17
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Exemple dapplication NFC
Sommet A
Sommet B
Sommet C
Sommet A
Sommet B
Sommet C
NFC NFC
NFC
18
Geacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune toucheLa technologie NFC (Near Field Communication) investit notre environnement quotidien Elle est en passe
de devenir monnaie courante notamment sur les teacuteleacutephones mobiles haut de gamme Doteacutes de lrsquooption
RampSregSMx-K89 les geacuteneacuterateurs de signaux RohdeampSchwarz permettent de geacuteneacuterer les signaux NFC norma-
liseacutes neacutecessaires au deacuteveloppement et agrave la production de ces appareils
NFC ndash un autre standard de transmission courte porteacutee de plus A la diffeacuterence des systegravemes de transmission courte por-teacutee courants par ex Bluetoothreg la transmission NFC nrsquoest utilisable que sur des distances nettement plus courtes (voir encadreacute p 19) Ce qui de prime abord peut apparaicirctre comme une limitation permet en fait une ouverture agrave des applications nouvelles diffeacuterentes de celles exploiteacutees dans le cas du Bluetoothreg Lorsqursquoil srsquoagit de liaisons sur plusieurs megravetres les utilisateurs doivent pour des questions drsquoeacutecono-mie drsquoeacutenergie et de protection des donneacutees activer ou auto-riser explicitement la connexion avec leurs mobiles alors que celle-ci srsquoeffectue de faccedilon intuitive dans le cas de la NFC il suffit soit drsquoapprocher deux appareils lrsquoun de lrsquoautre soit drsquoen poser un sur un terminal Gracircce agrave cette simpliciteacute drsquoutilisation la technologie NFC est voueacutee agrave une multitude de nouvelles applications Quelques exemples
Paiement sans espegraveces au moyen drsquoun teacuteleacutephone portable ou drsquoune carte bancaire
Activation aiseacutee drsquoune connexion Wi-Fi dans un restaurant agrave lrsquoarriveacutee il suffit drsquoapprocher son mobile drsquoun terminal situeacute pregraves de lrsquoentreacutee et la suite srsquoeffectue automatiquement Plus besoin drsquoentrer des codes compliqueacutes et le restaurant est assureacute que la mise agrave disposition gratuite de la connexion sera toutefois reacuteserveacutee agrave lrsquousage de ses clients
Certaines applications plus exotiques sont deacutejagrave disponibles p ex une appli pour Smartphones se substituant au clas-sique forfait randonneacutee (fig 1)
Tests NFC en deacuteveloppement et en productionDe nombreuses applications neacutecessitent de faire communi-quer entre eux des appareils de diffeacuterents constructeurs Afin drsquoassurer lrsquointeropeacuterabiliteacute le NFC Forum a eacutetabli des proceacute-dures de test normaliseacutees Ces tests deacutecrits dans le docu-ment laquo Test Specifications Cases for the NFC RF Analog Spe-cification raquo permettent aux fabricants de veacuterifier en deacutevelop-pement et en production si leurs appareils compatibles NFC sont conformes aux exigences du standard NFC
Lors drsquoune communication NFC un appareil peut avoir deux rocircles diffeacuterents Srsquoil fournit lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la com-munication il est appeleacute laquo Polling Device raquo ou plus simple-ment laquo Poller raquo Si en revanche il utilise pour reacutepondre agrave un autre appareil NFC lrsquoeacutenergie que celui-ci met agrave sa disposition il fonctionne en mode drsquoeacutecoute (Listening) Lrsquoencadreacute de la page 19 fournit une bregraveve preacutesentation geacuteneacuterale de la tech-nologie de transmission NFC La speacutecification de test du NFC Forum eacutevoqueacutee plus haut prend en compte les tests destineacutes aux deux modes de dispositifs NFC
Fig 1 Dans le parc national des Hautes Tatras en Pologne des tags NFC
sont positionneacutes aux sommets des montagnes A chacun des sommets
qursquoils atteignent les randonneurs peuvent ndash agrave lrsquoaide drsquoun Smartphone NFC
et drsquoune appli correspondante ndash y valider leur passeport de randonneacutee
eacutelectronique en approchant le mobile du tag NFC
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Principe de la NFC
Circuit eacutelectronique
Circuit eacutelectronique
Polling Device Listening DeviceChamp eacutelectromagneacutetique
typ lt 5 mm
Tests sur Listening Devices
cedilSMBV100A
Oscilloscope cedilRTO RampSregRTO et logiciel pour PC
DUTListener
ReferencePollingDevice
Signal RF
cedilSMBV100A laquoY a-t-il quelquunraquoDUT Listener laquoOui voici mes caracteacuteristiques raquo
Tests sur appareils en mode drsquoeacutecoute (Listening Devices)Pour cette seacuterie de tests lrsquoobjet sous test (Device Under Test DUT) fonctionne en mode drsquoeacutecoute (fig 2) Un geacuteneacuterateur par ex le RampSregSMBV100A de RohdeampSchwarz deacutelivre les signaux Poller Pendant toute la seacutequence de test il fournit en outre lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la communication en geacuteneacuterant une porteuse agrave 1356 MHz Une antenne de reacutefeacuterence NFC (appeleacutee laquoReference Polling Device raquo est eacutegalement neacuteces-saire afin drsquoappliquer au DUT ce signal RF constitueacute de la por-teuse moduleacutee par le signal Poller Le NFC Forum a speacutecifieacute avec preacutecision la configuration de cette antenne et de lrsquoeacutelec-tronique correspondante
Si le Listening Device agrave tester fonctionne correctement il reacutepond en modulant le champ eacutelectromagneacutetique du Poller (modulation de charge) Lrsquoantenne de reacutefeacuterence enregistre la reacuteponse et lrsquoapplique sur un connecteur sous forme de signal
Principe de la communication en champ procheEn NFC la transmission srsquoeffectue sur des distances de quelques millimegravetres p ex en placcedilant une carte de paie-ment sur un terminal ou en approchant deux teacuteleacutephones mobiles lrsquoun de lrsquoautre Lrsquoun des appareils geacutenegravere alors un champ eacutelectromagneacutetique agrave une freacutequence de 1356 MHz (fig 3) A la diffeacuterence drsquoune transmission en radiocommu-nication mobile le signal nrsquoest pas rayonneacute dans lrsquoespace (en champ lointain) mais il donne lieu agrave un couplage induc-tif en champ proche avec lrsquoautre appareil de la mecircme maniegravere que dans un transformateur
Lrsquoappareil qui geacutenegravere le champ est appeleacute Polling Device ou Poller le second appareil est le Listening Device ou Listener (dans ce contexte une carte de paiement est donc consideacutereacutee comme eacutetant aussi un laquo appareil raquo) Crsquoest en modulant lrsquoamplitude de son champ que le Poller trans-met les donneacutees au Listener qui enregistre lrsquoinformation
Fig 3 En NFC la communication entre deux appareils utilise un
champ eacutelectromagneacutetique agrave 1356 MHz
La transmission du Listener vers le Poller srsquoeffectue par modulation de charge (Load Modulation) la quantiteacute drsquoeacutenergie que le Listener preacutelegraveve agrave partir du champ ne reste pas constamment la mecircme Elle peut au contraire varier dans le temps (le listener opegravere une modification drsquoimpeacutedance) Par une contre-reacuteaction il se produit une variation de lrsquoamplitude du champ alternatif que le Poller peut enregistrer
NFC-A NFC-B et NFC-FAu fil du temps ce type de communication en champ proche a ndash sous lrsquoimpulsion de diffeacuterents constructeurs ndash donneacute lieu agrave diverses normes de transmission Agrave partir des plus importantes drsquoentre elles le NFC Forum a eacutelaboreacute la norme NFC geacuteneacuterique La sub-division en trois sous-standards NFC-A NFC-B et NFC-F rappelle aujourdrsquohui encore que la nouvelle norme NFC est issue de difeacuterentes normes plus anciennes Ces trois sous-standards utilisent un champ agrave 1356 MHz Ils se diffeacuterencient par la faccedilon de moduler ce champ en amplitude par le codage des sym-boles transmis ainsi que par le deacutebit binaire
Concernant la Load Modulation NFC B il est aussi par-fois question de BPSK En fait il ne srsquoagit pas veacuteritable-ment drsquoune modulation de phase du champ mais plutocirct de modulation de phase drsquoune sous-porteuse modulant elle-mecircme lrsquoamplitude drsquoun champ agrave 1356 MHz
Fig 2 Montage typique utiliseacute pour les tests sur un Listening Device
eacutelectrique Celui-ci est examineacute par un systegraveme drsquoanalyse de signaux NFC ndash par ex lrsquooscilloscope RampSregRTO utiliseacute en liai-son avec le logiciel pour PC RampSregFS-K112PC ndash qui contribue agrave la deacutecision de savoir si le Listening Device a reacuteussi le test
ACTUALITEacuteS 20813 19
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Reacuteglage des paramegravetres de modulation
Tests de Polling
cedilSMBV100A
Oscilloscope cedilRTO et logiciel pour PC
DUTPoller
ReferenceListeningDevice
Signal en
bande de base
Deacuteclenchement
DUT Poller laquoY a-t-il quelquunraquoRampSregRTO au RampSregSMBV100A laquoQuelquun sadresse agrave nousraquoRampSregSMBV100A (simulant le Listener) laquoOui je suis lagrave voici mes caracteacuteristiques raquoDUT Poller laquoLeacutechange de donneacutees peut deacutebuterraquo
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Fig 6 Les paramegravetres de modulation permettent de modifier en sou-
plesse les flancs du signal La suroscillation de 5 geacuteneacutereacutee artificielle-
ment apregraves le flanc montant est nettement visible
Fig 4 Montage typique utiliseacute pour les tests sur un Polling Device
Tests sur appareils en mode de scrutation (Polling Devices)Pour les tests sur Polling Devices le DUT geacutenegravere le champ 1356 MHz neacutecessaire agrave la communication NFC et le module avec un signal Poller Ici aussi il est neacutecessaire de preacutevoir une antenne de reacutefeacuterence NFC positionneacutee dans le champ du Pol-ler Lrsquoenveloppe du signal Poller reccedilu est appliqueacutee sur un connecteur et veacuterifieacutee par le systegraveme drsquoanalyse NFC Pour certains tests cela suffit pour deacutecider de la reacuteussite ou de lrsquoeacutechec du test
Pour drsquoautres Polling Device Tests il est en revanche neacuteces-saire qursquoun geacuteneacuterateur de signaux fournisse une reacuteponse Listener afin drsquoinciter le Poller sous test agrave envoyer drsquoautres signaux (fig 4) Deacuteclencheacute agrave cet effet par le systegraveme drsquoanalyse le geacuteneacuterateur envoie vers lrsquoantenne de reacutefeacuterence une reacuteponse ad hoc sous forme de signal en bande de base Lrsquoeacutelectronique de lrsquoantenne de reacutefeacuterence effectue alors la modulation de charge du champ eacutelectromagneacutetique du Poller Si le compor-tement du Poller sous test est conforme agrave la norme un nou-veau signal Poller sera eacutemis pour ecirctre ensuite analyseacute
Les geacuteneacuterateurs de signaux vectoriels de RohdeampSchwarz produisent tous les signaux NFCDisponible pour les actuels geacuteneacuterateurs de signaux vectoriels RampSregSMU200A RampSregSMBV100A ainsi que RampSregAMU200A RampSregSMJ100A et RampSregSMATE200A la nouvelle option RampSregSMx-K89 permet de geacuteneacuterer aiseacutement les signaux Poller et Listener deacutecrits ci-dessus Les signaux obtenus avec cette option sont conformes agrave la norme NFC et compatibles avec les trois sous-standards NFC-A NFC-B et NFC-F (fig 5)
Les signaux peuvent ecirctre parameacutetreacutes dans le moindre deacutetail Il est p ex possible de modifier la forme des flancs ou de les deacutegrader artificiellement en introduisant des suroscil-lations afin de veacuterifier si le DUT peut fonctionner dans des conditions deacutefavorables (fig 6) Tous les paramegravetres sont non seulement reacuteglables manuellement via lrsquointerface graphique mais le geacuteneacuterateur peut aussi ecirctre commandeacute agrave distance et en temps reacuteel par des instructions SCPI transmises via GPIB ou Ethernet
En plus des tests de base prescrits par la norme lrsquooption RampSregSMx-K89 permet agrave lrsquoutilisateur de personnaliser ses propres seacutequences de test pour une analyse plus deacutetailleacutee Celui-ci peut avec beaucoup de souplesse regrouper diffeacute-rentes commandes NFC afin de constituer des seacutequences de grande longueur (fig 7) Il dispose agrave cet effet soit de com-mandes simples utiliseacutees pour la recherche drsquoappareils et lrsquoeacutevitement de collisions soit de commandes pour les proto-coles de transfert de donneacutees (plateforme de tags type 1 agrave 4 ISO DEP NFC-DEP) baseacutes sur NFC-A -B -F
Fig 5 Menu principal de lrsquooption RampSregSMx-K89 Celle-ci gegravere les trois
sous-standards du NFC Forum NFC-A NFC-B et NFC-F
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Une source unique pour tous les tests NFCLe programme RohdeampSchwarz adressant les tests NFC comporte tout ce qui est neacutecessaire pour effectuer les tests deacutecrits ici Un jeu complet drsquoantennes de reacutefeacuterence est dis-ponible pour lrsquointerface avec le champ NFC (Equipement de reacutefeacuterence selon le NFC Forum RampSregCSNFC-B8) [1]
Un eacutequipement RohdeampSchwarz acquis anteacuterieurement pour effectuer des mesures en radiocommunication mobile peut ecirctre doteacute de la fonctionnaliteacute NFC sans aucun ajout mateacuteriel Le logiciel de mesure NFC RampSregFS-K112PC permet en effet drsquoanalyser les signaux NFC enregistreacutes au moyen de lrsquooscil-loscope RampSregRTO ou de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
Fig 7 Les commandes NFC peuvent ecirctre regroupeacutees de faccedilon flexible en
seacutequences relativement longues Lrsquooption gegravere eacutegalement les commandes
pour les protocoles baseacutes sur les standards NFC-A -B -F (plateforme de
tags de type 1 agrave 4 ISO DEP et NFC-DEP)
Pour plus drsquoinformations[1] Page Technologie NFC RFID
httpwwwrohde-schwarzcomtechnologynfc[2] Page produit RampSregSMBV-K89 NFC ABF
httpwwwrohde-schwarzcomproductsmbvk89
RohdeampSchwarz est membre associeacute du NFC Forum NFC Forum et le logo laquo NFC Forum raquo sont des marques du Forum Near Field Communication
RampSregFSV La nouvelle option RampSregSMx-K89 est disponible degraves agrave preacutesent pour tous les geacuteneacuterateurs de signaux vecto-riels du programme actuel de RohdeampSchwarz elle complegravete ainsi lrsquooffre de test amp mesure pour la technologie NFC [2]
Bertram Fesl
ACTUALITEacuteS 20813 21
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Fig 1 Sonde de mesure de
puissance USB RampSregNRP-Z58
avec adaptateur pour la bande
de guide drsquoondes WR-10
(R900 WG-27) de 75 GHz agrave
110 GHz
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Transducteur thermoeacutelectriquePile thermoeacutelectrique
env 2 mm
Acheminement RF coplanaire
Terminaison RF (1er puits de chaleur) 2egraveme puits de chaleur
Masse
La sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm reacutealise des mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacuteJusqursquoagrave reacutecemment aucune solution attractive nrsquoexistait sur le marcheacute pour mesurer la puissance des
sources large bande jusqursquoagrave 110 GHz ou pour calibrer le niveau drsquoanalyseurs de reacuteseau doteacutes de ports de
test de 1 mm Les sondes disponibles pour les bandes V et W sont baseacutees sur une technologie obsolegravete et
ne couvrent que les composantes du signal situeacutees agrave lrsquointeacuterieur de leur bande de freacutequence respective Pour
reacutealiser des mesures large bande de multiples sondes harmoniseacutees sont alors neacutecessaires Rien de tel avec
la nouvelle sonde de mesure de puissance thermique RampSregNRP-Z58 laquelle couvre la totaliteacute de la gamme
de freacutequences de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute
Besoin identifieacute hellipLrsquooffre sur le marcheacute relative aux sondes de mesure de puis-sance pour des applications dans le domaine des ondes milli-meacutetriques est tregraves reacuteduite Depuis longtemps deacutejagrave la plupart de ces sondes ne reflegravetent plus lrsquoeacutetat de la technologie de pointe Cela srsquoapplique agrave la gamme de freacutequences de 67 GHz agrave 75 GHz mais eacutegalement agrave la bande W (75 GHz agrave 110 GHz) pour laquelle seuls un ancien type de sonde agrave base de diodes et un wattmegravetre fonctionnant selon le principe de mesure calorimeacutetrique sont disponibles Avec de telles sondes par exemple aucun signal situeacute en dessous de la freacutequence de coupure du type de guide drsquoondes de deacutetection utiliseacute nrsquoest pris en compte ce qui complique les mesures de puissance
des sources large bande comme les photo-deacutetecteurs et les photoreacutecepteurs pour Ethernet 100G Il en est de mecircme pour le calibrage de niveau des analyseurs de reacuteseau avec des ports de test de 1 mm Ici eacutegalement la seule possibiliteacute de calibrage consistait jusqursquoagrave ce jour agrave mesurer successive-ment les diffeacuterentes bandes de freacutequences avec les sondes de mesure de puissance correspondantes approprieacutees De plus les sondes de puissance agrave connecteurs en guide drsquoondes neacutecessitaient alors la mise en place drsquoun adaptateur sur le connecteur coaxial de la source Hormis la charge de travail et la difficulteacute drsquoautomatisation cette proceacutedure induit une plus grande usure du connecteur 1 mm deacutejagrave assez sensible Cette usure est non seulement due aux multiples change-ments de sondes mais eacutegalement agrave la contrainte meacutecanique lieacutee au poids et la taille imposantes des sondes de puissance agrave guides drsquoondes conventionnelles
hellip et mise sur le marcheacute drsquoun produit innovant Avec la nouvelle sonde de puissance thermique RampSregNRP-Z58 (fig 1) les problegravemes deacutecrits ci-dessus appartiennent deacutesor-mais au passeacute Un connecteur coaxial de 1 mm (macircle) permet en effet de couvrir sans discontinuiteacute la totaliteacute de la gamme de freacutequences de DC agrave 110 GHz La plage de mesure de puis-sance srsquoeacutetend de 03 microW (minus35 dBm) agrave 100 mW (+20 dBm) couvrant ainsi la plage inteacuteressante en termes de meacutetrologie En outre la nouvelle sonde de puissance est leacutegegravere et pra-tique et peut ecirctre directement utiliseacutee agrave partir drsquoun PC via un port USB Ses autres caracteacuteristiques telles que vitesse de mesure eacuteleveacutee excellente lineacuteariteacute traccedilabiliteacute complegravete aux eacutetalons primaires des instituts de meacutetrologie nationaux renommeacutes et possibiliteacute de veacuterification interne ndash sont eacutegale-ment remarquables Ainsi non seulement le RampSregNRP-Z58
Fig 2 Structure du transducteur thermoeacutelectrique ndash un deacuteveloppement
de RohdeampSchwarz
ACTUALITEacuteS 20813 23
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Calibrage avec reacutefeacuterence DC
Source RF (DUT)
Reacutefeacuterence DC
Transducteur thermoeacutelectrique
P+
ndash
PDC
PRF
Sonde de puissance RampSregNRP-Z58
Frontal du RampSregNRP-Z58
Acheminement coaxial du signal
Ligne coplanaire
Transducteur thermoeacutelectrique (Couche RF)
Traitement du signal analogique
Transition coaxiale ndash planaire
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constitue le premier choix pour reacutealiser des mesures de puis-sance sur les ports coaxiaux de 1 mm mais il peut eacutegalement remplacer des sondes de puissance agrave guides drsquoondes dans de nombreuses autres applications (voir encadreacute page 25)
La sonde de mesure de puissance 110 GHz RampSregNRP-Z58 fait partie de la famille RampSregNRP de RohdeampSchwarz et dis-pose de toutes leurs caracteacuteristiques essentielles Sa piegravece maicirctresse est le transducteur thermoeacutelectrique indirec-tement chauffeacute agrave savoir un deacuteveloppement exclusif de RohdeampSchwarz qui combine de tregraves bonnes valeurs drsquoadap-tation avec une plage dynamique eacuteleveacutee et un temps de reacuteponse de quelques millisecondes (fig 2) Le connecteur RF est relieacute via une transition large bande en instance de brevet laquelle transforme le champ de lrsquoonde incidente agrave symeacutetrie radiale et lrsquoadapte agrave la distribution de champ agrave lrsquoentreacutee copla-naire du transducteur elle permet en mecircme temps drsquoobtenir une excellente isolation thermique (fig 3) Ces mesures ainsi que drsquoautres relatives agrave la conception thermique assurent que la deacuterive du zeacutero reste neacutegligeable agrave diffeacuterentes tempeacuteratures ambiantes ou lors du vissage de la sonde Dans des condi-tions ambiantes constantes on peut srsquoattendre agrave ce qursquoil nrsquoy ait pratiquement pas de deacuterive car lrsquoarchitecture de la chaicircne de traitement du signal garantit la suppression totale du bruit 1f Dans de nombreux cas le calibrage du zeacutero en usine est donc suffisant Cela a en outre permis de se passer de la fonc-tion de mise agrave zeacutero interne laquelle nrsquoaurait drsquoailleurs conduit agrave aucune ameacutelioration mais au contraire agrave des interruptions longues et asynchrones du processus de mesure
Tension de reacutefeacuterence DC interne Pour la veacuterification du transducteur de mesure thermoeacutelec-trique et de la chaicircne de traitement de signal analogique en aval la sonde de puissance RampSregNRP-Z58 inclut une reacutefeacute-rence DC (fig 4) ndash ce qui rend superflu le calibrage avec une source de reacutefeacuterence externe de 50 MHz Pour cela il nrsquoest mecircme pas neacutecessaire de deacuteconnecter la sonde de puissance
de lrsquoobjet sous test aussi longtemps que celui-ci fournit un signal suffisamment stable Avec une reproductibiliteacute de lrsquoordre de 10ndash4 la veacuterification effectueacutee avec la reacutefeacuterence DC inteacutegreacutee est de loin supeacuterieure agrave un calibrage reacutealiseacute avec des signaux RF externes
Le processus drsquoeacutetalonnage en usine reacutealiseacute sur environ 200 freacutequences est directement traccedilable par rapport aux eacutetalons primaires de lrsquoInstitut national de meacutetrologie de la Reacutepublique feacutedeacuterale drsquoAllemagne (Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB) et des Eacutetats-Unis (National Institute of Standards and Technology NIST) Ici RohdeampSchwarz beacuteneacuteficie eacutegalement de lrsquoutilisation drsquoun micro-calorimegravetre reacutecemment mis en ser-vice par le PTB lequel couvre la totaliteacute de la bande W Dans cette gamme les incertitudes drsquoeacutetalonnage de cette nouvelle sonde de puissance se situent entre 60 et 70 (calculeacutees selon GUM avec un coefficient de couverture eacutegal agrave 2)
Indication de puissance hautement lineacuteaireLors du deacuteveloppement un soin tout particulier a eacuteteacute apporteacute agrave lrsquoobtention drsquoune haute lineacuteariteacute de lrsquoindication de puissance caracteacuteristique particuliegraverement importante pour des mesures relatives Ceci srsquoapplique aux mesures scalaires drsquoaffaiblis-sement de gain et de reacuteflexion ainsi notamment qursquoaux mesures de puissances indirectes via des coupleurs direction-nels avec lesquelles la reacutefeacuterence absolue est obtenue par un calibrage du systegraveme agrave un seul niveau Avec une incertitude de lineacuteariteacute maximum de 023 (001 dB) le RampSregNRP-Z58 se situe au niveau des sondes de puissance classiques agrave base de thermistances avec lesquelles la meacutethode de substitution DC permet drsquoobtenir une grande lineacuteariteacute Mais pour des rai-sons lieacutees agrave la vitesse de mesure le RampSregNRP-Z58 nrsquoutilise pas cette meacutethode qursquoil remplace par la reacutealisation drsquoune cor-rection de lineacuteariteacute numeacuterique laquelle est baseacutee sur un eacuteta-lonnage en usine du transducteur thermoeacutelectrique avec des tensions continues et peut rester inchangeacutee pendant toute la dureacutee de vie de la sonde
Fig 4 Circuit pour calibrage interne avec tension continueFig 3 Frontal RF avec transition coaxiale-coplanaire
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Vitesse de mesure La vitesse de mesure accessible correspond aux sondes de puissance thermoeacutelectriques modernes mais dans cer-tains cas particuliers elle deacutepend tregraves fortement de lrsquoappli-cation Lorsqursquoil srsquoagit drsquoeffectuer le plus de mesures pos-sibles dans un laps de temps donneacute il est possible gracircce agrave un mode agrave meacutemoire tampon de reacutealiser plus de 500 mesures par seconde Le temps drsquoouverture pour un point de mesure peut ecirctre reacutegleacute avec une reacutesolution drsquoune demi-milliseconde la mesure peut ecirctre reacutealiseacutee soit en deacuteclencheacute soit en roue libre En renonccedilant agrave la fonction buffer et en sortant indi-viduellement chaque reacutesultat de mesure 350 reacutesultats de mesure deacuteclencheacutes par seconde sont neacuteanmoins encore possibles Si plusieurs mesures de faible puissance sont agrave moyenner pour pouvoir obtenir un reacutesultat de mesure stable le taux de mesure effectif pouvant ecirctre atteint srsquoen trouve bien eacutevidemment reacuteduit Compareacute agrave drsquoautres produits pour la bande W le RampSregNRP-Z58 se satisfait cependant drsquoun facteur de calcul de moyenne plus faible car son plancher de bruit est nettement plus bas Il en reacutesulte des temps drsquoeacutetablissement
Bien que la sonde de puissance RampSregNRP-Z58 ait eacuteteacute deacutevelop-peacutee pour des applications large bande agrave connecteurs 1 mm elle peut eacutegalement ecirctre utiliseacutee pour des mesures sur interfaces agrave guides drsquoondes via des adaptateurs approprieacutes (fig 5) ndash ouvrant par conseacutequent agrave ces applications de toutes nouvelles possibili-teacutes Ainsi une seule sonde RampSregNRP-Z58 suffit en principe pour effectuer les mesures de puissance sur toute interface dans la gamme de freacutequences allant jusqursquoagrave 110 GHz De cette faccedilon il est notamment facile de reacutealiser des mesures dans les bandes de freacutequences pour lesquelles aucune sonde de mesure de puis-sance agrave guide drsquoondes nrsquoest disponible sur le marcheacute comme par exemple la bande WR-12 (R740 WG-26) de 60 GHz agrave 90 GHz On pourrait alors bien sucircr dans ce cas eacutequiper une sonde de puis-sance agrave guide drsquoondes pour la bande WR-10 drsquoun adaptateur WR-12 mais une telle combinaison ne serait pas tregraves attractive La grande longueur de la sonde agrave guide drsquoondes srsquoen trouverait encore augmenteacutee et la gamme de freacutequence deacutejagrave faible se reacutedui-rait agrave lrsquointersection avec la bande du guide drsquoondes de lrsquoobjet sous test agrave savoir agrave la bande de 75 GHz agrave 90 GHz
Outre lrsquoapplicabiliteacute universelle il existe cependant drsquoautres argu-ments en faveur de lrsquoutilisation du RampSregNRP-Z58 pour des appli-cations agrave guides drsquoondes arguments qui lrsquoemportent geacuteneacuterale-ment largement sur lrsquoinconveacutenient que repreacutesente la neacutecessiteacute drsquoadaptation Il srsquoagit notamment de la vitesse de mesure beau-coup plus eacuteleveacutee de la suppression du reacuteglage fastidieux avec une source de reacutefeacuterence de 50 MHz de la stabiliteacute eacuteleveacutee en tem-peacuterature de la traccedilabiliteacute complegravete de lrsquoeacutetalonnage du principe de mesure thermique et enfin et non des moindres de la possibiliteacute de fonctionner sans appareil de base speacutecifique
Lrsquoaffaiblissement de lrsquoadaptateur en amont et son interaction avec lrsquoentreacutee de la sonde de puissance peuvent ecirctre compenseacutes par une proceacutedure eacuteleacutegante appeleacutee embedding Agrave cet effet le
RampSregNRP-Z58 comme toutes les sondes de puissance RampSregNRP dispose de la fonction de correction de paramegravetres S qui permet drsquoenregistrer dans la sonde les quatre paramegravetres S de lrsquoadap-tateur pour un grand nombre de freacutequences et de les prendre en compte dans le reacutesultat de mesure sans autre intervention de lrsquoutilisateur Lrsquoeffet de la reacuteflexion agrave lrsquoentreacutee du guide drsquoondes de la sonde de puissance en moyenne leacutegegraverement augmenteacute par lrsquoadaptateur ne peut ecirctre compenseacute que par une correction gamma Cette meacutethode est eacutegalement mise en œuvre dans le RampSregNRP-Z58 mais requiert la connaissance du coefficient de reacuteflexion complexe agrave la sortie de lrsquoobjet sous test Si ce coefficient est connu les incertitudes de deacutesadaptation restantes sont alors neacutegligeables Dans le cas contraire il est conseilleacute au moins en cas de fortes exigences de preacutecision et drsquoobjets sous test tregraves deacutesadapteacutes drsquoeffectuer une estimation des effets possibles de cette deacutesadaptation sur le reacutesultat de mesure
plus courts qursquoauparavant drsquoun facteur de dix de sorte qursquoil est possible de mesurer des niveaux de minus10 dBm quasi ins-tantaneacutement tout en beacuteneacuteficiant simultaneacutement drsquoune stabi-liteacute satisfaisante
Robustesse meacutecanique et preacutecision extrecircmeLe connecteur 1 mm du RampSregNRP-Z58 deacutetermine de maniegravere deacutecisive lrsquoadaptation drsquoimpeacutedance la reproductibiliteacute et la capaciteacute de charge du nouveau produit Crsquoest la raison pour laquelle RohdeampSchwarz assure lui-mecircme la production de ce connecteur en le soumettant agrave un controcircle de qualiteacute rigoureux Qui plus est lrsquoeacutecrou drsquoaccouplement du connec-teur est monteacute sur un roulement agrave billes permettant de vis-ser la sonde manuellement de faccedilon si preacutecise qursquoil nrsquoest pas neacutecessaire drsquoutiliser une cleacute dynamomeacutetrique En outre lrsquousure du connecteur srsquoen trouve reacuteduite car la friction moins importante eacutevite une rotation du conducteur exteacuterieur lors du serrage de lrsquoeacutecrou drsquoaccouplement
Thomas Reichel
Mesures de puissance sur toute interface dans la gamme de freacutequences jusqursquoagrave 110 GHz
Fig 5 Sonde de puissance RampSregNRP-Z58 avec adaptateur pour la
bande de guide drsquoondes WR-10 (R900 WG-27) de 75 GHz agrave 110 GHz
ACTUALITEacuteS 20813 25
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
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Le meilleur choix sondes de puissance USB de RohdeampSchwarzLes sondes wattmegravetres avec interface USB utiliseacutees pour les applications de mesures de puissance haute
freacutequence et micro-ondes ont en lrsquoespace de quelques anneacutees largement remplaceacute le duo composeacute drsquoune
sonde analogique et drsquoune uniteacute de base analogique-numeacuterique La principale motivation de cette eacutevolu-
tion reacuteside dans la reacuteduction des coucircts et lrsquoapplicabiliteacute universelle obtenues gracircce agrave la grande notorieacuteteacute du
bus USB Ce qui est moins connu en revanche est que lrsquointeacutegration totale du concept de wattmegravetre dans les
sondes eacutetait la condition preacutealable au perfectionnement des eacutequipements de mesure de puissance RF en
termes de fonctionnaliteacutes et de qualiteacute
Pourquoi faut-il des sondes Les wattmegravetres occupent une position particuliegravere au sein des appareils de mesure hautes freacutequences car ils sont les seuls agrave ecirctre directement connecteacutes agrave lrsquoobjet sous test agrave savoir sans passer par lrsquointermeacutediaire de cacircbles RF Cela est eacutetroitement lieacute agrave la nature de leurs tacircches consistant agrave cap-ter la puissance de lrsquoobjet sous test avec une charge parfai-tement adapteacutee en matiegravere drsquoimpeacutedance drsquoondes Un cacircble mecircme solidaire du wattmegravetre nrsquoaurait que des effets neacutega-tifs en raison de la deacutegradation de lrsquoadaptation et de la repro-ductibiliteacute qursquoil engendrerait
Eacutetant donneacute qursquoil nrsquoest pas possible de relier directement au connecteur RF drsquoun objet sous test un appareil de mesure complet drsquoune masse de plusieurs kilogrammes le transduc-teur haute freacutequence a depuis un certain temps deacutejagrave eacuteteacute seacutepareacute du reste de lrsquoappareil et inteacutegreacute dans une sonde de
puissance de taille reacuteduite Celle-ci a pu ecirctre relieacutee directe-ment agrave lrsquoappareil de base auquel il suffisait de transfeacuterer uni-quement le signal de sortie basse freacutequence relativement peu critique du transducteur
Le concept de ces dispositifs a pu srsquoimposer tregraves longtemps sur le marcheacute jusqursquoagrave ce que les exigences fixeacutees par les technologies de radiocommunication numeacuterique ne puissent finalement plus ecirctre geacuterables Il devenait en effet difficile de reacuteduire les coucircts de fabrication et par conseacutequent le prix de vente malgreacute tous les progregraves reacutealiseacutes en eacutelectronique les fonctionnaliteacutes restaient modestes et la vitesse de mesure ainsi que la preacutecision se trouvaient limiteacutees par le concept de dispositifs partageacutes Surmonter cette difficulteacute ne pouvait pas-ser que par lrsquointeacutegration des fonctionnaliteacutes de lrsquouniteacute de base dans la sonde
RohdeampSchwarz ndash pionnier de lrsquointeacutegrationAu milieu des anneacutees 1990 la miniaturisation et la perfor-mance des appareils eacutelectroniques progressaient si forte-ment qursquoil devenait alors possible de reacutealiser cette inteacutegration RohdeampSchwarz a eacuteteacute le premier agrave franchir cette eacutetape en deacuteveloppant les sondes agrave tecirctes drsquoinsertion RampSregNRT-Z com-mandeacutees via lrsquointerface RS-422 Ces sondes pouvaient non seulement ecirctre utiliseacutees sur un appareil de base numeacuterique le RampSregNRT mais eacutegalement sur un PC via les interfaces RS-232 ou PC-Card Ce concept a eacutetabli une nouvelle reacutefeacuterence en matiegravere de mesure de puissance RF et a eacuteteacute maintes fois copieacute par la concurrence
Les wattmegravetres inteacutegreacutes sont reacuteellement devenus populaires avec les sondes de puissance de la seacuterie RampSregNRP-Z doteacutees drsquoune interface USB lesquelles ont eacuteteacute introduites sur le mar-cheacute au deacutebut des anneacutees 2000 (fig 1) Elles ont particuliegravere-ment beacuteneacuteficieacute du succegraves de cette interface en eacutetant drsquoune
Fig 1 Seacutelection de sondes de mesure de puissance de la famille RampSregNRP
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part utiliseacutees en tant qursquoaccessoires pour une varieacuteteacute drsquoappa-reils de mesure et drsquoautre part en ayant deacutesormais la capaciteacute de transformer une tablette ou un teacuteleacutephone mobile en watt-megravetre (voir photo de couverture) Mais la grande populariteacute du bus USB ne constitue que la raison la plus manifeste du succegraves de ces sondes
Plus petit plus leacuteger et plus eacuteconomiquePour un wattmegravetre classique lrsquouniteacute de base repreacutesente envi-ron les 23 du coucirct Lrsquointeacutegration de cette fonctionnaliteacute dans la sonde si cela est neacutecessaire pour la preacuteparation des reacutesultats de mesure permet de reacuteduire le coucirct de moitieacute par rapport aux systegravemes preacuteceacutedents ndash sous reacuteserve bien entendu de dis-poser drsquoun ordinateur ou drsquoun autre appareil de mesure pour lrsquoaffichage des reacutesultats
Ce rapport se trouve encore ameacutelioreacute lorsqursquoon compare des sondes large bande inteacutegreacutees avec des wattmegravetres crecirctes agrave fonctionnaliteacutes eacutequivalentes Ces derniers ont occupeacute pen-dant longtemps une position particuliegravere au sein des watt-megravetres car ils eacutetaient capables drsquoanalyser des signaux pulseacutes ou moduleacutes et de les repreacutesenter dans le domaine temporel Les efforts correspondants mis en œuvre en matiegravere de tech-nique de mesure eacutetant nettement supeacuterieurs par rapport aux wattmegravetres conventionnels ils sont encore aujourdrsquohui rela-tivement chers Cela est mis en eacutevidence de maniegravere exem-plaire par lrsquointerface de sonde complexe drsquoun tel dispositif (fig 2) lequel nrsquoempecircche cependant pas que la longueur du cacircble de connexion intervienne de maniegravere notable dans les reacutesultats de mesure
Les sondes large bande inteacutegreacutees comme par exemple celles de la seacuterie RampSregNRP-Z8x peuvent ecirctre fabriqueacutees agrave une fraction du coucirct tout en offrant la quasi-totaliteacute des perfor-mances connues des sondes de mesure de puissance crecircte 30 MHz de bande passante videacuteo 13 ns de temps de monteacutee taux drsquoeacutechantillonnage en temps reacuteel de 80 Meacutechs trigger interne ou externe et eacutevaluation automatique des paramegravetres drsquoimpulsion La longueur du cacircble de liaison nrsquoa plus drsquoimpor-tance Il faut en outre souligner que les sondes large bande de RohdeampSchwarz disposent drsquoune large dynamique ineacutega-leacutee et drsquoune fonction drsquoanalyse statistique ultra-rapide
La reacuteduction de poids et de volume est au moins aussi impor-tante que les eacuteconomies de coucircts reacutealiseacutees les gains poten-tiels peuvent ici atteindre plus de 90 lorsqursquoon opte pour un wattmegravetre inteacutegreacute
Meilleur et plus preacutecis sans uniteacute de baseLrsquointerface monovoie standardiseacutee des sondes de puissance conventionnelles constitue leur plus grande force mais en mecircme temps leur plus grande faiblesse Drsquoune part elle per-met lrsquoutilisation de diffeacuterentes sondes sur une uniteacute de base et drsquoautre part elle limite de maniegravere significative les possi-biliteacutes de traitement du signal Cela est particuliegraverement mis en eacutevidence par les sondes agrave chemins multiples qui prennent aujourdrsquohui une importance consideacuterable Eacutetant donneacute qursquoelles ne peuvent ecirctre exploiteacutees qursquoen transfeacuterant seacutequen-tiellement les signaux de deacutetection agrave une uniteacute de base clas-sique leurs possibiliteacutes ne sont que rarement utiliseacutees Non seulement des retards de commutation et des effets drsquohysteacute-reacutesis peuvent se produire lors du changement du chemin de mesure mais la voie de mesure standardiseacutee nrsquoest pas tregraves approprieacutee ni pour les mesures synchrones du signal dans des intervalles de temps ni pour la mesure de la puissance drsquoenveloppe
Pour les sondes agrave chemins multiples et traitement de signal inteacutegreacute en revanche un concept reacutesolument adapteacute aux caracteacuteristiques de ce type de deacutetecteur peut ecirctre appliqueacute Agrave cet effet les signaux drsquoun maximum de trois chemins de mesure sont traiteacutes en parallegravele de sorte qursquoune valeur de mesure valide est toujours preacutesente La neacutecessiteacute de reacutepeacuteter une mesure parce que le chemin de mesure choisi a eacuteteacute sur-chargeacute ou sous-chargeacute est ainsi eacutecarteacutee En outre la totaliteacute de la voie de mesure peut ecirctre conccedilue de faccedilon agrave permettre la reacutealisation de mesures de puissance synchrones sur des signaux tels que rencontreacutes par exemple sur les signaux de communication agrave structure TDMA
On pourrait ecirctre tenteacute de croire que le concept classique apporterait au moins lrsquoavantage drsquoune plus grande preacuteci-sion mais on constate que pour les sondes thermoeacutelectriques deacutejagrave tregraves preacutecises les solutions inteacutegreacutees peuvent ecirctre encore meilleures Cela tient au fait que les appareils de base ana-logiques produisent leurs propres contributions drsquoerreurs absentes en revanche dans les concepts inteacutegreacutes (fig 3)
La suppression de lrsquoappareil de base preacutesente encore bien drsquoautres avantages eacutetant donneacute que les reacutesultats de
Fig 2 Interfaces pour sondes de puissance et comparaison de leur taille
(en termes drsquoeacutechelle) sonde de puissance de crecircte (agrave gauche) interface
standardiseacutee pour RampSregNRP (au centre) et micro-USB (agrave droite)
Lrsquoapplication gratuite laquo Power Viewer Mobile raquo relative aux appareils Android est dis-ponible dans Google play La note drsquoapplication laquo Using RampSregNRP-Z Power Sensors with Power Viewer Mobile for Android Handheld Devices raquo est disponible au teacuteleacute-chargement (mot cleacute 1MA215)
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Composition des incertitudes de mesure
Uniteacute de base
Uniteacute de base lors du calibrage
Source de reacutefeacuterence 1 mW 50 MHz
Coefficient de calibrage
Deacutesadaptation
Deacutecalage du zeacutero
Bruit
Deacutesadaptation lors du calibrage13 [lt 30 ] 11 [lt 16 ]
11
025
091
041
050
050
040
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mesure ne deacutependent que de la sonde les mesures de puis-sance relatives peuvent ecirctre effectueacutees avec une incertitude moindre les reacutesultats de mesure sont plus reproductibles et le calibrage du deacutecalage zeacutero peut ecirctre reacutealiseacute de maniegravere speacutecifique agrave la sonde lors de la fabrication Le gain de preacuteci-sion pour les mesures de rapport est significatif au lieu drsquoune incertitude systeacutematique (type B) drsquoau moins 1 pour lrsquoen-semble sonde uniteacute de base drsquoun wattmegravetre classique cette valeur nrsquoexcegravede pas 023 pour les sondes thermoeacutelec-triques inteacutegreacutees de la seacuterie RampSregNRP-Z5x et cela sur la tota-liteacute de la plage de puissance
Sources de reacutefeacuterence 50 MHz obsolegravetesAgrave lrsquoorigine la source de reacutefeacuterence geacuteneacuteralement utiliseacutee dans les wattmegravetres classiques nrsquoeacutetait pas inteacutegreacutee dans ces appa-reils Elle a eacuteteacute introduite au moment du passage des versions de sondes de mesure de puissance agrave base de thermistances aujourdrsquohui deacutepasseacutees aux sondes thermoeacutelectriques Si les premiegraveres eacutetaient intrinsegravequement stables agrave long terme gracircce agrave la meacutethode de substitution DC cela ne srsquoapplique geacuteneacutera-lement pas aux deacutetecteurs baseacutes sur le principe thermoeacutelec-trique ou de diodes Crsquoest la raison pour laquelle jusqursquoagrave ce jour les compeacutetiteurs effectuent le calibrage de ces deacutetec-teurs non pas dans lrsquoabsolu mais uniquement de maniegravere relative par rapport agrave 50 MHz La reacutefeacuterence absolue nrsquoest alors fournie que par la source de reacutefeacuterence de 50 MHz inteacute-greacutee dans lrsquouniteacute de base
Bien que RohdeampSchwarz ait degraves le deacutepart adopteacute une voie diffeacuterente avec ses sondes de puissance de la gamme RampSregNRV et RampSregNRP calibreacutees dans lrsquoabsolu la source de
50 MHz reste cependant un accessoire inteacuteressant pour la veacuterification des sondes lesquelles pourraient ecirctre endomma-geacutees malgreacute leur indiscutable stabiliteacute agrave long terme
Drsquoun point de vue actuel la source de reacutefeacuterence ou de test est deacutesormais obsolegravete Drsquoune part son utilisation neacutecessite que la sonde de puissance soit coupeacutee de lrsquoobjet sous test et connecteacutee agrave la source opeacuteration non seulement longue et fas-tidieuse mais souvent impossible agrave reacutealiser Drsquoautre part lrsquoin-certitude de la source elle-mecircme remet en question son uti-lisation Drsquoune valeur de 04 agrave 12 elle se situe bien au-dessus de la deacuterive observable de sorte que lrsquoavantage reacuteel ne reacuteside plus que dans la deacutetection de dommages importants
La modification du concept a lagrave encore eacuteteacute motiveacutee de faccedilon deacutecisive par les sondes de mesure de puissance USB Aucune source de reacutefeacuterence de 50 MHz nrsquoeacutetant geacuteneacuterale-ment disponible agrave proximiteacute du lieu drsquoutilisation la veacuterifica-tion ne peut ecirctre effectueacutee que dans la sonde elle-mecircme Cela a eacuteteacute reacutealiseacute pour la premiegravere fois et avec un haut niveau de preacutecision dans les sondes thermoeacutelectriques de la seacuterie RampSregNRP-Z5x (voir page 22) Ces sondes contiennent un cir-cuit de reacutefeacuterence sur la base drsquoune source de tension conti-nue de haute stabiliteacute dont le signal de sortie peut ecirctre super-poseacute au signal de mesure Il est ainsi possible de veacuterifier en quelques secondes et sans deacutemonter la sonde de puissance la totaliteacute de la chaicircne de mesure du transducteur thermoeacute-lectrique jusqursquoau convertisseur AN De plus avec une reproductibiliteacute de lrsquoordre de 10ndash4 un niveau de confiance jusqursquoalors uniquement offert par les wattmegravetres agrave thermis-tance peut ecirctre atteint Il est donc probable que ce concept sera eacutegalement adopteacute pour drsquoautres types de sondes
Fig 3 Composition de lrsquoincertitude de mesure lors des mesures de puissance absolues avec une sonde de puissance thermoeacutelectrique pour une appli-
cation typique freacutequence de signal 2 GHz niveau de puissance ndash3 dBm ROS de la source 110 A gauche wattmegravetre classique de conception actuelle
agrave droite RampSregNRP-Z51 (modegravele 03) Les valeurs numeacuteriques repreacutesentent avec k = 2 des incertitudes eacutelargies selon le GUM En caractegraveres gras incer-
titude de mesure eacutelargie totale apregraves addition quadratique des incertitudes partielles Valeurs entre parenthegraveses somme des incertitudes partielles apregraves
addition lineacuteaire
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AD
+
AD
AD
ndash19 dBmagrave +7 dBm
Pi
ndash67 dBmagrave ndash13 dBm
+1 dBmagrave +23 dBm
Pm
Trigger externe
Hacheur
Correction derreurs Pondeacuteration
34 dB
14 dB
Concept agrave 3 chemins Comparaison des temps de mesure
10
1
01
001
0001
Tem
ps d
e m
esur
es
ndash40 ndash20 ndash10 0 10 20 23ndash30
Niveau en dBm
Meilleur compeacutetiteur (2 chemins)cedilNRP-Z11 -Z21 -Z31 (3 chemins)
Il y a sonde et sondePeu de produits utilisent le potentiel des concepts de sondes inteacutegreacutees de maniegravere aussi approfondie que les sondes de puissance de la seacuterie RampSregNRP De nombreux nouveaux arri-vants sur le marcheacute des produits ont eacuteteacute exclusivement deacuteve-loppeacutes comme une alternative bon marcheacute aux wattmegravetres classiques et nrsquoatteignent de ce fait pas leur niveau de preacute-cision et de vitesse Des deacutetecteurs sont eacutegalement utiliseacutes avec lesquels des erreurs de mesure importantes peuvent ecirctre inconsciemment produites
Il est ici question de sondes CW et de sondes agrave deacutetecteurs logarithmiques Ces deux types de sondes sont par deacutefini-tion uniquement destineacutes aux mesures sur signaux sinusoiuml-daux de bonne pureteacute spectrale agrave savoir que des signaux parasites superposeacutes (bruit harmoniques) ou une modulation les mettent en eacutechec Si dans le passeacute lrsquoutilisation de sondes CW eacutetait justifieacutee car elles permettaient en raison du rapport signalbruit eacuteleveacute drsquoobtenir des temps de mesure courts ces sondes doivent maintenant ecirctre consideacutereacutees comme obso-legravetes Des sondes agrave chemins multiples inteacutegreacutees sont de loin le meilleur choix pour ces applications En effet elles ne preacute-sentent aucune des vulneacuterabiliteacutes mentionneacutees ci-dessus ndash et sont de surcroicirct plus rapides
Bien entendu ces sondes comportent eacutegalement des dif-feacuterences de qualiteacute importantes notamment en termes de vitesse de mesure Trois caracteacuteristiques doivent en effet ecirctre reacuteunies pour pouvoir atteindre une performance optimale La premiegravere concerne le proceacutedeacute agrave diodes multi-deacutetecteurs agrave savoir des reacuteseaux inteacutegreacutes de diodes connecteacutees en seacuterie Ces reacuteseaux ameacuteliorent les caracteacuteristiques RF et accroissent
la dynamique de chaque chemin de mesure La deuxiegraveme caracteacuteristique est une meacutethode de pondeacuteration breveteacutee par RohdeampSchwarz laquelle permet drsquoeacuteviter une commutation dure entre les chemins et de reacutealiser plutocirct une transition lisse (fig 4) A cet effet les reacutesultats de mesure de chemins de mesure adjacents sont utiliseacutes pour le calcul du reacutesultat final et ce dans une large zone de chevauchement de 6 dB (plage de puissance 41) Ces deux caracteacuteristiques agrave elles seules contribuent deacutejagrave agrave reacuteduire les facteurs de moyennage par une valeur de 100 dans les zones de transition
La troisiegraveme caracteacuteristique ndash jusqursquoici uniquement disponible chez RohdeampSchwarz ndash consiste en un troisiegraveme chemin de mesure Avec les sondes agrave chemins multiples il est pos-sible drsquoatteindre des temps de mesure qui sont en moyenne lagrave encore plus courts drsquoun facteur de 20 que ceux du meil-leur concurrent (fig 5) En outre la plage dynamique de ces sondes est supeacuterieure de 10 dB
PerspectivesLa description qui preacutecegravede pourrait bien donner lrsquoimpres-sion que le deacuteveloppement des sondes de puissance USB est deacutesormais acheveacute En fait nous nrsquoen sommes probablement qursquoaux preacutemices car toutes les restrictions qui caracteacuterisent le concept classique sont leveacutees Ainsi gracircce agrave la miniaturi-sation soutenue constateacutee dans le secteur des composants on peut srsquoattendre agrave des concepts encore bien plus perfor-mants comme par exemple la mise en œuvre drsquoune base de temps commune pour des mesures agrave voies multiples avec des sondes distribueacutees
Thomas Reichel
Fig 5 Temps de mesure le plus court possible pour mesures en reacutegime
permanent avec sondes agrave chemins multiples composante de bruit
2-sigma limiteacutee agrave 001 dB dans le reacutesultat
Fig 4 Architecture des sondes agrave trois chemins de la seacuterie RampSregNRP
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Utilisation conviviale accegraves rapide aux fonctions reacutesultats fiables et rapides ndash crsquoest preacuteciseacutement ce que
demandent les utilisateurs drsquooscilloscopes dans le quotidien de leurs applications de mesure Les nouveaux
oscilloscopes universels RampSregRTM2000 reacutepondent parfaitement agrave ces exigences Avec eux les utilisateurs
reacutealisent deacutejagrave des mesures alors que drsquoautres appareils nrsquoen sont qursquoau processus drsquoinitialisation Ils sont en
outre capables de deacutetecter des signaux faibles geacuteneacuteralement noyeacutes dans le bruit
Le nouveau RampSregRTM2000 reacutesultats en un clin drsquoœil
Les RampSregRTM sont des oscilloscopes uni-versels parfaitement adapteacutes aux applica-tions quotidiennes Avec une bande pas-sante de 350 MHz ou 500 MHz ils sont parfaitement approprieacutes pour de nom-breuses applications Ils offrent en un seul appareil les fonctions drsquoanalyse dans les domaines temporel et freacutequentiel ainsi que les fonctions drsquoanalyse logique et de protocole Ils peuvent gracircce agrave ces caracteacute-ristiques reacutealiser des tests tregraves complets sur des systegravemes embarqueacutes ndash en deacuteve-loppement production et maintenance
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Oscilloscopes universels de quelles caracteacuteristiques doivent-ils ecirctre doteacutes Les oscilloscopes universels ndash comme le RampSregRTM ndash sont uti-liseacutes pour des tacircches de mesure geacuteneacuterales en deacuteveloppement production maintenance et eacuteducation Ils se distinguent par le fait qursquoils sont compacts leacutegers et silencieux mais surtout gracircce agrave leur utilisation simple et intuitive Un concept drsquoeacutequi-pement capable de srsquoadapter de maniegravere flexible aux futures exigences des utilisateurs et doteacute de possibiliteacutes drsquo extension repreacutesente un atout majeur Les clients peuvent non seu-lement installer eux-mecircmes les options logicielles et mateacute-rielles mais eacutegalement eacutetendre la bande passante de leurs oscilloscopes
Quelles sont les autres innovations et ameacuteliorations apporteacutees par RohdeampSchwarz au RampSregRTM
Analyse logique plus de deacutetails avec le RampSregRTMLrsquooption RampSregRTM-B1 permet drsquoajouter 16 voies logiques aux oscilloscopes RampSregRTM Avec des taux drsquoeacutechantillonnage jusqursquoagrave 5 Geacutechs les oscilloscopes mesurent de faccedilon tregraves preacutecise le timing des signaux logiques Eacutetant donneacute que les signaux peuvent ecirctre mis avec preacutecision en relation tempo-relle les uns avec les autres les erreurs de synchronisation et drsquohorloge sur des signaux de bus seacuterie et parallegravele sont plus faciles agrave deacuteceler Le taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute est dispo-nible pendant le temps total drsquoenregistrement et assure ainsi une tregraves haute reacutesolution temporelle mecircme avec des dureacutees drsquoacquisition plus longues
Le RampSregRTM enregistre les signaux logiques avec une pro-fondeur pouvant atteindre 20 Meacutech Lrsquoenregistrement inteacutegral et lrsquoanalyse complegravete drsquoune seacutequence de controcircle complexe peuvent ainsi ecirctre reacutealiseacutes par exemple lors du deacuteveloppe-ment drsquoune uniteacute de commande de bus CAN pour lrsquo industrie automobile Lorsque celle-ci preacutesente des erreurs difficiles agrave deacutetecter la fonction drsquoanalyse logique des oscilloscopes RampSregRTM permet de les deacutecouvrir rapidement
En outre lrsquoeacutecran virtuel (VirtualScreen) inteacutegreacute dans les oscil-loscopes RampSregRTM double la zone drsquoeacutecran utile et affiche la totaliteacute des voies sans chevauchements Des signaux matheacute-matiques de reacutefeacuterence et logiques ainsi que des donneacutees de protocole peuvent ecirctre indiffeacuteremment repreacutesenteacutes au-des-sus ou en dessous des voies analogiques et permettent ainsi drsquoobtenir une vue drsquoensemble de la totaliteacute des reacutesultats de mesure De plus lrsquoindicateur drsquoactiviteacutes des oscilloscopes RampSregRTM montre lrsquoeacutetat actuel complet de tous les signaux logiques (high low toggle) indeacutependamment des reacuteglages des paramegravetres de deacuteclenchement (fig 1)
Analyse de signaux reacutesultats atteints plus rapidement avec le RampSregRTMTout particuliegraverement en deacuteveloppement les utilisateurs sont deacutesireux drsquoanalyser en deacutetail les signaux de mesure et de deacuteterminer leurs caracteacuteristiques telles que la freacute-quence ou le temps de monteacutee et de descente Les oscil-loscopes RampSregRTM offrent pour cela des outils performants qui facilitent lrsquoanalyse des signaux et fournissent des reacutesul-tats preacutecis La fonction de mesure QuickMeas est unique sur simple pression drsquoun bouton elle fournit toujours les valeurs actuelles les plus importantes du signal actif au moyen de marqueurs et de lignes auxiliaires (fig 2 et 3) Qui plus est de nombreuses fonctions automatiques permettent de reacutealiser tregraves rapidement les analyses de signaux comme par exemple la mesure de la tension crecircte-agrave-crecircte ou la freacutequence du signal Ces reacutesultats sont preacutesenteacutes sous forme de tableau et le cas eacutecheacuteant avec une eacutevaluation statistique
Preacutesentation des oscilloscopes RampSregRTM Bande passante RampSregRTM2032 2034 350 MHz (2 4 voies analogiques) RampSregRTM2052 2054 500 MHz (2 4 voies analogiques)Taux drsquoeacutechantillonnage 25 Geacutechs 5 Geacutechs entrelaceacuteProfondeur de meacutemoire 10 Meacutech 20 Meacutech entrelaceacuteAnalyse logique (Option RampSregRTM-B1) Taux drsquoeacutechantillonnage max 5 Geacutechs Profondeur de meacutemoire max 20 Meacutech
Fig 1 Affichage de lrsquoeacutetat des signaux numeacuteriques indeacutependamment des
reacuteglages drsquoacquisition et de configuration de lrsquoappareil
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Les mesures agrave base de curseurs figurent eacutegalement parmi les points forts des oscilloscopes RampSregRTM Outre les mesures ∆T et ∆V classiques les oscilloscopes proposent dans le menu laquo Curseur raquo des fonctions de seacutelection suppleacutementaires comme la mesure de la valeur moyenne ou efficace de la ten-sion et un compteur drsquoimpulsions sur une plage de signal librement deacutefinissable
Deacutebogage vue drsquoensemble globale avec le RampSregRTMDeacutetecter des erreurs dans les signaux prend souvent du temps Les oscilloscopes RampSregRTM reacuteduisent ce temps de deacutebogage gracircce agrave des outils performants comme le test de gabarit (Mask test) inteacutegreacute et lrsquoanalyse FFT Les tests de gabarit indiquent rapidement si un signal se situe dans les limites de toleacuterance deacutefinies et eacutevaluent la qualiteacute et la stabi-liteacute drsquoun objet sous test au moyen drsquoune analyse statistique laquo passfail raquo En cas de non respect du gabarit actif il est pos-sible soit drsquoarrecircter automatiquement lrsquoenregistrement soit de geacuteneacuterer un signal acoustique Des anomalies sur les signaux ainsi que des eacuteveacutenements inattendus peuvent alors ecirctre aiseacute-ment isoleacutes La fonction de test de gabarit est facile agrave utiliser En effet quelques pressions de touches suffisent agrave deacutefinir un nouveau gabarit agrave partir drsquoun signal de reacutefeacuterence (fig 5) Pour lrsquoautomatisation des tests de qualiteacute dans les applications en production le test de gabarit est bien entendu eacutegalement dis-ponible via la commande agrave distance
La fonction FFT disponible sur simple pression drsquoune touche permet de deacutetecter et drsquoanalyser les erreurs dans le spectre drsquoun signal Dans ce mode de fonctionnement
outre la repreacutesentation spectrale du signal les oscillos-copes RampSregRTM ouvrent eacutegalement une petite fenecirctre tem-porelle permettant de controcircler lrsquointervalle drsquoeacutechantillonnage Le reacuteglage automatique laquo Autoset raquo offre un maximum de confort lrsquoappareil reacutealise la mise agrave lrsquoeacutechelle optimale de lrsquoam-plitude et de la freacutequence en fonction du signal mesureacute La FFT permet ainsi drsquoanalyser rapidement par exemple lrsquoeacuteven-tuelle preacutesence de freacutequences parasites dans les concepts de convertisseurs DCDC
La preacutecision une force de RohdeampSchwarzRohdeampSchwarz possegravede de longues anneacutees drsquoexpeacuterience en matiegravere de deacuteveloppement drsquoeacutequipements de test et mesure professionnels Les oscilloscopes RampSregRTM beacuteneacuteficient de cette expertise qui se traduit notamment par leur eacutetage drsquoen-treacutee analogique agrave tregraves faible bruit et haute preacutecision Avec une sensibiliteacute drsquoentreacutee drsquoun maximum de 1 mVdiv lrsquoeacutetage drsquoen-treacutee atteint une haute reacutesolution verticale sur la totaliteacute de la bande passante Lrsquoabsence de fonctions de zoom logicielles fait que les oscilloscopes RampSregRTM sont capables drsquoafficher les points de mesure reacuteels drsquoun signal mecircme agrave 1 mVdiv La combinaison eacutetage drsquoentreacutee analogique preacutecise systegraveme de deacuteclenchement performant permet drsquoanalyser les signaux haute freacutequence et agrave tregraves faible niveau
La preacutecision drsquoaffichage drsquoun signal de mesure deacutepend forte-ment du bruit propre drsquoun oscilloscope Crsquoest la raison pour laquelle les oscilloscopes RampSregRTM sont doteacutes drsquoeacutetages drsquoen-treacutee et drsquoun convertisseur analogiquenumeacuterique agrave faible bruit Ils sont ainsi capables mecircme avec les plus petites reacutesolutions verticales de reacutealiser des mesures preacutecises Cette preacutecision
Fig 3 La fonction de mesure
QuickMeas fournit automatiquement
les principaux reacutesultats de mesure
Fonction QuickMeas
Mesures RepreacutesentationVp+ Tension de crecircte positive Repreacutesenta-
tion graphique directement sur la forme drsquoonde du signal
Vpndash Tension de crecircte neacutegative
tr Temps de monteacutee
tf Temps de descente
Mean Valeur moyenne
Vpp Tension crecircte-agrave-crecircte Affichage tabu-laire en bas agrave droite de lrsquoeacutecran
RMS Valeur efficace
T Peacuteriode
f Freacutequence
Fig 2 QuickMeas mesure auto-
matique et affichage graphique sur
simple pression drsquoune touche
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Fig 5 Fonction de test de
gabarit quelques pressions de
touches suffisent agrave deacutefinir le
gabarit agrave partir drsquoun signal de
reacutefeacuterence
reste inchangeacutee mecircme en cas drsquoutilisation de voies suppleacute-mentaires Lrsquoisolation entre voies gt 50 dB pour des freacutequences jusqursquoagrave 500 MHz laquelle assure que le signal de mesure drsquoune voie nrsquoexerce qursquoun effet minime sur les signaux des autres voies constitue une autre caracteacuteristique avantageuse
Meacutemoire profonde seacutequences longues agrave haute reacutesolutionPlus un oscilloscope peut afficher de deacutetails plus grande est la probabiliteacute de deacutetecter des deacutefauts de signal ou des eacuteveacutene-ments importants Cela exige une haute reacutesolution temporelle agrave savoir un taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute De nombreuses applications comme par exemple lrsquoanalyse de pheacutenomegravenes transitoires ou de protocoles seacuterie neacutecessitent un enregistre-ment de longue dureacutee Les oscilloscopes RampSregRTM excellent ici tout particuliegraverement avec une profondeur de meacutemoire de 20 Meacutech et une reacutesolution temporelle drsquoun maximum de 200 ps (taux drsquoeacutechantillonnage de 5 Geacutechs) Avec une telle profondeur de meacutemoire il est possible drsquoenregistrer jusqursquoagrave 4 ms avec un taux drsquoeacutechantillonnage maximal et mecircme de deacutetecter des erreurs de signal ne se produisant que tregraves rare-ment (fig 4) La dureacutee drsquoenregistrement peut ecirctre encore aug-menteacutee en reacuteduisant le taux drsquoeacutechantillonnage
Ergonomie avantage indiscutable pour les utilisateursLes oscilloscopes RampSregRTM transforment le recircve des utili-sateurs en reacutealiteacute deacuteballer lrsquoappareil le mettre en marche et reacutealiser aussitocirct les mesures Les eacuteleacutements de commande codeacutes en couleur pour le reacuteglage vertical ainsi que le trigger
Fig 4 Dureacutee drsquoenregistrement
avec le RampSregRTM en fonction de la
profondeur de meacutemoire et du taux
drsquoeacutechantillonnage
permettent de visualiser la voie directement concerneacutee Ce codage couleur correspond agrave lrsquoaffichage de signal sur lrsquoeacutecran Ainsi les utilisateurs peuvent naviguer aiseacutement et exeacutecu-ter sans difficulteacutes mecircme les tacircches de mesure les plus com-plexes Les menus agrave structures planes regroupeacutes de faccedilon logique ainsi que les boutons deacutedieacutes aux fonctions freacutequem-ment utiliseacutees contribuent agrave assurer une grande convivialiteacute drsquoutilisation
Une autre facette de cette convivialiteacute consiste agrave permettre aux opeacuterateurs de corriger tregraves facilement les erreurs drsquoutilisa-tion via la fonction laquo Undo Redo raquo qui restaure rapidement la configuration preacuteceacutedente Pas de problegraveme donc si par inad-vertance la mauvaise touche a eacuteteacute enfonceacutee Les oscillos-copes RampSregRTM srsquoexpriment couramment en plusieurs lan-gues et peuvent donc ecirctre utiliseacutes au niveau international en plus de lrsquoallemand et lrsquoanglais sept autres langues sont en effet disponibles au choix
ConclusionLes utilisateurs exigent drsquoun oscilloscope universel rapiditeacute simpliciteacute drsquoutilisation et reacutesultats fiables Il doit agrave lui seul pou-voir couvrir les analyses dans les domaines temporel et freacute-quentiel ainsi que les analyses logiques et de protocole En tant que veacuteritable laquo Scope of the art raquo le RampSregRTM2000 reacutepond de faccedilon exemplaire agrave toutes ces exigences
Ernst Flemming
Dureacutee drsquoenregistrement
5 Geacutechs 25 Geacutechs10 keacutech 2 μs 4 μs
1 Meacutech 200 μs 400 μs
10 Meacutech 2000 μs 4000 μs
20 Meacutech 4000 μs 8000 μs
ACTUALITEacuteS 20813 33
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Les oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 20
Lrsquointerface USB joue un rocircle dominant incontes-
table dans les domaines des terminaux mobiles de
lrsquoeacutelectronique grand public et des produits indus-
triels Drsquoougrave un besoin tout aussi important en solu-
tions de test fiables et rapides en laboratoires de
deacuteveloppement et drsquointeacutegration ndash besoin auquel
reacutepondent parfaitement les oscilloscopes haute
performance RampSregRTO et un nouveau logiciel avec
lesquels peuvent ecirctre reacutealiseacutes des tests de confor-
miteacute USB 20 automatiseacutes
Des solutions de tests USB 20 automatiseacutees pour laboratoire tregraves demandeacutees En mode HS (High Speed) les interfaces USB 20 atteignent un taux de transfert de donneacutees de 480 Mbitss Dans le monde des PC ougrave cette interface a puiseacute ses origines la norme 30 est deacutesormais eacutetablie agrave 5 Gbs (Super-speed Mode) Mais le deacutebit de donneacutees de lrsquointerface USB 20 est largement suffisant pour beaucoup drsquoapplications mobiles de peacuteripheacute-riques drsquoordinateur drsquoappareils et de systegravemes utiliseacutes dans lrsquoindustrie et la meacutedecine ou dans le milieu de lrsquoaeacuterospatial et deacutefense raison pour laquelle elle continue de srsquoeacutetendre dans ces secteurs
La norme USB 20 a eacuteteacute publieacutee en 2000 et les composants correspondants sur le marcheacute ont entre-temps beacuteneacuteficieacute drsquoavanceacutees technologiques Neacuteanmoins les modaliteacutes drsquointeacute-gration de ces composants sur cartes et produits finis restent un deacutefi agrave relever pour les deacuteveloppeurs Ainsi par exemple une isolation insuffisante par rapport agrave drsquoautres modules peut entraicircner des retours de masse ou provoquer une diaphonie et perturber le fonctionnement de lrsquointerface USB Crsquoest la rai-son pour laquelle les concepteurs requiegraverent des solutions de tests conformes agrave la norme pour le deacutebogage et les tests de stabiliteacute A cet effet lrsquoorganisme de normalisation USB ndash le USB Implementers Forum (USB-IF) ndash a deacutefini un proces-sus de test avec des mesures de conformiteacute approprieacutees afin de garantir le bon fonctionnement des divers appareils doteacutes drsquointerfaces USB Les produits portant le logo USB doivent passer ce test de conformiteacute
Pour assurer le succegraves de la preacuteparation au test de conformiteacute effectueacute par un laboratoire drsquoessai certifieacute des solutions de test USB automatiseacutees pour le laboratoire sont requises
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Test de dispositifs
HS ElectricalTest Tool
USB-Host
USB-Device -Hub(DUT)
Test Fixture Board (HS Device SQ Test) USBUSB
LAN
D+ DndashSonde
USB 20ComplianceTest
Test USB Sondes
Device Host HubDiffeacuteren-tielles
Reacutefeacutereacutees agrave la masse
High-speed-Tests
Signal Quality (SQ) bull bull bull 1
Packet Parameter bull bull bull 1
Chirp Timing bull bull bull 2 actives ou passives
SuspendResumeReset bull bull bull 2 actives
J K SEO_NAK Levels bull bull bull 2 actives
Receiver Sensitivity (2 voies geacuteneacuterateur requises)
bull bull 1
Hub Jitter bull 1
HS Repeater bull 1 2 actives
Full-speed-Test
Full-speed SQ bull bull bull 3 actives ou passives
Low-speed-Test
Low-speed SQ bull bull bull 2 actives ou passives
Legacy-TestsInrush Current (avec pince de courant)
bull bull
Back Voltage bull bull 3 actives
Host drop bull 2 actives
Host droop bull 2 actives ou passives
Fig 1 Tests de conformiteacute geacutereacutes par lrsquooption logicielle RampSregRTO-K21 et
les compleacutements requis
Solution automatiseacutee de RohdeampSchwarz pour tests de conformiteacuteLa haute preacutecision du RampSregRTO est un excellent preacutealable agrave lrsquoobtention de reacutesultats fiables en matiegravere de tests de conformiteacute Les oscilloscopes RampSregRTO1024 (2 GHz de bande passante) ou RampSregRTO1044 (4 GHz de bande pas-sante) sont particuliegraverement approprieacutes pour reacutealiser de tels tests sur les interfaces USB 20 en mode HS Avec le logiciel RampSregScopeSuite de RohdeampSchwarz lrsquoutilisateur dispose drsquoun outil qui le guide agrave chaque eacutetape des tests de conformiteacute configure lrsquooscilloscope reacutealise les mesures en automatique et regroupe clairement les reacutesultats dans un protocole de mesure Lrsquooption logicielle associeacutee RampSregRTO-K21 inclut les tests de conformiteacute USB 20 pour les peacuteripheacuteriques concen-trateurs et hocirctes USB (fig 1) Pour relier le dispositif sous test (DUT) agrave lrsquooscilloscope RohdeampSchwarz propose le Test Fix-ture Set RampSregRT-ZF1 qui peut ecirctre utiliseacute pour les tests de qualiteacute sur signaux USB 20 et les anciens tests (legacy tests) sur les interfaces USB 11 et USB 10
Montage de testLe montage de test deacutepend du type de dispositif USB agrave tester (peacuteripheacuterique hocircte ou hub) et du mode de vitesse seacutelectionneacute pour le test de conformiteacute Les Test Fixture Boards (Signal Fig 2 Montage de test pour HS Device Signal Quality (SQ) Test
Fig 3 Guide illustreacute de la seacutequence de test Device HS Mode Signal
Quality Test avec Test Fixture Set RampSregRT-ZF1
Quality Board et Load Board) comprennent des sections dif-feacuterentes pour chacun des tests La figure 2 illustre le scheacutema fonctionnel du montage de test pour les HS Device Signal Quality (SQ) Tests Le logiciel RampSregScopeSuite fonctionne sur un PC qui commande le RampSregRTO Lrsquooscilloscope est relieacute au DUT via une sonde diffeacuterentielle et la Test Fixture Board Le DUT est mis dans les conditions drsquoessai correspondants agrave lrsquoaide du logiciel USB-IF laquo HS Electrical Test Tool raquo lequel doit ecirctre exeacutecuteacute sur un PC seacutepareacute eacutetant donneacute qursquoil reconfigure la pile USB pendant le fonctionnement
ACTUALITEacuteS 20813 35
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Fig 4 Forme drsquoonde lors du HS Signal Quality Test
Exeacutecution rapide et en toute seacutecuriteacute des eacutetapes de test avec le logiciel RampSregScopeSuite Le logiciel RampSregScopeSuite commande la configuration de mesure et le deacuteroulement de mesure de lrsquooscilloscope RampSregRTO via lrsquointerface LAN Avant le deacutebut des tests tous les paramegravetres utilisateur les configurations du montage de test et les deacutefinitions de protocole de mesure peuvent ecirctre deacutetermineacutes et adapteacutes individuellement aux limites de test speacutecifiques agrave la norme avec lrsquoeacutediteur de limites Ce logi-ciel guide lrsquoutilisateur tout au long des eacutetapes des tests de conformiteacute choisis en tenant compte du montage de mesure Des instructions deacutetailleacutees accompagneacutees drsquoillustrations faci-litent le positionnement correct des sondes sur le Test Fixture et le DUT (fig 3)
Un test typique commence par la configuration du mode de test pour le DUT avec le HS Electrical Test Tool Le DUT trans-met ensuite les signaux de test speacutecifiques lesquels sont enregistreacutes par lrsquooscilloscope (fig 4) puis transfeacutereacutes au logi-ciel RampSregScopeSuite pour eacutevaluation Ce dernier utilise le logi-ciel drsquoanalyse officiel USB-IF Electrical Test Tool pour analyser les reacutesultats
Le logiciel RampSregScopeSuite permet de reacutealiser la seacutequence de test de maniegravere extrecircmement flexible Lrsquoutilisateur peut par exemple reacutepeacuteter agrave volonteacute des sceacutenarios de test pour le deacutebo-gage ou les essais de stabiliteacute gracircce agrave la fonction laquo Repeat ndash Keep Previous raquo (fig 5) Tous les reacutesultats sont alors consigneacutes dans un rapport de mesure Si lrsquoutilisateur commet une erreur lors de lrsquoexeacutecution du test comme par exemple une sonde mal brancheacutee ou une mauvaise configuration du mode de test avec le HS Electrical Test Tool il peut infirmer le reacutesultat et reacutepeacuteter le sceacutenario de test en utilisant le laquo Repeat ndash Discard Previous raquo
Les rapports deacutetailleacutes documentent les seacutequences de testLa documentation deacutetailleacutee des reacutesultats de mesure constitue non seulement une partie essentielle drsquoun test de conformiteacute mais contribue eacutegalement de faccedilon significative au deacutebogage et agrave lrsquoeacutechange de donneacutees entre collegravegues et clients Le logi-ciel RampSregScopeSuite propose pour cela tout un reacutepertoire de fonctionnaliteacutes A titre drsquoexemple les reacutesultats de test PassFail sont documenteacutes soit par des deacutetails de valeurs de mesure soit par des captures drsquoeacutecran Ce logiciel permet eacutegalement drsquoadjoindre de nouveaux tests agrave une seacutequence drsquo essais interrompue de faccedilon agrave ce que tous les reacutesultats soient disponibles dans un rapport (fig 6) Les rapports peuvent eacutegalement ecirctre creacuteeacutes ulteacuterieurement et PDF RTF et HTML sont disponibles en tant que formats de sortie
Guido Schulze
Fig 5 Seacutequenceur de test flexible
Fig 6 Les rap-
ports peuvent
ecirctre configureacutes
de faccedilon deacutetail-
leacutee reacutesultats
numeacuteriques
et diagramme
de lrsquoœil avec
test de gabarit
(masque)
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellitesQursquoil srsquoagisse de reacutealiser des mesures sur les liaisons de donneacutees VHF de systegravemes de renforcement au sol
GBAS (Ground Based Augmentation System) les installations au sol ILS conventionnelles ou les systegravemes
VOR lrsquoanalyseur RampSregEVS300 ILSVOR capable de fonctionner sur batterie maicirctrise parfaitement ces
tacircches dans les airs comme au sol et se preacutesente comme un testeur tout-en-un dans les domaines de la
navigation terrestre et de la navigation par satellite renforceacutee par stations au sol
GBAS ndash le nouveau systegraveme drsquoaide agrave lrsquoatterrissageLes systegravemes analogiques ILS (systegraveme drsquoatterrissage aux ins-truments) sont utiliseacutes depuis des deacutecennies comme des sys-tegravemes drsquoapproche de preacutecision Lrsquoorganisme de gestion du trafic aeacuterien allemand (DFS) utilise agrave Brecircme depuis deacutebut 2012 un Ground Based Augmentation System homologueacute sous forme de modegravele par lrsquoOffice feacutedeacuteral de la seacutecuriteacute aeacuterienne permettant pour la premiegravere fois de reacutealiser des approches de preacutecision de la cateacutegorie CAT I Agrave cet effet des donneacutees de correction de deux agrave quatre reacutecepteurs GPS de reacutefeacuterence dont la position a eacuteteacute mesureacutee avec preacutecision sont reccedilues via une liaison de donneacutees VHF (D8PSK 108025 MHz agrave 11795 MHz) par des reacutecepteurs multi-mode agrave bord de lrsquoavion
Ces installations doivent fonctionner en toute seacutecuriteacute et en toutes circonstances dans les limites fixeacutees par lrsquoOACI Ce sont lagrave de nouveaux deacutefis que les fournisseurs de services doivent relever dans le monde entier lesquels auront dans les pro-chaines anneacutees agrave geacuterer et agrave qualifier une diversiteacute de techno-logies nouvelles et conventionnelles dans les airs comme au sol Le RampSregEVS300 est le testeur polyvalent tout indiqueacute pour cette tacircche car avec lrsquooption RampSregEVS-K9 il permet de reacuteali-ser non seulement lrsquoeacutevaluation meacutetrologique des eacutequipements analogiques mais eacutegalement lrsquoanalyse des installations GBAS
Mesures preacutecises avec une grande reproductibiliteacutetLrsquooption RampSregEVS-K9 mesure le niveau et la freacutequence des signaux GBAS dans la gamme VHF avec la plus haute preacuteci-sion La mesure de la puissance sur toute la longueur de piste (mesure au sol) ainsi que les mesures en vol revecirctent la plus
grande importance pour lrsquoeacutevaluation des installations Dans les deux cas drsquoutilisation le RampSregEVS300 fournit des valeurs hautement preacutecises Outre la mesure des paramegravetres de signaux analogiques il deacutetermine eacutegalement le contenu des donneacutees utiliseacutees par les avions en approche pour corriger lrsquoatterrissage assisteacute par GPS Ainsi lrsquoutilisateur peut examiner notamment le GBAS ID le Message Block Identifier ainsi que le Final Approach Segment Data Block (FAS DB) sur eacutecran ou via teacuteleacutecommande sur PC
Le RampSregEVS300 fournit de maniegravere efficace la preuve du bon fonctionnement des systegravemes drsquoapproche de preacutecision modernes et contribue agrave assurer la seacutecuriteacute maximum du transport aeacuterien
Klaus Theiszligen
Vue drsquoensemble de lrsquointervalle de temps GBAS (en haut) et donneacutees GBAS
deacutecodeacutees pour une approche drsquoatterrissage
Analyseur ILSVOR
RampSregEVS300
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INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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Analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW le haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHzLes deux nouveaux analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW43 et RampSregFSW50 offrent deacutesormais
les caracteacuteristiques exceptionnelles de la famille RampSregFSW dans la gamme des hyperfreacutequences jusqursquoagrave
50 GHz excellentes performances RF avec le meilleur bruit de phase actuellement disponible et un bruit
propre exceptionnellement bas de larges bandes passantes drsquoanalyse et les avantages drsquoun eacutecran tactile
Des meacutelangeurs drsquoharmoniques eacutetendent leur gamme de freacutequences jusqursquoagrave 110 GHz et au-delagrave
De meilleures performances en micro-ondes pour utilisateurs exigeantsDes mesures sur composants et systegravemes hyperfreacutequences pour eacutequipements radar ou faisceaux hertziens sont les appli-cations typiques des nouveaux modegraveles RampSregFSW43 et RampSregFSW50 (fig 1) Les exigences eacuteleveacutees en matiegravere de bruit de phase sur lrsquoappareil de mesure sont ici la norme comme par exemple pour le deacuteveloppement drsquooscillateurs locaux pour eacutemetteurs radar ou systegravemes de communication pour des mesures sur spectres denseacutement occupeacutes avec des
niveaux de signal tregraves diffeacuterents ou de la puissance eacutemise dans les canaux adjacents des systegravemes de faisceaux hert-ziens Si les modegraveles RampSregFSW preacuteceacutedents se sont deacutejagrave dis-tingueacutes avec les meilleures performances au niveau mon-dial les deux nouveaux modegraveles preacutesentent eacutegalement des valeurs que sont mecircme loin drsquoatteindre de nombreux geacuteneacutera-teurs de signaux agrave savoir ndash117 dBc (1 Hz) agrave 40 GHz avec un eacutecart de 10 kHz agrave la porteuse Agrave lrsquoinstar des autres modegraveles RampSregFSW ils atteignent agrave 1 GHz une valeur typique de ndash137 dBc (1 Hz)
Fig 1 Avec ses performances eacuteleveacutees lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSW reacutepond parfaite-
ment agrave la demande des utilisateurs exigeants Son faible bruit de phase sa large bande passante drsquoanalyse
de signaux et son mode drsquoutilisation convivial aident agrave la reacutealisation rapide et aiseacutee des tacircches de mesure
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Fig 2 Plancher de
bruit du RampSregFSW43
jusqursquoagrave 43 GHz avec
preacuteamplificateur
deacutesactiveacute (en jaune)
et activeacute (en bleu)
Faible bruit propre et haute dynamique sont les condi-tions preacutealables agrave la reacutealisation des mesures de rayon-nements non essentiels Lagrave aussi ces nouveaux analy-seurs excellent par leurs valeurs remarquables Prenons par exemple le RampSregFSW43 avec un plancher de bruit de ndash144 dBm (1 Hz) typique agrave 40 GHz et ou de ndash164 dBm avec
un preacuteamplificateur connecteacute il mesure des niveaux de signal faibles avec un bon rapport signal bruit et donc avec une incertitude reacuteduite (fig 2) Cependant ces mesures doivent souvent ecirctre reacutealiseacutees avec des bandes passantes de reacutesolu-tion tregraves eacutetroites pour reacuteduire le bruit propre et gagner ainsi un eacutecart suffisant par rapport aux limites agrave veacuterifier Avec les
Fig 3 La fonction de
mesure pour rayonne-
ments non essentiels
effectue les mesures
selon les gammes de
freacutequences deacutetermi-
neacutees avec diffeacuterents
paramegravetres repreacutesen-
teacutes clairement dans
un tableau
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INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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analyseurs conventionnels cela allonge consideacuterablement la dureacutee de mesure en particulier lorsqursquoune large plage de freacute-quences doit ecirctre analyseacutee Le RampSregFSW atteint ici en mode de balayage FFT des vitesses de rafraicircchissement de mesures eacuteleveacutees mecircme avec simultaneacutement des bandes passantes de reacutesolution reacuteduites et de larges spans Les recherches de rayonnements non essentiels auparavant fastidieuses sont deacutesormais effectueacutees tregraves rapidement [1]
La fonction Spurious Emissions gegravere la mesure des rayon-nements non essentiels Il suffit pour cela drsquoentrer dans un tableau les paramegravetres neacutecessaires correspondant aux diffeacute-rentes plages de freacutequences (fig 3) Le RampSregFSW effectue le traitement de ce tableau dans un seul balayage de freacutequence et indique les rayonnements non essentiels deacutetecteacutes ainsi que leur eacutecart par rapport agrave la limite Cela facilite la possibiliteacute de travailler avec diffeacuterentes bandes passantes de reacutesolution en fonction de la gamme de freacutequences ou eacutegalement drsquooptimi-ser individuellement les reacuteglages de niveau (fig 4)
Analyse des signaux jusqursquoagrave 110 GHz et au-delagrave en toute seacutecuriteacuteLrsquoimportance des bandes de freacutequences supeacuterieures agrave 50 GHz voire 67 GHz a augmenteacute ces derniegraveres anneacutees et des appli-cations commerciales par exemple agrave 77 GHz (radar automo-bile) et 85 GHz (faisceaux hertziens) sont progressivement reacutealiseacutees Il existe en outre de plus en plus de normes qui exigent des mesures de rayonnements non essentiels jusqursquoagrave 110 GHz ou au-delagrave
Les signaux se situant en dehors de la limite de freacutequence supeacuterieure des trois modegraveles sont geacuteneacuteralement analyseacutes agrave lrsquoaide de meacutelangeurs drsquoharmoniques externes qui peuvent ecirctre utiliseacutes avec lrsquooption de meacutelange externe RampSregFSW-B21 pour les modegraveles RampSregFSW26 43 50 Cette option four-nit les connexions requises pour OL (oscillateur local) et le signal FI (freacutequence intermeacutediaire) RohdeampSchwarz pro-pose eacutegalement les meacutelangeurs drsquoharmoniques RampSregFS-Z60 Z75 Z90 Z110 qui couvrent complegravetement les freacutequences de 40 GHz agrave 110 GHz La reacuteponse en freacutequence individuelle et la perte de conversion sont enregistreacutees en quelques pres-sions de touches agrave partir drsquoune cleacute USB Mais lrsquoopeacuteration ne se limite pas aux meacutelangeurs de RohdeampSchwarz car le RampSregFSW peut ecirctre utiliseacute avec drsquoautres meacutelangeurs de types diffeacuterents Il prend en charge aussi bien des meacutelangeurs agrave trois ports (ougrave lrsquoentreacutee OL et la sortie FI se situent sur des connexions seacutepareacutees) qursquoun meacutelangeur agrave deux ports (avec lrsquoentreacutee OL et la sortie FI sur une connexion partageacutee) le diplexeur neacutecessaire au fonctionnement est inteacutegreacute dans lrsquoop-tion RampSregFSW-B21 Lrsquoanalyseur prend en charge les rangs drsquoharmoniques gt 100 de sorte que des signaux jusqursquoagrave 11 THz peuvent ecirctre analyseacutes
Lors de lrsquoutilisation de meacutelangeurs drsquoharmoniques certains critegraveres doivent ecirctre respecteacutes Ils meacutelangent le signal agrave ana-lyser avec les harmoniques du signal de lrsquooscillateur local OL pour les convertir agrave la freacutequence intermeacutediaire Ces har-moniques sont produites dans le meacutelangeur mecircme ce qui signifie que plusieurs freacutequences OL sont toujours preacute-sentes et que le meacutelange ne srsquoeffectue pas uniquement avec
Fig 4 Reacutesultat drsquoune
mesure avec la fonc-
tion de mesure des
rayonnements non
essentiels (Spurious
Emissions)
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
lrsquoharmonique deacutesireacutee mais eacutegalement avec toutes les autres agrave savoir celles de rang infeacuterieur et de rang supeacuterieur Cela est mis en eacutevidence lors drsquoun balayage sur une large plage de freacutequence (span large) ougrave ces produits de meacutelange sont alors rendus visibles mais se situent sur des freacutequences erro-neacutees (fig 5) Si la freacutequence du signal agrave analyser nrsquoest pas connue il est important de deacuteceler parmi les signaux souvent
nombreux ceux qui correspondent aux signaux drsquointeacuterecirct et ceux correspondant aux signaux agrave reacuteponses multiples crsquoest agrave dire qui ont eacuteteacute geacuteneacutereacutes par meacutelange avec une harmo-nique indeacutesirable Cette tacircche est prise en charge par la fonc-tion Signal ID (identification de signal) laquelle marque les signaux agrave reacuteponses multiples et les masque le cas eacutecheacuteant (fig 6) Le mode de fonctionnement est deacutecrit dans [2]
Fig 5 La mesure
effectueacutee sur un
meacutelangeur drsquoharmo-
niques qui multiplie
un signal de 14 GHz agrave
85 GHz montre non
seulement le signal
reacuteel mais eacutegalement
de nombreux signaux
agrave reacuteponses multiples
Fig 6 Avec lrsquoidentifi-
cation de signal inteacute-
greacutee des signaux agrave
reacuteponses multiples
sont deacutetecteacutes et mas-
queacutes de sorte que
seuls les signaux reacuteels
sont repreacutesenteacutes
ACTUALITEacuteS 20813 41
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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Il est particuliegraverement important que la freacutequence OL soit aussi eacuteleveacutee que possible Cela reacuteduit non seulement le nombre des signaux agrave reacuteponse multiples afficheacutes mais eacutegale-ment le bruit de phase Dans le cas du RampSregFSW la gamme de freacutequence OL est tregraves eacuteleveacutee avec 765 GHz agrave 1745 GHz Ainsi une harmonique de rang infeacuterieur suffit pour analyser une gamme de freacutequences speacutecifique (75 GHz agrave 110 GHz par exemple n = 8 au lieu de n = 16)
Eacutetant donneacute que les meacutelangeurs drsquoharmoniques nrsquoont pas de seacutelection drsquoentreacutee la reacuteception de la freacutequence drsquoimage situeacutee agrave deux fois la freacutequence intermeacutediaire nrsquoest pas suppri-meacutee Ainsi des paires de signaux peuvent geacuteneacuteralement ecirctre observeacutees agrave lrsquoeacutecran Pour des signaux stationnaires et agrave bande relativement peu eacutetroite lrsquoidentification des signaux apporte eacutegalement ici une aide preacutecieuse Cette identification devient toutefois difficile pour les signaux non-stationnaires comme les signaux pulseacutes ou agrave modulation large bande actuellement souvent utiliseacutes dans la gamme des ondes millimeacutetriques en raison de la large plage de freacutequences disponible comme par exemple les radars FMCW pour les applications automo-biles ou les faisceaux hertziens dans la bande 80 GHz Dans ces sceacutenarios de mesure et bien drsquoautres ougrave lrsquoidentification de signal eacutechoue une freacutequence intermeacutediaire eacuteleveacutee est par-ticuliegraverement importante On obtient ainsi mecircme sans rou-tine drsquoidentification une large gamme de freacutequences eacutevidente sans affichage de reacuteponse multiples ni de signaux agrave la freacute-quence drsquoimage Dans le cas du RampSregFSW la FI se situe agrave 13 GHz soit beaucoup plus eacuteleveacutee que sur la plupart des ana-lyseurs disponibles dans le commerce (ougrave elle se situe sou-vent agrave quelques centaines de meacutegahertz) Ainsi le spectre des signaux agrave bande passante jusqursquoagrave 26 GHz peut ecirctre clai-rement analyseacute
Commande de geacuteneacuterateurs externe RampSregFSW-B10La commande de geacuteneacuterateur externe RampSregFSW-B10 trans-forme le RampSregFSW en un analyseur de reacuteseau scalaire A cet effet elle pilote des geacuteneacuterateurs de signaux tels que le RampSregSMB et le RampSregSMF mais eacutegalement des appareils drsquoautres constructeurs de faccedilon agrave ce que ces appareils fonctionnent en tant que geacuteneacuterateurs de poursuite (trac-king) Ainsi les mesures de transmission peuvent ecirctre effec-tueacutees directement Un pont ROS ou un coupleur direction-nel est encore neacutecessaire pour les mesures de reacuteflexion
(scalaires) Le RampSregFSW offre des fonctions de normalisa-tion pour la transmission et la reacuteflexion afin de compenser la reacuteponse en freacutequence des liaisons de raccordements Lrsquoutili-sation de geacuteneacuterateurs externes permet de reacutealiser aiseacutement des mesures agrave conversion de freacutequence et le RampSregFSW peut mecircme ecirctre configureacute pour des multiplicateurs ou diviseurs
Mesure du temps de propagation de groupe avec lrsquoanalyseur de signauxCette tacircche traditionnellement attribueacutee aux analyseurs de reacuteseau peut ecirctre effectueacutee par le RampSregFSW agrave lrsquoaide drsquoun signal multi-porteuse dans lequel toutes les porteuses ont le mecircme eacutecart de freacutequence Le RampSregFSW mesure avant et apregraves un objet sous test les phases de porteuse et agrave par-tir de la diffeacuterence constateacutee calcule le gain ou la perte drsquoin-sertion ainsi que le temps de propagation de groupe Cette fonction est alors particuliegraverement inteacuteressante lorsque dans un systegraveme de mesure un analyseur de reacuteseau nrsquoa eacuteteacute plani-fieacute que pour la mesure du temps de propagation de groupe Si de plus le RampSregFSW se charge de cette tacircche de mesure la mise en œuvre et le cacircblage drsquoun systegraveme de test srsquoen trouvent faciliteacutes (voir article page 43)
ConclusionAvec le RampSregFSW43 RampSregFSW50 et lrsquooption RampSregFSW-B21 les excellentes caracteacuteristiques RF de la famille RampSregFSW y compris leurs larges bandes passantes drsquoanalyse et leurs fonctions drsquoanalyse innovantes sont deacutesormais eacutegalement disponibles pour les utilisateurs travaillant dans le domaine des hyperfreacutequences
Herbert Schmitt
Bibliographie[1] Application Note 1EF80 de RohdeampSchwarz laquo Speed Considerations for Spurious
Level Measurements with Spectrum Analyzers raquo[2] Application Notes 1EF43 (laquo Frequency Range Extension of Spectrum Analyzers
with Harmonic Mixers raquo) et 1EF75 (laquo Using Harmonic External Mixers To Extend the Frequency Range raquo)
Toutes les notes drsquoapplication sont disponibles au teacuteleacutechargement sur Internet
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bandeLes mesures de temps de propagation de groupe permettent de deacuteterminer les distorsions de phase dans un
systegraveme de transmission distorsions qursquoil convient de reacuteduire le plus possible Pour cette tacircche critique lors
de la conception et du test de systegravemes de communication complexes dans la technologie des satellites par
exemple Rohde amp Schwarz propose un appareil de mesure complet lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption RampSregFSW-K17
Fig 1 Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption
de mesure de temps de propagation de groupe RampSregFSW-K17 Lrsquoassocia-
tion drsquoun faible bruit de phase drsquoune plus grande bande passante drsquoana-
lyse et drsquoune interface utilisateur drsquoavant-garde fait du RampSregFSW un ins-
trument de mesure unique dans sa cateacutegorie Lorsqursquoil est doteacute de lrsquoex-
tension de bande passante RampSregFSW-B160 il permet drsquoeffectuer des
mesures de temps de propagation de groupe sur une largeur de bande
pouvant atteindre 160 MHz
Des performances qui vous seacuteduiront gracircce au proceacutedeacute multiporteusesPour deacutefinir la qualiteacute drsquoune voie de transmission lrsquoenregis-trement des distorsions de phase et drsquoamplitude est deacutetermi-nant En effet la deacuteteacuterioration du rapport signalbruit autre-ment dit lrsquoaugmentation du taux drsquoerreurs binaire cocircteacute reacutecep-teur est directement lieacutee aux deacuteformations de signaux reacutesul-tant de ces distorsions
Deacutetermineacute agrave lrsquoaide drsquoanalyseurs de reacuteseau vectoriels le temps de propagation de groupe est geacuteneacuteralement utiliseacute comme une mesure de la distorsion de phase Gracircce agrave lrsquooption RampSregFSW-K17 deacutedieacutee au temps de propagation de groupe multiporteuses (Multicarrier Group Delay) il est deacutesormais possible drsquoeffectuer de maniegravere complegravete cette mesure essen-tielle avec lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSW (fig 1) Utilisant un proceacutedeacute multiporteuses la nouvelle appli-cation seacuteduit par des performances impressionnantes mesures des temps de propagation de groupe de haute preacutecision avec une incertitude de mesure de seulement plusmn300 ps
cycle de test tregraves rapide mesures relatives et absolues des temps de propagation de groupe
mesures sur une tregraves large bande passante (jusqursquoagrave 160 MHz) mesures simples reacutealisables agrave distance application drsquoutilisa-tion intuitive
Outre lrsquoeacutevaluation du temps de propagation de groupe lrsquoaf-fichage de la distorsion drsquoamplitude est eacutegalement possible Lrsquooption RampSregFSW-K17 permet ainsi drsquoeffectuer une analyse complegravete des distorsions lineacuteaires du signal
Simpliciteacute et rapiditeacuteLa figure 2 illustre le montage de mesure du temps de pro-pagation de groupe Un geacuteneacuterateur de signaux (de la famille RampSregSMx par exemple) geacutenegravere un signal multiporteuses dans la gamme de freacutequences consideacutereacutee Lrsquoutilisation de signaux multiporteuses agrave large bande permet de deacuteterminer rapidement le temps de propagation de groupe sur lrsquoen-semble de la gamme de freacutequence Le signal multiporteuses est caracteacuteriseacute par la freacutequence centrale lrsquoeacutecart entre por-teuses et la bande passante drsquoanalyse Ces paramegravetres sont entreacutes dans la boicircte de dialogue de configuration de lrsquo option RampSregFSW-K17 Ces informations suffisent agrave lrsquoapplication pour deacuteterminer et reacutegler automatiquement tous les autres para-megravetres notamment la dureacutee adeacutequate de mesure garantis-sant un compromis raisonnable entre niveau de preacutecision eacuteleveacute et rapiditeacute de mesure
On procegravede tout drsquoabord agrave un eacutetalonnage sans le disposi-tif sous test afin drsquoenregistrer les phases et les amplitudes de reacutefeacuterence de chaque porteuse Les donneacutees de calibrage obtenues peuvent ecirctre aiseacutement stockeacutees sous forme de fichier consultable agrave tout moment Cela permet de gagner du
ACTUALITEacuteS 20813 43
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
cedilFSW avec lrsquooption cedilFSW-K17Geacuteneacuterateur Calibrage de reacutefeacuterence1
Mesure du temps de propagation de groupe2
DUT
f
|A(f)|Bande passante drsquoanalyse
Eacutecart entreporteuses
f
Phase
Freacutequencecentrale
44
temps pour les mesures suivantes et de passer rapidement drsquoun sceacutenario de mesure agrave lrsquoautre
Pour mesurer le temps de propagation de groupe le signal multiporteuses est enregistreacute agrave la sortie du dispositif sous test Agrave partir de la diffeacuterence de phase entre le signal de reacutefeacute-rence et la moyenne du signal mesureacute durant lrsquoessai lrsquoop-tion RampSregFSW-K17 deacutetermine le temps de propagation de groupe dans la plage de freacutequence des porteuses Et ce avec une preacutecision tregraves eacuteleveacutee pour un signal avec un eacutecart entre porteuses de 100 kHz et 601 porteuses (largeur de bande de 60 MHz) et une freacutequence centrale situeacutee entre 100 MHz et 6 GHz lrsquoincertitude de mesure du temps de propagation de groupe nrsquoest en effet que de plusmn300 ps
Les mesures relatives du temps de propagation de groupe ne prennent pas en compte le temps de propagation constant lieacute au dispositif sous test un temps qui agit sur toutes les com-posantes de freacutequence de la mecircme maniegravere et nrsquoentraicircne pas de modification de la forme du signal Dans certains cas tou-tefois le temps absolu de propagation de groupe peut srsquoaveacute-rer utile notamment pour le reacuteglage neacutecessiteacute par les deacuteca-lages de signaux sur deux canaux de transmission Lrsquooption RampSregFSW-K17 permet eacutegalement ce type de mesures Pour creacuteer une relation de phases absolue lrsquoentreacutee de deacuteclen-chement externe du RampSregFSW est activeacutee et relieacutee au geacuteneacute-rateur En prenant la valeur moyenne des temps de pro-pagation de groupe mesureacutes en continu il est eacutegalement possible drsquoobtenir lagrave encore une incertitude de mesure de seulement plusmn300 ps
Une utilisation intuitive gracircce agrave lrsquoeacutecran tactileAvec la nouvelle option les principaux paramegravetres agrave confi-gurer sont accessibles rapidement via une seule boicircte de
Fig 2 Montage de mesure du temps de propagation de groupe un geacuteneacuterateur de signaux creacutee un signal multiporteuses caracteacuteriseacute par la freacutequence
centrale lrsquoeacutecart entre porteuses et la bande passante drsquoanalyse Dans la phase de calibrage (Q) le signal est injecteacute directement sans le dispositif sous
test (DST) dans lrsquoappareil RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption RampSregFSW-K17 Lrsquoapplication enregistre la phase de reacutefeacuterence des porteuses Le temps de propa-
gation de groupe est ensuite mesureacute en incluant le DST (W)
dialogue (fig 3) En outre lrsquoutilisateur peut facilement confi-gurer le format de lrsquoeacutecran en fonction de ses propres exi-gences Sur lrsquoeacutecran tactile grand format du RampSregFSW les dif-feacuterents graphiques de lrsquoapplication de temps de propagation de groupe favorisent un flux de travail intuitif et offrent une preacutesentation claire des reacutesultats (fig 4)
De multiples applications pour les techniques de mesures sur satellitesLa technologie satellitaire srsquoappuie sur des techniques de transmission complexes une grande largeur de bande et
Fig 3 La boicircte de dialogue de configuration de lrsquooption
RampSregFSW-K17 affiche lrsquoensemble des paramegravetres deacutetermi-
nants pour la mesure du temps de propagation de groupe
Une fois les paramegravetres de freacutequence centrale drsquoeacutecart entre
porteuses et de bande passante drsquoanalyse configureacutes la
mesure peut commencer
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Fig 4 Visualisation optimale
exemple de mesure drsquoun signal
au niveau drsquoun dispositif sous test
(DST) avec ses caracteacuteristiques
de bande passante Lrsquoutilisateur
peut voir lrsquoamplitude et la phase
du signal multiporteuses appliqueacute
(fenecirctres 1 et 2) Outre le signal
sortant du DST on peut agrave tout
moment afficher les signaux de
reacutefeacuterence obtenus lors du calibrage
(fenecirctres 3 et 4) En comparant
le signal de reacutefeacuterence et le signal
mesureacute lrsquooption RampSregFSW-K17
fournit la fonction de transfert don-
nant la valeur de distorsion drsquoam-
plitude (fenecirctre 5) ainsi que le
temps de propagation de groupe
donnant la valeur de distorsion de
phase (fenecirctre 6)
lrsquoexploitation efficace des canaux autant de critegraveres qui rendent obligatoire la mesure de nombreux paramegravetres deacuteter-minants pour la qualiteacute Dans ce cadre la mesure du temps de propagation de groupe pour lrsquoanalyse des distorsions de phases revecirct une importance toute particuliegravere De par sa polyvalence lrsquooption RampSregFSW-K17 peut ecirctre utiliseacutee dans les applications les plus varieacutees notamment pour la fabrication de reacutepeacuteteurs de satellite ou de stations de base complegravetes Ainsi pour eacuteviter toute distorsion dans la transmission des signaux la courbe drsquoamplitude doit ecirctre plate et la courbe de phase lineacuteaire Pour que les systegravemes puissent reacutepondre au mieux agrave ces conditions des mesures sont reacutealiseacutees avec lrsquoop-tion RampSregFSW-K17 et les circuits de compensation dimen-sionneacutes en conseacutequence drsquoapregraves les reacutesultats obtenus La mecircme proceacutedure est utiliseacutee dans bien drsquoautres applications notamment pour les mesures concernant des modules desti-neacutes agrave des applications radar
Pour que le systegraveme de transmission drsquoun satellite puisse ecirctre exploiteacute sans perte de performance des tests de charge utile doivent ecirctre reacutealiseacutes avant la mise en service Dans de nombreux cas il est neacutecessaire de mesurer le signal drsquoori-gine dans une autre gamme de freacutequence suite agrave la preacutesence drsquoeacuteleacutements de transmission qui convertissent la freacutequence Lrsquooption RampSregFSW-K17 peut ecirctre eacutegalement utiliseacutee pour de telles mesures La configuration de lrsquoapplication est on ne peut plus simple apregraves calibrage sur la base de la freacutequence drsquoorigine il suffit de modifier un paramegravetre (la freacutequence cen-trale) dans lrsquoapplication pour effectuer la mesure Lrsquooption RampSregFSW-K17 eacutetablit automatiquement la relation entre les porteuses de reacutefeacuterence du signal multiporteuses et le signal de mesure dont la freacutequence a eacuteteacute transposeacutee
Pour les tests de charge utile la vitesse de mesure a un rocircle essentiel Ici encore lrsquooption RampSregFSW-K17 srsquoavegravere tregraves utile Pour reacutealiser lrsquoanalyse relative du temps de propagation de groupe en large bande sur une bande passante drsquoanalyse de 160 MHz avec un eacutecart entre porteuses de 200 kHz (800 porteuses) 350 ms suffisent agrave lrsquoapplication Pour un eacutecart de 1 MHz (160 porteuses) il ne lui faut plus que 80 ms Le seul eacuteleacutement significatif pour lrsquoanalyse eacutetant la relation de phase entre le calibrage de reacutefeacuterence et la mesure on peut optimiser le facteur de crecircte au niveau du geacuteneacuterateur Un signal multi-porteuses avec un faible facteur de crecircte ameacuteliore le rapport signalbruit (SNR) au cours de lrsquoanalyse du temps de propaga-tion de groupe et preacuteserve le dispositif sous test
ConclusionLrsquooption RampSregFSW-K17 permet de reacutealiser des mesures preacute-cises des caracteacuteristiques de distorsion dans les systegravemes de transmission Le temps de propagation de groupe repreacute-sentant la valeur de la distorsion de phase peut ecirctre mesureacute de maniegravere absolue et relative Gracircce agrave une extrecircme simpli-citeacute drsquoutilisation une grande rapiditeacute de mesure et un niveau de preacutecision eacuteleveacute lrsquoapplication est tregraves performante dans la pratique Elle eacutelargit lrsquoeacuteventail deacutejagrave riche des possibiliteacutes de mesure de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux haut de gamme RampSregFSW En association avec des geacuteneacuterateurs de signaux tels que RampSregSMU ou RampSregSMBV Rohde amp Schwarz propose ainsi une offre complegravete pour lrsquoanalyse des temps de propagation de groupe
Josef Zwack
ACTUALITEacuteS 20813 45
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Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterificationDifficile de reacutepondre agrave la question de savoir quelle est la preacutecision des reacutesultats de mesure apregraves calibrage drsquoun
analyseur de reacuteseau de nombreux facteurs contribuant en effet agrave lrsquoincertitude de mesure Mais une reacuteponse
rapide et surtout fiable peut ecirctre apporteacutee gracircce au logiciel et aux kits de veacuterification de RohdeampSchwarz
Quelle est la qualiteacute de calibrage Apregraves un calibrage la preacutecision de lrsquoanalyseur reacuteseau lui-mecircme est bien eacutevidemment deacuteterminante pour lrsquoincertitude de mesure mais pas seulement car le kit de calibrage et les cordons utiliseacutes exercent eacutegalement une influence non neacutegligeable Pour obtenir une indication sur la qualiteacute du calibrage ou bien sur la preacutecision de mesure certains utilisa-teurs peuvent succomber agrave la tentation de reconnecter les eacutetalons apregraves le calibrage Il srsquoagit lagrave cependant drsquoune illusion car mecircme les eacutetalons drsquoun autre kit de calibrage ne peuvent fournir aucune information sur lrsquoincertitude reacuteelle et donnent tout au plus une indication sur lrsquoefficaciteacute du calibrage Seule la comparaison avec des mesures reacutealiseacutees sur des disposi-tifs appeleacutes laquo eacutetalons de veacuterification raquo dont les caracteacuteristiques ont eacuteteacute minutieusement releveacutees par le constructeur permet drsquoobtenir une information preacutecise sur lrsquoincertitude de mesure absolue apregraves un calibrage
Veacuterification des donneacutees systegraveme effectives avec un Teacute symeacutetriqueLa meacutethode de veacuterification drsquoun calibrage la plus simple consiste agrave mesurer un Teacute symeacutetrique avec preacutecision par exemple le T-Checker de RohdeampSchwarz (fig 1) dont les paramegravetres S sont relieacutes entre eux avec un rapport deacuteter-mineacute et calculeacutes apregraves calibrage avec le T-Checker connecteacute Lrsquoeacutevaluation indique lrsquoeacutecart par rapport au reacutesultat theacuteorique escompteacute et fournit une indication sur la qualiteacute du calibrage Lrsquoutilisation du T-Checker est recommandeacutee pour les applica-tions de laboratoire habituelles ou en production car seule la connexion de cet eacutetalon est requise pour obtenir rapidement une indication sur la qualiteacute du calibrage
Lorsqursquoil srsquoagit de haute preacutecision kits de veacuterification de RohdeampSchwarzPour deacuteterminer lrsquoincertitude de mesure les reacutesultats les plus preacutecis sont obtenus avec des kits de veacuterification compo-seacutes de plusieurs eacutetalons Les kits de RohdeampSchwarz com-prennent un court-circuit macircle et un court-circuit femelle deacutecaleacutes ( Offset Short) une terminaison macircle et une termi-naison femelle deacutesadapteacutees (Mismatch) un affaiblisseur (Attenuator) et une traverseacutee directe agrave sauts drsquoimpeacutedance ( Stepped Through) Des lignes agrave air (Airline) difficiles agrave mani-puler sont deacutelibeacutereacutement eacuteviteacutees Tous ces eacutetalons de calibrage diffegraverent sensiblement des eacutetalons habituels tels que circuit ouvert (Open) court-circuit (Short) et terminaison (Match) car ils preacutesentent une impeacutedance diffeacuterente et peuvent par conseacute-quent ecirctre utiliseacutes comme eacutetalons de veacuterification Le labora-toire drsquoeacutetalonnage de RohdeampSchwarz accreacutediteacute par lrsquoorga-nisme national drsquoaccreacuteditation de la Reacutepublique feacutedeacuterale drsquoAl-lemagne (DakkS) reacutealise des mesures sur ces eacutetalons tous les 250 MHz et speacutecifie leurs valeurs drsquoincertitude de mesure
Fig 1 Le T-Checker de RohdeampSchwarz offre
un moyen de veacuterification du calibrage simple et
convivial
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Exemple dune eacutevaluation graphique
S21 mesureacute1319127600 Ndeg de seacuterie 101632 Incertitude de mesure
Freacutequence en GHz
5 10 15 20 25
Para
megravet
re d
etra
nsm
issi
on S
21 e
n dB
ndash397
ndash398
ndash399
ndash400
ndash401
Calcul de lrsquoincertitude de mesureLe logiciel RohdeampSchwarz VNAMUC (Vector Network Ana-lyzer Measurement Uncertainty Calculator fig 2) calcule lrsquoin-certitude de mesure theacuteorique escompteacutee (sans cacircble) Apregraves saisie par lrsquoutilisateur des informations sur le type les options et les configurations de lrsquoanalyseur RohdeampSchwarz ainsi que sur le kit de calibrage utiliseacute le logiciel fournit les reacutesultats et les repreacutesente sous forme graphique
Pour obtenir une indication preacutecise sur lrsquoincertitude de mesure reacuteelle des mesures doivent ecirctre reacutealiseacutees en connectant les eacutetalons du kit de veacuterification Les reacutesultats de ces mesures sont alors compareacutes aux reacutesultats de mesure documenteacutes de RohdeampSchwarz et eacutevalueacutes sous forme graphique Comme illustreacute en figure 3 les reacutesultats devraient se situer dans le gabarit de toleacuterances indiqueacute pour chaque eacutetalon
Fig 4 Eacutetalons du kit de veacuterifica-
tion RampSregZV-Z435 (de gauche agrave
droite) deux Offset Short deux
Mismatch un Atteacutenuateur et un
Stepped Through
Fig 3 Repreacutesentation graphique des reacutesultats de mesure de veacuterification
sur un atteacutenuateur de 40 dB
Fig 2 Le logiciel VNAMUC calcule lrsquoincertitude de mesure theacuteorique
escompteacutee
RohdeampSchwarz propose actuellement deux kits de veacuterifi-cation le RampSregZV-Z435 doteacute de connecteurs 35 mm pour des freacutequences jusqursquoagrave 265 GHz (fig 4) et le RampSregZV-Z470 doteacute de connecteurs N pour des freacutequences jusqursquoagrave 18 GHz Drsquoautres kits munis de systegravemes de connecteurs de 292 mm 24 mm et 185 mm seront disponibles prochainement Ces deux kits repreacutesentent ensemble avec le logiciel drsquoincerti-tude VNAMUC un outil indispensable permettant de deacutetermi-ner avec preacutecision lrsquoincertitude de mesure et reacutepondent clai-rement agrave la question poseacutee sur la preacutecision des reacutesultats de mesure apregraves un calibrage
Andreas Henkel
ACTUALITEacuteS 20813 47
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
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RampSregZNB analyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 portsLes tablettes et smartphones actuels gegraverent plusieurs bandes de freacutequence et offrent des fonctionnaliteacutes
comme Wi-Fi Bluetoothreg et GPS Les modules inteacutegreacutes agrave cet effet sont doteacutes de nombreux ports RF dont les
paramegravetres doivent ecirctre entiegraverement caracteacuteriseacutes Jusqursquoagrave huit ports RF peuvent ecirctre caracteacuteriseacutes par lrsquoana-
lyseur de reacuteseau 8 ports RampSregZVT Si ce nombre est plus eacuteleveacute ndash les composants de la nouvelle geacuteneacuteration
pouvant en effet avoir plus de 20 ports ndash il existe drsquoautres solutions que RohdeampSchwarz propose pour son
analyseur de reacuteseau RampSregZNB
Davantage de ports gracircce aux matricesCapaciteacute de caracteacuterisation de nombreux ports de test et faciliteacute drsquoutilisation ndash lrsquoanalyseur de reacuteseau RampSregZNB concilie ces deux exigences gracircce agrave lrsquoutilisation de matrices de com-mutation (fig 1) Augmenter le nombre de ports avec des matrices nrsquoest pas nouveau Ce qursquoil lrsquoest en revanche est que la commande de la matrice et le choix des paramegravetres de mesure soient directement effectueacutes par le firmware de lrsquoanalyseur de reacuteseau Avec les matrices de commutation actuellement proposeacutees par RohdeampSchwarz le nombre de ports de test du RampSregZNB peut ecirctre eacutetendu agrave 32 (fig 2)
ndash sans impacter son utilisation qui reste aussi conviviale et rapide que celle drsquoune uniteacute de base agrave deux ou quatre ports Ainsi par exemple le RampSregZNB deux ports avec la matrice de commutation RampSregZV-Z81 (modegravele 09) et ses deux entreacutees et neuf sorties (fig 3) devient un analyseur de reacuteseau 9 ports Un RampSregZNB 4 ports avec deux matrices doteacutees de deux entreacutees et 16 sorties peut eacutevoluer vers un analyseur 32 ports Ainsi eacutequipeacute lrsquoensemble des 1024 (32 times 32) paramegravetres S drsquoun objet sous test agrave 32 ports peut theacuteoriquement ecirctre caracteacuteriseacute en un seul passage
Fig 1 Analyse de reacuteseaux multiports avec le
RampSregZNB Avec la matrice de commutation
RampSregZV-Z81 (modegravele 66) jusqursquoagrave 16 ports de
test sont disponibles
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Matrice de commutation RampSregZV-Z81 Modegravele 09
B DVNA ports
Test ports
85 764321 9
SP3T SP3T SP3T SP3T SP3T
SP5T54321
SP5T54321
SP5T54321
SP5T54321
SP3T SP3T SP3T SP3T
Matrice de commutation
Entreacutees SortiesType commutateur
RampSregZV-Z81 Modegravele 05 2 5Full Crossbar eacutelectronique
Modegravele 09 2 9Full Crossbar eacutelectronique
Modegravele 66 2 16Full Crossbar eacutelectromeacutecanique
RampSregZV-Z82 Modegravele 10 4 10Full Crossbar eacutelectronique
Fig 2 Matrices de commutation actuellement disponibles chez
RohdeampSchwarz
Un RampSregZNB 4 ports est neacutecessaire pour reacutealiser des mesures de type
Full crossbar
La tenue en charge relativement faible des commutateurs eacutelectroniques dans les matrices nrsquoa permis jusqursquoici de reacutea-liser des mesures avec des niveaux de signal eacuteleveacutes ndash par exemple sur des amplificateurs de puissance ndash que de maniegravere limiteacutee Ce problegraveme peut deacutesormais ecirctre contourneacute en reliant une matrice doteacutee de deux entreacutees agrave un RampSregZNB 4 ports de sorte que les deux ports restants de lrsquoanalyseur avec leur puissance de sortie eacuteleveacutee de +15 dBm et leur grande capaciteacute de charge jusqursquoagrave +27 dBm demeurent dis-ponibles pour caracteacuteriser les composants actifs de lrsquoobjet sous test par exemple pour la mesure du point de compres-sion (fig 4) Cette configuration permet drsquoeacuteviter les commu-tateurs meacutecaniques lents couramment utiliseacutes jusqursquoici et en conseacutequence drsquoaugmenter par exemple la cadence en production car la vitesse de mesure eacuteleveacutee du RampSregZNB et le temps de commutation rapide du commutateur eacutelectro-nique des matrices raccourcissent de maniegravere significative les temps de mesure
Configuration plus simple que jamais ndash obtention des reacutesultats en trois eacutetapesContrairement aux solutions deacutejagrave disponibles sur le marcheacute la configuration la commande du montage ou la mesure ne requiegraverent ici ni logiciel suppleacutementaire ni macro-instructions Le RampSregZNB controcircle les matrices via une connexion LAN ou USB Une fois connecteacute au RampSregZNB le type de matrice et lrsquoattribution des numeacuteros de ports sont automatiquement deacutetecteacutes afin que lrsquoutilisateur puisse immeacutediatement com-mencer la reacutealisation des mesures Le grand eacutecran tactile agrave diagonale de 30 cm et le concept drsquoutilisation intuitif de lrsquoana-lyseur offrent une visualisation claire mecircme en preacutesence de nombreuses traces de mesure
Les paramegravetres S (symeacutetriques et asymeacutetriques) ainsi que les paramegravetres drsquoonde et leurs rapports respectifs sont seacutelec-tionneacutes directement via lrsquointerface utilisateur dans les analy-seurs de reacuteseau RampSregZNB agrave 2 et 4 ports puis afficheacutes Cela
Fig 4 Systegraveme de mesure 11 ports avec deux ports RampSregZNB comme
ports de test suppleacutementaires
Fig 3 Matrice de commutation RampSregZV-Z81 modegravele 09 avec deux
entreacutees et neuf sorties
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INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
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deacutemontre ici lrsquoavantage du concept drsquoutilisation reacutesolument conccedilu pour des applications agrave ports multiples Les indices des paramegravetres S ou les puissances peuvent ecirctre directement entreacutes agrave partir du clavier numeacuterique de sorte que chaque para-megravetre peut ecirctre seacutelectionneacute en un maximum de trois eacutetapes mecircme avec des objets sous test agrave nombreux ports (fig 5)
Calibrage ndash simple et rapideIl est indispensable notamment lorsqursquoon utilise des matrices de proceacuteder agrave un calibrage avant drsquoeffectuer les mesures afin drsquoeacuteliminer en prioriteacute lrsquoinfluence de lrsquoaffaiblissement des commutateurs sur les reacutesultats de mesure Le RampSregZNB pro-pose des meacutethodes de calibrage multiports manuelles qui neacutecessitent un minimum de connexions directes Le cali-brage reacutealiseacute avec des uniteacutes automatiques est neacuteanmoins recommandeacute afin de minimiser le nombre drsquoopeacuterations de vissage neacutecessaires et drsquoeacuteviter des proceacutedures de calibrages longues ainsi qursquoune usure preacutematureacutee des connecteurs et des eacutetalons de calibrage
RohdeampSchwarz propose agrave cet effet des uniteacutes de calibrage agrave deux quatre six ou huit ports (fig 7) Un nombre encore plus important de ports peut ecirctre calibreacute en connectant lrsquouniteacute de calibrage aux diffeacuterents ports de test Un assistant guide lrsquouti-lisateur en toute seacutecuriteacute agrave toutes les eacutetapes de la proceacutedure de calibrage (fig 6)
ConclusionLe RampSregZNB forme en combinaison avec les matrices un systegraveme de mesure drsquoanalyse de reacuteseaux fiable pour la carac-teacuterisation de modules et composants symeacutetriques et asymeacute-triques avec un maximum de 32 ports Le systegraveme se confi-gure quasi automatiquement Lrsquoutilisation et lrsquoeacutevaluation sont simples et intuitives mecircme pour un grand nombre de ports et srsquoeffectuent directement via lrsquointerface utilisateur du RampSregZNB Agrave lrsquoaide drsquouniteacutes de calibrage jusqursquoagrave huit ports des systegravemes comportant de nombreux ports peuvent eacutegale-ment ecirctre calibreacutes facilement et rapidement
Thilo Bednorz
Fig 6 Calibrage 12 ports avec une uniteacute de calibrage 4 ports
Fig 7 Uniteacutes
de calibrage de
RohdeampSchwarz A
droite lrsquouniteacute de cali-
brage RampSregZV-Z51
en bas lrsquouniteacute de cali-
brage RampSregZV-Z58
Fig 5 Choix des
paramegravetres S par
entreacutee directe des
indices
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Amplificateur large bande pour applications hyperfreacutequencesLe nouvel amplificateur large bande RampSregBBA150 deacutebute avec la gamme de freacutequences de 800 MHz agrave
3 GHz Ensemble avec la famille drsquoamplificateurs large bande RampSregBBA100 deacutejagrave bien eacutetablie il permet
deacutesormais de reacutealiser des systegravemes drsquoamplificateurs avec plusieurs gammes de freacutequences situeacutees entre
9 kHz et 3 GHz et de nombreuses classes de puissance
Nouvelles applications jusqursquoagrave 3 GHzUn concept optimiseacute pour freacutequences eacuteleveacutees une taille com-pacte et un poids reacuteduit tels eacutetaient les objectifs agrave atteindre pour le deacuteveloppement du nouvel amplificateur de puissance RampSregBBA150 (fig 1) Cet amplificateur ouvre de nouveaux domaines drsquoapplications comme par exemple les essais drsquoim-muniteacute eacutelectromagneacutetiques jusqursquoagrave 3 GHz selon diffeacuterentes normes dans des environnements industriels pour la fabrica-tion de composants et lrsquoassurance qualiteacute dans la recherche et la technologie physique ainsi que dans les technologies de communication Le RampSregBBA150 est actuellement dispo-nible dans une gamme de freacutequences continue de 800 MHz agrave 3 GHz et avec des puissances de sortie de 30 W 60 W 110 W et 200 W
Concept RF le plus avanceacute du marcheacuteLrsquoexpeacuterience de plusieurs deacutecennies de RohdeampSchwarz en matiegravere de deacuteveloppement drsquoamplificateurs de puissance et lrsquoutilisation de programmes de conception et de simulation les plus modernes ainsi que de nouveaux semi-conducteurs de
puissance justifient que le RampSregBBA150 dispose du concept RF le plus avanceacute du marcheacute La puissance maximale de 200 W dans un boicirctier de seulement quatre uniteacutes de hauteur et le poids relativement faible lieacute au mode de construction reacutesolument leacuteger par exemple seulement 24 kg pour lrsquoappa-reil de 200 W sont particuliegraverement impressionnants
Efficace robuste et fabriqueacute en seacuterieLa grande robustesse de cet appareil apporte la garantie drsquoun fonctionnement fiable ndash facteur eacuteconomique agrave ne pas sous-estimer Le RampSregBBA150 est un produit fabriqueacute en seacuterie selon des normes de qualiteacute de haut niveau sur le site de Teisnach une des usines les plus modernes drsquoEurope dans cette cateacutegorie de produits Pour assurer une parfaite seacutecuriteacute pendant le fonctionnement le firmware compact de lrsquoamplifi-cateur offre des meacutecanismes de surveillance et de protection efficaces Les eacutetages de puissance RF largement dimension-neacutes disposent de suffisamment de reacuteserves pour que les para-megravetres garantis dans la fiche technique soient assureacutes sans avoir agrave pousser les amplificateurs aux limites de leur capaciteacute
Fig 1 Lrsquoamplificateur de puissance mono-bande RampSregBBA150 est disponible avec des puissances de sortie de 30 W 60 W 110 W et 200 W
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CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
52
Dernier point agrave souligner eacutegalement leur grande toleacuterance aux deacutesadaptations (par ex court-circuit cocircteacute RF ou sortie RF ouverte) qui garantit une haute fiabiliteacute
Fig 2 Panneau de commande du RampSregBBA150 dans un navigateur web
Utilisation et commande polyvalentesLrsquoamplificateur peut ecirctre entiegraverement piloteacute via lrsquoeacutecran et les boutons de commande situeacutes sur le panneau avant Il peut ecirctre eacutegalement commandeacute via les navigateurs Web habituels au moyen drsquoune interface graphique (fig 2) Pour les seacutequences de test automatiseacutees le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 permet la prise en charge totale du RampSregBBA150 Mais le pilotage via Ethernet est eacutegalement possible gracircce agrave la disponibiliteacute drsquoun vaste jeu drsquoinstructions de commandes agrave distance selon la nomenclature SCPI
Deux familles ndash un systegraveme drsquoamplificateursLe RampSregBBA150 peut bien eacutevidemment fonctionner de faccedilon indeacutependante mais ses points forts sont eacutegalement mis en eacutevidence lorsqursquoil est utiliseacute en combinaison avec les amplifi-cateurs large bande RampSregBBA100 avec lesquels il peut ecirctre inteacutegreacute de faccedilon homogegravene dans des systegravemes drsquoamplifica-teurs pour la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 3 GHz (fig 3) Dans ces systegravemes le RampSregBBA150 beacuteneacuteficie des options de commutation RF du RampSregBBA100 comme par exemple des commutateurs drsquoentreacutee et de sortie RF et du seacutelecteur de points de mesure RF (fig 4)
Sur demande le RampSregBBA100 en tant que maicirctre prend en charge la commande du RampSregBBA150 qursquoil integravegre comme une voie RF suppleacutementaire Lrsquoensemble du systegraveme apparaicirct alors comme un amplificateur multi-bande qui peut disposer en option drsquoune entreacutee RF commune ainsi que drsquoun seacutelecteur de points de mesure et drsquoun commutateur RF communs La commande agrave distance srsquoeffectue eacutegalement de maniegravere cen-traliseacutee via une interface
Excellent service et maintenance rapide La structure modulaire du RampSregBBA150 permet une remise en eacutetat rapide et une dureacutee drsquoimmobilisation minimale en cas de dysfonctionnement Tous les modules peuvent geacuteneacute-ralement ecirctre deacutejagrave eacutechangeacutes par le repreacutesentant local de RohdeampSchwarz ou le centre de services le plus proche La disponibiliteacute des piegraveces de rechange au niveau mondial est bien sucircr une eacutevidence Si toutefois le problegraveme ne pouvait pas ecirctre reacutesolu par un remplacement de modules la reacutepara-tion en usine serait alors effectueacutee dans un deacutelai maximal de dix jours ouvrables (hors deacutelais drsquoexpeacutedition du mateacuteriel)
Autre avantage la possibiliteacute drsquoextension de la garantie qui offre une haute disponibiliteacute du RampSregBBA150 agrave des coucircts drsquoexploitation reacuteduits et preacutevisibles Des extensions de un agrave quatre ans ndash srsquoajoutant agrave la garantie de base de trois ans ndash assurent une couverture longue dureacutee
Fig 3 Systegraveme global avec les amplificateurs RampSregBBA100 et
RampSregBBA150
CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
Systegraveme drsquoamplificateurs avec RampSregBBA100 et RampSregBBA150
Commutateur dentreacutee RF Bandes de freacutequence Coupleurs directionnels de mesure Commutateurs de sortie RF
Entreacutee RF
cedilBBA150
cedilBBA100
Pince de couplage
1
7
ReacutefleacutechieIncidente
ReacutefleacutechieIncidente
ReacutefleacutechieIncidente
Incidente
ReacutefleacutechieSorties de mesure
Seacutelecteurs de points de mesure
9 kHz agrave 250 MHz
250 MHz agrave 1 GHz
800 MHz agrave 3 GHz
Antenne
ConclusionAvec le nouvel amplificateur de puissance RampSregBBA150 un eacuteleacutement suppleacutementaire vient compleacuteter la gamme des pro-duits CEM de RohdeampSchwarz Un concept moderne une inteacutegration homogegravene dans la famille drsquoamplificateurs large bande reacuteputeacutes RampSregBBA100 ainsi que la preacutesence drsquoun
service client au niveau mondial font du nouvel amplificateur le choix ideacuteal pour des applications CEM et bien drsquoautres Le concept modulaire fournit la base drsquoune expansion future en termes de performance et de gamme de freacutequences et peacuteren-nise les investissements
Sandro Wenzel
Fig 4 Systegraveme composeacute des amplificateurs RampSregBBA150 et RampSregBBA100 avec les gammes de freacutequences de 9 kHz agrave 250 MHz (bande A) de
250 MHz agrave 1 GHz (bande C) et de 800 MHz agrave 30 GHz (bande D)
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CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
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Rapides et simples mesures de diagnostic et de preacute-certification avec le RampSregESRP
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
10 Hz 9 kHz 36 GHz 7 GHz
cedilESRP3
cedilESRP3 avec option cedilESRP-B29
cedilESRP7
cedilESRP7 avec option cedilESRP-B29
RampSregESRP les modegraveles
Structure de base Preacuteseacutelection reacutecepteur
Convertis-seur AN FFT EacutecranDeacutetecteurs
Les nombreuses exigences imposeacutees aux reacutecepteurs de mesure CEM pour la certification jouent eacutegalement
un grand rocircle dans le quotidien des laboratoires ou pour la reacutealisation de mesures preacuteparatoires notamment
en matiegravere de vitesse drsquoeacutetendue de fonctions et de confort drsquoutilisation Le nouveau reacutecepteur de mesure
CEM RampSregESRP de cateacutegorie preacute-qualification est optimiseacute pour reacutepondre agrave ces exigences Avec lui les
mesures CEM qui duraient des heures auparavant ne neacutecessitent deacutesormais qursquoune fraction de ce temps
Haute vitesse eacutegalement assureacutee dans la cateacutegorie preacute-qualificationApregraves avoir preacutesenteacute lrsquoanneacutee derniegravere le RampSregESR reacutecepteur de mesure CEM le plus rapide du monde pour les mesures de conformiteacute RohdeampSchwarz ne srsquoest pas fait longtemps attendre pour proposer aux utilisateurs un appareil comparable capable de reacutealiser des mesures de diagnostic en laboratoire et en deacuteveloppement Agrave lrsquoinstar du RampSregESR le RampSregESRP (fig 1 page de gauche) offre eacutegalement une fonction de balayage dans le domaine temporel baseacute FFT (Time Domain Scan) et peut donc effectuer plus rapidement les mesures de preacute-cer-tification agrave savoir de plusieurs ordres de grandeur Il excelle particuliegraverement dans les mesures de diagnostic CEM tout au long du processus du deacuteveloppement ainsi que dans toutes les mesures agrave reacutealiser en amont de la certification des produits et ce tant pour les normes CEM civiles que pour les speacutecifica-tions de mesure militaires jusqursquoagrave 7 GHz
Ce reacutecepteur est disponible en deux modegraveles pour les gammes de freacutequences de 9 kHz agrave 36 GHz ou 7 GHz La limite infeacuterieure de la freacutequence peut ecirctre eacutetendue agrave 10 Hz avec lrsquooption RampSregESRP-B29 (fig 2) La commande du reacutecep-teur srsquoeffectue par lrsquointermeacutediaire drsquoun eacutecran tactile particuliegrave-rement convivial
La norme fondamentale prend en compte la technologie de reacutecepteur baseacutee FFTLa publication de lrsquoamendement A12010-06 agrave la 3egraveme eacutedi-tion de la norme fondamentale CISPR 16-1-1 relative aux appareils de mesure des perturbations radioeacutelectriques a geacuteneacutereacute une activiteacute importante Les prochaines eacuteditions et modifications des normes de familles de produits comme par exemple EN 55011 agrave EN 55032 se reacutefeacutereront pour les essais CEM agrave la derniegravere eacutedition de cette norme fondamen-tale importante si cela nrsquoest drsquoailleurs pas deacutejagrave fait Elles auto-risent lrsquoutilisation des reacutesultats de mesure obtenus avec la technologie de reacutecepteur baseacutee FFT Ces mesures peuvent ecirctre reacutealiseacutees par une transposition dans la bande de base (fig 3) ou agrave lrsquoaide des eacutetages FI (freacutequence intermeacutediaire) conccedilus en large bande Les reacutesultats sont ainsi obtenus bien plus rapidement ndash avec la mecircme preacutecision et surtout la mecircme reproductibiliteacute
Fig 2 Reacutecepteur de mesure CEM RampSregESRP preacutesentation des modegraveles
et de leurs gammes de freacutequences respectives
Mesurer plus rapidement avec le balayage dans le domaine temporelGracircce agrave son calcul FFT performant lrsquooption de balayage dans le domaine temporel RampSregESRP-K53 acceacutelegravere les mesures de maniegravere spectaculaire En mode de balayage dans le domaine temporel (Time Domain Scan) le RampSregESRP effectue les mesures agrave une vitesse supeacuterieure de plusieurs ordres de gran-deur par rapport agrave une utilisation avec lrsquoaccord de freacutequence conventionnel par pas (Stepped Scan) Le signal temporel est ici acquis agrave une freacutequence drsquoeacutechantillonnage de 128 MHz et numeacuteriseacute avec un convertisseur AN 16 bits pour un traite-ment ulteacuterieur Le temps gagneacute pour obtenir les reacutesultats de mesure est indiqueacute en figure 4 laquelle illustre la diffeacuterence entre le balayage freacutequentiel par pas et le balayage dans le domaine temporel pour les bandes B et CD du CISPR
Les temps de mesure totaux marqueacutes en rouge dans la figure 4 sont un exemple de mesures typiques dans la bande CD du CISPR telles qursquoelles doivent ecirctre reacutealiseacutees par les
Fig 3 Scheacutema fonctionnel du RampSregESRP avec conversion en bande de
base jusqursquoagrave 30 MHz Le reacutecepteur de mesure CEM le plus rapide du monde reacuteduit consideacuterablement les
temps de test ACTUALITEacuteS (2012) Ndeg 207 pages 22ndash27
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CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
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Fig 5 Eacutecart de niveau entre les fonctions de
balayage freacutequentiel par pas (en jaune) et de
balayage dans le domaine temporel (en vert)
fabricants et eacutequipementiers automobiles selon la norme de famille de produits CISPR 25 jusqursquo agrave 1 GHz avec une bande passante de mesure de 9 kHz (minus6 dB) Lors du balayage freacute-quentiel par pas des pas de 4 kHz sont deacutefinis pour reacutealiser des mesures sans discontinuiteacute et avec un temps de mesure de 10 ms des impulsions ayant un taux de reacutepeacutetition de 100 Hz peuvent encore ecirctre deacutetecteacutees
Avec le balayage dans le domaine temporel les reacutesultats de mesure sont environ 500 fois plus rapidement disponibles bien que dans ce mode ndash en raison du pas de 225 kHz ndash le nombre de points de mesure ait quasiment doubleacute Comme illustreacute en figure 4 des gains de temps significatifs peuvent eacutegalement ecirctre obtenus lors de mesures reacutealiseacutees dans drsquoautres bandes ce qui permet de reacuteduire consideacuterablement le temps et les coucircts neacutecessaires agrave la mise en production en seacuterie drsquoun produit
Gamme de freacutequence
Deacutetecteur temps de mesure bande pas-sante de mesure
RampSregESRP
Balayage freacutequen-tiel par pas
Balayage dans le domaine temporel (en option)
Bande B du CISPR 150 kHz agrave 30 MHz
Crecircte 100 ms 9 kHz 7462 points de mesure 755 s
13 267 points de mesure 2 s
Bande B du CISPR 150 kHz agrave 30 MHz
Quasi-crecircte 1 s 9 kHz 7462 points de mesure 12 960 s
13 267 points de mesure 60 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Crecircte 10 ms 120 kHz 24 250 points de mesure 254 s
32 334 points de mesure 6 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Crecircte 10 ms 9 kHz 242 500 points de mesure 4310 s
431 112 points de mesure 8 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Quasi-crecircte 1 s 120 kHz 24 250 points de mesure env 600 min
32 334 points de mesure env 33 min
Fig 4 Comparaison des temps de mesure
totaux entre le balayage freacutequentiel par pas et
le balayage dans le domaine temporel avec des
paramegravetres de mesure typiques Entoureacutes en
rouge exemple de temps de mesure totaux
pour des mesures typiques agrave effectuer par les
eacutequipementiers et les fabricants drsquoautomobiles
selon la norme de famille de produits CISPR
25 jusqursquoagrave 1 GHz avec une bande passante de
9 kHz (minus6 dB)
Enregistrement sans discontinuiteacute des eacutemissions de perturbations Gracircce au balayage dans le domaine temporel les mesures CEM dans les bandes du CISPR peuvent deacutesormais ecirctre reacuteali-seacutees en quelques secondes A cet effet le RampSregESRP acquiert sans interruption temporelle les composantes spectrales avec une bande passante jusqursquoagrave 30 MHz Avec un pas virtuel drsquoun quart de la bande passante de reacutesolution et un chevauche-ment de la fenecirctre gaussienne FFT drsquoenviron 90 le reacutecep-teur atteint une tregraves bonne preacutecision de mesure de niveau avec des perturbateurs pulseacutes (fig 5) Lrsquoincertitude de mesure totale satisfait ainsi aux exigences de la norme CISPR 16-1-1 eacutegalement pour les mesures de preacute-certification
La vitesse de mesure doit en outre ecirctre eacuteleveacutee lorsqursquoun dis-positif sous test ne peut ecirctre utiliseacute que pendant une courte peacuteriode soit parce qursquoil modifie son comportement (avec des
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
perturbations agrave variation de niveau et de freacutequence) soit au pire parce qursquoil peut ecirctre endommageacute srsquoil fonctionne pendant une dureacutee trop importante ou encore parce que le cycle de fonctionnement requiert une certaine vitesse comme par exemple pour les legraveve-vitres eacutelectriques des veacutehicules Avec le balayage dans le domaine temporel du RampSregESRP de tels sceacute-narios de mesure peuvent ecirctre bien plus aiseacutement maicirctriseacutes
Lrsquoutilisateur peut lui-mecircme augmenter le temps drsquoobservation pour pouvoir deacuteterminer avec certitude les perturbations inter-mittentes agrave bande eacutetroite ou les perturbateurs isoleacutes
Lrsquooption Module de filtres preacuteseacutelecteur RampSregESRP-B2 est composeacutee de 16 filtres et inclut un preacuteamplificateur de 20 dB jusqursquoagrave 7 GHz maximum Doteacute de ce module le RampSregESRP reacutealise des mesures sur signaux perturbateurs intermittents agrave taux de reacutepeacutetition drsquoimpulsions de 10 Hz ou plus conformeacute-ment agrave la norme fondamentale CISPR 16-1-1 Avec lrsquoadapta-tion de la bande passante du filtre de preacuteseacutelection de 150 kHz agrave 30 MHz les eacutemissions conduites sont mesureacutees simulta-neacutement en une seule eacutetape sur 13 267 freacutequences gracircce au balayage dans le domaine temporel (fig 6)
Fig 6 En une seule eacutetape mesure drsquoeacutemissions
conduites dans la bande B du CISPR
Fig 7 Analyse FI avec couplage en paral-
legravele avec la fonction de poursuite marqueur
(Marker-Track) dans le spectre de la mesure
drsquoinvestigation
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CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
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Fig 8 Le RampSregESRP avec protec-
tions lateacuterales et poigneacutee de trans-
port pour travaux exteacuterieurs
Davantage de reacutesolution en repreacutesentation spectrale avec la fonction drsquoanalyse FI Les amplitudes de signaux critiques dans le spectre peuvent ecirctre examineacutees de maniegravere plus approfondie avec la fonction drsquoanalyse FI du RampSregESRP Avec lrsquoanalyse FI la repreacutesentation spectrale du signal drsquoentreacutee RF est afficheacutee dans une plage reacuteglable (jusqursquoagrave 10 MHz) autour de la freacutequence de reacuteception Cette repreacutesentation srsquoeffectue soit agrave la freacutequence actuelle en parallegravele avec lrsquoaffichage agrave barre-graphes soit agrave la position du marqueur par la fonction marker-track sur le reacutesultat existant drsquoun balayage de freacutequence par exemple drsquoune mesure drsquoin-vestigation (fig 7) Gracircce agrave ce couplage la freacutequence centrale du spectre FI correspond toujours agrave la freacutequence de reacutecep-tion actuelle du reacutecepteur de mesure Le reacutecepteur peut ainsi ecirctre reacutegleacute avec une grande preacutecision et surtout tregraves rapide-ment sur le signal agrave analyser Lrsquoutilisateur beacuteneacuteficie en outre drsquoune vue drsquoensemble preacutecise sur lrsquooccupation du spectre autour du canal de mesure et ndash avec une largeur drsquoaffichage du spectre de lrsquoanalyse FI suffisamment grande ndash sur la distri-bution spectrale drsquoun signal moduleacute dans le canal de mesure Les signaux de reacuteception peuvent ainsi ecirctre rapidement clas-seacutes dans la cateacutegorie des signaux perturbateurs ou signaux utiles Les deacutemodulateurs audio AM ou FM commutables en parallegravele facilitent lrsquoidentification des signaux capteacutes afin par exemple de deacutetecter et drsquoexclure les brouilleurs ambiants lors des mesures sur site ouvert
Fonctions drsquoanalyse de spectre et mesures CEM en mode analyseur de spectre Lrsquooption RampSregESRP-B29 permet drsquoeacutetendre la gamme de freacute-quence de 9 kHz agrave 36 ou 7 GHz aux basses freacutequences jusqursquoagrave 10 Hz Lorsque la preacuteseacutelection est coupeacutee en mode analyseur de spectre la sensibiliteacute du RampSregESRP peut ecirctre augmenteacutee gracircce agrave lrsquooption preacuteamplificateur seacutepareacutee RampSregFSV-B22 Avec son faible niveau de bruit (plancher de bruit ndash168 dBm typique dans une bande passante de 1 Hz et avec preacuteamplificateur en fonctionnement) le RampSregESRP peut eacutegalement mesurer avec preacutecision des signaux de tregraves faible
niveau Son excellente dynamique fait qursquoil satisfait aux exi-gences speacutecifiques de la norme CISPR 16-1-1 Ed 3 (laquo Uti-lisation drsquoanalyseurs de spectre sans preacuteseacutelection pour les mesures de perturbations radioeacutelectriques conformes aux normes raquo) agrave savoir pour des signaux parasites agrave partir drsquoune freacutequence de reacutepeacutetition drsquoimpulsion de 20 Hz
Les mesures drsquoeacutemissions de perturbations radioeacutelectriques peuvent ecirctre reacutealiseacutees en mode analyseur de spectre avec ou sans preacuteseacutelecteur Lrsquoutilisateur peut en outre choisir le nombre de points de balayage agrave mesurer dans ce mode Pour une eacutevaluation pertinente jusqursquoagrave 200 001 points de mesure peuvent ecirctre deacutefinis Agrave titre de comparaison jusqursquoagrave 4 mil-lions de points de mesure par courbe sont disponibles en mode reacutecepteur de test Mais les mesures de diagnostic reacutea-liseacutees tout au long du processus de deacuteveloppement doivent aussi ecirctre preacutecises et reproductibles Des reacutesolutions laquo nor-males raquo de 8000 ou 32 000 points de mesure telles que ren-contreacutees habituellement sur drsquoautres analyseurs de spectre atteignent en geacuteneacuteral rapidement leurs limites et srsquoavegraverent insuffisantes pour les mesures CEM
Les marqueurs de mesure configurables du RampSregESRP (jusqursquoagrave 16) positionneacutes sur les freacutequences des signaux para-sites permettent lrsquoanalyse cibleacutee des perturbations Le cou-plage des marqueurs de mesure avec un deacutetecteur de pondeacute-ration CISPR associeacute permet drsquoeacutetablir une comparaison avec les valeurs limites speacutecifieacutees La possibiliteacute de repreacutesenter le spectre sur un axe de freacutequence logarithmique facilite le dia-gnostic des reacutesultats de mesure sur une large gamme de freacute-quences et assure la repreacutesentation conforme aux normes des gabarits Les freacutequences critiques sont clairement afficheacutees dans une liste de pics Cela permet drsquoeacutevaluer rapidement le spectre de perturbations par rapport aux valeurs limites
Geacuteneacuterateur de poursuite pour analyse de reacuteseaux scalaireUn geacuteneacuterateur de poursuite interne (option RampSregFSV-B9) per-met drsquoeacutetendre les fonctions du RampSregESRP agrave lrsquoanalyse de reacuteseaux scalaire pour la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 7 GHz Ainsi la courbe drsquoaffaiblissement en fonction de la freacute-quence par exemple la reacuteponse en freacutequence des cacircbles de mesure ou des filtres peut ecirctre rapidement et aiseacutement deacuteter-mineacutee puis enregistreacutee dans le RampSregESRP sous forme de table de correction (transducteur)
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
Conccedilu pour une utilisation en exteacuterieurPour une utilisation en exteacuterieur par exemple en voiture ou sur site ouvert le RampSregESRP peut ecirctre eacutequipeacute de lrsquooption ali-mentation DC RampSregFSV-B30 (12 V agrave 15 V) et livreacute avec une version de boicirctier diffeacuterente avec protections lateacuterales et poi-gneacutee de transport (fig 8) Utiliseacute sur site ouvert et doteacute du pack batterie Li-ion RampSregFSV-B32 le reacutecepteur fonctionne de maniegravere fiable pendant plusieurs heures par exemple pour enregistrer des seacuteries de mesures
Dans sa version standard le RampSregESRP est eacutequipeacute drsquoun disque dur pour stocker les donneacutees Il peut ecirctre remplaceacute par un disque SSD amovible pour reacutesister agrave une plus grande exposition aux chocs et vibrations dans les veacutehicules ou agrave une tempeacuterature de fonctionnement fluctuant de faccedilon plus importante que la moyenne
Mesures automatiques et support logicielAvec sa fonction drsquoautomatisation de test inteacutegreacutee le RampSregESRP dispose drsquoun seacutequenceur de test configurable conccedilu selon le principe suivant mesure drsquoinvestigation ndash reacuteduction de donneacutees ndash mesure finale (fig 9) Ainsi le nombre de freacutequences agrave veacuterifier en mesure finale et lrsquoeacutecart par rapport agrave une ou plusieurs lignes de valeurs limites sont deacutefi-nis La seacutequence est lanceacutee par simple pression drsquoune touche et srsquoexeacutecute alors entiegraverement en automatique Au choix la mesure finale peut eacutegalement ecirctre effectueacutee de maniegravere inte-ractive La liste des freacutequences repeacutereacutees srsquoouvre en appuyant sur le symbole laquo Peak List raquo Le nombre de freacutequences agrave veacuteri-fier en mesure finale peut ainsi encore ecirctre modifieacute puis lrsquoeacuteva-luation finale est reacutealiseacutee avec des deacutetecteurs Quasi-crecircte CISPR-AV ou CISPR RMS-AV Lrsquoaffectation des deacutetecteurs res-pectifs srsquoeffectue ici avec lrsquoassistant de trace (Trace Wizzard)
En outre les applications logicielles CEM RampSregEMC32 et RampSregES-SCAN sont disponibles pour le controcircle de seacutequence automatique et semi-automatique Le logiciel EMI RampSregES-SCAN est un logiciel Windows abordable et convivial qui a eacuteteacute conccedilu speacutecifiquement pour les mesures lieacutees aux mesures drsquoeacutemissions en laboratoire de deacuteveloppement et qui de ce fait complegravete ideacutealement le RampSregESRP
Le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 prend eacutegalement en charge le RampSregESRP Ce logiciel modulaire permet de reacutealiser des mesures drsquoimmuniteacute et drsquoeacutemissions aussi bien en manuel qursquoen semi-automatique ou entiegraverement en automatique selon les normes civiles et militaires Lrsquoacquisition lrsquoeacutevaluation la documentation et la traccedilabiliteacute fiables des reacutesultats de mesure ainsi que la commande agrave distance de nombreux accessoires tels que systegravemes de macirct et plateau tournant sont inclus
La commande agrave distance du RampSregESRP via GPIB ou LAN srsquoef-fectue soit par lrsquointermeacutediaire drsquointerfaces standard selon
IEC 625-2 (IEEE 4882) soit via des interfaces LAN (10 100 1000BaseT) Des pilotes gratuits disponibles sur le site Inter-net de RohdeampSchwarz pour LabVIEW LabWindows CVI et VXI Plug amp Play permettent drsquointeacutegrer le RampSregESRP dans des programmes personnaliseacutes
ReacutesumeacuteLe RampSregESRP est un reacutecepteur de mesure CEM pour la gamme de freacutequences de 10 Hz agrave 7 GHz speacutecialement conccedilu pour la reacutealisation de mesures de diagnostic tout au long du processus de deacuteveloppement de nouveaux produits ainsi que pour la preacuteparation agrave la mesure de certification finale Gracircce agrave ses performances RF exceptionnelles sa vitesse de mesure et ses nombreuses fonctions de mesure il est lrsquooutil ideacuteal pour une utilisation en deacuteveloppement et en laboratoire Il est de ce fait optimiseacute pour effectuer les mesures CEM le plus rapi-dement possible et de faccedilon aussi preacutecise que neacutecessaire Pour cela son balayage dans le domaine temporel baseacute FFT acquiert le spectre de perturbations agrave haute vitesse Mais le RampSregESRP est eacutegalement un analyseur de spectre complet doteacute de hautes performances pour les applications en labo-ratoire Son interface utilisateur clairement structureacutee et son eacutecran tactile rendent son utilisation conviviale qualiteacute que lrsquoon peut appreacutecier agrave sa juste valeur dans toute lrsquoeacutetendue de sa large gamme drsquoapplications Avec cet appareil polyvalent lrsquoutilisateur atteint rapidement son objectif ndash agrave savoir la pro-duction en seacuterie de son produit agrave certifier
Volker Janssen
Fig 9 Menu drsquoautomatisation des tests pour la configuration des
mesures exeacutecuteacutees en automatique
Bibliographie Amendment 12010-06 to CISPR 16-1-12010-01 (Edition 3) Specification for radio dis-turbance and immunity measuring apparatus and methods ndash Part 1-1 Radio disturbance and immunity measuring apparatus ndash Measuring apparatusDes informations deacutetailleacutees sur le RampSregESRP sont disponibles sous httpwwwrohde-schwarzcomenproductesrp-productstartpage_63493-35077html
ACTUALITEacuteS 20813 59
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
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Fig 1 Avec le concept MultiTX du
nouvel eacutemetteur RampSregTMU9 jusqursquoagrave
six eacutemetteurs peuvent ecirctre logeacutes dans
une baie repreacutesentant un gain de place
jusqursquoagrave 80 par rapport agrave lrsquoempreinte
au sol jusqursquoici neacutecessaire Dans cet
exemple trois eacutemetteurs sont installeacutes
chacun fournissant une puissance de
sortie de 114 kW
Systegravemes de transmission effi-caces pour toutes les classes de puissanceDepuis 2011 date de lancement des eacutemet-
teurs UHF de forte puissance RampSregTHU9
RohdeampSchwarz nrsquoa cesseacute de deacutevelopper de
maniegravere conseacutequente cette toute nouvelle
geacuteneacuteration drsquoeacutemetteurs Crsquoest ainsi que
les eacutemetteurs UHF de moyenne puissance
RampSregTMU9 et les eacutemetteurs de faible puis-
sance RampSregMLx partent deacutesormais agrave la
conquecircte du marcheacute Tous ont en commun un
encombrement reacuteduit et une haute efficaciteacute
eacutenergeacutetique (voir eacutegalement article page 63)
DIFFUSION RADIO ET TV | Systegravemes de transmission
Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9 coucirct de fonctionnement minimal ndash flexibiliteacute maximaleEncombrement reacuteduit livraison rapide faible coucirct drsquoexploitation et haute disponibiliteacute ndash telles sont les
principales exigences des opeacuterateurs de reacuteseau en matiegravere drsquoeacutemetteurs de diffusion terrestre exigences
auxquelles reacutepond parfaitement la famille drsquoeacutemetteurs RampSregTX9 qui srsquoest maintenant eacutelargie pour inclure
les eacutemetteurs agrave refroidissement par air RampSregTMU9 avec des puissances allant de 300 W agrave 285 kW
MultiTX ndash concept reacuteussi pour pallier le manque drsquoespace et les hausses de coucircts de location Manque drsquoespace et hausse des coucircts de location sont des difficulteacutes auxquelles tous les opeacuterateurs de reacuteseau sont confronteacutes En effet il nrsquoest pas rare que les stations drsquoeacutemis-sion doivent ecirctre eacutequipeacutees de multiplexes suppleacutemen-taires alors qursquoil y regravegne souvent un manque drsquoespace chro-nique et qursquoune augmentation de loyer pour loger drsquoautres baies drsquoeacutemetteurs est hors de question Ces graves pro-blegravemes des opeacuterateurs ont constitueacute la principale preacuteoccupa-tion des concepteurs lors du deacuteveloppement de la nouvelle famille drsquoeacutemetteurs UHF RampSregTMU9 agrave puissances situeacutees entre 300 W et 285 kW Leur concept MultiTX permet drsquoac-cueillir jusqursquoagrave six eacutemetteurs dans une baie ndash avec un gain de place pouvant aller jusqursquoagrave 80 de lrsquoespace habituellement requis (fig 1) Qui plus est des systegravemes de redondance com-plets peuvent ecirctre installeacutes dans une seule baie drsquoeacutemetteurs par exemple un systegraveme de reacuteserve 2+1 avec une puissance de sortie de 114 kW Cela permet drsquoobtenir non seulement un gain de place au sol mais eacutegalement un gain de temps impor-tant lors de la mise en service En outre le RampSregTMU9 est eacutegalement disponible sans baie jusqursquoagrave des puissances de sor-tie de 114 kW de sorte qursquoil peut ecirctre installeacute dans des baies existantes disposant drsquoun espace suffisant pour lrsquoaccueillir
Modulaires et fabriqueacutes en seacuterie ndash precircts agrave relever tous les deacutefis en termes de projets et de planningDeacuteterminer des eacutecheacuteances fermes pour la mise en service des eacutemetteurs fait partie du quotidien des opeacuterateurs de reacuteseaux Les eacutemetteurs qui sont produits en seacuterie et par conseacutequent rapidement disponibles constituent ici une aide preacutecieuse Ces eacutemetteurs peuvent cependant ecirctre configureacutes de maniegravere aussi polyvalente que srsquoil srsquoagissait de fabrication speacuteciale individualiseacutee agrave lrsquoinstar de lrsquoeacutemetteur totalement modulaire RampSregTMU9 fabriqueacute en seacuterie et qui en standard est confi-gurable selon le principe de construction modulaire agrave plus de 50 versions Cela srsquoappreacutecie par exemple avec le concept de refroidissement dans beaucoup de pays on utilise des sys-tegravemes drsquoeacutevacuation drsquoair guideacutes alors que dans drsquoautres lrsquoair chaud est souffleacute directement dans la salle ougrave il doit ecirctre alors refroidi En tout eacutetat de cause le systegraveme de refroidissement du RampSregTMU9 peut ecirctre personnaliseacute pour satisfaire les exi-gences les plus speacutecifiques Sa modulariteacute coheacuterente per-mettra par ailleurs de reacutepondre aiseacutement et rapidement aux demandes ulteacuterieures
Lrsquouniteacute de base RampSregTCE900 est elle aussi modulaire selon la carte enfichable utiliseacutee elle fonctionne comme un eacutemet-teur pilote ou comme une commande drsquoeacutemetteurs (fig 2) Les cartes peuvent ecirctre facilement eacutetendues ou remplaceacutees Si dans un reacuteseau plusieurs familles de la nouvelle geacuteneacuteration drsquoeacutemetteurs RampSregTX9 sont utiliseacutees la gestion des piegraveces de rechange devient gracircce aux possibiliteacutes drsquoutilisation universelle du RampregTCE900 simple et avantageuse en termes de coucircts
Le proceacutedeacute Doherty ndash reacuteduit les coucircts drsquoexploitation de plus de 40 au cours du cycle de vieLes actuelles geacuteneacuterations drsquoeacutemetteurs de nombreux fabri-cants consomment geacuteneacuteralement quatre agrave cinq fois plus drsquoeacutenergie qursquoelles en eacutemettent Le RampSregTMU9 fait quant agrave lui beaucoup mieux en atteignant un rendement de 38 ce qui en fait le premier eacutemetteur agrave refroidissement par air
Fig 2 Le
RampSregTMU9 est hau-
tement configurable
ici les appareils de
base RampSregTCE900
sortis de leur baie
sont capables agrave
lrsquoaide de cartes enfi-
chables de fonction-
ner comme eacutemetteur
pilote ou commande
drsquoeacutemetteur
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Eacutemetteur avec proceacutedeacute de Doherty
Eacutemetteur pilote
Amplificateur
RF Psortie
Amplificateur principal
Amplificateur de crecirctes
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permettant de reacuteduire de plus de 40 les coucircts eacutenergeacutetiques Cette eacuteconomie est obtenue gracircce au proceacutedeacute Doherty uti-liseacute dans les amplificateurs de puissance Baseacute sur une inven-tion de William H Doherty dans les anneacutees 1930 ce pro-ceacutedeacute est utiliseacute avec succegraves depuis de nombreuses anneacutees dans les communications mobiles et contribue eacutegalement agrave y reacuteduire les besoins en eacutenergie Le principe de base consiste agrave diviser lrsquoamplification du signal en deux voies Lrsquoune de ces voies lrsquoamplificateur de crecircte prend en charge lrsquoampli-fication des signaux de crecircte et lrsquoautre lrsquoamplificateur prin-cipal lrsquoamplification des signaux de valeur moyenne (fig 3) Cela preacutesente lrsquoavantage suivant agrave savoir qursquoaucune reacuteserve de puissance pour les signaux crecirctes nrsquoest requise dans lrsquoam-plificateur principal Lrsquoamplificateur de crecircte nrsquointervient que lorsque des pics de puissance se produisent Lrsquoutilisation de ce proceacutedeacute permet de reacutealiser de substantielles eacuteconomies drsquoeacutenergie dans les deux amplificateurs Avec le RampSregTMU9 RohdeampSchwarz a reacutevolutionneacute la meacutethode Doherty autrefois agrave bande eacutetroite en permettant pour la premiegravere fois son uti-lisation dans les amplificateurs agrave large bande Cela simplifie eacutegalement la gestion des piegraveces de rechange dans les grands reacuteseaux de diffusion utilisant de nombreuses freacutequences dif-feacuterentes eacutetant donneacute qursquoil nrsquoest ainsi plus neacutecessaire de maintenir en stock un nombre aussi important drsquoamplifica-teurs diffeacuterents
Concepts de redondance innovants pour une disponibiliteacute extrecircmeLes contrats entre les opeacuterateurs de reacuteseaux et les diffuseurs reacutegissent les peacutenaliteacutes encourues en cas drsquointerruption drsquoeacutemission ou de retard dans la mise en service de lrsquoeacutemetteur Dans ce dernier cas le RampSregTMU9 leur assure une grande seacutereacuteniteacute eacutetant donneacute que les eacutemetteurs sont livreacutes preacute-cacircbleacutes et precircts agrave installer dans la baie ndash ce qui permet une mise en service rapide et dans les temps impartis Un autre grand sou-tien est apporteacute par la polyvalence de leur commande pos-sible en local via un ordinateur portable et un eacutecran tactile optionnel ainsi qursquoagrave distance via un navigateur Web ou SNMP
Des reacuteseaux eacutelectriques instables des deacutefauts de climatisa-tion ou des problegravemes drsquoacheminement du signal suscep-tibles de compromettre la disponibiliteacute sont geacutereacutes par le RampSregTMU9 gracircce agrave diffeacuterentes options Crsquoest ainsi que des alimentations redondantes inteacutegreacutees dans les amplificateurs protegravegent contre les deacutefaillances de phases individuelles voire drsquoune uniteacute drsquoalimentation complegravete Des solutions speacute-cifiques en matiegravere de conduites drsquoextraction drsquoair permettent drsquoexploiter lrsquoeacutemetteur indeacutependamment drsquoun systegraveme de cli-matisation Cela augmente la disponibiliteacute et reacuteduit ici eacutegale-ment la consommation drsquoeacutenergie Pour des exigences de dis-ponibiliteacute encore plus eacuteleveacutees des concepts de redondance sophistiqueacutes sont disponibles comme par exemple Dual Drive Backup Drive ou systegravemes de reacuteserve N+1
RampSregTMU9 preacutesenteacute en septembre deacutejagrave agrave lrsquoantenne et primeacute en deacutecembre Le RampSregTMU9 a eacuteteacute preacutesenteacute au public en septembre 2012 agrave lrsquooccasion du salon IBC qui se tient tous les ans agrave Amsterdam Deux mois plus tard les deux premiers eacutemetteurs eacutetaient deacutejagrave agrave lrsquoantenne Leur rendement eacuteleveacute et leur structure compacte ont seacuteduit lrsquoopeacuterateur de reacuteseau Onecast filiale de la plus grande chaicircne de teacuteleacutevision franccedilaise TF1 (Groupe Bouygues) Onecast a commandeacute les deux eacutemetteurs dans une confi-guration MultiTX avec proceacutedeacute Doherty et doteacutes drsquoun sys-tegraveme agrave eacutevacuation drsquoair guideacutee Le projet comprenait eacutegale-ment dix eacutemetteurs de la nouvelle geacuteneacuteration haute puissance RampSregTHU9 eacutegalement en configuration MultiTX et avec proceacutedeacute Doherty Ce projet a permis agrave Onecast de gagner le laquo Concours de projets drsquoapprovisionnement responsables raquo dans la cateacutegorie des laquo Projets les plus eacuteconomiques et res-pectueux de lrsquoenvironnement raquo au sein du groupe Bouygues reacutecompense attribueacutee pour la premiegravere fois en Deacutecembre 2012
Christian Wachter
Fig 3 Lrsquoeacutemetteur RampSregTMU9 fonctionne selon le proceacutedeacute de Doherty et
reacutealise de ce fait un rendement pouvant atteindre 38
La notion drsquoefficaciteacute redeacutefinie les eacutemetteurs UHF de haute puissance RampSregTHU9 ACTUALITEacuteS 2011 (Ndeg 204) p 46ndash52
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Eacutemetteur principal RampSregMLx
Systegraveme de refroidissement Acheminement du flux de transport
Infrastructure GPS
Bacirctiment site drsquoeacutemetteurs salle drsquoeacutemetteurs
Alimentation
Infrastructure reacuteseau Antennes dlsquoeacutemission et de reacuteception
Systegraveme de refroidissement Acheminement du flux de transport
Infrastructure GPS
Bacirctiment site drsquoeacutemetteurs salle drsquoeacutemetteurs
Alimentation
Infrastructure reacuteseau Antennes dlsquoeacutemission et de reacuteception
Besoins en infrastructures
Eacutemetteurs TV faible puissance RampSregMLx il suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes Les reacuteseaux de teacuteleacutevision terrestre doivent assurer le plus complegravetement possible la couverture drsquoun secteur
geacuteographique y compris les valleacutees et les zones drsquoombre entre les immeubles pour lesquelles de nombreux
eacutemetteurs de faible puissance sont geacuteneacuteralement utiliseacutes Ces eacutemetteurs exigent une infrastructure plus
ou moins complexe avec les investissements neacutecessaires correspondants difficiles agrave calculer Les nouveaux
eacutemetteurs de faible puissance RampSregMLx en revanche permettent drsquoeacuteviter ces piegraveges agrave budget potentiels
eacutetant donneacute qursquoils ne neacutecessitent qursquoun minimum drsquoinfrastructure
Source de coucircts cacheacutes eacutemetteurs agrave infrastructure sophistiqueacutee Habituellement les reacuteseaux de diffusion terrestres sont drsquoabord deacuteployeacutes pour couvrir une large zone avec des
eacutemetteurs de forte et moyenne puissance (gt 600 W) Les opeacuterateurs reacuteseau utilisent ensuite des systegravemes de transmis-sion de tregraves faible puissance (lt 10 W) pour combler les zones drsquoombre comme par exemple dans les valleacutees laquo canyons
Fig 1 Le budget requis pour combler les zones blanches dans les reacuteseaux de teacuteleacutevision peut ecirctre maicirctriseacute en utilisant des eacutemetteurs de faible puissance
dont les exigences drsquoinfrastructure sont les plus reacuteduites possibles
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de chaleur et son refroidissement assisteacute par convection il peut ecirctre utiliseacute dans de nombreuses reacutegions sans neacuteces-siter de climatisation Son reacutecepteur satellite et le modem UMTS inteacutegreacutes permettent respectivement drsquoacheminer le train de transport sans cacircbles et de se passer drsquoune infrastruc-ture filaire pour la surveillance de lrsquoeacutemetteur (fig 3) Drsquoautres fonctions telles que le reacutecepteur GPS et le proceacutedeacute drsquoannula-tion drsquoeacutecho sophistiqueacute drsquoun gain maximum de +24 dB com-plegravetent le concept systegraveme Seules sont indispensables sur le site lrsquoalimentation et les antennes drsquoeacutemission et de reacuteception
Une autre caracteacuteristique cleacute du nouvel eacutemetteur est sa haute disponibiliteacute Le concept de redondance permet une adapta-tion gradueacutee du niveau de secours aux exigences gracircce aux systegravemes de reacuteserve de 1+1 jusqursquoagrave 6+1 Pour une disponibi-liteacute encore plus importante une alimentation redondante peut ecirctre installeacutee
Souplesse dans le choix du siteDes produits concurrents de la classe de puissance de 10 W neacutecessitent en geacuteneacuteral beaucoup de place car ils preacutesentent une profondeur de 450 mm ou plus et sont en outre eacutequi-peacutes drsquointerfaces situeacutees aussi bien sur la face avant que sur le panneau arriegravere Eacutetant donneacute que ces interfaces doivent ecirctre accessibles pour les travaux de maintenance le besoin drsquoespace effectif de ces eacutemetteurs est nettement supeacuterieur agrave leur profondeur reacuteelle Si lrsquoon ajoute agrave cela que de tels pro-duits preacutesentant ces inconveacutenients neacutecessitent eacutegalement des infrastructures filaires le nombre drsquoemplacement de sites approprieacutes se reacuteduit alors de maniegravere significative
urbains raquo et tunnels Le fonctionnement de ces eacutemetteurs de faible puissance neacutecessite une infrastructure adapteacutee agrave savoir emplacement proteacutegeacute dans un bacirctiment ou dans une armoire outdoor refroidissement alimentation acheminement du train de transport infrastructure reacuteseau pour la surveillance signaux GPS ainsi qursquoantennes drsquoeacutemission et le cas eacutecheacuteant de reacuteception (fig 1) Ces exigences drsquoinfrastructure ne doivent absolument pas ecirctre sous-estimeacutees car en geacuteneacuteral de nom-breux sites sont neacutecessaires pour couvrir le plus inteacutegrale-ment possible une zone ndash ce qui entraicircne de lourds investisse-ments difficiles agrave eacutevaluer
RampSregMLx eacutemetteurs faible puissance robustes agrave exigences reacuteduitesLe nouvel eacutemetteur de faible puissance multicanaux RampSregMLx (fig 2) a eacuteteacute deacuteveloppeacute en veillant tout particuliegrave-rement agrave reacuteduire les exigences en termes de neacutecessiteacute drsquoin-frastructure Ainsi sa conception systegraveme modulaire com-bine polyvalence et fiabiliteacute avec besoin drsquoespace minimum Le boicirctier compact de 19 de cinq uniteacutes de hauteur et de 250 mm de profondeur peut accueillir au total jusqursquoagrave six eacutemetteurs Gap Filler ou reacute-eacutemetteurs pour DVB-T DVB-H et DVB-T2 de classes de puissance de 1 W 5 W et 10 W combi-neacutes agrave volonteacute et exploiteacutes en parallegravele
Le RampSregMLx peut gracircce agrave son design compact et le position-nement intelligent des interfaces ecirctre inteacutegreacute dans un espace confineacute comme par exemple dans des armoires outdoor sans accegraves au panneau arriegravere une salle drsquoeacutemetteurs ou mecircme un bacirctiment ne sont pas neacutecessaires Gracircce agrave sa faible dissipation
Fig 2 Le RampSregMLx
est compact et indeacute-
pendant des infras-
tructures filaires
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Ce genre de compromis nrsquoest pas neacutecessaire avec le RampSregMLx Gracircce agrave la compaciteacute de son concept et sa grande indeacutepen-dance en termes drsquoinfrastructures filaires et de climatisation le RampSregMLx srsquointegravegre facilement dans une armoire outdooor ndash ouvrant ainsi agrave ce systegraveme drsquoeacutemetteurs des possibiliteacutes drsquoins-tallation quasi universelles
Conclusion un eacutemetteur pour de nombreuses applicationsQue ce soit dans une station drsquoeacutemission ou une armoire outdoor dans une zone urbaine ou des reacutegions eacuteloigneacutees le RampSregMLx ndash gracircce agrave son design compact et son concept sys-tegraveme modulaire ndash convient agrave une large gamme de sceacutenarios drsquoapplications Dans les laquo canyons urbains raquo preacutesentant de nombreuses zones drsquoombre dans des conditions de propa-gation de signaux complexes et drsquoespace limiteacute le RampSregMLx marque des points gracircce agrave sa flexibiliteacute dans le choix de lrsquoem-placement lrsquoindeacutependance des infrastructures filaires et son proceacutedeacute drsquoannulation drsquoeacutecho incomparable
Certaines reacutegions eacuteloigneacutees comme par exemple sur les petites icircles sont en geacuteneacuteral deacutepourvues de toute infrastruc-ture Il nrsquoexiste souvent aucun eacutemetteur principal aucune possibiliteacute drsquoacheminement de signal filaire et aucune possibi-liteacute de surveillance Dans un tel sceacutenario un RampSregMLx eacutequipeacute drsquoun reacutecepteur satellite drsquoun modem UMTS et de modules
eacutemetteurs offre une solution optimale rapidement mise en œuvre sans investissement important suppleacutementaire
Contrairement agrave certains eacutemetteurs de diffusion concurrents de sa classe de puissance le RampSregMLx est un produit opti-miseacute pour reacutepondre agrave des exigences drsquoinfrastructure mini-males lequel offre une grande flexibiliteacute drsquoinstallation des sys-tegravemes drsquoeacutemission et une utilisation universelle dans diffeacuterents sceacutenarios drsquoapplication
Maurice Uhlmann
Modules pour RampSregMLx Alimentation Alimentation redondante (en option) Module de gestion Modem GPRS UMTS (en option) Modules de canaux avec puissance de sortie de 1 W 5 W ou 10 W (jusqursquoagrave six par systegraveme)
Modules eacutemetteurs pour DVB-T ou DVB-T2 Modules reacuteeacutemetteurs pour DVB-T Modules Gap Filler pour DVB-T DVB-T2 ISDB-T Module reacutecepteur GPS Module reacutecepteur GPS redondant (en option) Module reacutecepteur satellite Uniteacute de commutation N+1 pour modules eacutemetteur et Gap-Filler
Fig 3 Le RampSregMLx peut ecirctre
commandeacute agrave distance via une
interface utilisateur baseacutee naviga-
teur Web
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Essai DVB-T2 in situ par la Bayerischer Rundfunk agrave MunichAvant que les reacuteseaux puissent entrer en exploitation reacuteguliegravere avec de nouvelles normes de diffusion il
est indispensable de reacutealiser des tests approfondis Cela vaut eacutegalement pour le passage de la norme teacuteleacute-
vision DVB-T agrave DVB-T2 La radio et teacuteleacutevision bavaroise Bayerischer Rundfunk a lanceacute agrave cet effet en 2010
agrave Munich un essai grandeur nature que RohdeampSchwarz a soutenu en fournissant les eacutequipements de
mesure et drsquoeacutemission correspondants
Un long chemin ndash de la norme au reacuteseau inteacutegralement testeacute Les premiers deacutetails techniques de la nouvelle norme de radiodiffusion terrestre DVB-T2 ont eacuteteacute publieacutes au printemps 2007 RohdeampSchwarz a finaliseacute fin 2009 lrsquoimpleacutementa-tion de la nouvelle norme dans le systegraveme de test de diffu-sion RampSregSFU de sorte que des essais sur reacutecepteurs grand public ont pu ecirctre reacutealiseacutes Les premiers reacuteseaux de test en 2010 ont eacuteteacute initialement installeacutes sous forme de reacuteseaux multi-freacutequence (MFN) On ne disposait alors drsquoaucune expeacute-rience avec les reacuteseaux DVB-T2 isofreacutequence (SFN) pour la norme DVB-T2 car les passerelles T2 neacutecessaires agrave cet effet restaient encore agrave deacutevelopper
Deacutebut 2010 la radio bavaroise (BR) a lanceacute une initiative drsquoun nouvel essai grandeur nature dans le but de tester lrsquoopeacuteration-naliteacute des reacuteseaux DVB-T2 isofreacutequence et de construire un reacuteseau de distribution baseacute IP qui puisse alimenter les stations eacutemettrices avec le train de transport DVB-T2-MI Pour cela les experts ont choisi trois sites eacutemetteur de la radio bavaroise se precirctant bien aux tests MISO situeacutes agrave une distance drsquoenviron 10 km les uns des autres et couvrant principalement le peacuteri-megravetre urbain de Munich (fig 1) Le principal objectif de test eacutetait en effet de comparer la meacutethode laquo Distributed MISO raquo avec la configuration classique en DVB-T SISO
MFN avec trois eacutemetteursEn septembre 2010 le premier site de Munich-Freimann eacutequipeacute drsquoune antenne haute de 110 megravetres et drsquoune PAR drsquoenviron 5 kW a eacuteteacute mis en fonctionnement avec un dia-gramme de rayonnement purement omnidirectionnel Lrsquoeacutemetteur de moyenne puissance de 800 W refroidi par air RampSregNV8302V installeacute sur le site a eacuteteacute tout drsquoabord exploiteacute avec les paramegravetres de fonctionnement 16K normal Code Rate = 23 g = 116 SISO Single PLP puis commuteacute ulteacuterieu-rement sur 32K laquo extended carrier raquo Un reacuteseau MFN avec une contribution TS-ASI avait eacuteteacute initialement preacutevu mais le flux de transport eacutetait deacutejagrave inteacutegreacute dans un reacuteseau de distribution IP
En automne 2010 lrsquoeacutequipe de mesure a installeacute des panneaux drsquoantennes sur le macirct BR agrave Ismaning agrave une hauteur de 210 m en direction de Freimann et avec une PAR drsquoenviron 5 kW eacutegalement Ces antennes ont eacuteteacute relieacutees agrave un eacutemetteur com-pact refroidi par air RampSregSCV8302R drsquoune puissance de sor-tie de 600 W En Mars 2011 le projet a eacuteteacute compleacuteteacute par lrsquoins-tallation drsquoune station du mecircme type agrave la Maison de la Radio du BR pregraves de la gare principale de Munich Ainsi les trois sites eacutetaient laquo agrave lrsquoantenne raquo en mode MFN SISO Des mesures reacutealiseacutees en mobile dans ce reacuteseau DVB-T2 ont deacutejagrave reacuteveacuteleacute des deacutebits de donneacutees drsquoenviron 26 Mbits soit le double de ceux des reacuteseaux DVB-T et ce avec la mecircme robustesse Et comme avec le DVB-T des chutes de niveaux destructrices quasi-identiques et des diffeacuterences de temps de propagation de quelques microsecondes entre deux sites drsquoeacutemission ont eacutegalement eacuteteacute constateacutees dans le spectre (fig 2)
Fig 1 Secteur du reacuteseau expeacuterimental DVB-T2 agrave Munich
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Superposition des signaux dans le SFN
+Eacutemetteur 1
Sans MISO Avec MISO
Eacutemetteur 2
Reacuteseau isofreacutequence en mode MISOLe reacuteseau a eacuteteacute successivement mis agrave niveau pour MISO et la pleine fonctionnaliteacute DVB-T2 en inteacutegrant sur chaque site la Transmitter System Extension RampSregTSE800 et converti en mode multi-PLP en nrsquoutilisant qursquoune seule PLP Le reacuteseau a eacuteteacute ensuite configureacute pour fonctionner en isofreacutequence et les tests en mode MISO ont eacuteteacute lanceacutes au printemps 2012
A lrsquoaide drsquoun logiciel de planification reacuteseau lrsquoeacutequipe a pu deacutefinir des emplacements de mesure pertinents pour reacuteali-ser les mesures de couverture mobile (drive-test) preacutevues Ce logiciel a faciliteacute la seacutelection en permettant de visualiser claire-ment sur des cartes et diagrammes notamment le niveau de champ calculeacute les reacuteponses impulsionnelles et les emplace-ments agrave diffeacuterences de temps de propagation identiques
Les veacutehicules de la BR et de lrsquoInstitut de la technologie de radiodiffusion (IRT Institut fuumlr Rundfunktechnik) lesquels ont eacuteteacute eacutequipeacutes drsquoappareils de mesure de RohdeampSchwarz ont exeacutecuteacute de nombreux trajets de mesure dans le SFN Des reacutesultats de mesure de champ compleacutementaires ont eacuteteacute obte-nus avec une antenne directionnelle orientable installeacutee dans les locaux de RohdeampSchwarz Des eacutetalons de temps et de freacutequence GPS ont synchroniseacute le SFN sur les sites drsquoeacutemis-sion la passerelle RohdeampSchwarz a eacuteteacute synchroniseacutee via un serveur NTP relieacute au GPS
Avec le reacutecepteur de mesure RampSregETL lrsquoeacutequipe de mesure a eacutevalueacute la situation de reacuteception sur tous les sites de mesure concernant le niveau la constellation le MER le spectre et la reacuteponse impulsionnelle Le veacutehicule de mesure de la radio bavaroise a eacuteteacute eacutequipeacute drsquoune antenne omnidirectionnelle agrave polarisation horizontale avec gain drsquoantenne et ou facteur-k
Paramegravetres techniques de lrsquoessai grandeur reacuteelle Freacutequence 706 MHz canal 50 Sites drsquoeacutemetteurs du reacuteseau SFN Site Freimann PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 800 W antenne omnidirectionnelle 110 m Site Ismaning PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 600 W antenne directionnelle SO 210 m Site Maison de la radio BR PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 600 W antenne directionnelle NE 90 m
Playout Center Ismaning avec des contenus-live adapteacutes en deacutebit (programmes SD et HD de lrsquoARD et de la BR) drsquoabord avec des ensembles composeacutes drsquoeacutequipements de mesure puis avec des eacuteleacutements tecircte de reacuteseau standard et enfin avec la nou-velle tecircte de reacuteseau RampSregAVHE100 de RohdeampSchwarz
Paramegravetres opeacuterationnels de lrsquoeacutemetteur en geacuteneacuteral 32K ext Code Rate = 23 g = 116 MPLP avec une PLP (les paramegravetres de reacuteseau T2 ont eacuteteacute varieacutes)
Fig 2 Effet de la superposition des signaux dans le reacuteseau SFN avec
MISO et SISO Il nrsquoexiste pas de correacutelation entre les signaux de lrsquoeacutemet-
teur 1 et de lrsquoeacutemetteur 2
Principales abreacuteviationsERP Effective Radiated Powerg Intervalle de gardeMER Modulation Error RatioMFN Multi Frequency NetworkMIMO Multiple Input Multiple OutputMISO Multiple Input Single OutputNTP Network Time ProtocolPLP Physical Layer PipeSFN Single Frequency Network (reacuteseau isofreacutequence)SISO Single Input Single Output
connu Le signal reccedilu a pu ecirctre affaibli par des pas preacutecis agrave lrsquoaide drsquoun atteacutenuateur commutable Le RampSregETL et diffeacute-rents reacutecepteurs grand public ont eacuteteacute alternativement connec-teacutes agrave cet atteacutenuateur Lrsquoeacutequipe de mesure a deacutetermineacute avec une reacutesolution drsquoun dixiegraveme de deacutecibel pour chaque reacutecep-teur lrsquoaffaiblissement maximal possible du signal etou le point dit laquo Fall-off-the-Cliff raquo et ce sur chaque site de mesure et pour diffeacuterentes configurations de reacuteseau (SISO MISO etc ) La base consideacutereacutee pour deacuteterminer cette valeur drsquoaffaiblissement a eacuteteacute lrsquoeacutevaluation manuelle visuelle et acoustique des signaux videacuteo et audio du reacutecepteur La capaciteacute du reacutecepteur agrave geacuterer la situation etou les paramegravetres reacuteseau deacutefinis eacutetait drsquoautant plus performante que la valeur drsquoaffaiblissement eacutetait eacuteleveacutee
ConclusionLrsquoessai grandeur reacuteelle a permis de collecter des informa-tions pratiques et preacutecieuses sur les nombreux paramegravetres de conception de reacuteseaux isofreacutequence DVB-T2 ce qui a contribueacute de faccedilon importante agrave optimiser de tels reacuteseaux en matiegravere de technique de couverture
Roland Janik (Bayerischer Rundfunk) Walter Fischer Peter Knidlberger (RohdeampSchwarz)
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Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande Les fuites sont inacceptables Cette eacutevidence connue de longue date des plombiers et des agents secrets a
reacutecemment susciteacute la controverse chez les opeacuterateurs de reacuteseaux large bande En effet suite agrave la numeacuterisa-
tion de la teacuteleacutevision terrestre une partie de la bande UHF preacuteceacutedemment utiliseacutee pour la TV est deacutesormais
disponible sous forme de laquo dividende numeacuterique raquo pour les services de radiocommunications mobiles Ces
services peuvent ecirctre exposeacutes agrave des perturbations massives causeacutees par des rayonnements non deacutesireacutes en
provenance de reacuteseaux cacircbleacutes large bande interfeacuterences qui doivent alors ecirctre rapidement eacutelimineacutees
Conflits potentiels reacuteseaux LTE et teacuteleacutevision par cacircble dans la bande UHFApregraves finalisation de la numeacuterisation de la teacuteleacutevision terrestre de nombreux pays ont cesseacute de diffuser les programmes TV dans la bande UHF Cette plage de freacutequence ainsi libeacutereacutee ndash eacutegalement appeleacutee laquo dividende numeacuterique raquo ndash a eacuteteacute vendue aux enchegraveres agrave des opeacuterateurs priveacutes pour la planification de reacuteseaux LTE dans la gamme UHF lesquels sont destineacutes agrave lrsquoInternet mobile haut deacutebit et agrave la connectiviteacute Internet dans les zones rurales Les nouveaux proprieacutetaires de ces licences veillent de tregraves pregraves agrave ce qursquoaucune interfeacuterence ne puisse affecter la qualiteacute de leurs services dans la partie du spectre qui leur a eacuteteacute attribueacutee et qursquoaucune nuisance ne puisse gecircner leur exploitation Contrairement agrave la teacuteleacutevision terrestre la teacuteleacutevision par cacircble continue drsquoutiliser la bande UHF qui se chevauche donc avec celle des nouveaux reacuteseaux LTE En cas de fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande la survenance de perturbations est alors ineacutevitable
Rocircle pionnier des Eacutetats-UnisDepuis fort longtemps deacutejagrave lrsquoautoriteacute de reacutegulation nord-ameacute-ricaine FCC a fixeacute des limites strictes relatives aux eacutemissions dans la bande aeacuteronautique VHF de 108 MHz agrave 139 MHz Mais plus reacutecemment des limites ont eacutegalement eacuteteacute fixeacutees pour la gamme de freacutequences de fonctionnement des nou-veaux reacuteseaux LTE entre 700 MHz et 800 MHz (fig 2) Lrsquoob-jectif des valeurs limites FCC est de proteacuteger ces reacuteseaux LTE contre les rayonnements non deacutesireacutes en provenance de reacuteseaux cacircbleacutes large bande Cela engage la responsabiliteacute des cacircblo-opeacuterateurs car les opeacuterateurs de reacuteseau LTE peuvent en tant que proprieacutetaires du spectre engager des poursuites en cas de non-respect des valeurs limites
La responsabiliteacute des cacircblo-opeacuterateurs engageacuteeLes opeacuterateurs de reacuteseaux cacircbleacutes ne sont pas encore tous eacutequipeacutes des appareils de mesure approprieacutes permettant de deacutetecter les eacutemissions de perturbations dans la bande UHF Il est vrai que lrsquoon dispose depuis longtemps drsquoappareils de mesure pour la bande VHF aeacuteronautique mais ceux-ci sont geacuteneacuteralement conccedilus en technologie bande eacutetroite et ne peuvent par conseacutequent pas deacuteceler la preacutesence de signaux UHF Cette capaciteacute est pourtant indispensable eacutetant donneacute que les fuites sont geacuteneacuteralement nettement plus fortes agrave des freacutequences plus eacuteleveacutees qursquoagrave de basses freacutequences Car si dans la bande VHF le niveau de champ des eacutemissions provo-queacutees par des fiches mal serreacutees est agrave peine perceptible dans la bande UHF en revanche il peut deacutepasser largement les limites autoriseacutees
Un outil approprieacute pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande doit ecirctre suffisamment sensible et doteacute drsquoune largeur de bande correspondante pour pouvoir mettre en eacutevidence de faccedilon sucircre les deacutepassements des limites
Fig 1 RampSregEFL110 avec antenne
directionnelle RampSregEFL-Z100 FCC Electronic Code of Federal Regulations Title 47 Part 76 bdquoMultichannel video
and cable television servicerdquo sect76605
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Localisation drsquoune source de perturbations
Aucune eacutemission de perturbations deacutetecteacutee
Lrsquoantenne directionnelle est dirigeacutee directement vers la source de perturbations
Lrsquoantenne directionnelle a eacuteteacute eacuteloigneacutee de la source de perturbations
Reacuteorientation vers la source de perturbations
Les eacutemissions de perturbations preacuteceacutedemment deacutetecteacutees sont deacuteplaceacutees lentement vers le bas dans le diagramme en cascade
Mouvement
de lantenne
Mouvement
de lantenne
strictes aussi bien dans la bande VHF que dans la bande UHF Il doit ecirctre assez rapide pour pouvoir deacutetecter les perturba-tions sporadiques qursquoil doit afficher suffisamment longtemps pour que les utilisateurs puissent eacutegalement les voir
Recherche des perturbations avec analyse FFT et antenne directionnelleLrsquoanalyse FFT ensemble avec le spectrogramme est lrsquooutil ideacuteal pour la recherche de perturbations Elle permet de cap-ter la bande de freacutequences agrave examiner soit entiegraverement soit en plusieurs sous-bandes et calcule ensuite le spectre du signal agrave partir de cette capture Le spectrogramme est uti-liseacute pour visualiser les effets sporadiques et ce pendant une certaine dureacutee Pour cela le reacutecepteur de mesure inscrit le spectre FFT codeacute en couleur dans la ligne supeacuterieure du spec-trogramme et les reacutesultats de mesure plus anciens sont alors deacuteplaceacutes vers le bas Crsquoest pourquoi ce type de repreacutesenta-tion est eacutegalement appeleacute diagramme en cascade
Mais la preuve drsquoune perturbation rayonneacutee seule ne suf-fit pas Il est en effet eacutegalement important de bien deacutetecter la cause et localiser la source des interfeacuterences et une antenne directionnelle est alors indispensable Si cette antenne est dirigeacutee vers une source drsquointerfeacuterence le reacutecepteur de mesure enregistre un niveau plus eacuteleveacute qui reste visible dans le spectrogramme pendant un certain temps (fig 3) Les
eacutemissions de perturbations sont alors toujours apparentes agrave lrsquoeacutecran mecircme si lrsquoantenne nrsquoa eacuteteacute que briegravevement dirigeacutee vers elles Le spectrogramme permet ainsi aux utilisateurs de cerner efficacement une source drsquointerfeacuterence Cela repreacute-sente en outre un avantage lorsque lrsquoappareil de mesure pro-duit un signal acoustique dont la freacutequence varie en fonction du niveau de champ mesureacute
Reacutecepteurs de mesure personnaliseacutes de RohdeampSchwarzLe deacutetecteur de fuites sur cacircbles RampSregEFL110 et lrsquoanalyseur de teacuteleacutevision par cacircble et deacutetecteur de fuite RampSregEFL210 sont deux nouveaux reacutecepteurs de mesure speacutecialement conccedilus pour deacutetecter les fuites sur reacuteseaux cacircbleacutes large bande (fig 1) Ces deux appareils comprennent un analyseur FFT avec spectrogramme et un analyseur de spectre agrave balayage Ils reacutealisent des mesures dans la gamme de freacutequences de 5 MHz agrave 2500 MHz Pour pouvoir deacutemontrer le respect des limites FCC leur sensibiliteacute est optimiseacutee pour les bandes de 108 MHz agrave 139 MHz et de 700 MHz agrave 800 MHz Une antenne VHF UHF directionnelle est disponible en tant qursquoacces-soire Le RampSregEFL210 comprend eacutegalement un reacutecepteur de mesure TV pour la norme de teacuteleacutevision par cacircble US-ameacuteri-caine J83B ainsi que pour la teacuteleacutevision analogique NTSC PAL et SECAM Cela permet agrave lrsquoutilisateur de veacuterifier la qualiteacute du signal TV apregraves eacutelimination de lrsquoerreur Le RampSregEFL110 et le RampSregEFL210 sont optimiseacutes pour les travaux exteacuterieurs Ils sont par conseacutequent de petite taille leacutegers robustes et fonc-tionnent sur batterie Leur eacutecran de 57 srsquoadapte agrave la lumiegravere ambiante et reste parfaitement lisible mecircme en plein soleil gracircce agrave un mode speacutecial exteacuterieur
Les reacutecepteurs de mesure RampSregEFL110 et RampSregEFL210 sont drsquoexcellents outils qui permettent aux cacircblo-opeacuterateurs de deacutetecter rapidement et avantageusement en termes de coucirct des fuites dans leurs reacuteseaux ndash avant intervention des autoriteacutes
Peter Lampel
Gamme de freacutequences
Valeurs limites pour eacutemis-sions de perturbations
f le 54 MHz 15 μVm agrave 30 m de distance
54 MHz lt f le 216 MHz (comprend la bande aeacuteronautique de 108 MHz agrave 139 MHz)
20 μVm agrave 3 m de distance
f gt 216 MHz (comprend la bande LTE de 700 MHz agrave 800 MHz)
15 μVm agrave 30 m de distance
Fig 2 Valeurs limites du FCC pour eacutemissions de perturbations dans les
gammes VHF et UHF
Fig 3 Lrsquoantenne
directionnelle et lrsquoaf-
fichage du spectro-
gramme permettent
de localiser rapide-
ment une source de
perturbations
ACTUALITEacuteS 20813 69
DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutecepteurs de mesure
70
Refonte totale des antennes de commu-nication et drsquointerception pour naviresMecircme sur les grandes plates-formes militaires flottantes la place se fait rare pour installer les nombreuses
antennes neacutecessaires agrave la communication navigation et interception ainsi qursquoaux systegravemes drsquoarmes et
drsquoalerte radar Ces systegravemes drsquoantennes doivent en outre ecirctre optimiseacutes individuellement en termes de
gamme de freacutequences et de caracteacuteristiques de directiviteacute Dans ces applications critiques en effet aucune
concession nrsquoest permise au niveau performances Rohde amp Schwarz a meneacute dans ce sens des eacutetudes appro-
fondies pour la Marine allemande et mis au point sur la base des reacutesultats obtenus des produits innovants
Systegravemes drsquoantennes la simpliciteacute est souvent un plusOn a de plus en plus besoin de lignes de communications et drsquoapplications compleacutementaires utilisant des antennes agrave bord des navires une tendance qui devrait se confirmer agrave lrsquoavenir Les concepteurs sont confronteacutes agrave des tacircches difficiles ils doivent en effet positionner sur une surface reacuteduite lrsquoen-semble des antennes de faccedilon agrave compromettre le moins pos-sible leurs performances La conception et lrsquoimplantation des antennes neacutecessitent un savoir-faire agrave la hauteur de ce deacutefi car elles ne doivent en effet ni subir lrsquoinfluence des supers-tructures et des antennes voisines ni en affecter drsquoautres agrave leur tour Les conseacutequences seraient deacutesastreuses et lrsquoeffi-caciteacute des systegravemes de communication concerneacutes en serait diminueacutee La circulariteacute des antennes normalement omnidi-rectionnelles pourrait ainsi se deacutegrader ou leur caracteacuteristique verticale de rayonnement perdre en qualiteacute avec pour conseacute-quence un deacutecalage du lobe principal de rayonnement et une diminution du gain drsquoantenne dans la direction requise sans parler de zeacuteros de rayonnement dans certaines directions drsquoazimut et drsquoeacuteleacutevation Il serait alors quasiment impossible de reacutepondre aux exigences militaires speacutecifiques ( STANAG) comme par exemple celles de couvertures omnidirection-nelles pour les liaisons de communication
Rohde amp Schwarz srsquointeacuteresse depuis longtemps agrave ce thegraveme deacutelicat et a eacutelaboreacute des solutions dans le cadre de vastes eacutetudes pour la Marine allemande Les reacutesultats theacuteoriques obtenus au fur et agrave mesure de ces travaux de recherche se mateacuterialisent aujourdrsquohui par la creacuteation drsquoantennes de com-munication de conception nouvelle et drsquoun systegraveme drsquoan-tennes de radiogoniomeacutetrie et de surveillance agrave haute inteacute-gration Ces nouveaux systegravemes neacutecessitent tous beaucoup moins drsquoantennes diffeacuterentes et satisfont parfaitement aux exigences techniques complexes accrues de mise en œuvre sur les navires
De nouveaux concepts pour eacuteviter la profusion drsquoantennes agrave bordRohde amp Schwarz se devait non seulement drsquoassurer une cou-verture omnidirectionnelle parfaite mais aussi drsquooptimiser le diagramme de rayonnement dans le plan drsquoeacuteleacutevation En effet les diagrammes de rayonnement des antennes convention-nelles ndash du moins lorsqursquoil ne srsquoagit pas drsquoantennes agrave bande eacutetroite ndash preacutesentent souvent de tregraves nombreuses pointes Le gain chute notablement dans le plan horizontal Conseacute-quence le lobe principal ne couvre pas entiegraverement ce der-nier De plus des zeacuteros de rayonnement peuvent entraicircner des ruptures de liaison deacutefauts reacutedhibitoires notamment lors de communications avec des avions en approche
Ces exigences de conception eacuteleveacutees en matiegravere drsquoantennes trouvent leur illustration concregravete dans les impressionnants diagrammes de rayonnement de la nouvelle antenne de com-munication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW (fig 1) qui fonctionne dans une gamme de freacutequences particuliegravere-ment large de 118 MHz agrave 453 MHz Mais la caracteacuteristique essentielle de cette antenne crsquoest qursquoelle est composeacutee drsquoeacuteleacute-ments rayonnants disposeacutes en cercle et interconnecteacutes via un reacuteseau de commutation conformateur de faisceaux le Beam Forming Network (BFN) Ce concept ingeacutenieux assure au dia-gramme de rayonnement une circulariteacute parfaite de plusmn06 dB typique et permet drsquoutiliser le dispositif en guise drsquoantenne multi-liaison (Multiple Link) Agrave cet effet plusieurs lignes radioeacutelectriques VHF et UHF (ou toutes les lignes selon le type de radiocommunication) sont relieacutees agrave une antenne agrave bord du navire et exploiteacutees simultaneacutement (fig 2) Le nombre drsquoantennes neacutecessaires sur un navire et par conseacute-quent la multitude de problegravemes causeacutes par les interactions se trouvent ainsi consideacuterablement reacuteduits
Pour obtenir le deacutecouplage entre branche eacutemettrice et branche reacuteceptrice neacutecessaire agrave une reacuteception parfaite il est conseilleacute drsquoutiliser une seconde antenne identique monteacutee au-dessus de la premiegravere Gracircce au concept de deacutecouplage optimiseacute du
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
ndash12 dBndash24 dB
f = 118 MHz f = 200 MHz f = 250 MHz
f = 300 MHz f = 350 MHz f = 400 MHz f = 453 MHz
VHF ndash UHF TX 1
VHF ndash UHF TX 2
VHF ndash UHF TX 3
VHF ndash UHF TX 4
UHF TX 5
UHF TX 6
UHF TX 7
UHF TX 8
Reacuteseau de couplage
BFN
Antenne
Diplexeur
Coupleur
Fig 1 Nouvelle antenne de communication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW avec ses diagrammes de rayonnement dans le plan vertical (inten-
siteacute relative du champ eacutelectrique)
Fig 2 Scheacutema de principe drsquoune antenne
multi-liaison (Multi-Link) agrave reacuteseau de commuta-
tion avec huit lignes radio
ACTUALITEacuteS 20813 71
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
72
Fig 3 Fonctionnant dans la gamme de freacutequences de 960 MHz agrave
1220 MHz lrsquoantenne de communication agrave large bande RampSregAD016M se
precircte ideacutealement agrave une utilisation dans une Liaison 16 (standard de liaison
de donneacutees tactiques) Gracircce agrave sa capaciteacute drsquoempilement lrsquoextreacutemiteacute du
macirct reste libre pour drsquoautres capteurs
macirct de lrsquoantenne RampSregAD066FW il est possible drsquoobtenir des valeurs drsquoisolation eacuteleveacutees de 40 dB et plus mecircme en cas de superposition directe Lrsquoarchitecture modulaire de lrsquoantenne autorise une adaptation aux diamegravetres de macirct les plus divers pour des caracteacuteristiques eacutelectriques comparables Un reacuteseau BFN deacutecentraliseacute et interchangeable renforce les possibiliteacutes de superposition et facilite la maintenance
Avantage suppleacutementaire des antennes ainsi conccedilues on peut eacutegalement les monter en un endroit deacutegageacute sur un macirct aux dimensions adapteacutees Conduisant jusqursquoau point le plus eacuteleveacute du navire ce macirct peut accueillir en dessous et au-des-sus de lrsquoantenne RampSregAD066FW des antennes eacutemettrices ou des capteurs suppleacutementaires beacuteneacuteficiant sur le plan des per-formances de la laquo vue panoramique raquo Crsquoest le cas notam-ment des antennes au standard LDT (Liaison de donneacutees tactiques) et en particulier de la nouvelle antenne de commu-nication agrave large bande RampSregAD016M (fig 3) de conception similaire agrave lrsquoantenne RampSregAD066FW
Fonctionnant dans la gamme de freacutequences de 960 MHz agrave 1220 MHz lrsquoantenne RampSregAD016M se precircte ideacutealement agrave une utilisation dans une Liaison 16 au standard LDT Gracircce agrave la possibiliteacute de montage en superposition il nrsquoest pas neacuteces-saire pour cette application drsquoavoir un macirct deacutedieacute ni de recou-rir agrave un bras de deacuteport qui ne manquerait pas de nuire agrave la circulariteacute du diagramme de rayonnement Enfin exigence fondamentale des concepts drsquoantennes innovants lrsquoextreacute-miteacute du macirct reste libre pour drsquoautres eacutequipements En effet lrsquoextreacutemiteacute drsquoun macirct doit ecirctre obligatoirement reacuteserveacutee aux antennes par nature utiliseacutees au point le plus haut du navire comme les capteurs de systegravemes drsquointerception sensibles
Un faible encombrement gracircce agrave un systegraveme drsquoantennes hautement inteacutegreacuteRohde amp Schwarz propose des appareils et des antennes des-tineacutes aux systegravemes drsquointerception depuis des deacutecennies Ces dispositifs sont ameneacutes agrave couvrir des plages de freacutequence toujours plus larges Aussi les systegravemes drsquoantennes inteacutegrant des capteurs pour les bandes de freacutequences les plus diverses ont un rocircle de plus en plus important agrave jouer Rohde amp Schwarz reacutepond agrave ces besoins avec son nouveau systegraveme drsquoantennes de radiogoniomeacutetrie et de surveillance agrave haute inteacutegration le systegraveme drsquoantennes compact CESMRESM (mesures de soutien eacutelectronique communicationsradars) RampSregACD001 (fig 4) couvre en effet les freacutequences de 1 MHz agrave 18 GHz et mecircme jusqursquoagrave 40 GHz avec son option inteacutegrable Installeacute de preacutefeacuterence en haut drsquoun macirct ce systegraveme drsquoantennes affiche des caracteacuteristiques geacuteneacuterales remarquables dans les sys-tegravemes eacutequipeacutes de radiogoniomegravetres numeacuteriques de reacutecep-teurs et drsquoanalyseurs de signaux Rohde amp Schwarz
Principales caracteacuteristiques du systegraveme drsquoantennes RampSregACD001 Reacuteception de signaux verticaux horizontaux et circulaires Diagrammes omnidirectionnels et directionnels en simultaneacute sur lrsquoensemble de la gamme de freacutequences
Utilisation possible comme antenne de radiogoniomeacutetrie et de surveillance
Protection puissante contre la foudre (indispensable du fait du montage agrave lrsquoextreacutemiteacute du macirct)
Blindage CEM tregraves performant (notamment pour la protec-tion contre les signaux radar)
Le systegraveme drsquoantennes RampSregACD001 peut ecirctre utiliseacute seul ou associeacute aux antennes superposables preacutesenteacutees plus haut
Fig 4 Systegraveme drsquoantennes inteacute-
greacute CESMRESM RampSregACD001
pour une gamme de freacutequences de
1 MHz agrave 18 (40) GHz
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
Systegraveme dantennes inteacutegreacute CESMRESMRampSregACD0011 MHz agrave 18 (40) GHz
Montage sur un macirct cf exemple agrave gauche
Antenne UHF agrave rayonnement circulaire RampSregAD066ST
Dipocircle coaxialVHFUHF RampSregHK014E
Dipocircle coaxialVHFUHFRampSregHK014E
Antenne de communication VHFUHF agrave large bandeRampSregAD066FW118 MHz agrave 453 MHz
Antenne de communication VHFUHF agrave large bandeRampSregAD066FW118 MHz agrave 453 MHz
Antenne de communication agrave large bande RampSregAD016M960 MHz agrave 1020 MHz
Le choix des antennes approprieacutees et leur montage judi-cieux sur le navire permettent de reacutepondre agrave de nombreuses contraintes dans un espace tregraves reacuteduit La figure 5 illustre une possibiliteacute de montage compact drsquoantennes sur un macirct et le positionnement de ces diffeacuterentes configurations hautes per-formances sur les navires
Les antennes Rohde amp Schwarz reacutesistent toutes aux condi-tions environnementales les plus seacutevegraveres leur emplacement exposeacute inheacuterent aux contraintes radioeacutelectriques exige un niveau eacuteleveacute de reacutesistance aux chocs et une grande immuniteacute aux deacutecharges eacutelectriques Dans le mecircme temps la surface eacutequivalente radar des antennes a eacuteteacute reacuteduite afin de garantir le meilleur niveau possible de protection contre la reconnais-sance adverse
Fig 5 Exemple de montage sur macirct et drsquoagencement sur un navire
Tour drsquohorizon des autres nouveauteacutesPour reacutepondre au renforcement des contraintes environne-mentales Rohde amp Schwarz a eacutegalement ameacutelioreacute ndash parallegravele-ment au deacuteveloppement des nouvelles laquo antennes inteacutegreacutees raquo ndash sa palette drsquoantennes conventionnelles pour navires Les antennes preacutesenteacutees ci-dessous sont speacutecialement conccedilues pour les applications navales et optimiseacutees de faccedilon agrave preacute-senter des performances eacuteleveacutees en RF un poids reacuteduit et un encombrement limiteacute
Crsquoest le cas notamment de lrsquoantenne omnidirectionnelle UHF RampSregAD066ST (fig 6) au profil eacutelanceacute tregraves robuste meacutecani-quement Elle convient parfaitement aux systegravemes de com-munication agiles en freacutequence fonctionnant dans la gamme de 225 MHz agrave 400 MHz et neacutecessitant un deacutecouplage impor-tant entre branches drsquoeacutemission et de reacuteception
Fig 6 Antenne
omnidirectionnelle
UHF RampSregAD066ST
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COUP DE PROJECTEUR | Antennes
74
Fig 8 Dipocircle coaxial VHFUHF RampSregHK014E
un eacutequipement seacuteduisant par ses caracteacuteris-
tiques optimiseacutees en RF et sa caracteacuteristique de
directiviteacute ameacutelioreacutee
Pour la nouvelle antenne UHF agrave rayonnement circulaire RampSregAD033V3 (fig 7) un principe similaire agrave celui de lrsquoantenne de communication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW (fig 1) a eacuteteacute utiliseacute Hormis sa gamme de freacute-quences (uniquement UHF de 225 MHz agrave 450 MHz) elle preacute-sente des caracteacuteristiques comparables Elle est cependant plus petite et plus leacutegegravere
Le dipocircle coaxial VHFUHF omnidirectionnel RampSregHK014 agrave tregraves large bande (malgreacute sa taille) utiliseacute avec succegraves depuis des deacutecennies dans les applications civiles et mili-taires les plus varieacutees a eacuteteacute modifieacute par Rohde amp Schwarz pour prendre en compte le renforcement des contraintes environ-nementales Reacutesultat le nouveau dipocircle coaxial VHFUHF RampSregHK014E (fig 8) qui ne manque pas drsquoimpressionner par ses performances optimiseacutees en RF et son diagramme de rayonnement ameacutelioreacute
La nouvelle antenne drsquoeacutemission compacte agrave large bande RampSregAD016MC (fig 9) peut ecirctre utiliseacutee comme alternative agrave lrsquoantenne de communication agrave large bande RampSregAD016M sauf dans le cas ougrave un montage en superposition srsquoimpose Malgreacute une puissance transmissible identique cette antenne est beaucoup plus compacte et leacutegegravere que lrsquoantenne RampSregAD016M Sa large gamme de freacutequences de 800 MHz agrave 8000 MHz permet de lrsquoutiliser dans drsquoautres applications que la Liaison 16
Fig 9 Antenne drsquoeacutemission compacte agrave large bande
RampSregAD016MC gracircce agrave une large gamme de freacutequences
(800 MHz agrave 8000 MHz) elle peut ecirctre utiliseacutee pour drsquoautres
applications que la Liaison 16
Fig 7 Antenne UHF agrave rayonnement circulaire
RampSregAD033V3 pour freacutequences de 225 MHz agrave
450 MHz
En reacutesumeacuteRohde amp Schwarz a consideacuterablement eacutetoffeacute et entiegraverement refondu sa gamme drsquoantennes individuelles et de systegravemes drsquoantennes pour les navires Il est deacutesormais possible de reacuteali-ser des installations qui reacutepondent aux contraintes eacutelectriques et meacutecaniques les plus seacutevegraveres et prennent en compte les exi-gences particuliegraveres des clients
Klaus Fischer Andreas Knuumlttel
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
RampSregEB510 radiosurveillance sans discontinuiteacute dans la gamme des ondes courtesLes liaisons de communication par ondes courtes demeurent tregraves inteacuteressantes car elles offrent des avan-
tages non neacutegligeables mecircme agrave lrsquoegravere de lrsquoInternet et des liaisons SATCOM agrave lrsquoeacutechelle mondiale entraicirc-
nant une demande toujours aussi forte en radiosurveillance dans le domaine HF Quelques exemples citeacutes
dans cet article nous permettent drsquoillustrer lrsquoutilisation universelle proposeacutee agrave cet effet par le reacutecepteur de
surveillance HF RampSregEB510
Fig 1 Reacutecepteur
de surveillance HF
RampSregEB510 ici dans
sa version avec eacutecran
Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510Les ondes courtes restent un moyen de communication tregraves attractif car elles atteignent de grandes distances sans infras-tructures techniques complexes (voir encadreacute page 77) La neacutecessiteacute drsquoune radiosurveillance dans la gamme HF est par conseacutequent toujours aussi actuelle et le reacutecepteur de surveil-lance HF compact et ultrasensible RampSregEB510 (fig 1) lequel couvre la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 32 MHz est tout particuliegraverement indiqueacute pour cette tacircche Il propose des bandes passantes temps reacuteel jusqursquoagrave 32 MHz et des donneacutees IQ numeacuteriques jusqursquoagrave 5 MHz Ses excellentes caracteacuteris-tiques HF (par exemple eacutechantillonnage direct avec faible bruit de phase) sa puissance de traitement du signal numeacute-rique et ses nombreuses fonctions fort utiles (par exemple ses diffeacuterents modes de balayage et sa deacutemodulation multi-
canal) lui permettent de couvrir toutes les tacircches de radio-surveillance civiles et militaires nœud de capteurs reacutecepteur deacuteporteacute reacutecepteur de surveillance autonome pour la radiosur-veillance gestion de freacutequences et bien plus encore
Balayage de freacutequence rapide agrave haute reacutesolutionLes eacutemetteurs actifs sont immeacutediatement perceptibles au sein du spectre HF gracircce agrave la bande passante temps reacuteel de 32 MHz du RampSregEB510 Lrsquooption Scan panoramique (RampSregEB500-PS) permet pour des reacutesolutions plus fines (lar-geurs de pas infeacuterieures agrave 10 kHz) de reacuteduire la bande pas-sante jusqursquoagrave 01 kHz indeacutependamment de la gamme de freacute-quence concerneacutee Ces reacutesolutions reacuteduites offrent une sen-sibiliteacute plus eacuteleveacutee une plage dynamique eacutelargie et une
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SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Reacutecepteurs
1
2 3 45
6
1 2 3 4 5 6
76
Fig 4 Surveillance drsquoun maximum de quatre signaux simultaneacutement
Fig 5 Affichage drsquoune liaison de communication eacutetablie selon la
meacutethode CTCSS
meilleure immuniteacute aux signaux des canaux adjacents per-mettant ainsi la deacutetection drsquoun plus grand nombre de signaux au sein du spectre (fig 2)
Polyvalence du RampSregEB510 exemples drsquoapplicationsSurveillance du trafic radio en mode Memory-ScanLes communications par ondes courtes sont soumises agrave de nombreux facteurs comme par exemple les fluctua-tions de la hauteur et de lrsquointensiteacute des couches ioniseacutees les peacuteriodes de forte activiteacute solaire ou les influences saison-niegraveres entraicircnant pour lrsquoutilisateur la neacutecessiteacute de seacutelection-ner les freacutequences respectives approprieacutees pour eacutetablir une connexion radio en fonction de la saison de lrsquoheure du jour et de la distance agrave parcourir Pour faciliter la tacircche des opeacute-rateurs de radiosurveillance soumis agrave ces diverses et nom-breuses conditions de travail le RampSregEB510 dispose de 10 000 emplacements de meacutemoire programmables permet-tant de stocker les freacutequences inteacuteressantes qui peuvent ecirctre appeleacutees avec une vitesse de balayage de 1600 canaux par seconde Chaque emplacement meacutemoire peut contenir la freacute-quence une description individuelle la bande passante et le type de deacutemodulation lrsquoatteacutenuation et les valeurs de reacuteduc-tion de bruit (fig 3) Les freacutequences enregistreacutees peuvent ecirctre copieacutees dans une liste dite drsquoexclusion afin de ne pas en tenir compte lors de lrsquoanalyse
Surveillance multi-canalLe reacutecepteur dispose avec lrsquooption RampSregEB510-DDC de trois abaisseurs numeacuteriques (DDC Digital Down Converter) lui per-mettant ensemble avec le deacutemodulateur principal de sur-veiller jusqursquoagrave quatre signaux simultaneacutement (fig 4) Des reacuteglages de deacutemodulation identiques mais eacutegalement indivi-duels peuvent ecirctre affecteacutes aux canaux par exemple pour la bande passante et le type de deacutemodulation de sorte que les
Fig 3 Menu de configuration pour les meacutemoires de freacutequence
Fig 2 En haut mode freacutequence fixe (FFM) dans la bande passante temps
reacuteel de 32 MHz avec une reacutesolution de 10 kHz En bas en mode Pscan
(Panorama scan ndash balayage panoramique) agrave reacutesolution de seulement 1 kHz
un plus grand nombre drsquoeacutemissions sont intercepteacutees (marqueacute en rouge)
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Reacutecepteurs
Avantages des communications via ondes courtesLa gamme des ondes courtes (3 agrave 30 MHz) permet drsquoeacutetablir des liaisons de communication aussi bien sur de courtes que sur de tregraves grandes distances Outre la propagation par ondes directes (ligne de vue) il existe deux autres formes de propagation agrave savoir par ondes de sol et par onde drsquoespace
Les ondes de sol dans la gamme HF agrave freacutequences rela-tivement basses et par conseacutequent agrave grandes lon-gueurs drsquoonde preacutesentent une grande robustesse et peuvent mecircme traverser des fluides comme par exemple lrsquoeau de mer voire des obstacles solides
Les ondes drsquoespace se propagent sur de tregraves grandes distances gracircce aux multiples reacuteflexions entre le sol et lrsquoionosphegravere Dans des conditions favorables elles peuvent mecircme atteindre lrsquoautre cocircteacute du globe En cas de propagation par ondes drsquoespace les communica-tions radio exigent des connaissances en matiegravere drsquoef-fets ionospheacuteriques drsquoactiviteacute solaire et des freacutequences approprieacutees en fonction de la saison et de lrsquoheure de la journeacutee ainsi que de la distance agrave parcourir
Les systegravemes de communication HF sont faciles agrave ins-taller et ne neacutecessitent pas drsquoinfrastructure reacuteseau com-plexe Les freacutequences dans la gamme HF sont geacuteneacute-ralement utiliseacutees pour les communications longues distances Ces systegravemes sont utiliseacutes non seulement pour les communications vocales sol-air mais eacutega-lement pour le controcircle du trafic aeacuterien les commu-nications maritimes et la diffusion des informations meacuteteacuteorologiques
Principales caracteacuteristiques du RampSregEB510 Gamme de freacutequence de 9 kHz agrave 32 MHz Bande passante temps reacuteel jusqursquoagrave 32 MHz et deacutemodulation en parallegravele avec bandes passantes de 100 Hz agrave 5 MHz
Mode laquo Scan panoramique raquo rapide jusqursquoagrave 60 GHzs sur toute la gamme de freacutequence
Modes laquo Frequency Scan raquo et laquo Memory Scan raquo ultrarapides jusqursquoagrave 1600 canauxs
Spectre FI polychrome garantissant une deacutetection fiable des signaux pulseacutes
Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510 dans sa ver-
sion sans eacutecran pour utilisation en mode teacuteleacutecom-
mandeacute via une interface LAN
contenus audio respectifs peuvent ecirctre deacutemoduleacutes Tous les canaux ou chaque canal individuellement peuvent ecirctre trans-mis via un reacuteseau local et enregistreacutes pour une classification ulteacuterieure (par exemple avec le logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430)
Identification drsquoappels seacutelectifsPour la communication radio mobile terrestre ou marine des appels seacutelectifs sont geacuteneacuteralement utiliseacutes Ainsi un sous-ensemble de reacutecepteurs deacutetermineacutes ou un seul en particu-lier peut ecirctre appeleacute directement Cela eacutevite une perturbation mutuelle sur des canaux radio partageacutes Le reacutecepteur affiche automatiquement la norme drsquoappels seacutelectifs reccedilue ou per-met de filtrer les reacutesultats par des appels seacutelectifs speacutecifique-ment rechercheacutes
Avec lrsquooption Selective Call RampSregEB510-SL le RampSregEB510 peut deacutecoder et afficher de nombreux appels seacutelectifs CCIR1 CCIR7 CCITT EEA EIA EURO DCS DTMF CTCSS NATEL VDEW ZVEI1 et ZVEI2 Lrsquoexemple preacutesenteacute en figure 5 illustre la deacutetection drsquoun signal codeacute selon CTCSS (Continuous Tone Coded Squelch System) Les deux tonaliteacutes attribueacutees se situent sur les freacutequences de 976 Hz et 2503 Hz (Ndeg 13 et 51)
ConclusionAvec sa large bande passante en temps reacuteel et le traitement du signal en continu innovant sans aucun temps mort le reacutecepteur de surveillance RampSregEB510 intercepte des signaux LPI (Low Probability of Intercept) ou agrave sauts de freacutequence ainsi que des signaux radar et peut deacutemoduler de nombreux signaux analogiques (AM FM USB et LSB) Gracircce agrave sa com-patibiliteacute drsquointerfaccedilage il peut ecirctre aiseacutement et efficacement inteacutegreacute dans des systegravemes existants et peut remplacer des reacutecepteurs de conception plus ancienne comme par exemple le RampSregESMB et le RampSregEB200
Nellie Pang Peter Kronseder
ACTUALITEacuteS 20813 77
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Reacutecepteurs
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Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430 avec une capaciteacute de traitement porteacutee agrave 4 canauxInstalleacute sur un PC le logiciel drsquoanalyse et de traitement de signaux RampSregGX430 deacutetecte classifie deacutemodule
et deacutecode des signaux analogiques et numeacuteriques La nouvelle version 4 de ce logiciel eacuteprouveacute offre des
caracteacuteristiques tregraves performantes telles que le traitement simultaneacute des signaux sur 4 canaux de faccedilon
entiegraverement automatique et selon des regravegles configurables par lrsquoutilisateur
Preacutesentation geacuteneacuterale de la nouvelle version 4 du logicielSolution de surveillance radio autonome ayant fait ses preuves depuis de nombreuses anneacutees le RampSregGX430 ana-lyse classifie deacutemodule et deacutecode des signaux analogiques et numeacuteriques Baseacutee sur PC et rapidement installeacutee sous Windowsreg crsquoest une solution particuliegraverement conviviale Le PC est connecteacute via Ethernet agrave des reacutecepteurs de surveillance ou des radiogoniomegravetres de Rohde amp Schwarz Ce logiciel a reacutecemment beacuteneacuteficieacute drsquoun grand nombre drsquoameacuteliorations et drsquoextensions Traitement simultaneacute des signaux sur 4 canaux (versions preacute-ceacutedentes 1v 1 canal) en combinaison avec des reacutecepteurs ou des radiogoniomegravetres eacutequipeacutes de convertisseurs abais-seurs numeacuteriques (DDC Digital Down Converter) comme crsquoest le cas du reacutecepteur de surveillance radio large bande RampSregESMD
Traitement automatique des signaux selon des regravegles speacuteci-fieacutees par lrsquoutilisateur
Compatibiliteacute avec les reacutecepteurs de fabricants tiers gracircce agrave la possibiliteacute de deacutevelopper et drsquointeacutegrer des programmes pilotes speacutecifiques aux eacutequipements utiliseacutes
Enregistrement des signaux agrave lrsquoaide du systegraveme drsquoenregis-trement et de reproduction de signaux RampSregAMREC Repro-duction des signaux avec leur spectre de vue synoptique
Radiosurveillance multicanauxILes sceacutenarios radio agrave forte densiteacute spectrale neacutecessitent un traitement simultaneacute de plusieurs canaux Crsquoest alors que le reacutecepteur de surveillance large bande RampSregESMD com-plegravete ideacutealement le logiciel RampSregGX430 gracircce agrave sa capaciteacute agrave couvrir une gamme de freacutequences eacutetendue ses caracteacuteris-tiques de reacuteception exceptionnelles sa bande passante temps reacuteel de 20 MHz (avec possibiliteacute drsquoextension agrave 80 MHz) et agrave de nombreuses autres fonctionnaliteacutes attractives Lrsquooption RampSregESMD-DDC permet drsquoeacutequiper ce reacutecepteur de quatre convertisseurs abaisseurs numeacuteriques (DDC) Configurables
individuellement ces quatre DDC fonctionnent simultaneacute-ment dans la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur La voie de deacutemodulation large bande est ainsi compleacuteteacutee par 4 canaux de signal numeacuteriques connecteacutes par un reacuteseau local via Ethernet Ces 4 canaux permettent au logiciel RampSregGX430 drsquoutiliser jusqursquoagrave 4 signaux abaisseacutes suppleacutementaires en fonc-tion de la configuration du systegraveme avec Reacutecepteur RampSregESMD radiogoniomegravetre RampSregDDF255 4 DDC internes (largeur de bande (4 times 1 MHz) reacutepartis libre-ment sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pou-vant atteindre 80 MHz (figures 1 agrave 3)
Reacutecepteur de radiosurveillance RampSregEB500 radiogonio-megravetre RampSregDDF205 3 DDC internes (largeur de bande (3 times 1 MHz) librement reacutepartis sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pouvant atteindre 20 MHz
Principales caracteacuteristiques du RampSregGX430 NOUVEAU Surveillance simultaneacutee des signaux de 4 canaux (bande passante de traitement temps reacuteel jusqursquoagrave 4 times1 MHz)
NOUVEAU Traitement automatique des signaux selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisateur
NOUVEAU Inteacutegration des pilotes de reacutecepteurs tiers NOUVEAU Enregistrement des signaux sur un systegraveme drsquoenregistrement et de reproduction RampSregAMREC
Deacutetection classification deacutemodulation et deacutecodage de signaux analogiques et numeacuteriques
Traitement de signaux en ligne et hors ligne Mesure automatique et manuelle des signaux Classification du type de modulation et de lrsquoeacutemetteur Classificateur performant et bibliothegraveque tregraves complegravete de deacutemodulateurs et deacutecodeurs
Recherche automatique et classification de signaux dans une gamme de freacutequences reacuteglable
Mesure exacte des paramegravetres techniques de signaux (largeur de bande niveau type de modulation deacutebit de symboles deacutecalage de freacutequence etc)
Mesures conformeacutement agrave la recommandation UIT-R SM1600
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DDC 1 DDC 2 DDC 3 DDC 4
Antenne
RampSregESMD avec option RampSregESMD-DCC Software RampSregGX430
Q
W
E R
Fig 1 Exemple drsquoune
configuration systegraveme
inteacutegrant le reacutecepteur
de surveillance large
bande RampSregESMD
Gracircce agrave ce dernier le
logiciel RampSregGT430
dispose de 4 canaux
DDC reacutepartis sur une
gamme de 9 kHz agrave
265 GHz drsquoune lar-
geur de 1 MHz chacun
Ces quatre canaux
peuvent ecirctre librement
reacutepartis sur la bande
passante temps reacuteel de
80 MHz du reacutecepteur
Reacutecepteur de radiosurveillance RampSregEB510 3 DDC internes (3 times 150 kHz) librement reacutepartis sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pouvant atteindre 32 MHz
Fig 2 Le logi-
ciel drsquoanalyse de
signaux RampSregGX430
est capable de traiter
jusqursquoagrave 4 canaux en
utilisant les DDC du
reacutecepteur
Traitement entiegraverement automatique des signauxLrsquoassociation des fonctions de deacutetection et classification drsquoune part et de traitement automatique (deacutemodulation deacutecodage et
Fig 3 Exemple drsquoun
traitement de trois
signaux
Q spectre large bande
du reacutecepteur RampSreg
ESMD avec position
des trois DDC acti-
veacutees
W spectre du premier
signal
E reacutesultat de classi-
fication du deuxiegraveme
signal
R texte deacutecodeacute du
troisiegraveme signal
ACTUALITEacuteS 20813 79
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80
Fig 4 Exemple drsquoun script de regravegles speacutecifieacutees
par lrsquoutilisateur (en lrsquooccurrence pour le traite-
ment automatique de signaux POCSAG TETRA
et FM analogique) Chaque action est deacuteclen-
cheacutee automatiquement Le traitement auto-
matique des signaux deacutetecteacutes permet ainsi de
deacutecharger lrsquoopeacuterateur
Fig 5 Spectro-
gramme offrant la
vue drsquoensemble drsquoun
enregistrement de
signaux drsquoune dureacutee
de 5 minutes La
reproduction couvre
un segment de
30 secondes
enregistrement) drsquoautre part est une nouvelle caracteacuteristique importante du RampSregGX430 gracircce agrave elle ce logiciel est deacutesor-mais capable de surveiller une gamme de freacutequences eacutetendue agrave la place de lrsquoopeacuterateur ainsi libeacutereacute du travail monotone drsquoune
surveillance radio laquo manuelle raquo Le reacutecepteur de surveillance fonctionne en freacutequence fixe ou en mode Scan Un deacutetec-teur automatique relegraveve lrsquoeacutenergie spectrale des signaux Les canaux DDC disponibles sont affecteacutes aux signaux deacutetecteacutes
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en vue de leur classification Le logiciel lance ensuite des actions automatiques en fonction du type de signal selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisateur au niveau drsquoune interface script conviviale Parmi les actions possibles figurent notamment le deacuteclenchement drsquoalarmes et lrsquoenvoi de messages lrsquoenregistre-ment la deacutemodulation ou le deacutecodage (fig 4)
Inteacutegration de reacutecepteurs fabriqueacutes par des tiersIl est conseilleacute drsquoutiliser le logiciel RampSregGX430 en com-binaison avec des radiogoniomegravetres et des reacutecepteurs Rohde amp Schwarz tels que RampSregESMD RampSregEB500 ou RampSregEB510 Lrsquointeacutegration de programmes pilotes deacuteveloppeacutes speacutecialement pour les eacutequipements du client est cependant possible ce qui confegravere agrave ce logiciel une souplesse drsquoutilisa-tion et une polyvalence optimales Le client peut notamment utiliser des reacutecepteurs fabriqueacutes par des tiers
Lrsquoutilisateur peut lui-mecircme deacutevelopper et installer les pilotes drsquointerface neacutecessaires Le RampSregGX430 gegravere ces pilotes speacute-cifiques sous forme drsquoune bibliothegraveque de liens dynamiques Windowsreg (DLL) Les pilotes convertissent les commandes et formats de donneacutees des reacutecepteurs tiers en messages utiliseacutes par les reacutecepteurs Rohde amp Schwarz Rohde amp Schwarz propose un code source en C++ ainsi que lrsquointervention de formateurs expeacuterimenteacutes pour aider les programmateurs du client
Enregistrement des signaux avec RampSregAMRECLe logiciel RampSregGX430 est deacutesormais capable drsquoacceacuteder directement aux supports de stockage large bande de lrsquoenre-gistreur RampSregAMREC par exemple RampSregGX425 RampSregGX460 et RampSregGX465 Lrsquoenregistrement des signaux en vue drsquoune analyse ulteacuterieure est drsquoautant plus utile que le sceacutenario radio est complexe Le RampSregGX430 peut enregistrer et reproduire les signaux eacutegalement via le disque dur local
Ce logiciel comprend eacutegalement une fonctionnaliteacute de ges-tion des signaux enregistreacutes ceux-ci sont visualiseacutes dans un spectre de vue synoptique ougrave lrsquoopeacuterateur les seacutelectionne pour reproduction agrave lrsquoaide drsquoun curseur (fig 5) Le RampSregGX430 cal-cule les lignes spectrales agrave mesure que le curseur se deacuteplace sur le spectrogramme de faccedilon agrave faciliter la deacutefinition des points drsquoextreacutemiteacute de la boucle de reproduction Cette nou-velle fonctionnaliteacute preacutesente plusieurs avantages Navigation confortable mecircme en cas drsquoenregistrements drsquoune dureacutee de plusieurs heures
Vue drsquoensemble bien structureacutee du sceacutenario complet enregistreacute
Certitude de repeacuterer les activiteacutes de signalisation rechercheacutees
Reacuteduction du temps de reproduction par ciblage du segment seacutelectionneacute drsquoun signal
Critegravere RampSregGX430 RampSregGX 435
Nombre maximal de reacutecepteurs de surveil-lance geacutereacutes simultaneacutement
1 plusieurs
Nombre maximal de canaux traiteacutes par reacutecep-teur de surveillance
4 126
Nombre maximal de canaux traiteacutes en cas de reproduction de sceacutenarios de signalisation enregistreacutes
1 32
Possibiliteacute de teacuteleacutecommande via LAN ou WAN
non oui
FIG 6 Principales diffeacuterences entre RampSregGX430 et RampSregGX435
Comparaison entre RampSregGX430 and RampSregGX435Le logiciel RampSregGX430 et le systegraveme drsquoanalyse de signaux multicanaux RampSregGX435 (voir article pages 82 et suivantes) preacutesentent des caracteacuteristiques similaires mais sont destineacutes agrave des domaines drsquoapplication diffeacuterents (fig 6) Conccedilu pour lrsquoinstallation sur un PC Windowsreg le RampSregGX430 est piloteacute par lrsquoutilisateur sans possibiliteacute de teacuteleacutecommande Ce logiciel gegravere un seul reacutecepteur et peut traiter 4 canaux agrave la fois En mode reproduction crsquoest-agrave-dire priveacute des 4 DDC du reacutecepteur il ne peut traiter qursquoun seul canal Les interfaces suivantes permettent agrave ce logiciel de communiquer avec les systegravemes de la famille RampSregRAMON ReportEdit Master Slave Hando-ver Reporting to RAMON signal database AllAudio
Le systegraveme drsquoanalyse multicanaux RampSregGX435 est quant agrave lui conccedilu pour des configurations agrave plusieurs reacutecepteurs de sur-veillance et il est capable de traiter jusqursquoagrave 126 canaux par reacutecepteur En mode reproduction sa capaciteacute de traitement est de 32 canaux car il utilise ses propres DDC Le RampSregGX435 srsquointegravegre parfaitement dans les systegravemes RampSregRAMON en combinaison avec drsquoautres capteurs ndash et offre ainsi une fonc-tionnaliteacute de teacuteleacutecommande via reacuteseau LAN ou WAN
Nouveaux donglesLes utilisateurs peuvent acheter une mise agrave jour pour passer de la version 028x agrave la version 4 du logiciel Le dongle une cleacute USB contenant la licence et une protection anti-copie est alors remplaceacute par la nouvelle solution de protection disponible au choix sur une cleacute USB une mini-cleacute USB ou une carte SD
ConclusionDestineacute agrave la surveillance manuelle ou entiegraverement automa-tique de sceacutenarios radio selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisa-teur le logiciel RampSregGX430 est conccedilu pour fonctionner sur un PC Windowsreg standard La nouvelle version 4 permet de sur-veiller jusqursquoagrave 4 canaux agrave la fois Pouvant accueillir les pilotes neacutecessaires agrave lrsquointeacutegration de reacutecepteurs tiers ce logiciel offre en outre la possibiliteacute drsquoenregistrer et de reproduire des signaux sur des systegravemes RampSregAMREC
YingSin Phuan
ACTUALITEacuteS 20813 81
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Radiosurveillance automatique avec le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435Le systegraveme de deacutetection classification et traitement automatiques RampSregGX435 impressionne par des
performances et une polyvalence exceptionnelles Destineacute aux systegravemes de radiodeacutetection multicanaux il
est utiliseacute avec des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz et couvre les gammes HF agrave SHF
Preacutesentation du RampSregGX435 Le systegraveme drsquoanalyse de signaux multicanaux RampSregGX435 est conccedilu pour un large eacuteventail drsquoapplications allant du trai-tement et de lrsquoanalyse manuels drsquoun seul signal jusqursquoagrave la deacutetection automatique de toutes les eacutemissions drsquoun sceacutena-rio large bande Ce logiciel est mis en œuvre sur des compo-sants mateacuteriels agrave maintenance conviviale pouvant ecirctre com-bineacutes de faccedilon modulaire (fig 1) relieacutes agrave des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz Ce mode de mise en œuvre lui confegravere une eacutevolutiviteacute exceptionnelle autorisant des sys-tegravemes drsquoune capaciteacute aussi bien de quelques canaux que de 126 canaux par reacutecepteur Les interfaces ouvertes du RampSregGX435 permettent en outre drsquointeacutegrer les eacutequipements de traitement du signal speacutecifiques au client
Le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435 associe des classificateurs performants agrave une bibliothegraveque tregraves complegravete de deacutemodulateurs et de deacutecodeurs aux proceacutedures de trai-tement du signal automatiseacutees Lrsquoutilisateur dispose ainsi drsquoun vaste ensemble de ressources facilement adaptables agrave
ses regravegles et ses exigences Le RampSregGX435 offre par ailleurs trois modes drsquoexploitation garantissant une recherche et une deacutetection efficaces des signaux
Deacutetection de signaux agrave freacutequence fixe et en salvesGeacuteneacuteraliteacutesLe RampSregGX435 est speacutecialement conccedilu pour une recherche une surveillance et un traitement entiegraverement automatiseacutes des signaux Ce systegraveme est donc capable de geacuterer un pro-cessus complet de deacutetection et de classification automatiques des signaux suivi de leur traitement automatiseacute (deacutemodula-tion deacutecodage et enregistrement)
La fonctionnaliteacute de radiodeacutetection automatique srsquoapplique agrave des signaux agrave freacutequence fixe et en salves dans des gammes de freacutequence seacutelectionneacutees Le deacutetecteur relegraveve ainsi des eacuteveacute-nements dans le spectre FFT du reacutecepteur quand leur eacutenergie spectrale deacutepasse un seuil reacuteglable en fonction du plancher de bruit Chaque signal reacutepondant agrave des critegraveres preacutedeacutefinis
Fig 1 Le RampSregGX435 est conccedilu autour de deux modules mateacuteriels inteacute-
grant des composants de serveur PC multicœur Lrsquouniteacute RampSregGX435PU-S
de traitement et drsquoenregistrement de signaux (bas) pilote le systegraveme
deacutetecte les signaux effectue les calculs neacutecessaires au fonctionnement
des convertisseurs abaisseurs numeacuteriques et assure lrsquoenregistrement et la
reproduction des signaux gracircce agrave sa meacutemoire de 8 teacuteraoctets Lrsquouniteacute de
traitement du signal RampSregGX435PU est capable de classifier et deacutecoder
jusqursquoagrave 24 signaux agrave la fois
Ce systegraveme a eacuteteacute preacutesenteacute sous le nom de laquo Sous-systegraveme de capteurs RampSregGX435 raquo dans Actualiteacutes (2011) No 204 pages 58 agrave 61 et figure deacutesor-mais commercialiseacute sous le nom laquo Systegraveme drsquoanalyse de signaux multica-naux RampSregGX435 raquo avec des caracteacuteristiques eacutetendues et de nouveaux modules mateacuteriels
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Q
W
E
(largeur de bande niveau etc) fait lrsquoobjet drsquoune note horoda-teacutee geacuteneacutereacutee par le logiciel laquelle est compareacutee peacuteriodique-ment agrave celles des cycles de traitement preacuteceacutedents La classi-fication et la mesure des signaux sont ainsi automatiques Le systegraveme indique les eacuteveacutenements particuliers suivants Nouveaux signaux (premier deacutepassement drsquoun seuil deacutetermineacute)
Nouvelle caracteacuteristique drsquoune eacutemission connue (niveau largeur de bande ou freacutequence centrale)
Eacutemissions inactives (niveau descendu sous un seuil deacutetermineacute)
Fin du signal
Le deacutetecteur surveille la trajectoire des eacutemissions deacutetermine les paramegravetres et surveille les signaux en fonction drsquoun identi-fiant qui leur a eacuteteacute attribueacute
Pour la recherche et la classification automatiseacutees des signaux lrsquoutilisateur saisit le nombre des classificateurs agrave
appliquer la profondeur de classification souhaiteacutee ainsi que les regravegles de traitement automatiseacute des signaux deacutetecteacutes Les classificateurs deacuteterminent de faccedilon autonome les para-megravetres de modulation et le codage des eacutemissions deacutetecteacutees Plus le nombre de classificateurs est eacuteleveacute plus le nombre de signaux classifieacutes simultaneacutement est grand et plus vite le sceacute-nario radio est identifieacute Lrsquoutilisateur peut disposer drsquoun trai-tement du signal entiegraverement automatiseacute en configurant les regravegles deacutefinissant les seacutequences opeacuteratoires
Le RampSregGX435 permet de choisir entre trois modes de deacutetec-tion des signaux 1 Mode Fixed Frequency (FFM)2 Mode Scan (plusieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes)3 Mode Stepping (un seul reacutecepteur large bande)
1 Mode Fixed Frequency (FFM)Domaine drsquoapplication deacutetection et surveillance automatiseacutees drsquoun sceacutenario radio dans une bande passante temps reacuteel
Fig 2 En mode Fixed Frequency (FFM) le systegraveme recherche et deacutetecte tous les signaux gracircce agrave la mesure de leur puissance spectrale (Q) dans une
gamme de freacutequences deacutefinie agrave lrsquointeacuterieur de la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur Le RampSregGX435 attribue automatiquement les classificateurs agrave
chacun des signaux puis reacuteunit les reacutesultats obtenus dans une liste (W) Une proceacutedure deacutefinie par lrsquoutilisateur est exeacutecuteacutee pour chaque signal deacutetecteacute
Les opeacuterations automatiques de cette proceacutedure font lrsquoobjet drsquoun historique inteacutegreacute dans la liste des reacutesultats (E)
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Reacutecepteur deacuteporteacute 1 Reacutecepteur deacuteporteacute 2
RampSregESMD
RampSregGX435
RampSregEB500
Suchempfaumlnger
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maximale de 80 MHz en vue drsquoun traitement ulteacuterieur auto-matiseacute des signaux ainsi que de lrsquoidentification de leur contenu
Les reacutecepteurs de surveillance et le systegraveme RampSregGX435 communiquent par LAN via une interface Ethernet Dans sa configuration standard chaque reacutecepteur est capable de transmettre un flux de donneacutees IQ avec une bande passante temps reacuteel de 10 MHz Des convertisseurs abaisseurs numeacute-riques (DDC Digital Down Converter) assurent lrsquoextraction des contenus en vue de leur traitement simultaneacute (classifi-cation deacutemodulation deacutecodage) et de lrsquoenregistrement des donneacutees IQ fig 2) Chaque DDC est capable drsquoadapter sa freacute-quence centrale et sa bande passante dans les limites de la largeur de bande temps reacuteel du reacutecepteur de surveillance Le systegraveme RampSregGX435 donne les reacutesultats optimaux en combi-naison avec des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz notamment les modegraveles RampSregESMD RampSregEB500 et RampSregEB510 Des pilotes deacuteveloppeacutes par lrsquoutilisateur peuvent ecirctre inteacutegreacutes en vue drsquoune mise en œuvre en combinaison avec des reacutecepteurs de fabricants tiers
Les reacutecepteurs de surveillance large bande tels que le RampSregESMD ou le radiogoniomegravetre RampSregDDF225 peuvent ecirctre eacutequipeacutes en option drsquoune carte drsquoacceacuteleacuteration mateacuterielle de traitement du signal Eacutequipeacutee de 4 composants FPGA (Field Programmable Gate Array) cette carte permet drsquooptimiser les performances de traitement du signal notamment en portant la bande passante de deacutetection agrave 80 MHz et en augmentant consideacuterablement le nombre de signaux pouvant ecirctre extraits par chaque DDC Le systegraveme drsquoanalyse de signaux multica-naux RampSregGX435 reccediloit alors des sceacutenarios temps reacuteel drsquoune
largeur de bande pouvant aller jusqursquoagrave 80 MHz (HF 20 MHz) par reacutecepteur pour un traitement simultaneacute drsquoun maximum de 32 canaux (HF 126)
2 Mode Scan (plusieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes)Domaine drsquoapplication recherche continue de nouvelles eacutemissions dans une gamme de freacutequences eacutetendue avec traitement simultaneacute des signaux deacutetecteacutes
Seul un reacutecepteur de recherche permet de deacutetecter des signaux quand la gamme de freacutequences balayeacutee est eacutetendue Ce reacutecepteur utiliseacute en mode Scan doit ecirctre combineacute agrave plu-sieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes Agrave lrsquointeacuterieur de la gamme de freacute-quences choisie le reacutecepteur de recherche eacutequipeacute de lrsquooption Scan panoramique surveille continuellement le spectre dans lequel le deacutetecteur automatique du RampSregGX435 identifie les signaux Les reacutecepteurs deacuteporteacutes servent de canaux de traite-ment parallegraveles capables de classifier deacutemoduler et deacutecoder les signaux deacutetecteacutes (fig 3)
3 Mode Stepping (un seul reacutecepteur de surveillance large bande)Domaine drsquoapplication deacutetection et surveillance automa-tiques de signaux dans une gamme de freacutequences eacutetendue agrave lrsquoaide drsquoun seul reacutecepteur de surveillance large bande Ce mode drsquoexploitation est particuliegraverement adapteacute aux systegravemes agrave ressources limiteacutees
Agrave la diffeacuterence du mode Scan deacutecrit ci-dessus le mode Stepping (mode pas-agrave-pas) ne neacutecessite qursquoun seul reacutecep-teur large bande doteacute drsquoune fonction Scan Ce reacutecepteur est drsquoabord en mode Scan pour chercher des eacutemissions dans la gamme de freacutequences choisie Le mode scan est ensuite arrecircteacute et le deacutetecteur automatique scrute le spectre agrave la
Fig 3 Utiliseacute en mode Scan comme reacutecepteur de recherche le reacutecepteur
de surveillance large bande RampSregESMD balaye sans cesse la gamme de
freacutequences deacutefinie agrave la recherche drsquoeacutemissions Deux reacutecepteurs de surveil-
lance RampSregEB500 deacuteporteacutes lui servent de voies de traitement pour classi-
fier deacutemoduler et deacutecoder les signaux
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Q
W
recherche drsquoeacutemissions selon les principes deacutecrits pour le mode Fixed Frequency Les signaux sont ensuite traiteacutes par pas de 10 MHz les DDC assurant lrsquoextraction des signaux La gamme couverte agrave chaque pas peut ecirctre augmenteacutee agrave 80 MHz si les reacutecepteurs RampSregESMD ou le radiogoniomegravetre RampSregDDF255 sont eacutequipeacutes de la carte drsquoacceacuteleacuteration mateacute-rielle de traitement du signal
Deacutetection de signaux de courte dureacutee et agrave sauts de freacutequenceApplication surveillance des communications radio agiles en freacutequence
Outre les signaux agrave freacutequence fixe et en salves le systegraveme RampSregGX435 est capable de deacutetecter automatiquement les signaux de courte dureacutee et agiles en freacutequence gracircce agrave un deacutetecteur optimiseacute pour cette fonction Ce deacutetecteur analyse chaque saut de freacutequence pour en deacuteterminer les caracteacuteris-tiques techniques neacutecessaires agrave sa classification et son attri-bution agrave un eacutemetteur Le logiciel conduit une analyse statis-tique des paramegravetres et affiche le reacutesultat sous forme drsquoun
Fig 4 Spectre et diagramme cascade preacutesentant un signal agrave saut de freacute-
quence dans la gamme de freacutequences deacutefinie (Q) Les histogrammes
(W) illustrent certaines caracteacuteristiques de lrsquoeacutemission (dureacutee et largeur de
bande du saut de freacutequence type de modulation deacutebit de symboles etc)
histogramme (fig 4) Il preacutesente ensuite le reacutesultat dans une liste des signaux de courte dureacutee accompagneacutes de leur para-megravetres tels que la freacutequence la largeur de bande la puis-sance ainsi que des informations relatives au deacutebut et agrave la fin de lrsquoeacutemission du signal sans oublier ni le type ni les para-megravetres de modulation Ces donneacutees permettent ensuite de deacuteterminer les eacutemetteurs agrave sauts de freacutequence actifs ainsi que les terminaux radio correspondants
ConclusionLe systegraveme RampSregGX435 est une solution modulaire de radio-deacutetection automatiseacutee pour lrsquoanalyse et le traitement mul-ticanaux de signaux analogiques et numeacuteriques Ses diffeacute-rents modes drsquoexploitation ainsi que ses deacutetecteurs haut de gamme assurent une deacutetection rapide fiable et preacutecise des signaux ndash suivie de leurs classification deacutemodulation deacuteco-dage et lrsquoenregistrement
Lrsquointroduction drsquoun nouveau deacutetecteur capable de reconnaicirctre les signaux en fonction de leur profil spectral est drsquoailleurs preacutevue au cours du deuxiegraveme semestre 2013 Les utilisateurs pourront alors deacutefinir librement les formes spectrales qui les inteacuteressent ndash qursquoil srsquoagisse de signaux traiteacutes en direct ou de signaux enregistreacutes
YingSin Phuan
ACTUALITEacuteS 20813 85
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RohdeampSchwarz a ouvert deacutebut deacutecembre 2012 sa nouvelle usine de fabrication en Malaisie Johann Kraus qui dirige lrsquousine de Teisnach a eacuteteacute nommeacute directeur geacuteneacuteral de RohdeampSchwarz Technologies Malaysia Sdn Bhd Ce nouveau site de production situeacute agrave Johor Bahru compte 25 employeacutes Les principales activiteacutes sont lrsquoassemblage et le controcircle final des eacutequipements de test et mesure destineacutes au marcheacute mondial
RohdeampSchwarz approvisionne lrsquoAgence feacutedeacuterale des reacuteseaux
Dans un appel drsquooffres lanceacute agrave lrsquoeacutechelle europeacuteenne par lrsquoAgence feacutedeacuterale alle-mande des reacuteseaux (Bundesnetzagentur) RohdeampSchwarz a su srsquoimposer face agrave la concurrence Le systegraveme goniomeacutetrique moderne composeacute du radiogoniomegravetre large bande RampSregDDF550 et des antennes cor-respondantes neacutecessaires sera donc bien-tocirct utiliseacute par lrsquoAgence feacutedeacuterale des reacuteseaux RohdeampSchwarz eacutequipera ainsi lrsquoautoriteacute de reacutegulation de sa sixiegraveme geacuteneacuteration de sys-tegravemes de radiogoniomegravetres La commande inclut 20 jeux drsquoeacutequipements ainsi qursquoune option sur cinq autres radiogoniomegravetres RohdeampSchwarz est eacutegalement responsable de lrsquoinstallation et la mise en service des sys-tegravemes goniomeacutetriques Les goniomegravetres seront inteacutegreacutes dans le reacuteseau de mesure et de radiolocalisation existant (FuMOS) de lrsquoAgence feacutedeacuterale
Le Mobile World Congress de Barcelone eacuteveacute-nement le plus important en matiegravere de teacuteleacute-phonie mobile srsquoest deacuterouleacute en 2013 pour la premiegravere fois au nouveau parc des exposi-tions RohdeampSchwarz y a preacutesenteacute sur une surface de 132 megravetres carreacutes les produits des domaines des eacutequipements de mesure de radiocommunications mobiles et des appareils de communications seacutecuriseacutes Le testeur de radiocommunications mobiles RampSregCMW500 a eacuteteacute comme deacutejagrave les anneacutees preacuteceacutedentes sous le feu des projecteurs avec des solutions concernant le Wi-Fi Offloading lrsquoanalyse IP le eCall (appel drsquourgence LBS LTE) et lrsquoagreacute-gation de porteuses LTE-Advanced un des
Le ruban symbolique a eacuteteacute coupeacute par (de
gauche agrave droite) Patrick Poumltschke (Conseil de
Surveillance) Peter Riedel (Conseil de Surveil-
lance) Dr Guumlnter Gruber (Ambassadeur drsquoAlle-
magne en Malaisie) Manfred Fleischmann (PDG
de RohdeampSchwarz) Dr Dirk-Eric Loebermann
(Directeur de la production et de la gestion des
matiegraveres) et Johann Kraus (Directeur geacuteneacuteral de
RSTMY)
Le stand de RohdeampSchwarz a eacuteteacute entiegraverement
placeacute sous le signe laquo RampS 4Genius ndash Your Com-
panion for new technologies raquo
sujets top niveau du salon RohdeampSchwarz a exposeacute sur son stand un total de plus drsquoune douzaine drsquoapplications de mesure De nombreux appareils de mesure de RohdeampSchwarz ont eacuteteacute eacutegalement preacutesen-teacutes sur les stands de clients et partenaires Eacutetaient aussi preacutesentes sur leurs stands res-pectifs les deux filiales SwissQual et ipoque dont les produits ont compleacuteteacute la gamme de RohdeampSchwarz destineacutee aux opeacuterateurs de reacuteseaux de radiocommunications mobiles
Avec des thegravemes et des applications de premier plan au salon MWC 2013
Ouverture drsquoune nouvelle usine de production en Malaisie
BREgraveVES | International
Le Video Test Center RampSregVTC de RohdeampSchwarz srsquoest vu deacutecerner pas moins de deux prix lors du semestre eacutecouleacute Pendant le salon DesignCon 2013 agrave Santa Clara en Californie le RampSregVTC a reccedilu le laquo Best in Test Award raquo suite agrave un vote de lecteurs organiseacute tous les ans par la revue TestampMeasurement World de renommeacutee internationale
Le vote des lecteurs a eacuteteacute eacutegalement deacutecisif dans le choix des laquo Produits TIC de lrsquoanneacutee raquo reacutealiseacute tous les ans par la revue technique allemande Funkschau Le RampSregVTC a remporteacute mi-octobre 2012 le premier prix dans la cateacutegorie laquo Appa-reils de mesure raquo Selon les commentaires de la reacutedaction la principale raison de ce choix a reposeacute sur le fait que le RampSregVTC propose agrave lui seul pratiquement tous les tests et analyses neacutecessaires
Pour la deuxiegraveme fois les lecteurs de la revue technique allemande laquo Elektronik raquo ont eacutelu les oscilloscopes de laboratoire de RohdeampSchwarz laquo Produit de lrsquoanneacutee raquo Comme en 2011 la famille RampSregRTO a eacuteteacute primeacutee dans la cateacutegorie laquo Eacutequi-pements de mesure raquo Crsquoest le modegravele 4 GHz qui cette anneacutee a remporteacute la pre-miegravere place Les lecteurs de la revue Elektronik ont eacutelu leurs favoris de lrsquoanneacutee parmi les 111 produits les plus innovants sur un total de dix cateacutegories
Un nombre record de visiteurs a eacuteteacute enre-gistreacute lors de la semaine de la technologie organiseacutee agrave la mi-novembre 2012 pour la dixiegraveme fois par RohdeampSchwarz Taiwan Environ 850 participants ont afflueacute agrave Taipei et Hsinchu pour ce 10egraveme anniversaire Outre les seacuteminaires de RohdeampSchwarz les confeacuterenciers des socieacuteteacutes ST-Ericsson SGS Wistron NeWeb Corp et GCT Semiconduc-tors ont eacutegalement conquis le public Les thegravemes abordeacutes ont eacuteteacute notamment les solu-tions mobiles 4G les deacutefis en matiegravere de tests de conformiteacute et la tendance de deacuteve-loppement chez les opeacuterateurs de reacuteseau Lors de lrsquoexposition tenue en parallegravele des produits et applications des divisions test et mesure diffusion radio et TV ainsi que radio-surveillance et radiolocalisation ont eacuteteacute eacutegale-ment preacutesenteacutes
Coopeacuteration avec Dolby
Depuis feacutevrier 2013 RohdeampSchwarz coo-pegravere avec Dolby Laboratories Inc et appro-visionne les speacutecialistes en formats audio numeacuteriques avec des analyseurs audio Les plateformes RampSregUPP et RampSregUPV ont eacuteteacute doteacutees agrave cet effet drsquoun nouveau logiciel Ainsi les beacuteneacuteficiaires de la licence Dolby peuvent effectuer rapidement et aiseacutement des essais de conformiteacute selon les speacutecifica-tions Dolby
Reacutedacteur en
chef adjoint de la
revue Funkschau
Markus Kien (agrave
droite) feacutelicite
lrsquoeacutequipe de deacuteve-
loppement du
RampSregVTC pour sa
victoire rempor-
teacutee dans la cateacute-
gorie laquo Appareils
de mesure raquo
Wolfgang
Hascher eacutedi-
teur de la revue
Elektronik (agrave
droite) remet agrave
Guido Schulze
directeur produits
oscilloscopes le
tropheacutee de la pre-
miegravere place
Directeur de succursale Tsai Chi-Wen de
RohdeampSchwarz Taiwan (au centre) entoureacute
des confeacuterenciers de ST-Ericsson SGS GCT et
WNC
Les deux socieacuteteacutes se sont reacuteunies mi-novembre pour conclure les neacutegociations Wolfgang Kernchen
directeur de la division Geacuteneacuterateurs de signaux analyseurs audio et wattmegravetres (quatriegraveme agrave par-
tir de la droite) et Mathias Bendull directeur de la Consumer Audio Broadcast Business Group de
Dolby Laboratories (deuxiegraveme agrave partir de la droite)
RampSregRTO ndash eacutelu produit de lrsquoanneacutee pour la deuxiegraveme fois
RampSregRampSregVTC deux fois reacutecompenseacute
Technology Week Record drsquoaffluence de visiteurs pour lrsquoanneacutee jubilaire
ACTUALITEacuteS 20813 87
BREgraveVES | International
Le nouveau geacuteneacuterateur de signaux vectoriels pour systegravemes de communication large bandeSeul geacuteneacuterateur avec bande de base calcul de signal fading MIMO AWGNet geacuteneacuteration RF inteacutegreacutes en un seul appareil Deux voies jusqursquoagrave 6 GHz Modulariteacute totaleUn controcircle tactile qui vous permet en outre de maicirctriser souverainement tous les signaux et cepour les sceacutenarios 3G et 4G ainsi que les domaines de llsquoaeacuterospatiale et la deacutefense
Bande passante de modulation IQ 160 MHz en bande de base interne Tous les principaux modes MIMO dont 3times3 4times4 et 8times2 Toutes les normes de communication actuelles Nombreux assistants agrave llsquoutilisation pour un travail efficace Excellentes caracteacuteristiques de modulation et de RF
RampSregSMW200A La haute eacutecole de la geacuteneacuteration des signaux
wwwrohde-schwarzcomadsmw-mr
Voir la videacuteo
Bande de base amp RFMIMO amp FadingRohde amp Schwarz SMW200A
- TABLE DES MATIEgraveRES 1
- TABLE DES MATIEgraveRES 213
- Agrave LA UNE13
- TECHNOLOGIES SANS FIL13
-
- Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz13
- Services geacuteodeacutependants avec 13GPS GLONASS Galileo et OTDOA
- RampSregFSWthinsp mesures sur faisceaux 13hertziens dans la bande E
- RLAN IEEE 80211acthinsp mesures deacutesormais possibles avec des appareils de milieu de gamme13
- Geacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune touche13
-
- INSTRUMENTATION GENERALE13
-
- La sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm reacutealise des mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute13
- Le meilleur choixthinsp sondes de puissance USB de RohdeampSchwarz13
- Le nouveau RampSregRTM2000thinsp reacutesultats en un clin drsquoœil13
- Les oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 2013
- Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellites13
- Analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSWthinsp le haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHz13
- Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande13
- Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterification13
- RampSregZNBthinsp analyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 ports13
-
- CEM MESURE DE CHAMP13
-
- Amplificateur large bande pour13 applications hyperfreacutequences
- Rapides et simplesthinsp 13mesures de diagnostic et de 13preacute-certification avec le RampSregESRP13
-
- COUP DE PROJECTEUR13
-
- Refonte totale des antennes de communication et drsquointerception pour navires13
-
- DIFFUSION RADIO ET TV13
-
- Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9thinsp 13coucirct de fonctionnement minimal ndash 13flexibiliteacute maximale13
- Eacutemetteurs TV faible puissance RampSregMLxthinsp il suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes13
- Essai DVB-T2 in situ par la 13Bayerischer Rundfunk agrave Munich13
- Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande 13
-
- SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO13
-
- RampSregEB510thinsp 13radiosurveillance sans discontinuiteacute 13dans la gamme des ondes courtes13
- Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430thinsp avec une capaciteacute de shytraitement porteacutee agrave 4 canaux13
- Radiosurveillance automatique avec le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX43513
-
- BREgraveVES 113
- BREgraveVES 213
- INFORMATONES EacuteDITEUR13
-
En tant que pionnier des sondes de puissance inteacutegreacutees doteacutees de ports USB RohdeampSchwarz poursuit depuis de nombreuses anneacutees lrsquoextension de sa gamme et innove maintenant avec sa derniegravere sonde RampSregNRP-Z58 qursquoil preacute-sente sur le marcheacute Premiegravere sonde agrave couvrir la gamme de freacutequences de DC agrave 110 GHz elle ouvre les portes du monde des ondes millimeacutetriques (agrave par-tir de la page 22)
Les sondes de puissance USB de RohdeampSchwarz disposent de tous les eacuteleacutements neacutecessaires agrave la reacutealisation de mesures rapides et preacutecises une uniteacute de base nrsquoest donc plus requise Lrsquoarticle de fond agrave partir de la page 26 deacutetaille les raisons pour lesquelles ces sondes constituent le meilleur choix pour toutes les applications
Si jusqursquoici un PC eacutetait souvent neacuteces-saire pour afficher les reacutesultats de mesure de puissance une tablette ou un teacuteleacutephone mobile peut deacutesormais reacutealiser cette tacircche gracircce agrave lrsquoapplication Android laquo Power Mobile Viewer raquo dispo-nible gratuitement sur Google play
Agrave la une
4
SystegravemesW Systegraveme de test reacuteglementaire RampSregTS8997Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz 6
W Systegravemes de test pour services geacuteodeacutependantsServices geacuteodeacutependants (LBS) avec GPS GLONASS Galileo et OTDOA 10
Geacuteneacuteration et analyse de signaux W Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSWMesures sur faisceaux hertziens dans la bande E 13
W Geacuteneacuterateur de signaux RampSregSMBV100A analyseur de spectre et de signaux RampSregFSVRLAN IEEE 80211ac mesures deacutesormais possibles avec des appareils de milieu de gamme 16
W Geacuteneacuterateurs de signauxGeacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune touche 18
TECHNOLOGIES SANS FIL INSTRUMENTATION GENERALE
Mesure de puissanceW Sonde de puissance thermique RampSregNRP-Z58Sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm pour mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute 22
W Sondes de mesure de puissance USBLe meilleur choix sondes de puissance USB de RohdeampSchwarz 26
OscilloscopesW Oscilloscope RampSregRTM2000
Le nouveau RampSregRTM2000 reacutesultats en un clin drsquoœil 30
W Oscilloscopes RampSregRTOLes oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 20 34
Geacuteneacuteration et analyse de signaux W Analyseur ILSVOR RampSregEVS300Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellites 37
W Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSWLe haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHz 38
Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande 43
Analyse de reacuteseauxW Kits de veacuterification RampSregZV-Z435 -Z470Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterification 46
W Analyseur de reacuteseaux RampSregZNBAnalyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 ports 48
Les systegravemes radio fonc-
tionnant dans les bandes de
24 GHz et 5 GHz doivent se
conformer aux nouvelles exi-
gences Le RampSregTS8997 est le
premier systegraveme reacuteglementaire
au monde agrave couvrir ces tests
(page 6)
A lrsquoaide de matrices
de commutation de
RohdeampSchwarz le
nombre de ports de
test de lrsquoanalyseur de
reacuteseaux RampSregZNB
peut ecirctre eacutetendu agrave 32
(page 48)
SommaireACTUALITEacuteS 20813
DIFFUSION RADIO ET TV
AUTRES RUBRIQUES
CEM MESURE DE CHAMP COUP DE PROJECTEUR
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO
AmplificateursW Amplificateur RampSregBBA150Nouvelles applications dans la gamme des hyperfreacutequences 51
Reacutecepteurs de mesureW Reacutecepteur de mesure CEM RampSregESRP
Mesures de diagnostic et de preacute- certification rapides et simples 54
Systegravemes de transmissionW Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9Coucirct de fonctionnement minimal ndash flexibiliteacute maximale 60
W Eacutemetteurs TV de faible puissance RampSregMLxIl suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes 63
ReacutefeacuterenceEssai DVB-T2 in situ par la Bayerischer Rundfunk agrave Munich 66
Reacutecepteurs de mesureW Deacutetecteur de fuite CATV RampSregEFL110 Analyseur et deacutetecteur de fuite CATV RampSregEFL 210
Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande 68
AntennesRefonte totale des antennes de communication et drsquointerception pour navires 70
ReacutecepteursW Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510Radiosurveillance sans discontinuiteacute dans la gamme des ondes courtes 75
SystegravemesW Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430Capaciteacute de traitement porteacutee agrave 4 canaux 78
W Systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435Radiosurveillance entiegraverement automatique 82
W Informations eacutediteur 2
W Bregraveves 86
Les nouveaux eacutemet-
teurs UHF de
moyenne puissance
RampSregTMU9 et les
eacutemetteurs de faible
puissance RampSregMLx
partent agrave la conquecircte
du marcheacute (agrave partir de
la page 60)
ACTUALITEacuteS 20813 5
6
Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHzLes installations radioeacutelectriques opeacuterant dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz doivent appliquer la directive
RampTTE dont les nouvelles exigences renforceacutees entreront en vigueur degraves janvier 2015 En tant que premier
systegraveme mondial de tests de certification le RampSregTS8997 couvre lrsquoensemble de ces exigences Il comprend
une mesure de puissance et une commande seacutequentielle speacutecialement conccedilues agrave cet effet
Nombreux services radio et diverses meacutethodes de transmission La densiteacute et la diversiteacute des services radio sans licence dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz prennent de plus en plus drsquoimportance En plus des systegravemes qui utilisent une connexion Wi-Fi 80211abgn et Bluetoothreg on trouve eacutega-lement notamment des systegravemes de diffusion videacuteo sans
fil des radiocommandes ainsi qursquoagrave lrsquoavenir dans la bande de 5 GHz des systegravemes de communication de voiture agrave voi-ture selon la norme 80211p De nombreux utilisateurs se par-tagent cette gamme de freacutequences et utilisent une varieacuteteacute de largeurs de bande et de meacutethodes de transmission telles que MIMO OFDM large bande saut de freacutequence et eacutetalement de spectre agrave seacutequence directe Il est important compte tenu de cette diversiteacute de minimiser autant que possible les inter-feacuterences mutuelles
Nouvelles directives eacutetendues Afin de minimiser les interfeacuterences entre les systegravemes radio dans un spectre denseacutement occupeacute ces installations radioeacute-lectriques devront agrave lrsquoavenir passer des tests de certification speacutecifiques Ces tests sont inclus dans les versions actuelles reacuteviseacutees des normes ETSI EN 300 328 et ETSI EN 301893 les-quelles figurent eacutegalement en tant que normes harmoniseacutees dans la directive europeacuteenne RampTTE
La reacutevision et lrsquoextension de la norme EN 300 328 pour la version 181 ont eacuteteacute neacutecessaires pour tenir compte des meacutethodes permettant la coexistence des diffeacuterentes appli-cations dans la bande 24 GHz Des meacutecanismes drsquoadapta-tion par exemple ont eacuteteacute deacutefinis pour contribuer agrave ce que tous les utilisateurs aient encore accegraves aux ressources du spectre de freacutequences lors drsquoune occupation plus importante de la bande Alternativement drsquoautres systegravemes peuvent fonction-ner sans ces meacutecanismes mais doivent reacutepondre agrave certaines exigences en termes de puissance et de comportement de synchronisation temporel Toutes ces exigences neacutecessitent de nouvelles meacutethodes drsquoessai souvent complexes Dans la version preacuteceacutedente de la norme (171) ces demandes ne figuraient que de maniegravere sommaire et aucune meacutethode de test nrsquoavait eacuteteacute deacutefinie
Fig 1 Systegraveme de test RampSregTS8997
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Scheacutema fonctionnel du cedilTS8997
cedilEMC32-EBavec cedilEMC32-K97
Analyseur de spectrecedilFSV
Geacuteneacuterateur de signauxcedilSMB100A
Geacuteneacuterateur de signauxcedilSMBV100A
Wattmegravetre
Wattmegravetre
Wattmegravetre
Wattmegravetre
DUT 1)Eacutechantillonnage
Conditionnement des signaux RF
Pour auto-test et calibrage
Videacuteo
RF
cedilCMW cedilCBT ou laquoGolden Devicesraquo1)
cedilOSP-B157
1) non inclus
cedilTS8997
USB
Une nouvelle meacutethode de mesure de puissance a par exemple eacuteteacute introduite avec laquelle ont eacuteteacute deacutetermineacutes de nombreux paramegravetres de signaux tels que puissance maxi-male rapport cyclique TX sequence TX Gap et Medium Utilization Factor Cette meacutethode comprend eacutegalement la transmission agrave antennes multiples comme MIMO et neacuteces-site un eacutequipement de mesure speacutecial Elle contient en outre des tests qui permettent de veacuterifier la capaciteacute drsquoadaptation des systegravemes sans fil aux conditions environnementales comme par exemple la deacutetection et la preacutevention des colli-sions avec drsquoautres services Ces tests incluent des objets sous test avec et sans sauts de freacutequence ainsi qursquoavec et sans fonction LBT (Listen-Before-Talk)
Une automatisation de test est de surcroicirct neacutecessaire Selon la norme preacuteceacutedente ETSI EN 300 328 v171 les essais pou-vaient ecirctre effectueacutes manuellement avec un analyseur de spectre Mais lrsquoactuelle norme ETSI EN 300 328 v181 stipule que les paramegravetres sont agrave deacuteterminer agrave partir de millions de mesures individuelles De plus certains des tests exeacutecuteacutes le sont en plusieurs eacutetapes et en fonction des reacutesultats preacuteceacute-dents ce qui requiert des mesures assisteacutees par logiciel
Sceacutenario de test
Bande 24 GHz (ETSI EN 300328)
Bande 5 GHz (ETSI EN 301893)
Freacutequence porteuse ndash
Puissance de sortie
Controcircle de puissance ndash
Densiteacute de puissance spectrale
Duty Cycle TX-Sequenz TX-Gap ndash
Dwell time occupation de freacutequence seacutequence de sauts (uniquement pour frequency hopping)
ndash
Espacement de freacutequence (uniquement pour frequency hopping)
ndash
Medium Utilisation Factor (MU) ndash
Adaptivity
Largeur de bande occupeacutee
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo out-of-band raquo 1)
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo in-band raquo ndash
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo spurious raquo ndash
Rayonnements non essentiels du reacutecep-teur (RSE)
1)
Blocage du reacutecepteur ndash
Seacutelection de freacutequence dynamique (DFS) deacutetection radar
ndash
1) Pour les eacutemissions non-deacutesireacutees supeacuterieures agrave 18 GHz le repositionnement manuel du cacircble RF est requis
Fig 3 Ensemble des tests couverts par le RampSregTS8997
Fig 2 Scheacutema fonc-
tionnel du systegraveme de
test RampSregTS8997 La
mesure de puissance
complegravete a eacuteteacute incor-
poreacutee dans un module
speacutecialement conccedilu le
RampSregOSP-B157 pour la
plateforme de commu-
tation et de commande
ouverte RampSregOSP120
Ce module gegravere eacutegale-
ment toutes les com-
mutations de voie et
le conditionnement de
signaux neacutecessaire agrave la
reacutealisation des essais
restants
ACTUALITEacuteS 20813 7
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Objet sous test agrave proceacutedeacute de sauts de freacutequence
RBW 100 kHz VBW 1 MHz SWT 10 ms
Att 40 dBRef 200 dBm
1RmMax
10 dB
0 dB
ndash10 dB
ndash20 dB
ndash30 dB
ndash40 dB
ndash50 dB
ndash60 dB
ndash70 dB
Start 24 GHz Stop 24835 GHz
8
Systegraveme de test RampSregTS8997 pour une certification globale Le systegraveme de test RampSregTS8997 (fig 1 et 2) couvre tous les tests requis dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz (fig 3) et comprend les eacuteleacutements suivants Analyseur de spectre RampSregFSL ou RampSregFSV Plateforme de commutation et de commande ouverte RampSregOSP120 avec module de mesure speacutecial
Geacuteneacuterateur de signaux analogiques RampSregSMB100A Geacuteneacuterateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A Logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 avec options de mesure RampSregEMC32-K97 et -K10
La speacutecification des seacutequences de tests individuelles et la veacuterification des sceacutenarios de test du RampSregTS8997 ont eacuteteacute sou-tenues par le centre de compeacutetence radio IMST GmbH quant agrave leur conformiteacute agrave la norme ETSI EN 300 328 Forte drsquoune solide expeacuterience dans ce domaine cette entreprise exploite un laboratoire drsquoessai accreacutediteacute conformeacutement agrave la directive RampTTE et participe activement aux travaux de normalisation au sein de lrsquoETSI
Mesure de puissance speacutecifique conforme agrave la norme La norme exige une meacutethode speacutecifique pour des mesures de puissance large bande rapides avec un taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute de ge1 Meacutechs une reacutesolution suffisante et un temps de mesure en continu de plusieurs secondes Cela est en prin-cipe possible avec des deacutetecteurs analogiques speacuteciaux et un oscilloscope adeacutequat mais neacutecessite un logiciel drsquoanalyse drsquoacquisition adapteacute agrave lrsquooscilloscope et capable de traiter effi-cacement plusieurs millions de reacutesultats de mesure
Pour le RampSregTS8997 la totaliteacute de la mesure de puissance a eacuteteacute inteacutegreacutee dans un module deacutedieacute de la plateforme de com-mutation et de commande ouverte RampSregOSP120 laquelle prend en outre eacutegalement en charge toutes les commutations de voies ainsi que le conditionnement du signal neacutecessaire agrave la reacutealisation des tests restants Doteacute drsquoune grande pro-fondeur de meacutemoire et drsquoun taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute le module fournit des mesures preacutecises pour tout type de signal comme par exemple pour les signaux complexes agrave taux de reacutepeacutetition lents Le logiciel de mesure RampSregEMC32 gegravere la commande de la seacutequence de test ainsi que lrsquoanalyse des reacutesultats et lrsquoaffichage
Soutien des systegravemes agrave antennes multiplesDe plus en plus drsquoappareils utilisent plusieurs antennes simul-taneacutement pour MIMO ou Beamforming (formation de fais-ceaux) Pour ces appareils la puissance doit absolument ecirctre enregistreacutee de maniegravere synchrone et sans interruption Crsquoest pourquoi la mesure de puissance du RampSregTS8997 est conccedilue
degraves le deacutepart agrave quatre canaux et qursquoelle gegravere par conseacute-quent les mesures sur tous les appareils courants comme par exemple les routeurs Wi-Fi avec 4times4 MIMO Les convertis-seurs AD parallegraveles sont cadenceacutes de faccedilon synchrone
Mesure agrave haute reacutesolutionLes analyseurs de spectre RampSregFSL ou RampSregFSV utiliseacutes dans le systegraveme (fig 4) reacutepondent parfaitement agrave la norme qui exige un maximum de 30000 points de mesure Des eacutetudes effectueacutees sur des objets sous test reacuteels ont cepen-dant deacutemontreacute que le nombre de points de mesure requis par la norme est insuffisant pour certaines technologies radio et qursquoil entraicircne une incertitude de mesure accrue Crsquoest la rai-son pour laquelle un mode de mesure alternatif suppleacutemen-taire avec typiquement 1 million de points de mesure est deacutejagrave preacutevu dans le RampSregTS8997 Ce mode pourra ecirctre activeacute sous forme drsquooption logicielle degraves lrsquoadoption drsquoune version reacuteviseacutee de la norme
Proceacutedures de mesure automatiseacuteesLes proceacutedures de mesure et routines drsquoeacutevaluation requises par la norme sont impleacutementeacutees dans les options RampSregEMC32-K97 -K971 -K972 -K973 du logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 Le RampSregEMC32 est deacutejagrave uti-liseacute dans de nombreux laboratoires drsquoessais pour les tests CEM les rayonnements non essentiels (RSE Radiated-Spu-rious-Emission) et la puissance isotrope rayonneacutee eacutequiva-lente (PIRE) et peut deacutesormais ecirctre eacutegalement utiliseacute pour ces mesures drsquoougrave la disponibiliteacute de proceacutedures de mesure inteacutegreacutees lorsque par exemple sur la base des valeurs PIRE
Fig 4 Exemple de spectre drsquoun objet sous test agrave sauts de freacutequence
dans la bande de 24 GHz
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Fig 5 Interface utilisateur du RampSregTS8997 pour la mesure automatiseacutee des diffeacuterents sceacutenarios de test dans le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32
rayonneacutees obtenues les valeurs conduites doivent ecirctre extra-poleacutees et inversement
Les options logicielles englobent lrsquoexeacutecution automatique de tous les tests avec saisie des paramegravetres neacutecessaires aux appareils et normes (fig 5) Cela conforte lrsquoutilisateur car un certain nombre de tests ne sont requis que pour certaines normes tandis que les reacutesultats des tests preacuteceacutedents sont agrave prendre en consideacuteration pour le test suivant Lrsquoeacutetablissement de la liaison radio avec les objets sous test est soit pris en charge par le testeur de radiocommunication large bande de RohdeampSchwarz par exemple le RampSregCMW500 soit par des laquo Golden devices raquo correspondants
Extension de systegravemes existants au RampSregTS8997Gracircce au logiciel RampSregEMC32 et sa multitude de pilotes de peacuteripheacuteriques drsquoautres appareils de RohdeampSchwarz doteacutes de fonctionnaliteacutes comparables et deacutejagrave disponibles chez lrsquoutili-sateur peuvent ecirctre utiliseacutes comme une alternative au systegraveme de test cleacutes en main Le recours agrave des systegravemes utiliseacutes par exemple en deacuteveloppement pour drsquoautres tacircches de mesure
est eacutegalement possible Lrsquoextension des systegravemes CEM exis-tants peut ecirctre aiseacutement reacutealiseacutee avec le module RampSregOSP correspondant et le cas eacutecheacuteant avec drsquoautres appareils
ReacutesumeacuteLe systegraveme de test de certification RampSregTS8997 est le premier systegraveme complet au monde agrave pouvoir couvrir les mesures neacutecessaires et lrsquoautomatisation des tests requis par la RampTTE selon ETSI EN 300 328 v181 et ETSI EN 301 893 v171 Lrsquoau-tomatisation pousseacutee des tests baseacutee sur le tregraves reacutepandu logi-ciel de mesure CEM RampSregEMC32 assiste lrsquoutilisateur dans ces mesures Les systegravemes CEM existants peuvent ecirctre eacutetendus au systegraveme de test RampSregTS8997
Les responsables du groupe ETSI TG11 ndash ici en la personne de son preacutesident Edgard Vangeel ndash se feacutelicitent de ce que laquo RohdeampSchwarz propose avec le RampSregTS8997 un systegraveme capable de prendre en charge la nouvelle norme et de partici-per ainsi agrave sa reacuteussite eacutegalement dans les laboratoires drsquoessai et lrsquoindustrie raquo
Michael Steinmuumlller Frank Tofahrn (IMST GmbH)
ACTUALITEacuteS 20813 9
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Pile de protocole LTE
Couche 2
Couche 3
RF
Couche 1
Teacuteleacutephone mobile
RRC
NAS
LPP
IP
TCP
SSL
SUPL
LPP ou RRLP
U-Plane C-Plane
10
Services geacuteodeacutependants avec GPS GLONASS Galileo et OTDOAVeacuterifier la meacuteteacuteo au petit deacutejeuner emprunter le meilleur chemin via lrsquoapps de navigation aux heures drsquoaffluence
deux exemples parmi les nombreuses applications gracircce auxquelles les utilisateurs de smartphones peuvent
beacuteneacuteficier de services geacuteodeacutependants (LBS Location Based Services) Comment ces aides preacutecieuses trouvent-
elles si rapidement la position exacte Cet article jette un regard sur les coulisses des meacutethodes de positionne-
ment des services geacuteodeacutependants et preacutesente la gamme complegravete des systegravemes de test de RohdeampSchwarz qui
assurent lors de ce positionnement une participation harmonieuse de tous les composants
Positionnement avec des proceacutedures terrestres Cell-ID Enhanced Cell-ID OTDOALa position drsquoun teacuteleacutephone mobile peut ecirctre deacutetermineacutee selon diffeacuterentes meacutethodes La plus simple qui consiste agrave eacutevaluer lrsquoID de cellule fournit cependant des informations relative-ment impreacutecises De meilleurs reacutesultats sont obtenus avec la meacutethode Enhanced Cell-ID laquelle utilise des paramegravetres de signaux additionnels comme la puissance et la qualiteacute reccedilues (RSRP RSRQ Reference Signal Received Power Quality) lui permettant drsquoatteindre une preacutecision drsquoenviron une centaine de megravetres Avec le OTDOA (Observed Time Difference of Arri-val) processus inteacutegrant les diffeacuterences de temps de propaga-tion entre les signaux de plusieurs stations de base LTE des reacutesultats encore plus justes pourront ecirctre obtenus agrave lrsquoavenir
La meacutethode classique par satellite A-GPSDes reacutesultats encore bien meilleurs peuvent ecirctre obtenus avec les signaux GPS lesquels permettent drsquoaugmenter de quelques megravetres la preacutecision de positionnement Mais leur utilisation seule preacutesente un inconveacutenient majeur agrave savoir que lorsqursquoun module GPS nrsquoest pas utiliseacute pendant une assez longue peacuteriode un temps drsquoattente pouvant atteindre 50 secondes est neacutecessaire jusqursquoagrave ce que la position soit afficheacutee Cela tient au faible deacutebit de donneacutees du signal GPS de 50 bitss avec lequel le message de navigation (donneacutees de correction et trajectoires des satellites) est transmis Ce temps drsquoattente peut cependant ecirctre abreacutegeacute agrave lrsquoaide du GPS assisteacute (A-GPS) avec lequel le reacutecepteur GPS utilise eacutegalement des donneacutees connues sous le nom de donneacutees drsquoassistance ces donneacutees sont des messages de navigation ainsi que des informations suppleacutementaires en provenance du reacuteseau cel-lulaire De plus ces donneacutees sont transmises tregraves rapidement car les serveurs de localisation les transfegraverent quasi instanta-neacutement via le reacuteseau
Fig 1 Communication avec le serveur de localisation pile de protocole
LTE pour U-Plane et C-Plane
Vue drsquoensemble dans le deacutedale des protocoles La communication avec le serveur de localisation peut srsquoar-ticuler de deux maniegraveres soit par lrsquointermeacutediaire de mes-sages de controcircle (C-Plane similaire agrave un SMS) soit via des paquets IP ensemble avec drsquoautres donneacutees utiles (U-Plane) voir figure 1 Jusqursquoagrave preacutesent un nouveau protocole de locali-sation eacutetait deacutefini pour chaque norme de radiocommunication
GSM WCDMA LTE CDMA2000regC-Plane RRLP RRC LPP TIA-801U-Plane RRLP RRLP RRLP LPP TIA-801
Fig 2 Possibiliteacutes de combinaison des normes de radiocommunica-
tion mobile avec les protocoles de localisation Avec U-Plane tout proto-
cole de localisation peut theacuteoriquement ecirctre envoyeacute via chaque norme de
radiocommunication Le tableau ci-dessus preacutesente uniquement les com-
binaisons utiliseacutees dans la pratique
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Systegravemes de test pour LBS
cedilTS8991 OTAavec LBS
cedilTS-LBS Advancedavec cedilSMBV100A
cedilTS8980FTA + RRMavec cedilSMBV100A
cedilTS-LBSpour NetOp
cedilTS8980Savec cedilSMBV100A
cedilTS-LBSavec Connection BoxRampSregTS-CONN
cedilTS-LBS
Pour reacutepondre agrave toutes les exigences systegravemes de test pour terminaux utilisant des meacutethodes baseacutees reacuteseau et A-GNSS
De nombreux tests analysent en profondeur la performance des terminaux selon les meacutethodes baseacutees reacuteseau et A-GNSS (OTDOA eCID) et ce mecircme en simulant des conditions deacutefavorables Des mesures via lrsquointerface air (OTA) permettent de veacuterifier si un termi-nal possegravede une sensibiliteacute suffisante quelle que soit son orienta-tion spatiale La mesure de la laquo Minimum Performance raquo examine lrsquoexactitude et la dureacutee du positionnement Le flux complexe de messages peut ecirctre analyseacute avec les tests de conformiteacute de proto-cole Pour toutes ces applications RohdeampSchwarz propose des systegravemes de test approprieacutes qui prennent en charge aussi bien le C-Plane que le U-Plane et couvrent avec le testeur de radiocommu-nication large bande RampSregCMW500 comme simulateur de reacuteseau les principales normes de radiocommunications (GSM WCDMA
mobile importante RRLP RRC TIA-801 et LPP Malgreacute cette diversiteacute tous les protocoles transmettent fondamentalement des donneacutees drsquoassistance similaires dont les combinaisons sont illustreacutees en figure 2 Dans la variante U-Plane ces pro-tocoles sont encore encapsuleacutes dans le laquo Secure User Plane Protocolraquo (SUPL) lequel prend en charge le chiffrement et lrsquoauthentification des donneacutees de position sensibles
Lrsquounion fait la preacutecision ndash positionnement hybrideEntre temps des concurrents du GPS ont fait leur appari-tion comme le systegraveme russe GLONASS qui est pleinement
opeacuterationnel au niveau mondial depuis Octobre 2011 et le systegraveme europeacuteen Galileo qui dispose depuis octobre 2012 de quatre satellites en orbite La Chine avec son systegraveme Bei-dou est eacutegalement en lice Les donneacutees drsquoassistance du Glo-bal Navigation Satellite Systems (GNSS) ndash terme collectif affecteacute agrave tous les systegravemes de navigation par satellite ndash eacutetant nettement diffeacuterentes les unes des autres (fig 3) des exten-sions se sont aveacutereacutees neacutecessaires dans tous les protocoles de localisation ainsi que dans le protocole SUPL
En combinant les valeurs des diffeacuterents systegravemes satellitaires et du OTDOA une position peut ecirctre calculeacutee de faccedilon plus
LTE et bientocirct eacutegalement CDMA2000reg) Ensemble avec un geacuteneacute-rateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A doteacute des options approprieacutees tous les tests A-GNSS peuvent ecirctre effectueacutes
Les eacutequipements de test peuvent ecirctre adapteacutes de faccedilon modu-laire agrave toute application de la configuration minimale compacte constitueacutee du RampSregCMW500 du RampSregSMBV100A et de lrsquoordina-teur de controcircle jusqursquoau systegraveme de test RampSregTS8980FTA avec des tests de Radio Resource Management (RRM) inteacutegreacutes simu-lation de fading et plusieurs cellules OTDOA en passant par des systegravemes de test de performance OTA Lrsquointeacutegration de la plate-forme logicielle conviviale RampSregCONTEST facilite en outre la reacuteali-sation de campagnes de tests automatiseacutees
Programme complet systegravemes de test de RohdeampSchwarz
ACTUALITEacuteS 20813 11
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Comparaison des donneacutees dassistance GPS GLONASS
100 Mbits
Mobile par ex station de base LTE
50 bits 50 bits
GPS GLONASS
vz
r
vx
vy
Donneacutees de trajectoire GLONASS vecteur de vitesse et de position
vz
r
vx
vy
A
i
v
Ωγ
ω
Donneacutees de trajectoire GPS paramegravetres de Kepler
A
i
v
Ωγ
ω
A
i
v
Ωγ
ω
vz
r
vx
vy
12
preacutecise qursquoavec chaque systegraveme individuellement En particu-lier dans les laquo gorges urbaines raquo lrsquoutilisation de systegravemes mul-tiples fait qursquoune localisation peut encore ecirctre reacutealiseacutee lagrave ougrave eacutechouait jusqursquoagrave preacutesent un reacutecepteur preacutevu pour un seul sys-tegraveme Gracircce agrave la connexion avec le serveur de localisation de lrsquoopeacuterateur reacuteseau le terminal mobile peut en outre le cas eacutecheacuteant soumettre au reacuteseau le calcul de position hybride complexe
Secours en cas de neacutecessiteacute proceacutedures drsquourgence dans SUPL 20Lrsquoextension agrave SUPL 20 apporte non seulement le soutien de GNSS et LTE mais de nouvelles fonctionnaliteacutes complegravetes ont eacutegalement eacuteteacute ajouteacutees agrave la version U-Plane Ainsi en cas drsquoappel drsquourgence les laquo Emergency procedures raquo per-mettent la transmission automatique et fiable de la position aux eacutequipes de secours (fig 4) De plus la nouvelle fonction laquo Geofencing raquo permet lors de lrsquoentreacutee ou la sortie drsquoune zone de transmettre un message depuis le teacuteleacutephone mobile vers un terminal distant autoriseacute (fig 5)
ConclusionLe deacuteveloppement et lrsquoutilisation des services geacuteodeacutependants nrsquoest qursquoagrave ses tout deacutebuts Nul doute qursquoelle produira dans les prochaines anneacutees de nombreuses ideacutees et de nouvelles applications Lrsquoeacutequipement de mesure de RohdeampSchwarz srsquoy est deacutejagrave preacutepareacute et sera toujours agrave lrsquoavant-garde gracircce agrave lrsquoin-troduction de nouveaux deacuteveloppements
Stefan Maier Ewald Zelmer
Fig 3 Les donneacutees drsquoassistance pour GPS et GLONASS sont tregraves diffeacuterentes Avec A-GPS et A-GLONASS au lieu drsquoecirctre transmises par des liaisons
satellite lentes elles le sont quasi instantaneacutement via une radiocommunication mobile
Fig 4 En cas drsquourgence la position drsquoun appelant est transmise quasi
instantaneacutement aux services de secours
Fig 5 La fonction
laquo Geofencing raquo per-
met drsquoinformer un uti-
lisateur par exemple
de lrsquoarriveacutee drsquoune per-
sonne en gare de
destination
Sou
rce
de c
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TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
RampSregFSW mesures sur faisceaux hertziens dans la bande ELrsquoaugmentation du trafic des terminaux mobiles neacutecessite une bande passante eacuteleveacutee pour pouvoir relier les
stations de base au reacuteseau Dans la bande E entre 71 GHz et 86 GHz deux bandes de freacutequences larges de
5 GHz chacune sont disponibles agrave cet effet pour reacutealiser des liaisons point-agrave-point Ces freacutequences eacuteleveacutees
repreacutesentent un deacutefi particulier pour les eacutequipements de mesure non seulement lors du processus de deacuteve-
loppement des modules drsquoeacutemission et de reacuteception mais eacutegalement pour la reacutealisation des mesures sur les
systegravemes de transmission
Bande E de la bande passante pour eacutetancher la soif de donneacuteesBien que lrsquoUIT (Union Internationale des Teacuteleacutecommunications) ait deacutejagrave approuveacute lrsquoattribution des freacutequences de la bande E comprises entre 71 GHz et 76 GHz et 81 GHz et 86 GHz pour des applications de transmission il y a plus de 30 ans lors de la Confeacuterence administrative mondiale des radiocommuni-cations (CAMR-79) agrave Genegraveve [1] il a fallu attendre plus de 20 ans pour que ces applications suscitent des inteacuterecircts com-merciaux et incitent la FCC (Federal Communications Com-mission) aux Eacutetats-Unis ainsi que les autoriteacutes europeacuteennes agrave accorder des licences pour ces bandes et agrave fixer les exi-gences techniques approprieacutees Deux facteurs pour lrsquoeacutemer-gence drsquoun tel inteacuterecirct ont eacuteteacute la production commerciale de composants requis pour cette gamme de freacutequences et la demande en taux de transmission toujours plus eacuteleveacutes neacuteces-sitant lrsquoutilisation de nouvelles bandes de freacutequences Dans la bande E eacutetablir des voies de transmission agrave des vitesses de plusieurs Gbits ne pose aucun problegraveme Ces deux bandes de freacutequences chacune doteacutee drsquoune plage continue de 5 GHz fournissent des bandes passantes de transmission de plu-sieurs centaines de MHz permettant drsquoatteindre des deacutebits de donneacutees eacuteleveacutes mecircme avec des types de modulation simples comme le BPSK Les modules drsquoeacutemission simples et fiables peuvent par conseacutequent ecirctre reacutealiseacutes pour ces liaisons agrave ondes millimeacutetriques Mais gracircce aux progregraves en RampD cela ne signifie aucunement que cette technologie ne permettrait pas drsquoutiliser des types de modulation plus complexes La porteacutee qui peut ecirctre obtenue dans ces bandes de freacutequences nrsquoest que leacutegegraverement infeacuterieure agrave celle constateacutee par exemple dans la bande des 38 GHz ce qursquoont deacutemontreacute des eacutetudes reacutealiseacutees dans des conditions meacuteteacuteorologiques normales avec une atteacutenuation de 05 dBkm en champ libre [2]
Ces freacutequences eacuteleveacutees posent toutefois de nouveaux deacutefis aux eacutequipements de mesure Lrsquoattribution de licence protegravege en effet contre les brouillages indeacutesirables creacuteeacutes par drsquoautres sources micro-ondes mais la puissance et le spectre de
lrsquoeacutemetteur doivent ecirctre mesureacutes pour assurer une coexis-tence sans perturbations Les exigences imposeacutees aux eacutemet-teurs dans cette gamme de freacutequences sont deacutecrites dans les speacutecifications techniques [3] notamment le gabarit spectral (masque) pour la puissance rayonneacutee
Mesures spectrales dans la bande E ndash meacutelangeur drsquoharmoniques indispensableLes analyseurs de spectre conviennent parfaitement pour ces mesures exigeantes mais ne sont disponibles dans le com-merce que jusqursquoagrave 67 GHz en une seule bande de freacutequences continue Les analyseurs doivent par conseacutequent ecirctre doteacutes de meacutelangeurs harmoniques externes [4] pour pouvoir reacuteali-ser des mesures de spectre dans la bande E Ces meacutelangeurs multiplient le signal de sortie de lrsquooscillateur local de lrsquoanaly-seur de spectre et meacutelangent le signal agrave ondes millimeacutetriques agrave analyser avec une harmonique approprieacutee obtenant ainsi la freacutequence intermeacutediaire de lrsquoanalyseur Le grand nombre drsquoharmoniques geacuteneacutereacutees dans le meacutelangeur ainsi que les har-moniques du signal drsquoentreacutee conduisent cependant agrave une multitude de signaux dans le spectre En outre lrsquoabsence de preacute-filtrage fait que la freacutequence drsquoimage nrsquoest pas supprimeacutee
Cela ne pose aucun problegraveme aussi longtemps que seuls des signaux CW sont appliqueacutes agrave lrsquoentreacutee du meacutelangeur Pour de tels signaux lrsquoanalyseur de spectre peut distinguer les signaux reacuteels des signaux provoqueacutes par un meacutelange ambigu A cet effet lrsquoanalyseur effectue avant la mesure reacuteelle une mesure de reacutefeacuterence lors de laquelle la freacutequence de son
Autres articles sur le RampSregFSW dans cette revue Les deux nouveaux modegraveles RampSregFSW43 et RampSregFSW50 sont preacutesenteacutes agrave la page 38 Les modaliteacutes de reacutealisation des mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande sont deacutecrites agrave partir de la page 43
ACTUALITEacuteS 20813 13
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Mesure spectrale
Ref 10 dBm EXTM IX E
RBW 2 MHzVBW 10 kHz SWT 125 ms
2 RM CLRWR
1 RM CLRWR
Delta 2 [T1] ndash4448 dB
ndash941506410256 MHz
Marker1 (T1)ndash1756 dBm
71995993590 GHz
Center 72 GHz 250 MHz Span 25 GHz
Sous
tract
ion
des
sign
aux
3 RM CLRWR
0
ndash10
ndash20
ndash30
ndash40
ndash50
ndash60
ndash70
ndash80
ndash90
10 Offset 20 dBASGL
LVL
3DB
1
2E64Q500
14
oscillateur local est augmenteacutee de deux fois la freacutequence intermeacutediaire Seuls les signaux preacutesents dans le balayage de reacutefeacuterence et de mesure sont des signaux reacuteels qui sont affi-cheacutes dans le spectre Mais cela devient plus compliqueacute si des signaux moduleacutes sont preacutesents agrave lrsquoentreacutee du meacutelangeur et ce en particulier avec des signaux tregraves large bande le signal reacuteel et le signal reccedilu agrave la freacutequence drsquoimage de lrsquoanalyseur de
spectre se chevauchent de sorte qursquoil nrsquoest plus possible de les distinguer
La figure 1 montre la mesure du spectre reacutealiseacutee avec le RampSregFSQ ndash un analyseur de spectre et de signaux de haute qualiteacute mais drsquoune geacuteneacuteration drsquoappareils moins reacutecente et dont la freacutequence intermeacutediaire est de 404 MHz La diffeacuterence de freacutequence entre le signal drsquoentreacutee drsquoune bande passante de 500 MHz et le signal drsquoimage est de 808 MHz Avec ce signal drsquoentreacutee il est encore possible de veacuterifier si le gabarit spectral selon [3] est respecteacute en soustrayant du spectre de la mesure reacuteelle le spectre de la mesure de reacutefeacuterence Mais si le signal drsquoentreacutee avait une bande passante de 1 GHz cela ne serait alors plus possible car le signal drsquoentreacutee et le signal drsquoimage se chevaucheraient Une analyse du signal dans le domaine temporel (donneacutees IQ) ougrave une telle correction nrsquoest pas pos-sible serait fortement alteacutereacutee par lrsquoinfluence du signal drsquoimage
RampSregFSW maicirctrise eacutegalement les signaux complexesLes analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW [5] doteacutes de lrsquooption RampSregFSW-B21 (connexions OLFI pour meacutelangeur externe) offrent ici un avantage majeur par rapport aux appa-reils conventionnels disponibles dans le commerce Avec une freacutequence intermeacutediaire de 13 GHz ils disposent drsquoune plage de freacutequences de 26 GHz exempte de signal drsquoimage Ainsi des gabarits drsquoeacutemission spectrale de signaux moduleacutes en large bande peuvent ecirctre aiseacutement mesureacutes mecircme si leurs bandes passantes atteignent la gamme des GHz Ensemble avec les meacutelangeurs harmoniques externes de la derniegravere geacuteneacuteration de RohdeampSchwarz comme par exemple avec le RampSregFS-Z90 (60 GHz agrave 90 GHz) la plage dynamique pouvant ecirctre atteinte est exceptionnelle Avec la perte de conversion
Fig 1 Mesure drsquoun signal drsquoentreacutee large de 500 MHz dans la bande E
avec lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSQ La courbe bleue
montre le reacutesultat de la mesure proprement dite et la courbe noire la
mesure de reacutefeacuterence On distingue clairement ici qursquoil est possible de
soustraire le signal drsquoimage situeacute en termes de freacutequence au-dessus du
signal drsquoentreacutee (courbe orange) Pour les signaux drsquoentreacutee agrave bande pas-
sante de 1 GHz cela ne serait plus possible
Fig 2 Mesure du mecircme signal
que celui repreacutesenteacute en figure 1
avec lrsquoanalyseur de spectre
RampSregFSW Le signal drsquoentreacutee et le
signal drsquoimage sont ici seacutepareacutes lrsquoun
de lrsquoautre de 26 GHz Les mesures
de gabarit spectral ou lrsquoanalyse de
modulation de signaux significati-
vement plus larges sont possibles
sans difficulteacutes
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
du meacutelangeur de typiquement 23 dB agrave 80 GHz la figure de bruit de lrsquoensemble du montage de test RampSregFSW compris se situe agrave environ ndash150 dBmHz Pour un point de compres-sion agrave 1 dB de ndash3 dBm nominal on obtient une gamme dyna-mique suffisante pour la mesure du gabarit spectral En effet la speacutecification technique de lrsquoETSI deacutefinit une valeur de 50 dB [3] Le RampSregFS-Z90 est eacutegalement eacutequipeacute drsquoun isola-teur agrave lrsquoentreacutee ce qui permet drsquoobtenir un ROS typique de 141 Les erreurs de mesure de puissance causeacutees par les reacuteflexions agrave lrsquoentreacutee en raison des deacutesadaptations sont donc reacuteduites drsquoun facteur drsquoenviron 5 par rapport aux meacutelangeurs deacutepourvus drsquoisolateurs
La figure 2 montre la mesure du mecircme signal drsquoune liaison micro-ondes dans la bande E comme en figure 1 Le signal drsquoentreacutee drsquoune bande passante de 500 MHz et le signal agrave la freacutequence image sont eacuteloigneacutes lrsquoun de lrsquoautre de 26 GHz et il est possible de mesurer si le gabarit spectral prescrit (ligne rouge) est respecteacute La dynamique requise de 50 dB est eacutega-lement aiseacutement obtenue avec ce montage
Le RampSregFSW permet drsquoanalyser non seulement le spectre mais eacutegalement la qualiteacute de modulation Avec sa bande pas-sante drsquoanalyse de 320 MHz (option RampSregFSW-B320) il est capable drsquoenregistrer les signaux large bande correspondants de les deacutemoduler avec lrsquooption drsquoanalyse de signaux vecto-riels RampSregFSW-K70 et drsquoeacutetudier la qualiteacute de modulation
La figure 3 montre lrsquoanalyse drsquoun signal QPSK avec une bande passante de 300 MHz Les mesures de lrsquoamplitude du vec-teur drsquoerreur (EVM) de la qualiteacute de modulation de lrsquoerreur de freacutequence du taux drsquoerreur symboles et bien plus encore peuvent ecirctre reacutealiseacutees Lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
Fig 3 Analyse de modulation
drsquoun signal QPSK avec 300 MHz
de bande passante Outre les
repreacutesentations graphiques
comme par exemple le dia-
gramme de constellation ou le
signal drsquoentreacutee dans le domaine
temporel des tableaux compre-
nant des valeurs numeacuteriques
offrent un aperccedilu rapide de la qua-
liteacute de modulation
Bibliographie[1] Radiofrequency Use and Management Impacts from the World Administrative Radio
Conference of 1979 WARC-79 chapter 4 overview actions and impacts page 77[2] ITU-R P676-6 Attenuation by atmospheric gases 2005[3] ETSI TS 102 524 V11 Technical Specification Fixed Radio Systems Point-to-Point
equipment Radio equipment and antennas for use in Point-to-Point Millimetre wave applications in the Fixed Services (mmwFS) frequency bands 71 GHz to 76 GHz and 81 GHz to 86 GHz
[4] Dr Florian Ramian Using Harmonic External Mixers to Extend the Frequency Range RohdeampSchwarz Application Note 1EF75
[5] La nouvelle reacutefeacuterence Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSW ACTUALITEacuteS (2011) Ndeg 204 (tireacute agrave part dans les pages centrales)
RampSregFSW repreacutesente les reacutesultats dans des tableaux ou sous forme graphique comme par exemple la phase et lrsquoamplitude dans un diagramme de constellation ce qui donne un aperccedilu visuel de la qualiteacute de modulation
ReacutesumeacuteLes liaisons par faisceaux hertziens dans la bande E deviennent de plus en plus attractives en raison des exi-gences sans cesse croissantes en termes de quantiteacute de don-neacutees agrave transmettre car il est possible ici drsquoatteindre les deacutebits de donneacutees les plus eacuteleveacutes de toutes les technologies de transmission sans fil Pour reacutealiser des mesures de spectre un analyseur de spectre doteacute drsquoun meacutelangeur harmonique externe est requis Une freacutequence intermeacutediaire eacuteleveacutee de lrsquoanalyseur offre une large plage exempte de signaux drsquoimage Les meacutelangeurs harmoniques de RohdeampSchwarz assurent gracircce agrave leurs pertes de conversion reacuteduites une dynamique eacuteleveacutee une excellente adaptation ainsi qursquoune grande preacute-cision lors des mesures de puissance Crsquoest ainsi que le RampSregFSW doteacute du meacutelangeur RampSregFS-Z90 repreacutesente la solution optimale pour cette application tout en offrant la pos-sibiliteacute de mesurer la qualiteacute de modulation des signaux
Dr Wolfgang Wendler
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TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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RLAN IEEE 80211ac mesures deacutesormais pos-sibles avec des appareils de milieu de gammeLa nouvelle norme RLAN IEEE 80211ac augmente de maniegravere significative le taux de transfert de donneacutees
Ce qui reacutejouit les utilisateurs constitue en revanche un deacutefi pour les fabricants car la nouvelle technologie
impose les plus hautes exigences aux composants utiliseacutes Toutes les mesures neacutecessaires sont deacutesormais
eacutegalement possibles avec des appareils de milieu de gamme de RohdeampSchwarz ndash et les systegravemes de test
optimiseacutes en termes de coucirct pour la production peuvent ecirctre reacutealiseacutes rapidement
RLAN IEEE 80211ac ndash nouvelle norme pour un deacutebit de donneacutees plus eacuteleveacuteLrsquoaccegraves agrave Internet avec des smartphones et tablettes via des reacuteseaux locaux radioeacutelectriques (RLAN eacutegalement appeleacutes WLAN ou Wi-Fi) est deacutesormais une pratique courante De plus en plus drsquoappareils tels que deacutecodeurs TV et teacuteleacuteviseurs sont doteacutes drsquoune connectiviteacute RLAN et les nouvelles applica-tions augmentent les exigences en termes de deacutebit de don-neacutees Mais les larges bandes passantes de signal neacutecessaires agrave cet effet ne sont disponibles que dans les gammes de freacute-quence eacuteleveacutees
Crsquoest la raison pour laquelle la norme IEEE 80211ac srsquoen-gage sur une nouvelle voie Elle utilise eacutegalement des bandes passantes de 80 MHz et 160 MHz dans la bande des 5 GHz ce qui lui permet drsquoatteindre des deacutebits de plusieurs Gbits Elle utilise en outre des scheacutemas de modulation drsquoordre plus eacuteleveacute et offre une gestion eacutetendue de la technologie multi-antennes (MIMO) avec un maximum de huit antennes et Multi-User MIMO
La 256QAM exige une bonne qualiteacute de signal Outre les types de modulation BPSK QPSK 16QAM et 64QAM preacuteceacutedemment utiliseacutes la norme IEEE 80211ac prend eacutegalement en charge la modulation 256QAM Le ter-minal sans fil deacutefinit la modulation agrave utiliser en fonction de la qualiteacute du signal mesureacute
Un switch Wi-Fi Multi-User MIMO peut servir plusieurs utilisa-teurs simultaneacutement et sur la mecircme freacutequence Cela est pos-sible gracircce agrave la propagation par trajets multiples et agrave la forma-tion de faisceaux selon la technologie drsquoantennes multiples Chaque utilisateur reccediloit un flux de donneacutees distinct et seacutepareacute dans lrsquoespace Le proceacutedeacute Multi-user MIMO ameacuteliore la capaciteacute de lrsquoensemble du systegraveme mais les flux de donneacutees individuels conduisent cependant agrave un niveau de bruit plus eacuteleveacute Or un rap-port signalbruit particuliegraverement eacuteleveacute avec un EVM infeacuterieur agrave ndash32 dB est requis pour la deacutemodulation des signaux 256QAM
Des exigences plus eacuteleveacutees sont eacutegalement imposeacutees en matiegravere de reacuteponse en freacutequence Par rapport au signal uti-liseacute par la norme IEEE 80211n une puissance constante est ici neacutecessaire sur une largeur de bande quatre fois plus eacutele-veacutee cocircteacute eacutemetteur et reacutecepteur Drsquoeacuteventuels eacutecarts conduisent ici eacutegalement agrave une augmentation de lrsquoerreur vectorielle EVM ndash obstacle aux transmissions agrave modulations drsquoun ordre aussi eacuteleveacute que celui de la 256QAM
Preacute-distorsion numeacuterique contre les effets non lineacuteairesAfin de pouvoir reacutepondre agrave ces exigences les composants tels que les amplificateurs et les meacutelangeurs doivent disposer drsquoun faible bruit et drsquoun comportement lineacuteaire sur une large gamme de freacutequences Alors que les composantes de bruit ne peuvent pas ecirctre isoleacutees du signal il est en revanche pos-sible de compenser les effets non lineacuteaires par une meacutethode dite de preacute-distorsion numeacuterique On procegravede agrave cet effet agrave une preacute-distorsion numeacuterique inverse avant amplification laquelle srsquooppose agrave la distorsion de lrsquoamplificateur et lrsquoannule de ce fait il en reacutesulte un signal amplifieacute lineacuteairement
Fig 1 Le RampSregSMBV100A (en haut) est le premier geacuteneacuterateur de
signaux vectoriels au monde agrave pouvoir geacuteneacuterer des signaux Wi-Fi avec
une bande passante RF de 160 MHz sans appareil suppleacutementaire Lrsquoana-
lyseur de spectre et de signaux RampSregFSV prend eacutegalement en charge la
nouvelle norme de reacuteseaux sans fil
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Tests eacutetendus requisLes tests imposeacutes par la IEEE 80211ac sont une extension de la norme preacuteceacutedente Les essais sur eacutemetteurs couvrent le gabarit spectral la planeacuteiteacute spectrale (Spectral Flatness) la freacutequence centrale et la qualiteacute de modulation Cocircteacute reacutecep-teur les caracteacuteristiques suivantes doivent ecirctre notamment veacuterifieacutees sensibiliteacute suppression des signaux dans les canaux adjacents suppression des signaux dans les canaux non-adja-cents puissance drsquoentreacutee maximale et sensibiliteacute CCA (Clear Channel Assessment) Les concepteurs et fabricants de com-posants pour la norme IEEE 80211ac doivent alors dispo-ser de sources et drsquoanalyseurs de signaux offrant au mini-mum une bande passante drsquoanalyse et de modulation IQ de 160 MHz dans la bande des 5 GHz
Solution de test de RohdeampSchwarzLa toute nouvelle geacuteneacuteration composeacutee du geacuteneacuterateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A et de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSV est conccedilue agrave cet effet (fig 1) Avec ces deux appareils toutes les mesures requises sur eacutemetteurs et reacutecepteurs sont simples agrave reacutealiser Les fonc-tions de geacuteneacuteration et drsquoanalyse de signaux neacutecessaires sont inteacutegreacutees et peuvent ecirctre utiliseacutees soit manuellement soit agrave lrsquoaide du seacutequenceur
Le RampSregSMBV100A offre une varieacuteteacute de fonctions la confi-guration de blocs de trame (frame-block) permet de meacutelan-ger diffeacuterents bursts pour diffeacuterents signaux Wi-Fi Ainsi un burst de 160 MHz peut ecirctre suivi drsquoun burst de 80 MHz selon IEEE 80211ac 11n ou 11a afin de simuler les sceacutenarios de signal reacuteels pouvant se produire sur un point drsquoaccegraves Pour les tests MIMO des signaux drsquoun maximum de huit antennes sont supporteacutes lesquels peuvent pour des essais statiques
ecirctre additionneacutes dans le geacuteneacuterateur avec diffeacuterents niveaux et phases et ce afin de geacuteneacuterer le signal composite adeacutequat pour lrsquoantenne de reacuteception Un bruit blanc gaussien peut ecirctre superposeacute au signal pour eacutemuler le bruit de lrsquoeacutetage drsquoen-treacutee RF drsquoun reacutecepteur
La grande qualiteacute de signal du geacuteneacuterateur complegravete ces fonc-tionnaliteacutes Le vecteur drsquoerreur pour un signal agrave bande passante de 160 MHz mesureacute avec une modulation de 256QAM est de ndash47 dB agrave 57 GHz De mecircme le RampSregSMBV100A se distingue particuliegraverement par une reacuteponse en freacutequence de 02 dB mesureacutee sur plus de 160 MHz
Pour lrsquoanalyse de signaux selon IEEE 80211ac le RampSregFSV reacutealise des mesures spectrales telles que les eacutemissions hors bande et non-harmoniques ainsi que la fuite en puissance dans les canaux adjacents De nombreuses mesures de para-megravetres de modulation peuvent ecirctre reacutealiseacutees dans le domaine temporel Lrsquoutilisateur peut confortablement basculer drsquoune mesure agrave lrsquoautre et les principaux reacutesultats peuvent ecirctre repreacutesenteacutes sous forme graphique ou de tableau (fig 2 et 3) Lrsquoeacutecran tactile offre en outre une utilisation particuliegraverement conviviale
Le RampSregFSV et le RampSregSMBV100A sont des appareils univer-sels utiliseacutes en deacuteveloppement et en production de stations de base de teacuteleacutephones mobiles et drsquoamplificateurs Drsquoautres applications exigent eacutegalement une bande passante eacuteleveacutee comme par exemple les mesures drsquoagreacutegation de porteuses du LTE Advanced agrave bande passante jusqursquoagrave 100 MHz les mesures de preacute-distorsion sur amplificateurs agrave large bande ainsi que les mesures drsquoimpulsions large bande et sur stations de base multistandards
Markus Loumlrner Martin Schmaumlhling
Fig 2 Le diagramme du haut montre sept bursts Wi-Fi deacutemoduleacutes En bas est illustreacute un diagramme
de constellation 256QAM Les points de constellation se situent parfaitement sur la grille et teacutemoignent
ainsi drsquoune haute qualiteacute de signal Les eacuteventuels eacutecarts constateacutes dans ce diagramme fourniront de
preacutecieuses informations sur lrsquoorigine des erreurs
Fig 3 Les principaux reacutesultats
peuvent eacutegalement ecirctre preacutesenteacutes
sous forme de tableau
ACTUALITEacuteS 20813 17
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Exemple dapplication NFC
Sommet A
Sommet B
Sommet C
Sommet A
Sommet B
Sommet C
NFC NFC
NFC
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Geacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune toucheLa technologie NFC (Near Field Communication) investit notre environnement quotidien Elle est en passe
de devenir monnaie courante notamment sur les teacuteleacutephones mobiles haut de gamme Doteacutes de lrsquooption
RampSregSMx-K89 les geacuteneacuterateurs de signaux RohdeampSchwarz permettent de geacuteneacuterer les signaux NFC norma-
liseacutes neacutecessaires au deacuteveloppement et agrave la production de ces appareils
NFC ndash un autre standard de transmission courte porteacutee de plus A la diffeacuterence des systegravemes de transmission courte por-teacutee courants par ex Bluetoothreg la transmission NFC nrsquoest utilisable que sur des distances nettement plus courtes (voir encadreacute p 19) Ce qui de prime abord peut apparaicirctre comme une limitation permet en fait une ouverture agrave des applications nouvelles diffeacuterentes de celles exploiteacutees dans le cas du Bluetoothreg Lorsqursquoil srsquoagit de liaisons sur plusieurs megravetres les utilisateurs doivent pour des questions drsquoeacutecono-mie drsquoeacutenergie et de protection des donneacutees activer ou auto-riser explicitement la connexion avec leurs mobiles alors que celle-ci srsquoeffectue de faccedilon intuitive dans le cas de la NFC il suffit soit drsquoapprocher deux appareils lrsquoun de lrsquoautre soit drsquoen poser un sur un terminal Gracircce agrave cette simpliciteacute drsquoutilisation la technologie NFC est voueacutee agrave une multitude de nouvelles applications Quelques exemples
Paiement sans espegraveces au moyen drsquoun teacuteleacutephone portable ou drsquoune carte bancaire
Activation aiseacutee drsquoune connexion Wi-Fi dans un restaurant agrave lrsquoarriveacutee il suffit drsquoapprocher son mobile drsquoun terminal situeacute pregraves de lrsquoentreacutee et la suite srsquoeffectue automatiquement Plus besoin drsquoentrer des codes compliqueacutes et le restaurant est assureacute que la mise agrave disposition gratuite de la connexion sera toutefois reacuteserveacutee agrave lrsquousage de ses clients
Certaines applications plus exotiques sont deacutejagrave disponibles p ex une appli pour Smartphones se substituant au clas-sique forfait randonneacutee (fig 1)
Tests NFC en deacuteveloppement et en productionDe nombreuses applications neacutecessitent de faire communi-quer entre eux des appareils de diffeacuterents constructeurs Afin drsquoassurer lrsquointeropeacuterabiliteacute le NFC Forum a eacutetabli des proceacute-dures de test normaliseacutees Ces tests deacutecrits dans le docu-ment laquo Test Specifications Cases for the NFC RF Analog Spe-cification raquo permettent aux fabricants de veacuterifier en deacutevelop-pement et en production si leurs appareils compatibles NFC sont conformes aux exigences du standard NFC
Lors drsquoune communication NFC un appareil peut avoir deux rocircles diffeacuterents Srsquoil fournit lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la com-munication il est appeleacute laquo Polling Device raquo ou plus simple-ment laquo Poller raquo Si en revanche il utilise pour reacutepondre agrave un autre appareil NFC lrsquoeacutenergie que celui-ci met agrave sa disposition il fonctionne en mode drsquoeacutecoute (Listening) Lrsquoencadreacute de la page 19 fournit une bregraveve preacutesentation geacuteneacuterale de la tech-nologie de transmission NFC La speacutecification de test du NFC Forum eacutevoqueacutee plus haut prend en compte les tests destineacutes aux deux modes de dispositifs NFC
Fig 1 Dans le parc national des Hautes Tatras en Pologne des tags NFC
sont positionneacutes aux sommets des montagnes A chacun des sommets
qursquoils atteignent les randonneurs peuvent ndash agrave lrsquoaide drsquoun Smartphone NFC
et drsquoune appli correspondante ndash y valider leur passeport de randonneacutee
eacutelectronique en approchant le mobile du tag NFC
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Principe de la NFC
Circuit eacutelectronique
Circuit eacutelectronique
Polling Device Listening DeviceChamp eacutelectromagneacutetique
typ lt 5 mm
Tests sur Listening Devices
cedilSMBV100A
Oscilloscope cedilRTO RampSregRTO et logiciel pour PC
DUTListener
ReferencePollingDevice
Signal RF
cedilSMBV100A laquoY a-t-il quelquunraquoDUT Listener laquoOui voici mes caracteacuteristiques raquo
Tests sur appareils en mode drsquoeacutecoute (Listening Devices)Pour cette seacuterie de tests lrsquoobjet sous test (Device Under Test DUT) fonctionne en mode drsquoeacutecoute (fig 2) Un geacuteneacuterateur par ex le RampSregSMBV100A de RohdeampSchwarz deacutelivre les signaux Poller Pendant toute la seacutequence de test il fournit en outre lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la communication en geacuteneacuterant une porteuse agrave 1356 MHz Une antenne de reacutefeacuterence NFC (appeleacutee laquoReference Polling Device raquo est eacutegalement neacuteces-saire afin drsquoappliquer au DUT ce signal RF constitueacute de la por-teuse moduleacutee par le signal Poller Le NFC Forum a speacutecifieacute avec preacutecision la configuration de cette antenne et de lrsquoeacutelec-tronique correspondante
Si le Listening Device agrave tester fonctionne correctement il reacutepond en modulant le champ eacutelectromagneacutetique du Poller (modulation de charge) Lrsquoantenne de reacutefeacuterence enregistre la reacuteponse et lrsquoapplique sur un connecteur sous forme de signal
Principe de la communication en champ procheEn NFC la transmission srsquoeffectue sur des distances de quelques millimegravetres p ex en placcedilant une carte de paie-ment sur un terminal ou en approchant deux teacuteleacutephones mobiles lrsquoun de lrsquoautre Lrsquoun des appareils geacutenegravere alors un champ eacutelectromagneacutetique agrave une freacutequence de 1356 MHz (fig 3) A la diffeacuterence drsquoune transmission en radiocommu-nication mobile le signal nrsquoest pas rayonneacute dans lrsquoespace (en champ lointain) mais il donne lieu agrave un couplage induc-tif en champ proche avec lrsquoautre appareil de la mecircme maniegravere que dans un transformateur
Lrsquoappareil qui geacutenegravere le champ est appeleacute Polling Device ou Poller le second appareil est le Listening Device ou Listener (dans ce contexte une carte de paiement est donc consideacutereacutee comme eacutetant aussi un laquo appareil raquo) Crsquoest en modulant lrsquoamplitude de son champ que le Poller trans-met les donneacutees au Listener qui enregistre lrsquoinformation
Fig 3 En NFC la communication entre deux appareils utilise un
champ eacutelectromagneacutetique agrave 1356 MHz
La transmission du Listener vers le Poller srsquoeffectue par modulation de charge (Load Modulation) la quantiteacute drsquoeacutenergie que le Listener preacutelegraveve agrave partir du champ ne reste pas constamment la mecircme Elle peut au contraire varier dans le temps (le listener opegravere une modification drsquoimpeacutedance) Par une contre-reacuteaction il se produit une variation de lrsquoamplitude du champ alternatif que le Poller peut enregistrer
NFC-A NFC-B et NFC-FAu fil du temps ce type de communication en champ proche a ndash sous lrsquoimpulsion de diffeacuterents constructeurs ndash donneacute lieu agrave diverses normes de transmission Agrave partir des plus importantes drsquoentre elles le NFC Forum a eacutelaboreacute la norme NFC geacuteneacuterique La sub-division en trois sous-standards NFC-A NFC-B et NFC-F rappelle aujourdrsquohui encore que la nouvelle norme NFC est issue de difeacuterentes normes plus anciennes Ces trois sous-standards utilisent un champ agrave 1356 MHz Ils se diffeacuterencient par la faccedilon de moduler ce champ en amplitude par le codage des sym-boles transmis ainsi que par le deacutebit binaire
Concernant la Load Modulation NFC B il est aussi par-fois question de BPSK En fait il ne srsquoagit pas veacuteritable-ment drsquoune modulation de phase du champ mais plutocirct de modulation de phase drsquoune sous-porteuse modulant elle-mecircme lrsquoamplitude drsquoun champ agrave 1356 MHz
Fig 2 Montage typique utiliseacute pour les tests sur un Listening Device
eacutelectrique Celui-ci est examineacute par un systegraveme drsquoanalyse de signaux NFC ndash par ex lrsquooscilloscope RampSregRTO utiliseacute en liai-son avec le logiciel pour PC RampSregFS-K112PC ndash qui contribue agrave la deacutecision de savoir si le Listening Device a reacuteussi le test
ACTUALITEacuteS 20813 19
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Reacuteglage des paramegravetres de modulation
Tests de Polling
cedilSMBV100A
Oscilloscope cedilRTO et logiciel pour PC
DUTPoller
ReferenceListeningDevice
Signal en
bande de base
Deacuteclenchement
DUT Poller laquoY a-t-il quelquunraquoRampSregRTO au RampSregSMBV100A laquoQuelquun sadresse agrave nousraquoRampSregSMBV100A (simulant le Listener) laquoOui je suis lagrave voici mes caracteacuteristiques raquoDUT Poller laquoLeacutechange de donneacutees peut deacutebuterraquo
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Fig 6 Les paramegravetres de modulation permettent de modifier en sou-
plesse les flancs du signal La suroscillation de 5 geacuteneacutereacutee artificielle-
ment apregraves le flanc montant est nettement visible
Fig 4 Montage typique utiliseacute pour les tests sur un Polling Device
Tests sur appareils en mode de scrutation (Polling Devices)Pour les tests sur Polling Devices le DUT geacutenegravere le champ 1356 MHz neacutecessaire agrave la communication NFC et le module avec un signal Poller Ici aussi il est neacutecessaire de preacutevoir une antenne de reacutefeacuterence NFC positionneacutee dans le champ du Pol-ler Lrsquoenveloppe du signal Poller reccedilu est appliqueacutee sur un connecteur et veacuterifieacutee par le systegraveme drsquoanalyse NFC Pour certains tests cela suffit pour deacutecider de la reacuteussite ou de lrsquoeacutechec du test
Pour drsquoautres Polling Device Tests il est en revanche neacuteces-saire qursquoun geacuteneacuterateur de signaux fournisse une reacuteponse Listener afin drsquoinciter le Poller sous test agrave envoyer drsquoautres signaux (fig 4) Deacuteclencheacute agrave cet effet par le systegraveme drsquoanalyse le geacuteneacuterateur envoie vers lrsquoantenne de reacutefeacuterence une reacuteponse ad hoc sous forme de signal en bande de base Lrsquoeacutelectronique de lrsquoantenne de reacutefeacuterence effectue alors la modulation de charge du champ eacutelectromagneacutetique du Poller Si le compor-tement du Poller sous test est conforme agrave la norme un nou-veau signal Poller sera eacutemis pour ecirctre ensuite analyseacute
Les geacuteneacuterateurs de signaux vectoriels de RohdeampSchwarz produisent tous les signaux NFCDisponible pour les actuels geacuteneacuterateurs de signaux vectoriels RampSregSMU200A RampSregSMBV100A ainsi que RampSregAMU200A RampSregSMJ100A et RampSregSMATE200A la nouvelle option RampSregSMx-K89 permet de geacuteneacuterer aiseacutement les signaux Poller et Listener deacutecrits ci-dessus Les signaux obtenus avec cette option sont conformes agrave la norme NFC et compatibles avec les trois sous-standards NFC-A NFC-B et NFC-F (fig 5)
Les signaux peuvent ecirctre parameacutetreacutes dans le moindre deacutetail Il est p ex possible de modifier la forme des flancs ou de les deacutegrader artificiellement en introduisant des suroscil-lations afin de veacuterifier si le DUT peut fonctionner dans des conditions deacutefavorables (fig 6) Tous les paramegravetres sont non seulement reacuteglables manuellement via lrsquointerface graphique mais le geacuteneacuterateur peut aussi ecirctre commandeacute agrave distance et en temps reacuteel par des instructions SCPI transmises via GPIB ou Ethernet
En plus des tests de base prescrits par la norme lrsquooption RampSregSMx-K89 permet agrave lrsquoutilisateur de personnaliser ses propres seacutequences de test pour une analyse plus deacutetailleacutee Celui-ci peut avec beaucoup de souplesse regrouper diffeacute-rentes commandes NFC afin de constituer des seacutequences de grande longueur (fig 7) Il dispose agrave cet effet soit de com-mandes simples utiliseacutees pour la recherche drsquoappareils et lrsquoeacutevitement de collisions soit de commandes pour les proto-coles de transfert de donneacutees (plateforme de tags type 1 agrave 4 ISO DEP NFC-DEP) baseacutes sur NFC-A -B -F
Fig 5 Menu principal de lrsquooption RampSregSMx-K89 Celle-ci gegravere les trois
sous-standards du NFC Forum NFC-A NFC-B et NFC-F
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Une source unique pour tous les tests NFCLe programme RohdeampSchwarz adressant les tests NFC comporte tout ce qui est neacutecessaire pour effectuer les tests deacutecrits ici Un jeu complet drsquoantennes de reacutefeacuterence est dis-ponible pour lrsquointerface avec le champ NFC (Equipement de reacutefeacuterence selon le NFC Forum RampSregCSNFC-B8) [1]
Un eacutequipement RohdeampSchwarz acquis anteacuterieurement pour effectuer des mesures en radiocommunication mobile peut ecirctre doteacute de la fonctionnaliteacute NFC sans aucun ajout mateacuteriel Le logiciel de mesure NFC RampSregFS-K112PC permet en effet drsquoanalyser les signaux NFC enregistreacutes au moyen de lrsquooscil-loscope RampSregRTO ou de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
Fig 7 Les commandes NFC peuvent ecirctre regroupeacutees de faccedilon flexible en
seacutequences relativement longues Lrsquooption gegravere eacutegalement les commandes
pour les protocoles baseacutes sur les standards NFC-A -B -F (plateforme de
tags de type 1 agrave 4 ISO DEP et NFC-DEP)
Pour plus drsquoinformations[1] Page Technologie NFC RFID
httpwwwrohde-schwarzcomtechnologynfc[2] Page produit RampSregSMBV-K89 NFC ABF
httpwwwrohde-schwarzcomproductsmbvk89
RohdeampSchwarz est membre associeacute du NFC Forum NFC Forum et le logo laquo NFC Forum raquo sont des marques du Forum Near Field Communication
RampSregFSV La nouvelle option RampSregSMx-K89 est disponible degraves agrave preacutesent pour tous les geacuteneacuterateurs de signaux vecto-riels du programme actuel de RohdeampSchwarz elle complegravete ainsi lrsquooffre de test amp mesure pour la technologie NFC [2]
Bertram Fesl
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Fig 1 Sonde de mesure de
puissance USB RampSregNRP-Z58
avec adaptateur pour la bande
de guide drsquoondes WR-10
(R900 WG-27) de 75 GHz agrave
110 GHz
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Transducteur thermoeacutelectriquePile thermoeacutelectrique
env 2 mm
Acheminement RF coplanaire
Terminaison RF (1er puits de chaleur) 2egraveme puits de chaleur
Masse
La sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm reacutealise des mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacuteJusqursquoagrave reacutecemment aucune solution attractive nrsquoexistait sur le marcheacute pour mesurer la puissance des
sources large bande jusqursquoagrave 110 GHz ou pour calibrer le niveau drsquoanalyseurs de reacuteseau doteacutes de ports de
test de 1 mm Les sondes disponibles pour les bandes V et W sont baseacutees sur une technologie obsolegravete et
ne couvrent que les composantes du signal situeacutees agrave lrsquointeacuterieur de leur bande de freacutequence respective Pour
reacutealiser des mesures large bande de multiples sondes harmoniseacutees sont alors neacutecessaires Rien de tel avec
la nouvelle sonde de mesure de puissance thermique RampSregNRP-Z58 laquelle couvre la totaliteacute de la gamme
de freacutequences de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute
Besoin identifieacute hellipLrsquooffre sur le marcheacute relative aux sondes de mesure de puis-sance pour des applications dans le domaine des ondes milli-meacutetriques est tregraves reacuteduite Depuis longtemps deacutejagrave la plupart de ces sondes ne reflegravetent plus lrsquoeacutetat de la technologie de pointe Cela srsquoapplique agrave la gamme de freacutequences de 67 GHz agrave 75 GHz mais eacutegalement agrave la bande W (75 GHz agrave 110 GHz) pour laquelle seuls un ancien type de sonde agrave base de diodes et un wattmegravetre fonctionnant selon le principe de mesure calorimeacutetrique sont disponibles Avec de telles sondes par exemple aucun signal situeacute en dessous de la freacutequence de coupure du type de guide drsquoondes de deacutetection utiliseacute nrsquoest pris en compte ce qui complique les mesures de puissance
des sources large bande comme les photo-deacutetecteurs et les photoreacutecepteurs pour Ethernet 100G Il en est de mecircme pour le calibrage de niveau des analyseurs de reacuteseau avec des ports de test de 1 mm Ici eacutegalement la seule possibiliteacute de calibrage consistait jusqursquoagrave ce jour agrave mesurer successive-ment les diffeacuterentes bandes de freacutequences avec les sondes de mesure de puissance correspondantes approprieacutees De plus les sondes de puissance agrave connecteurs en guide drsquoondes neacutecessitaient alors la mise en place drsquoun adaptateur sur le connecteur coaxial de la source Hormis la charge de travail et la difficulteacute drsquoautomatisation cette proceacutedure induit une plus grande usure du connecteur 1 mm deacutejagrave assez sensible Cette usure est non seulement due aux multiples change-ments de sondes mais eacutegalement agrave la contrainte meacutecanique lieacutee au poids et la taille imposantes des sondes de puissance agrave guides drsquoondes conventionnelles
hellip et mise sur le marcheacute drsquoun produit innovant Avec la nouvelle sonde de puissance thermique RampSregNRP-Z58 (fig 1) les problegravemes deacutecrits ci-dessus appartiennent deacutesor-mais au passeacute Un connecteur coaxial de 1 mm (macircle) permet en effet de couvrir sans discontinuiteacute la totaliteacute de la gamme de freacutequences de DC agrave 110 GHz La plage de mesure de puis-sance srsquoeacutetend de 03 microW (minus35 dBm) agrave 100 mW (+20 dBm) couvrant ainsi la plage inteacuteressante en termes de meacutetrologie En outre la nouvelle sonde de puissance est leacutegegravere et pra-tique et peut ecirctre directement utiliseacutee agrave partir drsquoun PC via un port USB Ses autres caracteacuteristiques telles que vitesse de mesure eacuteleveacutee excellente lineacuteariteacute traccedilabiliteacute complegravete aux eacutetalons primaires des instituts de meacutetrologie nationaux renommeacutes et possibiliteacute de veacuterification interne ndash sont eacutegale-ment remarquables Ainsi non seulement le RampSregNRP-Z58
Fig 2 Structure du transducteur thermoeacutelectrique ndash un deacuteveloppement
de RohdeampSchwarz
ACTUALITEacuteS 20813 23
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Calibrage avec reacutefeacuterence DC
Source RF (DUT)
Reacutefeacuterence DC
Transducteur thermoeacutelectrique
P+
ndash
PDC
PRF
Sonde de puissance RampSregNRP-Z58
Frontal du RampSregNRP-Z58
Acheminement coaxial du signal
Ligne coplanaire
Transducteur thermoeacutelectrique (Couche RF)
Traitement du signal analogique
Transition coaxiale ndash planaire
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constitue le premier choix pour reacutealiser des mesures de puis-sance sur les ports coaxiaux de 1 mm mais il peut eacutegalement remplacer des sondes de puissance agrave guides drsquoondes dans de nombreuses autres applications (voir encadreacute page 25)
La sonde de mesure de puissance 110 GHz RampSregNRP-Z58 fait partie de la famille RampSregNRP de RohdeampSchwarz et dis-pose de toutes leurs caracteacuteristiques essentielles Sa piegravece maicirctresse est le transducteur thermoeacutelectrique indirec-tement chauffeacute agrave savoir un deacuteveloppement exclusif de RohdeampSchwarz qui combine de tregraves bonnes valeurs drsquoadap-tation avec une plage dynamique eacuteleveacutee et un temps de reacuteponse de quelques millisecondes (fig 2) Le connecteur RF est relieacute via une transition large bande en instance de brevet laquelle transforme le champ de lrsquoonde incidente agrave symeacutetrie radiale et lrsquoadapte agrave la distribution de champ agrave lrsquoentreacutee copla-naire du transducteur elle permet en mecircme temps drsquoobtenir une excellente isolation thermique (fig 3) Ces mesures ainsi que drsquoautres relatives agrave la conception thermique assurent que la deacuterive du zeacutero reste neacutegligeable agrave diffeacuterentes tempeacuteratures ambiantes ou lors du vissage de la sonde Dans des condi-tions ambiantes constantes on peut srsquoattendre agrave ce qursquoil nrsquoy ait pratiquement pas de deacuterive car lrsquoarchitecture de la chaicircne de traitement du signal garantit la suppression totale du bruit 1f Dans de nombreux cas le calibrage du zeacutero en usine est donc suffisant Cela a en outre permis de se passer de la fonc-tion de mise agrave zeacutero interne laquelle nrsquoaurait drsquoailleurs conduit agrave aucune ameacutelioration mais au contraire agrave des interruptions longues et asynchrones du processus de mesure
Tension de reacutefeacuterence DC interne Pour la veacuterification du transducteur de mesure thermoeacutelec-trique et de la chaicircne de traitement de signal analogique en aval la sonde de puissance RampSregNRP-Z58 inclut une reacutefeacute-rence DC (fig 4) ndash ce qui rend superflu le calibrage avec une source de reacutefeacuterence externe de 50 MHz Pour cela il nrsquoest mecircme pas neacutecessaire de deacuteconnecter la sonde de puissance
de lrsquoobjet sous test aussi longtemps que celui-ci fournit un signal suffisamment stable Avec une reproductibiliteacute de lrsquoordre de 10ndash4 la veacuterification effectueacutee avec la reacutefeacuterence DC inteacutegreacutee est de loin supeacuterieure agrave un calibrage reacutealiseacute avec des signaux RF externes
Le processus drsquoeacutetalonnage en usine reacutealiseacute sur environ 200 freacutequences est directement traccedilable par rapport aux eacutetalons primaires de lrsquoInstitut national de meacutetrologie de la Reacutepublique feacutedeacuterale drsquoAllemagne (Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB) et des Eacutetats-Unis (National Institute of Standards and Technology NIST) Ici RohdeampSchwarz beacuteneacuteficie eacutegalement de lrsquoutilisation drsquoun micro-calorimegravetre reacutecemment mis en ser-vice par le PTB lequel couvre la totaliteacute de la bande W Dans cette gamme les incertitudes drsquoeacutetalonnage de cette nouvelle sonde de puissance se situent entre 60 et 70 (calculeacutees selon GUM avec un coefficient de couverture eacutegal agrave 2)
Indication de puissance hautement lineacuteaireLors du deacuteveloppement un soin tout particulier a eacuteteacute apporteacute agrave lrsquoobtention drsquoune haute lineacuteariteacute de lrsquoindication de puissance caracteacuteristique particuliegraverement importante pour des mesures relatives Ceci srsquoapplique aux mesures scalaires drsquoaffaiblis-sement de gain et de reacuteflexion ainsi notamment qursquoaux mesures de puissances indirectes via des coupleurs direction-nels avec lesquelles la reacutefeacuterence absolue est obtenue par un calibrage du systegraveme agrave un seul niveau Avec une incertitude de lineacuteariteacute maximum de 023 (001 dB) le RampSregNRP-Z58 se situe au niveau des sondes de puissance classiques agrave base de thermistances avec lesquelles la meacutethode de substitution DC permet drsquoobtenir une grande lineacuteariteacute Mais pour des rai-sons lieacutees agrave la vitesse de mesure le RampSregNRP-Z58 nrsquoutilise pas cette meacutethode qursquoil remplace par la reacutealisation drsquoune cor-rection de lineacuteariteacute numeacuterique laquelle est baseacutee sur un eacuteta-lonnage en usine du transducteur thermoeacutelectrique avec des tensions continues et peut rester inchangeacutee pendant toute la dureacutee de vie de la sonde
Fig 4 Circuit pour calibrage interne avec tension continueFig 3 Frontal RF avec transition coaxiale-coplanaire
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Vitesse de mesure La vitesse de mesure accessible correspond aux sondes de puissance thermoeacutelectriques modernes mais dans cer-tains cas particuliers elle deacutepend tregraves fortement de lrsquoappli-cation Lorsqursquoil srsquoagit drsquoeffectuer le plus de mesures pos-sibles dans un laps de temps donneacute il est possible gracircce agrave un mode agrave meacutemoire tampon de reacutealiser plus de 500 mesures par seconde Le temps drsquoouverture pour un point de mesure peut ecirctre reacutegleacute avec une reacutesolution drsquoune demi-milliseconde la mesure peut ecirctre reacutealiseacutee soit en deacuteclencheacute soit en roue libre En renonccedilant agrave la fonction buffer et en sortant indi-viduellement chaque reacutesultat de mesure 350 reacutesultats de mesure deacuteclencheacutes par seconde sont neacuteanmoins encore possibles Si plusieurs mesures de faible puissance sont agrave moyenner pour pouvoir obtenir un reacutesultat de mesure stable le taux de mesure effectif pouvant ecirctre atteint srsquoen trouve bien eacutevidemment reacuteduit Compareacute agrave drsquoautres produits pour la bande W le RampSregNRP-Z58 se satisfait cependant drsquoun facteur de calcul de moyenne plus faible car son plancher de bruit est nettement plus bas Il en reacutesulte des temps drsquoeacutetablissement
Bien que la sonde de puissance RampSregNRP-Z58 ait eacuteteacute deacutevelop-peacutee pour des applications large bande agrave connecteurs 1 mm elle peut eacutegalement ecirctre utiliseacutee pour des mesures sur interfaces agrave guides drsquoondes via des adaptateurs approprieacutes (fig 5) ndash ouvrant par conseacutequent agrave ces applications de toutes nouvelles possibili-teacutes Ainsi une seule sonde RampSregNRP-Z58 suffit en principe pour effectuer les mesures de puissance sur toute interface dans la gamme de freacutequences allant jusqursquoagrave 110 GHz De cette faccedilon il est notamment facile de reacutealiser des mesures dans les bandes de freacutequences pour lesquelles aucune sonde de mesure de puis-sance agrave guide drsquoondes nrsquoest disponible sur le marcheacute comme par exemple la bande WR-12 (R740 WG-26) de 60 GHz agrave 90 GHz On pourrait alors bien sucircr dans ce cas eacutequiper une sonde de puis-sance agrave guide drsquoondes pour la bande WR-10 drsquoun adaptateur WR-12 mais une telle combinaison ne serait pas tregraves attractive La grande longueur de la sonde agrave guide drsquoondes srsquoen trouverait encore augmenteacutee et la gamme de freacutequence deacutejagrave faible se reacutedui-rait agrave lrsquointersection avec la bande du guide drsquoondes de lrsquoobjet sous test agrave savoir agrave la bande de 75 GHz agrave 90 GHz
Outre lrsquoapplicabiliteacute universelle il existe cependant drsquoautres argu-ments en faveur de lrsquoutilisation du RampSregNRP-Z58 pour des appli-cations agrave guides drsquoondes arguments qui lrsquoemportent geacuteneacuterale-ment largement sur lrsquoinconveacutenient que repreacutesente la neacutecessiteacute drsquoadaptation Il srsquoagit notamment de la vitesse de mesure beau-coup plus eacuteleveacutee de la suppression du reacuteglage fastidieux avec une source de reacutefeacuterence de 50 MHz de la stabiliteacute eacuteleveacutee en tem-peacuterature de la traccedilabiliteacute complegravete de lrsquoeacutetalonnage du principe de mesure thermique et enfin et non des moindres de la possibiliteacute de fonctionner sans appareil de base speacutecifique
Lrsquoaffaiblissement de lrsquoadaptateur en amont et son interaction avec lrsquoentreacutee de la sonde de puissance peuvent ecirctre compenseacutes par une proceacutedure eacuteleacutegante appeleacutee embedding Agrave cet effet le
RampSregNRP-Z58 comme toutes les sondes de puissance RampSregNRP dispose de la fonction de correction de paramegravetres S qui permet drsquoenregistrer dans la sonde les quatre paramegravetres S de lrsquoadap-tateur pour un grand nombre de freacutequences et de les prendre en compte dans le reacutesultat de mesure sans autre intervention de lrsquoutilisateur Lrsquoeffet de la reacuteflexion agrave lrsquoentreacutee du guide drsquoondes de la sonde de puissance en moyenne leacutegegraverement augmenteacute par lrsquoadaptateur ne peut ecirctre compenseacute que par une correction gamma Cette meacutethode est eacutegalement mise en œuvre dans le RampSregNRP-Z58 mais requiert la connaissance du coefficient de reacuteflexion complexe agrave la sortie de lrsquoobjet sous test Si ce coefficient est connu les incertitudes de deacutesadaptation restantes sont alors neacutegligeables Dans le cas contraire il est conseilleacute au moins en cas de fortes exigences de preacutecision et drsquoobjets sous test tregraves deacutesadapteacutes drsquoeffectuer une estimation des effets possibles de cette deacutesadaptation sur le reacutesultat de mesure
plus courts qursquoauparavant drsquoun facteur de dix de sorte qursquoil est possible de mesurer des niveaux de minus10 dBm quasi ins-tantaneacutement tout en beacuteneacuteficiant simultaneacutement drsquoune stabi-liteacute satisfaisante
Robustesse meacutecanique et preacutecision extrecircmeLe connecteur 1 mm du RampSregNRP-Z58 deacutetermine de maniegravere deacutecisive lrsquoadaptation drsquoimpeacutedance la reproductibiliteacute et la capaciteacute de charge du nouveau produit Crsquoest la raison pour laquelle RohdeampSchwarz assure lui-mecircme la production de ce connecteur en le soumettant agrave un controcircle de qualiteacute rigoureux Qui plus est lrsquoeacutecrou drsquoaccouplement du connec-teur est monteacute sur un roulement agrave billes permettant de vis-ser la sonde manuellement de faccedilon si preacutecise qursquoil nrsquoest pas neacutecessaire drsquoutiliser une cleacute dynamomeacutetrique En outre lrsquousure du connecteur srsquoen trouve reacuteduite car la friction moins importante eacutevite une rotation du conducteur exteacuterieur lors du serrage de lrsquoeacutecrou drsquoaccouplement
Thomas Reichel
Mesures de puissance sur toute interface dans la gamme de freacutequences jusqursquoagrave 110 GHz
Fig 5 Sonde de puissance RampSregNRP-Z58 avec adaptateur pour la
bande de guide drsquoondes WR-10 (R900 WG-27) de 75 GHz agrave 110 GHz
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INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
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Le meilleur choix sondes de puissance USB de RohdeampSchwarzLes sondes wattmegravetres avec interface USB utiliseacutees pour les applications de mesures de puissance haute
freacutequence et micro-ondes ont en lrsquoespace de quelques anneacutees largement remplaceacute le duo composeacute drsquoune
sonde analogique et drsquoune uniteacute de base analogique-numeacuterique La principale motivation de cette eacutevolu-
tion reacuteside dans la reacuteduction des coucircts et lrsquoapplicabiliteacute universelle obtenues gracircce agrave la grande notorieacuteteacute du
bus USB Ce qui est moins connu en revanche est que lrsquointeacutegration totale du concept de wattmegravetre dans les
sondes eacutetait la condition preacutealable au perfectionnement des eacutequipements de mesure de puissance RF en
termes de fonctionnaliteacutes et de qualiteacute
Pourquoi faut-il des sondes Les wattmegravetres occupent une position particuliegravere au sein des appareils de mesure hautes freacutequences car ils sont les seuls agrave ecirctre directement connecteacutes agrave lrsquoobjet sous test agrave savoir sans passer par lrsquointermeacutediaire de cacircbles RF Cela est eacutetroitement lieacute agrave la nature de leurs tacircches consistant agrave cap-ter la puissance de lrsquoobjet sous test avec une charge parfai-tement adapteacutee en matiegravere drsquoimpeacutedance drsquoondes Un cacircble mecircme solidaire du wattmegravetre nrsquoaurait que des effets neacutega-tifs en raison de la deacutegradation de lrsquoadaptation et de la repro-ductibiliteacute qursquoil engendrerait
Eacutetant donneacute qursquoil nrsquoest pas possible de relier directement au connecteur RF drsquoun objet sous test un appareil de mesure complet drsquoune masse de plusieurs kilogrammes le transduc-teur haute freacutequence a depuis un certain temps deacutejagrave eacuteteacute seacutepareacute du reste de lrsquoappareil et inteacutegreacute dans une sonde de
puissance de taille reacuteduite Celle-ci a pu ecirctre relieacutee directe-ment agrave lrsquoappareil de base auquel il suffisait de transfeacuterer uni-quement le signal de sortie basse freacutequence relativement peu critique du transducteur
Le concept de ces dispositifs a pu srsquoimposer tregraves longtemps sur le marcheacute jusqursquoagrave ce que les exigences fixeacutees par les technologies de radiocommunication numeacuterique ne puissent finalement plus ecirctre geacuterables Il devenait en effet difficile de reacuteduire les coucircts de fabrication et par conseacutequent le prix de vente malgreacute tous les progregraves reacutealiseacutes en eacutelectronique les fonctionnaliteacutes restaient modestes et la vitesse de mesure ainsi que la preacutecision se trouvaient limiteacutees par le concept de dispositifs partageacutes Surmonter cette difficulteacute ne pouvait pas-ser que par lrsquointeacutegration des fonctionnaliteacutes de lrsquouniteacute de base dans la sonde
RohdeampSchwarz ndash pionnier de lrsquointeacutegrationAu milieu des anneacutees 1990 la miniaturisation et la perfor-mance des appareils eacutelectroniques progressaient si forte-ment qursquoil devenait alors possible de reacutealiser cette inteacutegration RohdeampSchwarz a eacuteteacute le premier agrave franchir cette eacutetape en deacuteveloppant les sondes agrave tecirctes drsquoinsertion RampSregNRT-Z com-mandeacutees via lrsquointerface RS-422 Ces sondes pouvaient non seulement ecirctre utiliseacutees sur un appareil de base numeacuterique le RampSregNRT mais eacutegalement sur un PC via les interfaces RS-232 ou PC-Card Ce concept a eacutetabli une nouvelle reacutefeacuterence en matiegravere de mesure de puissance RF et a eacuteteacute maintes fois copieacute par la concurrence
Les wattmegravetres inteacutegreacutes sont reacuteellement devenus populaires avec les sondes de puissance de la seacuterie RampSregNRP-Z doteacutees drsquoune interface USB lesquelles ont eacuteteacute introduites sur le mar-cheacute au deacutebut des anneacutees 2000 (fig 1) Elles ont particuliegravere-ment beacuteneacuteficieacute du succegraves de cette interface en eacutetant drsquoune
Fig 1 Seacutelection de sondes de mesure de puissance de la famille RampSregNRP
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
part utiliseacutees en tant qursquoaccessoires pour une varieacuteteacute drsquoappa-reils de mesure et drsquoautre part en ayant deacutesormais la capaciteacute de transformer une tablette ou un teacuteleacutephone mobile en watt-megravetre (voir photo de couverture) Mais la grande populariteacute du bus USB ne constitue que la raison la plus manifeste du succegraves de ces sondes
Plus petit plus leacuteger et plus eacuteconomiquePour un wattmegravetre classique lrsquouniteacute de base repreacutesente envi-ron les 23 du coucirct Lrsquointeacutegration de cette fonctionnaliteacute dans la sonde si cela est neacutecessaire pour la preacuteparation des reacutesultats de mesure permet de reacuteduire le coucirct de moitieacute par rapport aux systegravemes preacuteceacutedents ndash sous reacuteserve bien entendu de dis-poser drsquoun ordinateur ou drsquoun autre appareil de mesure pour lrsquoaffichage des reacutesultats
Ce rapport se trouve encore ameacutelioreacute lorsqursquoon compare des sondes large bande inteacutegreacutees avec des wattmegravetres crecirctes agrave fonctionnaliteacutes eacutequivalentes Ces derniers ont occupeacute pen-dant longtemps une position particuliegravere au sein des watt-megravetres car ils eacutetaient capables drsquoanalyser des signaux pulseacutes ou moduleacutes et de les repreacutesenter dans le domaine temporel Les efforts correspondants mis en œuvre en matiegravere de tech-nique de mesure eacutetant nettement supeacuterieurs par rapport aux wattmegravetres conventionnels ils sont encore aujourdrsquohui rela-tivement chers Cela est mis en eacutevidence de maniegravere exem-plaire par lrsquointerface de sonde complexe drsquoun tel dispositif (fig 2) lequel nrsquoempecircche cependant pas que la longueur du cacircble de connexion intervienne de maniegravere notable dans les reacutesultats de mesure
Les sondes large bande inteacutegreacutees comme par exemple celles de la seacuterie RampSregNRP-Z8x peuvent ecirctre fabriqueacutees agrave une fraction du coucirct tout en offrant la quasi-totaliteacute des perfor-mances connues des sondes de mesure de puissance crecircte 30 MHz de bande passante videacuteo 13 ns de temps de monteacutee taux drsquoeacutechantillonnage en temps reacuteel de 80 Meacutechs trigger interne ou externe et eacutevaluation automatique des paramegravetres drsquoimpulsion La longueur du cacircble de liaison nrsquoa plus drsquoimpor-tance Il faut en outre souligner que les sondes large bande de RohdeampSchwarz disposent drsquoune large dynamique ineacutega-leacutee et drsquoune fonction drsquoanalyse statistique ultra-rapide
La reacuteduction de poids et de volume est au moins aussi impor-tante que les eacuteconomies de coucircts reacutealiseacutees les gains poten-tiels peuvent ici atteindre plus de 90 lorsqursquoon opte pour un wattmegravetre inteacutegreacute
Meilleur et plus preacutecis sans uniteacute de baseLrsquointerface monovoie standardiseacutee des sondes de puissance conventionnelles constitue leur plus grande force mais en mecircme temps leur plus grande faiblesse Drsquoune part elle per-met lrsquoutilisation de diffeacuterentes sondes sur une uniteacute de base et drsquoautre part elle limite de maniegravere significative les possi-biliteacutes de traitement du signal Cela est particuliegraverement mis en eacutevidence par les sondes agrave chemins multiples qui prennent aujourdrsquohui une importance consideacuterable Eacutetant donneacute qursquoelles ne peuvent ecirctre exploiteacutees qursquoen transfeacuterant seacutequen-tiellement les signaux de deacutetection agrave une uniteacute de base clas-sique leurs possibiliteacutes ne sont que rarement utiliseacutees Non seulement des retards de commutation et des effets drsquohysteacute-reacutesis peuvent se produire lors du changement du chemin de mesure mais la voie de mesure standardiseacutee nrsquoest pas tregraves approprieacutee ni pour les mesures synchrones du signal dans des intervalles de temps ni pour la mesure de la puissance drsquoenveloppe
Pour les sondes agrave chemins multiples et traitement de signal inteacutegreacute en revanche un concept reacutesolument adapteacute aux caracteacuteristiques de ce type de deacutetecteur peut ecirctre appliqueacute Agrave cet effet les signaux drsquoun maximum de trois chemins de mesure sont traiteacutes en parallegravele de sorte qursquoune valeur de mesure valide est toujours preacutesente La neacutecessiteacute de reacutepeacuteter une mesure parce que le chemin de mesure choisi a eacuteteacute sur-chargeacute ou sous-chargeacute est ainsi eacutecarteacutee En outre la totaliteacute de la voie de mesure peut ecirctre conccedilue de faccedilon agrave permettre la reacutealisation de mesures de puissance synchrones sur des signaux tels que rencontreacutes par exemple sur les signaux de communication agrave structure TDMA
On pourrait ecirctre tenteacute de croire que le concept classique apporterait au moins lrsquoavantage drsquoune plus grande preacuteci-sion mais on constate que pour les sondes thermoeacutelectriques deacutejagrave tregraves preacutecises les solutions inteacutegreacutees peuvent ecirctre encore meilleures Cela tient au fait que les appareils de base ana-logiques produisent leurs propres contributions drsquoerreurs absentes en revanche dans les concepts inteacutegreacutes (fig 3)
La suppression de lrsquoappareil de base preacutesente encore bien drsquoautres avantages eacutetant donneacute que les reacutesultats de
Fig 2 Interfaces pour sondes de puissance et comparaison de leur taille
(en termes drsquoeacutechelle) sonde de puissance de crecircte (agrave gauche) interface
standardiseacutee pour RampSregNRP (au centre) et micro-USB (agrave droite)
Lrsquoapplication gratuite laquo Power Viewer Mobile raquo relative aux appareils Android est dis-ponible dans Google play La note drsquoapplication laquo Using RampSregNRP-Z Power Sensors with Power Viewer Mobile for Android Handheld Devices raquo est disponible au teacuteleacute-chargement (mot cleacute 1MA215)
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INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Composition des incertitudes de mesure
Uniteacute de base
Uniteacute de base lors du calibrage
Source de reacutefeacuterence 1 mW 50 MHz
Coefficient de calibrage
Deacutesadaptation
Deacutecalage du zeacutero
Bruit
Deacutesadaptation lors du calibrage13 [lt 30 ] 11 [lt 16 ]
11
025
091
041
050
050
040
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mesure ne deacutependent que de la sonde les mesures de puis-sance relatives peuvent ecirctre effectueacutees avec une incertitude moindre les reacutesultats de mesure sont plus reproductibles et le calibrage du deacutecalage zeacutero peut ecirctre reacutealiseacute de maniegravere speacutecifique agrave la sonde lors de la fabrication Le gain de preacuteci-sion pour les mesures de rapport est significatif au lieu drsquoune incertitude systeacutematique (type B) drsquoau moins 1 pour lrsquoen-semble sonde uniteacute de base drsquoun wattmegravetre classique cette valeur nrsquoexcegravede pas 023 pour les sondes thermoeacutelec-triques inteacutegreacutees de la seacuterie RampSregNRP-Z5x et cela sur la tota-liteacute de la plage de puissance
Sources de reacutefeacuterence 50 MHz obsolegravetesAgrave lrsquoorigine la source de reacutefeacuterence geacuteneacuteralement utiliseacutee dans les wattmegravetres classiques nrsquoeacutetait pas inteacutegreacutee dans ces appa-reils Elle a eacuteteacute introduite au moment du passage des versions de sondes de mesure de puissance agrave base de thermistances aujourdrsquohui deacutepasseacutees aux sondes thermoeacutelectriques Si les premiegraveres eacutetaient intrinsegravequement stables agrave long terme gracircce agrave la meacutethode de substitution DC cela ne srsquoapplique geacuteneacutera-lement pas aux deacutetecteurs baseacutes sur le principe thermoeacutelec-trique ou de diodes Crsquoest la raison pour laquelle jusqursquoagrave ce jour les compeacutetiteurs effectuent le calibrage de ces deacutetec-teurs non pas dans lrsquoabsolu mais uniquement de maniegravere relative par rapport agrave 50 MHz La reacutefeacuterence absolue nrsquoest alors fournie que par la source de reacutefeacuterence de 50 MHz inteacute-greacutee dans lrsquouniteacute de base
Bien que RohdeampSchwarz ait degraves le deacutepart adopteacute une voie diffeacuterente avec ses sondes de puissance de la gamme RampSregNRV et RampSregNRP calibreacutees dans lrsquoabsolu la source de
50 MHz reste cependant un accessoire inteacuteressant pour la veacuterification des sondes lesquelles pourraient ecirctre endomma-geacutees malgreacute leur indiscutable stabiliteacute agrave long terme
Drsquoun point de vue actuel la source de reacutefeacuterence ou de test est deacutesormais obsolegravete Drsquoune part son utilisation neacutecessite que la sonde de puissance soit coupeacutee de lrsquoobjet sous test et connecteacutee agrave la source opeacuteration non seulement longue et fas-tidieuse mais souvent impossible agrave reacutealiser Drsquoautre part lrsquoin-certitude de la source elle-mecircme remet en question son uti-lisation Drsquoune valeur de 04 agrave 12 elle se situe bien au-dessus de la deacuterive observable de sorte que lrsquoavantage reacuteel ne reacuteside plus que dans la deacutetection de dommages importants
La modification du concept a lagrave encore eacuteteacute motiveacutee de faccedilon deacutecisive par les sondes de mesure de puissance USB Aucune source de reacutefeacuterence de 50 MHz nrsquoeacutetant geacuteneacuterale-ment disponible agrave proximiteacute du lieu drsquoutilisation la veacuterifica-tion ne peut ecirctre effectueacutee que dans la sonde elle-mecircme Cela a eacuteteacute reacutealiseacute pour la premiegravere fois et avec un haut niveau de preacutecision dans les sondes thermoeacutelectriques de la seacuterie RampSregNRP-Z5x (voir page 22) Ces sondes contiennent un cir-cuit de reacutefeacuterence sur la base drsquoune source de tension conti-nue de haute stabiliteacute dont le signal de sortie peut ecirctre super-poseacute au signal de mesure Il est ainsi possible de veacuterifier en quelques secondes et sans deacutemonter la sonde de puissance la totaliteacute de la chaicircne de mesure du transducteur thermoeacute-lectrique jusqursquoau convertisseur AN De plus avec une reproductibiliteacute de lrsquoordre de 10ndash4 un niveau de confiance jusqursquoalors uniquement offert par les wattmegravetres agrave thermis-tance peut ecirctre atteint Il est donc probable que ce concept sera eacutegalement adopteacute pour drsquoautres types de sondes
Fig 3 Composition de lrsquoincertitude de mesure lors des mesures de puissance absolues avec une sonde de puissance thermoeacutelectrique pour une appli-
cation typique freacutequence de signal 2 GHz niveau de puissance ndash3 dBm ROS de la source 110 A gauche wattmegravetre classique de conception actuelle
agrave droite RampSregNRP-Z51 (modegravele 03) Les valeurs numeacuteriques repreacutesentent avec k = 2 des incertitudes eacutelargies selon le GUM En caractegraveres gras incer-
titude de mesure eacutelargie totale apregraves addition quadratique des incertitudes partielles Valeurs entre parenthegraveses somme des incertitudes partielles apregraves
addition lineacuteaire
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AD
+
AD
AD
ndash19 dBmagrave +7 dBm
Pi
ndash67 dBmagrave ndash13 dBm
+1 dBmagrave +23 dBm
Pm
Trigger externe
Hacheur
Correction derreurs Pondeacuteration
34 dB
14 dB
Concept agrave 3 chemins Comparaison des temps de mesure
10
1
01
001
0001
Tem
ps d
e m
esur
es
ndash40 ndash20 ndash10 0 10 20 23ndash30
Niveau en dBm
Meilleur compeacutetiteur (2 chemins)cedilNRP-Z11 -Z21 -Z31 (3 chemins)
Il y a sonde et sondePeu de produits utilisent le potentiel des concepts de sondes inteacutegreacutees de maniegravere aussi approfondie que les sondes de puissance de la seacuterie RampSregNRP De nombreux nouveaux arri-vants sur le marcheacute des produits ont eacuteteacute exclusivement deacuteve-loppeacutes comme une alternative bon marcheacute aux wattmegravetres classiques et nrsquoatteignent de ce fait pas leur niveau de preacute-cision et de vitesse Des deacutetecteurs sont eacutegalement utiliseacutes avec lesquels des erreurs de mesure importantes peuvent ecirctre inconsciemment produites
Il est ici question de sondes CW et de sondes agrave deacutetecteurs logarithmiques Ces deux types de sondes sont par deacutefini-tion uniquement destineacutes aux mesures sur signaux sinusoiuml-daux de bonne pureteacute spectrale agrave savoir que des signaux parasites superposeacutes (bruit harmoniques) ou une modulation les mettent en eacutechec Si dans le passeacute lrsquoutilisation de sondes CW eacutetait justifieacutee car elles permettaient en raison du rapport signalbruit eacuteleveacute drsquoobtenir des temps de mesure courts ces sondes doivent maintenant ecirctre consideacutereacutees comme obso-legravetes Des sondes agrave chemins multiples inteacutegreacutees sont de loin le meilleur choix pour ces applications En effet elles ne preacute-sentent aucune des vulneacuterabiliteacutes mentionneacutees ci-dessus ndash et sont de surcroicirct plus rapides
Bien entendu ces sondes comportent eacutegalement des dif-feacuterences de qualiteacute importantes notamment en termes de vitesse de mesure Trois caracteacuteristiques doivent en effet ecirctre reacuteunies pour pouvoir atteindre une performance optimale La premiegravere concerne le proceacutedeacute agrave diodes multi-deacutetecteurs agrave savoir des reacuteseaux inteacutegreacutes de diodes connecteacutees en seacuterie Ces reacuteseaux ameacuteliorent les caracteacuteristiques RF et accroissent
la dynamique de chaque chemin de mesure La deuxiegraveme caracteacuteristique est une meacutethode de pondeacuteration breveteacutee par RohdeampSchwarz laquelle permet drsquoeacuteviter une commutation dure entre les chemins et de reacutealiser plutocirct une transition lisse (fig 4) A cet effet les reacutesultats de mesure de chemins de mesure adjacents sont utiliseacutes pour le calcul du reacutesultat final et ce dans une large zone de chevauchement de 6 dB (plage de puissance 41) Ces deux caracteacuteristiques agrave elles seules contribuent deacutejagrave agrave reacuteduire les facteurs de moyennage par une valeur de 100 dans les zones de transition
La troisiegraveme caracteacuteristique ndash jusqursquoici uniquement disponible chez RohdeampSchwarz ndash consiste en un troisiegraveme chemin de mesure Avec les sondes agrave chemins multiples il est pos-sible drsquoatteindre des temps de mesure qui sont en moyenne lagrave encore plus courts drsquoun facteur de 20 que ceux du meil-leur concurrent (fig 5) En outre la plage dynamique de ces sondes est supeacuterieure de 10 dB
PerspectivesLa description qui preacutecegravede pourrait bien donner lrsquoimpres-sion que le deacuteveloppement des sondes de puissance USB est deacutesormais acheveacute En fait nous nrsquoen sommes probablement qursquoaux preacutemices car toutes les restrictions qui caracteacuterisent le concept classique sont leveacutees Ainsi gracircce agrave la miniaturi-sation soutenue constateacutee dans le secteur des composants on peut srsquoattendre agrave des concepts encore bien plus perfor-mants comme par exemple la mise en œuvre drsquoune base de temps commune pour des mesures agrave voies multiples avec des sondes distribueacutees
Thomas Reichel
Fig 5 Temps de mesure le plus court possible pour mesures en reacutegime
permanent avec sondes agrave chemins multiples composante de bruit
2-sigma limiteacutee agrave 001 dB dans le reacutesultat
Fig 4 Architecture des sondes agrave trois chemins de la seacuterie RampSregNRP
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INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
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Utilisation conviviale accegraves rapide aux fonctions reacutesultats fiables et rapides ndash crsquoest preacuteciseacutement ce que
demandent les utilisateurs drsquooscilloscopes dans le quotidien de leurs applications de mesure Les nouveaux
oscilloscopes universels RampSregRTM2000 reacutepondent parfaitement agrave ces exigences Avec eux les utilisateurs
reacutealisent deacutejagrave des mesures alors que drsquoautres appareils nrsquoen sont qursquoau processus drsquoinitialisation Ils sont en
outre capables de deacutetecter des signaux faibles geacuteneacuteralement noyeacutes dans le bruit
Le nouveau RampSregRTM2000 reacutesultats en un clin drsquoœil
Les RampSregRTM sont des oscilloscopes uni-versels parfaitement adapteacutes aux applica-tions quotidiennes Avec une bande pas-sante de 350 MHz ou 500 MHz ils sont parfaitement approprieacutes pour de nom-breuses applications Ils offrent en un seul appareil les fonctions drsquoanalyse dans les domaines temporel et freacutequentiel ainsi que les fonctions drsquoanalyse logique et de protocole Ils peuvent gracircce agrave ces caracteacute-ristiques reacutealiser des tests tregraves complets sur des systegravemes embarqueacutes ndash en deacuteve-loppement production et maintenance
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Oscilloscopes universels de quelles caracteacuteristiques doivent-ils ecirctre doteacutes Les oscilloscopes universels ndash comme le RampSregRTM ndash sont uti-liseacutes pour des tacircches de mesure geacuteneacuterales en deacuteveloppement production maintenance et eacuteducation Ils se distinguent par le fait qursquoils sont compacts leacutegers et silencieux mais surtout gracircce agrave leur utilisation simple et intuitive Un concept drsquoeacutequi-pement capable de srsquoadapter de maniegravere flexible aux futures exigences des utilisateurs et doteacute de possibiliteacutes drsquo extension repreacutesente un atout majeur Les clients peuvent non seu-lement installer eux-mecircmes les options logicielles et mateacute-rielles mais eacutegalement eacutetendre la bande passante de leurs oscilloscopes
Quelles sont les autres innovations et ameacuteliorations apporteacutees par RohdeampSchwarz au RampSregRTM
Analyse logique plus de deacutetails avec le RampSregRTMLrsquooption RampSregRTM-B1 permet drsquoajouter 16 voies logiques aux oscilloscopes RampSregRTM Avec des taux drsquoeacutechantillonnage jusqursquoagrave 5 Geacutechs les oscilloscopes mesurent de faccedilon tregraves preacutecise le timing des signaux logiques Eacutetant donneacute que les signaux peuvent ecirctre mis avec preacutecision en relation tempo-relle les uns avec les autres les erreurs de synchronisation et drsquohorloge sur des signaux de bus seacuterie et parallegravele sont plus faciles agrave deacuteceler Le taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute est dispo-nible pendant le temps total drsquoenregistrement et assure ainsi une tregraves haute reacutesolution temporelle mecircme avec des dureacutees drsquoacquisition plus longues
Le RampSregRTM enregistre les signaux logiques avec une pro-fondeur pouvant atteindre 20 Meacutech Lrsquoenregistrement inteacutegral et lrsquoanalyse complegravete drsquoune seacutequence de controcircle complexe peuvent ainsi ecirctre reacutealiseacutes par exemple lors du deacuteveloppe-ment drsquoune uniteacute de commande de bus CAN pour lrsquo industrie automobile Lorsque celle-ci preacutesente des erreurs difficiles agrave deacutetecter la fonction drsquoanalyse logique des oscilloscopes RampSregRTM permet de les deacutecouvrir rapidement
En outre lrsquoeacutecran virtuel (VirtualScreen) inteacutegreacute dans les oscil-loscopes RampSregRTM double la zone drsquoeacutecran utile et affiche la totaliteacute des voies sans chevauchements Des signaux matheacute-matiques de reacutefeacuterence et logiques ainsi que des donneacutees de protocole peuvent ecirctre indiffeacuteremment repreacutesenteacutes au-des-sus ou en dessous des voies analogiques et permettent ainsi drsquoobtenir une vue drsquoensemble de la totaliteacute des reacutesultats de mesure De plus lrsquoindicateur drsquoactiviteacutes des oscilloscopes RampSregRTM montre lrsquoeacutetat actuel complet de tous les signaux logiques (high low toggle) indeacutependamment des reacuteglages des paramegravetres de deacuteclenchement (fig 1)
Analyse de signaux reacutesultats atteints plus rapidement avec le RampSregRTMTout particuliegraverement en deacuteveloppement les utilisateurs sont deacutesireux drsquoanalyser en deacutetail les signaux de mesure et de deacuteterminer leurs caracteacuteristiques telles que la freacute-quence ou le temps de monteacutee et de descente Les oscil-loscopes RampSregRTM offrent pour cela des outils performants qui facilitent lrsquoanalyse des signaux et fournissent des reacutesul-tats preacutecis La fonction de mesure QuickMeas est unique sur simple pression drsquoun bouton elle fournit toujours les valeurs actuelles les plus importantes du signal actif au moyen de marqueurs et de lignes auxiliaires (fig 2 et 3) Qui plus est de nombreuses fonctions automatiques permettent de reacutealiser tregraves rapidement les analyses de signaux comme par exemple la mesure de la tension crecircte-agrave-crecircte ou la freacutequence du signal Ces reacutesultats sont preacutesenteacutes sous forme de tableau et le cas eacutecheacuteant avec une eacutevaluation statistique
Preacutesentation des oscilloscopes RampSregRTM Bande passante RampSregRTM2032 2034 350 MHz (2 4 voies analogiques) RampSregRTM2052 2054 500 MHz (2 4 voies analogiques)Taux drsquoeacutechantillonnage 25 Geacutechs 5 Geacutechs entrelaceacuteProfondeur de meacutemoire 10 Meacutech 20 Meacutech entrelaceacuteAnalyse logique (Option RampSregRTM-B1) Taux drsquoeacutechantillonnage max 5 Geacutechs Profondeur de meacutemoire max 20 Meacutech
Fig 1 Affichage de lrsquoeacutetat des signaux numeacuteriques indeacutependamment des
reacuteglages drsquoacquisition et de configuration de lrsquoappareil
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INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Les mesures agrave base de curseurs figurent eacutegalement parmi les points forts des oscilloscopes RampSregRTM Outre les mesures ∆T et ∆V classiques les oscilloscopes proposent dans le menu laquo Curseur raquo des fonctions de seacutelection suppleacutementaires comme la mesure de la valeur moyenne ou efficace de la ten-sion et un compteur drsquoimpulsions sur une plage de signal librement deacutefinissable
Deacutebogage vue drsquoensemble globale avec le RampSregRTMDeacutetecter des erreurs dans les signaux prend souvent du temps Les oscilloscopes RampSregRTM reacuteduisent ce temps de deacutebogage gracircce agrave des outils performants comme le test de gabarit (Mask test) inteacutegreacute et lrsquoanalyse FFT Les tests de gabarit indiquent rapidement si un signal se situe dans les limites de toleacuterance deacutefinies et eacutevaluent la qualiteacute et la stabi-liteacute drsquoun objet sous test au moyen drsquoune analyse statistique laquo passfail raquo En cas de non respect du gabarit actif il est pos-sible soit drsquoarrecircter automatiquement lrsquoenregistrement soit de geacuteneacuterer un signal acoustique Des anomalies sur les signaux ainsi que des eacuteveacutenements inattendus peuvent alors ecirctre aiseacute-ment isoleacutes La fonction de test de gabarit est facile agrave utiliser En effet quelques pressions de touches suffisent agrave deacutefinir un nouveau gabarit agrave partir drsquoun signal de reacutefeacuterence (fig 5) Pour lrsquoautomatisation des tests de qualiteacute dans les applications en production le test de gabarit est bien entendu eacutegalement dis-ponible via la commande agrave distance
La fonction FFT disponible sur simple pression drsquoune touche permet de deacutetecter et drsquoanalyser les erreurs dans le spectre drsquoun signal Dans ce mode de fonctionnement
outre la repreacutesentation spectrale du signal les oscillos-copes RampSregRTM ouvrent eacutegalement une petite fenecirctre tem-porelle permettant de controcircler lrsquointervalle drsquoeacutechantillonnage Le reacuteglage automatique laquo Autoset raquo offre un maximum de confort lrsquoappareil reacutealise la mise agrave lrsquoeacutechelle optimale de lrsquoam-plitude et de la freacutequence en fonction du signal mesureacute La FFT permet ainsi drsquoanalyser rapidement par exemple lrsquoeacuteven-tuelle preacutesence de freacutequences parasites dans les concepts de convertisseurs DCDC
La preacutecision une force de RohdeampSchwarzRohdeampSchwarz possegravede de longues anneacutees drsquoexpeacuterience en matiegravere de deacuteveloppement drsquoeacutequipements de test et mesure professionnels Les oscilloscopes RampSregRTM beacuteneacuteficient de cette expertise qui se traduit notamment par leur eacutetage drsquoen-treacutee analogique agrave tregraves faible bruit et haute preacutecision Avec une sensibiliteacute drsquoentreacutee drsquoun maximum de 1 mVdiv lrsquoeacutetage drsquoen-treacutee atteint une haute reacutesolution verticale sur la totaliteacute de la bande passante Lrsquoabsence de fonctions de zoom logicielles fait que les oscilloscopes RampSregRTM sont capables drsquoafficher les points de mesure reacuteels drsquoun signal mecircme agrave 1 mVdiv La combinaison eacutetage drsquoentreacutee analogique preacutecise systegraveme de deacuteclenchement performant permet drsquoanalyser les signaux haute freacutequence et agrave tregraves faible niveau
La preacutecision drsquoaffichage drsquoun signal de mesure deacutepend forte-ment du bruit propre drsquoun oscilloscope Crsquoest la raison pour laquelle les oscilloscopes RampSregRTM sont doteacutes drsquoeacutetages drsquoen-treacutee et drsquoun convertisseur analogiquenumeacuterique agrave faible bruit Ils sont ainsi capables mecircme avec les plus petites reacutesolutions verticales de reacutealiser des mesures preacutecises Cette preacutecision
Fig 3 La fonction de mesure
QuickMeas fournit automatiquement
les principaux reacutesultats de mesure
Fonction QuickMeas
Mesures RepreacutesentationVp+ Tension de crecircte positive Repreacutesenta-
tion graphique directement sur la forme drsquoonde du signal
Vpndash Tension de crecircte neacutegative
tr Temps de monteacutee
tf Temps de descente
Mean Valeur moyenne
Vpp Tension crecircte-agrave-crecircte Affichage tabu-laire en bas agrave droite de lrsquoeacutecran
RMS Valeur efficace
T Peacuteriode
f Freacutequence
Fig 2 QuickMeas mesure auto-
matique et affichage graphique sur
simple pression drsquoune touche
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Fig 5 Fonction de test de
gabarit quelques pressions de
touches suffisent agrave deacutefinir le
gabarit agrave partir drsquoun signal de
reacutefeacuterence
reste inchangeacutee mecircme en cas drsquoutilisation de voies suppleacute-mentaires Lrsquoisolation entre voies gt 50 dB pour des freacutequences jusqursquoagrave 500 MHz laquelle assure que le signal de mesure drsquoune voie nrsquoexerce qursquoun effet minime sur les signaux des autres voies constitue une autre caracteacuteristique avantageuse
Meacutemoire profonde seacutequences longues agrave haute reacutesolutionPlus un oscilloscope peut afficher de deacutetails plus grande est la probabiliteacute de deacutetecter des deacutefauts de signal ou des eacuteveacutene-ments importants Cela exige une haute reacutesolution temporelle agrave savoir un taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute De nombreuses applications comme par exemple lrsquoanalyse de pheacutenomegravenes transitoires ou de protocoles seacuterie neacutecessitent un enregistre-ment de longue dureacutee Les oscilloscopes RampSregRTM excellent ici tout particuliegraverement avec une profondeur de meacutemoire de 20 Meacutech et une reacutesolution temporelle drsquoun maximum de 200 ps (taux drsquoeacutechantillonnage de 5 Geacutechs) Avec une telle profondeur de meacutemoire il est possible drsquoenregistrer jusqursquoagrave 4 ms avec un taux drsquoeacutechantillonnage maximal et mecircme de deacutetecter des erreurs de signal ne se produisant que tregraves rare-ment (fig 4) La dureacutee drsquoenregistrement peut ecirctre encore aug-menteacutee en reacuteduisant le taux drsquoeacutechantillonnage
Ergonomie avantage indiscutable pour les utilisateursLes oscilloscopes RampSregRTM transforment le recircve des utili-sateurs en reacutealiteacute deacuteballer lrsquoappareil le mettre en marche et reacutealiser aussitocirct les mesures Les eacuteleacutements de commande codeacutes en couleur pour le reacuteglage vertical ainsi que le trigger
Fig 4 Dureacutee drsquoenregistrement
avec le RampSregRTM en fonction de la
profondeur de meacutemoire et du taux
drsquoeacutechantillonnage
permettent de visualiser la voie directement concerneacutee Ce codage couleur correspond agrave lrsquoaffichage de signal sur lrsquoeacutecran Ainsi les utilisateurs peuvent naviguer aiseacutement et exeacutecu-ter sans difficulteacutes mecircme les tacircches de mesure les plus com-plexes Les menus agrave structures planes regroupeacutes de faccedilon logique ainsi que les boutons deacutedieacutes aux fonctions freacutequem-ment utiliseacutees contribuent agrave assurer une grande convivialiteacute drsquoutilisation
Une autre facette de cette convivialiteacute consiste agrave permettre aux opeacuterateurs de corriger tregraves facilement les erreurs drsquoutilisa-tion via la fonction laquo Undo Redo raquo qui restaure rapidement la configuration preacuteceacutedente Pas de problegraveme donc si par inad-vertance la mauvaise touche a eacuteteacute enfonceacutee Les oscillos-copes RampSregRTM srsquoexpriment couramment en plusieurs lan-gues et peuvent donc ecirctre utiliseacutes au niveau international en plus de lrsquoallemand et lrsquoanglais sept autres langues sont en effet disponibles au choix
ConclusionLes utilisateurs exigent drsquoun oscilloscope universel rapiditeacute simpliciteacute drsquoutilisation et reacutesultats fiables Il doit agrave lui seul pou-voir couvrir les analyses dans les domaines temporel et freacute-quentiel ainsi que les analyses logiques et de protocole En tant que veacuteritable laquo Scope of the art raquo le RampSregRTM2000 reacutepond de faccedilon exemplaire agrave toutes ces exigences
Ernst Flemming
Dureacutee drsquoenregistrement
5 Geacutechs 25 Geacutechs10 keacutech 2 μs 4 μs
1 Meacutech 200 μs 400 μs
10 Meacutech 2000 μs 4000 μs
20 Meacutech 4000 μs 8000 μs
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INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Les oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 20
Lrsquointerface USB joue un rocircle dominant incontes-
table dans les domaines des terminaux mobiles de
lrsquoeacutelectronique grand public et des produits indus-
triels Drsquoougrave un besoin tout aussi important en solu-
tions de test fiables et rapides en laboratoires de
deacuteveloppement et drsquointeacutegration ndash besoin auquel
reacutepondent parfaitement les oscilloscopes haute
performance RampSregRTO et un nouveau logiciel avec
lesquels peuvent ecirctre reacutealiseacutes des tests de confor-
miteacute USB 20 automatiseacutes
Des solutions de tests USB 20 automatiseacutees pour laboratoire tregraves demandeacutees En mode HS (High Speed) les interfaces USB 20 atteignent un taux de transfert de donneacutees de 480 Mbitss Dans le monde des PC ougrave cette interface a puiseacute ses origines la norme 30 est deacutesormais eacutetablie agrave 5 Gbs (Super-speed Mode) Mais le deacutebit de donneacutees de lrsquointerface USB 20 est largement suffisant pour beaucoup drsquoapplications mobiles de peacuteripheacute-riques drsquoordinateur drsquoappareils et de systegravemes utiliseacutes dans lrsquoindustrie et la meacutedecine ou dans le milieu de lrsquoaeacuterospatial et deacutefense raison pour laquelle elle continue de srsquoeacutetendre dans ces secteurs
La norme USB 20 a eacuteteacute publieacutee en 2000 et les composants correspondants sur le marcheacute ont entre-temps beacuteneacuteficieacute drsquoavanceacutees technologiques Neacuteanmoins les modaliteacutes drsquointeacute-gration de ces composants sur cartes et produits finis restent un deacutefi agrave relever pour les deacuteveloppeurs Ainsi par exemple une isolation insuffisante par rapport agrave drsquoautres modules peut entraicircner des retours de masse ou provoquer une diaphonie et perturber le fonctionnement de lrsquointerface USB Crsquoest la rai-son pour laquelle les concepteurs requiegraverent des solutions de tests conformes agrave la norme pour le deacutebogage et les tests de stabiliteacute A cet effet lrsquoorganisme de normalisation USB ndash le USB Implementers Forum (USB-IF) ndash a deacutefini un proces-sus de test avec des mesures de conformiteacute approprieacutees afin de garantir le bon fonctionnement des divers appareils doteacutes drsquointerfaces USB Les produits portant le logo USB doivent passer ce test de conformiteacute
Pour assurer le succegraves de la preacuteparation au test de conformiteacute effectueacute par un laboratoire drsquoessai certifieacute des solutions de test USB automatiseacutees pour le laboratoire sont requises
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Test de dispositifs
HS ElectricalTest Tool
USB-Host
USB-Device -Hub(DUT)
Test Fixture Board (HS Device SQ Test) USBUSB
LAN
D+ DndashSonde
USB 20ComplianceTest
Test USB Sondes
Device Host HubDiffeacuteren-tielles
Reacutefeacutereacutees agrave la masse
High-speed-Tests
Signal Quality (SQ) bull bull bull 1
Packet Parameter bull bull bull 1
Chirp Timing bull bull bull 2 actives ou passives
SuspendResumeReset bull bull bull 2 actives
J K SEO_NAK Levels bull bull bull 2 actives
Receiver Sensitivity (2 voies geacuteneacuterateur requises)
bull bull 1
Hub Jitter bull 1
HS Repeater bull 1 2 actives
Full-speed-Test
Full-speed SQ bull bull bull 3 actives ou passives
Low-speed-Test
Low-speed SQ bull bull bull 2 actives ou passives
Legacy-TestsInrush Current (avec pince de courant)
bull bull
Back Voltage bull bull 3 actives
Host drop bull 2 actives
Host droop bull 2 actives ou passives
Fig 1 Tests de conformiteacute geacutereacutes par lrsquooption logicielle RampSregRTO-K21 et
les compleacutements requis
Solution automatiseacutee de RohdeampSchwarz pour tests de conformiteacuteLa haute preacutecision du RampSregRTO est un excellent preacutealable agrave lrsquoobtention de reacutesultats fiables en matiegravere de tests de conformiteacute Les oscilloscopes RampSregRTO1024 (2 GHz de bande passante) ou RampSregRTO1044 (4 GHz de bande pas-sante) sont particuliegraverement approprieacutes pour reacutealiser de tels tests sur les interfaces USB 20 en mode HS Avec le logiciel RampSregScopeSuite de RohdeampSchwarz lrsquoutilisateur dispose drsquoun outil qui le guide agrave chaque eacutetape des tests de conformiteacute configure lrsquooscilloscope reacutealise les mesures en automatique et regroupe clairement les reacutesultats dans un protocole de mesure Lrsquooption logicielle associeacutee RampSregRTO-K21 inclut les tests de conformiteacute USB 20 pour les peacuteripheacuteriques concen-trateurs et hocirctes USB (fig 1) Pour relier le dispositif sous test (DUT) agrave lrsquooscilloscope RohdeampSchwarz propose le Test Fix-ture Set RampSregRT-ZF1 qui peut ecirctre utiliseacute pour les tests de qualiteacute sur signaux USB 20 et les anciens tests (legacy tests) sur les interfaces USB 11 et USB 10
Montage de testLe montage de test deacutepend du type de dispositif USB agrave tester (peacuteripheacuterique hocircte ou hub) et du mode de vitesse seacutelectionneacute pour le test de conformiteacute Les Test Fixture Boards (Signal Fig 2 Montage de test pour HS Device Signal Quality (SQ) Test
Fig 3 Guide illustreacute de la seacutequence de test Device HS Mode Signal
Quality Test avec Test Fixture Set RampSregRT-ZF1
Quality Board et Load Board) comprennent des sections dif-feacuterentes pour chacun des tests La figure 2 illustre le scheacutema fonctionnel du montage de test pour les HS Device Signal Quality (SQ) Tests Le logiciel RampSregScopeSuite fonctionne sur un PC qui commande le RampSregRTO Lrsquooscilloscope est relieacute au DUT via une sonde diffeacuterentielle et la Test Fixture Board Le DUT est mis dans les conditions drsquoessai correspondants agrave lrsquoaide du logiciel USB-IF laquo HS Electrical Test Tool raquo lequel doit ecirctre exeacutecuteacute sur un PC seacutepareacute eacutetant donneacute qursquoil reconfigure la pile USB pendant le fonctionnement
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INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Fig 4 Forme drsquoonde lors du HS Signal Quality Test
Exeacutecution rapide et en toute seacutecuriteacute des eacutetapes de test avec le logiciel RampSregScopeSuite Le logiciel RampSregScopeSuite commande la configuration de mesure et le deacuteroulement de mesure de lrsquooscilloscope RampSregRTO via lrsquointerface LAN Avant le deacutebut des tests tous les paramegravetres utilisateur les configurations du montage de test et les deacutefinitions de protocole de mesure peuvent ecirctre deacutetermineacutes et adapteacutes individuellement aux limites de test speacutecifiques agrave la norme avec lrsquoeacutediteur de limites Ce logi-ciel guide lrsquoutilisateur tout au long des eacutetapes des tests de conformiteacute choisis en tenant compte du montage de mesure Des instructions deacutetailleacutees accompagneacutees drsquoillustrations faci-litent le positionnement correct des sondes sur le Test Fixture et le DUT (fig 3)
Un test typique commence par la configuration du mode de test pour le DUT avec le HS Electrical Test Tool Le DUT trans-met ensuite les signaux de test speacutecifiques lesquels sont enregistreacutes par lrsquooscilloscope (fig 4) puis transfeacutereacutes au logi-ciel RampSregScopeSuite pour eacutevaluation Ce dernier utilise le logi-ciel drsquoanalyse officiel USB-IF Electrical Test Tool pour analyser les reacutesultats
Le logiciel RampSregScopeSuite permet de reacutealiser la seacutequence de test de maniegravere extrecircmement flexible Lrsquoutilisateur peut par exemple reacutepeacuteter agrave volonteacute des sceacutenarios de test pour le deacutebo-gage ou les essais de stabiliteacute gracircce agrave la fonction laquo Repeat ndash Keep Previous raquo (fig 5) Tous les reacutesultats sont alors consigneacutes dans un rapport de mesure Si lrsquoutilisateur commet une erreur lors de lrsquoexeacutecution du test comme par exemple une sonde mal brancheacutee ou une mauvaise configuration du mode de test avec le HS Electrical Test Tool il peut infirmer le reacutesultat et reacutepeacuteter le sceacutenario de test en utilisant le laquo Repeat ndash Discard Previous raquo
Les rapports deacutetailleacutes documentent les seacutequences de testLa documentation deacutetailleacutee des reacutesultats de mesure constitue non seulement une partie essentielle drsquoun test de conformiteacute mais contribue eacutegalement de faccedilon significative au deacutebogage et agrave lrsquoeacutechange de donneacutees entre collegravegues et clients Le logi-ciel RampSregScopeSuite propose pour cela tout un reacutepertoire de fonctionnaliteacutes A titre drsquoexemple les reacutesultats de test PassFail sont documenteacutes soit par des deacutetails de valeurs de mesure soit par des captures drsquoeacutecran Ce logiciel permet eacutegalement drsquoadjoindre de nouveaux tests agrave une seacutequence drsquo essais interrompue de faccedilon agrave ce que tous les reacutesultats soient disponibles dans un rapport (fig 6) Les rapports peuvent eacutegalement ecirctre creacuteeacutes ulteacuterieurement et PDF RTF et HTML sont disponibles en tant que formats de sortie
Guido Schulze
Fig 5 Seacutequenceur de test flexible
Fig 6 Les rap-
ports peuvent
ecirctre configureacutes
de faccedilon deacutetail-
leacutee reacutesultats
numeacuteriques
et diagramme
de lrsquoœil avec
test de gabarit
(masque)
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellitesQursquoil srsquoagisse de reacutealiser des mesures sur les liaisons de donneacutees VHF de systegravemes de renforcement au sol
GBAS (Ground Based Augmentation System) les installations au sol ILS conventionnelles ou les systegravemes
VOR lrsquoanalyseur RampSregEVS300 ILSVOR capable de fonctionner sur batterie maicirctrise parfaitement ces
tacircches dans les airs comme au sol et se preacutesente comme un testeur tout-en-un dans les domaines de la
navigation terrestre et de la navigation par satellite renforceacutee par stations au sol
GBAS ndash le nouveau systegraveme drsquoaide agrave lrsquoatterrissageLes systegravemes analogiques ILS (systegraveme drsquoatterrissage aux ins-truments) sont utiliseacutes depuis des deacutecennies comme des sys-tegravemes drsquoapproche de preacutecision Lrsquoorganisme de gestion du trafic aeacuterien allemand (DFS) utilise agrave Brecircme depuis deacutebut 2012 un Ground Based Augmentation System homologueacute sous forme de modegravele par lrsquoOffice feacutedeacuteral de la seacutecuriteacute aeacuterienne permettant pour la premiegravere fois de reacutealiser des approches de preacutecision de la cateacutegorie CAT I Agrave cet effet des donneacutees de correction de deux agrave quatre reacutecepteurs GPS de reacutefeacuterence dont la position a eacuteteacute mesureacutee avec preacutecision sont reccedilues via une liaison de donneacutees VHF (D8PSK 108025 MHz agrave 11795 MHz) par des reacutecepteurs multi-mode agrave bord de lrsquoavion
Ces installations doivent fonctionner en toute seacutecuriteacute et en toutes circonstances dans les limites fixeacutees par lrsquoOACI Ce sont lagrave de nouveaux deacutefis que les fournisseurs de services doivent relever dans le monde entier lesquels auront dans les pro-chaines anneacutees agrave geacuterer et agrave qualifier une diversiteacute de techno-logies nouvelles et conventionnelles dans les airs comme au sol Le RampSregEVS300 est le testeur polyvalent tout indiqueacute pour cette tacircche car avec lrsquooption RampSregEVS-K9 il permet de reacuteali-ser non seulement lrsquoeacutevaluation meacutetrologique des eacutequipements analogiques mais eacutegalement lrsquoanalyse des installations GBAS
Mesures preacutecises avec une grande reproductibiliteacutetLrsquooption RampSregEVS-K9 mesure le niveau et la freacutequence des signaux GBAS dans la gamme VHF avec la plus haute preacuteci-sion La mesure de la puissance sur toute la longueur de piste (mesure au sol) ainsi que les mesures en vol revecirctent la plus
grande importance pour lrsquoeacutevaluation des installations Dans les deux cas drsquoutilisation le RampSregEVS300 fournit des valeurs hautement preacutecises Outre la mesure des paramegravetres de signaux analogiques il deacutetermine eacutegalement le contenu des donneacutees utiliseacutees par les avions en approche pour corriger lrsquoatterrissage assisteacute par GPS Ainsi lrsquoutilisateur peut examiner notamment le GBAS ID le Message Block Identifier ainsi que le Final Approach Segment Data Block (FAS DB) sur eacutecran ou via teacuteleacutecommande sur PC
Le RampSregEVS300 fournit de maniegravere efficace la preuve du bon fonctionnement des systegravemes drsquoapproche de preacutecision modernes et contribue agrave assurer la seacutecuriteacute maximum du transport aeacuterien
Klaus Theiszligen
Vue drsquoensemble de lrsquointervalle de temps GBAS (en haut) et donneacutees GBAS
deacutecodeacutees pour une approche drsquoatterrissage
Analyseur ILSVOR
RampSregEVS300
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INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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Analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW le haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHzLes deux nouveaux analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW43 et RampSregFSW50 offrent deacutesormais
les caracteacuteristiques exceptionnelles de la famille RampSregFSW dans la gamme des hyperfreacutequences jusqursquoagrave
50 GHz excellentes performances RF avec le meilleur bruit de phase actuellement disponible et un bruit
propre exceptionnellement bas de larges bandes passantes drsquoanalyse et les avantages drsquoun eacutecran tactile
Des meacutelangeurs drsquoharmoniques eacutetendent leur gamme de freacutequences jusqursquoagrave 110 GHz et au-delagrave
De meilleures performances en micro-ondes pour utilisateurs exigeantsDes mesures sur composants et systegravemes hyperfreacutequences pour eacutequipements radar ou faisceaux hertziens sont les appli-cations typiques des nouveaux modegraveles RampSregFSW43 et RampSregFSW50 (fig 1) Les exigences eacuteleveacutees en matiegravere de bruit de phase sur lrsquoappareil de mesure sont ici la norme comme par exemple pour le deacuteveloppement drsquooscillateurs locaux pour eacutemetteurs radar ou systegravemes de communication pour des mesures sur spectres denseacutement occupeacutes avec des
niveaux de signal tregraves diffeacuterents ou de la puissance eacutemise dans les canaux adjacents des systegravemes de faisceaux hert-ziens Si les modegraveles RampSregFSW preacuteceacutedents se sont deacutejagrave dis-tingueacutes avec les meilleures performances au niveau mon-dial les deux nouveaux modegraveles preacutesentent eacutegalement des valeurs que sont mecircme loin drsquoatteindre de nombreux geacuteneacutera-teurs de signaux agrave savoir ndash117 dBc (1 Hz) agrave 40 GHz avec un eacutecart de 10 kHz agrave la porteuse Agrave lrsquoinstar des autres modegraveles RampSregFSW ils atteignent agrave 1 GHz une valeur typique de ndash137 dBc (1 Hz)
Fig 1 Avec ses performances eacuteleveacutees lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSW reacutepond parfaite-
ment agrave la demande des utilisateurs exigeants Son faible bruit de phase sa large bande passante drsquoanalyse
de signaux et son mode drsquoutilisation convivial aident agrave la reacutealisation rapide et aiseacutee des tacircches de mesure
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Fig 2 Plancher de
bruit du RampSregFSW43
jusqursquoagrave 43 GHz avec
preacuteamplificateur
deacutesactiveacute (en jaune)
et activeacute (en bleu)
Faible bruit propre et haute dynamique sont les condi-tions preacutealables agrave la reacutealisation des mesures de rayon-nements non essentiels Lagrave aussi ces nouveaux analy-seurs excellent par leurs valeurs remarquables Prenons par exemple le RampSregFSW43 avec un plancher de bruit de ndash144 dBm (1 Hz) typique agrave 40 GHz et ou de ndash164 dBm avec
un preacuteamplificateur connecteacute il mesure des niveaux de signal faibles avec un bon rapport signal bruit et donc avec une incertitude reacuteduite (fig 2) Cependant ces mesures doivent souvent ecirctre reacutealiseacutees avec des bandes passantes de reacutesolu-tion tregraves eacutetroites pour reacuteduire le bruit propre et gagner ainsi un eacutecart suffisant par rapport aux limites agrave veacuterifier Avec les
Fig 3 La fonction de
mesure pour rayonne-
ments non essentiels
effectue les mesures
selon les gammes de
freacutequences deacutetermi-
neacutees avec diffeacuterents
paramegravetres repreacutesen-
teacutes clairement dans
un tableau
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INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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analyseurs conventionnels cela allonge consideacuterablement la dureacutee de mesure en particulier lorsqursquoune large plage de freacute-quences doit ecirctre analyseacutee Le RampSregFSW atteint ici en mode de balayage FFT des vitesses de rafraicircchissement de mesures eacuteleveacutees mecircme avec simultaneacutement des bandes passantes de reacutesolution reacuteduites et de larges spans Les recherches de rayonnements non essentiels auparavant fastidieuses sont deacutesormais effectueacutees tregraves rapidement [1]
La fonction Spurious Emissions gegravere la mesure des rayon-nements non essentiels Il suffit pour cela drsquoentrer dans un tableau les paramegravetres neacutecessaires correspondant aux diffeacute-rentes plages de freacutequences (fig 3) Le RampSregFSW effectue le traitement de ce tableau dans un seul balayage de freacutequence et indique les rayonnements non essentiels deacutetecteacutes ainsi que leur eacutecart par rapport agrave la limite Cela facilite la possibiliteacute de travailler avec diffeacuterentes bandes passantes de reacutesolution en fonction de la gamme de freacutequences ou eacutegalement drsquooptimi-ser individuellement les reacuteglages de niveau (fig 4)
Analyse des signaux jusqursquoagrave 110 GHz et au-delagrave en toute seacutecuriteacuteLrsquoimportance des bandes de freacutequences supeacuterieures agrave 50 GHz voire 67 GHz a augmenteacute ces derniegraveres anneacutees et des appli-cations commerciales par exemple agrave 77 GHz (radar automo-bile) et 85 GHz (faisceaux hertziens) sont progressivement reacutealiseacutees Il existe en outre de plus en plus de normes qui exigent des mesures de rayonnements non essentiels jusqursquoagrave 110 GHz ou au-delagrave
Les signaux se situant en dehors de la limite de freacutequence supeacuterieure des trois modegraveles sont geacuteneacuteralement analyseacutes agrave lrsquoaide de meacutelangeurs drsquoharmoniques externes qui peuvent ecirctre utiliseacutes avec lrsquooption de meacutelange externe RampSregFSW-B21 pour les modegraveles RampSregFSW26 43 50 Cette option four-nit les connexions requises pour OL (oscillateur local) et le signal FI (freacutequence intermeacutediaire) RohdeampSchwarz pro-pose eacutegalement les meacutelangeurs drsquoharmoniques RampSregFS-Z60 Z75 Z90 Z110 qui couvrent complegravetement les freacutequences de 40 GHz agrave 110 GHz La reacuteponse en freacutequence individuelle et la perte de conversion sont enregistreacutees en quelques pres-sions de touches agrave partir drsquoune cleacute USB Mais lrsquoopeacuteration ne se limite pas aux meacutelangeurs de RohdeampSchwarz car le RampSregFSW peut ecirctre utiliseacute avec drsquoautres meacutelangeurs de types diffeacuterents Il prend en charge aussi bien des meacutelangeurs agrave trois ports (ougrave lrsquoentreacutee OL et la sortie FI se situent sur des connexions seacutepareacutees) qursquoun meacutelangeur agrave deux ports (avec lrsquoentreacutee OL et la sortie FI sur une connexion partageacutee) le diplexeur neacutecessaire au fonctionnement est inteacutegreacute dans lrsquoop-tion RampSregFSW-B21 Lrsquoanalyseur prend en charge les rangs drsquoharmoniques gt 100 de sorte que des signaux jusqursquoagrave 11 THz peuvent ecirctre analyseacutes
Lors de lrsquoutilisation de meacutelangeurs drsquoharmoniques certains critegraveres doivent ecirctre respecteacutes Ils meacutelangent le signal agrave ana-lyser avec les harmoniques du signal de lrsquooscillateur local OL pour les convertir agrave la freacutequence intermeacutediaire Ces har-moniques sont produites dans le meacutelangeur mecircme ce qui signifie que plusieurs freacutequences OL sont toujours preacute-sentes et que le meacutelange ne srsquoeffectue pas uniquement avec
Fig 4 Reacutesultat drsquoune
mesure avec la fonc-
tion de mesure des
rayonnements non
essentiels (Spurious
Emissions)
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
lrsquoharmonique deacutesireacutee mais eacutegalement avec toutes les autres agrave savoir celles de rang infeacuterieur et de rang supeacuterieur Cela est mis en eacutevidence lors drsquoun balayage sur une large plage de freacutequence (span large) ougrave ces produits de meacutelange sont alors rendus visibles mais se situent sur des freacutequences erro-neacutees (fig 5) Si la freacutequence du signal agrave analyser nrsquoest pas connue il est important de deacuteceler parmi les signaux souvent
nombreux ceux qui correspondent aux signaux drsquointeacuterecirct et ceux correspondant aux signaux agrave reacuteponses multiples crsquoest agrave dire qui ont eacuteteacute geacuteneacutereacutes par meacutelange avec une harmo-nique indeacutesirable Cette tacircche est prise en charge par la fonc-tion Signal ID (identification de signal) laquelle marque les signaux agrave reacuteponses multiples et les masque le cas eacutecheacuteant (fig 6) Le mode de fonctionnement est deacutecrit dans [2]
Fig 5 La mesure
effectueacutee sur un
meacutelangeur drsquoharmo-
niques qui multiplie
un signal de 14 GHz agrave
85 GHz montre non
seulement le signal
reacuteel mais eacutegalement
de nombreux signaux
agrave reacuteponses multiples
Fig 6 Avec lrsquoidentifi-
cation de signal inteacute-
greacutee des signaux agrave
reacuteponses multiples
sont deacutetecteacutes et mas-
queacutes de sorte que
seuls les signaux reacuteels
sont repreacutesenteacutes
ACTUALITEacuteS 20813 41
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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Il est particuliegraverement important que la freacutequence OL soit aussi eacuteleveacutee que possible Cela reacuteduit non seulement le nombre des signaux agrave reacuteponse multiples afficheacutes mais eacutegale-ment le bruit de phase Dans le cas du RampSregFSW la gamme de freacutequence OL est tregraves eacuteleveacutee avec 765 GHz agrave 1745 GHz Ainsi une harmonique de rang infeacuterieur suffit pour analyser une gamme de freacutequences speacutecifique (75 GHz agrave 110 GHz par exemple n = 8 au lieu de n = 16)
Eacutetant donneacute que les meacutelangeurs drsquoharmoniques nrsquoont pas de seacutelection drsquoentreacutee la reacuteception de la freacutequence drsquoimage situeacutee agrave deux fois la freacutequence intermeacutediaire nrsquoest pas suppri-meacutee Ainsi des paires de signaux peuvent geacuteneacuteralement ecirctre observeacutees agrave lrsquoeacutecran Pour des signaux stationnaires et agrave bande relativement peu eacutetroite lrsquoidentification des signaux apporte eacutegalement ici une aide preacutecieuse Cette identification devient toutefois difficile pour les signaux non-stationnaires comme les signaux pulseacutes ou agrave modulation large bande actuellement souvent utiliseacutes dans la gamme des ondes millimeacutetriques en raison de la large plage de freacutequences disponible comme par exemple les radars FMCW pour les applications automo-biles ou les faisceaux hertziens dans la bande 80 GHz Dans ces sceacutenarios de mesure et bien drsquoautres ougrave lrsquoidentification de signal eacutechoue une freacutequence intermeacutediaire eacuteleveacutee est par-ticuliegraverement importante On obtient ainsi mecircme sans rou-tine drsquoidentification une large gamme de freacutequences eacutevidente sans affichage de reacuteponse multiples ni de signaux agrave la freacute-quence drsquoimage Dans le cas du RampSregFSW la FI se situe agrave 13 GHz soit beaucoup plus eacuteleveacutee que sur la plupart des ana-lyseurs disponibles dans le commerce (ougrave elle se situe sou-vent agrave quelques centaines de meacutegahertz) Ainsi le spectre des signaux agrave bande passante jusqursquoagrave 26 GHz peut ecirctre clai-rement analyseacute
Commande de geacuteneacuterateurs externe RampSregFSW-B10La commande de geacuteneacuterateur externe RampSregFSW-B10 trans-forme le RampSregFSW en un analyseur de reacuteseau scalaire A cet effet elle pilote des geacuteneacuterateurs de signaux tels que le RampSregSMB et le RampSregSMF mais eacutegalement des appareils drsquoautres constructeurs de faccedilon agrave ce que ces appareils fonctionnent en tant que geacuteneacuterateurs de poursuite (trac-king) Ainsi les mesures de transmission peuvent ecirctre effec-tueacutees directement Un pont ROS ou un coupleur direction-nel est encore neacutecessaire pour les mesures de reacuteflexion
(scalaires) Le RampSregFSW offre des fonctions de normalisa-tion pour la transmission et la reacuteflexion afin de compenser la reacuteponse en freacutequence des liaisons de raccordements Lrsquoutili-sation de geacuteneacuterateurs externes permet de reacutealiser aiseacutement des mesures agrave conversion de freacutequence et le RampSregFSW peut mecircme ecirctre configureacute pour des multiplicateurs ou diviseurs
Mesure du temps de propagation de groupe avec lrsquoanalyseur de signauxCette tacircche traditionnellement attribueacutee aux analyseurs de reacuteseau peut ecirctre effectueacutee par le RampSregFSW agrave lrsquoaide drsquoun signal multi-porteuse dans lequel toutes les porteuses ont le mecircme eacutecart de freacutequence Le RampSregFSW mesure avant et apregraves un objet sous test les phases de porteuse et agrave par-tir de la diffeacuterence constateacutee calcule le gain ou la perte drsquoin-sertion ainsi que le temps de propagation de groupe Cette fonction est alors particuliegraverement inteacuteressante lorsque dans un systegraveme de mesure un analyseur de reacuteseau nrsquoa eacuteteacute plani-fieacute que pour la mesure du temps de propagation de groupe Si de plus le RampSregFSW se charge de cette tacircche de mesure la mise en œuvre et le cacircblage drsquoun systegraveme de test srsquoen trouvent faciliteacutes (voir article page 43)
ConclusionAvec le RampSregFSW43 RampSregFSW50 et lrsquooption RampSregFSW-B21 les excellentes caracteacuteristiques RF de la famille RampSregFSW y compris leurs larges bandes passantes drsquoanalyse et leurs fonctions drsquoanalyse innovantes sont deacutesormais eacutegalement disponibles pour les utilisateurs travaillant dans le domaine des hyperfreacutequences
Herbert Schmitt
Bibliographie[1] Application Note 1EF80 de RohdeampSchwarz laquo Speed Considerations for Spurious
Level Measurements with Spectrum Analyzers raquo[2] Application Notes 1EF43 (laquo Frequency Range Extension of Spectrum Analyzers
with Harmonic Mixers raquo) et 1EF75 (laquo Using Harmonic External Mixers To Extend the Frequency Range raquo)
Toutes les notes drsquoapplication sont disponibles au teacuteleacutechargement sur Internet
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bandeLes mesures de temps de propagation de groupe permettent de deacuteterminer les distorsions de phase dans un
systegraveme de transmission distorsions qursquoil convient de reacuteduire le plus possible Pour cette tacircche critique lors
de la conception et du test de systegravemes de communication complexes dans la technologie des satellites par
exemple Rohde amp Schwarz propose un appareil de mesure complet lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption RampSregFSW-K17
Fig 1 Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption
de mesure de temps de propagation de groupe RampSregFSW-K17 Lrsquoassocia-
tion drsquoun faible bruit de phase drsquoune plus grande bande passante drsquoana-
lyse et drsquoune interface utilisateur drsquoavant-garde fait du RampSregFSW un ins-
trument de mesure unique dans sa cateacutegorie Lorsqursquoil est doteacute de lrsquoex-
tension de bande passante RampSregFSW-B160 il permet drsquoeffectuer des
mesures de temps de propagation de groupe sur une largeur de bande
pouvant atteindre 160 MHz
Des performances qui vous seacuteduiront gracircce au proceacutedeacute multiporteusesPour deacutefinir la qualiteacute drsquoune voie de transmission lrsquoenregis-trement des distorsions de phase et drsquoamplitude est deacutetermi-nant En effet la deacuteteacuterioration du rapport signalbruit autre-ment dit lrsquoaugmentation du taux drsquoerreurs binaire cocircteacute reacutecep-teur est directement lieacutee aux deacuteformations de signaux reacutesul-tant de ces distorsions
Deacutetermineacute agrave lrsquoaide drsquoanalyseurs de reacuteseau vectoriels le temps de propagation de groupe est geacuteneacuteralement utiliseacute comme une mesure de la distorsion de phase Gracircce agrave lrsquooption RampSregFSW-K17 deacutedieacutee au temps de propagation de groupe multiporteuses (Multicarrier Group Delay) il est deacutesormais possible drsquoeffectuer de maniegravere complegravete cette mesure essen-tielle avec lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSW (fig 1) Utilisant un proceacutedeacute multiporteuses la nouvelle appli-cation seacuteduit par des performances impressionnantes mesures des temps de propagation de groupe de haute preacutecision avec une incertitude de mesure de seulement plusmn300 ps
cycle de test tregraves rapide mesures relatives et absolues des temps de propagation de groupe
mesures sur une tregraves large bande passante (jusqursquoagrave 160 MHz) mesures simples reacutealisables agrave distance application drsquoutilisa-tion intuitive
Outre lrsquoeacutevaluation du temps de propagation de groupe lrsquoaf-fichage de la distorsion drsquoamplitude est eacutegalement possible Lrsquooption RampSregFSW-K17 permet ainsi drsquoeffectuer une analyse complegravete des distorsions lineacuteaires du signal
Simpliciteacute et rapiditeacuteLa figure 2 illustre le montage de mesure du temps de pro-pagation de groupe Un geacuteneacuterateur de signaux (de la famille RampSregSMx par exemple) geacutenegravere un signal multiporteuses dans la gamme de freacutequences consideacutereacutee Lrsquoutilisation de signaux multiporteuses agrave large bande permet de deacuteterminer rapidement le temps de propagation de groupe sur lrsquoen-semble de la gamme de freacutequence Le signal multiporteuses est caracteacuteriseacute par la freacutequence centrale lrsquoeacutecart entre por-teuses et la bande passante drsquoanalyse Ces paramegravetres sont entreacutes dans la boicircte de dialogue de configuration de lrsquo option RampSregFSW-K17 Ces informations suffisent agrave lrsquoapplication pour deacuteterminer et reacutegler automatiquement tous les autres para-megravetres notamment la dureacutee adeacutequate de mesure garantis-sant un compromis raisonnable entre niveau de preacutecision eacuteleveacute et rapiditeacute de mesure
On procegravede tout drsquoabord agrave un eacutetalonnage sans le disposi-tif sous test afin drsquoenregistrer les phases et les amplitudes de reacutefeacuterence de chaque porteuse Les donneacutees de calibrage obtenues peuvent ecirctre aiseacutement stockeacutees sous forme de fichier consultable agrave tout moment Cela permet de gagner du
ACTUALITEacuteS 20813 43
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cedilFSW avec lrsquooption cedilFSW-K17Geacuteneacuterateur Calibrage de reacutefeacuterence1
Mesure du temps de propagation de groupe2
DUT
f
|A(f)|Bande passante drsquoanalyse
Eacutecart entreporteuses
f
Phase
Freacutequencecentrale
44
temps pour les mesures suivantes et de passer rapidement drsquoun sceacutenario de mesure agrave lrsquoautre
Pour mesurer le temps de propagation de groupe le signal multiporteuses est enregistreacute agrave la sortie du dispositif sous test Agrave partir de la diffeacuterence de phase entre le signal de reacutefeacute-rence et la moyenne du signal mesureacute durant lrsquoessai lrsquoop-tion RampSregFSW-K17 deacutetermine le temps de propagation de groupe dans la plage de freacutequence des porteuses Et ce avec une preacutecision tregraves eacuteleveacutee pour un signal avec un eacutecart entre porteuses de 100 kHz et 601 porteuses (largeur de bande de 60 MHz) et une freacutequence centrale situeacutee entre 100 MHz et 6 GHz lrsquoincertitude de mesure du temps de propagation de groupe nrsquoest en effet que de plusmn300 ps
Les mesures relatives du temps de propagation de groupe ne prennent pas en compte le temps de propagation constant lieacute au dispositif sous test un temps qui agit sur toutes les com-posantes de freacutequence de la mecircme maniegravere et nrsquoentraicircne pas de modification de la forme du signal Dans certains cas tou-tefois le temps absolu de propagation de groupe peut srsquoaveacute-rer utile notamment pour le reacuteglage neacutecessiteacute par les deacuteca-lages de signaux sur deux canaux de transmission Lrsquooption RampSregFSW-K17 permet eacutegalement ce type de mesures Pour creacuteer une relation de phases absolue lrsquoentreacutee de deacuteclen-chement externe du RampSregFSW est activeacutee et relieacutee au geacuteneacute-rateur En prenant la valeur moyenne des temps de pro-pagation de groupe mesureacutes en continu il est eacutegalement possible drsquoobtenir lagrave encore une incertitude de mesure de seulement plusmn300 ps
Une utilisation intuitive gracircce agrave lrsquoeacutecran tactileAvec la nouvelle option les principaux paramegravetres agrave confi-gurer sont accessibles rapidement via une seule boicircte de
Fig 2 Montage de mesure du temps de propagation de groupe un geacuteneacuterateur de signaux creacutee un signal multiporteuses caracteacuteriseacute par la freacutequence
centrale lrsquoeacutecart entre porteuses et la bande passante drsquoanalyse Dans la phase de calibrage (Q) le signal est injecteacute directement sans le dispositif sous
test (DST) dans lrsquoappareil RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption RampSregFSW-K17 Lrsquoapplication enregistre la phase de reacutefeacuterence des porteuses Le temps de propa-
gation de groupe est ensuite mesureacute en incluant le DST (W)
dialogue (fig 3) En outre lrsquoutilisateur peut facilement confi-gurer le format de lrsquoeacutecran en fonction de ses propres exi-gences Sur lrsquoeacutecran tactile grand format du RampSregFSW les dif-feacuterents graphiques de lrsquoapplication de temps de propagation de groupe favorisent un flux de travail intuitif et offrent une preacutesentation claire des reacutesultats (fig 4)
De multiples applications pour les techniques de mesures sur satellitesLa technologie satellitaire srsquoappuie sur des techniques de transmission complexes une grande largeur de bande et
Fig 3 La boicircte de dialogue de configuration de lrsquooption
RampSregFSW-K17 affiche lrsquoensemble des paramegravetres deacutetermi-
nants pour la mesure du temps de propagation de groupe
Une fois les paramegravetres de freacutequence centrale drsquoeacutecart entre
porteuses et de bande passante drsquoanalyse configureacutes la
mesure peut commencer
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Fig 4 Visualisation optimale
exemple de mesure drsquoun signal
au niveau drsquoun dispositif sous test
(DST) avec ses caracteacuteristiques
de bande passante Lrsquoutilisateur
peut voir lrsquoamplitude et la phase
du signal multiporteuses appliqueacute
(fenecirctres 1 et 2) Outre le signal
sortant du DST on peut agrave tout
moment afficher les signaux de
reacutefeacuterence obtenus lors du calibrage
(fenecirctres 3 et 4) En comparant
le signal de reacutefeacuterence et le signal
mesureacute lrsquooption RampSregFSW-K17
fournit la fonction de transfert don-
nant la valeur de distorsion drsquoam-
plitude (fenecirctre 5) ainsi que le
temps de propagation de groupe
donnant la valeur de distorsion de
phase (fenecirctre 6)
lrsquoexploitation efficace des canaux autant de critegraveres qui rendent obligatoire la mesure de nombreux paramegravetres deacuteter-minants pour la qualiteacute Dans ce cadre la mesure du temps de propagation de groupe pour lrsquoanalyse des distorsions de phases revecirct une importance toute particuliegravere De par sa polyvalence lrsquooption RampSregFSW-K17 peut ecirctre utiliseacutee dans les applications les plus varieacutees notamment pour la fabrication de reacutepeacuteteurs de satellite ou de stations de base complegravetes Ainsi pour eacuteviter toute distorsion dans la transmission des signaux la courbe drsquoamplitude doit ecirctre plate et la courbe de phase lineacuteaire Pour que les systegravemes puissent reacutepondre au mieux agrave ces conditions des mesures sont reacutealiseacutees avec lrsquoop-tion RampSregFSW-K17 et les circuits de compensation dimen-sionneacutes en conseacutequence drsquoapregraves les reacutesultats obtenus La mecircme proceacutedure est utiliseacutee dans bien drsquoautres applications notamment pour les mesures concernant des modules desti-neacutes agrave des applications radar
Pour que le systegraveme de transmission drsquoun satellite puisse ecirctre exploiteacute sans perte de performance des tests de charge utile doivent ecirctre reacutealiseacutes avant la mise en service Dans de nombreux cas il est neacutecessaire de mesurer le signal drsquoori-gine dans une autre gamme de freacutequence suite agrave la preacutesence drsquoeacuteleacutements de transmission qui convertissent la freacutequence Lrsquooption RampSregFSW-K17 peut ecirctre eacutegalement utiliseacutee pour de telles mesures La configuration de lrsquoapplication est on ne peut plus simple apregraves calibrage sur la base de la freacutequence drsquoorigine il suffit de modifier un paramegravetre (la freacutequence cen-trale) dans lrsquoapplication pour effectuer la mesure Lrsquooption RampSregFSW-K17 eacutetablit automatiquement la relation entre les porteuses de reacutefeacuterence du signal multiporteuses et le signal de mesure dont la freacutequence a eacuteteacute transposeacutee
Pour les tests de charge utile la vitesse de mesure a un rocircle essentiel Ici encore lrsquooption RampSregFSW-K17 srsquoavegravere tregraves utile Pour reacutealiser lrsquoanalyse relative du temps de propagation de groupe en large bande sur une bande passante drsquoanalyse de 160 MHz avec un eacutecart entre porteuses de 200 kHz (800 porteuses) 350 ms suffisent agrave lrsquoapplication Pour un eacutecart de 1 MHz (160 porteuses) il ne lui faut plus que 80 ms Le seul eacuteleacutement significatif pour lrsquoanalyse eacutetant la relation de phase entre le calibrage de reacutefeacuterence et la mesure on peut optimiser le facteur de crecircte au niveau du geacuteneacuterateur Un signal multi-porteuses avec un faible facteur de crecircte ameacuteliore le rapport signalbruit (SNR) au cours de lrsquoanalyse du temps de propaga-tion de groupe et preacuteserve le dispositif sous test
ConclusionLrsquooption RampSregFSW-K17 permet de reacutealiser des mesures preacute-cises des caracteacuteristiques de distorsion dans les systegravemes de transmission Le temps de propagation de groupe repreacute-sentant la valeur de la distorsion de phase peut ecirctre mesureacute de maniegravere absolue et relative Gracircce agrave une extrecircme simpli-citeacute drsquoutilisation une grande rapiditeacute de mesure et un niveau de preacutecision eacuteleveacute lrsquoapplication est tregraves performante dans la pratique Elle eacutelargit lrsquoeacuteventail deacutejagrave riche des possibiliteacutes de mesure de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux haut de gamme RampSregFSW En association avec des geacuteneacuterateurs de signaux tels que RampSregSMU ou RampSregSMBV Rohde amp Schwarz propose ainsi une offre complegravete pour lrsquoanalyse des temps de propagation de groupe
Josef Zwack
ACTUALITEacuteS 20813 45
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
46
Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterificationDifficile de reacutepondre agrave la question de savoir quelle est la preacutecision des reacutesultats de mesure apregraves calibrage drsquoun
analyseur de reacuteseau de nombreux facteurs contribuant en effet agrave lrsquoincertitude de mesure Mais une reacuteponse
rapide et surtout fiable peut ecirctre apporteacutee gracircce au logiciel et aux kits de veacuterification de RohdeampSchwarz
Quelle est la qualiteacute de calibrage Apregraves un calibrage la preacutecision de lrsquoanalyseur reacuteseau lui-mecircme est bien eacutevidemment deacuteterminante pour lrsquoincertitude de mesure mais pas seulement car le kit de calibrage et les cordons utiliseacutes exercent eacutegalement une influence non neacutegligeable Pour obtenir une indication sur la qualiteacute du calibrage ou bien sur la preacutecision de mesure certains utilisa-teurs peuvent succomber agrave la tentation de reconnecter les eacutetalons apregraves le calibrage Il srsquoagit lagrave cependant drsquoune illusion car mecircme les eacutetalons drsquoun autre kit de calibrage ne peuvent fournir aucune information sur lrsquoincertitude reacuteelle et donnent tout au plus une indication sur lrsquoefficaciteacute du calibrage Seule la comparaison avec des mesures reacutealiseacutees sur des disposi-tifs appeleacutes laquo eacutetalons de veacuterification raquo dont les caracteacuteristiques ont eacuteteacute minutieusement releveacutees par le constructeur permet drsquoobtenir une information preacutecise sur lrsquoincertitude de mesure absolue apregraves un calibrage
Veacuterification des donneacutees systegraveme effectives avec un Teacute symeacutetriqueLa meacutethode de veacuterification drsquoun calibrage la plus simple consiste agrave mesurer un Teacute symeacutetrique avec preacutecision par exemple le T-Checker de RohdeampSchwarz (fig 1) dont les paramegravetres S sont relieacutes entre eux avec un rapport deacuteter-mineacute et calculeacutes apregraves calibrage avec le T-Checker connecteacute Lrsquoeacutevaluation indique lrsquoeacutecart par rapport au reacutesultat theacuteorique escompteacute et fournit une indication sur la qualiteacute du calibrage Lrsquoutilisation du T-Checker est recommandeacutee pour les applica-tions de laboratoire habituelles ou en production car seule la connexion de cet eacutetalon est requise pour obtenir rapidement une indication sur la qualiteacute du calibrage
Lorsqursquoil srsquoagit de haute preacutecision kits de veacuterification de RohdeampSchwarzPour deacuteterminer lrsquoincertitude de mesure les reacutesultats les plus preacutecis sont obtenus avec des kits de veacuterification compo-seacutes de plusieurs eacutetalons Les kits de RohdeampSchwarz com-prennent un court-circuit macircle et un court-circuit femelle deacutecaleacutes ( Offset Short) une terminaison macircle et une termi-naison femelle deacutesadapteacutees (Mismatch) un affaiblisseur (Attenuator) et une traverseacutee directe agrave sauts drsquoimpeacutedance ( Stepped Through) Des lignes agrave air (Airline) difficiles agrave mani-puler sont deacutelibeacutereacutement eacuteviteacutees Tous ces eacutetalons de calibrage diffegraverent sensiblement des eacutetalons habituels tels que circuit ouvert (Open) court-circuit (Short) et terminaison (Match) car ils preacutesentent une impeacutedance diffeacuterente et peuvent par conseacute-quent ecirctre utiliseacutes comme eacutetalons de veacuterification Le labora-toire drsquoeacutetalonnage de RohdeampSchwarz accreacutediteacute par lrsquoorga-nisme national drsquoaccreacuteditation de la Reacutepublique feacutedeacuterale drsquoAl-lemagne (DakkS) reacutealise des mesures sur ces eacutetalons tous les 250 MHz et speacutecifie leurs valeurs drsquoincertitude de mesure
Fig 1 Le T-Checker de RohdeampSchwarz offre
un moyen de veacuterification du calibrage simple et
convivial
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Exemple dune eacutevaluation graphique
S21 mesureacute1319127600 Ndeg de seacuterie 101632 Incertitude de mesure
Freacutequence en GHz
5 10 15 20 25
Para
megravet
re d
etra
nsm
issi
on S
21 e
n dB
ndash397
ndash398
ndash399
ndash400
ndash401
Calcul de lrsquoincertitude de mesureLe logiciel RohdeampSchwarz VNAMUC (Vector Network Ana-lyzer Measurement Uncertainty Calculator fig 2) calcule lrsquoin-certitude de mesure theacuteorique escompteacutee (sans cacircble) Apregraves saisie par lrsquoutilisateur des informations sur le type les options et les configurations de lrsquoanalyseur RohdeampSchwarz ainsi que sur le kit de calibrage utiliseacute le logiciel fournit les reacutesultats et les repreacutesente sous forme graphique
Pour obtenir une indication preacutecise sur lrsquoincertitude de mesure reacuteelle des mesures doivent ecirctre reacutealiseacutees en connectant les eacutetalons du kit de veacuterification Les reacutesultats de ces mesures sont alors compareacutes aux reacutesultats de mesure documenteacutes de RohdeampSchwarz et eacutevalueacutes sous forme graphique Comme illustreacute en figure 3 les reacutesultats devraient se situer dans le gabarit de toleacuterances indiqueacute pour chaque eacutetalon
Fig 4 Eacutetalons du kit de veacuterifica-
tion RampSregZV-Z435 (de gauche agrave
droite) deux Offset Short deux
Mismatch un Atteacutenuateur et un
Stepped Through
Fig 3 Repreacutesentation graphique des reacutesultats de mesure de veacuterification
sur un atteacutenuateur de 40 dB
Fig 2 Le logiciel VNAMUC calcule lrsquoincertitude de mesure theacuteorique
escompteacutee
RohdeampSchwarz propose actuellement deux kits de veacuterifi-cation le RampSregZV-Z435 doteacute de connecteurs 35 mm pour des freacutequences jusqursquoagrave 265 GHz (fig 4) et le RampSregZV-Z470 doteacute de connecteurs N pour des freacutequences jusqursquoagrave 18 GHz Drsquoautres kits munis de systegravemes de connecteurs de 292 mm 24 mm et 185 mm seront disponibles prochainement Ces deux kits repreacutesentent ensemble avec le logiciel drsquoincerti-tude VNAMUC un outil indispensable permettant de deacutetermi-ner avec preacutecision lrsquoincertitude de mesure et reacutepondent clai-rement agrave la question poseacutee sur la preacutecision des reacutesultats de mesure apregraves un calibrage
Andreas Henkel
ACTUALITEacuteS 20813 47
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
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RampSregZNB analyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 portsLes tablettes et smartphones actuels gegraverent plusieurs bandes de freacutequence et offrent des fonctionnaliteacutes
comme Wi-Fi Bluetoothreg et GPS Les modules inteacutegreacutes agrave cet effet sont doteacutes de nombreux ports RF dont les
paramegravetres doivent ecirctre entiegraverement caracteacuteriseacutes Jusqursquoagrave huit ports RF peuvent ecirctre caracteacuteriseacutes par lrsquoana-
lyseur de reacuteseau 8 ports RampSregZVT Si ce nombre est plus eacuteleveacute ndash les composants de la nouvelle geacuteneacuteration
pouvant en effet avoir plus de 20 ports ndash il existe drsquoautres solutions que RohdeampSchwarz propose pour son
analyseur de reacuteseau RampSregZNB
Davantage de ports gracircce aux matricesCapaciteacute de caracteacuterisation de nombreux ports de test et faciliteacute drsquoutilisation ndash lrsquoanalyseur de reacuteseau RampSregZNB concilie ces deux exigences gracircce agrave lrsquoutilisation de matrices de com-mutation (fig 1) Augmenter le nombre de ports avec des matrices nrsquoest pas nouveau Ce qursquoil lrsquoest en revanche est que la commande de la matrice et le choix des paramegravetres de mesure soient directement effectueacutes par le firmware de lrsquoanalyseur de reacuteseau Avec les matrices de commutation actuellement proposeacutees par RohdeampSchwarz le nombre de ports de test du RampSregZNB peut ecirctre eacutetendu agrave 32 (fig 2)
ndash sans impacter son utilisation qui reste aussi conviviale et rapide que celle drsquoune uniteacute de base agrave deux ou quatre ports Ainsi par exemple le RampSregZNB deux ports avec la matrice de commutation RampSregZV-Z81 (modegravele 09) et ses deux entreacutees et neuf sorties (fig 3) devient un analyseur de reacuteseau 9 ports Un RampSregZNB 4 ports avec deux matrices doteacutees de deux entreacutees et 16 sorties peut eacutevoluer vers un analyseur 32 ports Ainsi eacutequipeacute lrsquoensemble des 1024 (32 times 32) paramegravetres S drsquoun objet sous test agrave 32 ports peut theacuteoriquement ecirctre caracteacuteriseacute en un seul passage
Fig 1 Analyse de reacuteseaux multiports avec le
RampSregZNB Avec la matrice de commutation
RampSregZV-Z81 (modegravele 66) jusqursquoagrave 16 ports de
test sont disponibles
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Matrice de commutation RampSregZV-Z81 Modegravele 09
B DVNA ports
Test ports
85 764321 9
SP3T SP3T SP3T SP3T SP3T
SP5T54321
SP5T54321
SP5T54321
SP5T54321
SP3T SP3T SP3T SP3T
Matrice de commutation
Entreacutees SortiesType commutateur
RampSregZV-Z81 Modegravele 05 2 5Full Crossbar eacutelectronique
Modegravele 09 2 9Full Crossbar eacutelectronique
Modegravele 66 2 16Full Crossbar eacutelectromeacutecanique
RampSregZV-Z82 Modegravele 10 4 10Full Crossbar eacutelectronique
Fig 2 Matrices de commutation actuellement disponibles chez
RohdeampSchwarz
Un RampSregZNB 4 ports est neacutecessaire pour reacutealiser des mesures de type
Full crossbar
La tenue en charge relativement faible des commutateurs eacutelectroniques dans les matrices nrsquoa permis jusqursquoici de reacutea-liser des mesures avec des niveaux de signal eacuteleveacutes ndash par exemple sur des amplificateurs de puissance ndash que de maniegravere limiteacutee Ce problegraveme peut deacutesormais ecirctre contourneacute en reliant une matrice doteacutee de deux entreacutees agrave un RampSregZNB 4 ports de sorte que les deux ports restants de lrsquoanalyseur avec leur puissance de sortie eacuteleveacutee de +15 dBm et leur grande capaciteacute de charge jusqursquoagrave +27 dBm demeurent dis-ponibles pour caracteacuteriser les composants actifs de lrsquoobjet sous test par exemple pour la mesure du point de compres-sion (fig 4) Cette configuration permet drsquoeacuteviter les commu-tateurs meacutecaniques lents couramment utiliseacutes jusqursquoici et en conseacutequence drsquoaugmenter par exemple la cadence en production car la vitesse de mesure eacuteleveacutee du RampSregZNB et le temps de commutation rapide du commutateur eacutelectro-nique des matrices raccourcissent de maniegravere significative les temps de mesure
Configuration plus simple que jamais ndash obtention des reacutesultats en trois eacutetapesContrairement aux solutions deacutejagrave disponibles sur le marcheacute la configuration la commande du montage ou la mesure ne requiegraverent ici ni logiciel suppleacutementaire ni macro-instructions Le RampSregZNB controcircle les matrices via une connexion LAN ou USB Une fois connecteacute au RampSregZNB le type de matrice et lrsquoattribution des numeacuteros de ports sont automatiquement deacutetecteacutes afin que lrsquoutilisateur puisse immeacutediatement com-mencer la reacutealisation des mesures Le grand eacutecran tactile agrave diagonale de 30 cm et le concept drsquoutilisation intuitif de lrsquoana-lyseur offrent une visualisation claire mecircme en preacutesence de nombreuses traces de mesure
Les paramegravetres S (symeacutetriques et asymeacutetriques) ainsi que les paramegravetres drsquoonde et leurs rapports respectifs sont seacutelec-tionneacutes directement via lrsquointerface utilisateur dans les analy-seurs de reacuteseau RampSregZNB agrave 2 et 4 ports puis afficheacutes Cela
Fig 4 Systegraveme de mesure 11 ports avec deux ports RampSregZNB comme
ports de test suppleacutementaires
Fig 3 Matrice de commutation RampSregZV-Z81 modegravele 09 avec deux
entreacutees et neuf sorties
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INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
50
deacutemontre ici lrsquoavantage du concept drsquoutilisation reacutesolument conccedilu pour des applications agrave ports multiples Les indices des paramegravetres S ou les puissances peuvent ecirctre directement entreacutes agrave partir du clavier numeacuterique de sorte que chaque para-megravetre peut ecirctre seacutelectionneacute en un maximum de trois eacutetapes mecircme avec des objets sous test agrave nombreux ports (fig 5)
Calibrage ndash simple et rapideIl est indispensable notamment lorsqursquoon utilise des matrices de proceacuteder agrave un calibrage avant drsquoeffectuer les mesures afin drsquoeacuteliminer en prioriteacute lrsquoinfluence de lrsquoaffaiblissement des commutateurs sur les reacutesultats de mesure Le RampSregZNB pro-pose des meacutethodes de calibrage multiports manuelles qui neacutecessitent un minimum de connexions directes Le cali-brage reacutealiseacute avec des uniteacutes automatiques est neacuteanmoins recommandeacute afin de minimiser le nombre drsquoopeacuterations de vissage neacutecessaires et drsquoeacuteviter des proceacutedures de calibrages longues ainsi qursquoune usure preacutematureacutee des connecteurs et des eacutetalons de calibrage
RohdeampSchwarz propose agrave cet effet des uniteacutes de calibrage agrave deux quatre six ou huit ports (fig 7) Un nombre encore plus important de ports peut ecirctre calibreacute en connectant lrsquouniteacute de calibrage aux diffeacuterents ports de test Un assistant guide lrsquouti-lisateur en toute seacutecuriteacute agrave toutes les eacutetapes de la proceacutedure de calibrage (fig 6)
ConclusionLe RampSregZNB forme en combinaison avec les matrices un systegraveme de mesure drsquoanalyse de reacuteseaux fiable pour la carac-teacuterisation de modules et composants symeacutetriques et asymeacute-triques avec un maximum de 32 ports Le systegraveme se confi-gure quasi automatiquement Lrsquoutilisation et lrsquoeacutevaluation sont simples et intuitives mecircme pour un grand nombre de ports et srsquoeffectuent directement via lrsquointerface utilisateur du RampSregZNB Agrave lrsquoaide drsquouniteacutes de calibrage jusqursquoagrave huit ports des systegravemes comportant de nombreux ports peuvent eacutegale-ment ecirctre calibreacutes facilement et rapidement
Thilo Bednorz
Fig 6 Calibrage 12 ports avec une uniteacute de calibrage 4 ports
Fig 7 Uniteacutes
de calibrage de
RohdeampSchwarz A
droite lrsquouniteacute de cali-
brage RampSregZV-Z51
en bas lrsquouniteacute de cali-
brage RampSregZV-Z58
Fig 5 Choix des
paramegravetres S par
entreacutee directe des
indices
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Amplificateur large bande pour applications hyperfreacutequencesLe nouvel amplificateur large bande RampSregBBA150 deacutebute avec la gamme de freacutequences de 800 MHz agrave
3 GHz Ensemble avec la famille drsquoamplificateurs large bande RampSregBBA100 deacutejagrave bien eacutetablie il permet
deacutesormais de reacutealiser des systegravemes drsquoamplificateurs avec plusieurs gammes de freacutequences situeacutees entre
9 kHz et 3 GHz et de nombreuses classes de puissance
Nouvelles applications jusqursquoagrave 3 GHzUn concept optimiseacute pour freacutequences eacuteleveacutees une taille com-pacte et un poids reacuteduit tels eacutetaient les objectifs agrave atteindre pour le deacuteveloppement du nouvel amplificateur de puissance RampSregBBA150 (fig 1) Cet amplificateur ouvre de nouveaux domaines drsquoapplications comme par exemple les essais drsquoim-muniteacute eacutelectromagneacutetiques jusqursquoagrave 3 GHz selon diffeacuterentes normes dans des environnements industriels pour la fabrica-tion de composants et lrsquoassurance qualiteacute dans la recherche et la technologie physique ainsi que dans les technologies de communication Le RampSregBBA150 est actuellement dispo-nible dans une gamme de freacutequences continue de 800 MHz agrave 3 GHz et avec des puissances de sortie de 30 W 60 W 110 W et 200 W
Concept RF le plus avanceacute du marcheacuteLrsquoexpeacuterience de plusieurs deacutecennies de RohdeampSchwarz en matiegravere de deacuteveloppement drsquoamplificateurs de puissance et lrsquoutilisation de programmes de conception et de simulation les plus modernes ainsi que de nouveaux semi-conducteurs de
puissance justifient que le RampSregBBA150 dispose du concept RF le plus avanceacute du marcheacute La puissance maximale de 200 W dans un boicirctier de seulement quatre uniteacutes de hauteur et le poids relativement faible lieacute au mode de construction reacutesolument leacuteger par exemple seulement 24 kg pour lrsquoappa-reil de 200 W sont particuliegraverement impressionnants
Efficace robuste et fabriqueacute en seacuterieLa grande robustesse de cet appareil apporte la garantie drsquoun fonctionnement fiable ndash facteur eacuteconomique agrave ne pas sous-estimer Le RampSregBBA150 est un produit fabriqueacute en seacuterie selon des normes de qualiteacute de haut niveau sur le site de Teisnach une des usines les plus modernes drsquoEurope dans cette cateacutegorie de produits Pour assurer une parfaite seacutecuriteacute pendant le fonctionnement le firmware compact de lrsquoamplifi-cateur offre des meacutecanismes de surveillance et de protection efficaces Les eacutetages de puissance RF largement dimension-neacutes disposent de suffisamment de reacuteserves pour que les para-megravetres garantis dans la fiche technique soient assureacutes sans avoir agrave pousser les amplificateurs aux limites de leur capaciteacute
Fig 1 Lrsquoamplificateur de puissance mono-bande RampSregBBA150 est disponible avec des puissances de sortie de 30 W 60 W 110 W et 200 W
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CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
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Dernier point agrave souligner eacutegalement leur grande toleacuterance aux deacutesadaptations (par ex court-circuit cocircteacute RF ou sortie RF ouverte) qui garantit une haute fiabiliteacute
Fig 2 Panneau de commande du RampSregBBA150 dans un navigateur web
Utilisation et commande polyvalentesLrsquoamplificateur peut ecirctre entiegraverement piloteacute via lrsquoeacutecran et les boutons de commande situeacutes sur le panneau avant Il peut ecirctre eacutegalement commandeacute via les navigateurs Web habituels au moyen drsquoune interface graphique (fig 2) Pour les seacutequences de test automatiseacutees le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 permet la prise en charge totale du RampSregBBA150 Mais le pilotage via Ethernet est eacutegalement possible gracircce agrave la disponibiliteacute drsquoun vaste jeu drsquoinstructions de commandes agrave distance selon la nomenclature SCPI
Deux familles ndash un systegraveme drsquoamplificateursLe RampSregBBA150 peut bien eacutevidemment fonctionner de faccedilon indeacutependante mais ses points forts sont eacutegalement mis en eacutevidence lorsqursquoil est utiliseacute en combinaison avec les amplifi-cateurs large bande RampSregBBA100 avec lesquels il peut ecirctre inteacutegreacute de faccedilon homogegravene dans des systegravemes drsquoamplifica-teurs pour la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 3 GHz (fig 3) Dans ces systegravemes le RampSregBBA150 beacuteneacuteficie des options de commutation RF du RampSregBBA100 comme par exemple des commutateurs drsquoentreacutee et de sortie RF et du seacutelecteur de points de mesure RF (fig 4)
Sur demande le RampSregBBA100 en tant que maicirctre prend en charge la commande du RampSregBBA150 qursquoil integravegre comme une voie RF suppleacutementaire Lrsquoensemble du systegraveme apparaicirct alors comme un amplificateur multi-bande qui peut disposer en option drsquoune entreacutee RF commune ainsi que drsquoun seacutelecteur de points de mesure et drsquoun commutateur RF communs La commande agrave distance srsquoeffectue eacutegalement de maniegravere cen-traliseacutee via une interface
Excellent service et maintenance rapide La structure modulaire du RampSregBBA150 permet une remise en eacutetat rapide et une dureacutee drsquoimmobilisation minimale en cas de dysfonctionnement Tous les modules peuvent geacuteneacute-ralement ecirctre deacutejagrave eacutechangeacutes par le repreacutesentant local de RohdeampSchwarz ou le centre de services le plus proche La disponibiliteacute des piegraveces de rechange au niveau mondial est bien sucircr une eacutevidence Si toutefois le problegraveme ne pouvait pas ecirctre reacutesolu par un remplacement de modules la reacutepara-tion en usine serait alors effectueacutee dans un deacutelai maximal de dix jours ouvrables (hors deacutelais drsquoexpeacutedition du mateacuteriel)
Autre avantage la possibiliteacute drsquoextension de la garantie qui offre une haute disponibiliteacute du RampSregBBA150 agrave des coucircts drsquoexploitation reacuteduits et preacutevisibles Des extensions de un agrave quatre ans ndash srsquoajoutant agrave la garantie de base de trois ans ndash assurent une couverture longue dureacutee
Fig 3 Systegraveme global avec les amplificateurs RampSregBBA100 et
RampSregBBA150
CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
Systegraveme drsquoamplificateurs avec RampSregBBA100 et RampSregBBA150
Commutateur dentreacutee RF Bandes de freacutequence Coupleurs directionnels de mesure Commutateurs de sortie RF
Entreacutee RF
cedilBBA150
cedilBBA100
Pince de couplage
1
7
ReacutefleacutechieIncidente
ReacutefleacutechieIncidente
ReacutefleacutechieIncidente
Incidente
ReacutefleacutechieSorties de mesure
Seacutelecteurs de points de mesure
9 kHz agrave 250 MHz
250 MHz agrave 1 GHz
800 MHz agrave 3 GHz
Antenne
ConclusionAvec le nouvel amplificateur de puissance RampSregBBA150 un eacuteleacutement suppleacutementaire vient compleacuteter la gamme des pro-duits CEM de RohdeampSchwarz Un concept moderne une inteacutegration homogegravene dans la famille drsquoamplificateurs large bande reacuteputeacutes RampSregBBA100 ainsi que la preacutesence drsquoun
service client au niveau mondial font du nouvel amplificateur le choix ideacuteal pour des applications CEM et bien drsquoautres Le concept modulaire fournit la base drsquoune expansion future en termes de performance et de gamme de freacutequences et peacuteren-nise les investissements
Sandro Wenzel
Fig 4 Systegraveme composeacute des amplificateurs RampSregBBA150 et RampSregBBA100 avec les gammes de freacutequences de 9 kHz agrave 250 MHz (bande A) de
250 MHz agrave 1 GHz (bande C) et de 800 MHz agrave 30 GHz (bande D)
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CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
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Rapides et simples mesures de diagnostic et de preacute-certification avec le RampSregESRP
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
10 Hz 9 kHz 36 GHz 7 GHz
cedilESRP3
cedilESRP3 avec option cedilESRP-B29
cedilESRP7
cedilESRP7 avec option cedilESRP-B29
RampSregESRP les modegraveles
Structure de base Preacuteseacutelection reacutecepteur
Convertis-seur AN FFT EacutecranDeacutetecteurs
Les nombreuses exigences imposeacutees aux reacutecepteurs de mesure CEM pour la certification jouent eacutegalement
un grand rocircle dans le quotidien des laboratoires ou pour la reacutealisation de mesures preacuteparatoires notamment
en matiegravere de vitesse drsquoeacutetendue de fonctions et de confort drsquoutilisation Le nouveau reacutecepteur de mesure
CEM RampSregESRP de cateacutegorie preacute-qualification est optimiseacute pour reacutepondre agrave ces exigences Avec lui les
mesures CEM qui duraient des heures auparavant ne neacutecessitent deacutesormais qursquoune fraction de ce temps
Haute vitesse eacutegalement assureacutee dans la cateacutegorie preacute-qualificationApregraves avoir preacutesenteacute lrsquoanneacutee derniegravere le RampSregESR reacutecepteur de mesure CEM le plus rapide du monde pour les mesures de conformiteacute RohdeampSchwarz ne srsquoest pas fait longtemps attendre pour proposer aux utilisateurs un appareil comparable capable de reacutealiser des mesures de diagnostic en laboratoire et en deacuteveloppement Agrave lrsquoinstar du RampSregESR le RampSregESRP (fig 1 page de gauche) offre eacutegalement une fonction de balayage dans le domaine temporel baseacute FFT (Time Domain Scan) et peut donc effectuer plus rapidement les mesures de preacute-cer-tification agrave savoir de plusieurs ordres de grandeur Il excelle particuliegraverement dans les mesures de diagnostic CEM tout au long du processus du deacuteveloppement ainsi que dans toutes les mesures agrave reacutealiser en amont de la certification des produits et ce tant pour les normes CEM civiles que pour les speacutecifica-tions de mesure militaires jusqursquoagrave 7 GHz
Ce reacutecepteur est disponible en deux modegraveles pour les gammes de freacutequences de 9 kHz agrave 36 GHz ou 7 GHz La limite infeacuterieure de la freacutequence peut ecirctre eacutetendue agrave 10 Hz avec lrsquooption RampSregESRP-B29 (fig 2) La commande du reacutecep-teur srsquoeffectue par lrsquointermeacutediaire drsquoun eacutecran tactile particuliegrave-rement convivial
La norme fondamentale prend en compte la technologie de reacutecepteur baseacutee FFTLa publication de lrsquoamendement A12010-06 agrave la 3egraveme eacutedi-tion de la norme fondamentale CISPR 16-1-1 relative aux appareils de mesure des perturbations radioeacutelectriques a geacuteneacutereacute une activiteacute importante Les prochaines eacuteditions et modifications des normes de familles de produits comme par exemple EN 55011 agrave EN 55032 se reacutefeacutereront pour les essais CEM agrave la derniegravere eacutedition de cette norme fondamen-tale importante si cela nrsquoest drsquoailleurs pas deacutejagrave fait Elles auto-risent lrsquoutilisation des reacutesultats de mesure obtenus avec la technologie de reacutecepteur baseacutee FFT Ces mesures peuvent ecirctre reacutealiseacutees par une transposition dans la bande de base (fig 3) ou agrave lrsquoaide des eacutetages FI (freacutequence intermeacutediaire) conccedilus en large bande Les reacutesultats sont ainsi obtenus bien plus rapidement ndash avec la mecircme preacutecision et surtout la mecircme reproductibiliteacute
Fig 2 Reacutecepteur de mesure CEM RampSregESRP preacutesentation des modegraveles
et de leurs gammes de freacutequences respectives
Mesurer plus rapidement avec le balayage dans le domaine temporelGracircce agrave son calcul FFT performant lrsquooption de balayage dans le domaine temporel RampSregESRP-K53 acceacutelegravere les mesures de maniegravere spectaculaire En mode de balayage dans le domaine temporel (Time Domain Scan) le RampSregESRP effectue les mesures agrave une vitesse supeacuterieure de plusieurs ordres de gran-deur par rapport agrave une utilisation avec lrsquoaccord de freacutequence conventionnel par pas (Stepped Scan) Le signal temporel est ici acquis agrave une freacutequence drsquoeacutechantillonnage de 128 MHz et numeacuteriseacute avec un convertisseur AN 16 bits pour un traite-ment ulteacuterieur Le temps gagneacute pour obtenir les reacutesultats de mesure est indiqueacute en figure 4 laquelle illustre la diffeacuterence entre le balayage freacutequentiel par pas et le balayage dans le domaine temporel pour les bandes B et CD du CISPR
Les temps de mesure totaux marqueacutes en rouge dans la figure 4 sont un exemple de mesures typiques dans la bande CD du CISPR telles qursquoelles doivent ecirctre reacutealiseacutees par les
Fig 3 Scheacutema fonctionnel du RampSregESRP avec conversion en bande de
base jusqursquoagrave 30 MHz Le reacutecepteur de mesure CEM le plus rapide du monde reacuteduit consideacuterablement les
temps de test ACTUALITEacuteS (2012) Ndeg 207 pages 22ndash27
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CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
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Fig 5 Eacutecart de niveau entre les fonctions de
balayage freacutequentiel par pas (en jaune) et de
balayage dans le domaine temporel (en vert)
fabricants et eacutequipementiers automobiles selon la norme de famille de produits CISPR 25 jusqursquo agrave 1 GHz avec une bande passante de mesure de 9 kHz (minus6 dB) Lors du balayage freacute-quentiel par pas des pas de 4 kHz sont deacutefinis pour reacutealiser des mesures sans discontinuiteacute et avec un temps de mesure de 10 ms des impulsions ayant un taux de reacutepeacutetition de 100 Hz peuvent encore ecirctre deacutetecteacutees
Avec le balayage dans le domaine temporel les reacutesultats de mesure sont environ 500 fois plus rapidement disponibles bien que dans ce mode ndash en raison du pas de 225 kHz ndash le nombre de points de mesure ait quasiment doubleacute Comme illustreacute en figure 4 des gains de temps significatifs peuvent eacutegalement ecirctre obtenus lors de mesures reacutealiseacutees dans drsquoautres bandes ce qui permet de reacuteduire consideacuterablement le temps et les coucircts neacutecessaires agrave la mise en production en seacuterie drsquoun produit
Gamme de freacutequence
Deacutetecteur temps de mesure bande pas-sante de mesure
RampSregESRP
Balayage freacutequen-tiel par pas
Balayage dans le domaine temporel (en option)
Bande B du CISPR 150 kHz agrave 30 MHz
Crecircte 100 ms 9 kHz 7462 points de mesure 755 s
13 267 points de mesure 2 s
Bande B du CISPR 150 kHz agrave 30 MHz
Quasi-crecircte 1 s 9 kHz 7462 points de mesure 12 960 s
13 267 points de mesure 60 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Crecircte 10 ms 120 kHz 24 250 points de mesure 254 s
32 334 points de mesure 6 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Crecircte 10 ms 9 kHz 242 500 points de mesure 4310 s
431 112 points de mesure 8 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Quasi-crecircte 1 s 120 kHz 24 250 points de mesure env 600 min
32 334 points de mesure env 33 min
Fig 4 Comparaison des temps de mesure
totaux entre le balayage freacutequentiel par pas et
le balayage dans le domaine temporel avec des
paramegravetres de mesure typiques Entoureacutes en
rouge exemple de temps de mesure totaux
pour des mesures typiques agrave effectuer par les
eacutequipementiers et les fabricants drsquoautomobiles
selon la norme de famille de produits CISPR
25 jusqursquoagrave 1 GHz avec une bande passante de
9 kHz (minus6 dB)
Enregistrement sans discontinuiteacute des eacutemissions de perturbations Gracircce au balayage dans le domaine temporel les mesures CEM dans les bandes du CISPR peuvent deacutesormais ecirctre reacuteali-seacutees en quelques secondes A cet effet le RampSregESRP acquiert sans interruption temporelle les composantes spectrales avec une bande passante jusqursquoagrave 30 MHz Avec un pas virtuel drsquoun quart de la bande passante de reacutesolution et un chevauche-ment de la fenecirctre gaussienne FFT drsquoenviron 90 le reacutecep-teur atteint une tregraves bonne preacutecision de mesure de niveau avec des perturbateurs pulseacutes (fig 5) Lrsquoincertitude de mesure totale satisfait ainsi aux exigences de la norme CISPR 16-1-1 eacutegalement pour les mesures de preacute-certification
La vitesse de mesure doit en outre ecirctre eacuteleveacutee lorsqursquoun dis-positif sous test ne peut ecirctre utiliseacute que pendant une courte peacuteriode soit parce qursquoil modifie son comportement (avec des
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
perturbations agrave variation de niveau et de freacutequence) soit au pire parce qursquoil peut ecirctre endommageacute srsquoil fonctionne pendant une dureacutee trop importante ou encore parce que le cycle de fonctionnement requiert une certaine vitesse comme par exemple pour les legraveve-vitres eacutelectriques des veacutehicules Avec le balayage dans le domaine temporel du RampSregESRP de tels sceacute-narios de mesure peuvent ecirctre bien plus aiseacutement maicirctriseacutes
Lrsquoutilisateur peut lui-mecircme augmenter le temps drsquoobservation pour pouvoir deacuteterminer avec certitude les perturbations inter-mittentes agrave bande eacutetroite ou les perturbateurs isoleacutes
Lrsquooption Module de filtres preacuteseacutelecteur RampSregESRP-B2 est composeacutee de 16 filtres et inclut un preacuteamplificateur de 20 dB jusqursquoagrave 7 GHz maximum Doteacute de ce module le RampSregESRP reacutealise des mesures sur signaux perturbateurs intermittents agrave taux de reacutepeacutetition drsquoimpulsions de 10 Hz ou plus conformeacute-ment agrave la norme fondamentale CISPR 16-1-1 Avec lrsquoadapta-tion de la bande passante du filtre de preacuteseacutelection de 150 kHz agrave 30 MHz les eacutemissions conduites sont mesureacutees simulta-neacutement en une seule eacutetape sur 13 267 freacutequences gracircce au balayage dans le domaine temporel (fig 6)
Fig 6 En une seule eacutetape mesure drsquoeacutemissions
conduites dans la bande B du CISPR
Fig 7 Analyse FI avec couplage en paral-
legravele avec la fonction de poursuite marqueur
(Marker-Track) dans le spectre de la mesure
drsquoinvestigation
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Fig 8 Le RampSregESRP avec protec-
tions lateacuterales et poigneacutee de trans-
port pour travaux exteacuterieurs
Davantage de reacutesolution en repreacutesentation spectrale avec la fonction drsquoanalyse FI Les amplitudes de signaux critiques dans le spectre peuvent ecirctre examineacutees de maniegravere plus approfondie avec la fonction drsquoanalyse FI du RampSregESRP Avec lrsquoanalyse FI la repreacutesentation spectrale du signal drsquoentreacutee RF est afficheacutee dans une plage reacuteglable (jusqursquoagrave 10 MHz) autour de la freacutequence de reacuteception Cette repreacutesentation srsquoeffectue soit agrave la freacutequence actuelle en parallegravele avec lrsquoaffichage agrave barre-graphes soit agrave la position du marqueur par la fonction marker-track sur le reacutesultat existant drsquoun balayage de freacutequence par exemple drsquoune mesure drsquoin-vestigation (fig 7) Gracircce agrave ce couplage la freacutequence centrale du spectre FI correspond toujours agrave la freacutequence de reacutecep-tion actuelle du reacutecepteur de mesure Le reacutecepteur peut ainsi ecirctre reacutegleacute avec une grande preacutecision et surtout tregraves rapide-ment sur le signal agrave analyser Lrsquoutilisateur beacuteneacuteficie en outre drsquoune vue drsquoensemble preacutecise sur lrsquooccupation du spectre autour du canal de mesure et ndash avec une largeur drsquoaffichage du spectre de lrsquoanalyse FI suffisamment grande ndash sur la distri-bution spectrale drsquoun signal moduleacute dans le canal de mesure Les signaux de reacuteception peuvent ainsi ecirctre rapidement clas-seacutes dans la cateacutegorie des signaux perturbateurs ou signaux utiles Les deacutemodulateurs audio AM ou FM commutables en parallegravele facilitent lrsquoidentification des signaux capteacutes afin par exemple de deacutetecter et drsquoexclure les brouilleurs ambiants lors des mesures sur site ouvert
Fonctions drsquoanalyse de spectre et mesures CEM en mode analyseur de spectre Lrsquooption RampSregESRP-B29 permet drsquoeacutetendre la gamme de freacute-quence de 9 kHz agrave 36 ou 7 GHz aux basses freacutequences jusqursquoagrave 10 Hz Lorsque la preacuteseacutelection est coupeacutee en mode analyseur de spectre la sensibiliteacute du RampSregESRP peut ecirctre augmenteacutee gracircce agrave lrsquooption preacuteamplificateur seacutepareacutee RampSregFSV-B22 Avec son faible niveau de bruit (plancher de bruit ndash168 dBm typique dans une bande passante de 1 Hz et avec preacuteamplificateur en fonctionnement) le RampSregESRP peut eacutegalement mesurer avec preacutecision des signaux de tregraves faible
niveau Son excellente dynamique fait qursquoil satisfait aux exi-gences speacutecifiques de la norme CISPR 16-1-1 Ed 3 (laquo Uti-lisation drsquoanalyseurs de spectre sans preacuteseacutelection pour les mesures de perturbations radioeacutelectriques conformes aux normes raquo) agrave savoir pour des signaux parasites agrave partir drsquoune freacutequence de reacutepeacutetition drsquoimpulsion de 20 Hz
Les mesures drsquoeacutemissions de perturbations radioeacutelectriques peuvent ecirctre reacutealiseacutees en mode analyseur de spectre avec ou sans preacuteseacutelecteur Lrsquoutilisateur peut en outre choisir le nombre de points de balayage agrave mesurer dans ce mode Pour une eacutevaluation pertinente jusqursquoagrave 200 001 points de mesure peuvent ecirctre deacutefinis Agrave titre de comparaison jusqursquoagrave 4 mil-lions de points de mesure par courbe sont disponibles en mode reacutecepteur de test Mais les mesures de diagnostic reacutea-liseacutees tout au long du processus de deacuteveloppement doivent aussi ecirctre preacutecises et reproductibles Des reacutesolutions laquo nor-males raquo de 8000 ou 32 000 points de mesure telles que ren-contreacutees habituellement sur drsquoautres analyseurs de spectre atteignent en geacuteneacuteral rapidement leurs limites et srsquoavegraverent insuffisantes pour les mesures CEM
Les marqueurs de mesure configurables du RampSregESRP (jusqursquoagrave 16) positionneacutes sur les freacutequences des signaux para-sites permettent lrsquoanalyse cibleacutee des perturbations Le cou-plage des marqueurs de mesure avec un deacutetecteur de pondeacute-ration CISPR associeacute permet drsquoeacutetablir une comparaison avec les valeurs limites speacutecifieacutees La possibiliteacute de repreacutesenter le spectre sur un axe de freacutequence logarithmique facilite le dia-gnostic des reacutesultats de mesure sur une large gamme de freacute-quences et assure la repreacutesentation conforme aux normes des gabarits Les freacutequences critiques sont clairement afficheacutees dans une liste de pics Cela permet drsquoeacutevaluer rapidement le spectre de perturbations par rapport aux valeurs limites
Geacuteneacuterateur de poursuite pour analyse de reacuteseaux scalaireUn geacuteneacuterateur de poursuite interne (option RampSregFSV-B9) per-met drsquoeacutetendre les fonctions du RampSregESRP agrave lrsquoanalyse de reacuteseaux scalaire pour la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 7 GHz Ainsi la courbe drsquoaffaiblissement en fonction de la freacute-quence par exemple la reacuteponse en freacutequence des cacircbles de mesure ou des filtres peut ecirctre rapidement et aiseacutement deacuteter-mineacutee puis enregistreacutee dans le RampSregESRP sous forme de table de correction (transducteur)
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
Conccedilu pour une utilisation en exteacuterieurPour une utilisation en exteacuterieur par exemple en voiture ou sur site ouvert le RampSregESRP peut ecirctre eacutequipeacute de lrsquooption ali-mentation DC RampSregFSV-B30 (12 V agrave 15 V) et livreacute avec une version de boicirctier diffeacuterente avec protections lateacuterales et poi-gneacutee de transport (fig 8) Utiliseacute sur site ouvert et doteacute du pack batterie Li-ion RampSregFSV-B32 le reacutecepteur fonctionne de maniegravere fiable pendant plusieurs heures par exemple pour enregistrer des seacuteries de mesures
Dans sa version standard le RampSregESRP est eacutequipeacute drsquoun disque dur pour stocker les donneacutees Il peut ecirctre remplaceacute par un disque SSD amovible pour reacutesister agrave une plus grande exposition aux chocs et vibrations dans les veacutehicules ou agrave une tempeacuterature de fonctionnement fluctuant de faccedilon plus importante que la moyenne
Mesures automatiques et support logicielAvec sa fonction drsquoautomatisation de test inteacutegreacutee le RampSregESRP dispose drsquoun seacutequenceur de test configurable conccedilu selon le principe suivant mesure drsquoinvestigation ndash reacuteduction de donneacutees ndash mesure finale (fig 9) Ainsi le nombre de freacutequences agrave veacuterifier en mesure finale et lrsquoeacutecart par rapport agrave une ou plusieurs lignes de valeurs limites sont deacutefi-nis La seacutequence est lanceacutee par simple pression drsquoune touche et srsquoexeacutecute alors entiegraverement en automatique Au choix la mesure finale peut eacutegalement ecirctre effectueacutee de maniegravere inte-ractive La liste des freacutequences repeacutereacutees srsquoouvre en appuyant sur le symbole laquo Peak List raquo Le nombre de freacutequences agrave veacuteri-fier en mesure finale peut ainsi encore ecirctre modifieacute puis lrsquoeacuteva-luation finale est reacutealiseacutee avec des deacutetecteurs Quasi-crecircte CISPR-AV ou CISPR RMS-AV Lrsquoaffectation des deacutetecteurs res-pectifs srsquoeffectue ici avec lrsquoassistant de trace (Trace Wizzard)
En outre les applications logicielles CEM RampSregEMC32 et RampSregES-SCAN sont disponibles pour le controcircle de seacutequence automatique et semi-automatique Le logiciel EMI RampSregES-SCAN est un logiciel Windows abordable et convivial qui a eacuteteacute conccedilu speacutecifiquement pour les mesures lieacutees aux mesures drsquoeacutemissions en laboratoire de deacuteveloppement et qui de ce fait complegravete ideacutealement le RampSregESRP
Le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 prend eacutegalement en charge le RampSregESRP Ce logiciel modulaire permet de reacutealiser des mesures drsquoimmuniteacute et drsquoeacutemissions aussi bien en manuel qursquoen semi-automatique ou entiegraverement en automatique selon les normes civiles et militaires Lrsquoacquisition lrsquoeacutevaluation la documentation et la traccedilabiliteacute fiables des reacutesultats de mesure ainsi que la commande agrave distance de nombreux accessoires tels que systegravemes de macirct et plateau tournant sont inclus
La commande agrave distance du RampSregESRP via GPIB ou LAN srsquoef-fectue soit par lrsquointermeacutediaire drsquointerfaces standard selon
IEC 625-2 (IEEE 4882) soit via des interfaces LAN (10 100 1000BaseT) Des pilotes gratuits disponibles sur le site Inter-net de RohdeampSchwarz pour LabVIEW LabWindows CVI et VXI Plug amp Play permettent drsquointeacutegrer le RampSregESRP dans des programmes personnaliseacutes
ReacutesumeacuteLe RampSregESRP est un reacutecepteur de mesure CEM pour la gamme de freacutequences de 10 Hz agrave 7 GHz speacutecialement conccedilu pour la reacutealisation de mesures de diagnostic tout au long du processus de deacuteveloppement de nouveaux produits ainsi que pour la preacuteparation agrave la mesure de certification finale Gracircce agrave ses performances RF exceptionnelles sa vitesse de mesure et ses nombreuses fonctions de mesure il est lrsquooutil ideacuteal pour une utilisation en deacuteveloppement et en laboratoire Il est de ce fait optimiseacute pour effectuer les mesures CEM le plus rapi-dement possible et de faccedilon aussi preacutecise que neacutecessaire Pour cela son balayage dans le domaine temporel baseacute FFT acquiert le spectre de perturbations agrave haute vitesse Mais le RampSregESRP est eacutegalement un analyseur de spectre complet doteacute de hautes performances pour les applications en labo-ratoire Son interface utilisateur clairement structureacutee et son eacutecran tactile rendent son utilisation conviviale qualiteacute que lrsquoon peut appreacutecier agrave sa juste valeur dans toute lrsquoeacutetendue de sa large gamme drsquoapplications Avec cet appareil polyvalent lrsquoutilisateur atteint rapidement son objectif ndash agrave savoir la pro-duction en seacuterie de son produit agrave certifier
Volker Janssen
Fig 9 Menu drsquoautomatisation des tests pour la configuration des
mesures exeacutecuteacutees en automatique
Bibliographie Amendment 12010-06 to CISPR 16-1-12010-01 (Edition 3) Specification for radio dis-turbance and immunity measuring apparatus and methods ndash Part 1-1 Radio disturbance and immunity measuring apparatus ndash Measuring apparatusDes informations deacutetailleacutees sur le RampSregESRP sont disponibles sous httpwwwrohde-schwarzcomenproductesrp-productstartpage_63493-35077html
ACTUALITEacuteS 20813 59
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
60
Fig 1 Avec le concept MultiTX du
nouvel eacutemetteur RampSregTMU9 jusqursquoagrave
six eacutemetteurs peuvent ecirctre logeacutes dans
une baie repreacutesentant un gain de place
jusqursquoagrave 80 par rapport agrave lrsquoempreinte
au sol jusqursquoici neacutecessaire Dans cet
exemple trois eacutemetteurs sont installeacutes
chacun fournissant une puissance de
sortie de 114 kW
Systegravemes de transmission effi-caces pour toutes les classes de puissanceDepuis 2011 date de lancement des eacutemet-
teurs UHF de forte puissance RampSregTHU9
RohdeampSchwarz nrsquoa cesseacute de deacutevelopper de
maniegravere conseacutequente cette toute nouvelle
geacuteneacuteration drsquoeacutemetteurs Crsquoest ainsi que
les eacutemetteurs UHF de moyenne puissance
RampSregTMU9 et les eacutemetteurs de faible puis-
sance RampSregMLx partent deacutesormais agrave la
conquecircte du marcheacute Tous ont en commun un
encombrement reacuteduit et une haute efficaciteacute
eacutenergeacutetique (voir eacutegalement article page 63)
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Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9 coucirct de fonctionnement minimal ndash flexibiliteacute maximaleEncombrement reacuteduit livraison rapide faible coucirct drsquoexploitation et haute disponibiliteacute ndash telles sont les
principales exigences des opeacuterateurs de reacuteseau en matiegravere drsquoeacutemetteurs de diffusion terrestre exigences
auxquelles reacutepond parfaitement la famille drsquoeacutemetteurs RampSregTX9 qui srsquoest maintenant eacutelargie pour inclure
les eacutemetteurs agrave refroidissement par air RampSregTMU9 avec des puissances allant de 300 W agrave 285 kW
MultiTX ndash concept reacuteussi pour pallier le manque drsquoespace et les hausses de coucircts de location Manque drsquoespace et hausse des coucircts de location sont des difficulteacutes auxquelles tous les opeacuterateurs de reacuteseau sont confronteacutes En effet il nrsquoest pas rare que les stations drsquoeacutemis-sion doivent ecirctre eacutequipeacutees de multiplexes suppleacutemen-taires alors qursquoil y regravegne souvent un manque drsquoespace chro-nique et qursquoune augmentation de loyer pour loger drsquoautres baies drsquoeacutemetteurs est hors de question Ces graves pro-blegravemes des opeacuterateurs ont constitueacute la principale preacuteoccupa-tion des concepteurs lors du deacuteveloppement de la nouvelle famille drsquoeacutemetteurs UHF RampSregTMU9 agrave puissances situeacutees entre 300 W et 285 kW Leur concept MultiTX permet drsquoac-cueillir jusqursquoagrave six eacutemetteurs dans une baie ndash avec un gain de place pouvant aller jusqursquoagrave 80 de lrsquoespace habituellement requis (fig 1) Qui plus est des systegravemes de redondance com-plets peuvent ecirctre installeacutes dans une seule baie drsquoeacutemetteurs par exemple un systegraveme de reacuteserve 2+1 avec une puissance de sortie de 114 kW Cela permet drsquoobtenir non seulement un gain de place au sol mais eacutegalement un gain de temps impor-tant lors de la mise en service En outre le RampSregTMU9 est eacutegalement disponible sans baie jusqursquoagrave des puissances de sor-tie de 114 kW de sorte qursquoil peut ecirctre installeacute dans des baies existantes disposant drsquoun espace suffisant pour lrsquoaccueillir
Modulaires et fabriqueacutes en seacuterie ndash precircts agrave relever tous les deacutefis en termes de projets et de planningDeacuteterminer des eacutecheacuteances fermes pour la mise en service des eacutemetteurs fait partie du quotidien des opeacuterateurs de reacuteseaux Les eacutemetteurs qui sont produits en seacuterie et par conseacutequent rapidement disponibles constituent ici une aide preacutecieuse Ces eacutemetteurs peuvent cependant ecirctre configureacutes de maniegravere aussi polyvalente que srsquoil srsquoagissait de fabrication speacuteciale individualiseacutee agrave lrsquoinstar de lrsquoeacutemetteur totalement modulaire RampSregTMU9 fabriqueacute en seacuterie et qui en standard est confi-gurable selon le principe de construction modulaire agrave plus de 50 versions Cela srsquoappreacutecie par exemple avec le concept de refroidissement dans beaucoup de pays on utilise des sys-tegravemes drsquoeacutevacuation drsquoair guideacutes alors que dans drsquoautres lrsquoair chaud est souffleacute directement dans la salle ougrave il doit ecirctre alors refroidi En tout eacutetat de cause le systegraveme de refroidissement du RampSregTMU9 peut ecirctre personnaliseacute pour satisfaire les exi-gences les plus speacutecifiques Sa modulariteacute coheacuterente per-mettra par ailleurs de reacutepondre aiseacutement et rapidement aux demandes ulteacuterieures
Lrsquouniteacute de base RampSregTCE900 est elle aussi modulaire selon la carte enfichable utiliseacutee elle fonctionne comme un eacutemet-teur pilote ou comme une commande drsquoeacutemetteurs (fig 2) Les cartes peuvent ecirctre facilement eacutetendues ou remplaceacutees Si dans un reacuteseau plusieurs familles de la nouvelle geacuteneacuteration drsquoeacutemetteurs RampSregTX9 sont utiliseacutees la gestion des piegraveces de rechange devient gracircce aux possibiliteacutes drsquoutilisation universelle du RampregTCE900 simple et avantageuse en termes de coucircts
Le proceacutedeacute Doherty ndash reacuteduit les coucircts drsquoexploitation de plus de 40 au cours du cycle de vieLes actuelles geacuteneacuterations drsquoeacutemetteurs de nombreux fabri-cants consomment geacuteneacuteralement quatre agrave cinq fois plus drsquoeacutenergie qursquoelles en eacutemettent Le RampSregTMU9 fait quant agrave lui beaucoup mieux en atteignant un rendement de 38 ce qui en fait le premier eacutemetteur agrave refroidissement par air
Fig 2 Le
RampSregTMU9 est hau-
tement configurable
ici les appareils de
base RampSregTCE900
sortis de leur baie
sont capables agrave
lrsquoaide de cartes enfi-
chables de fonction-
ner comme eacutemetteur
pilote ou commande
drsquoeacutemetteur
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Eacutemetteur avec proceacutedeacute de Doherty
Eacutemetteur pilote
Amplificateur
RF Psortie
Amplificateur principal
Amplificateur de crecirctes
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permettant de reacuteduire de plus de 40 les coucircts eacutenergeacutetiques Cette eacuteconomie est obtenue gracircce au proceacutedeacute Doherty uti-liseacute dans les amplificateurs de puissance Baseacute sur une inven-tion de William H Doherty dans les anneacutees 1930 ce pro-ceacutedeacute est utiliseacute avec succegraves depuis de nombreuses anneacutees dans les communications mobiles et contribue eacutegalement agrave y reacuteduire les besoins en eacutenergie Le principe de base consiste agrave diviser lrsquoamplification du signal en deux voies Lrsquoune de ces voies lrsquoamplificateur de crecircte prend en charge lrsquoampli-fication des signaux de crecircte et lrsquoautre lrsquoamplificateur prin-cipal lrsquoamplification des signaux de valeur moyenne (fig 3) Cela preacutesente lrsquoavantage suivant agrave savoir qursquoaucune reacuteserve de puissance pour les signaux crecirctes nrsquoest requise dans lrsquoam-plificateur principal Lrsquoamplificateur de crecircte nrsquointervient que lorsque des pics de puissance se produisent Lrsquoutilisation de ce proceacutedeacute permet de reacutealiser de substantielles eacuteconomies drsquoeacutenergie dans les deux amplificateurs Avec le RampSregTMU9 RohdeampSchwarz a reacutevolutionneacute la meacutethode Doherty autrefois agrave bande eacutetroite en permettant pour la premiegravere fois son uti-lisation dans les amplificateurs agrave large bande Cela simplifie eacutegalement la gestion des piegraveces de rechange dans les grands reacuteseaux de diffusion utilisant de nombreuses freacutequences dif-feacuterentes eacutetant donneacute qursquoil nrsquoest ainsi plus neacutecessaire de maintenir en stock un nombre aussi important drsquoamplifica-teurs diffeacuterents
Concepts de redondance innovants pour une disponibiliteacute extrecircmeLes contrats entre les opeacuterateurs de reacuteseaux et les diffuseurs reacutegissent les peacutenaliteacutes encourues en cas drsquointerruption drsquoeacutemission ou de retard dans la mise en service de lrsquoeacutemetteur Dans ce dernier cas le RampSregTMU9 leur assure une grande seacutereacuteniteacute eacutetant donneacute que les eacutemetteurs sont livreacutes preacute-cacircbleacutes et precircts agrave installer dans la baie ndash ce qui permet une mise en service rapide et dans les temps impartis Un autre grand sou-tien est apporteacute par la polyvalence de leur commande pos-sible en local via un ordinateur portable et un eacutecran tactile optionnel ainsi qursquoagrave distance via un navigateur Web ou SNMP
Des reacuteseaux eacutelectriques instables des deacutefauts de climatisa-tion ou des problegravemes drsquoacheminement du signal suscep-tibles de compromettre la disponibiliteacute sont geacutereacutes par le RampSregTMU9 gracircce agrave diffeacuterentes options Crsquoest ainsi que des alimentations redondantes inteacutegreacutees dans les amplificateurs protegravegent contre les deacutefaillances de phases individuelles voire drsquoune uniteacute drsquoalimentation complegravete Des solutions speacute-cifiques en matiegravere de conduites drsquoextraction drsquoair permettent drsquoexploiter lrsquoeacutemetteur indeacutependamment drsquoun systegraveme de cli-matisation Cela augmente la disponibiliteacute et reacuteduit ici eacutegale-ment la consommation drsquoeacutenergie Pour des exigences de dis-ponibiliteacute encore plus eacuteleveacutees des concepts de redondance sophistiqueacutes sont disponibles comme par exemple Dual Drive Backup Drive ou systegravemes de reacuteserve N+1
RampSregTMU9 preacutesenteacute en septembre deacutejagrave agrave lrsquoantenne et primeacute en deacutecembre Le RampSregTMU9 a eacuteteacute preacutesenteacute au public en septembre 2012 agrave lrsquooccasion du salon IBC qui se tient tous les ans agrave Amsterdam Deux mois plus tard les deux premiers eacutemetteurs eacutetaient deacutejagrave agrave lrsquoantenne Leur rendement eacuteleveacute et leur structure compacte ont seacuteduit lrsquoopeacuterateur de reacuteseau Onecast filiale de la plus grande chaicircne de teacuteleacutevision franccedilaise TF1 (Groupe Bouygues) Onecast a commandeacute les deux eacutemetteurs dans une confi-guration MultiTX avec proceacutedeacute Doherty et doteacutes drsquoun sys-tegraveme agrave eacutevacuation drsquoair guideacutee Le projet comprenait eacutegale-ment dix eacutemetteurs de la nouvelle geacuteneacuteration haute puissance RampSregTHU9 eacutegalement en configuration MultiTX et avec proceacutedeacute Doherty Ce projet a permis agrave Onecast de gagner le laquo Concours de projets drsquoapprovisionnement responsables raquo dans la cateacutegorie des laquo Projets les plus eacuteconomiques et res-pectueux de lrsquoenvironnement raquo au sein du groupe Bouygues reacutecompense attribueacutee pour la premiegravere fois en Deacutecembre 2012
Christian Wachter
Fig 3 Lrsquoeacutemetteur RampSregTMU9 fonctionne selon le proceacutedeacute de Doherty et
reacutealise de ce fait un rendement pouvant atteindre 38
La notion drsquoefficaciteacute redeacutefinie les eacutemetteurs UHF de haute puissance RampSregTHU9 ACTUALITEacuteS 2011 (Ndeg 204) p 46ndash52
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Eacutemetteur principal RampSregMLx
Systegraveme de refroidissement Acheminement du flux de transport
Infrastructure GPS
Bacirctiment site drsquoeacutemetteurs salle drsquoeacutemetteurs
Alimentation
Infrastructure reacuteseau Antennes dlsquoeacutemission et de reacuteception
Systegraveme de refroidissement Acheminement du flux de transport
Infrastructure GPS
Bacirctiment site drsquoeacutemetteurs salle drsquoeacutemetteurs
Alimentation
Infrastructure reacuteseau Antennes dlsquoeacutemission et de reacuteception
Besoins en infrastructures
Eacutemetteurs TV faible puissance RampSregMLx il suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes Les reacuteseaux de teacuteleacutevision terrestre doivent assurer le plus complegravetement possible la couverture drsquoun secteur
geacuteographique y compris les valleacutees et les zones drsquoombre entre les immeubles pour lesquelles de nombreux
eacutemetteurs de faible puissance sont geacuteneacuteralement utiliseacutes Ces eacutemetteurs exigent une infrastructure plus
ou moins complexe avec les investissements neacutecessaires correspondants difficiles agrave calculer Les nouveaux
eacutemetteurs de faible puissance RampSregMLx en revanche permettent drsquoeacuteviter ces piegraveges agrave budget potentiels
eacutetant donneacute qursquoils ne neacutecessitent qursquoun minimum drsquoinfrastructure
Source de coucircts cacheacutes eacutemetteurs agrave infrastructure sophistiqueacutee Habituellement les reacuteseaux de diffusion terrestres sont drsquoabord deacuteployeacutes pour couvrir une large zone avec des
eacutemetteurs de forte et moyenne puissance (gt 600 W) Les opeacuterateurs reacuteseau utilisent ensuite des systegravemes de transmis-sion de tregraves faible puissance (lt 10 W) pour combler les zones drsquoombre comme par exemple dans les valleacutees laquo canyons
Fig 1 Le budget requis pour combler les zones blanches dans les reacuteseaux de teacuteleacutevision peut ecirctre maicirctriseacute en utilisant des eacutemetteurs de faible puissance
dont les exigences drsquoinfrastructure sont les plus reacuteduites possibles
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de chaleur et son refroidissement assisteacute par convection il peut ecirctre utiliseacute dans de nombreuses reacutegions sans neacuteces-siter de climatisation Son reacutecepteur satellite et le modem UMTS inteacutegreacutes permettent respectivement drsquoacheminer le train de transport sans cacircbles et de se passer drsquoune infrastruc-ture filaire pour la surveillance de lrsquoeacutemetteur (fig 3) Drsquoautres fonctions telles que le reacutecepteur GPS et le proceacutedeacute drsquoannula-tion drsquoeacutecho sophistiqueacute drsquoun gain maximum de +24 dB com-plegravetent le concept systegraveme Seules sont indispensables sur le site lrsquoalimentation et les antennes drsquoeacutemission et de reacuteception
Une autre caracteacuteristique cleacute du nouvel eacutemetteur est sa haute disponibiliteacute Le concept de redondance permet une adapta-tion gradueacutee du niveau de secours aux exigences gracircce aux systegravemes de reacuteserve de 1+1 jusqursquoagrave 6+1 Pour une disponibi-liteacute encore plus importante une alimentation redondante peut ecirctre installeacutee
Souplesse dans le choix du siteDes produits concurrents de la classe de puissance de 10 W neacutecessitent en geacuteneacuteral beaucoup de place car ils preacutesentent une profondeur de 450 mm ou plus et sont en outre eacutequi-peacutes drsquointerfaces situeacutees aussi bien sur la face avant que sur le panneau arriegravere Eacutetant donneacute que ces interfaces doivent ecirctre accessibles pour les travaux de maintenance le besoin drsquoespace effectif de ces eacutemetteurs est nettement supeacuterieur agrave leur profondeur reacuteelle Si lrsquoon ajoute agrave cela que de tels pro-duits preacutesentant ces inconveacutenients neacutecessitent eacutegalement des infrastructures filaires le nombre drsquoemplacement de sites approprieacutes se reacuteduit alors de maniegravere significative
urbains raquo et tunnels Le fonctionnement de ces eacutemetteurs de faible puissance neacutecessite une infrastructure adapteacutee agrave savoir emplacement proteacutegeacute dans un bacirctiment ou dans une armoire outdoor refroidissement alimentation acheminement du train de transport infrastructure reacuteseau pour la surveillance signaux GPS ainsi qursquoantennes drsquoeacutemission et le cas eacutecheacuteant de reacuteception (fig 1) Ces exigences drsquoinfrastructure ne doivent absolument pas ecirctre sous-estimeacutees car en geacuteneacuteral de nom-breux sites sont neacutecessaires pour couvrir le plus inteacutegrale-ment possible une zone ndash ce qui entraicircne de lourds investisse-ments difficiles agrave eacutevaluer
RampSregMLx eacutemetteurs faible puissance robustes agrave exigences reacuteduitesLe nouvel eacutemetteur de faible puissance multicanaux RampSregMLx (fig 2) a eacuteteacute deacuteveloppeacute en veillant tout particuliegrave-rement agrave reacuteduire les exigences en termes de neacutecessiteacute drsquoin-frastructure Ainsi sa conception systegraveme modulaire com-bine polyvalence et fiabiliteacute avec besoin drsquoespace minimum Le boicirctier compact de 19 de cinq uniteacutes de hauteur et de 250 mm de profondeur peut accueillir au total jusqursquoagrave six eacutemetteurs Gap Filler ou reacute-eacutemetteurs pour DVB-T DVB-H et DVB-T2 de classes de puissance de 1 W 5 W et 10 W combi-neacutes agrave volonteacute et exploiteacutes en parallegravele
Le RampSregMLx peut gracircce agrave son design compact et le position-nement intelligent des interfaces ecirctre inteacutegreacute dans un espace confineacute comme par exemple dans des armoires outdoor sans accegraves au panneau arriegravere une salle drsquoeacutemetteurs ou mecircme un bacirctiment ne sont pas neacutecessaires Gracircce agrave sa faible dissipation
Fig 2 Le RampSregMLx
est compact et indeacute-
pendant des infras-
tructures filaires
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Ce genre de compromis nrsquoest pas neacutecessaire avec le RampSregMLx Gracircce agrave la compaciteacute de son concept et sa grande indeacutepen-dance en termes drsquoinfrastructures filaires et de climatisation le RampSregMLx srsquointegravegre facilement dans une armoire outdooor ndash ouvrant ainsi agrave ce systegraveme drsquoeacutemetteurs des possibiliteacutes drsquoins-tallation quasi universelles
Conclusion un eacutemetteur pour de nombreuses applicationsQue ce soit dans une station drsquoeacutemission ou une armoire outdoor dans une zone urbaine ou des reacutegions eacuteloigneacutees le RampSregMLx ndash gracircce agrave son design compact et son concept sys-tegraveme modulaire ndash convient agrave une large gamme de sceacutenarios drsquoapplications Dans les laquo canyons urbains raquo preacutesentant de nombreuses zones drsquoombre dans des conditions de propa-gation de signaux complexes et drsquoespace limiteacute le RampSregMLx marque des points gracircce agrave sa flexibiliteacute dans le choix de lrsquoem-placement lrsquoindeacutependance des infrastructures filaires et son proceacutedeacute drsquoannulation drsquoeacutecho incomparable
Certaines reacutegions eacuteloigneacutees comme par exemple sur les petites icircles sont en geacuteneacuteral deacutepourvues de toute infrastruc-ture Il nrsquoexiste souvent aucun eacutemetteur principal aucune possibiliteacute drsquoacheminement de signal filaire et aucune possibi-liteacute de surveillance Dans un tel sceacutenario un RampSregMLx eacutequipeacute drsquoun reacutecepteur satellite drsquoun modem UMTS et de modules
eacutemetteurs offre une solution optimale rapidement mise en œuvre sans investissement important suppleacutementaire
Contrairement agrave certains eacutemetteurs de diffusion concurrents de sa classe de puissance le RampSregMLx est un produit opti-miseacute pour reacutepondre agrave des exigences drsquoinfrastructure mini-males lequel offre une grande flexibiliteacute drsquoinstallation des sys-tegravemes drsquoeacutemission et une utilisation universelle dans diffeacuterents sceacutenarios drsquoapplication
Maurice Uhlmann
Modules pour RampSregMLx Alimentation Alimentation redondante (en option) Module de gestion Modem GPRS UMTS (en option) Modules de canaux avec puissance de sortie de 1 W 5 W ou 10 W (jusqursquoagrave six par systegraveme)
Modules eacutemetteurs pour DVB-T ou DVB-T2 Modules reacuteeacutemetteurs pour DVB-T Modules Gap Filler pour DVB-T DVB-T2 ISDB-T Module reacutecepteur GPS Module reacutecepteur GPS redondant (en option) Module reacutecepteur satellite Uniteacute de commutation N+1 pour modules eacutemetteur et Gap-Filler
Fig 3 Le RampSregMLx peut ecirctre
commandeacute agrave distance via une
interface utilisateur baseacutee naviga-
teur Web
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Essai DVB-T2 in situ par la Bayerischer Rundfunk agrave MunichAvant que les reacuteseaux puissent entrer en exploitation reacuteguliegravere avec de nouvelles normes de diffusion il
est indispensable de reacutealiser des tests approfondis Cela vaut eacutegalement pour le passage de la norme teacuteleacute-
vision DVB-T agrave DVB-T2 La radio et teacuteleacutevision bavaroise Bayerischer Rundfunk a lanceacute agrave cet effet en 2010
agrave Munich un essai grandeur nature que RohdeampSchwarz a soutenu en fournissant les eacutequipements de
mesure et drsquoeacutemission correspondants
Un long chemin ndash de la norme au reacuteseau inteacutegralement testeacute Les premiers deacutetails techniques de la nouvelle norme de radiodiffusion terrestre DVB-T2 ont eacuteteacute publieacutes au printemps 2007 RohdeampSchwarz a finaliseacute fin 2009 lrsquoimpleacutementa-tion de la nouvelle norme dans le systegraveme de test de diffu-sion RampSregSFU de sorte que des essais sur reacutecepteurs grand public ont pu ecirctre reacutealiseacutes Les premiers reacuteseaux de test en 2010 ont eacuteteacute initialement installeacutes sous forme de reacuteseaux multi-freacutequence (MFN) On ne disposait alors drsquoaucune expeacute-rience avec les reacuteseaux DVB-T2 isofreacutequence (SFN) pour la norme DVB-T2 car les passerelles T2 neacutecessaires agrave cet effet restaient encore agrave deacutevelopper
Deacutebut 2010 la radio bavaroise (BR) a lanceacute une initiative drsquoun nouvel essai grandeur nature dans le but de tester lrsquoopeacuteration-naliteacute des reacuteseaux DVB-T2 isofreacutequence et de construire un reacuteseau de distribution baseacute IP qui puisse alimenter les stations eacutemettrices avec le train de transport DVB-T2-MI Pour cela les experts ont choisi trois sites eacutemetteur de la radio bavaroise se precirctant bien aux tests MISO situeacutes agrave une distance drsquoenviron 10 km les uns des autres et couvrant principalement le peacuteri-megravetre urbain de Munich (fig 1) Le principal objectif de test eacutetait en effet de comparer la meacutethode laquo Distributed MISO raquo avec la configuration classique en DVB-T SISO
MFN avec trois eacutemetteursEn septembre 2010 le premier site de Munich-Freimann eacutequipeacute drsquoune antenne haute de 110 megravetres et drsquoune PAR drsquoenviron 5 kW a eacuteteacute mis en fonctionnement avec un dia-gramme de rayonnement purement omnidirectionnel Lrsquoeacutemetteur de moyenne puissance de 800 W refroidi par air RampSregNV8302V installeacute sur le site a eacuteteacute tout drsquoabord exploiteacute avec les paramegravetres de fonctionnement 16K normal Code Rate = 23 g = 116 SISO Single PLP puis commuteacute ulteacuterieu-rement sur 32K laquo extended carrier raquo Un reacuteseau MFN avec une contribution TS-ASI avait eacuteteacute initialement preacutevu mais le flux de transport eacutetait deacutejagrave inteacutegreacute dans un reacuteseau de distribution IP
En automne 2010 lrsquoeacutequipe de mesure a installeacute des panneaux drsquoantennes sur le macirct BR agrave Ismaning agrave une hauteur de 210 m en direction de Freimann et avec une PAR drsquoenviron 5 kW eacutegalement Ces antennes ont eacuteteacute relieacutees agrave un eacutemetteur com-pact refroidi par air RampSregSCV8302R drsquoune puissance de sor-tie de 600 W En Mars 2011 le projet a eacuteteacute compleacuteteacute par lrsquoins-tallation drsquoune station du mecircme type agrave la Maison de la Radio du BR pregraves de la gare principale de Munich Ainsi les trois sites eacutetaient laquo agrave lrsquoantenne raquo en mode MFN SISO Des mesures reacutealiseacutees en mobile dans ce reacuteseau DVB-T2 ont deacutejagrave reacuteveacuteleacute des deacutebits de donneacutees drsquoenviron 26 Mbits soit le double de ceux des reacuteseaux DVB-T et ce avec la mecircme robustesse Et comme avec le DVB-T des chutes de niveaux destructrices quasi-identiques et des diffeacuterences de temps de propagation de quelques microsecondes entre deux sites drsquoeacutemission ont eacutegalement eacuteteacute constateacutees dans le spectre (fig 2)
Fig 1 Secteur du reacuteseau expeacuterimental DVB-T2 agrave Munich
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Superposition des signaux dans le SFN
+Eacutemetteur 1
Sans MISO Avec MISO
Eacutemetteur 2
Reacuteseau isofreacutequence en mode MISOLe reacuteseau a eacuteteacute successivement mis agrave niveau pour MISO et la pleine fonctionnaliteacute DVB-T2 en inteacutegrant sur chaque site la Transmitter System Extension RampSregTSE800 et converti en mode multi-PLP en nrsquoutilisant qursquoune seule PLP Le reacuteseau a eacuteteacute ensuite configureacute pour fonctionner en isofreacutequence et les tests en mode MISO ont eacuteteacute lanceacutes au printemps 2012
A lrsquoaide drsquoun logiciel de planification reacuteseau lrsquoeacutequipe a pu deacutefinir des emplacements de mesure pertinents pour reacuteali-ser les mesures de couverture mobile (drive-test) preacutevues Ce logiciel a faciliteacute la seacutelection en permettant de visualiser claire-ment sur des cartes et diagrammes notamment le niveau de champ calculeacute les reacuteponses impulsionnelles et les emplace-ments agrave diffeacuterences de temps de propagation identiques
Les veacutehicules de la BR et de lrsquoInstitut de la technologie de radiodiffusion (IRT Institut fuumlr Rundfunktechnik) lesquels ont eacuteteacute eacutequipeacutes drsquoappareils de mesure de RohdeampSchwarz ont exeacutecuteacute de nombreux trajets de mesure dans le SFN Des reacutesultats de mesure de champ compleacutementaires ont eacuteteacute obte-nus avec une antenne directionnelle orientable installeacutee dans les locaux de RohdeampSchwarz Des eacutetalons de temps et de freacutequence GPS ont synchroniseacute le SFN sur les sites drsquoeacutemis-sion la passerelle RohdeampSchwarz a eacuteteacute synchroniseacutee via un serveur NTP relieacute au GPS
Avec le reacutecepteur de mesure RampSregETL lrsquoeacutequipe de mesure a eacutevalueacute la situation de reacuteception sur tous les sites de mesure concernant le niveau la constellation le MER le spectre et la reacuteponse impulsionnelle Le veacutehicule de mesure de la radio bavaroise a eacuteteacute eacutequipeacute drsquoune antenne omnidirectionnelle agrave polarisation horizontale avec gain drsquoantenne et ou facteur-k
Paramegravetres techniques de lrsquoessai grandeur reacuteelle Freacutequence 706 MHz canal 50 Sites drsquoeacutemetteurs du reacuteseau SFN Site Freimann PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 800 W antenne omnidirectionnelle 110 m Site Ismaning PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 600 W antenne directionnelle SO 210 m Site Maison de la radio BR PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 600 W antenne directionnelle NE 90 m
Playout Center Ismaning avec des contenus-live adapteacutes en deacutebit (programmes SD et HD de lrsquoARD et de la BR) drsquoabord avec des ensembles composeacutes drsquoeacutequipements de mesure puis avec des eacuteleacutements tecircte de reacuteseau standard et enfin avec la nou-velle tecircte de reacuteseau RampSregAVHE100 de RohdeampSchwarz
Paramegravetres opeacuterationnels de lrsquoeacutemetteur en geacuteneacuteral 32K ext Code Rate = 23 g = 116 MPLP avec une PLP (les paramegravetres de reacuteseau T2 ont eacuteteacute varieacutes)
Fig 2 Effet de la superposition des signaux dans le reacuteseau SFN avec
MISO et SISO Il nrsquoexiste pas de correacutelation entre les signaux de lrsquoeacutemet-
teur 1 et de lrsquoeacutemetteur 2
Principales abreacuteviationsERP Effective Radiated Powerg Intervalle de gardeMER Modulation Error RatioMFN Multi Frequency NetworkMIMO Multiple Input Multiple OutputMISO Multiple Input Single OutputNTP Network Time ProtocolPLP Physical Layer PipeSFN Single Frequency Network (reacuteseau isofreacutequence)SISO Single Input Single Output
connu Le signal reccedilu a pu ecirctre affaibli par des pas preacutecis agrave lrsquoaide drsquoun atteacutenuateur commutable Le RampSregETL et diffeacute-rents reacutecepteurs grand public ont eacuteteacute alternativement connec-teacutes agrave cet atteacutenuateur Lrsquoeacutequipe de mesure a deacutetermineacute avec une reacutesolution drsquoun dixiegraveme de deacutecibel pour chaque reacutecep-teur lrsquoaffaiblissement maximal possible du signal etou le point dit laquo Fall-off-the-Cliff raquo et ce sur chaque site de mesure et pour diffeacuterentes configurations de reacuteseau (SISO MISO etc ) La base consideacutereacutee pour deacuteterminer cette valeur drsquoaffaiblissement a eacuteteacute lrsquoeacutevaluation manuelle visuelle et acoustique des signaux videacuteo et audio du reacutecepteur La capaciteacute du reacutecepteur agrave geacuterer la situation etou les paramegravetres reacuteseau deacutefinis eacutetait drsquoautant plus performante que la valeur drsquoaffaiblissement eacutetait eacuteleveacutee
ConclusionLrsquoessai grandeur reacuteelle a permis de collecter des informa-tions pratiques et preacutecieuses sur les nombreux paramegravetres de conception de reacuteseaux isofreacutequence DVB-T2 ce qui a contribueacute de faccedilon importante agrave optimiser de tels reacuteseaux en matiegravere de technique de couverture
Roland Janik (Bayerischer Rundfunk) Walter Fischer Peter Knidlberger (RohdeampSchwarz)
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Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande Les fuites sont inacceptables Cette eacutevidence connue de longue date des plombiers et des agents secrets a
reacutecemment susciteacute la controverse chez les opeacuterateurs de reacuteseaux large bande En effet suite agrave la numeacuterisa-
tion de la teacuteleacutevision terrestre une partie de la bande UHF preacuteceacutedemment utiliseacutee pour la TV est deacutesormais
disponible sous forme de laquo dividende numeacuterique raquo pour les services de radiocommunications mobiles Ces
services peuvent ecirctre exposeacutes agrave des perturbations massives causeacutees par des rayonnements non deacutesireacutes en
provenance de reacuteseaux cacircbleacutes large bande interfeacuterences qui doivent alors ecirctre rapidement eacutelimineacutees
Conflits potentiels reacuteseaux LTE et teacuteleacutevision par cacircble dans la bande UHFApregraves finalisation de la numeacuterisation de la teacuteleacutevision terrestre de nombreux pays ont cesseacute de diffuser les programmes TV dans la bande UHF Cette plage de freacutequence ainsi libeacutereacutee ndash eacutegalement appeleacutee laquo dividende numeacuterique raquo ndash a eacuteteacute vendue aux enchegraveres agrave des opeacuterateurs priveacutes pour la planification de reacuteseaux LTE dans la gamme UHF lesquels sont destineacutes agrave lrsquoInternet mobile haut deacutebit et agrave la connectiviteacute Internet dans les zones rurales Les nouveaux proprieacutetaires de ces licences veillent de tregraves pregraves agrave ce qursquoaucune interfeacuterence ne puisse affecter la qualiteacute de leurs services dans la partie du spectre qui leur a eacuteteacute attribueacutee et qursquoaucune nuisance ne puisse gecircner leur exploitation Contrairement agrave la teacuteleacutevision terrestre la teacuteleacutevision par cacircble continue drsquoutiliser la bande UHF qui se chevauche donc avec celle des nouveaux reacuteseaux LTE En cas de fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande la survenance de perturbations est alors ineacutevitable
Rocircle pionnier des Eacutetats-UnisDepuis fort longtemps deacutejagrave lrsquoautoriteacute de reacutegulation nord-ameacute-ricaine FCC a fixeacute des limites strictes relatives aux eacutemissions dans la bande aeacuteronautique VHF de 108 MHz agrave 139 MHz Mais plus reacutecemment des limites ont eacutegalement eacuteteacute fixeacutees pour la gamme de freacutequences de fonctionnement des nou-veaux reacuteseaux LTE entre 700 MHz et 800 MHz (fig 2) Lrsquoob-jectif des valeurs limites FCC est de proteacuteger ces reacuteseaux LTE contre les rayonnements non deacutesireacutes en provenance de reacuteseaux cacircbleacutes large bande Cela engage la responsabiliteacute des cacircblo-opeacuterateurs car les opeacuterateurs de reacuteseau LTE peuvent en tant que proprieacutetaires du spectre engager des poursuites en cas de non-respect des valeurs limites
La responsabiliteacute des cacircblo-opeacuterateurs engageacuteeLes opeacuterateurs de reacuteseaux cacircbleacutes ne sont pas encore tous eacutequipeacutes des appareils de mesure approprieacutes permettant de deacutetecter les eacutemissions de perturbations dans la bande UHF Il est vrai que lrsquoon dispose depuis longtemps drsquoappareils de mesure pour la bande VHF aeacuteronautique mais ceux-ci sont geacuteneacuteralement conccedilus en technologie bande eacutetroite et ne peuvent par conseacutequent pas deacuteceler la preacutesence de signaux UHF Cette capaciteacute est pourtant indispensable eacutetant donneacute que les fuites sont geacuteneacuteralement nettement plus fortes agrave des freacutequences plus eacuteleveacutees qursquoagrave de basses freacutequences Car si dans la bande VHF le niveau de champ des eacutemissions provo-queacutees par des fiches mal serreacutees est agrave peine perceptible dans la bande UHF en revanche il peut deacutepasser largement les limites autoriseacutees
Un outil approprieacute pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande doit ecirctre suffisamment sensible et doteacute drsquoune largeur de bande correspondante pour pouvoir mettre en eacutevidence de faccedilon sucircre les deacutepassements des limites
Fig 1 RampSregEFL110 avec antenne
directionnelle RampSregEFL-Z100 FCC Electronic Code of Federal Regulations Title 47 Part 76 bdquoMultichannel video
and cable television servicerdquo sect76605
DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutecepteurs de mesure
Localisation drsquoune source de perturbations
Aucune eacutemission de perturbations deacutetecteacutee
Lrsquoantenne directionnelle est dirigeacutee directement vers la source de perturbations
Lrsquoantenne directionnelle a eacuteteacute eacuteloigneacutee de la source de perturbations
Reacuteorientation vers la source de perturbations
Les eacutemissions de perturbations preacuteceacutedemment deacutetecteacutees sont deacuteplaceacutees lentement vers le bas dans le diagramme en cascade
Mouvement
de lantenne
Mouvement
de lantenne
strictes aussi bien dans la bande VHF que dans la bande UHF Il doit ecirctre assez rapide pour pouvoir deacutetecter les perturba-tions sporadiques qursquoil doit afficher suffisamment longtemps pour que les utilisateurs puissent eacutegalement les voir
Recherche des perturbations avec analyse FFT et antenne directionnelleLrsquoanalyse FFT ensemble avec le spectrogramme est lrsquooutil ideacuteal pour la recherche de perturbations Elle permet de cap-ter la bande de freacutequences agrave examiner soit entiegraverement soit en plusieurs sous-bandes et calcule ensuite le spectre du signal agrave partir de cette capture Le spectrogramme est uti-liseacute pour visualiser les effets sporadiques et ce pendant une certaine dureacutee Pour cela le reacutecepteur de mesure inscrit le spectre FFT codeacute en couleur dans la ligne supeacuterieure du spec-trogramme et les reacutesultats de mesure plus anciens sont alors deacuteplaceacutes vers le bas Crsquoest pourquoi ce type de repreacutesenta-tion est eacutegalement appeleacute diagramme en cascade
Mais la preuve drsquoune perturbation rayonneacutee seule ne suf-fit pas Il est en effet eacutegalement important de bien deacutetecter la cause et localiser la source des interfeacuterences et une antenne directionnelle est alors indispensable Si cette antenne est dirigeacutee vers une source drsquointerfeacuterence le reacutecepteur de mesure enregistre un niveau plus eacuteleveacute qui reste visible dans le spectrogramme pendant un certain temps (fig 3) Les
eacutemissions de perturbations sont alors toujours apparentes agrave lrsquoeacutecran mecircme si lrsquoantenne nrsquoa eacuteteacute que briegravevement dirigeacutee vers elles Le spectrogramme permet ainsi aux utilisateurs de cerner efficacement une source drsquointerfeacuterence Cela repreacute-sente en outre un avantage lorsque lrsquoappareil de mesure pro-duit un signal acoustique dont la freacutequence varie en fonction du niveau de champ mesureacute
Reacutecepteurs de mesure personnaliseacutes de RohdeampSchwarzLe deacutetecteur de fuites sur cacircbles RampSregEFL110 et lrsquoanalyseur de teacuteleacutevision par cacircble et deacutetecteur de fuite RampSregEFL210 sont deux nouveaux reacutecepteurs de mesure speacutecialement conccedilus pour deacutetecter les fuites sur reacuteseaux cacircbleacutes large bande (fig 1) Ces deux appareils comprennent un analyseur FFT avec spectrogramme et un analyseur de spectre agrave balayage Ils reacutealisent des mesures dans la gamme de freacutequences de 5 MHz agrave 2500 MHz Pour pouvoir deacutemontrer le respect des limites FCC leur sensibiliteacute est optimiseacutee pour les bandes de 108 MHz agrave 139 MHz et de 700 MHz agrave 800 MHz Une antenne VHF UHF directionnelle est disponible en tant qursquoacces-soire Le RampSregEFL210 comprend eacutegalement un reacutecepteur de mesure TV pour la norme de teacuteleacutevision par cacircble US-ameacuteri-caine J83B ainsi que pour la teacuteleacutevision analogique NTSC PAL et SECAM Cela permet agrave lrsquoutilisateur de veacuterifier la qualiteacute du signal TV apregraves eacutelimination de lrsquoerreur Le RampSregEFL110 et le RampSregEFL210 sont optimiseacutes pour les travaux exteacuterieurs Ils sont par conseacutequent de petite taille leacutegers robustes et fonc-tionnent sur batterie Leur eacutecran de 57 srsquoadapte agrave la lumiegravere ambiante et reste parfaitement lisible mecircme en plein soleil gracircce agrave un mode speacutecial exteacuterieur
Les reacutecepteurs de mesure RampSregEFL110 et RampSregEFL210 sont drsquoexcellents outils qui permettent aux cacircblo-opeacuterateurs de deacutetecter rapidement et avantageusement en termes de coucirct des fuites dans leurs reacuteseaux ndash avant intervention des autoriteacutes
Peter Lampel
Gamme de freacutequences
Valeurs limites pour eacutemis-sions de perturbations
f le 54 MHz 15 μVm agrave 30 m de distance
54 MHz lt f le 216 MHz (comprend la bande aeacuteronautique de 108 MHz agrave 139 MHz)
20 μVm agrave 3 m de distance
f gt 216 MHz (comprend la bande LTE de 700 MHz agrave 800 MHz)
15 μVm agrave 30 m de distance
Fig 2 Valeurs limites du FCC pour eacutemissions de perturbations dans les
gammes VHF et UHF
Fig 3 Lrsquoantenne
directionnelle et lrsquoaf-
fichage du spectro-
gramme permettent
de localiser rapide-
ment une source de
perturbations
ACTUALITEacuteS 20813 69
DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutecepteurs de mesure
70
Refonte totale des antennes de commu-nication et drsquointerception pour naviresMecircme sur les grandes plates-formes militaires flottantes la place se fait rare pour installer les nombreuses
antennes neacutecessaires agrave la communication navigation et interception ainsi qursquoaux systegravemes drsquoarmes et
drsquoalerte radar Ces systegravemes drsquoantennes doivent en outre ecirctre optimiseacutes individuellement en termes de
gamme de freacutequences et de caracteacuteristiques de directiviteacute Dans ces applications critiques en effet aucune
concession nrsquoest permise au niveau performances Rohde amp Schwarz a meneacute dans ce sens des eacutetudes appro-
fondies pour la Marine allemande et mis au point sur la base des reacutesultats obtenus des produits innovants
Systegravemes drsquoantennes la simpliciteacute est souvent un plusOn a de plus en plus besoin de lignes de communications et drsquoapplications compleacutementaires utilisant des antennes agrave bord des navires une tendance qui devrait se confirmer agrave lrsquoavenir Les concepteurs sont confronteacutes agrave des tacircches difficiles ils doivent en effet positionner sur une surface reacuteduite lrsquoen-semble des antennes de faccedilon agrave compromettre le moins pos-sible leurs performances La conception et lrsquoimplantation des antennes neacutecessitent un savoir-faire agrave la hauteur de ce deacutefi car elles ne doivent en effet ni subir lrsquoinfluence des supers-tructures et des antennes voisines ni en affecter drsquoautres agrave leur tour Les conseacutequences seraient deacutesastreuses et lrsquoeffi-caciteacute des systegravemes de communication concerneacutes en serait diminueacutee La circulariteacute des antennes normalement omnidi-rectionnelles pourrait ainsi se deacutegrader ou leur caracteacuteristique verticale de rayonnement perdre en qualiteacute avec pour conseacute-quence un deacutecalage du lobe principal de rayonnement et une diminution du gain drsquoantenne dans la direction requise sans parler de zeacuteros de rayonnement dans certaines directions drsquoazimut et drsquoeacuteleacutevation Il serait alors quasiment impossible de reacutepondre aux exigences militaires speacutecifiques ( STANAG) comme par exemple celles de couvertures omnidirection-nelles pour les liaisons de communication
Rohde amp Schwarz srsquointeacuteresse depuis longtemps agrave ce thegraveme deacutelicat et a eacutelaboreacute des solutions dans le cadre de vastes eacutetudes pour la Marine allemande Les reacutesultats theacuteoriques obtenus au fur et agrave mesure de ces travaux de recherche se mateacuterialisent aujourdrsquohui par la creacuteation drsquoantennes de com-munication de conception nouvelle et drsquoun systegraveme drsquoan-tennes de radiogoniomeacutetrie et de surveillance agrave haute inteacute-gration Ces nouveaux systegravemes neacutecessitent tous beaucoup moins drsquoantennes diffeacuterentes et satisfont parfaitement aux exigences techniques complexes accrues de mise en œuvre sur les navires
De nouveaux concepts pour eacuteviter la profusion drsquoantennes agrave bordRohde amp Schwarz se devait non seulement drsquoassurer une cou-verture omnidirectionnelle parfaite mais aussi drsquooptimiser le diagramme de rayonnement dans le plan drsquoeacuteleacutevation En effet les diagrammes de rayonnement des antennes convention-nelles ndash du moins lorsqursquoil ne srsquoagit pas drsquoantennes agrave bande eacutetroite ndash preacutesentent souvent de tregraves nombreuses pointes Le gain chute notablement dans le plan horizontal Conseacute-quence le lobe principal ne couvre pas entiegraverement ce der-nier De plus des zeacuteros de rayonnement peuvent entraicircner des ruptures de liaison deacutefauts reacutedhibitoires notamment lors de communications avec des avions en approche
Ces exigences de conception eacuteleveacutees en matiegravere drsquoantennes trouvent leur illustration concregravete dans les impressionnants diagrammes de rayonnement de la nouvelle antenne de com-munication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW (fig 1) qui fonctionne dans une gamme de freacutequences particuliegravere-ment large de 118 MHz agrave 453 MHz Mais la caracteacuteristique essentielle de cette antenne crsquoest qursquoelle est composeacutee drsquoeacuteleacute-ments rayonnants disposeacutes en cercle et interconnecteacutes via un reacuteseau de commutation conformateur de faisceaux le Beam Forming Network (BFN) Ce concept ingeacutenieux assure au dia-gramme de rayonnement une circulariteacute parfaite de plusmn06 dB typique et permet drsquoutiliser le dispositif en guise drsquoantenne multi-liaison (Multiple Link) Agrave cet effet plusieurs lignes radioeacutelectriques VHF et UHF (ou toutes les lignes selon le type de radiocommunication) sont relieacutees agrave une antenne agrave bord du navire et exploiteacutees simultaneacutement (fig 2) Le nombre drsquoantennes neacutecessaires sur un navire et par conseacute-quent la multitude de problegravemes causeacutes par les interactions se trouvent ainsi consideacuterablement reacuteduits
Pour obtenir le deacutecouplage entre branche eacutemettrice et branche reacuteceptrice neacutecessaire agrave une reacuteception parfaite il est conseilleacute drsquoutiliser une seconde antenne identique monteacutee au-dessus de la premiegravere Gracircce au concept de deacutecouplage optimiseacute du
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
ndash12 dBndash24 dB
f = 118 MHz f = 200 MHz f = 250 MHz
f = 300 MHz f = 350 MHz f = 400 MHz f = 453 MHz
VHF ndash UHF TX 1
VHF ndash UHF TX 2
VHF ndash UHF TX 3
VHF ndash UHF TX 4
UHF TX 5
UHF TX 6
UHF TX 7
UHF TX 8
Reacuteseau de couplage
BFN
Antenne
Diplexeur
Coupleur
Fig 1 Nouvelle antenne de communication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW avec ses diagrammes de rayonnement dans le plan vertical (inten-
siteacute relative du champ eacutelectrique)
Fig 2 Scheacutema de principe drsquoune antenne
multi-liaison (Multi-Link) agrave reacuteseau de commuta-
tion avec huit lignes radio
ACTUALITEacuteS 20813 71
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
72
Fig 3 Fonctionnant dans la gamme de freacutequences de 960 MHz agrave
1220 MHz lrsquoantenne de communication agrave large bande RampSregAD016M se
precircte ideacutealement agrave une utilisation dans une Liaison 16 (standard de liaison
de donneacutees tactiques) Gracircce agrave sa capaciteacute drsquoempilement lrsquoextreacutemiteacute du
macirct reste libre pour drsquoautres capteurs
macirct de lrsquoantenne RampSregAD066FW il est possible drsquoobtenir des valeurs drsquoisolation eacuteleveacutees de 40 dB et plus mecircme en cas de superposition directe Lrsquoarchitecture modulaire de lrsquoantenne autorise une adaptation aux diamegravetres de macirct les plus divers pour des caracteacuteristiques eacutelectriques comparables Un reacuteseau BFN deacutecentraliseacute et interchangeable renforce les possibiliteacutes de superposition et facilite la maintenance
Avantage suppleacutementaire des antennes ainsi conccedilues on peut eacutegalement les monter en un endroit deacutegageacute sur un macirct aux dimensions adapteacutees Conduisant jusqursquoau point le plus eacuteleveacute du navire ce macirct peut accueillir en dessous et au-des-sus de lrsquoantenne RampSregAD066FW des antennes eacutemettrices ou des capteurs suppleacutementaires beacuteneacuteficiant sur le plan des per-formances de la laquo vue panoramique raquo Crsquoest le cas notam-ment des antennes au standard LDT (Liaison de donneacutees tactiques) et en particulier de la nouvelle antenne de commu-nication agrave large bande RampSregAD016M (fig 3) de conception similaire agrave lrsquoantenne RampSregAD066FW
Fonctionnant dans la gamme de freacutequences de 960 MHz agrave 1220 MHz lrsquoantenne RampSregAD016M se precircte ideacutealement agrave une utilisation dans une Liaison 16 au standard LDT Gracircce agrave la possibiliteacute de montage en superposition il nrsquoest pas neacuteces-saire pour cette application drsquoavoir un macirct deacutedieacute ni de recou-rir agrave un bras de deacuteport qui ne manquerait pas de nuire agrave la circulariteacute du diagramme de rayonnement Enfin exigence fondamentale des concepts drsquoantennes innovants lrsquoextreacute-miteacute du macirct reste libre pour drsquoautres eacutequipements En effet lrsquoextreacutemiteacute drsquoun macirct doit ecirctre obligatoirement reacuteserveacutee aux antennes par nature utiliseacutees au point le plus haut du navire comme les capteurs de systegravemes drsquointerception sensibles
Un faible encombrement gracircce agrave un systegraveme drsquoantennes hautement inteacutegreacuteRohde amp Schwarz propose des appareils et des antennes des-tineacutes aux systegravemes drsquointerception depuis des deacutecennies Ces dispositifs sont ameneacutes agrave couvrir des plages de freacutequence toujours plus larges Aussi les systegravemes drsquoantennes inteacutegrant des capteurs pour les bandes de freacutequences les plus diverses ont un rocircle de plus en plus important agrave jouer Rohde amp Schwarz reacutepond agrave ces besoins avec son nouveau systegraveme drsquoantennes de radiogoniomeacutetrie et de surveillance agrave haute inteacutegration le systegraveme drsquoantennes compact CESMRESM (mesures de soutien eacutelectronique communicationsradars) RampSregACD001 (fig 4) couvre en effet les freacutequences de 1 MHz agrave 18 GHz et mecircme jusqursquoagrave 40 GHz avec son option inteacutegrable Installeacute de preacutefeacuterence en haut drsquoun macirct ce systegraveme drsquoantennes affiche des caracteacuteristiques geacuteneacuterales remarquables dans les sys-tegravemes eacutequipeacutes de radiogoniomegravetres numeacuteriques de reacutecep-teurs et drsquoanalyseurs de signaux Rohde amp Schwarz
Principales caracteacuteristiques du systegraveme drsquoantennes RampSregACD001 Reacuteception de signaux verticaux horizontaux et circulaires Diagrammes omnidirectionnels et directionnels en simultaneacute sur lrsquoensemble de la gamme de freacutequences
Utilisation possible comme antenne de radiogoniomeacutetrie et de surveillance
Protection puissante contre la foudre (indispensable du fait du montage agrave lrsquoextreacutemiteacute du macirct)
Blindage CEM tregraves performant (notamment pour la protec-tion contre les signaux radar)
Le systegraveme drsquoantennes RampSregACD001 peut ecirctre utiliseacute seul ou associeacute aux antennes superposables preacutesenteacutees plus haut
Fig 4 Systegraveme drsquoantennes inteacute-
greacute CESMRESM RampSregACD001
pour une gamme de freacutequences de
1 MHz agrave 18 (40) GHz
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
Systegraveme dantennes inteacutegreacute CESMRESMRampSregACD0011 MHz agrave 18 (40) GHz
Montage sur un macirct cf exemple agrave gauche
Antenne UHF agrave rayonnement circulaire RampSregAD066ST
Dipocircle coaxialVHFUHF RampSregHK014E
Dipocircle coaxialVHFUHFRampSregHK014E
Antenne de communication VHFUHF agrave large bandeRampSregAD066FW118 MHz agrave 453 MHz
Antenne de communication VHFUHF agrave large bandeRampSregAD066FW118 MHz agrave 453 MHz
Antenne de communication agrave large bande RampSregAD016M960 MHz agrave 1020 MHz
Le choix des antennes approprieacutees et leur montage judi-cieux sur le navire permettent de reacutepondre agrave de nombreuses contraintes dans un espace tregraves reacuteduit La figure 5 illustre une possibiliteacute de montage compact drsquoantennes sur un macirct et le positionnement de ces diffeacuterentes configurations hautes per-formances sur les navires
Les antennes Rohde amp Schwarz reacutesistent toutes aux condi-tions environnementales les plus seacutevegraveres leur emplacement exposeacute inheacuterent aux contraintes radioeacutelectriques exige un niveau eacuteleveacute de reacutesistance aux chocs et une grande immuniteacute aux deacutecharges eacutelectriques Dans le mecircme temps la surface eacutequivalente radar des antennes a eacuteteacute reacuteduite afin de garantir le meilleur niveau possible de protection contre la reconnais-sance adverse
Fig 5 Exemple de montage sur macirct et drsquoagencement sur un navire
Tour drsquohorizon des autres nouveauteacutesPour reacutepondre au renforcement des contraintes environne-mentales Rohde amp Schwarz a eacutegalement ameacutelioreacute ndash parallegravele-ment au deacuteveloppement des nouvelles laquo antennes inteacutegreacutees raquo ndash sa palette drsquoantennes conventionnelles pour navires Les antennes preacutesenteacutees ci-dessous sont speacutecialement conccedilues pour les applications navales et optimiseacutees de faccedilon agrave preacute-senter des performances eacuteleveacutees en RF un poids reacuteduit et un encombrement limiteacute
Crsquoest le cas notamment de lrsquoantenne omnidirectionnelle UHF RampSregAD066ST (fig 6) au profil eacutelanceacute tregraves robuste meacutecani-quement Elle convient parfaitement aux systegravemes de com-munication agiles en freacutequence fonctionnant dans la gamme de 225 MHz agrave 400 MHz et neacutecessitant un deacutecouplage impor-tant entre branches drsquoeacutemission et de reacuteception
Fig 6 Antenne
omnidirectionnelle
UHF RampSregAD066ST
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COUP DE PROJECTEUR | Antennes
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Fig 8 Dipocircle coaxial VHFUHF RampSregHK014E
un eacutequipement seacuteduisant par ses caracteacuteris-
tiques optimiseacutees en RF et sa caracteacuteristique de
directiviteacute ameacutelioreacutee
Pour la nouvelle antenne UHF agrave rayonnement circulaire RampSregAD033V3 (fig 7) un principe similaire agrave celui de lrsquoantenne de communication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW (fig 1) a eacuteteacute utiliseacute Hormis sa gamme de freacute-quences (uniquement UHF de 225 MHz agrave 450 MHz) elle preacute-sente des caracteacuteristiques comparables Elle est cependant plus petite et plus leacutegegravere
Le dipocircle coaxial VHFUHF omnidirectionnel RampSregHK014 agrave tregraves large bande (malgreacute sa taille) utiliseacute avec succegraves depuis des deacutecennies dans les applications civiles et mili-taires les plus varieacutees a eacuteteacute modifieacute par Rohde amp Schwarz pour prendre en compte le renforcement des contraintes environ-nementales Reacutesultat le nouveau dipocircle coaxial VHFUHF RampSregHK014E (fig 8) qui ne manque pas drsquoimpressionner par ses performances optimiseacutees en RF et son diagramme de rayonnement ameacutelioreacute
La nouvelle antenne drsquoeacutemission compacte agrave large bande RampSregAD016MC (fig 9) peut ecirctre utiliseacutee comme alternative agrave lrsquoantenne de communication agrave large bande RampSregAD016M sauf dans le cas ougrave un montage en superposition srsquoimpose Malgreacute une puissance transmissible identique cette antenne est beaucoup plus compacte et leacutegegravere que lrsquoantenne RampSregAD016M Sa large gamme de freacutequences de 800 MHz agrave 8000 MHz permet de lrsquoutiliser dans drsquoautres applications que la Liaison 16
Fig 9 Antenne drsquoeacutemission compacte agrave large bande
RampSregAD016MC gracircce agrave une large gamme de freacutequences
(800 MHz agrave 8000 MHz) elle peut ecirctre utiliseacutee pour drsquoautres
applications que la Liaison 16
Fig 7 Antenne UHF agrave rayonnement circulaire
RampSregAD033V3 pour freacutequences de 225 MHz agrave
450 MHz
En reacutesumeacuteRohde amp Schwarz a consideacuterablement eacutetoffeacute et entiegraverement refondu sa gamme drsquoantennes individuelles et de systegravemes drsquoantennes pour les navires Il est deacutesormais possible de reacuteali-ser des installations qui reacutepondent aux contraintes eacutelectriques et meacutecaniques les plus seacutevegraveres et prennent en compte les exi-gences particuliegraveres des clients
Klaus Fischer Andreas Knuumlttel
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
RampSregEB510 radiosurveillance sans discontinuiteacute dans la gamme des ondes courtesLes liaisons de communication par ondes courtes demeurent tregraves inteacuteressantes car elles offrent des avan-
tages non neacutegligeables mecircme agrave lrsquoegravere de lrsquoInternet et des liaisons SATCOM agrave lrsquoeacutechelle mondiale entraicirc-
nant une demande toujours aussi forte en radiosurveillance dans le domaine HF Quelques exemples citeacutes
dans cet article nous permettent drsquoillustrer lrsquoutilisation universelle proposeacutee agrave cet effet par le reacutecepteur de
surveillance HF RampSregEB510
Fig 1 Reacutecepteur
de surveillance HF
RampSregEB510 ici dans
sa version avec eacutecran
Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510Les ondes courtes restent un moyen de communication tregraves attractif car elles atteignent de grandes distances sans infras-tructures techniques complexes (voir encadreacute page 77) La neacutecessiteacute drsquoune radiosurveillance dans la gamme HF est par conseacutequent toujours aussi actuelle et le reacutecepteur de surveil-lance HF compact et ultrasensible RampSregEB510 (fig 1) lequel couvre la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 32 MHz est tout particuliegraverement indiqueacute pour cette tacircche Il propose des bandes passantes temps reacuteel jusqursquoagrave 32 MHz et des donneacutees IQ numeacuteriques jusqursquoagrave 5 MHz Ses excellentes caracteacuteris-tiques HF (par exemple eacutechantillonnage direct avec faible bruit de phase) sa puissance de traitement du signal numeacute-rique et ses nombreuses fonctions fort utiles (par exemple ses diffeacuterents modes de balayage et sa deacutemodulation multi-
canal) lui permettent de couvrir toutes les tacircches de radio-surveillance civiles et militaires nœud de capteurs reacutecepteur deacuteporteacute reacutecepteur de surveillance autonome pour la radiosur-veillance gestion de freacutequences et bien plus encore
Balayage de freacutequence rapide agrave haute reacutesolutionLes eacutemetteurs actifs sont immeacutediatement perceptibles au sein du spectre HF gracircce agrave la bande passante temps reacuteel de 32 MHz du RampSregEB510 Lrsquooption Scan panoramique (RampSregEB500-PS) permet pour des reacutesolutions plus fines (lar-geurs de pas infeacuterieures agrave 10 kHz) de reacuteduire la bande pas-sante jusqursquoagrave 01 kHz indeacutependamment de la gamme de freacute-quence concerneacutee Ces reacutesolutions reacuteduites offrent une sen-sibiliteacute plus eacuteleveacutee une plage dynamique eacutelargie et une
ACTUALITEacuteS 20813 75
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Reacutecepteurs
1
2 3 45
6
1 2 3 4 5 6
76
Fig 4 Surveillance drsquoun maximum de quatre signaux simultaneacutement
Fig 5 Affichage drsquoune liaison de communication eacutetablie selon la
meacutethode CTCSS
meilleure immuniteacute aux signaux des canaux adjacents per-mettant ainsi la deacutetection drsquoun plus grand nombre de signaux au sein du spectre (fig 2)
Polyvalence du RampSregEB510 exemples drsquoapplicationsSurveillance du trafic radio en mode Memory-ScanLes communications par ondes courtes sont soumises agrave de nombreux facteurs comme par exemple les fluctua-tions de la hauteur et de lrsquointensiteacute des couches ioniseacutees les peacuteriodes de forte activiteacute solaire ou les influences saison-niegraveres entraicircnant pour lrsquoutilisateur la neacutecessiteacute de seacutelection-ner les freacutequences respectives approprieacutees pour eacutetablir une connexion radio en fonction de la saison de lrsquoheure du jour et de la distance agrave parcourir Pour faciliter la tacircche des opeacute-rateurs de radiosurveillance soumis agrave ces diverses et nom-breuses conditions de travail le RampSregEB510 dispose de 10 000 emplacements de meacutemoire programmables permet-tant de stocker les freacutequences inteacuteressantes qui peuvent ecirctre appeleacutees avec une vitesse de balayage de 1600 canaux par seconde Chaque emplacement meacutemoire peut contenir la freacute-quence une description individuelle la bande passante et le type de deacutemodulation lrsquoatteacutenuation et les valeurs de reacuteduc-tion de bruit (fig 3) Les freacutequences enregistreacutees peuvent ecirctre copieacutees dans une liste dite drsquoexclusion afin de ne pas en tenir compte lors de lrsquoanalyse
Surveillance multi-canalLe reacutecepteur dispose avec lrsquooption RampSregEB510-DDC de trois abaisseurs numeacuteriques (DDC Digital Down Converter) lui per-mettant ensemble avec le deacutemodulateur principal de sur-veiller jusqursquoagrave quatre signaux simultaneacutement (fig 4) Des reacuteglages de deacutemodulation identiques mais eacutegalement indivi-duels peuvent ecirctre affecteacutes aux canaux par exemple pour la bande passante et le type de deacutemodulation de sorte que les
Fig 3 Menu de configuration pour les meacutemoires de freacutequence
Fig 2 En haut mode freacutequence fixe (FFM) dans la bande passante temps
reacuteel de 32 MHz avec une reacutesolution de 10 kHz En bas en mode Pscan
(Panorama scan ndash balayage panoramique) agrave reacutesolution de seulement 1 kHz
un plus grand nombre drsquoeacutemissions sont intercepteacutees (marqueacute en rouge)
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Reacutecepteurs
Avantages des communications via ondes courtesLa gamme des ondes courtes (3 agrave 30 MHz) permet drsquoeacutetablir des liaisons de communication aussi bien sur de courtes que sur de tregraves grandes distances Outre la propagation par ondes directes (ligne de vue) il existe deux autres formes de propagation agrave savoir par ondes de sol et par onde drsquoespace
Les ondes de sol dans la gamme HF agrave freacutequences rela-tivement basses et par conseacutequent agrave grandes lon-gueurs drsquoonde preacutesentent une grande robustesse et peuvent mecircme traverser des fluides comme par exemple lrsquoeau de mer voire des obstacles solides
Les ondes drsquoespace se propagent sur de tregraves grandes distances gracircce aux multiples reacuteflexions entre le sol et lrsquoionosphegravere Dans des conditions favorables elles peuvent mecircme atteindre lrsquoautre cocircteacute du globe En cas de propagation par ondes drsquoespace les communica-tions radio exigent des connaissances en matiegravere drsquoef-fets ionospheacuteriques drsquoactiviteacute solaire et des freacutequences approprieacutees en fonction de la saison et de lrsquoheure de la journeacutee ainsi que de la distance agrave parcourir
Les systegravemes de communication HF sont faciles agrave ins-taller et ne neacutecessitent pas drsquoinfrastructure reacuteseau com-plexe Les freacutequences dans la gamme HF sont geacuteneacute-ralement utiliseacutees pour les communications longues distances Ces systegravemes sont utiliseacutes non seulement pour les communications vocales sol-air mais eacutega-lement pour le controcircle du trafic aeacuterien les commu-nications maritimes et la diffusion des informations meacuteteacuteorologiques
Principales caracteacuteristiques du RampSregEB510 Gamme de freacutequence de 9 kHz agrave 32 MHz Bande passante temps reacuteel jusqursquoagrave 32 MHz et deacutemodulation en parallegravele avec bandes passantes de 100 Hz agrave 5 MHz
Mode laquo Scan panoramique raquo rapide jusqursquoagrave 60 GHzs sur toute la gamme de freacutequence
Modes laquo Frequency Scan raquo et laquo Memory Scan raquo ultrarapides jusqursquoagrave 1600 canauxs
Spectre FI polychrome garantissant une deacutetection fiable des signaux pulseacutes
Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510 dans sa ver-
sion sans eacutecran pour utilisation en mode teacuteleacutecom-
mandeacute via une interface LAN
contenus audio respectifs peuvent ecirctre deacutemoduleacutes Tous les canaux ou chaque canal individuellement peuvent ecirctre trans-mis via un reacuteseau local et enregistreacutes pour une classification ulteacuterieure (par exemple avec le logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430)
Identification drsquoappels seacutelectifsPour la communication radio mobile terrestre ou marine des appels seacutelectifs sont geacuteneacuteralement utiliseacutes Ainsi un sous-ensemble de reacutecepteurs deacutetermineacutes ou un seul en particu-lier peut ecirctre appeleacute directement Cela eacutevite une perturbation mutuelle sur des canaux radio partageacutes Le reacutecepteur affiche automatiquement la norme drsquoappels seacutelectifs reccedilue ou per-met de filtrer les reacutesultats par des appels seacutelectifs speacutecifique-ment rechercheacutes
Avec lrsquooption Selective Call RampSregEB510-SL le RampSregEB510 peut deacutecoder et afficher de nombreux appels seacutelectifs CCIR1 CCIR7 CCITT EEA EIA EURO DCS DTMF CTCSS NATEL VDEW ZVEI1 et ZVEI2 Lrsquoexemple preacutesenteacute en figure 5 illustre la deacutetection drsquoun signal codeacute selon CTCSS (Continuous Tone Coded Squelch System) Les deux tonaliteacutes attribueacutees se situent sur les freacutequences de 976 Hz et 2503 Hz (Ndeg 13 et 51)
ConclusionAvec sa large bande passante en temps reacuteel et le traitement du signal en continu innovant sans aucun temps mort le reacutecepteur de surveillance RampSregEB510 intercepte des signaux LPI (Low Probability of Intercept) ou agrave sauts de freacutequence ainsi que des signaux radar et peut deacutemoduler de nombreux signaux analogiques (AM FM USB et LSB) Gracircce agrave sa com-patibiliteacute drsquointerfaccedilage il peut ecirctre aiseacutement et efficacement inteacutegreacute dans des systegravemes existants et peut remplacer des reacutecepteurs de conception plus ancienne comme par exemple le RampSregESMB et le RampSregEB200
Nellie Pang Peter Kronseder
ACTUALITEacuteS 20813 77
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78
Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430 avec une capaciteacute de traitement porteacutee agrave 4 canauxInstalleacute sur un PC le logiciel drsquoanalyse et de traitement de signaux RampSregGX430 deacutetecte classifie deacutemodule
et deacutecode des signaux analogiques et numeacuteriques La nouvelle version 4 de ce logiciel eacuteprouveacute offre des
caracteacuteristiques tregraves performantes telles que le traitement simultaneacute des signaux sur 4 canaux de faccedilon
entiegraverement automatique et selon des regravegles configurables par lrsquoutilisateur
Preacutesentation geacuteneacuterale de la nouvelle version 4 du logicielSolution de surveillance radio autonome ayant fait ses preuves depuis de nombreuses anneacutees le RampSregGX430 ana-lyse classifie deacutemodule et deacutecode des signaux analogiques et numeacuteriques Baseacutee sur PC et rapidement installeacutee sous Windowsreg crsquoest une solution particuliegraverement conviviale Le PC est connecteacute via Ethernet agrave des reacutecepteurs de surveillance ou des radiogoniomegravetres de Rohde amp Schwarz Ce logiciel a reacutecemment beacuteneacuteficieacute drsquoun grand nombre drsquoameacuteliorations et drsquoextensions Traitement simultaneacute des signaux sur 4 canaux (versions preacute-ceacutedentes 1v 1 canal) en combinaison avec des reacutecepteurs ou des radiogoniomegravetres eacutequipeacutes de convertisseurs abais-seurs numeacuteriques (DDC Digital Down Converter) comme crsquoest le cas du reacutecepteur de surveillance radio large bande RampSregESMD
Traitement automatique des signaux selon des regravegles speacuteci-fieacutees par lrsquoutilisateur
Compatibiliteacute avec les reacutecepteurs de fabricants tiers gracircce agrave la possibiliteacute de deacutevelopper et drsquointeacutegrer des programmes pilotes speacutecifiques aux eacutequipements utiliseacutes
Enregistrement des signaux agrave lrsquoaide du systegraveme drsquoenregis-trement et de reproduction de signaux RampSregAMREC Repro-duction des signaux avec leur spectre de vue synoptique
Radiosurveillance multicanauxILes sceacutenarios radio agrave forte densiteacute spectrale neacutecessitent un traitement simultaneacute de plusieurs canaux Crsquoest alors que le reacutecepteur de surveillance large bande RampSregESMD com-plegravete ideacutealement le logiciel RampSregGX430 gracircce agrave sa capaciteacute agrave couvrir une gamme de freacutequences eacutetendue ses caracteacuteris-tiques de reacuteception exceptionnelles sa bande passante temps reacuteel de 20 MHz (avec possibiliteacute drsquoextension agrave 80 MHz) et agrave de nombreuses autres fonctionnaliteacutes attractives Lrsquooption RampSregESMD-DDC permet drsquoeacutequiper ce reacutecepteur de quatre convertisseurs abaisseurs numeacuteriques (DDC) Configurables
individuellement ces quatre DDC fonctionnent simultaneacute-ment dans la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur La voie de deacutemodulation large bande est ainsi compleacuteteacutee par 4 canaux de signal numeacuteriques connecteacutes par un reacuteseau local via Ethernet Ces 4 canaux permettent au logiciel RampSregGX430 drsquoutiliser jusqursquoagrave 4 signaux abaisseacutes suppleacutementaires en fonc-tion de la configuration du systegraveme avec Reacutecepteur RampSregESMD radiogoniomegravetre RampSregDDF255 4 DDC internes (largeur de bande (4 times 1 MHz) reacutepartis libre-ment sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pou-vant atteindre 80 MHz (figures 1 agrave 3)
Reacutecepteur de radiosurveillance RampSregEB500 radiogonio-megravetre RampSregDDF205 3 DDC internes (largeur de bande (3 times 1 MHz) librement reacutepartis sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pouvant atteindre 20 MHz
Principales caracteacuteristiques du RampSregGX430 NOUVEAU Surveillance simultaneacutee des signaux de 4 canaux (bande passante de traitement temps reacuteel jusqursquoagrave 4 times1 MHz)
NOUVEAU Traitement automatique des signaux selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisateur
NOUVEAU Inteacutegration des pilotes de reacutecepteurs tiers NOUVEAU Enregistrement des signaux sur un systegraveme drsquoenregistrement et de reproduction RampSregAMREC
Deacutetection classification deacutemodulation et deacutecodage de signaux analogiques et numeacuteriques
Traitement de signaux en ligne et hors ligne Mesure automatique et manuelle des signaux Classification du type de modulation et de lrsquoeacutemetteur Classificateur performant et bibliothegraveque tregraves complegravete de deacutemodulateurs et deacutecodeurs
Recherche automatique et classification de signaux dans une gamme de freacutequences reacuteglable
Mesure exacte des paramegravetres techniques de signaux (largeur de bande niveau type de modulation deacutebit de symboles deacutecalage de freacutequence etc)
Mesures conformeacutement agrave la recommandation UIT-R SM1600
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DDC 1 DDC 2 DDC 3 DDC 4
Antenne
RampSregESMD avec option RampSregESMD-DCC Software RampSregGX430
Q
W
E R
Fig 1 Exemple drsquoune
configuration systegraveme
inteacutegrant le reacutecepteur
de surveillance large
bande RampSregESMD
Gracircce agrave ce dernier le
logiciel RampSregGT430
dispose de 4 canaux
DDC reacutepartis sur une
gamme de 9 kHz agrave
265 GHz drsquoune lar-
geur de 1 MHz chacun
Ces quatre canaux
peuvent ecirctre librement
reacutepartis sur la bande
passante temps reacuteel de
80 MHz du reacutecepteur
Reacutecepteur de radiosurveillance RampSregEB510 3 DDC internes (3 times 150 kHz) librement reacutepartis sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pouvant atteindre 32 MHz
Fig 2 Le logi-
ciel drsquoanalyse de
signaux RampSregGX430
est capable de traiter
jusqursquoagrave 4 canaux en
utilisant les DDC du
reacutecepteur
Traitement entiegraverement automatique des signauxLrsquoassociation des fonctions de deacutetection et classification drsquoune part et de traitement automatique (deacutemodulation deacutecodage et
Fig 3 Exemple drsquoun
traitement de trois
signaux
Q spectre large bande
du reacutecepteur RampSreg
ESMD avec position
des trois DDC acti-
veacutees
W spectre du premier
signal
E reacutesultat de classi-
fication du deuxiegraveme
signal
R texte deacutecodeacute du
troisiegraveme signal
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SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Systegravemes
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Fig 4 Exemple drsquoun script de regravegles speacutecifieacutees
par lrsquoutilisateur (en lrsquooccurrence pour le traite-
ment automatique de signaux POCSAG TETRA
et FM analogique) Chaque action est deacuteclen-
cheacutee automatiquement Le traitement auto-
matique des signaux deacutetecteacutes permet ainsi de
deacutecharger lrsquoopeacuterateur
Fig 5 Spectro-
gramme offrant la
vue drsquoensemble drsquoun
enregistrement de
signaux drsquoune dureacutee
de 5 minutes La
reproduction couvre
un segment de
30 secondes
enregistrement) drsquoautre part est une nouvelle caracteacuteristique importante du RampSregGX430 gracircce agrave elle ce logiciel est deacutesor-mais capable de surveiller une gamme de freacutequences eacutetendue agrave la place de lrsquoopeacuterateur ainsi libeacutereacute du travail monotone drsquoune
surveillance radio laquo manuelle raquo Le reacutecepteur de surveillance fonctionne en freacutequence fixe ou en mode Scan Un deacutetec-teur automatique relegraveve lrsquoeacutenergie spectrale des signaux Les canaux DDC disponibles sont affecteacutes aux signaux deacutetecteacutes
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en vue de leur classification Le logiciel lance ensuite des actions automatiques en fonction du type de signal selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisateur au niveau drsquoune interface script conviviale Parmi les actions possibles figurent notamment le deacuteclenchement drsquoalarmes et lrsquoenvoi de messages lrsquoenregistre-ment la deacutemodulation ou le deacutecodage (fig 4)
Inteacutegration de reacutecepteurs fabriqueacutes par des tiersIl est conseilleacute drsquoutiliser le logiciel RampSregGX430 en com-binaison avec des radiogoniomegravetres et des reacutecepteurs Rohde amp Schwarz tels que RampSregESMD RampSregEB500 ou RampSregEB510 Lrsquointeacutegration de programmes pilotes deacuteveloppeacutes speacutecialement pour les eacutequipements du client est cependant possible ce qui confegravere agrave ce logiciel une souplesse drsquoutilisa-tion et une polyvalence optimales Le client peut notamment utiliser des reacutecepteurs fabriqueacutes par des tiers
Lrsquoutilisateur peut lui-mecircme deacutevelopper et installer les pilotes drsquointerface neacutecessaires Le RampSregGX430 gegravere ces pilotes speacute-cifiques sous forme drsquoune bibliothegraveque de liens dynamiques Windowsreg (DLL) Les pilotes convertissent les commandes et formats de donneacutees des reacutecepteurs tiers en messages utiliseacutes par les reacutecepteurs Rohde amp Schwarz Rohde amp Schwarz propose un code source en C++ ainsi que lrsquointervention de formateurs expeacuterimenteacutes pour aider les programmateurs du client
Enregistrement des signaux avec RampSregAMRECLe logiciel RampSregGX430 est deacutesormais capable drsquoacceacuteder directement aux supports de stockage large bande de lrsquoenre-gistreur RampSregAMREC par exemple RampSregGX425 RampSregGX460 et RampSregGX465 Lrsquoenregistrement des signaux en vue drsquoune analyse ulteacuterieure est drsquoautant plus utile que le sceacutenario radio est complexe Le RampSregGX430 peut enregistrer et reproduire les signaux eacutegalement via le disque dur local
Ce logiciel comprend eacutegalement une fonctionnaliteacute de ges-tion des signaux enregistreacutes ceux-ci sont visualiseacutes dans un spectre de vue synoptique ougrave lrsquoopeacuterateur les seacutelectionne pour reproduction agrave lrsquoaide drsquoun curseur (fig 5) Le RampSregGX430 cal-cule les lignes spectrales agrave mesure que le curseur se deacuteplace sur le spectrogramme de faccedilon agrave faciliter la deacutefinition des points drsquoextreacutemiteacute de la boucle de reproduction Cette nou-velle fonctionnaliteacute preacutesente plusieurs avantages Navigation confortable mecircme en cas drsquoenregistrements drsquoune dureacutee de plusieurs heures
Vue drsquoensemble bien structureacutee du sceacutenario complet enregistreacute
Certitude de repeacuterer les activiteacutes de signalisation rechercheacutees
Reacuteduction du temps de reproduction par ciblage du segment seacutelectionneacute drsquoun signal
Critegravere RampSregGX430 RampSregGX 435
Nombre maximal de reacutecepteurs de surveil-lance geacutereacutes simultaneacutement
1 plusieurs
Nombre maximal de canaux traiteacutes par reacutecep-teur de surveillance
4 126
Nombre maximal de canaux traiteacutes en cas de reproduction de sceacutenarios de signalisation enregistreacutes
1 32
Possibiliteacute de teacuteleacutecommande via LAN ou WAN
non oui
FIG 6 Principales diffeacuterences entre RampSregGX430 et RampSregGX435
Comparaison entre RampSregGX430 and RampSregGX435Le logiciel RampSregGX430 et le systegraveme drsquoanalyse de signaux multicanaux RampSregGX435 (voir article pages 82 et suivantes) preacutesentent des caracteacuteristiques similaires mais sont destineacutes agrave des domaines drsquoapplication diffeacuterents (fig 6) Conccedilu pour lrsquoinstallation sur un PC Windowsreg le RampSregGX430 est piloteacute par lrsquoutilisateur sans possibiliteacute de teacuteleacutecommande Ce logiciel gegravere un seul reacutecepteur et peut traiter 4 canaux agrave la fois En mode reproduction crsquoest-agrave-dire priveacute des 4 DDC du reacutecepteur il ne peut traiter qursquoun seul canal Les interfaces suivantes permettent agrave ce logiciel de communiquer avec les systegravemes de la famille RampSregRAMON ReportEdit Master Slave Hando-ver Reporting to RAMON signal database AllAudio
Le systegraveme drsquoanalyse multicanaux RampSregGX435 est quant agrave lui conccedilu pour des configurations agrave plusieurs reacutecepteurs de sur-veillance et il est capable de traiter jusqursquoagrave 126 canaux par reacutecepteur En mode reproduction sa capaciteacute de traitement est de 32 canaux car il utilise ses propres DDC Le RampSregGX435 srsquointegravegre parfaitement dans les systegravemes RampSregRAMON en combinaison avec drsquoautres capteurs ndash et offre ainsi une fonc-tionnaliteacute de teacuteleacutecommande via reacuteseau LAN ou WAN
Nouveaux donglesLes utilisateurs peuvent acheter une mise agrave jour pour passer de la version 028x agrave la version 4 du logiciel Le dongle une cleacute USB contenant la licence et une protection anti-copie est alors remplaceacute par la nouvelle solution de protection disponible au choix sur une cleacute USB une mini-cleacute USB ou une carte SD
ConclusionDestineacute agrave la surveillance manuelle ou entiegraverement automa-tique de sceacutenarios radio selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisa-teur le logiciel RampSregGX430 est conccedilu pour fonctionner sur un PC Windowsreg standard La nouvelle version 4 permet de sur-veiller jusqursquoagrave 4 canaux agrave la fois Pouvant accueillir les pilotes neacutecessaires agrave lrsquointeacutegration de reacutecepteurs tiers ce logiciel offre en outre la possibiliteacute drsquoenregistrer et de reproduire des signaux sur des systegravemes RampSregAMREC
YingSin Phuan
ACTUALITEacuteS 20813 81
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Radiosurveillance automatique avec le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435Le systegraveme de deacutetection classification et traitement automatiques RampSregGX435 impressionne par des
performances et une polyvalence exceptionnelles Destineacute aux systegravemes de radiodeacutetection multicanaux il
est utiliseacute avec des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz et couvre les gammes HF agrave SHF
Preacutesentation du RampSregGX435 Le systegraveme drsquoanalyse de signaux multicanaux RampSregGX435 est conccedilu pour un large eacuteventail drsquoapplications allant du trai-tement et de lrsquoanalyse manuels drsquoun seul signal jusqursquoagrave la deacutetection automatique de toutes les eacutemissions drsquoun sceacutena-rio large bande Ce logiciel est mis en œuvre sur des compo-sants mateacuteriels agrave maintenance conviviale pouvant ecirctre com-bineacutes de faccedilon modulaire (fig 1) relieacutes agrave des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz Ce mode de mise en œuvre lui confegravere une eacutevolutiviteacute exceptionnelle autorisant des sys-tegravemes drsquoune capaciteacute aussi bien de quelques canaux que de 126 canaux par reacutecepteur Les interfaces ouvertes du RampSregGX435 permettent en outre drsquointeacutegrer les eacutequipements de traitement du signal speacutecifiques au client
Le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435 associe des classificateurs performants agrave une bibliothegraveque tregraves complegravete de deacutemodulateurs et de deacutecodeurs aux proceacutedures de trai-tement du signal automatiseacutees Lrsquoutilisateur dispose ainsi drsquoun vaste ensemble de ressources facilement adaptables agrave
ses regravegles et ses exigences Le RampSregGX435 offre par ailleurs trois modes drsquoexploitation garantissant une recherche et une deacutetection efficaces des signaux
Deacutetection de signaux agrave freacutequence fixe et en salvesGeacuteneacuteraliteacutesLe RampSregGX435 est speacutecialement conccedilu pour une recherche une surveillance et un traitement entiegraverement automatiseacutes des signaux Ce systegraveme est donc capable de geacuterer un pro-cessus complet de deacutetection et de classification automatiques des signaux suivi de leur traitement automatiseacute (deacutemodula-tion deacutecodage et enregistrement)
La fonctionnaliteacute de radiodeacutetection automatique srsquoapplique agrave des signaux agrave freacutequence fixe et en salves dans des gammes de freacutequence seacutelectionneacutees Le deacutetecteur relegraveve ainsi des eacuteveacute-nements dans le spectre FFT du reacutecepteur quand leur eacutenergie spectrale deacutepasse un seuil reacuteglable en fonction du plancher de bruit Chaque signal reacutepondant agrave des critegraveres preacutedeacutefinis
Fig 1 Le RampSregGX435 est conccedilu autour de deux modules mateacuteriels inteacute-
grant des composants de serveur PC multicœur Lrsquouniteacute RampSregGX435PU-S
de traitement et drsquoenregistrement de signaux (bas) pilote le systegraveme
deacutetecte les signaux effectue les calculs neacutecessaires au fonctionnement
des convertisseurs abaisseurs numeacuteriques et assure lrsquoenregistrement et la
reproduction des signaux gracircce agrave sa meacutemoire de 8 teacuteraoctets Lrsquouniteacute de
traitement du signal RampSregGX435PU est capable de classifier et deacutecoder
jusqursquoagrave 24 signaux agrave la fois
Ce systegraveme a eacuteteacute preacutesenteacute sous le nom de laquo Sous-systegraveme de capteurs RampSregGX435 raquo dans Actualiteacutes (2011) No 204 pages 58 agrave 61 et figure deacutesor-mais commercialiseacute sous le nom laquo Systegraveme drsquoanalyse de signaux multica-naux RampSregGX435 raquo avec des caracteacuteristiques eacutetendues et de nouveaux modules mateacuteriels
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Q
W
E
(largeur de bande niveau etc) fait lrsquoobjet drsquoune note horoda-teacutee geacuteneacutereacutee par le logiciel laquelle est compareacutee peacuteriodique-ment agrave celles des cycles de traitement preacuteceacutedents La classi-fication et la mesure des signaux sont ainsi automatiques Le systegraveme indique les eacuteveacutenements particuliers suivants Nouveaux signaux (premier deacutepassement drsquoun seuil deacutetermineacute)
Nouvelle caracteacuteristique drsquoune eacutemission connue (niveau largeur de bande ou freacutequence centrale)
Eacutemissions inactives (niveau descendu sous un seuil deacutetermineacute)
Fin du signal
Le deacutetecteur surveille la trajectoire des eacutemissions deacutetermine les paramegravetres et surveille les signaux en fonction drsquoun identi-fiant qui leur a eacuteteacute attribueacute
Pour la recherche et la classification automatiseacutees des signaux lrsquoutilisateur saisit le nombre des classificateurs agrave
appliquer la profondeur de classification souhaiteacutee ainsi que les regravegles de traitement automatiseacute des signaux deacutetecteacutes Les classificateurs deacuteterminent de faccedilon autonome les para-megravetres de modulation et le codage des eacutemissions deacutetecteacutees Plus le nombre de classificateurs est eacuteleveacute plus le nombre de signaux classifieacutes simultaneacutement est grand et plus vite le sceacute-nario radio est identifieacute Lrsquoutilisateur peut disposer drsquoun trai-tement du signal entiegraverement automatiseacute en configurant les regravegles deacutefinissant les seacutequences opeacuteratoires
Le RampSregGX435 permet de choisir entre trois modes de deacutetec-tion des signaux 1 Mode Fixed Frequency (FFM)2 Mode Scan (plusieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes)3 Mode Stepping (un seul reacutecepteur large bande)
1 Mode Fixed Frequency (FFM)Domaine drsquoapplication deacutetection et surveillance automatiseacutees drsquoun sceacutenario radio dans une bande passante temps reacuteel
Fig 2 En mode Fixed Frequency (FFM) le systegraveme recherche et deacutetecte tous les signaux gracircce agrave la mesure de leur puissance spectrale (Q) dans une
gamme de freacutequences deacutefinie agrave lrsquointeacuterieur de la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur Le RampSregGX435 attribue automatiquement les classificateurs agrave
chacun des signaux puis reacuteunit les reacutesultats obtenus dans une liste (W) Une proceacutedure deacutefinie par lrsquoutilisateur est exeacutecuteacutee pour chaque signal deacutetecteacute
Les opeacuterations automatiques de cette proceacutedure font lrsquoobjet drsquoun historique inteacutegreacute dans la liste des reacutesultats (E)
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Reacutecepteur deacuteporteacute 1 Reacutecepteur deacuteporteacute 2
RampSregESMD
RampSregGX435
RampSregEB500
Suchempfaumlnger
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maximale de 80 MHz en vue drsquoun traitement ulteacuterieur auto-matiseacute des signaux ainsi que de lrsquoidentification de leur contenu
Les reacutecepteurs de surveillance et le systegraveme RampSregGX435 communiquent par LAN via une interface Ethernet Dans sa configuration standard chaque reacutecepteur est capable de transmettre un flux de donneacutees IQ avec une bande passante temps reacuteel de 10 MHz Des convertisseurs abaisseurs numeacute-riques (DDC Digital Down Converter) assurent lrsquoextraction des contenus en vue de leur traitement simultaneacute (classifi-cation deacutemodulation deacutecodage) et de lrsquoenregistrement des donneacutees IQ fig 2) Chaque DDC est capable drsquoadapter sa freacute-quence centrale et sa bande passante dans les limites de la largeur de bande temps reacuteel du reacutecepteur de surveillance Le systegraveme RampSregGX435 donne les reacutesultats optimaux en combi-naison avec des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz notamment les modegraveles RampSregESMD RampSregEB500 et RampSregEB510 Des pilotes deacuteveloppeacutes par lrsquoutilisateur peuvent ecirctre inteacutegreacutes en vue drsquoune mise en œuvre en combinaison avec des reacutecepteurs de fabricants tiers
Les reacutecepteurs de surveillance large bande tels que le RampSregESMD ou le radiogoniomegravetre RampSregDDF225 peuvent ecirctre eacutequipeacutes en option drsquoune carte drsquoacceacuteleacuteration mateacuterielle de traitement du signal Eacutequipeacutee de 4 composants FPGA (Field Programmable Gate Array) cette carte permet drsquooptimiser les performances de traitement du signal notamment en portant la bande passante de deacutetection agrave 80 MHz et en augmentant consideacuterablement le nombre de signaux pouvant ecirctre extraits par chaque DDC Le systegraveme drsquoanalyse de signaux multica-naux RampSregGX435 reccediloit alors des sceacutenarios temps reacuteel drsquoune
largeur de bande pouvant aller jusqursquoagrave 80 MHz (HF 20 MHz) par reacutecepteur pour un traitement simultaneacute drsquoun maximum de 32 canaux (HF 126)
2 Mode Scan (plusieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes)Domaine drsquoapplication recherche continue de nouvelles eacutemissions dans une gamme de freacutequences eacutetendue avec traitement simultaneacute des signaux deacutetecteacutes
Seul un reacutecepteur de recherche permet de deacutetecter des signaux quand la gamme de freacutequences balayeacutee est eacutetendue Ce reacutecepteur utiliseacute en mode Scan doit ecirctre combineacute agrave plu-sieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes Agrave lrsquointeacuterieur de la gamme de freacute-quences choisie le reacutecepteur de recherche eacutequipeacute de lrsquooption Scan panoramique surveille continuellement le spectre dans lequel le deacutetecteur automatique du RampSregGX435 identifie les signaux Les reacutecepteurs deacuteporteacutes servent de canaux de traite-ment parallegraveles capables de classifier deacutemoduler et deacutecoder les signaux deacutetecteacutes (fig 3)
3 Mode Stepping (un seul reacutecepteur de surveillance large bande)Domaine drsquoapplication deacutetection et surveillance automa-tiques de signaux dans une gamme de freacutequences eacutetendue agrave lrsquoaide drsquoun seul reacutecepteur de surveillance large bande Ce mode drsquoexploitation est particuliegraverement adapteacute aux systegravemes agrave ressources limiteacutees
Agrave la diffeacuterence du mode Scan deacutecrit ci-dessus le mode Stepping (mode pas-agrave-pas) ne neacutecessite qursquoun seul reacutecep-teur large bande doteacute drsquoune fonction Scan Ce reacutecepteur est drsquoabord en mode Scan pour chercher des eacutemissions dans la gamme de freacutequences choisie Le mode scan est ensuite arrecircteacute et le deacutetecteur automatique scrute le spectre agrave la
Fig 3 Utiliseacute en mode Scan comme reacutecepteur de recherche le reacutecepteur
de surveillance large bande RampSregESMD balaye sans cesse la gamme de
freacutequences deacutefinie agrave la recherche drsquoeacutemissions Deux reacutecepteurs de surveil-
lance RampSregEB500 deacuteporteacutes lui servent de voies de traitement pour classi-
fier deacutemoduler et deacutecoder les signaux
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Q
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recherche drsquoeacutemissions selon les principes deacutecrits pour le mode Fixed Frequency Les signaux sont ensuite traiteacutes par pas de 10 MHz les DDC assurant lrsquoextraction des signaux La gamme couverte agrave chaque pas peut ecirctre augmenteacutee agrave 80 MHz si les reacutecepteurs RampSregESMD ou le radiogoniomegravetre RampSregDDF255 sont eacutequipeacutes de la carte drsquoacceacuteleacuteration mateacute-rielle de traitement du signal
Deacutetection de signaux de courte dureacutee et agrave sauts de freacutequenceApplication surveillance des communications radio agiles en freacutequence
Outre les signaux agrave freacutequence fixe et en salves le systegraveme RampSregGX435 est capable de deacutetecter automatiquement les signaux de courte dureacutee et agiles en freacutequence gracircce agrave un deacutetecteur optimiseacute pour cette fonction Ce deacutetecteur analyse chaque saut de freacutequence pour en deacuteterminer les caracteacuteris-tiques techniques neacutecessaires agrave sa classification et son attri-bution agrave un eacutemetteur Le logiciel conduit une analyse statis-tique des paramegravetres et affiche le reacutesultat sous forme drsquoun
Fig 4 Spectre et diagramme cascade preacutesentant un signal agrave saut de freacute-
quence dans la gamme de freacutequences deacutefinie (Q) Les histogrammes
(W) illustrent certaines caracteacuteristiques de lrsquoeacutemission (dureacutee et largeur de
bande du saut de freacutequence type de modulation deacutebit de symboles etc)
histogramme (fig 4) Il preacutesente ensuite le reacutesultat dans une liste des signaux de courte dureacutee accompagneacutes de leur para-megravetres tels que la freacutequence la largeur de bande la puis-sance ainsi que des informations relatives au deacutebut et agrave la fin de lrsquoeacutemission du signal sans oublier ni le type ni les para-megravetres de modulation Ces donneacutees permettent ensuite de deacuteterminer les eacutemetteurs agrave sauts de freacutequence actifs ainsi que les terminaux radio correspondants
ConclusionLe systegraveme RampSregGX435 est une solution modulaire de radio-deacutetection automatiseacutee pour lrsquoanalyse et le traitement mul-ticanaux de signaux analogiques et numeacuteriques Ses diffeacute-rents modes drsquoexploitation ainsi que ses deacutetecteurs haut de gamme assurent une deacutetection rapide fiable et preacutecise des signaux ndash suivie de leurs classification deacutemodulation deacuteco-dage et lrsquoenregistrement
Lrsquointroduction drsquoun nouveau deacutetecteur capable de reconnaicirctre les signaux en fonction de leur profil spectral est drsquoailleurs preacutevue au cours du deuxiegraveme semestre 2013 Les utilisateurs pourront alors deacutefinir librement les formes spectrales qui les inteacuteressent ndash qursquoil srsquoagisse de signaux traiteacutes en direct ou de signaux enregistreacutes
YingSin Phuan
ACTUALITEacuteS 20813 85
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Systegravemes
86
RohdeampSchwarz a ouvert deacutebut deacutecembre 2012 sa nouvelle usine de fabrication en Malaisie Johann Kraus qui dirige lrsquousine de Teisnach a eacuteteacute nommeacute directeur geacuteneacuteral de RohdeampSchwarz Technologies Malaysia Sdn Bhd Ce nouveau site de production situeacute agrave Johor Bahru compte 25 employeacutes Les principales activiteacutes sont lrsquoassemblage et le controcircle final des eacutequipements de test et mesure destineacutes au marcheacute mondial
RohdeampSchwarz approvisionne lrsquoAgence feacutedeacuterale des reacuteseaux
Dans un appel drsquooffres lanceacute agrave lrsquoeacutechelle europeacuteenne par lrsquoAgence feacutedeacuterale alle-mande des reacuteseaux (Bundesnetzagentur) RohdeampSchwarz a su srsquoimposer face agrave la concurrence Le systegraveme goniomeacutetrique moderne composeacute du radiogoniomegravetre large bande RampSregDDF550 et des antennes cor-respondantes neacutecessaires sera donc bien-tocirct utiliseacute par lrsquoAgence feacutedeacuterale des reacuteseaux RohdeampSchwarz eacutequipera ainsi lrsquoautoriteacute de reacutegulation de sa sixiegraveme geacuteneacuteration de sys-tegravemes de radiogoniomegravetres La commande inclut 20 jeux drsquoeacutequipements ainsi qursquoune option sur cinq autres radiogoniomegravetres RohdeampSchwarz est eacutegalement responsable de lrsquoinstallation et la mise en service des sys-tegravemes goniomeacutetriques Les goniomegravetres seront inteacutegreacutes dans le reacuteseau de mesure et de radiolocalisation existant (FuMOS) de lrsquoAgence feacutedeacuterale
Le Mobile World Congress de Barcelone eacuteveacute-nement le plus important en matiegravere de teacuteleacute-phonie mobile srsquoest deacuterouleacute en 2013 pour la premiegravere fois au nouveau parc des exposi-tions RohdeampSchwarz y a preacutesenteacute sur une surface de 132 megravetres carreacutes les produits des domaines des eacutequipements de mesure de radiocommunications mobiles et des appareils de communications seacutecuriseacutes Le testeur de radiocommunications mobiles RampSregCMW500 a eacuteteacute comme deacutejagrave les anneacutees preacuteceacutedentes sous le feu des projecteurs avec des solutions concernant le Wi-Fi Offloading lrsquoanalyse IP le eCall (appel drsquourgence LBS LTE) et lrsquoagreacute-gation de porteuses LTE-Advanced un des
Le ruban symbolique a eacuteteacute coupeacute par (de
gauche agrave droite) Patrick Poumltschke (Conseil de
Surveillance) Peter Riedel (Conseil de Surveil-
lance) Dr Guumlnter Gruber (Ambassadeur drsquoAlle-
magne en Malaisie) Manfred Fleischmann (PDG
de RohdeampSchwarz) Dr Dirk-Eric Loebermann
(Directeur de la production et de la gestion des
matiegraveres) et Johann Kraus (Directeur geacuteneacuteral de
RSTMY)
Le stand de RohdeampSchwarz a eacuteteacute entiegraverement
placeacute sous le signe laquo RampS 4Genius ndash Your Com-
panion for new technologies raquo
sujets top niveau du salon RohdeampSchwarz a exposeacute sur son stand un total de plus drsquoune douzaine drsquoapplications de mesure De nombreux appareils de mesure de RohdeampSchwarz ont eacuteteacute eacutegalement preacutesen-teacutes sur les stands de clients et partenaires Eacutetaient aussi preacutesentes sur leurs stands res-pectifs les deux filiales SwissQual et ipoque dont les produits ont compleacuteteacute la gamme de RohdeampSchwarz destineacutee aux opeacuterateurs de reacuteseaux de radiocommunications mobiles
Avec des thegravemes et des applications de premier plan au salon MWC 2013
Ouverture drsquoune nouvelle usine de production en Malaisie
BREgraveVES | International
Le Video Test Center RampSregVTC de RohdeampSchwarz srsquoest vu deacutecerner pas moins de deux prix lors du semestre eacutecouleacute Pendant le salon DesignCon 2013 agrave Santa Clara en Californie le RampSregVTC a reccedilu le laquo Best in Test Award raquo suite agrave un vote de lecteurs organiseacute tous les ans par la revue TestampMeasurement World de renommeacutee internationale
Le vote des lecteurs a eacuteteacute eacutegalement deacutecisif dans le choix des laquo Produits TIC de lrsquoanneacutee raquo reacutealiseacute tous les ans par la revue technique allemande Funkschau Le RampSregVTC a remporteacute mi-octobre 2012 le premier prix dans la cateacutegorie laquo Appa-reils de mesure raquo Selon les commentaires de la reacutedaction la principale raison de ce choix a reposeacute sur le fait que le RampSregVTC propose agrave lui seul pratiquement tous les tests et analyses neacutecessaires
Pour la deuxiegraveme fois les lecteurs de la revue technique allemande laquo Elektronik raquo ont eacutelu les oscilloscopes de laboratoire de RohdeampSchwarz laquo Produit de lrsquoanneacutee raquo Comme en 2011 la famille RampSregRTO a eacuteteacute primeacutee dans la cateacutegorie laquo Eacutequi-pements de mesure raquo Crsquoest le modegravele 4 GHz qui cette anneacutee a remporteacute la pre-miegravere place Les lecteurs de la revue Elektronik ont eacutelu leurs favoris de lrsquoanneacutee parmi les 111 produits les plus innovants sur un total de dix cateacutegories
Un nombre record de visiteurs a eacuteteacute enre-gistreacute lors de la semaine de la technologie organiseacutee agrave la mi-novembre 2012 pour la dixiegraveme fois par RohdeampSchwarz Taiwan Environ 850 participants ont afflueacute agrave Taipei et Hsinchu pour ce 10egraveme anniversaire Outre les seacuteminaires de RohdeampSchwarz les confeacuterenciers des socieacuteteacutes ST-Ericsson SGS Wistron NeWeb Corp et GCT Semiconduc-tors ont eacutegalement conquis le public Les thegravemes abordeacutes ont eacuteteacute notamment les solu-tions mobiles 4G les deacutefis en matiegravere de tests de conformiteacute et la tendance de deacuteve-loppement chez les opeacuterateurs de reacuteseau Lors de lrsquoexposition tenue en parallegravele des produits et applications des divisions test et mesure diffusion radio et TV ainsi que radio-surveillance et radiolocalisation ont eacuteteacute eacutegale-ment preacutesenteacutes
Coopeacuteration avec Dolby
Depuis feacutevrier 2013 RohdeampSchwarz coo-pegravere avec Dolby Laboratories Inc et appro-visionne les speacutecialistes en formats audio numeacuteriques avec des analyseurs audio Les plateformes RampSregUPP et RampSregUPV ont eacuteteacute doteacutees agrave cet effet drsquoun nouveau logiciel Ainsi les beacuteneacuteficiaires de la licence Dolby peuvent effectuer rapidement et aiseacutement des essais de conformiteacute selon les speacutecifica-tions Dolby
Reacutedacteur en
chef adjoint de la
revue Funkschau
Markus Kien (agrave
droite) feacutelicite
lrsquoeacutequipe de deacuteve-
loppement du
RampSregVTC pour sa
victoire rempor-
teacutee dans la cateacute-
gorie laquo Appareils
de mesure raquo
Wolfgang
Hascher eacutedi-
teur de la revue
Elektronik (agrave
droite) remet agrave
Guido Schulze
directeur produits
oscilloscopes le
tropheacutee de la pre-
miegravere place
Directeur de succursale Tsai Chi-Wen de
RohdeampSchwarz Taiwan (au centre) entoureacute
des confeacuterenciers de ST-Ericsson SGS GCT et
WNC
Les deux socieacuteteacutes se sont reacuteunies mi-novembre pour conclure les neacutegociations Wolfgang Kernchen
directeur de la division Geacuteneacuterateurs de signaux analyseurs audio et wattmegravetres (quatriegraveme agrave par-
tir de la droite) et Mathias Bendull directeur de la Consumer Audio Broadcast Business Group de
Dolby Laboratories (deuxiegraveme agrave partir de la droite)
RampSregRTO ndash eacutelu produit de lrsquoanneacutee pour la deuxiegraveme fois
RampSregRampSregVTC deux fois reacutecompenseacute
Technology Week Record drsquoaffluence de visiteurs pour lrsquoanneacutee jubilaire
ACTUALITEacuteS 20813 87
BREgraveVES | International
Le nouveau geacuteneacuterateur de signaux vectoriels pour systegravemes de communication large bandeSeul geacuteneacuterateur avec bande de base calcul de signal fading MIMO AWGNet geacuteneacuteration RF inteacutegreacutes en un seul appareil Deux voies jusqursquoagrave 6 GHz Modulariteacute totaleUn controcircle tactile qui vous permet en outre de maicirctriser souverainement tous les signaux et cepour les sceacutenarios 3G et 4G ainsi que les domaines de llsquoaeacuterospatiale et la deacutefense
Bande passante de modulation IQ 160 MHz en bande de base interne Tous les principaux modes MIMO dont 3times3 4times4 et 8times2 Toutes les normes de communication actuelles Nombreux assistants agrave llsquoutilisation pour un travail efficace Excellentes caracteacuteristiques de modulation et de RF
RampSregSMW200A La haute eacutecole de la geacuteneacuteration des signaux
wwwrohde-schwarzcomadsmw-mr
Voir la videacuteo
Bande de base amp RFMIMO amp FadingRohde amp Schwarz SMW200A
- TABLE DES MATIEgraveRES 1
- TABLE DES MATIEgraveRES 213
- Agrave LA UNE13
- TECHNOLOGIES SANS FIL13
-
- Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz13
- Services geacuteodeacutependants avec 13GPS GLONASS Galileo et OTDOA
- RampSregFSWthinsp mesures sur faisceaux 13hertziens dans la bande E
- RLAN IEEE 80211acthinsp mesures deacutesormais possibles avec des appareils de milieu de gamme13
- Geacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune touche13
-
- INSTRUMENTATION GENERALE13
-
- La sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm reacutealise des mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute13
- Le meilleur choixthinsp sondes de puissance USB de RohdeampSchwarz13
- Le nouveau RampSregRTM2000thinsp reacutesultats en un clin drsquoœil13
- Les oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 2013
- Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellites13
- Analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSWthinsp le haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHz13
- Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande13
- Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterification13
- RampSregZNBthinsp analyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 ports13
-
- CEM MESURE DE CHAMP13
-
- Amplificateur large bande pour13 applications hyperfreacutequences
- Rapides et simplesthinsp 13mesures de diagnostic et de 13preacute-certification avec le RampSregESRP13
-
- COUP DE PROJECTEUR13
-
- Refonte totale des antennes de communication et drsquointerception pour navires13
-
- DIFFUSION RADIO ET TV13
-
- Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9thinsp 13coucirct de fonctionnement minimal ndash 13flexibiliteacute maximale13
- Eacutemetteurs TV faible puissance RampSregMLxthinsp il suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes13
- Essai DVB-T2 in situ par la 13Bayerischer Rundfunk agrave Munich13
- Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande 13
-
- SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO13
-
- RampSregEB510thinsp 13radiosurveillance sans discontinuiteacute 13dans la gamme des ondes courtes13
- Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430thinsp avec une capaciteacute de shytraitement porteacutee agrave 4 canaux13
- Radiosurveillance automatique avec le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX43513
-
- BREgraveVES 113
- BREgraveVES 213
- INFORMATONES EacuteDITEUR13
-
4
SystegravemesW Systegraveme de test reacuteglementaire RampSregTS8997Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz 6
W Systegravemes de test pour services geacuteodeacutependantsServices geacuteodeacutependants (LBS) avec GPS GLONASS Galileo et OTDOA 10
Geacuteneacuteration et analyse de signaux W Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSWMesures sur faisceaux hertziens dans la bande E 13
W Geacuteneacuterateur de signaux RampSregSMBV100A analyseur de spectre et de signaux RampSregFSVRLAN IEEE 80211ac mesures deacutesormais possibles avec des appareils de milieu de gamme 16
W Geacuteneacuterateurs de signauxGeacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune touche 18
TECHNOLOGIES SANS FIL INSTRUMENTATION GENERALE
Mesure de puissanceW Sonde de puissance thermique RampSregNRP-Z58Sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm pour mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute 22
W Sondes de mesure de puissance USBLe meilleur choix sondes de puissance USB de RohdeampSchwarz 26
OscilloscopesW Oscilloscope RampSregRTM2000
Le nouveau RampSregRTM2000 reacutesultats en un clin drsquoœil 30
W Oscilloscopes RampSregRTOLes oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 20 34
Geacuteneacuteration et analyse de signaux W Analyseur ILSVOR RampSregEVS300Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellites 37
W Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSWLe haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHz 38
Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande 43
Analyse de reacuteseauxW Kits de veacuterification RampSregZV-Z435 -Z470Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterification 46
W Analyseur de reacuteseaux RampSregZNBAnalyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 ports 48
Les systegravemes radio fonc-
tionnant dans les bandes de
24 GHz et 5 GHz doivent se
conformer aux nouvelles exi-
gences Le RampSregTS8997 est le
premier systegraveme reacuteglementaire
au monde agrave couvrir ces tests
(page 6)
A lrsquoaide de matrices
de commutation de
RohdeampSchwarz le
nombre de ports de
test de lrsquoanalyseur de
reacuteseaux RampSregZNB
peut ecirctre eacutetendu agrave 32
(page 48)
SommaireACTUALITEacuteS 20813
DIFFUSION RADIO ET TV
AUTRES RUBRIQUES
CEM MESURE DE CHAMP COUP DE PROJECTEUR
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO
AmplificateursW Amplificateur RampSregBBA150Nouvelles applications dans la gamme des hyperfreacutequences 51
Reacutecepteurs de mesureW Reacutecepteur de mesure CEM RampSregESRP
Mesures de diagnostic et de preacute- certification rapides et simples 54
Systegravemes de transmissionW Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9Coucirct de fonctionnement minimal ndash flexibiliteacute maximale 60
W Eacutemetteurs TV de faible puissance RampSregMLxIl suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes 63
ReacutefeacuterenceEssai DVB-T2 in situ par la Bayerischer Rundfunk agrave Munich 66
Reacutecepteurs de mesureW Deacutetecteur de fuite CATV RampSregEFL110 Analyseur et deacutetecteur de fuite CATV RampSregEFL 210
Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande 68
AntennesRefonte totale des antennes de communication et drsquointerception pour navires 70
ReacutecepteursW Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510Radiosurveillance sans discontinuiteacute dans la gamme des ondes courtes 75
SystegravemesW Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430Capaciteacute de traitement porteacutee agrave 4 canaux 78
W Systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435Radiosurveillance entiegraverement automatique 82
W Informations eacutediteur 2
W Bregraveves 86
Les nouveaux eacutemet-
teurs UHF de
moyenne puissance
RampSregTMU9 et les
eacutemetteurs de faible
puissance RampSregMLx
partent agrave la conquecircte
du marcheacute (agrave partir de
la page 60)
ACTUALITEacuteS 20813 5
6
Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHzLes installations radioeacutelectriques opeacuterant dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz doivent appliquer la directive
RampTTE dont les nouvelles exigences renforceacutees entreront en vigueur degraves janvier 2015 En tant que premier
systegraveme mondial de tests de certification le RampSregTS8997 couvre lrsquoensemble de ces exigences Il comprend
une mesure de puissance et une commande seacutequentielle speacutecialement conccedilues agrave cet effet
Nombreux services radio et diverses meacutethodes de transmission La densiteacute et la diversiteacute des services radio sans licence dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz prennent de plus en plus drsquoimportance En plus des systegravemes qui utilisent une connexion Wi-Fi 80211abgn et Bluetoothreg on trouve eacutega-lement notamment des systegravemes de diffusion videacuteo sans
fil des radiocommandes ainsi qursquoagrave lrsquoavenir dans la bande de 5 GHz des systegravemes de communication de voiture agrave voi-ture selon la norme 80211p De nombreux utilisateurs se par-tagent cette gamme de freacutequences et utilisent une varieacuteteacute de largeurs de bande et de meacutethodes de transmission telles que MIMO OFDM large bande saut de freacutequence et eacutetalement de spectre agrave seacutequence directe Il est important compte tenu de cette diversiteacute de minimiser autant que possible les inter-feacuterences mutuelles
Nouvelles directives eacutetendues Afin de minimiser les interfeacuterences entre les systegravemes radio dans un spectre denseacutement occupeacute ces installations radioeacute-lectriques devront agrave lrsquoavenir passer des tests de certification speacutecifiques Ces tests sont inclus dans les versions actuelles reacuteviseacutees des normes ETSI EN 300 328 et ETSI EN 301893 les-quelles figurent eacutegalement en tant que normes harmoniseacutees dans la directive europeacuteenne RampTTE
La reacutevision et lrsquoextension de la norme EN 300 328 pour la version 181 ont eacuteteacute neacutecessaires pour tenir compte des meacutethodes permettant la coexistence des diffeacuterentes appli-cations dans la bande 24 GHz Des meacutecanismes drsquoadapta-tion par exemple ont eacuteteacute deacutefinis pour contribuer agrave ce que tous les utilisateurs aient encore accegraves aux ressources du spectre de freacutequences lors drsquoune occupation plus importante de la bande Alternativement drsquoautres systegravemes peuvent fonction-ner sans ces meacutecanismes mais doivent reacutepondre agrave certaines exigences en termes de puissance et de comportement de synchronisation temporel Toutes ces exigences neacutecessitent de nouvelles meacutethodes drsquoessai souvent complexes Dans la version preacuteceacutedente de la norme (171) ces demandes ne figuraient que de maniegravere sommaire et aucune meacutethode de test nrsquoavait eacuteteacute deacutefinie
Fig 1 Systegraveme de test RampSregTS8997
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Scheacutema fonctionnel du cedilTS8997
cedilEMC32-EBavec cedilEMC32-K97
Analyseur de spectrecedilFSV
Geacuteneacuterateur de signauxcedilSMB100A
Geacuteneacuterateur de signauxcedilSMBV100A
Wattmegravetre
Wattmegravetre
Wattmegravetre
Wattmegravetre
DUT 1)Eacutechantillonnage
Conditionnement des signaux RF
Pour auto-test et calibrage
Videacuteo
RF
cedilCMW cedilCBT ou laquoGolden Devicesraquo1)
cedilOSP-B157
1) non inclus
cedilTS8997
USB
Une nouvelle meacutethode de mesure de puissance a par exemple eacuteteacute introduite avec laquelle ont eacuteteacute deacutetermineacutes de nombreux paramegravetres de signaux tels que puissance maxi-male rapport cyclique TX sequence TX Gap et Medium Utilization Factor Cette meacutethode comprend eacutegalement la transmission agrave antennes multiples comme MIMO et neacuteces-site un eacutequipement de mesure speacutecial Elle contient en outre des tests qui permettent de veacuterifier la capaciteacute drsquoadaptation des systegravemes sans fil aux conditions environnementales comme par exemple la deacutetection et la preacutevention des colli-sions avec drsquoautres services Ces tests incluent des objets sous test avec et sans sauts de freacutequence ainsi qursquoavec et sans fonction LBT (Listen-Before-Talk)
Une automatisation de test est de surcroicirct neacutecessaire Selon la norme preacuteceacutedente ETSI EN 300 328 v171 les essais pou-vaient ecirctre effectueacutes manuellement avec un analyseur de spectre Mais lrsquoactuelle norme ETSI EN 300 328 v181 stipule que les paramegravetres sont agrave deacuteterminer agrave partir de millions de mesures individuelles De plus certains des tests exeacutecuteacutes le sont en plusieurs eacutetapes et en fonction des reacutesultats preacuteceacute-dents ce qui requiert des mesures assisteacutees par logiciel
Sceacutenario de test
Bande 24 GHz (ETSI EN 300328)
Bande 5 GHz (ETSI EN 301893)
Freacutequence porteuse ndash
Puissance de sortie
Controcircle de puissance ndash
Densiteacute de puissance spectrale
Duty Cycle TX-Sequenz TX-Gap ndash
Dwell time occupation de freacutequence seacutequence de sauts (uniquement pour frequency hopping)
ndash
Espacement de freacutequence (uniquement pour frequency hopping)
ndash
Medium Utilisation Factor (MU) ndash
Adaptivity
Largeur de bande occupeacutee
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo out-of-band raquo 1)
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo in-band raquo ndash
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo spurious raquo ndash
Rayonnements non essentiels du reacutecep-teur (RSE)
1)
Blocage du reacutecepteur ndash
Seacutelection de freacutequence dynamique (DFS) deacutetection radar
ndash
1) Pour les eacutemissions non-deacutesireacutees supeacuterieures agrave 18 GHz le repositionnement manuel du cacircble RF est requis
Fig 3 Ensemble des tests couverts par le RampSregTS8997
Fig 2 Scheacutema fonc-
tionnel du systegraveme de
test RampSregTS8997 La
mesure de puissance
complegravete a eacuteteacute incor-
poreacutee dans un module
speacutecialement conccedilu le
RampSregOSP-B157 pour la
plateforme de commu-
tation et de commande
ouverte RampSregOSP120
Ce module gegravere eacutegale-
ment toutes les com-
mutations de voie et
le conditionnement de
signaux neacutecessaire agrave la
reacutealisation des essais
restants
ACTUALITEacuteS 20813 7
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Objet sous test agrave proceacutedeacute de sauts de freacutequence
RBW 100 kHz VBW 1 MHz SWT 10 ms
Att 40 dBRef 200 dBm
1RmMax
10 dB
0 dB
ndash10 dB
ndash20 dB
ndash30 dB
ndash40 dB
ndash50 dB
ndash60 dB
ndash70 dB
Start 24 GHz Stop 24835 GHz
8
Systegraveme de test RampSregTS8997 pour une certification globale Le systegraveme de test RampSregTS8997 (fig 1 et 2) couvre tous les tests requis dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz (fig 3) et comprend les eacuteleacutements suivants Analyseur de spectre RampSregFSL ou RampSregFSV Plateforme de commutation et de commande ouverte RampSregOSP120 avec module de mesure speacutecial
Geacuteneacuterateur de signaux analogiques RampSregSMB100A Geacuteneacuterateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A Logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 avec options de mesure RampSregEMC32-K97 et -K10
La speacutecification des seacutequences de tests individuelles et la veacuterification des sceacutenarios de test du RampSregTS8997 ont eacuteteacute sou-tenues par le centre de compeacutetence radio IMST GmbH quant agrave leur conformiteacute agrave la norme ETSI EN 300 328 Forte drsquoune solide expeacuterience dans ce domaine cette entreprise exploite un laboratoire drsquoessai accreacutediteacute conformeacutement agrave la directive RampTTE et participe activement aux travaux de normalisation au sein de lrsquoETSI
Mesure de puissance speacutecifique conforme agrave la norme La norme exige une meacutethode speacutecifique pour des mesures de puissance large bande rapides avec un taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute de ge1 Meacutechs une reacutesolution suffisante et un temps de mesure en continu de plusieurs secondes Cela est en prin-cipe possible avec des deacutetecteurs analogiques speacuteciaux et un oscilloscope adeacutequat mais neacutecessite un logiciel drsquoanalyse drsquoacquisition adapteacute agrave lrsquooscilloscope et capable de traiter effi-cacement plusieurs millions de reacutesultats de mesure
Pour le RampSregTS8997 la totaliteacute de la mesure de puissance a eacuteteacute inteacutegreacutee dans un module deacutedieacute de la plateforme de com-mutation et de commande ouverte RampSregOSP120 laquelle prend en outre eacutegalement en charge toutes les commutations de voies ainsi que le conditionnement du signal neacutecessaire agrave la reacutealisation des tests restants Doteacute drsquoune grande pro-fondeur de meacutemoire et drsquoun taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute le module fournit des mesures preacutecises pour tout type de signal comme par exemple pour les signaux complexes agrave taux de reacutepeacutetition lents Le logiciel de mesure RampSregEMC32 gegravere la commande de la seacutequence de test ainsi que lrsquoanalyse des reacutesultats et lrsquoaffichage
Soutien des systegravemes agrave antennes multiplesDe plus en plus drsquoappareils utilisent plusieurs antennes simul-taneacutement pour MIMO ou Beamforming (formation de fais-ceaux) Pour ces appareils la puissance doit absolument ecirctre enregistreacutee de maniegravere synchrone et sans interruption Crsquoest pourquoi la mesure de puissance du RampSregTS8997 est conccedilue
degraves le deacutepart agrave quatre canaux et qursquoelle gegravere par conseacute-quent les mesures sur tous les appareils courants comme par exemple les routeurs Wi-Fi avec 4times4 MIMO Les convertis-seurs AD parallegraveles sont cadenceacutes de faccedilon synchrone
Mesure agrave haute reacutesolutionLes analyseurs de spectre RampSregFSL ou RampSregFSV utiliseacutes dans le systegraveme (fig 4) reacutepondent parfaitement agrave la norme qui exige un maximum de 30000 points de mesure Des eacutetudes effectueacutees sur des objets sous test reacuteels ont cepen-dant deacutemontreacute que le nombre de points de mesure requis par la norme est insuffisant pour certaines technologies radio et qursquoil entraicircne une incertitude de mesure accrue Crsquoest la rai-son pour laquelle un mode de mesure alternatif suppleacutemen-taire avec typiquement 1 million de points de mesure est deacutejagrave preacutevu dans le RampSregTS8997 Ce mode pourra ecirctre activeacute sous forme drsquooption logicielle degraves lrsquoadoption drsquoune version reacuteviseacutee de la norme
Proceacutedures de mesure automatiseacuteesLes proceacutedures de mesure et routines drsquoeacutevaluation requises par la norme sont impleacutementeacutees dans les options RampSregEMC32-K97 -K971 -K972 -K973 du logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 Le RampSregEMC32 est deacutejagrave uti-liseacute dans de nombreux laboratoires drsquoessais pour les tests CEM les rayonnements non essentiels (RSE Radiated-Spu-rious-Emission) et la puissance isotrope rayonneacutee eacutequiva-lente (PIRE) et peut deacutesormais ecirctre eacutegalement utiliseacute pour ces mesures drsquoougrave la disponibiliteacute de proceacutedures de mesure inteacutegreacutees lorsque par exemple sur la base des valeurs PIRE
Fig 4 Exemple de spectre drsquoun objet sous test agrave sauts de freacutequence
dans la bande de 24 GHz
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Fig 5 Interface utilisateur du RampSregTS8997 pour la mesure automatiseacutee des diffeacuterents sceacutenarios de test dans le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32
rayonneacutees obtenues les valeurs conduites doivent ecirctre extra-poleacutees et inversement
Les options logicielles englobent lrsquoexeacutecution automatique de tous les tests avec saisie des paramegravetres neacutecessaires aux appareils et normes (fig 5) Cela conforte lrsquoutilisateur car un certain nombre de tests ne sont requis que pour certaines normes tandis que les reacutesultats des tests preacuteceacutedents sont agrave prendre en consideacuteration pour le test suivant Lrsquoeacutetablissement de la liaison radio avec les objets sous test est soit pris en charge par le testeur de radiocommunication large bande de RohdeampSchwarz par exemple le RampSregCMW500 soit par des laquo Golden devices raquo correspondants
Extension de systegravemes existants au RampSregTS8997Gracircce au logiciel RampSregEMC32 et sa multitude de pilotes de peacuteripheacuteriques drsquoautres appareils de RohdeampSchwarz doteacutes de fonctionnaliteacutes comparables et deacutejagrave disponibles chez lrsquoutili-sateur peuvent ecirctre utiliseacutes comme une alternative au systegraveme de test cleacutes en main Le recours agrave des systegravemes utiliseacutes par exemple en deacuteveloppement pour drsquoautres tacircches de mesure
est eacutegalement possible Lrsquoextension des systegravemes CEM exis-tants peut ecirctre aiseacutement reacutealiseacutee avec le module RampSregOSP correspondant et le cas eacutecheacuteant avec drsquoautres appareils
ReacutesumeacuteLe systegraveme de test de certification RampSregTS8997 est le premier systegraveme complet au monde agrave pouvoir couvrir les mesures neacutecessaires et lrsquoautomatisation des tests requis par la RampTTE selon ETSI EN 300 328 v181 et ETSI EN 301 893 v171 Lrsquoau-tomatisation pousseacutee des tests baseacutee sur le tregraves reacutepandu logi-ciel de mesure CEM RampSregEMC32 assiste lrsquoutilisateur dans ces mesures Les systegravemes CEM existants peuvent ecirctre eacutetendus au systegraveme de test RampSregTS8997
Les responsables du groupe ETSI TG11 ndash ici en la personne de son preacutesident Edgard Vangeel ndash se feacutelicitent de ce que laquo RohdeampSchwarz propose avec le RampSregTS8997 un systegraveme capable de prendre en charge la nouvelle norme et de partici-per ainsi agrave sa reacuteussite eacutegalement dans les laboratoires drsquoessai et lrsquoindustrie raquo
Michael Steinmuumlller Frank Tofahrn (IMST GmbH)
ACTUALITEacuteS 20813 9
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Pile de protocole LTE
Couche 2
Couche 3
RF
Couche 1
Teacuteleacutephone mobile
RRC
NAS
LPP
IP
TCP
SSL
SUPL
LPP ou RRLP
U-Plane C-Plane
10
Services geacuteodeacutependants avec GPS GLONASS Galileo et OTDOAVeacuterifier la meacuteteacuteo au petit deacutejeuner emprunter le meilleur chemin via lrsquoapps de navigation aux heures drsquoaffluence
deux exemples parmi les nombreuses applications gracircce auxquelles les utilisateurs de smartphones peuvent
beacuteneacuteficier de services geacuteodeacutependants (LBS Location Based Services) Comment ces aides preacutecieuses trouvent-
elles si rapidement la position exacte Cet article jette un regard sur les coulisses des meacutethodes de positionne-
ment des services geacuteodeacutependants et preacutesente la gamme complegravete des systegravemes de test de RohdeampSchwarz qui
assurent lors de ce positionnement une participation harmonieuse de tous les composants
Positionnement avec des proceacutedures terrestres Cell-ID Enhanced Cell-ID OTDOALa position drsquoun teacuteleacutephone mobile peut ecirctre deacutetermineacutee selon diffeacuterentes meacutethodes La plus simple qui consiste agrave eacutevaluer lrsquoID de cellule fournit cependant des informations relative-ment impreacutecises De meilleurs reacutesultats sont obtenus avec la meacutethode Enhanced Cell-ID laquelle utilise des paramegravetres de signaux additionnels comme la puissance et la qualiteacute reccedilues (RSRP RSRQ Reference Signal Received Power Quality) lui permettant drsquoatteindre une preacutecision drsquoenviron une centaine de megravetres Avec le OTDOA (Observed Time Difference of Arri-val) processus inteacutegrant les diffeacuterences de temps de propaga-tion entre les signaux de plusieurs stations de base LTE des reacutesultats encore plus justes pourront ecirctre obtenus agrave lrsquoavenir
La meacutethode classique par satellite A-GPSDes reacutesultats encore bien meilleurs peuvent ecirctre obtenus avec les signaux GPS lesquels permettent drsquoaugmenter de quelques megravetres la preacutecision de positionnement Mais leur utilisation seule preacutesente un inconveacutenient majeur agrave savoir que lorsqursquoun module GPS nrsquoest pas utiliseacute pendant une assez longue peacuteriode un temps drsquoattente pouvant atteindre 50 secondes est neacutecessaire jusqursquoagrave ce que la position soit afficheacutee Cela tient au faible deacutebit de donneacutees du signal GPS de 50 bitss avec lequel le message de navigation (donneacutees de correction et trajectoires des satellites) est transmis Ce temps drsquoattente peut cependant ecirctre abreacutegeacute agrave lrsquoaide du GPS assisteacute (A-GPS) avec lequel le reacutecepteur GPS utilise eacutegalement des donneacutees connues sous le nom de donneacutees drsquoassistance ces donneacutees sont des messages de navigation ainsi que des informations suppleacutementaires en provenance du reacuteseau cel-lulaire De plus ces donneacutees sont transmises tregraves rapidement car les serveurs de localisation les transfegraverent quasi instanta-neacutement via le reacuteseau
Fig 1 Communication avec le serveur de localisation pile de protocole
LTE pour U-Plane et C-Plane
Vue drsquoensemble dans le deacutedale des protocoles La communication avec le serveur de localisation peut srsquoar-ticuler de deux maniegraveres soit par lrsquointermeacutediaire de mes-sages de controcircle (C-Plane similaire agrave un SMS) soit via des paquets IP ensemble avec drsquoautres donneacutees utiles (U-Plane) voir figure 1 Jusqursquoagrave preacutesent un nouveau protocole de locali-sation eacutetait deacutefini pour chaque norme de radiocommunication
GSM WCDMA LTE CDMA2000regC-Plane RRLP RRC LPP TIA-801U-Plane RRLP RRLP RRLP LPP TIA-801
Fig 2 Possibiliteacutes de combinaison des normes de radiocommunica-
tion mobile avec les protocoles de localisation Avec U-Plane tout proto-
cole de localisation peut theacuteoriquement ecirctre envoyeacute via chaque norme de
radiocommunication Le tableau ci-dessus preacutesente uniquement les com-
binaisons utiliseacutees dans la pratique
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Systegravemes de test pour LBS
cedilTS8991 OTAavec LBS
cedilTS-LBS Advancedavec cedilSMBV100A
cedilTS8980FTA + RRMavec cedilSMBV100A
cedilTS-LBSpour NetOp
cedilTS8980Savec cedilSMBV100A
cedilTS-LBSavec Connection BoxRampSregTS-CONN
cedilTS-LBS
Pour reacutepondre agrave toutes les exigences systegravemes de test pour terminaux utilisant des meacutethodes baseacutees reacuteseau et A-GNSS
De nombreux tests analysent en profondeur la performance des terminaux selon les meacutethodes baseacutees reacuteseau et A-GNSS (OTDOA eCID) et ce mecircme en simulant des conditions deacutefavorables Des mesures via lrsquointerface air (OTA) permettent de veacuterifier si un termi-nal possegravede une sensibiliteacute suffisante quelle que soit son orienta-tion spatiale La mesure de la laquo Minimum Performance raquo examine lrsquoexactitude et la dureacutee du positionnement Le flux complexe de messages peut ecirctre analyseacute avec les tests de conformiteacute de proto-cole Pour toutes ces applications RohdeampSchwarz propose des systegravemes de test approprieacutes qui prennent en charge aussi bien le C-Plane que le U-Plane et couvrent avec le testeur de radiocommu-nication large bande RampSregCMW500 comme simulateur de reacuteseau les principales normes de radiocommunications (GSM WCDMA
mobile importante RRLP RRC TIA-801 et LPP Malgreacute cette diversiteacute tous les protocoles transmettent fondamentalement des donneacutees drsquoassistance similaires dont les combinaisons sont illustreacutees en figure 2 Dans la variante U-Plane ces pro-tocoles sont encore encapsuleacutes dans le laquo Secure User Plane Protocolraquo (SUPL) lequel prend en charge le chiffrement et lrsquoauthentification des donneacutees de position sensibles
Lrsquounion fait la preacutecision ndash positionnement hybrideEntre temps des concurrents du GPS ont fait leur appari-tion comme le systegraveme russe GLONASS qui est pleinement
opeacuterationnel au niveau mondial depuis Octobre 2011 et le systegraveme europeacuteen Galileo qui dispose depuis octobre 2012 de quatre satellites en orbite La Chine avec son systegraveme Bei-dou est eacutegalement en lice Les donneacutees drsquoassistance du Glo-bal Navigation Satellite Systems (GNSS) ndash terme collectif affecteacute agrave tous les systegravemes de navigation par satellite ndash eacutetant nettement diffeacuterentes les unes des autres (fig 3) des exten-sions se sont aveacutereacutees neacutecessaires dans tous les protocoles de localisation ainsi que dans le protocole SUPL
En combinant les valeurs des diffeacuterents systegravemes satellitaires et du OTDOA une position peut ecirctre calculeacutee de faccedilon plus
LTE et bientocirct eacutegalement CDMA2000reg) Ensemble avec un geacuteneacute-rateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A doteacute des options approprieacutees tous les tests A-GNSS peuvent ecirctre effectueacutes
Les eacutequipements de test peuvent ecirctre adapteacutes de faccedilon modu-laire agrave toute application de la configuration minimale compacte constitueacutee du RampSregCMW500 du RampSregSMBV100A et de lrsquoordina-teur de controcircle jusqursquoau systegraveme de test RampSregTS8980FTA avec des tests de Radio Resource Management (RRM) inteacutegreacutes simu-lation de fading et plusieurs cellules OTDOA en passant par des systegravemes de test de performance OTA Lrsquointeacutegration de la plate-forme logicielle conviviale RampSregCONTEST facilite en outre la reacuteali-sation de campagnes de tests automatiseacutees
Programme complet systegravemes de test de RohdeampSchwarz
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TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Comparaison des donneacutees dassistance GPS GLONASS
100 Mbits
Mobile par ex station de base LTE
50 bits 50 bits
GPS GLONASS
vz
r
vx
vy
Donneacutees de trajectoire GLONASS vecteur de vitesse et de position
vz
r
vx
vy
A
i
v
Ωγ
ω
Donneacutees de trajectoire GPS paramegravetres de Kepler
A
i
v
Ωγ
ω
A
i
v
Ωγ
ω
vz
r
vx
vy
12
preacutecise qursquoavec chaque systegraveme individuellement En particu-lier dans les laquo gorges urbaines raquo lrsquoutilisation de systegravemes mul-tiples fait qursquoune localisation peut encore ecirctre reacutealiseacutee lagrave ougrave eacutechouait jusqursquoagrave preacutesent un reacutecepteur preacutevu pour un seul sys-tegraveme Gracircce agrave la connexion avec le serveur de localisation de lrsquoopeacuterateur reacuteseau le terminal mobile peut en outre le cas eacutecheacuteant soumettre au reacuteseau le calcul de position hybride complexe
Secours en cas de neacutecessiteacute proceacutedures drsquourgence dans SUPL 20Lrsquoextension agrave SUPL 20 apporte non seulement le soutien de GNSS et LTE mais de nouvelles fonctionnaliteacutes complegravetes ont eacutegalement eacuteteacute ajouteacutees agrave la version U-Plane Ainsi en cas drsquoappel drsquourgence les laquo Emergency procedures raquo per-mettent la transmission automatique et fiable de la position aux eacutequipes de secours (fig 4) De plus la nouvelle fonction laquo Geofencing raquo permet lors de lrsquoentreacutee ou la sortie drsquoune zone de transmettre un message depuis le teacuteleacutephone mobile vers un terminal distant autoriseacute (fig 5)
ConclusionLe deacuteveloppement et lrsquoutilisation des services geacuteodeacutependants nrsquoest qursquoagrave ses tout deacutebuts Nul doute qursquoelle produira dans les prochaines anneacutees de nombreuses ideacutees et de nouvelles applications Lrsquoeacutequipement de mesure de RohdeampSchwarz srsquoy est deacutejagrave preacutepareacute et sera toujours agrave lrsquoavant-garde gracircce agrave lrsquoin-troduction de nouveaux deacuteveloppements
Stefan Maier Ewald Zelmer
Fig 3 Les donneacutees drsquoassistance pour GPS et GLONASS sont tregraves diffeacuterentes Avec A-GPS et A-GLONASS au lieu drsquoecirctre transmises par des liaisons
satellite lentes elles le sont quasi instantaneacutement via une radiocommunication mobile
Fig 4 En cas drsquourgence la position drsquoun appelant est transmise quasi
instantaneacutement aux services de secours
Fig 5 La fonction
laquo Geofencing raquo per-
met drsquoinformer un uti-
lisateur par exemple
de lrsquoarriveacutee drsquoune per-
sonne en gare de
destination
Sou
rce
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TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
RampSregFSW mesures sur faisceaux hertziens dans la bande ELrsquoaugmentation du trafic des terminaux mobiles neacutecessite une bande passante eacuteleveacutee pour pouvoir relier les
stations de base au reacuteseau Dans la bande E entre 71 GHz et 86 GHz deux bandes de freacutequences larges de
5 GHz chacune sont disponibles agrave cet effet pour reacutealiser des liaisons point-agrave-point Ces freacutequences eacuteleveacutees
repreacutesentent un deacutefi particulier pour les eacutequipements de mesure non seulement lors du processus de deacuteve-
loppement des modules drsquoeacutemission et de reacuteception mais eacutegalement pour la reacutealisation des mesures sur les
systegravemes de transmission
Bande E de la bande passante pour eacutetancher la soif de donneacuteesBien que lrsquoUIT (Union Internationale des Teacuteleacutecommunications) ait deacutejagrave approuveacute lrsquoattribution des freacutequences de la bande E comprises entre 71 GHz et 76 GHz et 81 GHz et 86 GHz pour des applications de transmission il y a plus de 30 ans lors de la Confeacuterence administrative mondiale des radiocommuni-cations (CAMR-79) agrave Genegraveve [1] il a fallu attendre plus de 20 ans pour que ces applications suscitent des inteacuterecircts com-merciaux et incitent la FCC (Federal Communications Com-mission) aux Eacutetats-Unis ainsi que les autoriteacutes europeacuteennes agrave accorder des licences pour ces bandes et agrave fixer les exi-gences techniques approprieacutees Deux facteurs pour lrsquoeacutemer-gence drsquoun tel inteacuterecirct ont eacuteteacute la production commerciale de composants requis pour cette gamme de freacutequences et la demande en taux de transmission toujours plus eacuteleveacutes neacuteces-sitant lrsquoutilisation de nouvelles bandes de freacutequences Dans la bande E eacutetablir des voies de transmission agrave des vitesses de plusieurs Gbits ne pose aucun problegraveme Ces deux bandes de freacutequences chacune doteacutee drsquoune plage continue de 5 GHz fournissent des bandes passantes de transmission de plu-sieurs centaines de MHz permettant drsquoatteindre des deacutebits de donneacutees eacuteleveacutes mecircme avec des types de modulation simples comme le BPSK Les modules drsquoeacutemission simples et fiables peuvent par conseacutequent ecirctre reacutealiseacutes pour ces liaisons agrave ondes millimeacutetriques Mais gracircce aux progregraves en RampD cela ne signifie aucunement que cette technologie ne permettrait pas drsquoutiliser des types de modulation plus complexes La porteacutee qui peut ecirctre obtenue dans ces bandes de freacutequences nrsquoest que leacutegegraverement infeacuterieure agrave celle constateacutee par exemple dans la bande des 38 GHz ce qursquoont deacutemontreacute des eacutetudes reacutealiseacutees dans des conditions meacuteteacuteorologiques normales avec une atteacutenuation de 05 dBkm en champ libre [2]
Ces freacutequences eacuteleveacutees posent toutefois de nouveaux deacutefis aux eacutequipements de mesure Lrsquoattribution de licence protegravege en effet contre les brouillages indeacutesirables creacuteeacutes par drsquoautres sources micro-ondes mais la puissance et le spectre de
lrsquoeacutemetteur doivent ecirctre mesureacutes pour assurer une coexis-tence sans perturbations Les exigences imposeacutees aux eacutemet-teurs dans cette gamme de freacutequences sont deacutecrites dans les speacutecifications techniques [3] notamment le gabarit spectral (masque) pour la puissance rayonneacutee
Mesures spectrales dans la bande E ndash meacutelangeur drsquoharmoniques indispensableLes analyseurs de spectre conviennent parfaitement pour ces mesures exigeantes mais ne sont disponibles dans le com-merce que jusqursquoagrave 67 GHz en une seule bande de freacutequences continue Les analyseurs doivent par conseacutequent ecirctre doteacutes de meacutelangeurs harmoniques externes [4] pour pouvoir reacuteali-ser des mesures de spectre dans la bande E Ces meacutelangeurs multiplient le signal de sortie de lrsquooscillateur local de lrsquoanaly-seur de spectre et meacutelangent le signal agrave ondes millimeacutetriques agrave analyser avec une harmonique approprieacutee obtenant ainsi la freacutequence intermeacutediaire de lrsquoanalyseur Le grand nombre drsquoharmoniques geacuteneacutereacutees dans le meacutelangeur ainsi que les har-moniques du signal drsquoentreacutee conduisent cependant agrave une multitude de signaux dans le spectre En outre lrsquoabsence de preacute-filtrage fait que la freacutequence drsquoimage nrsquoest pas supprimeacutee
Cela ne pose aucun problegraveme aussi longtemps que seuls des signaux CW sont appliqueacutes agrave lrsquoentreacutee du meacutelangeur Pour de tels signaux lrsquoanalyseur de spectre peut distinguer les signaux reacuteels des signaux provoqueacutes par un meacutelange ambigu A cet effet lrsquoanalyseur effectue avant la mesure reacuteelle une mesure de reacutefeacuterence lors de laquelle la freacutequence de son
Autres articles sur le RampSregFSW dans cette revue Les deux nouveaux modegraveles RampSregFSW43 et RampSregFSW50 sont preacutesenteacutes agrave la page 38 Les modaliteacutes de reacutealisation des mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande sont deacutecrites agrave partir de la page 43
ACTUALITEacuteS 20813 13
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Mesure spectrale
Ref 10 dBm EXTM IX E
RBW 2 MHzVBW 10 kHz SWT 125 ms
2 RM CLRWR
1 RM CLRWR
Delta 2 [T1] ndash4448 dB
ndash941506410256 MHz
Marker1 (T1)ndash1756 dBm
71995993590 GHz
Center 72 GHz 250 MHz Span 25 GHz
Sous
tract
ion
des
sign
aux
3 RM CLRWR
0
ndash10
ndash20
ndash30
ndash40
ndash50
ndash60
ndash70
ndash80
ndash90
10 Offset 20 dBASGL
LVL
3DB
1
2E64Q500
14
oscillateur local est augmenteacutee de deux fois la freacutequence intermeacutediaire Seuls les signaux preacutesents dans le balayage de reacutefeacuterence et de mesure sont des signaux reacuteels qui sont affi-cheacutes dans le spectre Mais cela devient plus compliqueacute si des signaux moduleacutes sont preacutesents agrave lrsquoentreacutee du meacutelangeur et ce en particulier avec des signaux tregraves large bande le signal reacuteel et le signal reccedilu agrave la freacutequence drsquoimage de lrsquoanalyseur de
spectre se chevauchent de sorte qursquoil nrsquoest plus possible de les distinguer
La figure 1 montre la mesure du spectre reacutealiseacutee avec le RampSregFSQ ndash un analyseur de spectre et de signaux de haute qualiteacute mais drsquoune geacuteneacuteration drsquoappareils moins reacutecente et dont la freacutequence intermeacutediaire est de 404 MHz La diffeacuterence de freacutequence entre le signal drsquoentreacutee drsquoune bande passante de 500 MHz et le signal drsquoimage est de 808 MHz Avec ce signal drsquoentreacutee il est encore possible de veacuterifier si le gabarit spectral selon [3] est respecteacute en soustrayant du spectre de la mesure reacuteelle le spectre de la mesure de reacutefeacuterence Mais si le signal drsquoentreacutee avait une bande passante de 1 GHz cela ne serait alors plus possible car le signal drsquoentreacutee et le signal drsquoimage se chevaucheraient Une analyse du signal dans le domaine temporel (donneacutees IQ) ougrave une telle correction nrsquoest pas pos-sible serait fortement alteacutereacutee par lrsquoinfluence du signal drsquoimage
RampSregFSW maicirctrise eacutegalement les signaux complexesLes analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW [5] doteacutes de lrsquooption RampSregFSW-B21 (connexions OLFI pour meacutelangeur externe) offrent ici un avantage majeur par rapport aux appa-reils conventionnels disponibles dans le commerce Avec une freacutequence intermeacutediaire de 13 GHz ils disposent drsquoune plage de freacutequences de 26 GHz exempte de signal drsquoimage Ainsi des gabarits drsquoeacutemission spectrale de signaux moduleacutes en large bande peuvent ecirctre aiseacutement mesureacutes mecircme si leurs bandes passantes atteignent la gamme des GHz Ensemble avec les meacutelangeurs harmoniques externes de la derniegravere geacuteneacuteration de RohdeampSchwarz comme par exemple avec le RampSregFS-Z90 (60 GHz agrave 90 GHz) la plage dynamique pouvant ecirctre atteinte est exceptionnelle Avec la perte de conversion
Fig 1 Mesure drsquoun signal drsquoentreacutee large de 500 MHz dans la bande E
avec lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSQ La courbe bleue
montre le reacutesultat de la mesure proprement dite et la courbe noire la
mesure de reacutefeacuterence On distingue clairement ici qursquoil est possible de
soustraire le signal drsquoimage situeacute en termes de freacutequence au-dessus du
signal drsquoentreacutee (courbe orange) Pour les signaux drsquoentreacutee agrave bande pas-
sante de 1 GHz cela ne serait plus possible
Fig 2 Mesure du mecircme signal
que celui repreacutesenteacute en figure 1
avec lrsquoanalyseur de spectre
RampSregFSW Le signal drsquoentreacutee et le
signal drsquoimage sont ici seacutepareacutes lrsquoun
de lrsquoautre de 26 GHz Les mesures
de gabarit spectral ou lrsquoanalyse de
modulation de signaux significati-
vement plus larges sont possibles
sans difficulteacutes
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
du meacutelangeur de typiquement 23 dB agrave 80 GHz la figure de bruit de lrsquoensemble du montage de test RampSregFSW compris se situe agrave environ ndash150 dBmHz Pour un point de compres-sion agrave 1 dB de ndash3 dBm nominal on obtient une gamme dyna-mique suffisante pour la mesure du gabarit spectral En effet la speacutecification technique de lrsquoETSI deacutefinit une valeur de 50 dB [3] Le RampSregFS-Z90 est eacutegalement eacutequipeacute drsquoun isola-teur agrave lrsquoentreacutee ce qui permet drsquoobtenir un ROS typique de 141 Les erreurs de mesure de puissance causeacutees par les reacuteflexions agrave lrsquoentreacutee en raison des deacutesadaptations sont donc reacuteduites drsquoun facteur drsquoenviron 5 par rapport aux meacutelangeurs deacutepourvus drsquoisolateurs
La figure 2 montre la mesure du mecircme signal drsquoune liaison micro-ondes dans la bande E comme en figure 1 Le signal drsquoentreacutee drsquoune bande passante de 500 MHz et le signal agrave la freacutequence image sont eacuteloigneacutes lrsquoun de lrsquoautre de 26 GHz et il est possible de mesurer si le gabarit spectral prescrit (ligne rouge) est respecteacute La dynamique requise de 50 dB est eacutega-lement aiseacutement obtenue avec ce montage
Le RampSregFSW permet drsquoanalyser non seulement le spectre mais eacutegalement la qualiteacute de modulation Avec sa bande pas-sante drsquoanalyse de 320 MHz (option RampSregFSW-B320) il est capable drsquoenregistrer les signaux large bande correspondants de les deacutemoduler avec lrsquooption drsquoanalyse de signaux vecto-riels RampSregFSW-K70 et drsquoeacutetudier la qualiteacute de modulation
La figure 3 montre lrsquoanalyse drsquoun signal QPSK avec une bande passante de 300 MHz Les mesures de lrsquoamplitude du vec-teur drsquoerreur (EVM) de la qualiteacute de modulation de lrsquoerreur de freacutequence du taux drsquoerreur symboles et bien plus encore peuvent ecirctre reacutealiseacutees Lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
Fig 3 Analyse de modulation
drsquoun signal QPSK avec 300 MHz
de bande passante Outre les
repreacutesentations graphiques
comme par exemple le dia-
gramme de constellation ou le
signal drsquoentreacutee dans le domaine
temporel des tableaux compre-
nant des valeurs numeacuteriques
offrent un aperccedilu rapide de la qua-
liteacute de modulation
Bibliographie[1] Radiofrequency Use and Management Impacts from the World Administrative Radio
Conference of 1979 WARC-79 chapter 4 overview actions and impacts page 77[2] ITU-R P676-6 Attenuation by atmospheric gases 2005[3] ETSI TS 102 524 V11 Technical Specification Fixed Radio Systems Point-to-Point
equipment Radio equipment and antennas for use in Point-to-Point Millimetre wave applications in the Fixed Services (mmwFS) frequency bands 71 GHz to 76 GHz and 81 GHz to 86 GHz
[4] Dr Florian Ramian Using Harmonic External Mixers to Extend the Frequency Range RohdeampSchwarz Application Note 1EF75
[5] La nouvelle reacutefeacuterence Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSW ACTUALITEacuteS (2011) Ndeg 204 (tireacute agrave part dans les pages centrales)
RampSregFSW repreacutesente les reacutesultats dans des tableaux ou sous forme graphique comme par exemple la phase et lrsquoamplitude dans un diagramme de constellation ce qui donne un aperccedilu visuel de la qualiteacute de modulation
ReacutesumeacuteLes liaisons par faisceaux hertziens dans la bande E deviennent de plus en plus attractives en raison des exi-gences sans cesse croissantes en termes de quantiteacute de don-neacutees agrave transmettre car il est possible ici drsquoatteindre les deacutebits de donneacutees les plus eacuteleveacutes de toutes les technologies de transmission sans fil Pour reacutealiser des mesures de spectre un analyseur de spectre doteacute drsquoun meacutelangeur harmonique externe est requis Une freacutequence intermeacutediaire eacuteleveacutee de lrsquoanalyseur offre une large plage exempte de signaux drsquoimage Les meacutelangeurs harmoniques de RohdeampSchwarz assurent gracircce agrave leurs pertes de conversion reacuteduites une dynamique eacuteleveacutee une excellente adaptation ainsi qursquoune grande preacute-cision lors des mesures de puissance Crsquoest ainsi que le RampSregFSW doteacute du meacutelangeur RampSregFS-Z90 repreacutesente la solution optimale pour cette application tout en offrant la pos-sibiliteacute de mesurer la qualiteacute de modulation des signaux
Dr Wolfgang Wendler
ACTUALITEacuteS 20813 15
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
16
RLAN IEEE 80211ac mesures deacutesormais pos-sibles avec des appareils de milieu de gammeLa nouvelle norme RLAN IEEE 80211ac augmente de maniegravere significative le taux de transfert de donneacutees
Ce qui reacutejouit les utilisateurs constitue en revanche un deacutefi pour les fabricants car la nouvelle technologie
impose les plus hautes exigences aux composants utiliseacutes Toutes les mesures neacutecessaires sont deacutesormais
eacutegalement possibles avec des appareils de milieu de gamme de RohdeampSchwarz ndash et les systegravemes de test
optimiseacutes en termes de coucirct pour la production peuvent ecirctre reacutealiseacutes rapidement
RLAN IEEE 80211ac ndash nouvelle norme pour un deacutebit de donneacutees plus eacuteleveacuteLrsquoaccegraves agrave Internet avec des smartphones et tablettes via des reacuteseaux locaux radioeacutelectriques (RLAN eacutegalement appeleacutes WLAN ou Wi-Fi) est deacutesormais une pratique courante De plus en plus drsquoappareils tels que deacutecodeurs TV et teacuteleacuteviseurs sont doteacutes drsquoune connectiviteacute RLAN et les nouvelles applica-tions augmentent les exigences en termes de deacutebit de don-neacutees Mais les larges bandes passantes de signal neacutecessaires agrave cet effet ne sont disponibles que dans les gammes de freacute-quence eacuteleveacutees
Crsquoest la raison pour laquelle la norme IEEE 80211ac srsquoen-gage sur une nouvelle voie Elle utilise eacutegalement des bandes passantes de 80 MHz et 160 MHz dans la bande des 5 GHz ce qui lui permet drsquoatteindre des deacutebits de plusieurs Gbits Elle utilise en outre des scheacutemas de modulation drsquoordre plus eacuteleveacute et offre une gestion eacutetendue de la technologie multi-antennes (MIMO) avec un maximum de huit antennes et Multi-User MIMO
La 256QAM exige une bonne qualiteacute de signal Outre les types de modulation BPSK QPSK 16QAM et 64QAM preacuteceacutedemment utiliseacutes la norme IEEE 80211ac prend eacutegalement en charge la modulation 256QAM Le ter-minal sans fil deacutefinit la modulation agrave utiliser en fonction de la qualiteacute du signal mesureacute
Un switch Wi-Fi Multi-User MIMO peut servir plusieurs utilisa-teurs simultaneacutement et sur la mecircme freacutequence Cela est pos-sible gracircce agrave la propagation par trajets multiples et agrave la forma-tion de faisceaux selon la technologie drsquoantennes multiples Chaque utilisateur reccediloit un flux de donneacutees distinct et seacutepareacute dans lrsquoespace Le proceacutedeacute Multi-user MIMO ameacuteliore la capaciteacute de lrsquoensemble du systegraveme mais les flux de donneacutees individuels conduisent cependant agrave un niveau de bruit plus eacuteleveacute Or un rap-port signalbruit particuliegraverement eacuteleveacute avec un EVM infeacuterieur agrave ndash32 dB est requis pour la deacutemodulation des signaux 256QAM
Des exigences plus eacuteleveacutees sont eacutegalement imposeacutees en matiegravere de reacuteponse en freacutequence Par rapport au signal uti-liseacute par la norme IEEE 80211n une puissance constante est ici neacutecessaire sur une largeur de bande quatre fois plus eacutele-veacutee cocircteacute eacutemetteur et reacutecepteur Drsquoeacuteventuels eacutecarts conduisent ici eacutegalement agrave une augmentation de lrsquoerreur vectorielle EVM ndash obstacle aux transmissions agrave modulations drsquoun ordre aussi eacuteleveacute que celui de la 256QAM
Preacute-distorsion numeacuterique contre les effets non lineacuteairesAfin de pouvoir reacutepondre agrave ces exigences les composants tels que les amplificateurs et les meacutelangeurs doivent disposer drsquoun faible bruit et drsquoun comportement lineacuteaire sur une large gamme de freacutequences Alors que les composantes de bruit ne peuvent pas ecirctre isoleacutees du signal il est en revanche pos-sible de compenser les effets non lineacuteaires par une meacutethode dite de preacute-distorsion numeacuterique On procegravede agrave cet effet agrave une preacute-distorsion numeacuterique inverse avant amplification laquelle srsquooppose agrave la distorsion de lrsquoamplificateur et lrsquoannule de ce fait il en reacutesulte un signal amplifieacute lineacuteairement
Fig 1 Le RampSregSMBV100A (en haut) est le premier geacuteneacuterateur de
signaux vectoriels au monde agrave pouvoir geacuteneacuterer des signaux Wi-Fi avec
une bande passante RF de 160 MHz sans appareil suppleacutementaire Lrsquoana-
lyseur de spectre et de signaux RampSregFSV prend eacutegalement en charge la
nouvelle norme de reacuteseaux sans fil
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Tests eacutetendus requisLes tests imposeacutes par la IEEE 80211ac sont une extension de la norme preacuteceacutedente Les essais sur eacutemetteurs couvrent le gabarit spectral la planeacuteiteacute spectrale (Spectral Flatness) la freacutequence centrale et la qualiteacute de modulation Cocircteacute reacutecep-teur les caracteacuteristiques suivantes doivent ecirctre notamment veacuterifieacutees sensibiliteacute suppression des signaux dans les canaux adjacents suppression des signaux dans les canaux non-adja-cents puissance drsquoentreacutee maximale et sensibiliteacute CCA (Clear Channel Assessment) Les concepteurs et fabricants de com-posants pour la norme IEEE 80211ac doivent alors dispo-ser de sources et drsquoanalyseurs de signaux offrant au mini-mum une bande passante drsquoanalyse et de modulation IQ de 160 MHz dans la bande des 5 GHz
Solution de test de RohdeampSchwarzLa toute nouvelle geacuteneacuteration composeacutee du geacuteneacuterateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A et de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSV est conccedilue agrave cet effet (fig 1) Avec ces deux appareils toutes les mesures requises sur eacutemetteurs et reacutecepteurs sont simples agrave reacutealiser Les fonc-tions de geacuteneacuteration et drsquoanalyse de signaux neacutecessaires sont inteacutegreacutees et peuvent ecirctre utiliseacutees soit manuellement soit agrave lrsquoaide du seacutequenceur
Le RampSregSMBV100A offre une varieacuteteacute de fonctions la confi-guration de blocs de trame (frame-block) permet de meacutelan-ger diffeacuterents bursts pour diffeacuterents signaux Wi-Fi Ainsi un burst de 160 MHz peut ecirctre suivi drsquoun burst de 80 MHz selon IEEE 80211ac 11n ou 11a afin de simuler les sceacutenarios de signal reacuteels pouvant se produire sur un point drsquoaccegraves Pour les tests MIMO des signaux drsquoun maximum de huit antennes sont supporteacutes lesquels peuvent pour des essais statiques
ecirctre additionneacutes dans le geacuteneacuterateur avec diffeacuterents niveaux et phases et ce afin de geacuteneacuterer le signal composite adeacutequat pour lrsquoantenne de reacuteception Un bruit blanc gaussien peut ecirctre superposeacute au signal pour eacutemuler le bruit de lrsquoeacutetage drsquoen-treacutee RF drsquoun reacutecepteur
La grande qualiteacute de signal du geacuteneacuterateur complegravete ces fonc-tionnaliteacutes Le vecteur drsquoerreur pour un signal agrave bande passante de 160 MHz mesureacute avec une modulation de 256QAM est de ndash47 dB agrave 57 GHz De mecircme le RampSregSMBV100A se distingue particuliegraverement par une reacuteponse en freacutequence de 02 dB mesureacutee sur plus de 160 MHz
Pour lrsquoanalyse de signaux selon IEEE 80211ac le RampSregFSV reacutealise des mesures spectrales telles que les eacutemissions hors bande et non-harmoniques ainsi que la fuite en puissance dans les canaux adjacents De nombreuses mesures de para-megravetres de modulation peuvent ecirctre reacutealiseacutees dans le domaine temporel Lrsquoutilisateur peut confortablement basculer drsquoune mesure agrave lrsquoautre et les principaux reacutesultats peuvent ecirctre repreacutesenteacutes sous forme graphique ou de tableau (fig 2 et 3) Lrsquoeacutecran tactile offre en outre une utilisation particuliegraverement conviviale
Le RampSregFSV et le RampSregSMBV100A sont des appareils univer-sels utiliseacutes en deacuteveloppement et en production de stations de base de teacuteleacutephones mobiles et drsquoamplificateurs Drsquoautres applications exigent eacutegalement une bande passante eacuteleveacutee comme par exemple les mesures drsquoagreacutegation de porteuses du LTE Advanced agrave bande passante jusqursquoagrave 100 MHz les mesures de preacute-distorsion sur amplificateurs agrave large bande ainsi que les mesures drsquoimpulsions large bande et sur stations de base multistandards
Markus Loumlrner Martin Schmaumlhling
Fig 2 Le diagramme du haut montre sept bursts Wi-Fi deacutemoduleacutes En bas est illustreacute un diagramme
de constellation 256QAM Les points de constellation se situent parfaitement sur la grille et teacutemoignent
ainsi drsquoune haute qualiteacute de signal Les eacuteventuels eacutecarts constateacutes dans ce diagramme fourniront de
preacutecieuses informations sur lrsquoorigine des erreurs
Fig 3 Les principaux reacutesultats
peuvent eacutegalement ecirctre preacutesenteacutes
sous forme de tableau
ACTUALITEacuteS 20813 17
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Exemple dapplication NFC
Sommet A
Sommet B
Sommet C
Sommet A
Sommet B
Sommet C
NFC NFC
NFC
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Geacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune toucheLa technologie NFC (Near Field Communication) investit notre environnement quotidien Elle est en passe
de devenir monnaie courante notamment sur les teacuteleacutephones mobiles haut de gamme Doteacutes de lrsquooption
RampSregSMx-K89 les geacuteneacuterateurs de signaux RohdeampSchwarz permettent de geacuteneacuterer les signaux NFC norma-
liseacutes neacutecessaires au deacuteveloppement et agrave la production de ces appareils
NFC ndash un autre standard de transmission courte porteacutee de plus A la diffeacuterence des systegravemes de transmission courte por-teacutee courants par ex Bluetoothreg la transmission NFC nrsquoest utilisable que sur des distances nettement plus courtes (voir encadreacute p 19) Ce qui de prime abord peut apparaicirctre comme une limitation permet en fait une ouverture agrave des applications nouvelles diffeacuterentes de celles exploiteacutees dans le cas du Bluetoothreg Lorsqursquoil srsquoagit de liaisons sur plusieurs megravetres les utilisateurs doivent pour des questions drsquoeacutecono-mie drsquoeacutenergie et de protection des donneacutees activer ou auto-riser explicitement la connexion avec leurs mobiles alors que celle-ci srsquoeffectue de faccedilon intuitive dans le cas de la NFC il suffit soit drsquoapprocher deux appareils lrsquoun de lrsquoautre soit drsquoen poser un sur un terminal Gracircce agrave cette simpliciteacute drsquoutilisation la technologie NFC est voueacutee agrave une multitude de nouvelles applications Quelques exemples
Paiement sans espegraveces au moyen drsquoun teacuteleacutephone portable ou drsquoune carte bancaire
Activation aiseacutee drsquoune connexion Wi-Fi dans un restaurant agrave lrsquoarriveacutee il suffit drsquoapprocher son mobile drsquoun terminal situeacute pregraves de lrsquoentreacutee et la suite srsquoeffectue automatiquement Plus besoin drsquoentrer des codes compliqueacutes et le restaurant est assureacute que la mise agrave disposition gratuite de la connexion sera toutefois reacuteserveacutee agrave lrsquousage de ses clients
Certaines applications plus exotiques sont deacutejagrave disponibles p ex une appli pour Smartphones se substituant au clas-sique forfait randonneacutee (fig 1)
Tests NFC en deacuteveloppement et en productionDe nombreuses applications neacutecessitent de faire communi-quer entre eux des appareils de diffeacuterents constructeurs Afin drsquoassurer lrsquointeropeacuterabiliteacute le NFC Forum a eacutetabli des proceacute-dures de test normaliseacutees Ces tests deacutecrits dans le docu-ment laquo Test Specifications Cases for the NFC RF Analog Spe-cification raquo permettent aux fabricants de veacuterifier en deacutevelop-pement et en production si leurs appareils compatibles NFC sont conformes aux exigences du standard NFC
Lors drsquoune communication NFC un appareil peut avoir deux rocircles diffeacuterents Srsquoil fournit lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la com-munication il est appeleacute laquo Polling Device raquo ou plus simple-ment laquo Poller raquo Si en revanche il utilise pour reacutepondre agrave un autre appareil NFC lrsquoeacutenergie que celui-ci met agrave sa disposition il fonctionne en mode drsquoeacutecoute (Listening) Lrsquoencadreacute de la page 19 fournit une bregraveve preacutesentation geacuteneacuterale de la tech-nologie de transmission NFC La speacutecification de test du NFC Forum eacutevoqueacutee plus haut prend en compte les tests destineacutes aux deux modes de dispositifs NFC
Fig 1 Dans le parc national des Hautes Tatras en Pologne des tags NFC
sont positionneacutes aux sommets des montagnes A chacun des sommets
qursquoils atteignent les randonneurs peuvent ndash agrave lrsquoaide drsquoun Smartphone NFC
et drsquoune appli correspondante ndash y valider leur passeport de randonneacutee
eacutelectronique en approchant le mobile du tag NFC
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Principe de la NFC
Circuit eacutelectronique
Circuit eacutelectronique
Polling Device Listening DeviceChamp eacutelectromagneacutetique
typ lt 5 mm
Tests sur Listening Devices
cedilSMBV100A
Oscilloscope cedilRTO RampSregRTO et logiciel pour PC
DUTListener
ReferencePollingDevice
Signal RF
cedilSMBV100A laquoY a-t-il quelquunraquoDUT Listener laquoOui voici mes caracteacuteristiques raquo
Tests sur appareils en mode drsquoeacutecoute (Listening Devices)Pour cette seacuterie de tests lrsquoobjet sous test (Device Under Test DUT) fonctionne en mode drsquoeacutecoute (fig 2) Un geacuteneacuterateur par ex le RampSregSMBV100A de RohdeampSchwarz deacutelivre les signaux Poller Pendant toute la seacutequence de test il fournit en outre lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la communication en geacuteneacuterant une porteuse agrave 1356 MHz Une antenne de reacutefeacuterence NFC (appeleacutee laquoReference Polling Device raquo est eacutegalement neacuteces-saire afin drsquoappliquer au DUT ce signal RF constitueacute de la por-teuse moduleacutee par le signal Poller Le NFC Forum a speacutecifieacute avec preacutecision la configuration de cette antenne et de lrsquoeacutelec-tronique correspondante
Si le Listening Device agrave tester fonctionne correctement il reacutepond en modulant le champ eacutelectromagneacutetique du Poller (modulation de charge) Lrsquoantenne de reacutefeacuterence enregistre la reacuteponse et lrsquoapplique sur un connecteur sous forme de signal
Principe de la communication en champ procheEn NFC la transmission srsquoeffectue sur des distances de quelques millimegravetres p ex en placcedilant une carte de paie-ment sur un terminal ou en approchant deux teacuteleacutephones mobiles lrsquoun de lrsquoautre Lrsquoun des appareils geacutenegravere alors un champ eacutelectromagneacutetique agrave une freacutequence de 1356 MHz (fig 3) A la diffeacuterence drsquoune transmission en radiocommu-nication mobile le signal nrsquoest pas rayonneacute dans lrsquoespace (en champ lointain) mais il donne lieu agrave un couplage induc-tif en champ proche avec lrsquoautre appareil de la mecircme maniegravere que dans un transformateur
Lrsquoappareil qui geacutenegravere le champ est appeleacute Polling Device ou Poller le second appareil est le Listening Device ou Listener (dans ce contexte une carte de paiement est donc consideacutereacutee comme eacutetant aussi un laquo appareil raquo) Crsquoest en modulant lrsquoamplitude de son champ que le Poller trans-met les donneacutees au Listener qui enregistre lrsquoinformation
Fig 3 En NFC la communication entre deux appareils utilise un
champ eacutelectromagneacutetique agrave 1356 MHz
La transmission du Listener vers le Poller srsquoeffectue par modulation de charge (Load Modulation) la quantiteacute drsquoeacutenergie que le Listener preacutelegraveve agrave partir du champ ne reste pas constamment la mecircme Elle peut au contraire varier dans le temps (le listener opegravere une modification drsquoimpeacutedance) Par une contre-reacuteaction il se produit une variation de lrsquoamplitude du champ alternatif que le Poller peut enregistrer
NFC-A NFC-B et NFC-FAu fil du temps ce type de communication en champ proche a ndash sous lrsquoimpulsion de diffeacuterents constructeurs ndash donneacute lieu agrave diverses normes de transmission Agrave partir des plus importantes drsquoentre elles le NFC Forum a eacutelaboreacute la norme NFC geacuteneacuterique La sub-division en trois sous-standards NFC-A NFC-B et NFC-F rappelle aujourdrsquohui encore que la nouvelle norme NFC est issue de difeacuterentes normes plus anciennes Ces trois sous-standards utilisent un champ agrave 1356 MHz Ils se diffeacuterencient par la faccedilon de moduler ce champ en amplitude par le codage des sym-boles transmis ainsi que par le deacutebit binaire
Concernant la Load Modulation NFC B il est aussi par-fois question de BPSK En fait il ne srsquoagit pas veacuteritable-ment drsquoune modulation de phase du champ mais plutocirct de modulation de phase drsquoune sous-porteuse modulant elle-mecircme lrsquoamplitude drsquoun champ agrave 1356 MHz
Fig 2 Montage typique utiliseacute pour les tests sur un Listening Device
eacutelectrique Celui-ci est examineacute par un systegraveme drsquoanalyse de signaux NFC ndash par ex lrsquooscilloscope RampSregRTO utiliseacute en liai-son avec le logiciel pour PC RampSregFS-K112PC ndash qui contribue agrave la deacutecision de savoir si le Listening Device a reacuteussi le test
ACTUALITEacuteS 20813 19
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Reacuteglage des paramegravetres de modulation
Tests de Polling
cedilSMBV100A
Oscilloscope cedilRTO et logiciel pour PC
DUTPoller
ReferenceListeningDevice
Signal en
bande de base
Deacuteclenchement
DUT Poller laquoY a-t-il quelquunraquoRampSregRTO au RampSregSMBV100A laquoQuelquun sadresse agrave nousraquoRampSregSMBV100A (simulant le Listener) laquoOui je suis lagrave voici mes caracteacuteristiques raquoDUT Poller laquoLeacutechange de donneacutees peut deacutebuterraquo
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Fig 6 Les paramegravetres de modulation permettent de modifier en sou-
plesse les flancs du signal La suroscillation de 5 geacuteneacutereacutee artificielle-
ment apregraves le flanc montant est nettement visible
Fig 4 Montage typique utiliseacute pour les tests sur un Polling Device
Tests sur appareils en mode de scrutation (Polling Devices)Pour les tests sur Polling Devices le DUT geacutenegravere le champ 1356 MHz neacutecessaire agrave la communication NFC et le module avec un signal Poller Ici aussi il est neacutecessaire de preacutevoir une antenne de reacutefeacuterence NFC positionneacutee dans le champ du Pol-ler Lrsquoenveloppe du signal Poller reccedilu est appliqueacutee sur un connecteur et veacuterifieacutee par le systegraveme drsquoanalyse NFC Pour certains tests cela suffit pour deacutecider de la reacuteussite ou de lrsquoeacutechec du test
Pour drsquoautres Polling Device Tests il est en revanche neacuteces-saire qursquoun geacuteneacuterateur de signaux fournisse une reacuteponse Listener afin drsquoinciter le Poller sous test agrave envoyer drsquoautres signaux (fig 4) Deacuteclencheacute agrave cet effet par le systegraveme drsquoanalyse le geacuteneacuterateur envoie vers lrsquoantenne de reacutefeacuterence une reacuteponse ad hoc sous forme de signal en bande de base Lrsquoeacutelectronique de lrsquoantenne de reacutefeacuterence effectue alors la modulation de charge du champ eacutelectromagneacutetique du Poller Si le compor-tement du Poller sous test est conforme agrave la norme un nou-veau signal Poller sera eacutemis pour ecirctre ensuite analyseacute
Les geacuteneacuterateurs de signaux vectoriels de RohdeampSchwarz produisent tous les signaux NFCDisponible pour les actuels geacuteneacuterateurs de signaux vectoriels RampSregSMU200A RampSregSMBV100A ainsi que RampSregAMU200A RampSregSMJ100A et RampSregSMATE200A la nouvelle option RampSregSMx-K89 permet de geacuteneacuterer aiseacutement les signaux Poller et Listener deacutecrits ci-dessus Les signaux obtenus avec cette option sont conformes agrave la norme NFC et compatibles avec les trois sous-standards NFC-A NFC-B et NFC-F (fig 5)
Les signaux peuvent ecirctre parameacutetreacutes dans le moindre deacutetail Il est p ex possible de modifier la forme des flancs ou de les deacutegrader artificiellement en introduisant des suroscil-lations afin de veacuterifier si le DUT peut fonctionner dans des conditions deacutefavorables (fig 6) Tous les paramegravetres sont non seulement reacuteglables manuellement via lrsquointerface graphique mais le geacuteneacuterateur peut aussi ecirctre commandeacute agrave distance et en temps reacuteel par des instructions SCPI transmises via GPIB ou Ethernet
En plus des tests de base prescrits par la norme lrsquooption RampSregSMx-K89 permet agrave lrsquoutilisateur de personnaliser ses propres seacutequences de test pour une analyse plus deacutetailleacutee Celui-ci peut avec beaucoup de souplesse regrouper diffeacute-rentes commandes NFC afin de constituer des seacutequences de grande longueur (fig 7) Il dispose agrave cet effet soit de com-mandes simples utiliseacutees pour la recherche drsquoappareils et lrsquoeacutevitement de collisions soit de commandes pour les proto-coles de transfert de donneacutees (plateforme de tags type 1 agrave 4 ISO DEP NFC-DEP) baseacutes sur NFC-A -B -F
Fig 5 Menu principal de lrsquooption RampSregSMx-K89 Celle-ci gegravere les trois
sous-standards du NFC Forum NFC-A NFC-B et NFC-F
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Une source unique pour tous les tests NFCLe programme RohdeampSchwarz adressant les tests NFC comporte tout ce qui est neacutecessaire pour effectuer les tests deacutecrits ici Un jeu complet drsquoantennes de reacutefeacuterence est dis-ponible pour lrsquointerface avec le champ NFC (Equipement de reacutefeacuterence selon le NFC Forum RampSregCSNFC-B8) [1]
Un eacutequipement RohdeampSchwarz acquis anteacuterieurement pour effectuer des mesures en radiocommunication mobile peut ecirctre doteacute de la fonctionnaliteacute NFC sans aucun ajout mateacuteriel Le logiciel de mesure NFC RampSregFS-K112PC permet en effet drsquoanalyser les signaux NFC enregistreacutes au moyen de lrsquooscil-loscope RampSregRTO ou de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
Fig 7 Les commandes NFC peuvent ecirctre regroupeacutees de faccedilon flexible en
seacutequences relativement longues Lrsquooption gegravere eacutegalement les commandes
pour les protocoles baseacutes sur les standards NFC-A -B -F (plateforme de
tags de type 1 agrave 4 ISO DEP et NFC-DEP)
Pour plus drsquoinformations[1] Page Technologie NFC RFID
httpwwwrohde-schwarzcomtechnologynfc[2] Page produit RampSregSMBV-K89 NFC ABF
httpwwwrohde-schwarzcomproductsmbvk89
RohdeampSchwarz est membre associeacute du NFC Forum NFC Forum et le logo laquo NFC Forum raquo sont des marques du Forum Near Field Communication
RampSregFSV La nouvelle option RampSregSMx-K89 est disponible degraves agrave preacutesent pour tous les geacuteneacuterateurs de signaux vecto-riels du programme actuel de RohdeampSchwarz elle complegravete ainsi lrsquooffre de test amp mesure pour la technologie NFC [2]
Bertram Fesl
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Fig 1 Sonde de mesure de
puissance USB RampSregNRP-Z58
avec adaptateur pour la bande
de guide drsquoondes WR-10
(R900 WG-27) de 75 GHz agrave
110 GHz
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Transducteur thermoeacutelectriquePile thermoeacutelectrique
env 2 mm
Acheminement RF coplanaire
Terminaison RF (1er puits de chaleur) 2egraveme puits de chaleur
Masse
La sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm reacutealise des mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacuteJusqursquoagrave reacutecemment aucune solution attractive nrsquoexistait sur le marcheacute pour mesurer la puissance des
sources large bande jusqursquoagrave 110 GHz ou pour calibrer le niveau drsquoanalyseurs de reacuteseau doteacutes de ports de
test de 1 mm Les sondes disponibles pour les bandes V et W sont baseacutees sur une technologie obsolegravete et
ne couvrent que les composantes du signal situeacutees agrave lrsquointeacuterieur de leur bande de freacutequence respective Pour
reacutealiser des mesures large bande de multiples sondes harmoniseacutees sont alors neacutecessaires Rien de tel avec
la nouvelle sonde de mesure de puissance thermique RampSregNRP-Z58 laquelle couvre la totaliteacute de la gamme
de freacutequences de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute
Besoin identifieacute hellipLrsquooffre sur le marcheacute relative aux sondes de mesure de puis-sance pour des applications dans le domaine des ondes milli-meacutetriques est tregraves reacuteduite Depuis longtemps deacutejagrave la plupart de ces sondes ne reflegravetent plus lrsquoeacutetat de la technologie de pointe Cela srsquoapplique agrave la gamme de freacutequences de 67 GHz agrave 75 GHz mais eacutegalement agrave la bande W (75 GHz agrave 110 GHz) pour laquelle seuls un ancien type de sonde agrave base de diodes et un wattmegravetre fonctionnant selon le principe de mesure calorimeacutetrique sont disponibles Avec de telles sondes par exemple aucun signal situeacute en dessous de la freacutequence de coupure du type de guide drsquoondes de deacutetection utiliseacute nrsquoest pris en compte ce qui complique les mesures de puissance
des sources large bande comme les photo-deacutetecteurs et les photoreacutecepteurs pour Ethernet 100G Il en est de mecircme pour le calibrage de niveau des analyseurs de reacuteseau avec des ports de test de 1 mm Ici eacutegalement la seule possibiliteacute de calibrage consistait jusqursquoagrave ce jour agrave mesurer successive-ment les diffeacuterentes bandes de freacutequences avec les sondes de mesure de puissance correspondantes approprieacutees De plus les sondes de puissance agrave connecteurs en guide drsquoondes neacutecessitaient alors la mise en place drsquoun adaptateur sur le connecteur coaxial de la source Hormis la charge de travail et la difficulteacute drsquoautomatisation cette proceacutedure induit une plus grande usure du connecteur 1 mm deacutejagrave assez sensible Cette usure est non seulement due aux multiples change-ments de sondes mais eacutegalement agrave la contrainte meacutecanique lieacutee au poids et la taille imposantes des sondes de puissance agrave guides drsquoondes conventionnelles
hellip et mise sur le marcheacute drsquoun produit innovant Avec la nouvelle sonde de puissance thermique RampSregNRP-Z58 (fig 1) les problegravemes deacutecrits ci-dessus appartiennent deacutesor-mais au passeacute Un connecteur coaxial de 1 mm (macircle) permet en effet de couvrir sans discontinuiteacute la totaliteacute de la gamme de freacutequences de DC agrave 110 GHz La plage de mesure de puis-sance srsquoeacutetend de 03 microW (minus35 dBm) agrave 100 mW (+20 dBm) couvrant ainsi la plage inteacuteressante en termes de meacutetrologie En outre la nouvelle sonde de puissance est leacutegegravere et pra-tique et peut ecirctre directement utiliseacutee agrave partir drsquoun PC via un port USB Ses autres caracteacuteristiques telles que vitesse de mesure eacuteleveacutee excellente lineacuteariteacute traccedilabiliteacute complegravete aux eacutetalons primaires des instituts de meacutetrologie nationaux renommeacutes et possibiliteacute de veacuterification interne ndash sont eacutegale-ment remarquables Ainsi non seulement le RampSregNRP-Z58
Fig 2 Structure du transducteur thermoeacutelectrique ndash un deacuteveloppement
de RohdeampSchwarz
ACTUALITEacuteS 20813 23
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Calibrage avec reacutefeacuterence DC
Source RF (DUT)
Reacutefeacuterence DC
Transducteur thermoeacutelectrique
P+
ndash
PDC
PRF
Sonde de puissance RampSregNRP-Z58
Frontal du RampSregNRP-Z58
Acheminement coaxial du signal
Ligne coplanaire
Transducteur thermoeacutelectrique (Couche RF)
Traitement du signal analogique
Transition coaxiale ndash planaire
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constitue le premier choix pour reacutealiser des mesures de puis-sance sur les ports coaxiaux de 1 mm mais il peut eacutegalement remplacer des sondes de puissance agrave guides drsquoondes dans de nombreuses autres applications (voir encadreacute page 25)
La sonde de mesure de puissance 110 GHz RampSregNRP-Z58 fait partie de la famille RampSregNRP de RohdeampSchwarz et dis-pose de toutes leurs caracteacuteristiques essentielles Sa piegravece maicirctresse est le transducteur thermoeacutelectrique indirec-tement chauffeacute agrave savoir un deacuteveloppement exclusif de RohdeampSchwarz qui combine de tregraves bonnes valeurs drsquoadap-tation avec une plage dynamique eacuteleveacutee et un temps de reacuteponse de quelques millisecondes (fig 2) Le connecteur RF est relieacute via une transition large bande en instance de brevet laquelle transforme le champ de lrsquoonde incidente agrave symeacutetrie radiale et lrsquoadapte agrave la distribution de champ agrave lrsquoentreacutee copla-naire du transducteur elle permet en mecircme temps drsquoobtenir une excellente isolation thermique (fig 3) Ces mesures ainsi que drsquoautres relatives agrave la conception thermique assurent que la deacuterive du zeacutero reste neacutegligeable agrave diffeacuterentes tempeacuteratures ambiantes ou lors du vissage de la sonde Dans des condi-tions ambiantes constantes on peut srsquoattendre agrave ce qursquoil nrsquoy ait pratiquement pas de deacuterive car lrsquoarchitecture de la chaicircne de traitement du signal garantit la suppression totale du bruit 1f Dans de nombreux cas le calibrage du zeacutero en usine est donc suffisant Cela a en outre permis de se passer de la fonc-tion de mise agrave zeacutero interne laquelle nrsquoaurait drsquoailleurs conduit agrave aucune ameacutelioration mais au contraire agrave des interruptions longues et asynchrones du processus de mesure
Tension de reacutefeacuterence DC interne Pour la veacuterification du transducteur de mesure thermoeacutelec-trique et de la chaicircne de traitement de signal analogique en aval la sonde de puissance RampSregNRP-Z58 inclut une reacutefeacute-rence DC (fig 4) ndash ce qui rend superflu le calibrage avec une source de reacutefeacuterence externe de 50 MHz Pour cela il nrsquoest mecircme pas neacutecessaire de deacuteconnecter la sonde de puissance
de lrsquoobjet sous test aussi longtemps que celui-ci fournit un signal suffisamment stable Avec une reproductibiliteacute de lrsquoordre de 10ndash4 la veacuterification effectueacutee avec la reacutefeacuterence DC inteacutegreacutee est de loin supeacuterieure agrave un calibrage reacutealiseacute avec des signaux RF externes
Le processus drsquoeacutetalonnage en usine reacutealiseacute sur environ 200 freacutequences est directement traccedilable par rapport aux eacutetalons primaires de lrsquoInstitut national de meacutetrologie de la Reacutepublique feacutedeacuterale drsquoAllemagne (Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB) et des Eacutetats-Unis (National Institute of Standards and Technology NIST) Ici RohdeampSchwarz beacuteneacuteficie eacutegalement de lrsquoutilisation drsquoun micro-calorimegravetre reacutecemment mis en ser-vice par le PTB lequel couvre la totaliteacute de la bande W Dans cette gamme les incertitudes drsquoeacutetalonnage de cette nouvelle sonde de puissance se situent entre 60 et 70 (calculeacutees selon GUM avec un coefficient de couverture eacutegal agrave 2)
Indication de puissance hautement lineacuteaireLors du deacuteveloppement un soin tout particulier a eacuteteacute apporteacute agrave lrsquoobtention drsquoune haute lineacuteariteacute de lrsquoindication de puissance caracteacuteristique particuliegraverement importante pour des mesures relatives Ceci srsquoapplique aux mesures scalaires drsquoaffaiblis-sement de gain et de reacuteflexion ainsi notamment qursquoaux mesures de puissances indirectes via des coupleurs direction-nels avec lesquelles la reacutefeacuterence absolue est obtenue par un calibrage du systegraveme agrave un seul niveau Avec une incertitude de lineacuteariteacute maximum de 023 (001 dB) le RampSregNRP-Z58 se situe au niveau des sondes de puissance classiques agrave base de thermistances avec lesquelles la meacutethode de substitution DC permet drsquoobtenir une grande lineacuteariteacute Mais pour des rai-sons lieacutees agrave la vitesse de mesure le RampSregNRP-Z58 nrsquoutilise pas cette meacutethode qursquoil remplace par la reacutealisation drsquoune cor-rection de lineacuteariteacute numeacuterique laquelle est baseacutee sur un eacuteta-lonnage en usine du transducteur thermoeacutelectrique avec des tensions continues et peut rester inchangeacutee pendant toute la dureacutee de vie de la sonde
Fig 4 Circuit pour calibrage interne avec tension continueFig 3 Frontal RF avec transition coaxiale-coplanaire
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Vitesse de mesure La vitesse de mesure accessible correspond aux sondes de puissance thermoeacutelectriques modernes mais dans cer-tains cas particuliers elle deacutepend tregraves fortement de lrsquoappli-cation Lorsqursquoil srsquoagit drsquoeffectuer le plus de mesures pos-sibles dans un laps de temps donneacute il est possible gracircce agrave un mode agrave meacutemoire tampon de reacutealiser plus de 500 mesures par seconde Le temps drsquoouverture pour un point de mesure peut ecirctre reacutegleacute avec une reacutesolution drsquoune demi-milliseconde la mesure peut ecirctre reacutealiseacutee soit en deacuteclencheacute soit en roue libre En renonccedilant agrave la fonction buffer et en sortant indi-viduellement chaque reacutesultat de mesure 350 reacutesultats de mesure deacuteclencheacutes par seconde sont neacuteanmoins encore possibles Si plusieurs mesures de faible puissance sont agrave moyenner pour pouvoir obtenir un reacutesultat de mesure stable le taux de mesure effectif pouvant ecirctre atteint srsquoen trouve bien eacutevidemment reacuteduit Compareacute agrave drsquoautres produits pour la bande W le RampSregNRP-Z58 se satisfait cependant drsquoun facteur de calcul de moyenne plus faible car son plancher de bruit est nettement plus bas Il en reacutesulte des temps drsquoeacutetablissement
Bien que la sonde de puissance RampSregNRP-Z58 ait eacuteteacute deacutevelop-peacutee pour des applications large bande agrave connecteurs 1 mm elle peut eacutegalement ecirctre utiliseacutee pour des mesures sur interfaces agrave guides drsquoondes via des adaptateurs approprieacutes (fig 5) ndash ouvrant par conseacutequent agrave ces applications de toutes nouvelles possibili-teacutes Ainsi une seule sonde RampSregNRP-Z58 suffit en principe pour effectuer les mesures de puissance sur toute interface dans la gamme de freacutequences allant jusqursquoagrave 110 GHz De cette faccedilon il est notamment facile de reacutealiser des mesures dans les bandes de freacutequences pour lesquelles aucune sonde de mesure de puis-sance agrave guide drsquoondes nrsquoest disponible sur le marcheacute comme par exemple la bande WR-12 (R740 WG-26) de 60 GHz agrave 90 GHz On pourrait alors bien sucircr dans ce cas eacutequiper une sonde de puis-sance agrave guide drsquoondes pour la bande WR-10 drsquoun adaptateur WR-12 mais une telle combinaison ne serait pas tregraves attractive La grande longueur de la sonde agrave guide drsquoondes srsquoen trouverait encore augmenteacutee et la gamme de freacutequence deacutejagrave faible se reacutedui-rait agrave lrsquointersection avec la bande du guide drsquoondes de lrsquoobjet sous test agrave savoir agrave la bande de 75 GHz agrave 90 GHz
Outre lrsquoapplicabiliteacute universelle il existe cependant drsquoautres argu-ments en faveur de lrsquoutilisation du RampSregNRP-Z58 pour des appli-cations agrave guides drsquoondes arguments qui lrsquoemportent geacuteneacuterale-ment largement sur lrsquoinconveacutenient que repreacutesente la neacutecessiteacute drsquoadaptation Il srsquoagit notamment de la vitesse de mesure beau-coup plus eacuteleveacutee de la suppression du reacuteglage fastidieux avec une source de reacutefeacuterence de 50 MHz de la stabiliteacute eacuteleveacutee en tem-peacuterature de la traccedilabiliteacute complegravete de lrsquoeacutetalonnage du principe de mesure thermique et enfin et non des moindres de la possibiliteacute de fonctionner sans appareil de base speacutecifique
Lrsquoaffaiblissement de lrsquoadaptateur en amont et son interaction avec lrsquoentreacutee de la sonde de puissance peuvent ecirctre compenseacutes par une proceacutedure eacuteleacutegante appeleacutee embedding Agrave cet effet le
RampSregNRP-Z58 comme toutes les sondes de puissance RampSregNRP dispose de la fonction de correction de paramegravetres S qui permet drsquoenregistrer dans la sonde les quatre paramegravetres S de lrsquoadap-tateur pour un grand nombre de freacutequences et de les prendre en compte dans le reacutesultat de mesure sans autre intervention de lrsquoutilisateur Lrsquoeffet de la reacuteflexion agrave lrsquoentreacutee du guide drsquoondes de la sonde de puissance en moyenne leacutegegraverement augmenteacute par lrsquoadaptateur ne peut ecirctre compenseacute que par une correction gamma Cette meacutethode est eacutegalement mise en œuvre dans le RampSregNRP-Z58 mais requiert la connaissance du coefficient de reacuteflexion complexe agrave la sortie de lrsquoobjet sous test Si ce coefficient est connu les incertitudes de deacutesadaptation restantes sont alors neacutegligeables Dans le cas contraire il est conseilleacute au moins en cas de fortes exigences de preacutecision et drsquoobjets sous test tregraves deacutesadapteacutes drsquoeffectuer une estimation des effets possibles de cette deacutesadaptation sur le reacutesultat de mesure
plus courts qursquoauparavant drsquoun facteur de dix de sorte qursquoil est possible de mesurer des niveaux de minus10 dBm quasi ins-tantaneacutement tout en beacuteneacuteficiant simultaneacutement drsquoune stabi-liteacute satisfaisante
Robustesse meacutecanique et preacutecision extrecircmeLe connecteur 1 mm du RampSregNRP-Z58 deacutetermine de maniegravere deacutecisive lrsquoadaptation drsquoimpeacutedance la reproductibiliteacute et la capaciteacute de charge du nouveau produit Crsquoest la raison pour laquelle RohdeampSchwarz assure lui-mecircme la production de ce connecteur en le soumettant agrave un controcircle de qualiteacute rigoureux Qui plus est lrsquoeacutecrou drsquoaccouplement du connec-teur est monteacute sur un roulement agrave billes permettant de vis-ser la sonde manuellement de faccedilon si preacutecise qursquoil nrsquoest pas neacutecessaire drsquoutiliser une cleacute dynamomeacutetrique En outre lrsquousure du connecteur srsquoen trouve reacuteduite car la friction moins importante eacutevite une rotation du conducteur exteacuterieur lors du serrage de lrsquoeacutecrou drsquoaccouplement
Thomas Reichel
Mesures de puissance sur toute interface dans la gamme de freacutequences jusqursquoagrave 110 GHz
Fig 5 Sonde de puissance RampSregNRP-Z58 avec adaptateur pour la
bande de guide drsquoondes WR-10 (R900 WG-27) de 75 GHz agrave 110 GHz
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Le meilleur choix sondes de puissance USB de RohdeampSchwarzLes sondes wattmegravetres avec interface USB utiliseacutees pour les applications de mesures de puissance haute
freacutequence et micro-ondes ont en lrsquoespace de quelques anneacutees largement remplaceacute le duo composeacute drsquoune
sonde analogique et drsquoune uniteacute de base analogique-numeacuterique La principale motivation de cette eacutevolu-
tion reacuteside dans la reacuteduction des coucircts et lrsquoapplicabiliteacute universelle obtenues gracircce agrave la grande notorieacuteteacute du
bus USB Ce qui est moins connu en revanche est que lrsquointeacutegration totale du concept de wattmegravetre dans les
sondes eacutetait la condition preacutealable au perfectionnement des eacutequipements de mesure de puissance RF en
termes de fonctionnaliteacutes et de qualiteacute
Pourquoi faut-il des sondes Les wattmegravetres occupent une position particuliegravere au sein des appareils de mesure hautes freacutequences car ils sont les seuls agrave ecirctre directement connecteacutes agrave lrsquoobjet sous test agrave savoir sans passer par lrsquointermeacutediaire de cacircbles RF Cela est eacutetroitement lieacute agrave la nature de leurs tacircches consistant agrave cap-ter la puissance de lrsquoobjet sous test avec une charge parfai-tement adapteacutee en matiegravere drsquoimpeacutedance drsquoondes Un cacircble mecircme solidaire du wattmegravetre nrsquoaurait que des effets neacutega-tifs en raison de la deacutegradation de lrsquoadaptation et de la repro-ductibiliteacute qursquoil engendrerait
Eacutetant donneacute qursquoil nrsquoest pas possible de relier directement au connecteur RF drsquoun objet sous test un appareil de mesure complet drsquoune masse de plusieurs kilogrammes le transduc-teur haute freacutequence a depuis un certain temps deacutejagrave eacuteteacute seacutepareacute du reste de lrsquoappareil et inteacutegreacute dans une sonde de
puissance de taille reacuteduite Celle-ci a pu ecirctre relieacutee directe-ment agrave lrsquoappareil de base auquel il suffisait de transfeacuterer uni-quement le signal de sortie basse freacutequence relativement peu critique du transducteur
Le concept de ces dispositifs a pu srsquoimposer tregraves longtemps sur le marcheacute jusqursquoagrave ce que les exigences fixeacutees par les technologies de radiocommunication numeacuterique ne puissent finalement plus ecirctre geacuterables Il devenait en effet difficile de reacuteduire les coucircts de fabrication et par conseacutequent le prix de vente malgreacute tous les progregraves reacutealiseacutes en eacutelectronique les fonctionnaliteacutes restaient modestes et la vitesse de mesure ainsi que la preacutecision se trouvaient limiteacutees par le concept de dispositifs partageacutes Surmonter cette difficulteacute ne pouvait pas-ser que par lrsquointeacutegration des fonctionnaliteacutes de lrsquouniteacute de base dans la sonde
RohdeampSchwarz ndash pionnier de lrsquointeacutegrationAu milieu des anneacutees 1990 la miniaturisation et la perfor-mance des appareils eacutelectroniques progressaient si forte-ment qursquoil devenait alors possible de reacutealiser cette inteacutegration RohdeampSchwarz a eacuteteacute le premier agrave franchir cette eacutetape en deacuteveloppant les sondes agrave tecirctes drsquoinsertion RampSregNRT-Z com-mandeacutees via lrsquointerface RS-422 Ces sondes pouvaient non seulement ecirctre utiliseacutees sur un appareil de base numeacuterique le RampSregNRT mais eacutegalement sur un PC via les interfaces RS-232 ou PC-Card Ce concept a eacutetabli une nouvelle reacutefeacuterence en matiegravere de mesure de puissance RF et a eacuteteacute maintes fois copieacute par la concurrence
Les wattmegravetres inteacutegreacutes sont reacuteellement devenus populaires avec les sondes de puissance de la seacuterie RampSregNRP-Z doteacutees drsquoune interface USB lesquelles ont eacuteteacute introduites sur le mar-cheacute au deacutebut des anneacutees 2000 (fig 1) Elles ont particuliegravere-ment beacuteneacuteficieacute du succegraves de cette interface en eacutetant drsquoune
Fig 1 Seacutelection de sondes de mesure de puissance de la famille RampSregNRP
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part utiliseacutees en tant qursquoaccessoires pour une varieacuteteacute drsquoappa-reils de mesure et drsquoautre part en ayant deacutesormais la capaciteacute de transformer une tablette ou un teacuteleacutephone mobile en watt-megravetre (voir photo de couverture) Mais la grande populariteacute du bus USB ne constitue que la raison la plus manifeste du succegraves de ces sondes
Plus petit plus leacuteger et plus eacuteconomiquePour un wattmegravetre classique lrsquouniteacute de base repreacutesente envi-ron les 23 du coucirct Lrsquointeacutegration de cette fonctionnaliteacute dans la sonde si cela est neacutecessaire pour la preacuteparation des reacutesultats de mesure permet de reacuteduire le coucirct de moitieacute par rapport aux systegravemes preacuteceacutedents ndash sous reacuteserve bien entendu de dis-poser drsquoun ordinateur ou drsquoun autre appareil de mesure pour lrsquoaffichage des reacutesultats
Ce rapport se trouve encore ameacutelioreacute lorsqursquoon compare des sondes large bande inteacutegreacutees avec des wattmegravetres crecirctes agrave fonctionnaliteacutes eacutequivalentes Ces derniers ont occupeacute pen-dant longtemps une position particuliegravere au sein des watt-megravetres car ils eacutetaient capables drsquoanalyser des signaux pulseacutes ou moduleacutes et de les repreacutesenter dans le domaine temporel Les efforts correspondants mis en œuvre en matiegravere de tech-nique de mesure eacutetant nettement supeacuterieurs par rapport aux wattmegravetres conventionnels ils sont encore aujourdrsquohui rela-tivement chers Cela est mis en eacutevidence de maniegravere exem-plaire par lrsquointerface de sonde complexe drsquoun tel dispositif (fig 2) lequel nrsquoempecircche cependant pas que la longueur du cacircble de connexion intervienne de maniegravere notable dans les reacutesultats de mesure
Les sondes large bande inteacutegreacutees comme par exemple celles de la seacuterie RampSregNRP-Z8x peuvent ecirctre fabriqueacutees agrave une fraction du coucirct tout en offrant la quasi-totaliteacute des perfor-mances connues des sondes de mesure de puissance crecircte 30 MHz de bande passante videacuteo 13 ns de temps de monteacutee taux drsquoeacutechantillonnage en temps reacuteel de 80 Meacutechs trigger interne ou externe et eacutevaluation automatique des paramegravetres drsquoimpulsion La longueur du cacircble de liaison nrsquoa plus drsquoimpor-tance Il faut en outre souligner que les sondes large bande de RohdeampSchwarz disposent drsquoune large dynamique ineacutega-leacutee et drsquoune fonction drsquoanalyse statistique ultra-rapide
La reacuteduction de poids et de volume est au moins aussi impor-tante que les eacuteconomies de coucircts reacutealiseacutees les gains poten-tiels peuvent ici atteindre plus de 90 lorsqursquoon opte pour un wattmegravetre inteacutegreacute
Meilleur et plus preacutecis sans uniteacute de baseLrsquointerface monovoie standardiseacutee des sondes de puissance conventionnelles constitue leur plus grande force mais en mecircme temps leur plus grande faiblesse Drsquoune part elle per-met lrsquoutilisation de diffeacuterentes sondes sur une uniteacute de base et drsquoautre part elle limite de maniegravere significative les possi-biliteacutes de traitement du signal Cela est particuliegraverement mis en eacutevidence par les sondes agrave chemins multiples qui prennent aujourdrsquohui une importance consideacuterable Eacutetant donneacute qursquoelles ne peuvent ecirctre exploiteacutees qursquoen transfeacuterant seacutequen-tiellement les signaux de deacutetection agrave une uniteacute de base clas-sique leurs possibiliteacutes ne sont que rarement utiliseacutees Non seulement des retards de commutation et des effets drsquohysteacute-reacutesis peuvent se produire lors du changement du chemin de mesure mais la voie de mesure standardiseacutee nrsquoest pas tregraves approprieacutee ni pour les mesures synchrones du signal dans des intervalles de temps ni pour la mesure de la puissance drsquoenveloppe
Pour les sondes agrave chemins multiples et traitement de signal inteacutegreacute en revanche un concept reacutesolument adapteacute aux caracteacuteristiques de ce type de deacutetecteur peut ecirctre appliqueacute Agrave cet effet les signaux drsquoun maximum de trois chemins de mesure sont traiteacutes en parallegravele de sorte qursquoune valeur de mesure valide est toujours preacutesente La neacutecessiteacute de reacutepeacuteter une mesure parce que le chemin de mesure choisi a eacuteteacute sur-chargeacute ou sous-chargeacute est ainsi eacutecarteacutee En outre la totaliteacute de la voie de mesure peut ecirctre conccedilue de faccedilon agrave permettre la reacutealisation de mesures de puissance synchrones sur des signaux tels que rencontreacutes par exemple sur les signaux de communication agrave structure TDMA
On pourrait ecirctre tenteacute de croire que le concept classique apporterait au moins lrsquoavantage drsquoune plus grande preacuteci-sion mais on constate que pour les sondes thermoeacutelectriques deacutejagrave tregraves preacutecises les solutions inteacutegreacutees peuvent ecirctre encore meilleures Cela tient au fait que les appareils de base ana-logiques produisent leurs propres contributions drsquoerreurs absentes en revanche dans les concepts inteacutegreacutes (fig 3)
La suppression de lrsquoappareil de base preacutesente encore bien drsquoautres avantages eacutetant donneacute que les reacutesultats de
Fig 2 Interfaces pour sondes de puissance et comparaison de leur taille
(en termes drsquoeacutechelle) sonde de puissance de crecircte (agrave gauche) interface
standardiseacutee pour RampSregNRP (au centre) et micro-USB (agrave droite)
Lrsquoapplication gratuite laquo Power Viewer Mobile raquo relative aux appareils Android est dis-ponible dans Google play La note drsquoapplication laquo Using RampSregNRP-Z Power Sensors with Power Viewer Mobile for Android Handheld Devices raquo est disponible au teacuteleacute-chargement (mot cleacute 1MA215)
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Composition des incertitudes de mesure
Uniteacute de base
Uniteacute de base lors du calibrage
Source de reacutefeacuterence 1 mW 50 MHz
Coefficient de calibrage
Deacutesadaptation
Deacutecalage du zeacutero
Bruit
Deacutesadaptation lors du calibrage13 [lt 30 ] 11 [lt 16 ]
11
025
091
041
050
050
040
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mesure ne deacutependent que de la sonde les mesures de puis-sance relatives peuvent ecirctre effectueacutees avec une incertitude moindre les reacutesultats de mesure sont plus reproductibles et le calibrage du deacutecalage zeacutero peut ecirctre reacutealiseacute de maniegravere speacutecifique agrave la sonde lors de la fabrication Le gain de preacuteci-sion pour les mesures de rapport est significatif au lieu drsquoune incertitude systeacutematique (type B) drsquoau moins 1 pour lrsquoen-semble sonde uniteacute de base drsquoun wattmegravetre classique cette valeur nrsquoexcegravede pas 023 pour les sondes thermoeacutelec-triques inteacutegreacutees de la seacuterie RampSregNRP-Z5x et cela sur la tota-liteacute de la plage de puissance
Sources de reacutefeacuterence 50 MHz obsolegravetesAgrave lrsquoorigine la source de reacutefeacuterence geacuteneacuteralement utiliseacutee dans les wattmegravetres classiques nrsquoeacutetait pas inteacutegreacutee dans ces appa-reils Elle a eacuteteacute introduite au moment du passage des versions de sondes de mesure de puissance agrave base de thermistances aujourdrsquohui deacutepasseacutees aux sondes thermoeacutelectriques Si les premiegraveres eacutetaient intrinsegravequement stables agrave long terme gracircce agrave la meacutethode de substitution DC cela ne srsquoapplique geacuteneacutera-lement pas aux deacutetecteurs baseacutes sur le principe thermoeacutelec-trique ou de diodes Crsquoest la raison pour laquelle jusqursquoagrave ce jour les compeacutetiteurs effectuent le calibrage de ces deacutetec-teurs non pas dans lrsquoabsolu mais uniquement de maniegravere relative par rapport agrave 50 MHz La reacutefeacuterence absolue nrsquoest alors fournie que par la source de reacutefeacuterence de 50 MHz inteacute-greacutee dans lrsquouniteacute de base
Bien que RohdeampSchwarz ait degraves le deacutepart adopteacute une voie diffeacuterente avec ses sondes de puissance de la gamme RampSregNRV et RampSregNRP calibreacutees dans lrsquoabsolu la source de
50 MHz reste cependant un accessoire inteacuteressant pour la veacuterification des sondes lesquelles pourraient ecirctre endomma-geacutees malgreacute leur indiscutable stabiliteacute agrave long terme
Drsquoun point de vue actuel la source de reacutefeacuterence ou de test est deacutesormais obsolegravete Drsquoune part son utilisation neacutecessite que la sonde de puissance soit coupeacutee de lrsquoobjet sous test et connecteacutee agrave la source opeacuteration non seulement longue et fas-tidieuse mais souvent impossible agrave reacutealiser Drsquoautre part lrsquoin-certitude de la source elle-mecircme remet en question son uti-lisation Drsquoune valeur de 04 agrave 12 elle se situe bien au-dessus de la deacuterive observable de sorte que lrsquoavantage reacuteel ne reacuteside plus que dans la deacutetection de dommages importants
La modification du concept a lagrave encore eacuteteacute motiveacutee de faccedilon deacutecisive par les sondes de mesure de puissance USB Aucune source de reacutefeacuterence de 50 MHz nrsquoeacutetant geacuteneacuterale-ment disponible agrave proximiteacute du lieu drsquoutilisation la veacuterifica-tion ne peut ecirctre effectueacutee que dans la sonde elle-mecircme Cela a eacuteteacute reacutealiseacute pour la premiegravere fois et avec un haut niveau de preacutecision dans les sondes thermoeacutelectriques de la seacuterie RampSregNRP-Z5x (voir page 22) Ces sondes contiennent un cir-cuit de reacutefeacuterence sur la base drsquoune source de tension conti-nue de haute stabiliteacute dont le signal de sortie peut ecirctre super-poseacute au signal de mesure Il est ainsi possible de veacuterifier en quelques secondes et sans deacutemonter la sonde de puissance la totaliteacute de la chaicircne de mesure du transducteur thermoeacute-lectrique jusqursquoau convertisseur AN De plus avec une reproductibiliteacute de lrsquoordre de 10ndash4 un niveau de confiance jusqursquoalors uniquement offert par les wattmegravetres agrave thermis-tance peut ecirctre atteint Il est donc probable que ce concept sera eacutegalement adopteacute pour drsquoautres types de sondes
Fig 3 Composition de lrsquoincertitude de mesure lors des mesures de puissance absolues avec une sonde de puissance thermoeacutelectrique pour une appli-
cation typique freacutequence de signal 2 GHz niveau de puissance ndash3 dBm ROS de la source 110 A gauche wattmegravetre classique de conception actuelle
agrave droite RampSregNRP-Z51 (modegravele 03) Les valeurs numeacuteriques repreacutesentent avec k = 2 des incertitudes eacutelargies selon le GUM En caractegraveres gras incer-
titude de mesure eacutelargie totale apregraves addition quadratique des incertitudes partielles Valeurs entre parenthegraveses somme des incertitudes partielles apregraves
addition lineacuteaire
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
AD
+
AD
AD
ndash19 dBmagrave +7 dBm
Pi
ndash67 dBmagrave ndash13 dBm
+1 dBmagrave +23 dBm
Pm
Trigger externe
Hacheur
Correction derreurs Pondeacuteration
34 dB
14 dB
Concept agrave 3 chemins Comparaison des temps de mesure
10
1
01
001
0001
Tem
ps d
e m
esur
es
ndash40 ndash20 ndash10 0 10 20 23ndash30
Niveau en dBm
Meilleur compeacutetiteur (2 chemins)cedilNRP-Z11 -Z21 -Z31 (3 chemins)
Il y a sonde et sondePeu de produits utilisent le potentiel des concepts de sondes inteacutegreacutees de maniegravere aussi approfondie que les sondes de puissance de la seacuterie RampSregNRP De nombreux nouveaux arri-vants sur le marcheacute des produits ont eacuteteacute exclusivement deacuteve-loppeacutes comme une alternative bon marcheacute aux wattmegravetres classiques et nrsquoatteignent de ce fait pas leur niveau de preacute-cision et de vitesse Des deacutetecteurs sont eacutegalement utiliseacutes avec lesquels des erreurs de mesure importantes peuvent ecirctre inconsciemment produites
Il est ici question de sondes CW et de sondes agrave deacutetecteurs logarithmiques Ces deux types de sondes sont par deacutefini-tion uniquement destineacutes aux mesures sur signaux sinusoiuml-daux de bonne pureteacute spectrale agrave savoir que des signaux parasites superposeacutes (bruit harmoniques) ou une modulation les mettent en eacutechec Si dans le passeacute lrsquoutilisation de sondes CW eacutetait justifieacutee car elles permettaient en raison du rapport signalbruit eacuteleveacute drsquoobtenir des temps de mesure courts ces sondes doivent maintenant ecirctre consideacutereacutees comme obso-legravetes Des sondes agrave chemins multiples inteacutegreacutees sont de loin le meilleur choix pour ces applications En effet elles ne preacute-sentent aucune des vulneacuterabiliteacutes mentionneacutees ci-dessus ndash et sont de surcroicirct plus rapides
Bien entendu ces sondes comportent eacutegalement des dif-feacuterences de qualiteacute importantes notamment en termes de vitesse de mesure Trois caracteacuteristiques doivent en effet ecirctre reacuteunies pour pouvoir atteindre une performance optimale La premiegravere concerne le proceacutedeacute agrave diodes multi-deacutetecteurs agrave savoir des reacuteseaux inteacutegreacutes de diodes connecteacutees en seacuterie Ces reacuteseaux ameacuteliorent les caracteacuteristiques RF et accroissent
la dynamique de chaque chemin de mesure La deuxiegraveme caracteacuteristique est une meacutethode de pondeacuteration breveteacutee par RohdeampSchwarz laquelle permet drsquoeacuteviter une commutation dure entre les chemins et de reacutealiser plutocirct une transition lisse (fig 4) A cet effet les reacutesultats de mesure de chemins de mesure adjacents sont utiliseacutes pour le calcul du reacutesultat final et ce dans une large zone de chevauchement de 6 dB (plage de puissance 41) Ces deux caracteacuteristiques agrave elles seules contribuent deacutejagrave agrave reacuteduire les facteurs de moyennage par une valeur de 100 dans les zones de transition
La troisiegraveme caracteacuteristique ndash jusqursquoici uniquement disponible chez RohdeampSchwarz ndash consiste en un troisiegraveme chemin de mesure Avec les sondes agrave chemins multiples il est pos-sible drsquoatteindre des temps de mesure qui sont en moyenne lagrave encore plus courts drsquoun facteur de 20 que ceux du meil-leur concurrent (fig 5) En outre la plage dynamique de ces sondes est supeacuterieure de 10 dB
PerspectivesLa description qui preacutecegravede pourrait bien donner lrsquoimpres-sion que le deacuteveloppement des sondes de puissance USB est deacutesormais acheveacute En fait nous nrsquoen sommes probablement qursquoaux preacutemices car toutes les restrictions qui caracteacuterisent le concept classique sont leveacutees Ainsi gracircce agrave la miniaturi-sation soutenue constateacutee dans le secteur des composants on peut srsquoattendre agrave des concepts encore bien plus perfor-mants comme par exemple la mise en œuvre drsquoune base de temps commune pour des mesures agrave voies multiples avec des sondes distribueacutees
Thomas Reichel
Fig 5 Temps de mesure le plus court possible pour mesures en reacutegime
permanent avec sondes agrave chemins multiples composante de bruit
2-sigma limiteacutee agrave 001 dB dans le reacutesultat
Fig 4 Architecture des sondes agrave trois chemins de la seacuterie RampSregNRP
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INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
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Utilisation conviviale accegraves rapide aux fonctions reacutesultats fiables et rapides ndash crsquoest preacuteciseacutement ce que
demandent les utilisateurs drsquooscilloscopes dans le quotidien de leurs applications de mesure Les nouveaux
oscilloscopes universels RampSregRTM2000 reacutepondent parfaitement agrave ces exigences Avec eux les utilisateurs
reacutealisent deacutejagrave des mesures alors que drsquoautres appareils nrsquoen sont qursquoau processus drsquoinitialisation Ils sont en
outre capables de deacutetecter des signaux faibles geacuteneacuteralement noyeacutes dans le bruit
Le nouveau RampSregRTM2000 reacutesultats en un clin drsquoœil
Les RampSregRTM sont des oscilloscopes uni-versels parfaitement adapteacutes aux applica-tions quotidiennes Avec une bande pas-sante de 350 MHz ou 500 MHz ils sont parfaitement approprieacutes pour de nom-breuses applications Ils offrent en un seul appareil les fonctions drsquoanalyse dans les domaines temporel et freacutequentiel ainsi que les fonctions drsquoanalyse logique et de protocole Ils peuvent gracircce agrave ces caracteacute-ristiques reacutealiser des tests tregraves complets sur des systegravemes embarqueacutes ndash en deacuteve-loppement production et maintenance
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Oscilloscopes universels de quelles caracteacuteristiques doivent-ils ecirctre doteacutes Les oscilloscopes universels ndash comme le RampSregRTM ndash sont uti-liseacutes pour des tacircches de mesure geacuteneacuterales en deacuteveloppement production maintenance et eacuteducation Ils se distinguent par le fait qursquoils sont compacts leacutegers et silencieux mais surtout gracircce agrave leur utilisation simple et intuitive Un concept drsquoeacutequi-pement capable de srsquoadapter de maniegravere flexible aux futures exigences des utilisateurs et doteacute de possibiliteacutes drsquo extension repreacutesente un atout majeur Les clients peuvent non seu-lement installer eux-mecircmes les options logicielles et mateacute-rielles mais eacutegalement eacutetendre la bande passante de leurs oscilloscopes
Quelles sont les autres innovations et ameacuteliorations apporteacutees par RohdeampSchwarz au RampSregRTM
Analyse logique plus de deacutetails avec le RampSregRTMLrsquooption RampSregRTM-B1 permet drsquoajouter 16 voies logiques aux oscilloscopes RampSregRTM Avec des taux drsquoeacutechantillonnage jusqursquoagrave 5 Geacutechs les oscilloscopes mesurent de faccedilon tregraves preacutecise le timing des signaux logiques Eacutetant donneacute que les signaux peuvent ecirctre mis avec preacutecision en relation tempo-relle les uns avec les autres les erreurs de synchronisation et drsquohorloge sur des signaux de bus seacuterie et parallegravele sont plus faciles agrave deacuteceler Le taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute est dispo-nible pendant le temps total drsquoenregistrement et assure ainsi une tregraves haute reacutesolution temporelle mecircme avec des dureacutees drsquoacquisition plus longues
Le RampSregRTM enregistre les signaux logiques avec une pro-fondeur pouvant atteindre 20 Meacutech Lrsquoenregistrement inteacutegral et lrsquoanalyse complegravete drsquoune seacutequence de controcircle complexe peuvent ainsi ecirctre reacutealiseacutes par exemple lors du deacuteveloppe-ment drsquoune uniteacute de commande de bus CAN pour lrsquo industrie automobile Lorsque celle-ci preacutesente des erreurs difficiles agrave deacutetecter la fonction drsquoanalyse logique des oscilloscopes RampSregRTM permet de les deacutecouvrir rapidement
En outre lrsquoeacutecran virtuel (VirtualScreen) inteacutegreacute dans les oscil-loscopes RampSregRTM double la zone drsquoeacutecran utile et affiche la totaliteacute des voies sans chevauchements Des signaux matheacute-matiques de reacutefeacuterence et logiques ainsi que des donneacutees de protocole peuvent ecirctre indiffeacuteremment repreacutesenteacutes au-des-sus ou en dessous des voies analogiques et permettent ainsi drsquoobtenir une vue drsquoensemble de la totaliteacute des reacutesultats de mesure De plus lrsquoindicateur drsquoactiviteacutes des oscilloscopes RampSregRTM montre lrsquoeacutetat actuel complet de tous les signaux logiques (high low toggle) indeacutependamment des reacuteglages des paramegravetres de deacuteclenchement (fig 1)
Analyse de signaux reacutesultats atteints plus rapidement avec le RampSregRTMTout particuliegraverement en deacuteveloppement les utilisateurs sont deacutesireux drsquoanalyser en deacutetail les signaux de mesure et de deacuteterminer leurs caracteacuteristiques telles que la freacute-quence ou le temps de monteacutee et de descente Les oscil-loscopes RampSregRTM offrent pour cela des outils performants qui facilitent lrsquoanalyse des signaux et fournissent des reacutesul-tats preacutecis La fonction de mesure QuickMeas est unique sur simple pression drsquoun bouton elle fournit toujours les valeurs actuelles les plus importantes du signal actif au moyen de marqueurs et de lignes auxiliaires (fig 2 et 3) Qui plus est de nombreuses fonctions automatiques permettent de reacutealiser tregraves rapidement les analyses de signaux comme par exemple la mesure de la tension crecircte-agrave-crecircte ou la freacutequence du signal Ces reacutesultats sont preacutesenteacutes sous forme de tableau et le cas eacutecheacuteant avec une eacutevaluation statistique
Preacutesentation des oscilloscopes RampSregRTM Bande passante RampSregRTM2032 2034 350 MHz (2 4 voies analogiques) RampSregRTM2052 2054 500 MHz (2 4 voies analogiques)Taux drsquoeacutechantillonnage 25 Geacutechs 5 Geacutechs entrelaceacuteProfondeur de meacutemoire 10 Meacutech 20 Meacutech entrelaceacuteAnalyse logique (Option RampSregRTM-B1) Taux drsquoeacutechantillonnage max 5 Geacutechs Profondeur de meacutemoire max 20 Meacutech
Fig 1 Affichage de lrsquoeacutetat des signaux numeacuteriques indeacutependamment des
reacuteglages drsquoacquisition et de configuration de lrsquoappareil
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INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Les mesures agrave base de curseurs figurent eacutegalement parmi les points forts des oscilloscopes RampSregRTM Outre les mesures ∆T et ∆V classiques les oscilloscopes proposent dans le menu laquo Curseur raquo des fonctions de seacutelection suppleacutementaires comme la mesure de la valeur moyenne ou efficace de la ten-sion et un compteur drsquoimpulsions sur une plage de signal librement deacutefinissable
Deacutebogage vue drsquoensemble globale avec le RampSregRTMDeacutetecter des erreurs dans les signaux prend souvent du temps Les oscilloscopes RampSregRTM reacuteduisent ce temps de deacutebogage gracircce agrave des outils performants comme le test de gabarit (Mask test) inteacutegreacute et lrsquoanalyse FFT Les tests de gabarit indiquent rapidement si un signal se situe dans les limites de toleacuterance deacutefinies et eacutevaluent la qualiteacute et la stabi-liteacute drsquoun objet sous test au moyen drsquoune analyse statistique laquo passfail raquo En cas de non respect du gabarit actif il est pos-sible soit drsquoarrecircter automatiquement lrsquoenregistrement soit de geacuteneacuterer un signal acoustique Des anomalies sur les signaux ainsi que des eacuteveacutenements inattendus peuvent alors ecirctre aiseacute-ment isoleacutes La fonction de test de gabarit est facile agrave utiliser En effet quelques pressions de touches suffisent agrave deacutefinir un nouveau gabarit agrave partir drsquoun signal de reacutefeacuterence (fig 5) Pour lrsquoautomatisation des tests de qualiteacute dans les applications en production le test de gabarit est bien entendu eacutegalement dis-ponible via la commande agrave distance
La fonction FFT disponible sur simple pression drsquoune touche permet de deacutetecter et drsquoanalyser les erreurs dans le spectre drsquoun signal Dans ce mode de fonctionnement
outre la repreacutesentation spectrale du signal les oscillos-copes RampSregRTM ouvrent eacutegalement une petite fenecirctre tem-porelle permettant de controcircler lrsquointervalle drsquoeacutechantillonnage Le reacuteglage automatique laquo Autoset raquo offre un maximum de confort lrsquoappareil reacutealise la mise agrave lrsquoeacutechelle optimale de lrsquoam-plitude et de la freacutequence en fonction du signal mesureacute La FFT permet ainsi drsquoanalyser rapidement par exemple lrsquoeacuteven-tuelle preacutesence de freacutequences parasites dans les concepts de convertisseurs DCDC
La preacutecision une force de RohdeampSchwarzRohdeampSchwarz possegravede de longues anneacutees drsquoexpeacuterience en matiegravere de deacuteveloppement drsquoeacutequipements de test et mesure professionnels Les oscilloscopes RampSregRTM beacuteneacuteficient de cette expertise qui se traduit notamment par leur eacutetage drsquoen-treacutee analogique agrave tregraves faible bruit et haute preacutecision Avec une sensibiliteacute drsquoentreacutee drsquoun maximum de 1 mVdiv lrsquoeacutetage drsquoen-treacutee atteint une haute reacutesolution verticale sur la totaliteacute de la bande passante Lrsquoabsence de fonctions de zoom logicielles fait que les oscilloscopes RampSregRTM sont capables drsquoafficher les points de mesure reacuteels drsquoun signal mecircme agrave 1 mVdiv La combinaison eacutetage drsquoentreacutee analogique preacutecise systegraveme de deacuteclenchement performant permet drsquoanalyser les signaux haute freacutequence et agrave tregraves faible niveau
La preacutecision drsquoaffichage drsquoun signal de mesure deacutepend forte-ment du bruit propre drsquoun oscilloscope Crsquoest la raison pour laquelle les oscilloscopes RampSregRTM sont doteacutes drsquoeacutetages drsquoen-treacutee et drsquoun convertisseur analogiquenumeacuterique agrave faible bruit Ils sont ainsi capables mecircme avec les plus petites reacutesolutions verticales de reacutealiser des mesures preacutecises Cette preacutecision
Fig 3 La fonction de mesure
QuickMeas fournit automatiquement
les principaux reacutesultats de mesure
Fonction QuickMeas
Mesures RepreacutesentationVp+ Tension de crecircte positive Repreacutesenta-
tion graphique directement sur la forme drsquoonde du signal
Vpndash Tension de crecircte neacutegative
tr Temps de monteacutee
tf Temps de descente
Mean Valeur moyenne
Vpp Tension crecircte-agrave-crecircte Affichage tabu-laire en bas agrave droite de lrsquoeacutecran
RMS Valeur efficace
T Peacuteriode
f Freacutequence
Fig 2 QuickMeas mesure auto-
matique et affichage graphique sur
simple pression drsquoune touche
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Fig 5 Fonction de test de
gabarit quelques pressions de
touches suffisent agrave deacutefinir le
gabarit agrave partir drsquoun signal de
reacutefeacuterence
reste inchangeacutee mecircme en cas drsquoutilisation de voies suppleacute-mentaires Lrsquoisolation entre voies gt 50 dB pour des freacutequences jusqursquoagrave 500 MHz laquelle assure que le signal de mesure drsquoune voie nrsquoexerce qursquoun effet minime sur les signaux des autres voies constitue une autre caracteacuteristique avantageuse
Meacutemoire profonde seacutequences longues agrave haute reacutesolutionPlus un oscilloscope peut afficher de deacutetails plus grande est la probabiliteacute de deacutetecter des deacutefauts de signal ou des eacuteveacutene-ments importants Cela exige une haute reacutesolution temporelle agrave savoir un taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute De nombreuses applications comme par exemple lrsquoanalyse de pheacutenomegravenes transitoires ou de protocoles seacuterie neacutecessitent un enregistre-ment de longue dureacutee Les oscilloscopes RampSregRTM excellent ici tout particuliegraverement avec une profondeur de meacutemoire de 20 Meacutech et une reacutesolution temporelle drsquoun maximum de 200 ps (taux drsquoeacutechantillonnage de 5 Geacutechs) Avec une telle profondeur de meacutemoire il est possible drsquoenregistrer jusqursquoagrave 4 ms avec un taux drsquoeacutechantillonnage maximal et mecircme de deacutetecter des erreurs de signal ne se produisant que tregraves rare-ment (fig 4) La dureacutee drsquoenregistrement peut ecirctre encore aug-menteacutee en reacuteduisant le taux drsquoeacutechantillonnage
Ergonomie avantage indiscutable pour les utilisateursLes oscilloscopes RampSregRTM transforment le recircve des utili-sateurs en reacutealiteacute deacuteballer lrsquoappareil le mettre en marche et reacutealiser aussitocirct les mesures Les eacuteleacutements de commande codeacutes en couleur pour le reacuteglage vertical ainsi que le trigger
Fig 4 Dureacutee drsquoenregistrement
avec le RampSregRTM en fonction de la
profondeur de meacutemoire et du taux
drsquoeacutechantillonnage
permettent de visualiser la voie directement concerneacutee Ce codage couleur correspond agrave lrsquoaffichage de signal sur lrsquoeacutecran Ainsi les utilisateurs peuvent naviguer aiseacutement et exeacutecu-ter sans difficulteacutes mecircme les tacircches de mesure les plus com-plexes Les menus agrave structures planes regroupeacutes de faccedilon logique ainsi que les boutons deacutedieacutes aux fonctions freacutequem-ment utiliseacutees contribuent agrave assurer une grande convivialiteacute drsquoutilisation
Une autre facette de cette convivialiteacute consiste agrave permettre aux opeacuterateurs de corriger tregraves facilement les erreurs drsquoutilisa-tion via la fonction laquo Undo Redo raquo qui restaure rapidement la configuration preacuteceacutedente Pas de problegraveme donc si par inad-vertance la mauvaise touche a eacuteteacute enfonceacutee Les oscillos-copes RampSregRTM srsquoexpriment couramment en plusieurs lan-gues et peuvent donc ecirctre utiliseacutes au niveau international en plus de lrsquoallemand et lrsquoanglais sept autres langues sont en effet disponibles au choix
ConclusionLes utilisateurs exigent drsquoun oscilloscope universel rapiditeacute simpliciteacute drsquoutilisation et reacutesultats fiables Il doit agrave lui seul pou-voir couvrir les analyses dans les domaines temporel et freacute-quentiel ainsi que les analyses logiques et de protocole En tant que veacuteritable laquo Scope of the art raquo le RampSregRTM2000 reacutepond de faccedilon exemplaire agrave toutes ces exigences
Ernst Flemming
Dureacutee drsquoenregistrement
5 Geacutechs 25 Geacutechs10 keacutech 2 μs 4 μs
1 Meacutech 200 μs 400 μs
10 Meacutech 2000 μs 4000 μs
20 Meacutech 4000 μs 8000 μs
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Les oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 20
Lrsquointerface USB joue un rocircle dominant incontes-
table dans les domaines des terminaux mobiles de
lrsquoeacutelectronique grand public et des produits indus-
triels Drsquoougrave un besoin tout aussi important en solu-
tions de test fiables et rapides en laboratoires de
deacuteveloppement et drsquointeacutegration ndash besoin auquel
reacutepondent parfaitement les oscilloscopes haute
performance RampSregRTO et un nouveau logiciel avec
lesquels peuvent ecirctre reacutealiseacutes des tests de confor-
miteacute USB 20 automatiseacutes
Des solutions de tests USB 20 automatiseacutees pour laboratoire tregraves demandeacutees En mode HS (High Speed) les interfaces USB 20 atteignent un taux de transfert de donneacutees de 480 Mbitss Dans le monde des PC ougrave cette interface a puiseacute ses origines la norme 30 est deacutesormais eacutetablie agrave 5 Gbs (Super-speed Mode) Mais le deacutebit de donneacutees de lrsquointerface USB 20 est largement suffisant pour beaucoup drsquoapplications mobiles de peacuteripheacute-riques drsquoordinateur drsquoappareils et de systegravemes utiliseacutes dans lrsquoindustrie et la meacutedecine ou dans le milieu de lrsquoaeacuterospatial et deacutefense raison pour laquelle elle continue de srsquoeacutetendre dans ces secteurs
La norme USB 20 a eacuteteacute publieacutee en 2000 et les composants correspondants sur le marcheacute ont entre-temps beacuteneacuteficieacute drsquoavanceacutees technologiques Neacuteanmoins les modaliteacutes drsquointeacute-gration de ces composants sur cartes et produits finis restent un deacutefi agrave relever pour les deacuteveloppeurs Ainsi par exemple une isolation insuffisante par rapport agrave drsquoautres modules peut entraicircner des retours de masse ou provoquer une diaphonie et perturber le fonctionnement de lrsquointerface USB Crsquoest la rai-son pour laquelle les concepteurs requiegraverent des solutions de tests conformes agrave la norme pour le deacutebogage et les tests de stabiliteacute A cet effet lrsquoorganisme de normalisation USB ndash le USB Implementers Forum (USB-IF) ndash a deacutefini un proces-sus de test avec des mesures de conformiteacute approprieacutees afin de garantir le bon fonctionnement des divers appareils doteacutes drsquointerfaces USB Les produits portant le logo USB doivent passer ce test de conformiteacute
Pour assurer le succegraves de la preacuteparation au test de conformiteacute effectueacute par un laboratoire drsquoessai certifieacute des solutions de test USB automatiseacutees pour le laboratoire sont requises
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Test de dispositifs
HS ElectricalTest Tool
USB-Host
USB-Device -Hub(DUT)
Test Fixture Board (HS Device SQ Test) USBUSB
LAN
D+ DndashSonde
USB 20ComplianceTest
Test USB Sondes
Device Host HubDiffeacuteren-tielles
Reacutefeacutereacutees agrave la masse
High-speed-Tests
Signal Quality (SQ) bull bull bull 1
Packet Parameter bull bull bull 1
Chirp Timing bull bull bull 2 actives ou passives
SuspendResumeReset bull bull bull 2 actives
J K SEO_NAK Levels bull bull bull 2 actives
Receiver Sensitivity (2 voies geacuteneacuterateur requises)
bull bull 1
Hub Jitter bull 1
HS Repeater bull 1 2 actives
Full-speed-Test
Full-speed SQ bull bull bull 3 actives ou passives
Low-speed-Test
Low-speed SQ bull bull bull 2 actives ou passives
Legacy-TestsInrush Current (avec pince de courant)
bull bull
Back Voltage bull bull 3 actives
Host drop bull 2 actives
Host droop bull 2 actives ou passives
Fig 1 Tests de conformiteacute geacutereacutes par lrsquooption logicielle RampSregRTO-K21 et
les compleacutements requis
Solution automatiseacutee de RohdeampSchwarz pour tests de conformiteacuteLa haute preacutecision du RampSregRTO est un excellent preacutealable agrave lrsquoobtention de reacutesultats fiables en matiegravere de tests de conformiteacute Les oscilloscopes RampSregRTO1024 (2 GHz de bande passante) ou RampSregRTO1044 (4 GHz de bande pas-sante) sont particuliegraverement approprieacutes pour reacutealiser de tels tests sur les interfaces USB 20 en mode HS Avec le logiciel RampSregScopeSuite de RohdeampSchwarz lrsquoutilisateur dispose drsquoun outil qui le guide agrave chaque eacutetape des tests de conformiteacute configure lrsquooscilloscope reacutealise les mesures en automatique et regroupe clairement les reacutesultats dans un protocole de mesure Lrsquooption logicielle associeacutee RampSregRTO-K21 inclut les tests de conformiteacute USB 20 pour les peacuteripheacuteriques concen-trateurs et hocirctes USB (fig 1) Pour relier le dispositif sous test (DUT) agrave lrsquooscilloscope RohdeampSchwarz propose le Test Fix-ture Set RampSregRT-ZF1 qui peut ecirctre utiliseacute pour les tests de qualiteacute sur signaux USB 20 et les anciens tests (legacy tests) sur les interfaces USB 11 et USB 10
Montage de testLe montage de test deacutepend du type de dispositif USB agrave tester (peacuteripheacuterique hocircte ou hub) et du mode de vitesse seacutelectionneacute pour le test de conformiteacute Les Test Fixture Boards (Signal Fig 2 Montage de test pour HS Device Signal Quality (SQ) Test
Fig 3 Guide illustreacute de la seacutequence de test Device HS Mode Signal
Quality Test avec Test Fixture Set RampSregRT-ZF1
Quality Board et Load Board) comprennent des sections dif-feacuterentes pour chacun des tests La figure 2 illustre le scheacutema fonctionnel du montage de test pour les HS Device Signal Quality (SQ) Tests Le logiciel RampSregScopeSuite fonctionne sur un PC qui commande le RampSregRTO Lrsquooscilloscope est relieacute au DUT via une sonde diffeacuterentielle et la Test Fixture Board Le DUT est mis dans les conditions drsquoessai correspondants agrave lrsquoaide du logiciel USB-IF laquo HS Electrical Test Tool raquo lequel doit ecirctre exeacutecuteacute sur un PC seacutepareacute eacutetant donneacute qursquoil reconfigure la pile USB pendant le fonctionnement
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INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Fig 4 Forme drsquoonde lors du HS Signal Quality Test
Exeacutecution rapide et en toute seacutecuriteacute des eacutetapes de test avec le logiciel RampSregScopeSuite Le logiciel RampSregScopeSuite commande la configuration de mesure et le deacuteroulement de mesure de lrsquooscilloscope RampSregRTO via lrsquointerface LAN Avant le deacutebut des tests tous les paramegravetres utilisateur les configurations du montage de test et les deacutefinitions de protocole de mesure peuvent ecirctre deacutetermineacutes et adapteacutes individuellement aux limites de test speacutecifiques agrave la norme avec lrsquoeacutediteur de limites Ce logi-ciel guide lrsquoutilisateur tout au long des eacutetapes des tests de conformiteacute choisis en tenant compte du montage de mesure Des instructions deacutetailleacutees accompagneacutees drsquoillustrations faci-litent le positionnement correct des sondes sur le Test Fixture et le DUT (fig 3)
Un test typique commence par la configuration du mode de test pour le DUT avec le HS Electrical Test Tool Le DUT trans-met ensuite les signaux de test speacutecifiques lesquels sont enregistreacutes par lrsquooscilloscope (fig 4) puis transfeacutereacutes au logi-ciel RampSregScopeSuite pour eacutevaluation Ce dernier utilise le logi-ciel drsquoanalyse officiel USB-IF Electrical Test Tool pour analyser les reacutesultats
Le logiciel RampSregScopeSuite permet de reacutealiser la seacutequence de test de maniegravere extrecircmement flexible Lrsquoutilisateur peut par exemple reacutepeacuteter agrave volonteacute des sceacutenarios de test pour le deacutebo-gage ou les essais de stabiliteacute gracircce agrave la fonction laquo Repeat ndash Keep Previous raquo (fig 5) Tous les reacutesultats sont alors consigneacutes dans un rapport de mesure Si lrsquoutilisateur commet une erreur lors de lrsquoexeacutecution du test comme par exemple une sonde mal brancheacutee ou une mauvaise configuration du mode de test avec le HS Electrical Test Tool il peut infirmer le reacutesultat et reacutepeacuteter le sceacutenario de test en utilisant le laquo Repeat ndash Discard Previous raquo
Les rapports deacutetailleacutes documentent les seacutequences de testLa documentation deacutetailleacutee des reacutesultats de mesure constitue non seulement une partie essentielle drsquoun test de conformiteacute mais contribue eacutegalement de faccedilon significative au deacutebogage et agrave lrsquoeacutechange de donneacutees entre collegravegues et clients Le logi-ciel RampSregScopeSuite propose pour cela tout un reacutepertoire de fonctionnaliteacutes A titre drsquoexemple les reacutesultats de test PassFail sont documenteacutes soit par des deacutetails de valeurs de mesure soit par des captures drsquoeacutecran Ce logiciel permet eacutegalement drsquoadjoindre de nouveaux tests agrave une seacutequence drsquo essais interrompue de faccedilon agrave ce que tous les reacutesultats soient disponibles dans un rapport (fig 6) Les rapports peuvent eacutegalement ecirctre creacuteeacutes ulteacuterieurement et PDF RTF et HTML sont disponibles en tant que formats de sortie
Guido Schulze
Fig 5 Seacutequenceur de test flexible
Fig 6 Les rap-
ports peuvent
ecirctre configureacutes
de faccedilon deacutetail-
leacutee reacutesultats
numeacuteriques
et diagramme
de lrsquoœil avec
test de gabarit
(masque)
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellitesQursquoil srsquoagisse de reacutealiser des mesures sur les liaisons de donneacutees VHF de systegravemes de renforcement au sol
GBAS (Ground Based Augmentation System) les installations au sol ILS conventionnelles ou les systegravemes
VOR lrsquoanalyseur RampSregEVS300 ILSVOR capable de fonctionner sur batterie maicirctrise parfaitement ces
tacircches dans les airs comme au sol et se preacutesente comme un testeur tout-en-un dans les domaines de la
navigation terrestre et de la navigation par satellite renforceacutee par stations au sol
GBAS ndash le nouveau systegraveme drsquoaide agrave lrsquoatterrissageLes systegravemes analogiques ILS (systegraveme drsquoatterrissage aux ins-truments) sont utiliseacutes depuis des deacutecennies comme des sys-tegravemes drsquoapproche de preacutecision Lrsquoorganisme de gestion du trafic aeacuterien allemand (DFS) utilise agrave Brecircme depuis deacutebut 2012 un Ground Based Augmentation System homologueacute sous forme de modegravele par lrsquoOffice feacutedeacuteral de la seacutecuriteacute aeacuterienne permettant pour la premiegravere fois de reacutealiser des approches de preacutecision de la cateacutegorie CAT I Agrave cet effet des donneacutees de correction de deux agrave quatre reacutecepteurs GPS de reacutefeacuterence dont la position a eacuteteacute mesureacutee avec preacutecision sont reccedilues via une liaison de donneacutees VHF (D8PSK 108025 MHz agrave 11795 MHz) par des reacutecepteurs multi-mode agrave bord de lrsquoavion
Ces installations doivent fonctionner en toute seacutecuriteacute et en toutes circonstances dans les limites fixeacutees par lrsquoOACI Ce sont lagrave de nouveaux deacutefis que les fournisseurs de services doivent relever dans le monde entier lesquels auront dans les pro-chaines anneacutees agrave geacuterer et agrave qualifier une diversiteacute de techno-logies nouvelles et conventionnelles dans les airs comme au sol Le RampSregEVS300 est le testeur polyvalent tout indiqueacute pour cette tacircche car avec lrsquooption RampSregEVS-K9 il permet de reacuteali-ser non seulement lrsquoeacutevaluation meacutetrologique des eacutequipements analogiques mais eacutegalement lrsquoanalyse des installations GBAS
Mesures preacutecises avec une grande reproductibiliteacutetLrsquooption RampSregEVS-K9 mesure le niveau et la freacutequence des signaux GBAS dans la gamme VHF avec la plus haute preacuteci-sion La mesure de la puissance sur toute la longueur de piste (mesure au sol) ainsi que les mesures en vol revecirctent la plus
grande importance pour lrsquoeacutevaluation des installations Dans les deux cas drsquoutilisation le RampSregEVS300 fournit des valeurs hautement preacutecises Outre la mesure des paramegravetres de signaux analogiques il deacutetermine eacutegalement le contenu des donneacutees utiliseacutees par les avions en approche pour corriger lrsquoatterrissage assisteacute par GPS Ainsi lrsquoutilisateur peut examiner notamment le GBAS ID le Message Block Identifier ainsi que le Final Approach Segment Data Block (FAS DB) sur eacutecran ou via teacuteleacutecommande sur PC
Le RampSregEVS300 fournit de maniegravere efficace la preuve du bon fonctionnement des systegravemes drsquoapproche de preacutecision modernes et contribue agrave assurer la seacutecuriteacute maximum du transport aeacuterien
Klaus Theiszligen
Vue drsquoensemble de lrsquointervalle de temps GBAS (en haut) et donneacutees GBAS
deacutecodeacutees pour une approche drsquoatterrissage
Analyseur ILSVOR
RampSregEVS300
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Analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW le haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHzLes deux nouveaux analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW43 et RampSregFSW50 offrent deacutesormais
les caracteacuteristiques exceptionnelles de la famille RampSregFSW dans la gamme des hyperfreacutequences jusqursquoagrave
50 GHz excellentes performances RF avec le meilleur bruit de phase actuellement disponible et un bruit
propre exceptionnellement bas de larges bandes passantes drsquoanalyse et les avantages drsquoun eacutecran tactile
Des meacutelangeurs drsquoharmoniques eacutetendent leur gamme de freacutequences jusqursquoagrave 110 GHz et au-delagrave
De meilleures performances en micro-ondes pour utilisateurs exigeantsDes mesures sur composants et systegravemes hyperfreacutequences pour eacutequipements radar ou faisceaux hertziens sont les appli-cations typiques des nouveaux modegraveles RampSregFSW43 et RampSregFSW50 (fig 1) Les exigences eacuteleveacutees en matiegravere de bruit de phase sur lrsquoappareil de mesure sont ici la norme comme par exemple pour le deacuteveloppement drsquooscillateurs locaux pour eacutemetteurs radar ou systegravemes de communication pour des mesures sur spectres denseacutement occupeacutes avec des
niveaux de signal tregraves diffeacuterents ou de la puissance eacutemise dans les canaux adjacents des systegravemes de faisceaux hert-ziens Si les modegraveles RampSregFSW preacuteceacutedents se sont deacutejagrave dis-tingueacutes avec les meilleures performances au niveau mon-dial les deux nouveaux modegraveles preacutesentent eacutegalement des valeurs que sont mecircme loin drsquoatteindre de nombreux geacuteneacutera-teurs de signaux agrave savoir ndash117 dBc (1 Hz) agrave 40 GHz avec un eacutecart de 10 kHz agrave la porteuse Agrave lrsquoinstar des autres modegraveles RampSregFSW ils atteignent agrave 1 GHz une valeur typique de ndash137 dBc (1 Hz)
Fig 1 Avec ses performances eacuteleveacutees lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSW reacutepond parfaite-
ment agrave la demande des utilisateurs exigeants Son faible bruit de phase sa large bande passante drsquoanalyse
de signaux et son mode drsquoutilisation convivial aident agrave la reacutealisation rapide et aiseacutee des tacircches de mesure
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Fig 2 Plancher de
bruit du RampSregFSW43
jusqursquoagrave 43 GHz avec
preacuteamplificateur
deacutesactiveacute (en jaune)
et activeacute (en bleu)
Faible bruit propre et haute dynamique sont les condi-tions preacutealables agrave la reacutealisation des mesures de rayon-nements non essentiels Lagrave aussi ces nouveaux analy-seurs excellent par leurs valeurs remarquables Prenons par exemple le RampSregFSW43 avec un plancher de bruit de ndash144 dBm (1 Hz) typique agrave 40 GHz et ou de ndash164 dBm avec
un preacuteamplificateur connecteacute il mesure des niveaux de signal faibles avec un bon rapport signal bruit et donc avec une incertitude reacuteduite (fig 2) Cependant ces mesures doivent souvent ecirctre reacutealiseacutees avec des bandes passantes de reacutesolu-tion tregraves eacutetroites pour reacuteduire le bruit propre et gagner ainsi un eacutecart suffisant par rapport aux limites agrave veacuterifier Avec les
Fig 3 La fonction de
mesure pour rayonne-
ments non essentiels
effectue les mesures
selon les gammes de
freacutequences deacutetermi-
neacutees avec diffeacuterents
paramegravetres repreacutesen-
teacutes clairement dans
un tableau
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INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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analyseurs conventionnels cela allonge consideacuterablement la dureacutee de mesure en particulier lorsqursquoune large plage de freacute-quences doit ecirctre analyseacutee Le RampSregFSW atteint ici en mode de balayage FFT des vitesses de rafraicircchissement de mesures eacuteleveacutees mecircme avec simultaneacutement des bandes passantes de reacutesolution reacuteduites et de larges spans Les recherches de rayonnements non essentiels auparavant fastidieuses sont deacutesormais effectueacutees tregraves rapidement [1]
La fonction Spurious Emissions gegravere la mesure des rayon-nements non essentiels Il suffit pour cela drsquoentrer dans un tableau les paramegravetres neacutecessaires correspondant aux diffeacute-rentes plages de freacutequences (fig 3) Le RampSregFSW effectue le traitement de ce tableau dans un seul balayage de freacutequence et indique les rayonnements non essentiels deacutetecteacutes ainsi que leur eacutecart par rapport agrave la limite Cela facilite la possibiliteacute de travailler avec diffeacuterentes bandes passantes de reacutesolution en fonction de la gamme de freacutequences ou eacutegalement drsquooptimi-ser individuellement les reacuteglages de niveau (fig 4)
Analyse des signaux jusqursquoagrave 110 GHz et au-delagrave en toute seacutecuriteacuteLrsquoimportance des bandes de freacutequences supeacuterieures agrave 50 GHz voire 67 GHz a augmenteacute ces derniegraveres anneacutees et des appli-cations commerciales par exemple agrave 77 GHz (radar automo-bile) et 85 GHz (faisceaux hertziens) sont progressivement reacutealiseacutees Il existe en outre de plus en plus de normes qui exigent des mesures de rayonnements non essentiels jusqursquoagrave 110 GHz ou au-delagrave
Les signaux se situant en dehors de la limite de freacutequence supeacuterieure des trois modegraveles sont geacuteneacuteralement analyseacutes agrave lrsquoaide de meacutelangeurs drsquoharmoniques externes qui peuvent ecirctre utiliseacutes avec lrsquooption de meacutelange externe RampSregFSW-B21 pour les modegraveles RampSregFSW26 43 50 Cette option four-nit les connexions requises pour OL (oscillateur local) et le signal FI (freacutequence intermeacutediaire) RohdeampSchwarz pro-pose eacutegalement les meacutelangeurs drsquoharmoniques RampSregFS-Z60 Z75 Z90 Z110 qui couvrent complegravetement les freacutequences de 40 GHz agrave 110 GHz La reacuteponse en freacutequence individuelle et la perte de conversion sont enregistreacutees en quelques pres-sions de touches agrave partir drsquoune cleacute USB Mais lrsquoopeacuteration ne se limite pas aux meacutelangeurs de RohdeampSchwarz car le RampSregFSW peut ecirctre utiliseacute avec drsquoautres meacutelangeurs de types diffeacuterents Il prend en charge aussi bien des meacutelangeurs agrave trois ports (ougrave lrsquoentreacutee OL et la sortie FI se situent sur des connexions seacutepareacutees) qursquoun meacutelangeur agrave deux ports (avec lrsquoentreacutee OL et la sortie FI sur une connexion partageacutee) le diplexeur neacutecessaire au fonctionnement est inteacutegreacute dans lrsquoop-tion RampSregFSW-B21 Lrsquoanalyseur prend en charge les rangs drsquoharmoniques gt 100 de sorte que des signaux jusqursquoagrave 11 THz peuvent ecirctre analyseacutes
Lors de lrsquoutilisation de meacutelangeurs drsquoharmoniques certains critegraveres doivent ecirctre respecteacutes Ils meacutelangent le signal agrave ana-lyser avec les harmoniques du signal de lrsquooscillateur local OL pour les convertir agrave la freacutequence intermeacutediaire Ces har-moniques sont produites dans le meacutelangeur mecircme ce qui signifie que plusieurs freacutequences OL sont toujours preacute-sentes et que le meacutelange ne srsquoeffectue pas uniquement avec
Fig 4 Reacutesultat drsquoune
mesure avec la fonc-
tion de mesure des
rayonnements non
essentiels (Spurious
Emissions)
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lrsquoharmonique deacutesireacutee mais eacutegalement avec toutes les autres agrave savoir celles de rang infeacuterieur et de rang supeacuterieur Cela est mis en eacutevidence lors drsquoun balayage sur une large plage de freacutequence (span large) ougrave ces produits de meacutelange sont alors rendus visibles mais se situent sur des freacutequences erro-neacutees (fig 5) Si la freacutequence du signal agrave analyser nrsquoest pas connue il est important de deacuteceler parmi les signaux souvent
nombreux ceux qui correspondent aux signaux drsquointeacuterecirct et ceux correspondant aux signaux agrave reacuteponses multiples crsquoest agrave dire qui ont eacuteteacute geacuteneacutereacutes par meacutelange avec une harmo-nique indeacutesirable Cette tacircche est prise en charge par la fonc-tion Signal ID (identification de signal) laquelle marque les signaux agrave reacuteponses multiples et les masque le cas eacutecheacuteant (fig 6) Le mode de fonctionnement est deacutecrit dans [2]
Fig 5 La mesure
effectueacutee sur un
meacutelangeur drsquoharmo-
niques qui multiplie
un signal de 14 GHz agrave
85 GHz montre non
seulement le signal
reacuteel mais eacutegalement
de nombreux signaux
agrave reacuteponses multiples
Fig 6 Avec lrsquoidentifi-
cation de signal inteacute-
greacutee des signaux agrave
reacuteponses multiples
sont deacutetecteacutes et mas-
queacutes de sorte que
seuls les signaux reacuteels
sont repreacutesenteacutes
ACTUALITEacuteS 20813 41
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42
Il est particuliegraverement important que la freacutequence OL soit aussi eacuteleveacutee que possible Cela reacuteduit non seulement le nombre des signaux agrave reacuteponse multiples afficheacutes mais eacutegale-ment le bruit de phase Dans le cas du RampSregFSW la gamme de freacutequence OL est tregraves eacuteleveacutee avec 765 GHz agrave 1745 GHz Ainsi une harmonique de rang infeacuterieur suffit pour analyser une gamme de freacutequences speacutecifique (75 GHz agrave 110 GHz par exemple n = 8 au lieu de n = 16)
Eacutetant donneacute que les meacutelangeurs drsquoharmoniques nrsquoont pas de seacutelection drsquoentreacutee la reacuteception de la freacutequence drsquoimage situeacutee agrave deux fois la freacutequence intermeacutediaire nrsquoest pas suppri-meacutee Ainsi des paires de signaux peuvent geacuteneacuteralement ecirctre observeacutees agrave lrsquoeacutecran Pour des signaux stationnaires et agrave bande relativement peu eacutetroite lrsquoidentification des signaux apporte eacutegalement ici une aide preacutecieuse Cette identification devient toutefois difficile pour les signaux non-stationnaires comme les signaux pulseacutes ou agrave modulation large bande actuellement souvent utiliseacutes dans la gamme des ondes millimeacutetriques en raison de la large plage de freacutequences disponible comme par exemple les radars FMCW pour les applications automo-biles ou les faisceaux hertziens dans la bande 80 GHz Dans ces sceacutenarios de mesure et bien drsquoautres ougrave lrsquoidentification de signal eacutechoue une freacutequence intermeacutediaire eacuteleveacutee est par-ticuliegraverement importante On obtient ainsi mecircme sans rou-tine drsquoidentification une large gamme de freacutequences eacutevidente sans affichage de reacuteponse multiples ni de signaux agrave la freacute-quence drsquoimage Dans le cas du RampSregFSW la FI se situe agrave 13 GHz soit beaucoup plus eacuteleveacutee que sur la plupart des ana-lyseurs disponibles dans le commerce (ougrave elle se situe sou-vent agrave quelques centaines de meacutegahertz) Ainsi le spectre des signaux agrave bande passante jusqursquoagrave 26 GHz peut ecirctre clai-rement analyseacute
Commande de geacuteneacuterateurs externe RampSregFSW-B10La commande de geacuteneacuterateur externe RampSregFSW-B10 trans-forme le RampSregFSW en un analyseur de reacuteseau scalaire A cet effet elle pilote des geacuteneacuterateurs de signaux tels que le RampSregSMB et le RampSregSMF mais eacutegalement des appareils drsquoautres constructeurs de faccedilon agrave ce que ces appareils fonctionnent en tant que geacuteneacuterateurs de poursuite (trac-king) Ainsi les mesures de transmission peuvent ecirctre effec-tueacutees directement Un pont ROS ou un coupleur direction-nel est encore neacutecessaire pour les mesures de reacuteflexion
(scalaires) Le RampSregFSW offre des fonctions de normalisa-tion pour la transmission et la reacuteflexion afin de compenser la reacuteponse en freacutequence des liaisons de raccordements Lrsquoutili-sation de geacuteneacuterateurs externes permet de reacutealiser aiseacutement des mesures agrave conversion de freacutequence et le RampSregFSW peut mecircme ecirctre configureacute pour des multiplicateurs ou diviseurs
Mesure du temps de propagation de groupe avec lrsquoanalyseur de signauxCette tacircche traditionnellement attribueacutee aux analyseurs de reacuteseau peut ecirctre effectueacutee par le RampSregFSW agrave lrsquoaide drsquoun signal multi-porteuse dans lequel toutes les porteuses ont le mecircme eacutecart de freacutequence Le RampSregFSW mesure avant et apregraves un objet sous test les phases de porteuse et agrave par-tir de la diffeacuterence constateacutee calcule le gain ou la perte drsquoin-sertion ainsi que le temps de propagation de groupe Cette fonction est alors particuliegraverement inteacuteressante lorsque dans un systegraveme de mesure un analyseur de reacuteseau nrsquoa eacuteteacute plani-fieacute que pour la mesure du temps de propagation de groupe Si de plus le RampSregFSW se charge de cette tacircche de mesure la mise en œuvre et le cacircblage drsquoun systegraveme de test srsquoen trouvent faciliteacutes (voir article page 43)
ConclusionAvec le RampSregFSW43 RampSregFSW50 et lrsquooption RampSregFSW-B21 les excellentes caracteacuteristiques RF de la famille RampSregFSW y compris leurs larges bandes passantes drsquoanalyse et leurs fonctions drsquoanalyse innovantes sont deacutesormais eacutegalement disponibles pour les utilisateurs travaillant dans le domaine des hyperfreacutequences
Herbert Schmitt
Bibliographie[1] Application Note 1EF80 de RohdeampSchwarz laquo Speed Considerations for Spurious
Level Measurements with Spectrum Analyzers raquo[2] Application Notes 1EF43 (laquo Frequency Range Extension of Spectrum Analyzers
with Harmonic Mixers raquo) et 1EF75 (laquo Using Harmonic External Mixers To Extend the Frequency Range raquo)
Toutes les notes drsquoapplication sont disponibles au teacuteleacutechargement sur Internet
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bandeLes mesures de temps de propagation de groupe permettent de deacuteterminer les distorsions de phase dans un
systegraveme de transmission distorsions qursquoil convient de reacuteduire le plus possible Pour cette tacircche critique lors
de la conception et du test de systegravemes de communication complexes dans la technologie des satellites par
exemple Rohde amp Schwarz propose un appareil de mesure complet lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption RampSregFSW-K17
Fig 1 Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption
de mesure de temps de propagation de groupe RampSregFSW-K17 Lrsquoassocia-
tion drsquoun faible bruit de phase drsquoune plus grande bande passante drsquoana-
lyse et drsquoune interface utilisateur drsquoavant-garde fait du RampSregFSW un ins-
trument de mesure unique dans sa cateacutegorie Lorsqursquoil est doteacute de lrsquoex-
tension de bande passante RampSregFSW-B160 il permet drsquoeffectuer des
mesures de temps de propagation de groupe sur une largeur de bande
pouvant atteindre 160 MHz
Des performances qui vous seacuteduiront gracircce au proceacutedeacute multiporteusesPour deacutefinir la qualiteacute drsquoune voie de transmission lrsquoenregis-trement des distorsions de phase et drsquoamplitude est deacutetermi-nant En effet la deacuteteacuterioration du rapport signalbruit autre-ment dit lrsquoaugmentation du taux drsquoerreurs binaire cocircteacute reacutecep-teur est directement lieacutee aux deacuteformations de signaux reacutesul-tant de ces distorsions
Deacutetermineacute agrave lrsquoaide drsquoanalyseurs de reacuteseau vectoriels le temps de propagation de groupe est geacuteneacuteralement utiliseacute comme une mesure de la distorsion de phase Gracircce agrave lrsquooption RampSregFSW-K17 deacutedieacutee au temps de propagation de groupe multiporteuses (Multicarrier Group Delay) il est deacutesormais possible drsquoeffectuer de maniegravere complegravete cette mesure essen-tielle avec lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSW (fig 1) Utilisant un proceacutedeacute multiporteuses la nouvelle appli-cation seacuteduit par des performances impressionnantes mesures des temps de propagation de groupe de haute preacutecision avec une incertitude de mesure de seulement plusmn300 ps
cycle de test tregraves rapide mesures relatives et absolues des temps de propagation de groupe
mesures sur une tregraves large bande passante (jusqursquoagrave 160 MHz) mesures simples reacutealisables agrave distance application drsquoutilisa-tion intuitive
Outre lrsquoeacutevaluation du temps de propagation de groupe lrsquoaf-fichage de la distorsion drsquoamplitude est eacutegalement possible Lrsquooption RampSregFSW-K17 permet ainsi drsquoeffectuer une analyse complegravete des distorsions lineacuteaires du signal
Simpliciteacute et rapiditeacuteLa figure 2 illustre le montage de mesure du temps de pro-pagation de groupe Un geacuteneacuterateur de signaux (de la famille RampSregSMx par exemple) geacutenegravere un signal multiporteuses dans la gamme de freacutequences consideacutereacutee Lrsquoutilisation de signaux multiporteuses agrave large bande permet de deacuteterminer rapidement le temps de propagation de groupe sur lrsquoen-semble de la gamme de freacutequence Le signal multiporteuses est caracteacuteriseacute par la freacutequence centrale lrsquoeacutecart entre por-teuses et la bande passante drsquoanalyse Ces paramegravetres sont entreacutes dans la boicircte de dialogue de configuration de lrsquo option RampSregFSW-K17 Ces informations suffisent agrave lrsquoapplication pour deacuteterminer et reacutegler automatiquement tous les autres para-megravetres notamment la dureacutee adeacutequate de mesure garantis-sant un compromis raisonnable entre niveau de preacutecision eacuteleveacute et rapiditeacute de mesure
On procegravede tout drsquoabord agrave un eacutetalonnage sans le disposi-tif sous test afin drsquoenregistrer les phases et les amplitudes de reacutefeacuterence de chaque porteuse Les donneacutees de calibrage obtenues peuvent ecirctre aiseacutement stockeacutees sous forme de fichier consultable agrave tout moment Cela permet de gagner du
ACTUALITEacuteS 20813 43
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cedilFSW avec lrsquooption cedilFSW-K17Geacuteneacuterateur Calibrage de reacutefeacuterence1
Mesure du temps de propagation de groupe2
DUT
f
|A(f)|Bande passante drsquoanalyse
Eacutecart entreporteuses
f
Phase
Freacutequencecentrale
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temps pour les mesures suivantes et de passer rapidement drsquoun sceacutenario de mesure agrave lrsquoautre
Pour mesurer le temps de propagation de groupe le signal multiporteuses est enregistreacute agrave la sortie du dispositif sous test Agrave partir de la diffeacuterence de phase entre le signal de reacutefeacute-rence et la moyenne du signal mesureacute durant lrsquoessai lrsquoop-tion RampSregFSW-K17 deacutetermine le temps de propagation de groupe dans la plage de freacutequence des porteuses Et ce avec une preacutecision tregraves eacuteleveacutee pour un signal avec un eacutecart entre porteuses de 100 kHz et 601 porteuses (largeur de bande de 60 MHz) et une freacutequence centrale situeacutee entre 100 MHz et 6 GHz lrsquoincertitude de mesure du temps de propagation de groupe nrsquoest en effet que de plusmn300 ps
Les mesures relatives du temps de propagation de groupe ne prennent pas en compte le temps de propagation constant lieacute au dispositif sous test un temps qui agit sur toutes les com-posantes de freacutequence de la mecircme maniegravere et nrsquoentraicircne pas de modification de la forme du signal Dans certains cas tou-tefois le temps absolu de propagation de groupe peut srsquoaveacute-rer utile notamment pour le reacuteglage neacutecessiteacute par les deacuteca-lages de signaux sur deux canaux de transmission Lrsquooption RampSregFSW-K17 permet eacutegalement ce type de mesures Pour creacuteer une relation de phases absolue lrsquoentreacutee de deacuteclen-chement externe du RampSregFSW est activeacutee et relieacutee au geacuteneacute-rateur En prenant la valeur moyenne des temps de pro-pagation de groupe mesureacutes en continu il est eacutegalement possible drsquoobtenir lagrave encore une incertitude de mesure de seulement plusmn300 ps
Une utilisation intuitive gracircce agrave lrsquoeacutecran tactileAvec la nouvelle option les principaux paramegravetres agrave confi-gurer sont accessibles rapidement via une seule boicircte de
Fig 2 Montage de mesure du temps de propagation de groupe un geacuteneacuterateur de signaux creacutee un signal multiporteuses caracteacuteriseacute par la freacutequence
centrale lrsquoeacutecart entre porteuses et la bande passante drsquoanalyse Dans la phase de calibrage (Q) le signal est injecteacute directement sans le dispositif sous
test (DST) dans lrsquoappareil RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption RampSregFSW-K17 Lrsquoapplication enregistre la phase de reacutefeacuterence des porteuses Le temps de propa-
gation de groupe est ensuite mesureacute en incluant le DST (W)
dialogue (fig 3) En outre lrsquoutilisateur peut facilement confi-gurer le format de lrsquoeacutecran en fonction de ses propres exi-gences Sur lrsquoeacutecran tactile grand format du RampSregFSW les dif-feacuterents graphiques de lrsquoapplication de temps de propagation de groupe favorisent un flux de travail intuitif et offrent une preacutesentation claire des reacutesultats (fig 4)
De multiples applications pour les techniques de mesures sur satellitesLa technologie satellitaire srsquoappuie sur des techniques de transmission complexes une grande largeur de bande et
Fig 3 La boicircte de dialogue de configuration de lrsquooption
RampSregFSW-K17 affiche lrsquoensemble des paramegravetres deacutetermi-
nants pour la mesure du temps de propagation de groupe
Une fois les paramegravetres de freacutequence centrale drsquoeacutecart entre
porteuses et de bande passante drsquoanalyse configureacutes la
mesure peut commencer
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Fig 4 Visualisation optimale
exemple de mesure drsquoun signal
au niveau drsquoun dispositif sous test
(DST) avec ses caracteacuteristiques
de bande passante Lrsquoutilisateur
peut voir lrsquoamplitude et la phase
du signal multiporteuses appliqueacute
(fenecirctres 1 et 2) Outre le signal
sortant du DST on peut agrave tout
moment afficher les signaux de
reacutefeacuterence obtenus lors du calibrage
(fenecirctres 3 et 4) En comparant
le signal de reacutefeacuterence et le signal
mesureacute lrsquooption RampSregFSW-K17
fournit la fonction de transfert don-
nant la valeur de distorsion drsquoam-
plitude (fenecirctre 5) ainsi que le
temps de propagation de groupe
donnant la valeur de distorsion de
phase (fenecirctre 6)
lrsquoexploitation efficace des canaux autant de critegraveres qui rendent obligatoire la mesure de nombreux paramegravetres deacuteter-minants pour la qualiteacute Dans ce cadre la mesure du temps de propagation de groupe pour lrsquoanalyse des distorsions de phases revecirct une importance toute particuliegravere De par sa polyvalence lrsquooption RampSregFSW-K17 peut ecirctre utiliseacutee dans les applications les plus varieacutees notamment pour la fabrication de reacutepeacuteteurs de satellite ou de stations de base complegravetes Ainsi pour eacuteviter toute distorsion dans la transmission des signaux la courbe drsquoamplitude doit ecirctre plate et la courbe de phase lineacuteaire Pour que les systegravemes puissent reacutepondre au mieux agrave ces conditions des mesures sont reacutealiseacutees avec lrsquoop-tion RampSregFSW-K17 et les circuits de compensation dimen-sionneacutes en conseacutequence drsquoapregraves les reacutesultats obtenus La mecircme proceacutedure est utiliseacutee dans bien drsquoautres applications notamment pour les mesures concernant des modules desti-neacutes agrave des applications radar
Pour que le systegraveme de transmission drsquoun satellite puisse ecirctre exploiteacute sans perte de performance des tests de charge utile doivent ecirctre reacutealiseacutes avant la mise en service Dans de nombreux cas il est neacutecessaire de mesurer le signal drsquoori-gine dans une autre gamme de freacutequence suite agrave la preacutesence drsquoeacuteleacutements de transmission qui convertissent la freacutequence Lrsquooption RampSregFSW-K17 peut ecirctre eacutegalement utiliseacutee pour de telles mesures La configuration de lrsquoapplication est on ne peut plus simple apregraves calibrage sur la base de la freacutequence drsquoorigine il suffit de modifier un paramegravetre (la freacutequence cen-trale) dans lrsquoapplication pour effectuer la mesure Lrsquooption RampSregFSW-K17 eacutetablit automatiquement la relation entre les porteuses de reacutefeacuterence du signal multiporteuses et le signal de mesure dont la freacutequence a eacuteteacute transposeacutee
Pour les tests de charge utile la vitesse de mesure a un rocircle essentiel Ici encore lrsquooption RampSregFSW-K17 srsquoavegravere tregraves utile Pour reacutealiser lrsquoanalyse relative du temps de propagation de groupe en large bande sur une bande passante drsquoanalyse de 160 MHz avec un eacutecart entre porteuses de 200 kHz (800 porteuses) 350 ms suffisent agrave lrsquoapplication Pour un eacutecart de 1 MHz (160 porteuses) il ne lui faut plus que 80 ms Le seul eacuteleacutement significatif pour lrsquoanalyse eacutetant la relation de phase entre le calibrage de reacutefeacuterence et la mesure on peut optimiser le facteur de crecircte au niveau du geacuteneacuterateur Un signal multi-porteuses avec un faible facteur de crecircte ameacuteliore le rapport signalbruit (SNR) au cours de lrsquoanalyse du temps de propaga-tion de groupe et preacuteserve le dispositif sous test
ConclusionLrsquooption RampSregFSW-K17 permet de reacutealiser des mesures preacute-cises des caracteacuteristiques de distorsion dans les systegravemes de transmission Le temps de propagation de groupe repreacute-sentant la valeur de la distorsion de phase peut ecirctre mesureacute de maniegravere absolue et relative Gracircce agrave une extrecircme simpli-citeacute drsquoutilisation une grande rapiditeacute de mesure et un niveau de preacutecision eacuteleveacute lrsquoapplication est tregraves performante dans la pratique Elle eacutelargit lrsquoeacuteventail deacutejagrave riche des possibiliteacutes de mesure de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux haut de gamme RampSregFSW En association avec des geacuteneacuterateurs de signaux tels que RampSregSMU ou RampSregSMBV Rohde amp Schwarz propose ainsi une offre complegravete pour lrsquoanalyse des temps de propagation de groupe
Josef Zwack
ACTUALITEacuteS 20813 45
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterificationDifficile de reacutepondre agrave la question de savoir quelle est la preacutecision des reacutesultats de mesure apregraves calibrage drsquoun
analyseur de reacuteseau de nombreux facteurs contribuant en effet agrave lrsquoincertitude de mesure Mais une reacuteponse
rapide et surtout fiable peut ecirctre apporteacutee gracircce au logiciel et aux kits de veacuterification de RohdeampSchwarz
Quelle est la qualiteacute de calibrage Apregraves un calibrage la preacutecision de lrsquoanalyseur reacuteseau lui-mecircme est bien eacutevidemment deacuteterminante pour lrsquoincertitude de mesure mais pas seulement car le kit de calibrage et les cordons utiliseacutes exercent eacutegalement une influence non neacutegligeable Pour obtenir une indication sur la qualiteacute du calibrage ou bien sur la preacutecision de mesure certains utilisa-teurs peuvent succomber agrave la tentation de reconnecter les eacutetalons apregraves le calibrage Il srsquoagit lagrave cependant drsquoune illusion car mecircme les eacutetalons drsquoun autre kit de calibrage ne peuvent fournir aucune information sur lrsquoincertitude reacuteelle et donnent tout au plus une indication sur lrsquoefficaciteacute du calibrage Seule la comparaison avec des mesures reacutealiseacutees sur des disposi-tifs appeleacutes laquo eacutetalons de veacuterification raquo dont les caracteacuteristiques ont eacuteteacute minutieusement releveacutees par le constructeur permet drsquoobtenir une information preacutecise sur lrsquoincertitude de mesure absolue apregraves un calibrage
Veacuterification des donneacutees systegraveme effectives avec un Teacute symeacutetriqueLa meacutethode de veacuterification drsquoun calibrage la plus simple consiste agrave mesurer un Teacute symeacutetrique avec preacutecision par exemple le T-Checker de RohdeampSchwarz (fig 1) dont les paramegravetres S sont relieacutes entre eux avec un rapport deacuteter-mineacute et calculeacutes apregraves calibrage avec le T-Checker connecteacute Lrsquoeacutevaluation indique lrsquoeacutecart par rapport au reacutesultat theacuteorique escompteacute et fournit une indication sur la qualiteacute du calibrage Lrsquoutilisation du T-Checker est recommandeacutee pour les applica-tions de laboratoire habituelles ou en production car seule la connexion de cet eacutetalon est requise pour obtenir rapidement une indication sur la qualiteacute du calibrage
Lorsqursquoil srsquoagit de haute preacutecision kits de veacuterification de RohdeampSchwarzPour deacuteterminer lrsquoincertitude de mesure les reacutesultats les plus preacutecis sont obtenus avec des kits de veacuterification compo-seacutes de plusieurs eacutetalons Les kits de RohdeampSchwarz com-prennent un court-circuit macircle et un court-circuit femelle deacutecaleacutes ( Offset Short) une terminaison macircle et une termi-naison femelle deacutesadapteacutees (Mismatch) un affaiblisseur (Attenuator) et une traverseacutee directe agrave sauts drsquoimpeacutedance ( Stepped Through) Des lignes agrave air (Airline) difficiles agrave mani-puler sont deacutelibeacutereacutement eacuteviteacutees Tous ces eacutetalons de calibrage diffegraverent sensiblement des eacutetalons habituels tels que circuit ouvert (Open) court-circuit (Short) et terminaison (Match) car ils preacutesentent une impeacutedance diffeacuterente et peuvent par conseacute-quent ecirctre utiliseacutes comme eacutetalons de veacuterification Le labora-toire drsquoeacutetalonnage de RohdeampSchwarz accreacutediteacute par lrsquoorga-nisme national drsquoaccreacuteditation de la Reacutepublique feacutedeacuterale drsquoAl-lemagne (DakkS) reacutealise des mesures sur ces eacutetalons tous les 250 MHz et speacutecifie leurs valeurs drsquoincertitude de mesure
Fig 1 Le T-Checker de RohdeampSchwarz offre
un moyen de veacuterification du calibrage simple et
convivial
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Exemple dune eacutevaluation graphique
S21 mesureacute1319127600 Ndeg de seacuterie 101632 Incertitude de mesure
Freacutequence en GHz
5 10 15 20 25
Para
megravet
re d
etra
nsm
issi
on S
21 e
n dB
ndash397
ndash398
ndash399
ndash400
ndash401
Calcul de lrsquoincertitude de mesureLe logiciel RohdeampSchwarz VNAMUC (Vector Network Ana-lyzer Measurement Uncertainty Calculator fig 2) calcule lrsquoin-certitude de mesure theacuteorique escompteacutee (sans cacircble) Apregraves saisie par lrsquoutilisateur des informations sur le type les options et les configurations de lrsquoanalyseur RohdeampSchwarz ainsi que sur le kit de calibrage utiliseacute le logiciel fournit les reacutesultats et les repreacutesente sous forme graphique
Pour obtenir une indication preacutecise sur lrsquoincertitude de mesure reacuteelle des mesures doivent ecirctre reacutealiseacutees en connectant les eacutetalons du kit de veacuterification Les reacutesultats de ces mesures sont alors compareacutes aux reacutesultats de mesure documenteacutes de RohdeampSchwarz et eacutevalueacutes sous forme graphique Comme illustreacute en figure 3 les reacutesultats devraient se situer dans le gabarit de toleacuterances indiqueacute pour chaque eacutetalon
Fig 4 Eacutetalons du kit de veacuterifica-
tion RampSregZV-Z435 (de gauche agrave
droite) deux Offset Short deux
Mismatch un Atteacutenuateur et un
Stepped Through
Fig 3 Repreacutesentation graphique des reacutesultats de mesure de veacuterification
sur un atteacutenuateur de 40 dB
Fig 2 Le logiciel VNAMUC calcule lrsquoincertitude de mesure theacuteorique
escompteacutee
RohdeampSchwarz propose actuellement deux kits de veacuterifi-cation le RampSregZV-Z435 doteacute de connecteurs 35 mm pour des freacutequences jusqursquoagrave 265 GHz (fig 4) et le RampSregZV-Z470 doteacute de connecteurs N pour des freacutequences jusqursquoagrave 18 GHz Drsquoautres kits munis de systegravemes de connecteurs de 292 mm 24 mm et 185 mm seront disponibles prochainement Ces deux kits repreacutesentent ensemble avec le logiciel drsquoincerti-tude VNAMUC un outil indispensable permettant de deacutetermi-ner avec preacutecision lrsquoincertitude de mesure et reacutepondent clai-rement agrave la question poseacutee sur la preacutecision des reacutesultats de mesure apregraves un calibrage
Andreas Henkel
ACTUALITEacuteS 20813 47
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
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RampSregZNB analyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 portsLes tablettes et smartphones actuels gegraverent plusieurs bandes de freacutequence et offrent des fonctionnaliteacutes
comme Wi-Fi Bluetoothreg et GPS Les modules inteacutegreacutes agrave cet effet sont doteacutes de nombreux ports RF dont les
paramegravetres doivent ecirctre entiegraverement caracteacuteriseacutes Jusqursquoagrave huit ports RF peuvent ecirctre caracteacuteriseacutes par lrsquoana-
lyseur de reacuteseau 8 ports RampSregZVT Si ce nombre est plus eacuteleveacute ndash les composants de la nouvelle geacuteneacuteration
pouvant en effet avoir plus de 20 ports ndash il existe drsquoautres solutions que RohdeampSchwarz propose pour son
analyseur de reacuteseau RampSregZNB
Davantage de ports gracircce aux matricesCapaciteacute de caracteacuterisation de nombreux ports de test et faciliteacute drsquoutilisation ndash lrsquoanalyseur de reacuteseau RampSregZNB concilie ces deux exigences gracircce agrave lrsquoutilisation de matrices de com-mutation (fig 1) Augmenter le nombre de ports avec des matrices nrsquoest pas nouveau Ce qursquoil lrsquoest en revanche est que la commande de la matrice et le choix des paramegravetres de mesure soient directement effectueacutes par le firmware de lrsquoanalyseur de reacuteseau Avec les matrices de commutation actuellement proposeacutees par RohdeampSchwarz le nombre de ports de test du RampSregZNB peut ecirctre eacutetendu agrave 32 (fig 2)
ndash sans impacter son utilisation qui reste aussi conviviale et rapide que celle drsquoune uniteacute de base agrave deux ou quatre ports Ainsi par exemple le RampSregZNB deux ports avec la matrice de commutation RampSregZV-Z81 (modegravele 09) et ses deux entreacutees et neuf sorties (fig 3) devient un analyseur de reacuteseau 9 ports Un RampSregZNB 4 ports avec deux matrices doteacutees de deux entreacutees et 16 sorties peut eacutevoluer vers un analyseur 32 ports Ainsi eacutequipeacute lrsquoensemble des 1024 (32 times 32) paramegravetres S drsquoun objet sous test agrave 32 ports peut theacuteoriquement ecirctre caracteacuteriseacute en un seul passage
Fig 1 Analyse de reacuteseaux multiports avec le
RampSregZNB Avec la matrice de commutation
RampSregZV-Z81 (modegravele 66) jusqursquoagrave 16 ports de
test sont disponibles
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Matrice de commutation RampSregZV-Z81 Modegravele 09
B DVNA ports
Test ports
85 764321 9
SP3T SP3T SP3T SP3T SP3T
SP5T54321
SP5T54321
SP5T54321
SP5T54321
SP3T SP3T SP3T SP3T
Matrice de commutation
Entreacutees SortiesType commutateur
RampSregZV-Z81 Modegravele 05 2 5Full Crossbar eacutelectronique
Modegravele 09 2 9Full Crossbar eacutelectronique
Modegravele 66 2 16Full Crossbar eacutelectromeacutecanique
RampSregZV-Z82 Modegravele 10 4 10Full Crossbar eacutelectronique
Fig 2 Matrices de commutation actuellement disponibles chez
RohdeampSchwarz
Un RampSregZNB 4 ports est neacutecessaire pour reacutealiser des mesures de type
Full crossbar
La tenue en charge relativement faible des commutateurs eacutelectroniques dans les matrices nrsquoa permis jusqursquoici de reacutea-liser des mesures avec des niveaux de signal eacuteleveacutes ndash par exemple sur des amplificateurs de puissance ndash que de maniegravere limiteacutee Ce problegraveme peut deacutesormais ecirctre contourneacute en reliant une matrice doteacutee de deux entreacutees agrave un RampSregZNB 4 ports de sorte que les deux ports restants de lrsquoanalyseur avec leur puissance de sortie eacuteleveacutee de +15 dBm et leur grande capaciteacute de charge jusqursquoagrave +27 dBm demeurent dis-ponibles pour caracteacuteriser les composants actifs de lrsquoobjet sous test par exemple pour la mesure du point de compres-sion (fig 4) Cette configuration permet drsquoeacuteviter les commu-tateurs meacutecaniques lents couramment utiliseacutes jusqursquoici et en conseacutequence drsquoaugmenter par exemple la cadence en production car la vitesse de mesure eacuteleveacutee du RampSregZNB et le temps de commutation rapide du commutateur eacutelectro-nique des matrices raccourcissent de maniegravere significative les temps de mesure
Configuration plus simple que jamais ndash obtention des reacutesultats en trois eacutetapesContrairement aux solutions deacutejagrave disponibles sur le marcheacute la configuration la commande du montage ou la mesure ne requiegraverent ici ni logiciel suppleacutementaire ni macro-instructions Le RampSregZNB controcircle les matrices via une connexion LAN ou USB Une fois connecteacute au RampSregZNB le type de matrice et lrsquoattribution des numeacuteros de ports sont automatiquement deacutetecteacutes afin que lrsquoutilisateur puisse immeacutediatement com-mencer la reacutealisation des mesures Le grand eacutecran tactile agrave diagonale de 30 cm et le concept drsquoutilisation intuitif de lrsquoana-lyseur offrent une visualisation claire mecircme en preacutesence de nombreuses traces de mesure
Les paramegravetres S (symeacutetriques et asymeacutetriques) ainsi que les paramegravetres drsquoonde et leurs rapports respectifs sont seacutelec-tionneacutes directement via lrsquointerface utilisateur dans les analy-seurs de reacuteseau RampSregZNB agrave 2 et 4 ports puis afficheacutes Cela
Fig 4 Systegraveme de mesure 11 ports avec deux ports RampSregZNB comme
ports de test suppleacutementaires
Fig 3 Matrice de commutation RampSregZV-Z81 modegravele 09 avec deux
entreacutees et neuf sorties
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INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
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deacutemontre ici lrsquoavantage du concept drsquoutilisation reacutesolument conccedilu pour des applications agrave ports multiples Les indices des paramegravetres S ou les puissances peuvent ecirctre directement entreacutes agrave partir du clavier numeacuterique de sorte que chaque para-megravetre peut ecirctre seacutelectionneacute en un maximum de trois eacutetapes mecircme avec des objets sous test agrave nombreux ports (fig 5)
Calibrage ndash simple et rapideIl est indispensable notamment lorsqursquoon utilise des matrices de proceacuteder agrave un calibrage avant drsquoeffectuer les mesures afin drsquoeacuteliminer en prioriteacute lrsquoinfluence de lrsquoaffaiblissement des commutateurs sur les reacutesultats de mesure Le RampSregZNB pro-pose des meacutethodes de calibrage multiports manuelles qui neacutecessitent un minimum de connexions directes Le cali-brage reacutealiseacute avec des uniteacutes automatiques est neacuteanmoins recommandeacute afin de minimiser le nombre drsquoopeacuterations de vissage neacutecessaires et drsquoeacuteviter des proceacutedures de calibrages longues ainsi qursquoune usure preacutematureacutee des connecteurs et des eacutetalons de calibrage
RohdeampSchwarz propose agrave cet effet des uniteacutes de calibrage agrave deux quatre six ou huit ports (fig 7) Un nombre encore plus important de ports peut ecirctre calibreacute en connectant lrsquouniteacute de calibrage aux diffeacuterents ports de test Un assistant guide lrsquouti-lisateur en toute seacutecuriteacute agrave toutes les eacutetapes de la proceacutedure de calibrage (fig 6)
ConclusionLe RampSregZNB forme en combinaison avec les matrices un systegraveme de mesure drsquoanalyse de reacuteseaux fiable pour la carac-teacuterisation de modules et composants symeacutetriques et asymeacute-triques avec un maximum de 32 ports Le systegraveme se confi-gure quasi automatiquement Lrsquoutilisation et lrsquoeacutevaluation sont simples et intuitives mecircme pour un grand nombre de ports et srsquoeffectuent directement via lrsquointerface utilisateur du RampSregZNB Agrave lrsquoaide drsquouniteacutes de calibrage jusqursquoagrave huit ports des systegravemes comportant de nombreux ports peuvent eacutegale-ment ecirctre calibreacutes facilement et rapidement
Thilo Bednorz
Fig 6 Calibrage 12 ports avec une uniteacute de calibrage 4 ports
Fig 7 Uniteacutes
de calibrage de
RohdeampSchwarz A
droite lrsquouniteacute de cali-
brage RampSregZV-Z51
en bas lrsquouniteacute de cali-
brage RampSregZV-Z58
Fig 5 Choix des
paramegravetres S par
entreacutee directe des
indices
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Amplificateur large bande pour applications hyperfreacutequencesLe nouvel amplificateur large bande RampSregBBA150 deacutebute avec la gamme de freacutequences de 800 MHz agrave
3 GHz Ensemble avec la famille drsquoamplificateurs large bande RampSregBBA100 deacutejagrave bien eacutetablie il permet
deacutesormais de reacutealiser des systegravemes drsquoamplificateurs avec plusieurs gammes de freacutequences situeacutees entre
9 kHz et 3 GHz et de nombreuses classes de puissance
Nouvelles applications jusqursquoagrave 3 GHzUn concept optimiseacute pour freacutequences eacuteleveacutees une taille com-pacte et un poids reacuteduit tels eacutetaient les objectifs agrave atteindre pour le deacuteveloppement du nouvel amplificateur de puissance RampSregBBA150 (fig 1) Cet amplificateur ouvre de nouveaux domaines drsquoapplications comme par exemple les essais drsquoim-muniteacute eacutelectromagneacutetiques jusqursquoagrave 3 GHz selon diffeacuterentes normes dans des environnements industriels pour la fabrica-tion de composants et lrsquoassurance qualiteacute dans la recherche et la technologie physique ainsi que dans les technologies de communication Le RampSregBBA150 est actuellement dispo-nible dans une gamme de freacutequences continue de 800 MHz agrave 3 GHz et avec des puissances de sortie de 30 W 60 W 110 W et 200 W
Concept RF le plus avanceacute du marcheacuteLrsquoexpeacuterience de plusieurs deacutecennies de RohdeampSchwarz en matiegravere de deacuteveloppement drsquoamplificateurs de puissance et lrsquoutilisation de programmes de conception et de simulation les plus modernes ainsi que de nouveaux semi-conducteurs de
puissance justifient que le RampSregBBA150 dispose du concept RF le plus avanceacute du marcheacute La puissance maximale de 200 W dans un boicirctier de seulement quatre uniteacutes de hauteur et le poids relativement faible lieacute au mode de construction reacutesolument leacuteger par exemple seulement 24 kg pour lrsquoappa-reil de 200 W sont particuliegraverement impressionnants
Efficace robuste et fabriqueacute en seacuterieLa grande robustesse de cet appareil apporte la garantie drsquoun fonctionnement fiable ndash facteur eacuteconomique agrave ne pas sous-estimer Le RampSregBBA150 est un produit fabriqueacute en seacuterie selon des normes de qualiteacute de haut niveau sur le site de Teisnach une des usines les plus modernes drsquoEurope dans cette cateacutegorie de produits Pour assurer une parfaite seacutecuriteacute pendant le fonctionnement le firmware compact de lrsquoamplifi-cateur offre des meacutecanismes de surveillance et de protection efficaces Les eacutetages de puissance RF largement dimension-neacutes disposent de suffisamment de reacuteserves pour que les para-megravetres garantis dans la fiche technique soient assureacutes sans avoir agrave pousser les amplificateurs aux limites de leur capaciteacute
Fig 1 Lrsquoamplificateur de puissance mono-bande RampSregBBA150 est disponible avec des puissances de sortie de 30 W 60 W 110 W et 200 W
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CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
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Dernier point agrave souligner eacutegalement leur grande toleacuterance aux deacutesadaptations (par ex court-circuit cocircteacute RF ou sortie RF ouverte) qui garantit une haute fiabiliteacute
Fig 2 Panneau de commande du RampSregBBA150 dans un navigateur web
Utilisation et commande polyvalentesLrsquoamplificateur peut ecirctre entiegraverement piloteacute via lrsquoeacutecran et les boutons de commande situeacutes sur le panneau avant Il peut ecirctre eacutegalement commandeacute via les navigateurs Web habituels au moyen drsquoune interface graphique (fig 2) Pour les seacutequences de test automatiseacutees le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 permet la prise en charge totale du RampSregBBA150 Mais le pilotage via Ethernet est eacutegalement possible gracircce agrave la disponibiliteacute drsquoun vaste jeu drsquoinstructions de commandes agrave distance selon la nomenclature SCPI
Deux familles ndash un systegraveme drsquoamplificateursLe RampSregBBA150 peut bien eacutevidemment fonctionner de faccedilon indeacutependante mais ses points forts sont eacutegalement mis en eacutevidence lorsqursquoil est utiliseacute en combinaison avec les amplifi-cateurs large bande RampSregBBA100 avec lesquels il peut ecirctre inteacutegreacute de faccedilon homogegravene dans des systegravemes drsquoamplifica-teurs pour la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 3 GHz (fig 3) Dans ces systegravemes le RampSregBBA150 beacuteneacuteficie des options de commutation RF du RampSregBBA100 comme par exemple des commutateurs drsquoentreacutee et de sortie RF et du seacutelecteur de points de mesure RF (fig 4)
Sur demande le RampSregBBA100 en tant que maicirctre prend en charge la commande du RampSregBBA150 qursquoil integravegre comme une voie RF suppleacutementaire Lrsquoensemble du systegraveme apparaicirct alors comme un amplificateur multi-bande qui peut disposer en option drsquoune entreacutee RF commune ainsi que drsquoun seacutelecteur de points de mesure et drsquoun commutateur RF communs La commande agrave distance srsquoeffectue eacutegalement de maniegravere cen-traliseacutee via une interface
Excellent service et maintenance rapide La structure modulaire du RampSregBBA150 permet une remise en eacutetat rapide et une dureacutee drsquoimmobilisation minimale en cas de dysfonctionnement Tous les modules peuvent geacuteneacute-ralement ecirctre deacutejagrave eacutechangeacutes par le repreacutesentant local de RohdeampSchwarz ou le centre de services le plus proche La disponibiliteacute des piegraveces de rechange au niveau mondial est bien sucircr une eacutevidence Si toutefois le problegraveme ne pouvait pas ecirctre reacutesolu par un remplacement de modules la reacutepara-tion en usine serait alors effectueacutee dans un deacutelai maximal de dix jours ouvrables (hors deacutelais drsquoexpeacutedition du mateacuteriel)
Autre avantage la possibiliteacute drsquoextension de la garantie qui offre une haute disponibiliteacute du RampSregBBA150 agrave des coucircts drsquoexploitation reacuteduits et preacutevisibles Des extensions de un agrave quatre ans ndash srsquoajoutant agrave la garantie de base de trois ans ndash assurent une couverture longue dureacutee
Fig 3 Systegraveme global avec les amplificateurs RampSregBBA100 et
RampSregBBA150
CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
Systegraveme drsquoamplificateurs avec RampSregBBA100 et RampSregBBA150
Commutateur dentreacutee RF Bandes de freacutequence Coupleurs directionnels de mesure Commutateurs de sortie RF
Entreacutee RF
cedilBBA150
cedilBBA100
Pince de couplage
1
7
ReacutefleacutechieIncidente
ReacutefleacutechieIncidente
ReacutefleacutechieIncidente
Incidente
ReacutefleacutechieSorties de mesure
Seacutelecteurs de points de mesure
9 kHz agrave 250 MHz
250 MHz agrave 1 GHz
800 MHz agrave 3 GHz
Antenne
ConclusionAvec le nouvel amplificateur de puissance RampSregBBA150 un eacuteleacutement suppleacutementaire vient compleacuteter la gamme des pro-duits CEM de RohdeampSchwarz Un concept moderne une inteacutegration homogegravene dans la famille drsquoamplificateurs large bande reacuteputeacutes RampSregBBA100 ainsi que la preacutesence drsquoun
service client au niveau mondial font du nouvel amplificateur le choix ideacuteal pour des applications CEM et bien drsquoautres Le concept modulaire fournit la base drsquoune expansion future en termes de performance et de gamme de freacutequences et peacuteren-nise les investissements
Sandro Wenzel
Fig 4 Systegraveme composeacute des amplificateurs RampSregBBA150 et RampSregBBA100 avec les gammes de freacutequences de 9 kHz agrave 250 MHz (bande A) de
250 MHz agrave 1 GHz (bande C) et de 800 MHz agrave 30 GHz (bande D)
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Rapides et simples mesures de diagnostic et de preacute-certification avec le RampSregESRP
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
10 Hz 9 kHz 36 GHz 7 GHz
cedilESRP3
cedilESRP3 avec option cedilESRP-B29
cedilESRP7
cedilESRP7 avec option cedilESRP-B29
RampSregESRP les modegraveles
Structure de base Preacuteseacutelection reacutecepteur
Convertis-seur AN FFT EacutecranDeacutetecteurs
Les nombreuses exigences imposeacutees aux reacutecepteurs de mesure CEM pour la certification jouent eacutegalement
un grand rocircle dans le quotidien des laboratoires ou pour la reacutealisation de mesures preacuteparatoires notamment
en matiegravere de vitesse drsquoeacutetendue de fonctions et de confort drsquoutilisation Le nouveau reacutecepteur de mesure
CEM RampSregESRP de cateacutegorie preacute-qualification est optimiseacute pour reacutepondre agrave ces exigences Avec lui les
mesures CEM qui duraient des heures auparavant ne neacutecessitent deacutesormais qursquoune fraction de ce temps
Haute vitesse eacutegalement assureacutee dans la cateacutegorie preacute-qualificationApregraves avoir preacutesenteacute lrsquoanneacutee derniegravere le RampSregESR reacutecepteur de mesure CEM le plus rapide du monde pour les mesures de conformiteacute RohdeampSchwarz ne srsquoest pas fait longtemps attendre pour proposer aux utilisateurs un appareil comparable capable de reacutealiser des mesures de diagnostic en laboratoire et en deacuteveloppement Agrave lrsquoinstar du RampSregESR le RampSregESRP (fig 1 page de gauche) offre eacutegalement une fonction de balayage dans le domaine temporel baseacute FFT (Time Domain Scan) et peut donc effectuer plus rapidement les mesures de preacute-cer-tification agrave savoir de plusieurs ordres de grandeur Il excelle particuliegraverement dans les mesures de diagnostic CEM tout au long du processus du deacuteveloppement ainsi que dans toutes les mesures agrave reacutealiser en amont de la certification des produits et ce tant pour les normes CEM civiles que pour les speacutecifica-tions de mesure militaires jusqursquoagrave 7 GHz
Ce reacutecepteur est disponible en deux modegraveles pour les gammes de freacutequences de 9 kHz agrave 36 GHz ou 7 GHz La limite infeacuterieure de la freacutequence peut ecirctre eacutetendue agrave 10 Hz avec lrsquooption RampSregESRP-B29 (fig 2) La commande du reacutecep-teur srsquoeffectue par lrsquointermeacutediaire drsquoun eacutecran tactile particuliegrave-rement convivial
La norme fondamentale prend en compte la technologie de reacutecepteur baseacutee FFTLa publication de lrsquoamendement A12010-06 agrave la 3egraveme eacutedi-tion de la norme fondamentale CISPR 16-1-1 relative aux appareils de mesure des perturbations radioeacutelectriques a geacuteneacutereacute une activiteacute importante Les prochaines eacuteditions et modifications des normes de familles de produits comme par exemple EN 55011 agrave EN 55032 se reacutefeacutereront pour les essais CEM agrave la derniegravere eacutedition de cette norme fondamen-tale importante si cela nrsquoest drsquoailleurs pas deacutejagrave fait Elles auto-risent lrsquoutilisation des reacutesultats de mesure obtenus avec la technologie de reacutecepteur baseacutee FFT Ces mesures peuvent ecirctre reacutealiseacutees par une transposition dans la bande de base (fig 3) ou agrave lrsquoaide des eacutetages FI (freacutequence intermeacutediaire) conccedilus en large bande Les reacutesultats sont ainsi obtenus bien plus rapidement ndash avec la mecircme preacutecision et surtout la mecircme reproductibiliteacute
Fig 2 Reacutecepteur de mesure CEM RampSregESRP preacutesentation des modegraveles
et de leurs gammes de freacutequences respectives
Mesurer plus rapidement avec le balayage dans le domaine temporelGracircce agrave son calcul FFT performant lrsquooption de balayage dans le domaine temporel RampSregESRP-K53 acceacutelegravere les mesures de maniegravere spectaculaire En mode de balayage dans le domaine temporel (Time Domain Scan) le RampSregESRP effectue les mesures agrave une vitesse supeacuterieure de plusieurs ordres de gran-deur par rapport agrave une utilisation avec lrsquoaccord de freacutequence conventionnel par pas (Stepped Scan) Le signal temporel est ici acquis agrave une freacutequence drsquoeacutechantillonnage de 128 MHz et numeacuteriseacute avec un convertisseur AN 16 bits pour un traite-ment ulteacuterieur Le temps gagneacute pour obtenir les reacutesultats de mesure est indiqueacute en figure 4 laquelle illustre la diffeacuterence entre le balayage freacutequentiel par pas et le balayage dans le domaine temporel pour les bandes B et CD du CISPR
Les temps de mesure totaux marqueacutes en rouge dans la figure 4 sont un exemple de mesures typiques dans la bande CD du CISPR telles qursquoelles doivent ecirctre reacutealiseacutees par les
Fig 3 Scheacutema fonctionnel du RampSregESRP avec conversion en bande de
base jusqursquoagrave 30 MHz Le reacutecepteur de mesure CEM le plus rapide du monde reacuteduit consideacuterablement les
temps de test ACTUALITEacuteS (2012) Ndeg 207 pages 22ndash27
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CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
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Fig 5 Eacutecart de niveau entre les fonctions de
balayage freacutequentiel par pas (en jaune) et de
balayage dans le domaine temporel (en vert)
fabricants et eacutequipementiers automobiles selon la norme de famille de produits CISPR 25 jusqursquo agrave 1 GHz avec une bande passante de mesure de 9 kHz (minus6 dB) Lors du balayage freacute-quentiel par pas des pas de 4 kHz sont deacutefinis pour reacutealiser des mesures sans discontinuiteacute et avec un temps de mesure de 10 ms des impulsions ayant un taux de reacutepeacutetition de 100 Hz peuvent encore ecirctre deacutetecteacutees
Avec le balayage dans le domaine temporel les reacutesultats de mesure sont environ 500 fois plus rapidement disponibles bien que dans ce mode ndash en raison du pas de 225 kHz ndash le nombre de points de mesure ait quasiment doubleacute Comme illustreacute en figure 4 des gains de temps significatifs peuvent eacutegalement ecirctre obtenus lors de mesures reacutealiseacutees dans drsquoautres bandes ce qui permet de reacuteduire consideacuterablement le temps et les coucircts neacutecessaires agrave la mise en production en seacuterie drsquoun produit
Gamme de freacutequence
Deacutetecteur temps de mesure bande pas-sante de mesure
RampSregESRP
Balayage freacutequen-tiel par pas
Balayage dans le domaine temporel (en option)
Bande B du CISPR 150 kHz agrave 30 MHz
Crecircte 100 ms 9 kHz 7462 points de mesure 755 s
13 267 points de mesure 2 s
Bande B du CISPR 150 kHz agrave 30 MHz
Quasi-crecircte 1 s 9 kHz 7462 points de mesure 12 960 s
13 267 points de mesure 60 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Crecircte 10 ms 120 kHz 24 250 points de mesure 254 s
32 334 points de mesure 6 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Crecircte 10 ms 9 kHz 242 500 points de mesure 4310 s
431 112 points de mesure 8 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Quasi-crecircte 1 s 120 kHz 24 250 points de mesure env 600 min
32 334 points de mesure env 33 min
Fig 4 Comparaison des temps de mesure
totaux entre le balayage freacutequentiel par pas et
le balayage dans le domaine temporel avec des
paramegravetres de mesure typiques Entoureacutes en
rouge exemple de temps de mesure totaux
pour des mesures typiques agrave effectuer par les
eacutequipementiers et les fabricants drsquoautomobiles
selon la norme de famille de produits CISPR
25 jusqursquoagrave 1 GHz avec une bande passante de
9 kHz (minus6 dB)
Enregistrement sans discontinuiteacute des eacutemissions de perturbations Gracircce au balayage dans le domaine temporel les mesures CEM dans les bandes du CISPR peuvent deacutesormais ecirctre reacuteali-seacutees en quelques secondes A cet effet le RampSregESRP acquiert sans interruption temporelle les composantes spectrales avec une bande passante jusqursquoagrave 30 MHz Avec un pas virtuel drsquoun quart de la bande passante de reacutesolution et un chevauche-ment de la fenecirctre gaussienne FFT drsquoenviron 90 le reacutecep-teur atteint une tregraves bonne preacutecision de mesure de niveau avec des perturbateurs pulseacutes (fig 5) Lrsquoincertitude de mesure totale satisfait ainsi aux exigences de la norme CISPR 16-1-1 eacutegalement pour les mesures de preacute-certification
La vitesse de mesure doit en outre ecirctre eacuteleveacutee lorsqursquoun dis-positif sous test ne peut ecirctre utiliseacute que pendant une courte peacuteriode soit parce qursquoil modifie son comportement (avec des
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
perturbations agrave variation de niveau et de freacutequence) soit au pire parce qursquoil peut ecirctre endommageacute srsquoil fonctionne pendant une dureacutee trop importante ou encore parce que le cycle de fonctionnement requiert une certaine vitesse comme par exemple pour les legraveve-vitres eacutelectriques des veacutehicules Avec le balayage dans le domaine temporel du RampSregESRP de tels sceacute-narios de mesure peuvent ecirctre bien plus aiseacutement maicirctriseacutes
Lrsquoutilisateur peut lui-mecircme augmenter le temps drsquoobservation pour pouvoir deacuteterminer avec certitude les perturbations inter-mittentes agrave bande eacutetroite ou les perturbateurs isoleacutes
Lrsquooption Module de filtres preacuteseacutelecteur RampSregESRP-B2 est composeacutee de 16 filtres et inclut un preacuteamplificateur de 20 dB jusqursquoagrave 7 GHz maximum Doteacute de ce module le RampSregESRP reacutealise des mesures sur signaux perturbateurs intermittents agrave taux de reacutepeacutetition drsquoimpulsions de 10 Hz ou plus conformeacute-ment agrave la norme fondamentale CISPR 16-1-1 Avec lrsquoadapta-tion de la bande passante du filtre de preacuteseacutelection de 150 kHz agrave 30 MHz les eacutemissions conduites sont mesureacutees simulta-neacutement en une seule eacutetape sur 13 267 freacutequences gracircce au balayage dans le domaine temporel (fig 6)
Fig 6 En une seule eacutetape mesure drsquoeacutemissions
conduites dans la bande B du CISPR
Fig 7 Analyse FI avec couplage en paral-
legravele avec la fonction de poursuite marqueur
(Marker-Track) dans le spectre de la mesure
drsquoinvestigation
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CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
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Fig 8 Le RampSregESRP avec protec-
tions lateacuterales et poigneacutee de trans-
port pour travaux exteacuterieurs
Davantage de reacutesolution en repreacutesentation spectrale avec la fonction drsquoanalyse FI Les amplitudes de signaux critiques dans le spectre peuvent ecirctre examineacutees de maniegravere plus approfondie avec la fonction drsquoanalyse FI du RampSregESRP Avec lrsquoanalyse FI la repreacutesentation spectrale du signal drsquoentreacutee RF est afficheacutee dans une plage reacuteglable (jusqursquoagrave 10 MHz) autour de la freacutequence de reacuteception Cette repreacutesentation srsquoeffectue soit agrave la freacutequence actuelle en parallegravele avec lrsquoaffichage agrave barre-graphes soit agrave la position du marqueur par la fonction marker-track sur le reacutesultat existant drsquoun balayage de freacutequence par exemple drsquoune mesure drsquoin-vestigation (fig 7) Gracircce agrave ce couplage la freacutequence centrale du spectre FI correspond toujours agrave la freacutequence de reacutecep-tion actuelle du reacutecepteur de mesure Le reacutecepteur peut ainsi ecirctre reacutegleacute avec une grande preacutecision et surtout tregraves rapide-ment sur le signal agrave analyser Lrsquoutilisateur beacuteneacuteficie en outre drsquoune vue drsquoensemble preacutecise sur lrsquooccupation du spectre autour du canal de mesure et ndash avec une largeur drsquoaffichage du spectre de lrsquoanalyse FI suffisamment grande ndash sur la distri-bution spectrale drsquoun signal moduleacute dans le canal de mesure Les signaux de reacuteception peuvent ainsi ecirctre rapidement clas-seacutes dans la cateacutegorie des signaux perturbateurs ou signaux utiles Les deacutemodulateurs audio AM ou FM commutables en parallegravele facilitent lrsquoidentification des signaux capteacutes afin par exemple de deacutetecter et drsquoexclure les brouilleurs ambiants lors des mesures sur site ouvert
Fonctions drsquoanalyse de spectre et mesures CEM en mode analyseur de spectre Lrsquooption RampSregESRP-B29 permet drsquoeacutetendre la gamme de freacute-quence de 9 kHz agrave 36 ou 7 GHz aux basses freacutequences jusqursquoagrave 10 Hz Lorsque la preacuteseacutelection est coupeacutee en mode analyseur de spectre la sensibiliteacute du RampSregESRP peut ecirctre augmenteacutee gracircce agrave lrsquooption preacuteamplificateur seacutepareacutee RampSregFSV-B22 Avec son faible niveau de bruit (plancher de bruit ndash168 dBm typique dans une bande passante de 1 Hz et avec preacuteamplificateur en fonctionnement) le RampSregESRP peut eacutegalement mesurer avec preacutecision des signaux de tregraves faible
niveau Son excellente dynamique fait qursquoil satisfait aux exi-gences speacutecifiques de la norme CISPR 16-1-1 Ed 3 (laquo Uti-lisation drsquoanalyseurs de spectre sans preacuteseacutelection pour les mesures de perturbations radioeacutelectriques conformes aux normes raquo) agrave savoir pour des signaux parasites agrave partir drsquoune freacutequence de reacutepeacutetition drsquoimpulsion de 20 Hz
Les mesures drsquoeacutemissions de perturbations radioeacutelectriques peuvent ecirctre reacutealiseacutees en mode analyseur de spectre avec ou sans preacuteseacutelecteur Lrsquoutilisateur peut en outre choisir le nombre de points de balayage agrave mesurer dans ce mode Pour une eacutevaluation pertinente jusqursquoagrave 200 001 points de mesure peuvent ecirctre deacutefinis Agrave titre de comparaison jusqursquoagrave 4 mil-lions de points de mesure par courbe sont disponibles en mode reacutecepteur de test Mais les mesures de diagnostic reacutea-liseacutees tout au long du processus de deacuteveloppement doivent aussi ecirctre preacutecises et reproductibles Des reacutesolutions laquo nor-males raquo de 8000 ou 32 000 points de mesure telles que ren-contreacutees habituellement sur drsquoautres analyseurs de spectre atteignent en geacuteneacuteral rapidement leurs limites et srsquoavegraverent insuffisantes pour les mesures CEM
Les marqueurs de mesure configurables du RampSregESRP (jusqursquoagrave 16) positionneacutes sur les freacutequences des signaux para-sites permettent lrsquoanalyse cibleacutee des perturbations Le cou-plage des marqueurs de mesure avec un deacutetecteur de pondeacute-ration CISPR associeacute permet drsquoeacutetablir une comparaison avec les valeurs limites speacutecifieacutees La possibiliteacute de repreacutesenter le spectre sur un axe de freacutequence logarithmique facilite le dia-gnostic des reacutesultats de mesure sur une large gamme de freacute-quences et assure la repreacutesentation conforme aux normes des gabarits Les freacutequences critiques sont clairement afficheacutees dans une liste de pics Cela permet drsquoeacutevaluer rapidement le spectre de perturbations par rapport aux valeurs limites
Geacuteneacuterateur de poursuite pour analyse de reacuteseaux scalaireUn geacuteneacuterateur de poursuite interne (option RampSregFSV-B9) per-met drsquoeacutetendre les fonctions du RampSregESRP agrave lrsquoanalyse de reacuteseaux scalaire pour la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 7 GHz Ainsi la courbe drsquoaffaiblissement en fonction de la freacute-quence par exemple la reacuteponse en freacutequence des cacircbles de mesure ou des filtres peut ecirctre rapidement et aiseacutement deacuteter-mineacutee puis enregistreacutee dans le RampSregESRP sous forme de table de correction (transducteur)
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
Conccedilu pour une utilisation en exteacuterieurPour une utilisation en exteacuterieur par exemple en voiture ou sur site ouvert le RampSregESRP peut ecirctre eacutequipeacute de lrsquooption ali-mentation DC RampSregFSV-B30 (12 V agrave 15 V) et livreacute avec une version de boicirctier diffeacuterente avec protections lateacuterales et poi-gneacutee de transport (fig 8) Utiliseacute sur site ouvert et doteacute du pack batterie Li-ion RampSregFSV-B32 le reacutecepteur fonctionne de maniegravere fiable pendant plusieurs heures par exemple pour enregistrer des seacuteries de mesures
Dans sa version standard le RampSregESRP est eacutequipeacute drsquoun disque dur pour stocker les donneacutees Il peut ecirctre remplaceacute par un disque SSD amovible pour reacutesister agrave une plus grande exposition aux chocs et vibrations dans les veacutehicules ou agrave une tempeacuterature de fonctionnement fluctuant de faccedilon plus importante que la moyenne
Mesures automatiques et support logicielAvec sa fonction drsquoautomatisation de test inteacutegreacutee le RampSregESRP dispose drsquoun seacutequenceur de test configurable conccedilu selon le principe suivant mesure drsquoinvestigation ndash reacuteduction de donneacutees ndash mesure finale (fig 9) Ainsi le nombre de freacutequences agrave veacuterifier en mesure finale et lrsquoeacutecart par rapport agrave une ou plusieurs lignes de valeurs limites sont deacutefi-nis La seacutequence est lanceacutee par simple pression drsquoune touche et srsquoexeacutecute alors entiegraverement en automatique Au choix la mesure finale peut eacutegalement ecirctre effectueacutee de maniegravere inte-ractive La liste des freacutequences repeacutereacutees srsquoouvre en appuyant sur le symbole laquo Peak List raquo Le nombre de freacutequences agrave veacuteri-fier en mesure finale peut ainsi encore ecirctre modifieacute puis lrsquoeacuteva-luation finale est reacutealiseacutee avec des deacutetecteurs Quasi-crecircte CISPR-AV ou CISPR RMS-AV Lrsquoaffectation des deacutetecteurs res-pectifs srsquoeffectue ici avec lrsquoassistant de trace (Trace Wizzard)
En outre les applications logicielles CEM RampSregEMC32 et RampSregES-SCAN sont disponibles pour le controcircle de seacutequence automatique et semi-automatique Le logiciel EMI RampSregES-SCAN est un logiciel Windows abordable et convivial qui a eacuteteacute conccedilu speacutecifiquement pour les mesures lieacutees aux mesures drsquoeacutemissions en laboratoire de deacuteveloppement et qui de ce fait complegravete ideacutealement le RampSregESRP
Le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 prend eacutegalement en charge le RampSregESRP Ce logiciel modulaire permet de reacutealiser des mesures drsquoimmuniteacute et drsquoeacutemissions aussi bien en manuel qursquoen semi-automatique ou entiegraverement en automatique selon les normes civiles et militaires Lrsquoacquisition lrsquoeacutevaluation la documentation et la traccedilabiliteacute fiables des reacutesultats de mesure ainsi que la commande agrave distance de nombreux accessoires tels que systegravemes de macirct et plateau tournant sont inclus
La commande agrave distance du RampSregESRP via GPIB ou LAN srsquoef-fectue soit par lrsquointermeacutediaire drsquointerfaces standard selon
IEC 625-2 (IEEE 4882) soit via des interfaces LAN (10 100 1000BaseT) Des pilotes gratuits disponibles sur le site Inter-net de RohdeampSchwarz pour LabVIEW LabWindows CVI et VXI Plug amp Play permettent drsquointeacutegrer le RampSregESRP dans des programmes personnaliseacutes
ReacutesumeacuteLe RampSregESRP est un reacutecepteur de mesure CEM pour la gamme de freacutequences de 10 Hz agrave 7 GHz speacutecialement conccedilu pour la reacutealisation de mesures de diagnostic tout au long du processus de deacuteveloppement de nouveaux produits ainsi que pour la preacuteparation agrave la mesure de certification finale Gracircce agrave ses performances RF exceptionnelles sa vitesse de mesure et ses nombreuses fonctions de mesure il est lrsquooutil ideacuteal pour une utilisation en deacuteveloppement et en laboratoire Il est de ce fait optimiseacute pour effectuer les mesures CEM le plus rapi-dement possible et de faccedilon aussi preacutecise que neacutecessaire Pour cela son balayage dans le domaine temporel baseacute FFT acquiert le spectre de perturbations agrave haute vitesse Mais le RampSregESRP est eacutegalement un analyseur de spectre complet doteacute de hautes performances pour les applications en labo-ratoire Son interface utilisateur clairement structureacutee et son eacutecran tactile rendent son utilisation conviviale qualiteacute que lrsquoon peut appreacutecier agrave sa juste valeur dans toute lrsquoeacutetendue de sa large gamme drsquoapplications Avec cet appareil polyvalent lrsquoutilisateur atteint rapidement son objectif ndash agrave savoir la pro-duction en seacuterie de son produit agrave certifier
Volker Janssen
Fig 9 Menu drsquoautomatisation des tests pour la configuration des
mesures exeacutecuteacutees en automatique
Bibliographie Amendment 12010-06 to CISPR 16-1-12010-01 (Edition 3) Specification for radio dis-turbance and immunity measuring apparatus and methods ndash Part 1-1 Radio disturbance and immunity measuring apparatus ndash Measuring apparatusDes informations deacutetailleacutees sur le RampSregESRP sont disponibles sous httpwwwrohde-schwarzcomenproductesrp-productstartpage_63493-35077html
ACTUALITEacuteS 20813 59
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
60
Fig 1 Avec le concept MultiTX du
nouvel eacutemetteur RampSregTMU9 jusqursquoagrave
six eacutemetteurs peuvent ecirctre logeacutes dans
une baie repreacutesentant un gain de place
jusqursquoagrave 80 par rapport agrave lrsquoempreinte
au sol jusqursquoici neacutecessaire Dans cet
exemple trois eacutemetteurs sont installeacutes
chacun fournissant une puissance de
sortie de 114 kW
Systegravemes de transmission effi-caces pour toutes les classes de puissanceDepuis 2011 date de lancement des eacutemet-
teurs UHF de forte puissance RampSregTHU9
RohdeampSchwarz nrsquoa cesseacute de deacutevelopper de
maniegravere conseacutequente cette toute nouvelle
geacuteneacuteration drsquoeacutemetteurs Crsquoest ainsi que
les eacutemetteurs UHF de moyenne puissance
RampSregTMU9 et les eacutemetteurs de faible puis-
sance RampSregMLx partent deacutesormais agrave la
conquecircte du marcheacute Tous ont en commun un
encombrement reacuteduit et une haute efficaciteacute
eacutenergeacutetique (voir eacutegalement article page 63)
DIFFUSION RADIO ET TV | Systegravemes de transmission
Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9 coucirct de fonctionnement minimal ndash flexibiliteacute maximaleEncombrement reacuteduit livraison rapide faible coucirct drsquoexploitation et haute disponibiliteacute ndash telles sont les
principales exigences des opeacuterateurs de reacuteseau en matiegravere drsquoeacutemetteurs de diffusion terrestre exigences
auxquelles reacutepond parfaitement la famille drsquoeacutemetteurs RampSregTX9 qui srsquoest maintenant eacutelargie pour inclure
les eacutemetteurs agrave refroidissement par air RampSregTMU9 avec des puissances allant de 300 W agrave 285 kW
MultiTX ndash concept reacuteussi pour pallier le manque drsquoespace et les hausses de coucircts de location Manque drsquoespace et hausse des coucircts de location sont des difficulteacutes auxquelles tous les opeacuterateurs de reacuteseau sont confronteacutes En effet il nrsquoest pas rare que les stations drsquoeacutemis-sion doivent ecirctre eacutequipeacutees de multiplexes suppleacutemen-taires alors qursquoil y regravegne souvent un manque drsquoespace chro-nique et qursquoune augmentation de loyer pour loger drsquoautres baies drsquoeacutemetteurs est hors de question Ces graves pro-blegravemes des opeacuterateurs ont constitueacute la principale preacuteoccupa-tion des concepteurs lors du deacuteveloppement de la nouvelle famille drsquoeacutemetteurs UHF RampSregTMU9 agrave puissances situeacutees entre 300 W et 285 kW Leur concept MultiTX permet drsquoac-cueillir jusqursquoagrave six eacutemetteurs dans une baie ndash avec un gain de place pouvant aller jusqursquoagrave 80 de lrsquoespace habituellement requis (fig 1) Qui plus est des systegravemes de redondance com-plets peuvent ecirctre installeacutes dans une seule baie drsquoeacutemetteurs par exemple un systegraveme de reacuteserve 2+1 avec une puissance de sortie de 114 kW Cela permet drsquoobtenir non seulement un gain de place au sol mais eacutegalement un gain de temps impor-tant lors de la mise en service En outre le RampSregTMU9 est eacutegalement disponible sans baie jusqursquoagrave des puissances de sor-tie de 114 kW de sorte qursquoil peut ecirctre installeacute dans des baies existantes disposant drsquoun espace suffisant pour lrsquoaccueillir
Modulaires et fabriqueacutes en seacuterie ndash precircts agrave relever tous les deacutefis en termes de projets et de planningDeacuteterminer des eacutecheacuteances fermes pour la mise en service des eacutemetteurs fait partie du quotidien des opeacuterateurs de reacuteseaux Les eacutemetteurs qui sont produits en seacuterie et par conseacutequent rapidement disponibles constituent ici une aide preacutecieuse Ces eacutemetteurs peuvent cependant ecirctre configureacutes de maniegravere aussi polyvalente que srsquoil srsquoagissait de fabrication speacuteciale individualiseacutee agrave lrsquoinstar de lrsquoeacutemetteur totalement modulaire RampSregTMU9 fabriqueacute en seacuterie et qui en standard est confi-gurable selon le principe de construction modulaire agrave plus de 50 versions Cela srsquoappreacutecie par exemple avec le concept de refroidissement dans beaucoup de pays on utilise des sys-tegravemes drsquoeacutevacuation drsquoair guideacutes alors que dans drsquoautres lrsquoair chaud est souffleacute directement dans la salle ougrave il doit ecirctre alors refroidi En tout eacutetat de cause le systegraveme de refroidissement du RampSregTMU9 peut ecirctre personnaliseacute pour satisfaire les exi-gences les plus speacutecifiques Sa modulariteacute coheacuterente per-mettra par ailleurs de reacutepondre aiseacutement et rapidement aux demandes ulteacuterieures
Lrsquouniteacute de base RampSregTCE900 est elle aussi modulaire selon la carte enfichable utiliseacutee elle fonctionne comme un eacutemet-teur pilote ou comme une commande drsquoeacutemetteurs (fig 2) Les cartes peuvent ecirctre facilement eacutetendues ou remplaceacutees Si dans un reacuteseau plusieurs familles de la nouvelle geacuteneacuteration drsquoeacutemetteurs RampSregTX9 sont utiliseacutees la gestion des piegraveces de rechange devient gracircce aux possibiliteacutes drsquoutilisation universelle du RampregTCE900 simple et avantageuse en termes de coucircts
Le proceacutedeacute Doherty ndash reacuteduit les coucircts drsquoexploitation de plus de 40 au cours du cycle de vieLes actuelles geacuteneacuterations drsquoeacutemetteurs de nombreux fabri-cants consomment geacuteneacuteralement quatre agrave cinq fois plus drsquoeacutenergie qursquoelles en eacutemettent Le RampSregTMU9 fait quant agrave lui beaucoup mieux en atteignant un rendement de 38 ce qui en fait le premier eacutemetteur agrave refroidissement par air
Fig 2 Le
RampSregTMU9 est hau-
tement configurable
ici les appareils de
base RampSregTCE900
sortis de leur baie
sont capables agrave
lrsquoaide de cartes enfi-
chables de fonction-
ner comme eacutemetteur
pilote ou commande
drsquoeacutemetteur
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Eacutemetteur avec proceacutedeacute de Doherty
Eacutemetteur pilote
Amplificateur
RF Psortie
Amplificateur principal
Amplificateur de crecirctes
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permettant de reacuteduire de plus de 40 les coucircts eacutenergeacutetiques Cette eacuteconomie est obtenue gracircce au proceacutedeacute Doherty uti-liseacute dans les amplificateurs de puissance Baseacute sur une inven-tion de William H Doherty dans les anneacutees 1930 ce pro-ceacutedeacute est utiliseacute avec succegraves depuis de nombreuses anneacutees dans les communications mobiles et contribue eacutegalement agrave y reacuteduire les besoins en eacutenergie Le principe de base consiste agrave diviser lrsquoamplification du signal en deux voies Lrsquoune de ces voies lrsquoamplificateur de crecircte prend en charge lrsquoampli-fication des signaux de crecircte et lrsquoautre lrsquoamplificateur prin-cipal lrsquoamplification des signaux de valeur moyenne (fig 3) Cela preacutesente lrsquoavantage suivant agrave savoir qursquoaucune reacuteserve de puissance pour les signaux crecirctes nrsquoest requise dans lrsquoam-plificateur principal Lrsquoamplificateur de crecircte nrsquointervient que lorsque des pics de puissance se produisent Lrsquoutilisation de ce proceacutedeacute permet de reacutealiser de substantielles eacuteconomies drsquoeacutenergie dans les deux amplificateurs Avec le RampSregTMU9 RohdeampSchwarz a reacutevolutionneacute la meacutethode Doherty autrefois agrave bande eacutetroite en permettant pour la premiegravere fois son uti-lisation dans les amplificateurs agrave large bande Cela simplifie eacutegalement la gestion des piegraveces de rechange dans les grands reacuteseaux de diffusion utilisant de nombreuses freacutequences dif-feacuterentes eacutetant donneacute qursquoil nrsquoest ainsi plus neacutecessaire de maintenir en stock un nombre aussi important drsquoamplifica-teurs diffeacuterents
Concepts de redondance innovants pour une disponibiliteacute extrecircmeLes contrats entre les opeacuterateurs de reacuteseaux et les diffuseurs reacutegissent les peacutenaliteacutes encourues en cas drsquointerruption drsquoeacutemission ou de retard dans la mise en service de lrsquoeacutemetteur Dans ce dernier cas le RampSregTMU9 leur assure une grande seacutereacuteniteacute eacutetant donneacute que les eacutemetteurs sont livreacutes preacute-cacircbleacutes et precircts agrave installer dans la baie ndash ce qui permet une mise en service rapide et dans les temps impartis Un autre grand sou-tien est apporteacute par la polyvalence de leur commande pos-sible en local via un ordinateur portable et un eacutecran tactile optionnel ainsi qursquoagrave distance via un navigateur Web ou SNMP
Des reacuteseaux eacutelectriques instables des deacutefauts de climatisa-tion ou des problegravemes drsquoacheminement du signal suscep-tibles de compromettre la disponibiliteacute sont geacutereacutes par le RampSregTMU9 gracircce agrave diffeacuterentes options Crsquoest ainsi que des alimentations redondantes inteacutegreacutees dans les amplificateurs protegravegent contre les deacutefaillances de phases individuelles voire drsquoune uniteacute drsquoalimentation complegravete Des solutions speacute-cifiques en matiegravere de conduites drsquoextraction drsquoair permettent drsquoexploiter lrsquoeacutemetteur indeacutependamment drsquoun systegraveme de cli-matisation Cela augmente la disponibiliteacute et reacuteduit ici eacutegale-ment la consommation drsquoeacutenergie Pour des exigences de dis-ponibiliteacute encore plus eacuteleveacutees des concepts de redondance sophistiqueacutes sont disponibles comme par exemple Dual Drive Backup Drive ou systegravemes de reacuteserve N+1
RampSregTMU9 preacutesenteacute en septembre deacutejagrave agrave lrsquoantenne et primeacute en deacutecembre Le RampSregTMU9 a eacuteteacute preacutesenteacute au public en septembre 2012 agrave lrsquooccasion du salon IBC qui se tient tous les ans agrave Amsterdam Deux mois plus tard les deux premiers eacutemetteurs eacutetaient deacutejagrave agrave lrsquoantenne Leur rendement eacuteleveacute et leur structure compacte ont seacuteduit lrsquoopeacuterateur de reacuteseau Onecast filiale de la plus grande chaicircne de teacuteleacutevision franccedilaise TF1 (Groupe Bouygues) Onecast a commandeacute les deux eacutemetteurs dans une confi-guration MultiTX avec proceacutedeacute Doherty et doteacutes drsquoun sys-tegraveme agrave eacutevacuation drsquoair guideacutee Le projet comprenait eacutegale-ment dix eacutemetteurs de la nouvelle geacuteneacuteration haute puissance RampSregTHU9 eacutegalement en configuration MultiTX et avec proceacutedeacute Doherty Ce projet a permis agrave Onecast de gagner le laquo Concours de projets drsquoapprovisionnement responsables raquo dans la cateacutegorie des laquo Projets les plus eacuteconomiques et res-pectueux de lrsquoenvironnement raquo au sein du groupe Bouygues reacutecompense attribueacutee pour la premiegravere fois en Deacutecembre 2012
Christian Wachter
Fig 3 Lrsquoeacutemetteur RampSregTMU9 fonctionne selon le proceacutedeacute de Doherty et
reacutealise de ce fait un rendement pouvant atteindre 38
La notion drsquoefficaciteacute redeacutefinie les eacutemetteurs UHF de haute puissance RampSregTHU9 ACTUALITEacuteS 2011 (Ndeg 204) p 46ndash52
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Eacutemetteur principal RampSregMLx
Systegraveme de refroidissement Acheminement du flux de transport
Infrastructure GPS
Bacirctiment site drsquoeacutemetteurs salle drsquoeacutemetteurs
Alimentation
Infrastructure reacuteseau Antennes dlsquoeacutemission et de reacuteception
Systegraveme de refroidissement Acheminement du flux de transport
Infrastructure GPS
Bacirctiment site drsquoeacutemetteurs salle drsquoeacutemetteurs
Alimentation
Infrastructure reacuteseau Antennes dlsquoeacutemission et de reacuteception
Besoins en infrastructures
Eacutemetteurs TV faible puissance RampSregMLx il suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes Les reacuteseaux de teacuteleacutevision terrestre doivent assurer le plus complegravetement possible la couverture drsquoun secteur
geacuteographique y compris les valleacutees et les zones drsquoombre entre les immeubles pour lesquelles de nombreux
eacutemetteurs de faible puissance sont geacuteneacuteralement utiliseacutes Ces eacutemetteurs exigent une infrastructure plus
ou moins complexe avec les investissements neacutecessaires correspondants difficiles agrave calculer Les nouveaux
eacutemetteurs de faible puissance RampSregMLx en revanche permettent drsquoeacuteviter ces piegraveges agrave budget potentiels
eacutetant donneacute qursquoils ne neacutecessitent qursquoun minimum drsquoinfrastructure
Source de coucircts cacheacutes eacutemetteurs agrave infrastructure sophistiqueacutee Habituellement les reacuteseaux de diffusion terrestres sont drsquoabord deacuteployeacutes pour couvrir une large zone avec des
eacutemetteurs de forte et moyenne puissance (gt 600 W) Les opeacuterateurs reacuteseau utilisent ensuite des systegravemes de transmis-sion de tregraves faible puissance (lt 10 W) pour combler les zones drsquoombre comme par exemple dans les valleacutees laquo canyons
Fig 1 Le budget requis pour combler les zones blanches dans les reacuteseaux de teacuteleacutevision peut ecirctre maicirctriseacute en utilisant des eacutemetteurs de faible puissance
dont les exigences drsquoinfrastructure sont les plus reacuteduites possibles
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de chaleur et son refroidissement assisteacute par convection il peut ecirctre utiliseacute dans de nombreuses reacutegions sans neacuteces-siter de climatisation Son reacutecepteur satellite et le modem UMTS inteacutegreacutes permettent respectivement drsquoacheminer le train de transport sans cacircbles et de se passer drsquoune infrastruc-ture filaire pour la surveillance de lrsquoeacutemetteur (fig 3) Drsquoautres fonctions telles que le reacutecepteur GPS et le proceacutedeacute drsquoannula-tion drsquoeacutecho sophistiqueacute drsquoun gain maximum de +24 dB com-plegravetent le concept systegraveme Seules sont indispensables sur le site lrsquoalimentation et les antennes drsquoeacutemission et de reacuteception
Une autre caracteacuteristique cleacute du nouvel eacutemetteur est sa haute disponibiliteacute Le concept de redondance permet une adapta-tion gradueacutee du niveau de secours aux exigences gracircce aux systegravemes de reacuteserve de 1+1 jusqursquoagrave 6+1 Pour une disponibi-liteacute encore plus importante une alimentation redondante peut ecirctre installeacutee
Souplesse dans le choix du siteDes produits concurrents de la classe de puissance de 10 W neacutecessitent en geacuteneacuteral beaucoup de place car ils preacutesentent une profondeur de 450 mm ou plus et sont en outre eacutequi-peacutes drsquointerfaces situeacutees aussi bien sur la face avant que sur le panneau arriegravere Eacutetant donneacute que ces interfaces doivent ecirctre accessibles pour les travaux de maintenance le besoin drsquoespace effectif de ces eacutemetteurs est nettement supeacuterieur agrave leur profondeur reacuteelle Si lrsquoon ajoute agrave cela que de tels pro-duits preacutesentant ces inconveacutenients neacutecessitent eacutegalement des infrastructures filaires le nombre drsquoemplacement de sites approprieacutes se reacuteduit alors de maniegravere significative
urbains raquo et tunnels Le fonctionnement de ces eacutemetteurs de faible puissance neacutecessite une infrastructure adapteacutee agrave savoir emplacement proteacutegeacute dans un bacirctiment ou dans une armoire outdoor refroidissement alimentation acheminement du train de transport infrastructure reacuteseau pour la surveillance signaux GPS ainsi qursquoantennes drsquoeacutemission et le cas eacutecheacuteant de reacuteception (fig 1) Ces exigences drsquoinfrastructure ne doivent absolument pas ecirctre sous-estimeacutees car en geacuteneacuteral de nom-breux sites sont neacutecessaires pour couvrir le plus inteacutegrale-ment possible une zone ndash ce qui entraicircne de lourds investisse-ments difficiles agrave eacutevaluer
RampSregMLx eacutemetteurs faible puissance robustes agrave exigences reacuteduitesLe nouvel eacutemetteur de faible puissance multicanaux RampSregMLx (fig 2) a eacuteteacute deacuteveloppeacute en veillant tout particuliegrave-rement agrave reacuteduire les exigences en termes de neacutecessiteacute drsquoin-frastructure Ainsi sa conception systegraveme modulaire com-bine polyvalence et fiabiliteacute avec besoin drsquoespace minimum Le boicirctier compact de 19 de cinq uniteacutes de hauteur et de 250 mm de profondeur peut accueillir au total jusqursquoagrave six eacutemetteurs Gap Filler ou reacute-eacutemetteurs pour DVB-T DVB-H et DVB-T2 de classes de puissance de 1 W 5 W et 10 W combi-neacutes agrave volonteacute et exploiteacutes en parallegravele
Le RampSregMLx peut gracircce agrave son design compact et le position-nement intelligent des interfaces ecirctre inteacutegreacute dans un espace confineacute comme par exemple dans des armoires outdoor sans accegraves au panneau arriegravere une salle drsquoeacutemetteurs ou mecircme un bacirctiment ne sont pas neacutecessaires Gracircce agrave sa faible dissipation
Fig 2 Le RampSregMLx
est compact et indeacute-
pendant des infras-
tructures filaires
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Ce genre de compromis nrsquoest pas neacutecessaire avec le RampSregMLx Gracircce agrave la compaciteacute de son concept et sa grande indeacutepen-dance en termes drsquoinfrastructures filaires et de climatisation le RampSregMLx srsquointegravegre facilement dans une armoire outdooor ndash ouvrant ainsi agrave ce systegraveme drsquoeacutemetteurs des possibiliteacutes drsquoins-tallation quasi universelles
Conclusion un eacutemetteur pour de nombreuses applicationsQue ce soit dans une station drsquoeacutemission ou une armoire outdoor dans une zone urbaine ou des reacutegions eacuteloigneacutees le RampSregMLx ndash gracircce agrave son design compact et son concept sys-tegraveme modulaire ndash convient agrave une large gamme de sceacutenarios drsquoapplications Dans les laquo canyons urbains raquo preacutesentant de nombreuses zones drsquoombre dans des conditions de propa-gation de signaux complexes et drsquoespace limiteacute le RampSregMLx marque des points gracircce agrave sa flexibiliteacute dans le choix de lrsquoem-placement lrsquoindeacutependance des infrastructures filaires et son proceacutedeacute drsquoannulation drsquoeacutecho incomparable
Certaines reacutegions eacuteloigneacutees comme par exemple sur les petites icircles sont en geacuteneacuteral deacutepourvues de toute infrastruc-ture Il nrsquoexiste souvent aucun eacutemetteur principal aucune possibiliteacute drsquoacheminement de signal filaire et aucune possibi-liteacute de surveillance Dans un tel sceacutenario un RampSregMLx eacutequipeacute drsquoun reacutecepteur satellite drsquoun modem UMTS et de modules
eacutemetteurs offre une solution optimale rapidement mise en œuvre sans investissement important suppleacutementaire
Contrairement agrave certains eacutemetteurs de diffusion concurrents de sa classe de puissance le RampSregMLx est un produit opti-miseacute pour reacutepondre agrave des exigences drsquoinfrastructure mini-males lequel offre une grande flexibiliteacute drsquoinstallation des sys-tegravemes drsquoeacutemission et une utilisation universelle dans diffeacuterents sceacutenarios drsquoapplication
Maurice Uhlmann
Modules pour RampSregMLx Alimentation Alimentation redondante (en option) Module de gestion Modem GPRS UMTS (en option) Modules de canaux avec puissance de sortie de 1 W 5 W ou 10 W (jusqursquoagrave six par systegraveme)
Modules eacutemetteurs pour DVB-T ou DVB-T2 Modules reacuteeacutemetteurs pour DVB-T Modules Gap Filler pour DVB-T DVB-T2 ISDB-T Module reacutecepteur GPS Module reacutecepteur GPS redondant (en option) Module reacutecepteur satellite Uniteacute de commutation N+1 pour modules eacutemetteur et Gap-Filler
Fig 3 Le RampSregMLx peut ecirctre
commandeacute agrave distance via une
interface utilisateur baseacutee naviga-
teur Web
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Essai DVB-T2 in situ par la Bayerischer Rundfunk agrave MunichAvant que les reacuteseaux puissent entrer en exploitation reacuteguliegravere avec de nouvelles normes de diffusion il
est indispensable de reacutealiser des tests approfondis Cela vaut eacutegalement pour le passage de la norme teacuteleacute-
vision DVB-T agrave DVB-T2 La radio et teacuteleacutevision bavaroise Bayerischer Rundfunk a lanceacute agrave cet effet en 2010
agrave Munich un essai grandeur nature que RohdeampSchwarz a soutenu en fournissant les eacutequipements de
mesure et drsquoeacutemission correspondants
Un long chemin ndash de la norme au reacuteseau inteacutegralement testeacute Les premiers deacutetails techniques de la nouvelle norme de radiodiffusion terrestre DVB-T2 ont eacuteteacute publieacutes au printemps 2007 RohdeampSchwarz a finaliseacute fin 2009 lrsquoimpleacutementa-tion de la nouvelle norme dans le systegraveme de test de diffu-sion RampSregSFU de sorte que des essais sur reacutecepteurs grand public ont pu ecirctre reacutealiseacutes Les premiers reacuteseaux de test en 2010 ont eacuteteacute initialement installeacutes sous forme de reacuteseaux multi-freacutequence (MFN) On ne disposait alors drsquoaucune expeacute-rience avec les reacuteseaux DVB-T2 isofreacutequence (SFN) pour la norme DVB-T2 car les passerelles T2 neacutecessaires agrave cet effet restaient encore agrave deacutevelopper
Deacutebut 2010 la radio bavaroise (BR) a lanceacute une initiative drsquoun nouvel essai grandeur nature dans le but de tester lrsquoopeacuteration-naliteacute des reacuteseaux DVB-T2 isofreacutequence et de construire un reacuteseau de distribution baseacute IP qui puisse alimenter les stations eacutemettrices avec le train de transport DVB-T2-MI Pour cela les experts ont choisi trois sites eacutemetteur de la radio bavaroise se precirctant bien aux tests MISO situeacutes agrave une distance drsquoenviron 10 km les uns des autres et couvrant principalement le peacuteri-megravetre urbain de Munich (fig 1) Le principal objectif de test eacutetait en effet de comparer la meacutethode laquo Distributed MISO raquo avec la configuration classique en DVB-T SISO
MFN avec trois eacutemetteursEn septembre 2010 le premier site de Munich-Freimann eacutequipeacute drsquoune antenne haute de 110 megravetres et drsquoune PAR drsquoenviron 5 kW a eacuteteacute mis en fonctionnement avec un dia-gramme de rayonnement purement omnidirectionnel Lrsquoeacutemetteur de moyenne puissance de 800 W refroidi par air RampSregNV8302V installeacute sur le site a eacuteteacute tout drsquoabord exploiteacute avec les paramegravetres de fonctionnement 16K normal Code Rate = 23 g = 116 SISO Single PLP puis commuteacute ulteacuterieu-rement sur 32K laquo extended carrier raquo Un reacuteseau MFN avec une contribution TS-ASI avait eacuteteacute initialement preacutevu mais le flux de transport eacutetait deacutejagrave inteacutegreacute dans un reacuteseau de distribution IP
En automne 2010 lrsquoeacutequipe de mesure a installeacute des panneaux drsquoantennes sur le macirct BR agrave Ismaning agrave une hauteur de 210 m en direction de Freimann et avec une PAR drsquoenviron 5 kW eacutegalement Ces antennes ont eacuteteacute relieacutees agrave un eacutemetteur com-pact refroidi par air RampSregSCV8302R drsquoune puissance de sor-tie de 600 W En Mars 2011 le projet a eacuteteacute compleacuteteacute par lrsquoins-tallation drsquoune station du mecircme type agrave la Maison de la Radio du BR pregraves de la gare principale de Munich Ainsi les trois sites eacutetaient laquo agrave lrsquoantenne raquo en mode MFN SISO Des mesures reacutealiseacutees en mobile dans ce reacuteseau DVB-T2 ont deacutejagrave reacuteveacuteleacute des deacutebits de donneacutees drsquoenviron 26 Mbits soit le double de ceux des reacuteseaux DVB-T et ce avec la mecircme robustesse Et comme avec le DVB-T des chutes de niveaux destructrices quasi-identiques et des diffeacuterences de temps de propagation de quelques microsecondes entre deux sites drsquoeacutemission ont eacutegalement eacuteteacute constateacutees dans le spectre (fig 2)
Fig 1 Secteur du reacuteseau expeacuterimental DVB-T2 agrave Munich
DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutefeacuterence
Superposition des signaux dans le SFN
+Eacutemetteur 1
Sans MISO Avec MISO
Eacutemetteur 2
Reacuteseau isofreacutequence en mode MISOLe reacuteseau a eacuteteacute successivement mis agrave niveau pour MISO et la pleine fonctionnaliteacute DVB-T2 en inteacutegrant sur chaque site la Transmitter System Extension RampSregTSE800 et converti en mode multi-PLP en nrsquoutilisant qursquoune seule PLP Le reacuteseau a eacuteteacute ensuite configureacute pour fonctionner en isofreacutequence et les tests en mode MISO ont eacuteteacute lanceacutes au printemps 2012
A lrsquoaide drsquoun logiciel de planification reacuteseau lrsquoeacutequipe a pu deacutefinir des emplacements de mesure pertinents pour reacuteali-ser les mesures de couverture mobile (drive-test) preacutevues Ce logiciel a faciliteacute la seacutelection en permettant de visualiser claire-ment sur des cartes et diagrammes notamment le niveau de champ calculeacute les reacuteponses impulsionnelles et les emplace-ments agrave diffeacuterences de temps de propagation identiques
Les veacutehicules de la BR et de lrsquoInstitut de la technologie de radiodiffusion (IRT Institut fuumlr Rundfunktechnik) lesquels ont eacuteteacute eacutequipeacutes drsquoappareils de mesure de RohdeampSchwarz ont exeacutecuteacute de nombreux trajets de mesure dans le SFN Des reacutesultats de mesure de champ compleacutementaires ont eacuteteacute obte-nus avec une antenne directionnelle orientable installeacutee dans les locaux de RohdeampSchwarz Des eacutetalons de temps et de freacutequence GPS ont synchroniseacute le SFN sur les sites drsquoeacutemis-sion la passerelle RohdeampSchwarz a eacuteteacute synchroniseacutee via un serveur NTP relieacute au GPS
Avec le reacutecepteur de mesure RampSregETL lrsquoeacutequipe de mesure a eacutevalueacute la situation de reacuteception sur tous les sites de mesure concernant le niveau la constellation le MER le spectre et la reacuteponse impulsionnelle Le veacutehicule de mesure de la radio bavaroise a eacuteteacute eacutequipeacute drsquoune antenne omnidirectionnelle agrave polarisation horizontale avec gain drsquoantenne et ou facteur-k
Paramegravetres techniques de lrsquoessai grandeur reacuteelle Freacutequence 706 MHz canal 50 Sites drsquoeacutemetteurs du reacuteseau SFN Site Freimann PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 800 W antenne omnidirectionnelle 110 m Site Ismaning PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 600 W antenne directionnelle SO 210 m Site Maison de la radio BR PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 600 W antenne directionnelle NE 90 m
Playout Center Ismaning avec des contenus-live adapteacutes en deacutebit (programmes SD et HD de lrsquoARD et de la BR) drsquoabord avec des ensembles composeacutes drsquoeacutequipements de mesure puis avec des eacuteleacutements tecircte de reacuteseau standard et enfin avec la nou-velle tecircte de reacuteseau RampSregAVHE100 de RohdeampSchwarz
Paramegravetres opeacuterationnels de lrsquoeacutemetteur en geacuteneacuteral 32K ext Code Rate = 23 g = 116 MPLP avec une PLP (les paramegravetres de reacuteseau T2 ont eacuteteacute varieacutes)
Fig 2 Effet de la superposition des signaux dans le reacuteseau SFN avec
MISO et SISO Il nrsquoexiste pas de correacutelation entre les signaux de lrsquoeacutemet-
teur 1 et de lrsquoeacutemetteur 2
Principales abreacuteviationsERP Effective Radiated Powerg Intervalle de gardeMER Modulation Error RatioMFN Multi Frequency NetworkMIMO Multiple Input Multiple OutputMISO Multiple Input Single OutputNTP Network Time ProtocolPLP Physical Layer PipeSFN Single Frequency Network (reacuteseau isofreacutequence)SISO Single Input Single Output
connu Le signal reccedilu a pu ecirctre affaibli par des pas preacutecis agrave lrsquoaide drsquoun atteacutenuateur commutable Le RampSregETL et diffeacute-rents reacutecepteurs grand public ont eacuteteacute alternativement connec-teacutes agrave cet atteacutenuateur Lrsquoeacutequipe de mesure a deacutetermineacute avec une reacutesolution drsquoun dixiegraveme de deacutecibel pour chaque reacutecep-teur lrsquoaffaiblissement maximal possible du signal etou le point dit laquo Fall-off-the-Cliff raquo et ce sur chaque site de mesure et pour diffeacuterentes configurations de reacuteseau (SISO MISO etc ) La base consideacutereacutee pour deacuteterminer cette valeur drsquoaffaiblissement a eacuteteacute lrsquoeacutevaluation manuelle visuelle et acoustique des signaux videacuteo et audio du reacutecepteur La capaciteacute du reacutecepteur agrave geacuterer la situation etou les paramegravetres reacuteseau deacutefinis eacutetait drsquoautant plus performante que la valeur drsquoaffaiblissement eacutetait eacuteleveacutee
ConclusionLrsquoessai grandeur reacuteelle a permis de collecter des informa-tions pratiques et preacutecieuses sur les nombreux paramegravetres de conception de reacuteseaux isofreacutequence DVB-T2 ce qui a contribueacute de faccedilon importante agrave optimiser de tels reacuteseaux en matiegravere de technique de couverture
Roland Janik (Bayerischer Rundfunk) Walter Fischer Peter Knidlberger (RohdeampSchwarz)
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DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutefeacuterence
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Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande Les fuites sont inacceptables Cette eacutevidence connue de longue date des plombiers et des agents secrets a
reacutecemment susciteacute la controverse chez les opeacuterateurs de reacuteseaux large bande En effet suite agrave la numeacuterisa-
tion de la teacuteleacutevision terrestre une partie de la bande UHF preacuteceacutedemment utiliseacutee pour la TV est deacutesormais
disponible sous forme de laquo dividende numeacuterique raquo pour les services de radiocommunications mobiles Ces
services peuvent ecirctre exposeacutes agrave des perturbations massives causeacutees par des rayonnements non deacutesireacutes en
provenance de reacuteseaux cacircbleacutes large bande interfeacuterences qui doivent alors ecirctre rapidement eacutelimineacutees
Conflits potentiels reacuteseaux LTE et teacuteleacutevision par cacircble dans la bande UHFApregraves finalisation de la numeacuterisation de la teacuteleacutevision terrestre de nombreux pays ont cesseacute de diffuser les programmes TV dans la bande UHF Cette plage de freacutequence ainsi libeacutereacutee ndash eacutegalement appeleacutee laquo dividende numeacuterique raquo ndash a eacuteteacute vendue aux enchegraveres agrave des opeacuterateurs priveacutes pour la planification de reacuteseaux LTE dans la gamme UHF lesquels sont destineacutes agrave lrsquoInternet mobile haut deacutebit et agrave la connectiviteacute Internet dans les zones rurales Les nouveaux proprieacutetaires de ces licences veillent de tregraves pregraves agrave ce qursquoaucune interfeacuterence ne puisse affecter la qualiteacute de leurs services dans la partie du spectre qui leur a eacuteteacute attribueacutee et qursquoaucune nuisance ne puisse gecircner leur exploitation Contrairement agrave la teacuteleacutevision terrestre la teacuteleacutevision par cacircble continue drsquoutiliser la bande UHF qui se chevauche donc avec celle des nouveaux reacuteseaux LTE En cas de fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande la survenance de perturbations est alors ineacutevitable
Rocircle pionnier des Eacutetats-UnisDepuis fort longtemps deacutejagrave lrsquoautoriteacute de reacutegulation nord-ameacute-ricaine FCC a fixeacute des limites strictes relatives aux eacutemissions dans la bande aeacuteronautique VHF de 108 MHz agrave 139 MHz Mais plus reacutecemment des limites ont eacutegalement eacuteteacute fixeacutees pour la gamme de freacutequences de fonctionnement des nou-veaux reacuteseaux LTE entre 700 MHz et 800 MHz (fig 2) Lrsquoob-jectif des valeurs limites FCC est de proteacuteger ces reacuteseaux LTE contre les rayonnements non deacutesireacutes en provenance de reacuteseaux cacircbleacutes large bande Cela engage la responsabiliteacute des cacircblo-opeacuterateurs car les opeacuterateurs de reacuteseau LTE peuvent en tant que proprieacutetaires du spectre engager des poursuites en cas de non-respect des valeurs limites
La responsabiliteacute des cacircblo-opeacuterateurs engageacuteeLes opeacuterateurs de reacuteseaux cacircbleacutes ne sont pas encore tous eacutequipeacutes des appareils de mesure approprieacutes permettant de deacutetecter les eacutemissions de perturbations dans la bande UHF Il est vrai que lrsquoon dispose depuis longtemps drsquoappareils de mesure pour la bande VHF aeacuteronautique mais ceux-ci sont geacuteneacuteralement conccedilus en technologie bande eacutetroite et ne peuvent par conseacutequent pas deacuteceler la preacutesence de signaux UHF Cette capaciteacute est pourtant indispensable eacutetant donneacute que les fuites sont geacuteneacuteralement nettement plus fortes agrave des freacutequences plus eacuteleveacutees qursquoagrave de basses freacutequences Car si dans la bande VHF le niveau de champ des eacutemissions provo-queacutees par des fiches mal serreacutees est agrave peine perceptible dans la bande UHF en revanche il peut deacutepasser largement les limites autoriseacutees
Un outil approprieacute pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande doit ecirctre suffisamment sensible et doteacute drsquoune largeur de bande correspondante pour pouvoir mettre en eacutevidence de faccedilon sucircre les deacutepassements des limites
Fig 1 RampSregEFL110 avec antenne
directionnelle RampSregEFL-Z100 FCC Electronic Code of Federal Regulations Title 47 Part 76 bdquoMultichannel video
and cable television servicerdquo sect76605
DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutecepteurs de mesure
Localisation drsquoune source de perturbations
Aucune eacutemission de perturbations deacutetecteacutee
Lrsquoantenne directionnelle est dirigeacutee directement vers la source de perturbations
Lrsquoantenne directionnelle a eacuteteacute eacuteloigneacutee de la source de perturbations
Reacuteorientation vers la source de perturbations
Les eacutemissions de perturbations preacuteceacutedemment deacutetecteacutees sont deacuteplaceacutees lentement vers le bas dans le diagramme en cascade
Mouvement
de lantenne
Mouvement
de lantenne
strictes aussi bien dans la bande VHF que dans la bande UHF Il doit ecirctre assez rapide pour pouvoir deacutetecter les perturba-tions sporadiques qursquoil doit afficher suffisamment longtemps pour que les utilisateurs puissent eacutegalement les voir
Recherche des perturbations avec analyse FFT et antenne directionnelleLrsquoanalyse FFT ensemble avec le spectrogramme est lrsquooutil ideacuteal pour la recherche de perturbations Elle permet de cap-ter la bande de freacutequences agrave examiner soit entiegraverement soit en plusieurs sous-bandes et calcule ensuite le spectre du signal agrave partir de cette capture Le spectrogramme est uti-liseacute pour visualiser les effets sporadiques et ce pendant une certaine dureacutee Pour cela le reacutecepteur de mesure inscrit le spectre FFT codeacute en couleur dans la ligne supeacuterieure du spec-trogramme et les reacutesultats de mesure plus anciens sont alors deacuteplaceacutes vers le bas Crsquoest pourquoi ce type de repreacutesenta-tion est eacutegalement appeleacute diagramme en cascade
Mais la preuve drsquoune perturbation rayonneacutee seule ne suf-fit pas Il est en effet eacutegalement important de bien deacutetecter la cause et localiser la source des interfeacuterences et une antenne directionnelle est alors indispensable Si cette antenne est dirigeacutee vers une source drsquointerfeacuterence le reacutecepteur de mesure enregistre un niveau plus eacuteleveacute qui reste visible dans le spectrogramme pendant un certain temps (fig 3) Les
eacutemissions de perturbations sont alors toujours apparentes agrave lrsquoeacutecran mecircme si lrsquoantenne nrsquoa eacuteteacute que briegravevement dirigeacutee vers elles Le spectrogramme permet ainsi aux utilisateurs de cerner efficacement une source drsquointerfeacuterence Cela repreacute-sente en outre un avantage lorsque lrsquoappareil de mesure pro-duit un signal acoustique dont la freacutequence varie en fonction du niveau de champ mesureacute
Reacutecepteurs de mesure personnaliseacutes de RohdeampSchwarzLe deacutetecteur de fuites sur cacircbles RampSregEFL110 et lrsquoanalyseur de teacuteleacutevision par cacircble et deacutetecteur de fuite RampSregEFL210 sont deux nouveaux reacutecepteurs de mesure speacutecialement conccedilus pour deacutetecter les fuites sur reacuteseaux cacircbleacutes large bande (fig 1) Ces deux appareils comprennent un analyseur FFT avec spectrogramme et un analyseur de spectre agrave balayage Ils reacutealisent des mesures dans la gamme de freacutequences de 5 MHz agrave 2500 MHz Pour pouvoir deacutemontrer le respect des limites FCC leur sensibiliteacute est optimiseacutee pour les bandes de 108 MHz agrave 139 MHz et de 700 MHz agrave 800 MHz Une antenne VHF UHF directionnelle est disponible en tant qursquoacces-soire Le RampSregEFL210 comprend eacutegalement un reacutecepteur de mesure TV pour la norme de teacuteleacutevision par cacircble US-ameacuteri-caine J83B ainsi que pour la teacuteleacutevision analogique NTSC PAL et SECAM Cela permet agrave lrsquoutilisateur de veacuterifier la qualiteacute du signal TV apregraves eacutelimination de lrsquoerreur Le RampSregEFL110 et le RampSregEFL210 sont optimiseacutes pour les travaux exteacuterieurs Ils sont par conseacutequent de petite taille leacutegers robustes et fonc-tionnent sur batterie Leur eacutecran de 57 srsquoadapte agrave la lumiegravere ambiante et reste parfaitement lisible mecircme en plein soleil gracircce agrave un mode speacutecial exteacuterieur
Les reacutecepteurs de mesure RampSregEFL110 et RampSregEFL210 sont drsquoexcellents outils qui permettent aux cacircblo-opeacuterateurs de deacutetecter rapidement et avantageusement en termes de coucirct des fuites dans leurs reacuteseaux ndash avant intervention des autoriteacutes
Peter Lampel
Gamme de freacutequences
Valeurs limites pour eacutemis-sions de perturbations
f le 54 MHz 15 μVm agrave 30 m de distance
54 MHz lt f le 216 MHz (comprend la bande aeacuteronautique de 108 MHz agrave 139 MHz)
20 μVm agrave 3 m de distance
f gt 216 MHz (comprend la bande LTE de 700 MHz agrave 800 MHz)
15 μVm agrave 30 m de distance
Fig 2 Valeurs limites du FCC pour eacutemissions de perturbations dans les
gammes VHF et UHF
Fig 3 Lrsquoantenne
directionnelle et lrsquoaf-
fichage du spectro-
gramme permettent
de localiser rapide-
ment une source de
perturbations
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DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutecepteurs de mesure
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Refonte totale des antennes de commu-nication et drsquointerception pour naviresMecircme sur les grandes plates-formes militaires flottantes la place se fait rare pour installer les nombreuses
antennes neacutecessaires agrave la communication navigation et interception ainsi qursquoaux systegravemes drsquoarmes et
drsquoalerte radar Ces systegravemes drsquoantennes doivent en outre ecirctre optimiseacutes individuellement en termes de
gamme de freacutequences et de caracteacuteristiques de directiviteacute Dans ces applications critiques en effet aucune
concession nrsquoest permise au niveau performances Rohde amp Schwarz a meneacute dans ce sens des eacutetudes appro-
fondies pour la Marine allemande et mis au point sur la base des reacutesultats obtenus des produits innovants
Systegravemes drsquoantennes la simpliciteacute est souvent un plusOn a de plus en plus besoin de lignes de communications et drsquoapplications compleacutementaires utilisant des antennes agrave bord des navires une tendance qui devrait se confirmer agrave lrsquoavenir Les concepteurs sont confronteacutes agrave des tacircches difficiles ils doivent en effet positionner sur une surface reacuteduite lrsquoen-semble des antennes de faccedilon agrave compromettre le moins pos-sible leurs performances La conception et lrsquoimplantation des antennes neacutecessitent un savoir-faire agrave la hauteur de ce deacutefi car elles ne doivent en effet ni subir lrsquoinfluence des supers-tructures et des antennes voisines ni en affecter drsquoautres agrave leur tour Les conseacutequences seraient deacutesastreuses et lrsquoeffi-caciteacute des systegravemes de communication concerneacutes en serait diminueacutee La circulariteacute des antennes normalement omnidi-rectionnelles pourrait ainsi se deacutegrader ou leur caracteacuteristique verticale de rayonnement perdre en qualiteacute avec pour conseacute-quence un deacutecalage du lobe principal de rayonnement et une diminution du gain drsquoantenne dans la direction requise sans parler de zeacuteros de rayonnement dans certaines directions drsquoazimut et drsquoeacuteleacutevation Il serait alors quasiment impossible de reacutepondre aux exigences militaires speacutecifiques ( STANAG) comme par exemple celles de couvertures omnidirection-nelles pour les liaisons de communication
Rohde amp Schwarz srsquointeacuteresse depuis longtemps agrave ce thegraveme deacutelicat et a eacutelaboreacute des solutions dans le cadre de vastes eacutetudes pour la Marine allemande Les reacutesultats theacuteoriques obtenus au fur et agrave mesure de ces travaux de recherche se mateacuterialisent aujourdrsquohui par la creacuteation drsquoantennes de com-munication de conception nouvelle et drsquoun systegraveme drsquoan-tennes de radiogoniomeacutetrie et de surveillance agrave haute inteacute-gration Ces nouveaux systegravemes neacutecessitent tous beaucoup moins drsquoantennes diffeacuterentes et satisfont parfaitement aux exigences techniques complexes accrues de mise en œuvre sur les navires
De nouveaux concepts pour eacuteviter la profusion drsquoantennes agrave bordRohde amp Schwarz se devait non seulement drsquoassurer une cou-verture omnidirectionnelle parfaite mais aussi drsquooptimiser le diagramme de rayonnement dans le plan drsquoeacuteleacutevation En effet les diagrammes de rayonnement des antennes convention-nelles ndash du moins lorsqursquoil ne srsquoagit pas drsquoantennes agrave bande eacutetroite ndash preacutesentent souvent de tregraves nombreuses pointes Le gain chute notablement dans le plan horizontal Conseacute-quence le lobe principal ne couvre pas entiegraverement ce der-nier De plus des zeacuteros de rayonnement peuvent entraicircner des ruptures de liaison deacutefauts reacutedhibitoires notamment lors de communications avec des avions en approche
Ces exigences de conception eacuteleveacutees en matiegravere drsquoantennes trouvent leur illustration concregravete dans les impressionnants diagrammes de rayonnement de la nouvelle antenne de com-munication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW (fig 1) qui fonctionne dans une gamme de freacutequences particuliegravere-ment large de 118 MHz agrave 453 MHz Mais la caracteacuteristique essentielle de cette antenne crsquoest qursquoelle est composeacutee drsquoeacuteleacute-ments rayonnants disposeacutes en cercle et interconnecteacutes via un reacuteseau de commutation conformateur de faisceaux le Beam Forming Network (BFN) Ce concept ingeacutenieux assure au dia-gramme de rayonnement une circulariteacute parfaite de plusmn06 dB typique et permet drsquoutiliser le dispositif en guise drsquoantenne multi-liaison (Multiple Link) Agrave cet effet plusieurs lignes radioeacutelectriques VHF et UHF (ou toutes les lignes selon le type de radiocommunication) sont relieacutees agrave une antenne agrave bord du navire et exploiteacutees simultaneacutement (fig 2) Le nombre drsquoantennes neacutecessaires sur un navire et par conseacute-quent la multitude de problegravemes causeacutes par les interactions se trouvent ainsi consideacuterablement reacuteduits
Pour obtenir le deacutecouplage entre branche eacutemettrice et branche reacuteceptrice neacutecessaire agrave une reacuteception parfaite il est conseilleacute drsquoutiliser une seconde antenne identique monteacutee au-dessus de la premiegravere Gracircce au concept de deacutecouplage optimiseacute du
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
ndash12 dBndash24 dB
f = 118 MHz f = 200 MHz f = 250 MHz
f = 300 MHz f = 350 MHz f = 400 MHz f = 453 MHz
VHF ndash UHF TX 1
VHF ndash UHF TX 2
VHF ndash UHF TX 3
VHF ndash UHF TX 4
UHF TX 5
UHF TX 6
UHF TX 7
UHF TX 8
Reacuteseau de couplage
BFN
Antenne
Diplexeur
Coupleur
Fig 1 Nouvelle antenne de communication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW avec ses diagrammes de rayonnement dans le plan vertical (inten-
siteacute relative du champ eacutelectrique)
Fig 2 Scheacutema de principe drsquoune antenne
multi-liaison (Multi-Link) agrave reacuteseau de commuta-
tion avec huit lignes radio
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COUP DE PROJECTEUR | Antennes
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Fig 3 Fonctionnant dans la gamme de freacutequences de 960 MHz agrave
1220 MHz lrsquoantenne de communication agrave large bande RampSregAD016M se
precircte ideacutealement agrave une utilisation dans une Liaison 16 (standard de liaison
de donneacutees tactiques) Gracircce agrave sa capaciteacute drsquoempilement lrsquoextreacutemiteacute du
macirct reste libre pour drsquoautres capteurs
macirct de lrsquoantenne RampSregAD066FW il est possible drsquoobtenir des valeurs drsquoisolation eacuteleveacutees de 40 dB et plus mecircme en cas de superposition directe Lrsquoarchitecture modulaire de lrsquoantenne autorise une adaptation aux diamegravetres de macirct les plus divers pour des caracteacuteristiques eacutelectriques comparables Un reacuteseau BFN deacutecentraliseacute et interchangeable renforce les possibiliteacutes de superposition et facilite la maintenance
Avantage suppleacutementaire des antennes ainsi conccedilues on peut eacutegalement les monter en un endroit deacutegageacute sur un macirct aux dimensions adapteacutees Conduisant jusqursquoau point le plus eacuteleveacute du navire ce macirct peut accueillir en dessous et au-des-sus de lrsquoantenne RampSregAD066FW des antennes eacutemettrices ou des capteurs suppleacutementaires beacuteneacuteficiant sur le plan des per-formances de la laquo vue panoramique raquo Crsquoest le cas notam-ment des antennes au standard LDT (Liaison de donneacutees tactiques) et en particulier de la nouvelle antenne de commu-nication agrave large bande RampSregAD016M (fig 3) de conception similaire agrave lrsquoantenne RampSregAD066FW
Fonctionnant dans la gamme de freacutequences de 960 MHz agrave 1220 MHz lrsquoantenne RampSregAD016M se precircte ideacutealement agrave une utilisation dans une Liaison 16 au standard LDT Gracircce agrave la possibiliteacute de montage en superposition il nrsquoest pas neacuteces-saire pour cette application drsquoavoir un macirct deacutedieacute ni de recou-rir agrave un bras de deacuteport qui ne manquerait pas de nuire agrave la circulariteacute du diagramme de rayonnement Enfin exigence fondamentale des concepts drsquoantennes innovants lrsquoextreacute-miteacute du macirct reste libre pour drsquoautres eacutequipements En effet lrsquoextreacutemiteacute drsquoun macirct doit ecirctre obligatoirement reacuteserveacutee aux antennes par nature utiliseacutees au point le plus haut du navire comme les capteurs de systegravemes drsquointerception sensibles
Un faible encombrement gracircce agrave un systegraveme drsquoantennes hautement inteacutegreacuteRohde amp Schwarz propose des appareils et des antennes des-tineacutes aux systegravemes drsquointerception depuis des deacutecennies Ces dispositifs sont ameneacutes agrave couvrir des plages de freacutequence toujours plus larges Aussi les systegravemes drsquoantennes inteacutegrant des capteurs pour les bandes de freacutequences les plus diverses ont un rocircle de plus en plus important agrave jouer Rohde amp Schwarz reacutepond agrave ces besoins avec son nouveau systegraveme drsquoantennes de radiogoniomeacutetrie et de surveillance agrave haute inteacutegration le systegraveme drsquoantennes compact CESMRESM (mesures de soutien eacutelectronique communicationsradars) RampSregACD001 (fig 4) couvre en effet les freacutequences de 1 MHz agrave 18 GHz et mecircme jusqursquoagrave 40 GHz avec son option inteacutegrable Installeacute de preacutefeacuterence en haut drsquoun macirct ce systegraveme drsquoantennes affiche des caracteacuteristiques geacuteneacuterales remarquables dans les sys-tegravemes eacutequipeacutes de radiogoniomegravetres numeacuteriques de reacutecep-teurs et drsquoanalyseurs de signaux Rohde amp Schwarz
Principales caracteacuteristiques du systegraveme drsquoantennes RampSregACD001 Reacuteception de signaux verticaux horizontaux et circulaires Diagrammes omnidirectionnels et directionnels en simultaneacute sur lrsquoensemble de la gamme de freacutequences
Utilisation possible comme antenne de radiogoniomeacutetrie et de surveillance
Protection puissante contre la foudre (indispensable du fait du montage agrave lrsquoextreacutemiteacute du macirct)
Blindage CEM tregraves performant (notamment pour la protec-tion contre les signaux radar)
Le systegraveme drsquoantennes RampSregACD001 peut ecirctre utiliseacute seul ou associeacute aux antennes superposables preacutesenteacutees plus haut
Fig 4 Systegraveme drsquoantennes inteacute-
greacute CESMRESM RampSregACD001
pour une gamme de freacutequences de
1 MHz agrave 18 (40) GHz
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
Systegraveme dantennes inteacutegreacute CESMRESMRampSregACD0011 MHz agrave 18 (40) GHz
Montage sur un macirct cf exemple agrave gauche
Antenne UHF agrave rayonnement circulaire RampSregAD066ST
Dipocircle coaxialVHFUHF RampSregHK014E
Dipocircle coaxialVHFUHFRampSregHK014E
Antenne de communication VHFUHF agrave large bandeRampSregAD066FW118 MHz agrave 453 MHz
Antenne de communication VHFUHF agrave large bandeRampSregAD066FW118 MHz agrave 453 MHz
Antenne de communication agrave large bande RampSregAD016M960 MHz agrave 1020 MHz
Le choix des antennes approprieacutees et leur montage judi-cieux sur le navire permettent de reacutepondre agrave de nombreuses contraintes dans un espace tregraves reacuteduit La figure 5 illustre une possibiliteacute de montage compact drsquoantennes sur un macirct et le positionnement de ces diffeacuterentes configurations hautes per-formances sur les navires
Les antennes Rohde amp Schwarz reacutesistent toutes aux condi-tions environnementales les plus seacutevegraveres leur emplacement exposeacute inheacuterent aux contraintes radioeacutelectriques exige un niveau eacuteleveacute de reacutesistance aux chocs et une grande immuniteacute aux deacutecharges eacutelectriques Dans le mecircme temps la surface eacutequivalente radar des antennes a eacuteteacute reacuteduite afin de garantir le meilleur niveau possible de protection contre la reconnais-sance adverse
Fig 5 Exemple de montage sur macirct et drsquoagencement sur un navire
Tour drsquohorizon des autres nouveauteacutesPour reacutepondre au renforcement des contraintes environne-mentales Rohde amp Schwarz a eacutegalement ameacutelioreacute ndash parallegravele-ment au deacuteveloppement des nouvelles laquo antennes inteacutegreacutees raquo ndash sa palette drsquoantennes conventionnelles pour navires Les antennes preacutesenteacutees ci-dessous sont speacutecialement conccedilues pour les applications navales et optimiseacutees de faccedilon agrave preacute-senter des performances eacuteleveacutees en RF un poids reacuteduit et un encombrement limiteacute
Crsquoest le cas notamment de lrsquoantenne omnidirectionnelle UHF RampSregAD066ST (fig 6) au profil eacutelanceacute tregraves robuste meacutecani-quement Elle convient parfaitement aux systegravemes de com-munication agiles en freacutequence fonctionnant dans la gamme de 225 MHz agrave 400 MHz et neacutecessitant un deacutecouplage impor-tant entre branches drsquoeacutemission et de reacuteception
Fig 6 Antenne
omnidirectionnelle
UHF RampSregAD066ST
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COUP DE PROJECTEUR | Antennes
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Fig 8 Dipocircle coaxial VHFUHF RampSregHK014E
un eacutequipement seacuteduisant par ses caracteacuteris-
tiques optimiseacutees en RF et sa caracteacuteristique de
directiviteacute ameacutelioreacutee
Pour la nouvelle antenne UHF agrave rayonnement circulaire RampSregAD033V3 (fig 7) un principe similaire agrave celui de lrsquoantenne de communication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW (fig 1) a eacuteteacute utiliseacute Hormis sa gamme de freacute-quences (uniquement UHF de 225 MHz agrave 450 MHz) elle preacute-sente des caracteacuteristiques comparables Elle est cependant plus petite et plus leacutegegravere
Le dipocircle coaxial VHFUHF omnidirectionnel RampSregHK014 agrave tregraves large bande (malgreacute sa taille) utiliseacute avec succegraves depuis des deacutecennies dans les applications civiles et mili-taires les plus varieacutees a eacuteteacute modifieacute par Rohde amp Schwarz pour prendre en compte le renforcement des contraintes environ-nementales Reacutesultat le nouveau dipocircle coaxial VHFUHF RampSregHK014E (fig 8) qui ne manque pas drsquoimpressionner par ses performances optimiseacutees en RF et son diagramme de rayonnement ameacutelioreacute
La nouvelle antenne drsquoeacutemission compacte agrave large bande RampSregAD016MC (fig 9) peut ecirctre utiliseacutee comme alternative agrave lrsquoantenne de communication agrave large bande RampSregAD016M sauf dans le cas ougrave un montage en superposition srsquoimpose Malgreacute une puissance transmissible identique cette antenne est beaucoup plus compacte et leacutegegravere que lrsquoantenne RampSregAD016M Sa large gamme de freacutequences de 800 MHz agrave 8000 MHz permet de lrsquoutiliser dans drsquoautres applications que la Liaison 16
Fig 9 Antenne drsquoeacutemission compacte agrave large bande
RampSregAD016MC gracircce agrave une large gamme de freacutequences
(800 MHz agrave 8000 MHz) elle peut ecirctre utiliseacutee pour drsquoautres
applications que la Liaison 16
Fig 7 Antenne UHF agrave rayonnement circulaire
RampSregAD033V3 pour freacutequences de 225 MHz agrave
450 MHz
En reacutesumeacuteRohde amp Schwarz a consideacuterablement eacutetoffeacute et entiegraverement refondu sa gamme drsquoantennes individuelles et de systegravemes drsquoantennes pour les navires Il est deacutesormais possible de reacuteali-ser des installations qui reacutepondent aux contraintes eacutelectriques et meacutecaniques les plus seacutevegraveres et prennent en compte les exi-gences particuliegraveres des clients
Klaus Fischer Andreas Knuumlttel
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
RampSregEB510 radiosurveillance sans discontinuiteacute dans la gamme des ondes courtesLes liaisons de communication par ondes courtes demeurent tregraves inteacuteressantes car elles offrent des avan-
tages non neacutegligeables mecircme agrave lrsquoegravere de lrsquoInternet et des liaisons SATCOM agrave lrsquoeacutechelle mondiale entraicirc-
nant une demande toujours aussi forte en radiosurveillance dans le domaine HF Quelques exemples citeacutes
dans cet article nous permettent drsquoillustrer lrsquoutilisation universelle proposeacutee agrave cet effet par le reacutecepteur de
surveillance HF RampSregEB510
Fig 1 Reacutecepteur
de surveillance HF
RampSregEB510 ici dans
sa version avec eacutecran
Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510Les ondes courtes restent un moyen de communication tregraves attractif car elles atteignent de grandes distances sans infras-tructures techniques complexes (voir encadreacute page 77) La neacutecessiteacute drsquoune radiosurveillance dans la gamme HF est par conseacutequent toujours aussi actuelle et le reacutecepteur de surveil-lance HF compact et ultrasensible RampSregEB510 (fig 1) lequel couvre la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 32 MHz est tout particuliegraverement indiqueacute pour cette tacircche Il propose des bandes passantes temps reacuteel jusqursquoagrave 32 MHz et des donneacutees IQ numeacuteriques jusqursquoagrave 5 MHz Ses excellentes caracteacuteris-tiques HF (par exemple eacutechantillonnage direct avec faible bruit de phase) sa puissance de traitement du signal numeacute-rique et ses nombreuses fonctions fort utiles (par exemple ses diffeacuterents modes de balayage et sa deacutemodulation multi-
canal) lui permettent de couvrir toutes les tacircches de radio-surveillance civiles et militaires nœud de capteurs reacutecepteur deacuteporteacute reacutecepteur de surveillance autonome pour la radiosur-veillance gestion de freacutequences et bien plus encore
Balayage de freacutequence rapide agrave haute reacutesolutionLes eacutemetteurs actifs sont immeacutediatement perceptibles au sein du spectre HF gracircce agrave la bande passante temps reacuteel de 32 MHz du RampSregEB510 Lrsquooption Scan panoramique (RampSregEB500-PS) permet pour des reacutesolutions plus fines (lar-geurs de pas infeacuterieures agrave 10 kHz) de reacuteduire la bande pas-sante jusqursquoagrave 01 kHz indeacutependamment de la gamme de freacute-quence concerneacutee Ces reacutesolutions reacuteduites offrent une sen-sibiliteacute plus eacuteleveacutee une plage dynamique eacutelargie et une
ACTUALITEacuteS 20813 75
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Reacutecepteurs
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Fig 4 Surveillance drsquoun maximum de quatre signaux simultaneacutement
Fig 5 Affichage drsquoune liaison de communication eacutetablie selon la
meacutethode CTCSS
meilleure immuniteacute aux signaux des canaux adjacents per-mettant ainsi la deacutetection drsquoun plus grand nombre de signaux au sein du spectre (fig 2)
Polyvalence du RampSregEB510 exemples drsquoapplicationsSurveillance du trafic radio en mode Memory-ScanLes communications par ondes courtes sont soumises agrave de nombreux facteurs comme par exemple les fluctua-tions de la hauteur et de lrsquointensiteacute des couches ioniseacutees les peacuteriodes de forte activiteacute solaire ou les influences saison-niegraveres entraicircnant pour lrsquoutilisateur la neacutecessiteacute de seacutelection-ner les freacutequences respectives approprieacutees pour eacutetablir une connexion radio en fonction de la saison de lrsquoheure du jour et de la distance agrave parcourir Pour faciliter la tacircche des opeacute-rateurs de radiosurveillance soumis agrave ces diverses et nom-breuses conditions de travail le RampSregEB510 dispose de 10 000 emplacements de meacutemoire programmables permet-tant de stocker les freacutequences inteacuteressantes qui peuvent ecirctre appeleacutees avec une vitesse de balayage de 1600 canaux par seconde Chaque emplacement meacutemoire peut contenir la freacute-quence une description individuelle la bande passante et le type de deacutemodulation lrsquoatteacutenuation et les valeurs de reacuteduc-tion de bruit (fig 3) Les freacutequences enregistreacutees peuvent ecirctre copieacutees dans une liste dite drsquoexclusion afin de ne pas en tenir compte lors de lrsquoanalyse
Surveillance multi-canalLe reacutecepteur dispose avec lrsquooption RampSregEB510-DDC de trois abaisseurs numeacuteriques (DDC Digital Down Converter) lui per-mettant ensemble avec le deacutemodulateur principal de sur-veiller jusqursquoagrave quatre signaux simultaneacutement (fig 4) Des reacuteglages de deacutemodulation identiques mais eacutegalement indivi-duels peuvent ecirctre affecteacutes aux canaux par exemple pour la bande passante et le type de deacutemodulation de sorte que les
Fig 3 Menu de configuration pour les meacutemoires de freacutequence
Fig 2 En haut mode freacutequence fixe (FFM) dans la bande passante temps
reacuteel de 32 MHz avec une reacutesolution de 10 kHz En bas en mode Pscan
(Panorama scan ndash balayage panoramique) agrave reacutesolution de seulement 1 kHz
un plus grand nombre drsquoeacutemissions sont intercepteacutees (marqueacute en rouge)
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Avantages des communications via ondes courtesLa gamme des ondes courtes (3 agrave 30 MHz) permet drsquoeacutetablir des liaisons de communication aussi bien sur de courtes que sur de tregraves grandes distances Outre la propagation par ondes directes (ligne de vue) il existe deux autres formes de propagation agrave savoir par ondes de sol et par onde drsquoespace
Les ondes de sol dans la gamme HF agrave freacutequences rela-tivement basses et par conseacutequent agrave grandes lon-gueurs drsquoonde preacutesentent une grande robustesse et peuvent mecircme traverser des fluides comme par exemple lrsquoeau de mer voire des obstacles solides
Les ondes drsquoespace se propagent sur de tregraves grandes distances gracircce aux multiples reacuteflexions entre le sol et lrsquoionosphegravere Dans des conditions favorables elles peuvent mecircme atteindre lrsquoautre cocircteacute du globe En cas de propagation par ondes drsquoespace les communica-tions radio exigent des connaissances en matiegravere drsquoef-fets ionospheacuteriques drsquoactiviteacute solaire et des freacutequences approprieacutees en fonction de la saison et de lrsquoheure de la journeacutee ainsi que de la distance agrave parcourir
Les systegravemes de communication HF sont faciles agrave ins-taller et ne neacutecessitent pas drsquoinfrastructure reacuteseau com-plexe Les freacutequences dans la gamme HF sont geacuteneacute-ralement utiliseacutees pour les communications longues distances Ces systegravemes sont utiliseacutes non seulement pour les communications vocales sol-air mais eacutega-lement pour le controcircle du trafic aeacuterien les commu-nications maritimes et la diffusion des informations meacuteteacuteorologiques
Principales caracteacuteristiques du RampSregEB510 Gamme de freacutequence de 9 kHz agrave 32 MHz Bande passante temps reacuteel jusqursquoagrave 32 MHz et deacutemodulation en parallegravele avec bandes passantes de 100 Hz agrave 5 MHz
Mode laquo Scan panoramique raquo rapide jusqursquoagrave 60 GHzs sur toute la gamme de freacutequence
Modes laquo Frequency Scan raquo et laquo Memory Scan raquo ultrarapides jusqursquoagrave 1600 canauxs
Spectre FI polychrome garantissant une deacutetection fiable des signaux pulseacutes
Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510 dans sa ver-
sion sans eacutecran pour utilisation en mode teacuteleacutecom-
mandeacute via une interface LAN
contenus audio respectifs peuvent ecirctre deacutemoduleacutes Tous les canaux ou chaque canal individuellement peuvent ecirctre trans-mis via un reacuteseau local et enregistreacutes pour une classification ulteacuterieure (par exemple avec le logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430)
Identification drsquoappels seacutelectifsPour la communication radio mobile terrestre ou marine des appels seacutelectifs sont geacuteneacuteralement utiliseacutes Ainsi un sous-ensemble de reacutecepteurs deacutetermineacutes ou un seul en particu-lier peut ecirctre appeleacute directement Cela eacutevite une perturbation mutuelle sur des canaux radio partageacutes Le reacutecepteur affiche automatiquement la norme drsquoappels seacutelectifs reccedilue ou per-met de filtrer les reacutesultats par des appels seacutelectifs speacutecifique-ment rechercheacutes
Avec lrsquooption Selective Call RampSregEB510-SL le RampSregEB510 peut deacutecoder et afficher de nombreux appels seacutelectifs CCIR1 CCIR7 CCITT EEA EIA EURO DCS DTMF CTCSS NATEL VDEW ZVEI1 et ZVEI2 Lrsquoexemple preacutesenteacute en figure 5 illustre la deacutetection drsquoun signal codeacute selon CTCSS (Continuous Tone Coded Squelch System) Les deux tonaliteacutes attribueacutees se situent sur les freacutequences de 976 Hz et 2503 Hz (Ndeg 13 et 51)
ConclusionAvec sa large bande passante en temps reacuteel et le traitement du signal en continu innovant sans aucun temps mort le reacutecepteur de surveillance RampSregEB510 intercepte des signaux LPI (Low Probability of Intercept) ou agrave sauts de freacutequence ainsi que des signaux radar et peut deacutemoduler de nombreux signaux analogiques (AM FM USB et LSB) Gracircce agrave sa com-patibiliteacute drsquointerfaccedilage il peut ecirctre aiseacutement et efficacement inteacutegreacute dans des systegravemes existants et peut remplacer des reacutecepteurs de conception plus ancienne comme par exemple le RampSregESMB et le RampSregEB200
Nellie Pang Peter Kronseder
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Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430 avec une capaciteacute de traitement porteacutee agrave 4 canauxInstalleacute sur un PC le logiciel drsquoanalyse et de traitement de signaux RampSregGX430 deacutetecte classifie deacutemodule
et deacutecode des signaux analogiques et numeacuteriques La nouvelle version 4 de ce logiciel eacuteprouveacute offre des
caracteacuteristiques tregraves performantes telles que le traitement simultaneacute des signaux sur 4 canaux de faccedilon
entiegraverement automatique et selon des regravegles configurables par lrsquoutilisateur
Preacutesentation geacuteneacuterale de la nouvelle version 4 du logicielSolution de surveillance radio autonome ayant fait ses preuves depuis de nombreuses anneacutees le RampSregGX430 ana-lyse classifie deacutemodule et deacutecode des signaux analogiques et numeacuteriques Baseacutee sur PC et rapidement installeacutee sous Windowsreg crsquoest une solution particuliegraverement conviviale Le PC est connecteacute via Ethernet agrave des reacutecepteurs de surveillance ou des radiogoniomegravetres de Rohde amp Schwarz Ce logiciel a reacutecemment beacuteneacuteficieacute drsquoun grand nombre drsquoameacuteliorations et drsquoextensions Traitement simultaneacute des signaux sur 4 canaux (versions preacute-ceacutedentes 1v 1 canal) en combinaison avec des reacutecepteurs ou des radiogoniomegravetres eacutequipeacutes de convertisseurs abais-seurs numeacuteriques (DDC Digital Down Converter) comme crsquoest le cas du reacutecepteur de surveillance radio large bande RampSregESMD
Traitement automatique des signaux selon des regravegles speacuteci-fieacutees par lrsquoutilisateur
Compatibiliteacute avec les reacutecepteurs de fabricants tiers gracircce agrave la possibiliteacute de deacutevelopper et drsquointeacutegrer des programmes pilotes speacutecifiques aux eacutequipements utiliseacutes
Enregistrement des signaux agrave lrsquoaide du systegraveme drsquoenregis-trement et de reproduction de signaux RampSregAMREC Repro-duction des signaux avec leur spectre de vue synoptique
Radiosurveillance multicanauxILes sceacutenarios radio agrave forte densiteacute spectrale neacutecessitent un traitement simultaneacute de plusieurs canaux Crsquoest alors que le reacutecepteur de surveillance large bande RampSregESMD com-plegravete ideacutealement le logiciel RampSregGX430 gracircce agrave sa capaciteacute agrave couvrir une gamme de freacutequences eacutetendue ses caracteacuteris-tiques de reacuteception exceptionnelles sa bande passante temps reacuteel de 20 MHz (avec possibiliteacute drsquoextension agrave 80 MHz) et agrave de nombreuses autres fonctionnaliteacutes attractives Lrsquooption RampSregESMD-DDC permet drsquoeacutequiper ce reacutecepteur de quatre convertisseurs abaisseurs numeacuteriques (DDC) Configurables
individuellement ces quatre DDC fonctionnent simultaneacute-ment dans la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur La voie de deacutemodulation large bande est ainsi compleacuteteacutee par 4 canaux de signal numeacuteriques connecteacutes par un reacuteseau local via Ethernet Ces 4 canaux permettent au logiciel RampSregGX430 drsquoutiliser jusqursquoagrave 4 signaux abaisseacutes suppleacutementaires en fonc-tion de la configuration du systegraveme avec Reacutecepteur RampSregESMD radiogoniomegravetre RampSregDDF255 4 DDC internes (largeur de bande (4 times 1 MHz) reacutepartis libre-ment sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pou-vant atteindre 80 MHz (figures 1 agrave 3)
Reacutecepteur de radiosurveillance RampSregEB500 radiogonio-megravetre RampSregDDF205 3 DDC internes (largeur de bande (3 times 1 MHz) librement reacutepartis sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pouvant atteindre 20 MHz
Principales caracteacuteristiques du RampSregGX430 NOUVEAU Surveillance simultaneacutee des signaux de 4 canaux (bande passante de traitement temps reacuteel jusqursquoagrave 4 times1 MHz)
NOUVEAU Traitement automatique des signaux selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisateur
NOUVEAU Inteacutegration des pilotes de reacutecepteurs tiers NOUVEAU Enregistrement des signaux sur un systegraveme drsquoenregistrement et de reproduction RampSregAMREC
Deacutetection classification deacutemodulation et deacutecodage de signaux analogiques et numeacuteriques
Traitement de signaux en ligne et hors ligne Mesure automatique et manuelle des signaux Classification du type de modulation et de lrsquoeacutemetteur Classificateur performant et bibliothegraveque tregraves complegravete de deacutemodulateurs et deacutecodeurs
Recherche automatique et classification de signaux dans une gamme de freacutequences reacuteglable
Mesure exacte des paramegravetres techniques de signaux (largeur de bande niveau type de modulation deacutebit de symboles deacutecalage de freacutequence etc)
Mesures conformeacutement agrave la recommandation UIT-R SM1600
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DDC 1 DDC 2 DDC 3 DDC 4
Antenne
RampSregESMD avec option RampSregESMD-DCC Software RampSregGX430
Q
W
E R
Fig 1 Exemple drsquoune
configuration systegraveme
inteacutegrant le reacutecepteur
de surveillance large
bande RampSregESMD
Gracircce agrave ce dernier le
logiciel RampSregGT430
dispose de 4 canaux
DDC reacutepartis sur une
gamme de 9 kHz agrave
265 GHz drsquoune lar-
geur de 1 MHz chacun
Ces quatre canaux
peuvent ecirctre librement
reacutepartis sur la bande
passante temps reacuteel de
80 MHz du reacutecepteur
Reacutecepteur de radiosurveillance RampSregEB510 3 DDC internes (3 times 150 kHz) librement reacutepartis sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pouvant atteindre 32 MHz
Fig 2 Le logi-
ciel drsquoanalyse de
signaux RampSregGX430
est capable de traiter
jusqursquoagrave 4 canaux en
utilisant les DDC du
reacutecepteur
Traitement entiegraverement automatique des signauxLrsquoassociation des fonctions de deacutetection et classification drsquoune part et de traitement automatique (deacutemodulation deacutecodage et
Fig 3 Exemple drsquoun
traitement de trois
signaux
Q spectre large bande
du reacutecepteur RampSreg
ESMD avec position
des trois DDC acti-
veacutees
W spectre du premier
signal
E reacutesultat de classi-
fication du deuxiegraveme
signal
R texte deacutecodeacute du
troisiegraveme signal
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Fig 4 Exemple drsquoun script de regravegles speacutecifieacutees
par lrsquoutilisateur (en lrsquooccurrence pour le traite-
ment automatique de signaux POCSAG TETRA
et FM analogique) Chaque action est deacuteclen-
cheacutee automatiquement Le traitement auto-
matique des signaux deacutetecteacutes permet ainsi de
deacutecharger lrsquoopeacuterateur
Fig 5 Spectro-
gramme offrant la
vue drsquoensemble drsquoun
enregistrement de
signaux drsquoune dureacutee
de 5 minutes La
reproduction couvre
un segment de
30 secondes
enregistrement) drsquoautre part est une nouvelle caracteacuteristique importante du RampSregGX430 gracircce agrave elle ce logiciel est deacutesor-mais capable de surveiller une gamme de freacutequences eacutetendue agrave la place de lrsquoopeacuterateur ainsi libeacutereacute du travail monotone drsquoune
surveillance radio laquo manuelle raquo Le reacutecepteur de surveillance fonctionne en freacutequence fixe ou en mode Scan Un deacutetec-teur automatique relegraveve lrsquoeacutenergie spectrale des signaux Les canaux DDC disponibles sont affecteacutes aux signaux deacutetecteacutes
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en vue de leur classification Le logiciel lance ensuite des actions automatiques en fonction du type de signal selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisateur au niveau drsquoune interface script conviviale Parmi les actions possibles figurent notamment le deacuteclenchement drsquoalarmes et lrsquoenvoi de messages lrsquoenregistre-ment la deacutemodulation ou le deacutecodage (fig 4)
Inteacutegration de reacutecepteurs fabriqueacutes par des tiersIl est conseilleacute drsquoutiliser le logiciel RampSregGX430 en com-binaison avec des radiogoniomegravetres et des reacutecepteurs Rohde amp Schwarz tels que RampSregESMD RampSregEB500 ou RampSregEB510 Lrsquointeacutegration de programmes pilotes deacuteveloppeacutes speacutecialement pour les eacutequipements du client est cependant possible ce qui confegravere agrave ce logiciel une souplesse drsquoutilisa-tion et une polyvalence optimales Le client peut notamment utiliser des reacutecepteurs fabriqueacutes par des tiers
Lrsquoutilisateur peut lui-mecircme deacutevelopper et installer les pilotes drsquointerface neacutecessaires Le RampSregGX430 gegravere ces pilotes speacute-cifiques sous forme drsquoune bibliothegraveque de liens dynamiques Windowsreg (DLL) Les pilotes convertissent les commandes et formats de donneacutees des reacutecepteurs tiers en messages utiliseacutes par les reacutecepteurs Rohde amp Schwarz Rohde amp Schwarz propose un code source en C++ ainsi que lrsquointervention de formateurs expeacuterimenteacutes pour aider les programmateurs du client
Enregistrement des signaux avec RampSregAMRECLe logiciel RampSregGX430 est deacutesormais capable drsquoacceacuteder directement aux supports de stockage large bande de lrsquoenre-gistreur RampSregAMREC par exemple RampSregGX425 RampSregGX460 et RampSregGX465 Lrsquoenregistrement des signaux en vue drsquoune analyse ulteacuterieure est drsquoautant plus utile que le sceacutenario radio est complexe Le RampSregGX430 peut enregistrer et reproduire les signaux eacutegalement via le disque dur local
Ce logiciel comprend eacutegalement une fonctionnaliteacute de ges-tion des signaux enregistreacutes ceux-ci sont visualiseacutes dans un spectre de vue synoptique ougrave lrsquoopeacuterateur les seacutelectionne pour reproduction agrave lrsquoaide drsquoun curseur (fig 5) Le RampSregGX430 cal-cule les lignes spectrales agrave mesure que le curseur se deacuteplace sur le spectrogramme de faccedilon agrave faciliter la deacutefinition des points drsquoextreacutemiteacute de la boucle de reproduction Cette nou-velle fonctionnaliteacute preacutesente plusieurs avantages Navigation confortable mecircme en cas drsquoenregistrements drsquoune dureacutee de plusieurs heures
Vue drsquoensemble bien structureacutee du sceacutenario complet enregistreacute
Certitude de repeacuterer les activiteacutes de signalisation rechercheacutees
Reacuteduction du temps de reproduction par ciblage du segment seacutelectionneacute drsquoun signal
Critegravere RampSregGX430 RampSregGX 435
Nombre maximal de reacutecepteurs de surveil-lance geacutereacutes simultaneacutement
1 plusieurs
Nombre maximal de canaux traiteacutes par reacutecep-teur de surveillance
4 126
Nombre maximal de canaux traiteacutes en cas de reproduction de sceacutenarios de signalisation enregistreacutes
1 32
Possibiliteacute de teacuteleacutecommande via LAN ou WAN
non oui
FIG 6 Principales diffeacuterences entre RampSregGX430 et RampSregGX435
Comparaison entre RampSregGX430 and RampSregGX435Le logiciel RampSregGX430 et le systegraveme drsquoanalyse de signaux multicanaux RampSregGX435 (voir article pages 82 et suivantes) preacutesentent des caracteacuteristiques similaires mais sont destineacutes agrave des domaines drsquoapplication diffeacuterents (fig 6) Conccedilu pour lrsquoinstallation sur un PC Windowsreg le RampSregGX430 est piloteacute par lrsquoutilisateur sans possibiliteacute de teacuteleacutecommande Ce logiciel gegravere un seul reacutecepteur et peut traiter 4 canaux agrave la fois En mode reproduction crsquoest-agrave-dire priveacute des 4 DDC du reacutecepteur il ne peut traiter qursquoun seul canal Les interfaces suivantes permettent agrave ce logiciel de communiquer avec les systegravemes de la famille RampSregRAMON ReportEdit Master Slave Hando-ver Reporting to RAMON signal database AllAudio
Le systegraveme drsquoanalyse multicanaux RampSregGX435 est quant agrave lui conccedilu pour des configurations agrave plusieurs reacutecepteurs de sur-veillance et il est capable de traiter jusqursquoagrave 126 canaux par reacutecepteur En mode reproduction sa capaciteacute de traitement est de 32 canaux car il utilise ses propres DDC Le RampSregGX435 srsquointegravegre parfaitement dans les systegravemes RampSregRAMON en combinaison avec drsquoautres capteurs ndash et offre ainsi une fonc-tionnaliteacute de teacuteleacutecommande via reacuteseau LAN ou WAN
Nouveaux donglesLes utilisateurs peuvent acheter une mise agrave jour pour passer de la version 028x agrave la version 4 du logiciel Le dongle une cleacute USB contenant la licence et une protection anti-copie est alors remplaceacute par la nouvelle solution de protection disponible au choix sur une cleacute USB une mini-cleacute USB ou une carte SD
ConclusionDestineacute agrave la surveillance manuelle ou entiegraverement automa-tique de sceacutenarios radio selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisa-teur le logiciel RampSregGX430 est conccedilu pour fonctionner sur un PC Windowsreg standard La nouvelle version 4 permet de sur-veiller jusqursquoagrave 4 canaux agrave la fois Pouvant accueillir les pilotes neacutecessaires agrave lrsquointeacutegration de reacutecepteurs tiers ce logiciel offre en outre la possibiliteacute drsquoenregistrer et de reproduire des signaux sur des systegravemes RampSregAMREC
YingSin Phuan
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Radiosurveillance automatique avec le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435Le systegraveme de deacutetection classification et traitement automatiques RampSregGX435 impressionne par des
performances et une polyvalence exceptionnelles Destineacute aux systegravemes de radiodeacutetection multicanaux il
est utiliseacute avec des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz et couvre les gammes HF agrave SHF
Preacutesentation du RampSregGX435 Le systegraveme drsquoanalyse de signaux multicanaux RampSregGX435 est conccedilu pour un large eacuteventail drsquoapplications allant du trai-tement et de lrsquoanalyse manuels drsquoun seul signal jusqursquoagrave la deacutetection automatique de toutes les eacutemissions drsquoun sceacutena-rio large bande Ce logiciel est mis en œuvre sur des compo-sants mateacuteriels agrave maintenance conviviale pouvant ecirctre com-bineacutes de faccedilon modulaire (fig 1) relieacutes agrave des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz Ce mode de mise en œuvre lui confegravere une eacutevolutiviteacute exceptionnelle autorisant des sys-tegravemes drsquoune capaciteacute aussi bien de quelques canaux que de 126 canaux par reacutecepteur Les interfaces ouvertes du RampSregGX435 permettent en outre drsquointeacutegrer les eacutequipements de traitement du signal speacutecifiques au client
Le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435 associe des classificateurs performants agrave une bibliothegraveque tregraves complegravete de deacutemodulateurs et de deacutecodeurs aux proceacutedures de trai-tement du signal automatiseacutees Lrsquoutilisateur dispose ainsi drsquoun vaste ensemble de ressources facilement adaptables agrave
ses regravegles et ses exigences Le RampSregGX435 offre par ailleurs trois modes drsquoexploitation garantissant une recherche et une deacutetection efficaces des signaux
Deacutetection de signaux agrave freacutequence fixe et en salvesGeacuteneacuteraliteacutesLe RampSregGX435 est speacutecialement conccedilu pour une recherche une surveillance et un traitement entiegraverement automatiseacutes des signaux Ce systegraveme est donc capable de geacuterer un pro-cessus complet de deacutetection et de classification automatiques des signaux suivi de leur traitement automatiseacute (deacutemodula-tion deacutecodage et enregistrement)
La fonctionnaliteacute de radiodeacutetection automatique srsquoapplique agrave des signaux agrave freacutequence fixe et en salves dans des gammes de freacutequence seacutelectionneacutees Le deacutetecteur relegraveve ainsi des eacuteveacute-nements dans le spectre FFT du reacutecepteur quand leur eacutenergie spectrale deacutepasse un seuil reacuteglable en fonction du plancher de bruit Chaque signal reacutepondant agrave des critegraveres preacutedeacutefinis
Fig 1 Le RampSregGX435 est conccedilu autour de deux modules mateacuteriels inteacute-
grant des composants de serveur PC multicœur Lrsquouniteacute RampSregGX435PU-S
de traitement et drsquoenregistrement de signaux (bas) pilote le systegraveme
deacutetecte les signaux effectue les calculs neacutecessaires au fonctionnement
des convertisseurs abaisseurs numeacuteriques et assure lrsquoenregistrement et la
reproduction des signaux gracircce agrave sa meacutemoire de 8 teacuteraoctets Lrsquouniteacute de
traitement du signal RampSregGX435PU est capable de classifier et deacutecoder
jusqursquoagrave 24 signaux agrave la fois
Ce systegraveme a eacuteteacute preacutesenteacute sous le nom de laquo Sous-systegraveme de capteurs RampSregGX435 raquo dans Actualiteacutes (2011) No 204 pages 58 agrave 61 et figure deacutesor-mais commercialiseacute sous le nom laquo Systegraveme drsquoanalyse de signaux multica-naux RampSregGX435 raquo avec des caracteacuteristiques eacutetendues et de nouveaux modules mateacuteriels
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Q
W
E
(largeur de bande niveau etc) fait lrsquoobjet drsquoune note horoda-teacutee geacuteneacutereacutee par le logiciel laquelle est compareacutee peacuteriodique-ment agrave celles des cycles de traitement preacuteceacutedents La classi-fication et la mesure des signaux sont ainsi automatiques Le systegraveme indique les eacuteveacutenements particuliers suivants Nouveaux signaux (premier deacutepassement drsquoun seuil deacutetermineacute)
Nouvelle caracteacuteristique drsquoune eacutemission connue (niveau largeur de bande ou freacutequence centrale)
Eacutemissions inactives (niveau descendu sous un seuil deacutetermineacute)
Fin du signal
Le deacutetecteur surveille la trajectoire des eacutemissions deacutetermine les paramegravetres et surveille les signaux en fonction drsquoun identi-fiant qui leur a eacuteteacute attribueacute
Pour la recherche et la classification automatiseacutees des signaux lrsquoutilisateur saisit le nombre des classificateurs agrave
appliquer la profondeur de classification souhaiteacutee ainsi que les regravegles de traitement automatiseacute des signaux deacutetecteacutes Les classificateurs deacuteterminent de faccedilon autonome les para-megravetres de modulation et le codage des eacutemissions deacutetecteacutees Plus le nombre de classificateurs est eacuteleveacute plus le nombre de signaux classifieacutes simultaneacutement est grand et plus vite le sceacute-nario radio est identifieacute Lrsquoutilisateur peut disposer drsquoun trai-tement du signal entiegraverement automatiseacute en configurant les regravegles deacutefinissant les seacutequences opeacuteratoires
Le RampSregGX435 permet de choisir entre trois modes de deacutetec-tion des signaux 1 Mode Fixed Frequency (FFM)2 Mode Scan (plusieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes)3 Mode Stepping (un seul reacutecepteur large bande)
1 Mode Fixed Frequency (FFM)Domaine drsquoapplication deacutetection et surveillance automatiseacutees drsquoun sceacutenario radio dans une bande passante temps reacuteel
Fig 2 En mode Fixed Frequency (FFM) le systegraveme recherche et deacutetecte tous les signaux gracircce agrave la mesure de leur puissance spectrale (Q) dans une
gamme de freacutequences deacutefinie agrave lrsquointeacuterieur de la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur Le RampSregGX435 attribue automatiquement les classificateurs agrave
chacun des signaux puis reacuteunit les reacutesultats obtenus dans une liste (W) Une proceacutedure deacutefinie par lrsquoutilisateur est exeacutecuteacutee pour chaque signal deacutetecteacute
Les opeacuterations automatiques de cette proceacutedure font lrsquoobjet drsquoun historique inteacutegreacute dans la liste des reacutesultats (E)
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Reacutecepteur deacuteporteacute 1 Reacutecepteur deacuteporteacute 2
RampSregESMD
RampSregGX435
RampSregEB500
Suchempfaumlnger
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maximale de 80 MHz en vue drsquoun traitement ulteacuterieur auto-matiseacute des signaux ainsi que de lrsquoidentification de leur contenu
Les reacutecepteurs de surveillance et le systegraveme RampSregGX435 communiquent par LAN via une interface Ethernet Dans sa configuration standard chaque reacutecepteur est capable de transmettre un flux de donneacutees IQ avec une bande passante temps reacuteel de 10 MHz Des convertisseurs abaisseurs numeacute-riques (DDC Digital Down Converter) assurent lrsquoextraction des contenus en vue de leur traitement simultaneacute (classifi-cation deacutemodulation deacutecodage) et de lrsquoenregistrement des donneacutees IQ fig 2) Chaque DDC est capable drsquoadapter sa freacute-quence centrale et sa bande passante dans les limites de la largeur de bande temps reacuteel du reacutecepteur de surveillance Le systegraveme RampSregGX435 donne les reacutesultats optimaux en combi-naison avec des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz notamment les modegraveles RampSregESMD RampSregEB500 et RampSregEB510 Des pilotes deacuteveloppeacutes par lrsquoutilisateur peuvent ecirctre inteacutegreacutes en vue drsquoune mise en œuvre en combinaison avec des reacutecepteurs de fabricants tiers
Les reacutecepteurs de surveillance large bande tels que le RampSregESMD ou le radiogoniomegravetre RampSregDDF225 peuvent ecirctre eacutequipeacutes en option drsquoune carte drsquoacceacuteleacuteration mateacuterielle de traitement du signal Eacutequipeacutee de 4 composants FPGA (Field Programmable Gate Array) cette carte permet drsquooptimiser les performances de traitement du signal notamment en portant la bande passante de deacutetection agrave 80 MHz et en augmentant consideacuterablement le nombre de signaux pouvant ecirctre extraits par chaque DDC Le systegraveme drsquoanalyse de signaux multica-naux RampSregGX435 reccediloit alors des sceacutenarios temps reacuteel drsquoune
largeur de bande pouvant aller jusqursquoagrave 80 MHz (HF 20 MHz) par reacutecepteur pour un traitement simultaneacute drsquoun maximum de 32 canaux (HF 126)
2 Mode Scan (plusieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes)Domaine drsquoapplication recherche continue de nouvelles eacutemissions dans une gamme de freacutequences eacutetendue avec traitement simultaneacute des signaux deacutetecteacutes
Seul un reacutecepteur de recherche permet de deacutetecter des signaux quand la gamme de freacutequences balayeacutee est eacutetendue Ce reacutecepteur utiliseacute en mode Scan doit ecirctre combineacute agrave plu-sieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes Agrave lrsquointeacuterieur de la gamme de freacute-quences choisie le reacutecepteur de recherche eacutequipeacute de lrsquooption Scan panoramique surveille continuellement le spectre dans lequel le deacutetecteur automatique du RampSregGX435 identifie les signaux Les reacutecepteurs deacuteporteacutes servent de canaux de traite-ment parallegraveles capables de classifier deacutemoduler et deacutecoder les signaux deacutetecteacutes (fig 3)
3 Mode Stepping (un seul reacutecepteur de surveillance large bande)Domaine drsquoapplication deacutetection et surveillance automa-tiques de signaux dans une gamme de freacutequences eacutetendue agrave lrsquoaide drsquoun seul reacutecepteur de surveillance large bande Ce mode drsquoexploitation est particuliegraverement adapteacute aux systegravemes agrave ressources limiteacutees
Agrave la diffeacuterence du mode Scan deacutecrit ci-dessus le mode Stepping (mode pas-agrave-pas) ne neacutecessite qursquoun seul reacutecep-teur large bande doteacute drsquoune fonction Scan Ce reacutecepteur est drsquoabord en mode Scan pour chercher des eacutemissions dans la gamme de freacutequences choisie Le mode scan est ensuite arrecircteacute et le deacutetecteur automatique scrute le spectre agrave la
Fig 3 Utiliseacute en mode Scan comme reacutecepteur de recherche le reacutecepteur
de surveillance large bande RampSregESMD balaye sans cesse la gamme de
freacutequences deacutefinie agrave la recherche drsquoeacutemissions Deux reacutecepteurs de surveil-
lance RampSregEB500 deacuteporteacutes lui servent de voies de traitement pour classi-
fier deacutemoduler et deacutecoder les signaux
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Systegravemes
Q
W
recherche drsquoeacutemissions selon les principes deacutecrits pour le mode Fixed Frequency Les signaux sont ensuite traiteacutes par pas de 10 MHz les DDC assurant lrsquoextraction des signaux La gamme couverte agrave chaque pas peut ecirctre augmenteacutee agrave 80 MHz si les reacutecepteurs RampSregESMD ou le radiogoniomegravetre RampSregDDF255 sont eacutequipeacutes de la carte drsquoacceacuteleacuteration mateacute-rielle de traitement du signal
Deacutetection de signaux de courte dureacutee et agrave sauts de freacutequenceApplication surveillance des communications radio agiles en freacutequence
Outre les signaux agrave freacutequence fixe et en salves le systegraveme RampSregGX435 est capable de deacutetecter automatiquement les signaux de courte dureacutee et agiles en freacutequence gracircce agrave un deacutetecteur optimiseacute pour cette fonction Ce deacutetecteur analyse chaque saut de freacutequence pour en deacuteterminer les caracteacuteris-tiques techniques neacutecessaires agrave sa classification et son attri-bution agrave un eacutemetteur Le logiciel conduit une analyse statis-tique des paramegravetres et affiche le reacutesultat sous forme drsquoun
Fig 4 Spectre et diagramme cascade preacutesentant un signal agrave saut de freacute-
quence dans la gamme de freacutequences deacutefinie (Q) Les histogrammes
(W) illustrent certaines caracteacuteristiques de lrsquoeacutemission (dureacutee et largeur de
bande du saut de freacutequence type de modulation deacutebit de symboles etc)
histogramme (fig 4) Il preacutesente ensuite le reacutesultat dans une liste des signaux de courte dureacutee accompagneacutes de leur para-megravetres tels que la freacutequence la largeur de bande la puis-sance ainsi que des informations relatives au deacutebut et agrave la fin de lrsquoeacutemission du signal sans oublier ni le type ni les para-megravetres de modulation Ces donneacutees permettent ensuite de deacuteterminer les eacutemetteurs agrave sauts de freacutequence actifs ainsi que les terminaux radio correspondants
ConclusionLe systegraveme RampSregGX435 est une solution modulaire de radio-deacutetection automatiseacutee pour lrsquoanalyse et le traitement mul-ticanaux de signaux analogiques et numeacuteriques Ses diffeacute-rents modes drsquoexploitation ainsi que ses deacutetecteurs haut de gamme assurent une deacutetection rapide fiable et preacutecise des signaux ndash suivie de leurs classification deacutemodulation deacuteco-dage et lrsquoenregistrement
Lrsquointroduction drsquoun nouveau deacutetecteur capable de reconnaicirctre les signaux en fonction de leur profil spectral est drsquoailleurs preacutevue au cours du deuxiegraveme semestre 2013 Les utilisateurs pourront alors deacutefinir librement les formes spectrales qui les inteacuteressent ndash qursquoil srsquoagisse de signaux traiteacutes en direct ou de signaux enregistreacutes
YingSin Phuan
ACTUALITEacuteS 20813 85
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Systegravemes
86
RohdeampSchwarz a ouvert deacutebut deacutecembre 2012 sa nouvelle usine de fabrication en Malaisie Johann Kraus qui dirige lrsquousine de Teisnach a eacuteteacute nommeacute directeur geacuteneacuteral de RohdeampSchwarz Technologies Malaysia Sdn Bhd Ce nouveau site de production situeacute agrave Johor Bahru compte 25 employeacutes Les principales activiteacutes sont lrsquoassemblage et le controcircle final des eacutequipements de test et mesure destineacutes au marcheacute mondial
RohdeampSchwarz approvisionne lrsquoAgence feacutedeacuterale des reacuteseaux
Dans un appel drsquooffres lanceacute agrave lrsquoeacutechelle europeacuteenne par lrsquoAgence feacutedeacuterale alle-mande des reacuteseaux (Bundesnetzagentur) RohdeampSchwarz a su srsquoimposer face agrave la concurrence Le systegraveme goniomeacutetrique moderne composeacute du radiogoniomegravetre large bande RampSregDDF550 et des antennes cor-respondantes neacutecessaires sera donc bien-tocirct utiliseacute par lrsquoAgence feacutedeacuterale des reacuteseaux RohdeampSchwarz eacutequipera ainsi lrsquoautoriteacute de reacutegulation de sa sixiegraveme geacuteneacuteration de sys-tegravemes de radiogoniomegravetres La commande inclut 20 jeux drsquoeacutequipements ainsi qursquoune option sur cinq autres radiogoniomegravetres RohdeampSchwarz est eacutegalement responsable de lrsquoinstallation et la mise en service des sys-tegravemes goniomeacutetriques Les goniomegravetres seront inteacutegreacutes dans le reacuteseau de mesure et de radiolocalisation existant (FuMOS) de lrsquoAgence feacutedeacuterale
Le Mobile World Congress de Barcelone eacuteveacute-nement le plus important en matiegravere de teacuteleacute-phonie mobile srsquoest deacuterouleacute en 2013 pour la premiegravere fois au nouveau parc des exposi-tions RohdeampSchwarz y a preacutesenteacute sur une surface de 132 megravetres carreacutes les produits des domaines des eacutequipements de mesure de radiocommunications mobiles et des appareils de communications seacutecuriseacutes Le testeur de radiocommunications mobiles RampSregCMW500 a eacuteteacute comme deacutejagrave les anneacutees preacuteceacutedentes sous le feu des projecteurs avec des solutions concernant le Wi-Fi Offloading lrsquoanalyse IP le eCall (appel drsquourgence LBS LTE) et lrsquoagreacute-gation de porteuses LTE-Advanced un des
Le ruban symbolique a eacuteteacute coupeacute par (de
gauche agrave droite) Patrick Poumltschke (Conseil de
Surveillance) Peter Riedel (Conseil de Surveil-
lance) Dr Guumlnter Gruber (Ambassadeur drsquoAlle-
magne en Malaisie) Manfred Fleischmann (PDG
de RohdeampSchwarz) Dr Dirk-Eric Loebermann
(Directeur de la production et de la gestion des
matiegraveres) et Johann Kraus (Directeur geacuteneacuteral de
RSTMY)
Le stand de RohdeampSchwarz a eacuteteacute entiegraverement
placeacute sous le signe laquo RampS 4Genius ndash Your Com-
panion for new technologies raquo
sujets top niveau du salon RohdeampSchwarz a exposeacute sur son stand un total de plus drsquoune douzaine drsquoapplications de mesure De nombreux appareils de mesure de RohdeampSchwarz ont eacuteteacute eacutegalement preacutesen-teacutes sur les stands de clients et partenaires Eacutetaient aussi preacutesentes sur leurs stands res-pectifs les deux filiales SwissQual et ipoque dont les produits ont compleacuteteacute la gamme de RohdeampSchwarz destineacutee aux opeacuterateurs de reacuteseaux de radiocommunications mobiles
Avec des thegravemes et des applications de premier plan au salon MWC 2013
Ouverture drsquoune nouvelle usine de production en Malaisie
BREgraveVES | International
Le Video Test Center RampSregVTC de RohdeampSchwarz srsquoest vu deacutecerner pas moins de deux prix lors du semestre eacutecouleacute Pendant le salon DesignCon 2013 agrave Santa Clara en Californie le RampSregVTC a reccedilu le laquo Best in Test Award raquo suite agrave un vote de lecteurs organiseacute tous les ans par la revue TestampMeasurement World de renommeacutee internationale
Le vote des lecteurs a eacuteteacute eacutegalement deacutecisif dans le choix des laquo Produits TIC de lrsquoanneacutee raquo reacutealiseacute tous les ans par la revue technique allemande Funkschau Le RampSregVTC a remporteacute mi-octobre 2012 le premier prix dans la cateacutegorie laquo Appa-reils de mesure raquo Selon les commentaires de la reacutedaction la principale raison de ce choix a reposeacute sur le fait que le RampSregVTC propose agrave lui seul pratiquement tous les tests et analyses neacutecessaires
Pour la deuxiegraveme fois les lecteurs de la revue technique allemande laquo Elektronik raquo ont eacutelu les oscilloscopes de laboratoire de RohdeampSchwarz laquo Produit de lrsquoanneacutee raquo Comme en 2011 la famille RampSregRTO a eacuteteacute primeacutee dans la cateacutegorie laquo Eacutequi-pements de mesure raquo Crsquoest le modegravele 4 GHz qui cette anneacutee a remporteacute la pre-miegravere place Les lecteurs de la revue Elektronik ont eacutelu leurs favoris de lrsquoanneacutee parmi les 111 produits les plus innovants sur un total de dix cateacutegories
Un nombre record de visiteurs a eacuteteacute enre-gistreacute lors de la semaine de la technologie organiseacutee agrave la mi-novembre 2012 pour la dixiegraveme fois par RohdeampSchwarz Taiwan Environ 850 participants ont afflueacute agrave Taipei et Hsinchu pour ce 10egraveme anniversaire Outre les seacuteminaires de RohdeampSchwarz les confeacuterenciers des socieacuteteacutes ST-Ericsson SGS Wistron NeWeb Corp et GCT Semiconduc-tors ont eacutegalement conquis le public Les thegravemes abordeacutes ont eacuteteacute notamment les solu-tions mobiles 4G les deacutefis en matiegravere de tests de conformiteacute et la tendance de deacuteve-loppement chez les opeacuterateurs de reacuteseau Lors de lrsquoexposition tenue en parallegravele des produits et applications des divisions test et mesure diffusion radio et TV ainsi que radio-surveillance et radiolocalisation ont eacuteteacute eacutegale-ment preacutesenteacutes
Coopeacuteration avec Dolby
Depuis feacutevrier 2013 RohdeampSchwarz coo-pegravere avec Dolby Laboratories Inc et appro-visionne les speacutecialistes en formats audio numeacuteriques avec des analyseurs audio Les plateformes RampSregUPP et RampSregUPV ont eacuteteacute doteacutees agrave cet effet drsquoun nouveau logiciel Ainsi les beacuteneacuteficiaires de la licence Dolby peuvent effectuer rapidement et aiseacutement des essais de conformiteacute selon les speacutecifica-tions Dolby
Reacutedacteur en
chef adjoint de la
revue Funkschau
Markus Kien (agrave
droite) feacutelicite
lrsquoeacutequipe de deacuteve-
loppement du
RampSregVTC pour sa
victoire rempor-
teacutee dans la cateacute-
gorie laquo Appareils
de mesure raquo
Wolfgang
Hascher eacutedi-
teur de la revue
Elektronik (agrave
droite) remet agrave
Guido Schulze
directeur produits
oscilloscopes le
tropheacutee de la pre-
miegravere place
Directeur de succursale Tsai Chi-Wen de
RohdeampSchwarz Taiwan (au centre) entoureacute
des confeacuterenciers de ST-Ericsson SGS GCT et
WNC
Les deux socieacuteteacutes se sont reacuteunies mi-novembre pour conclure les neacutegociations Wolfgang Kernchen
directeur de la division Geacuteneacuterateurs de signaux analyseurs audio et wattmegravetres (quatriegraveme agrave par-
tir de la droite) et Mathias Bendull directeur de la Consumer Audio Broadcast Business Group de
Dolby Laboratories (deuxiegraveme agrave partir de la droite)
RampSregRTO ndash eacutelu produit de lrsquoanneacutee pour la deuxiegraveme fois
RampSregRampSregVTC deux fois reacutecompenseacute
Technology Week Record drsquoaffluence de visiteurs pour lrsquoanneacutee jubilaire
ACTUALITEacuteS 20813 87
BREgraveVES | International
Le nouveau geacuteneacuterateur de signaux vectoriels pour systegravemes de communication large bandeSeul geacuteneacuterateur avec bande de base calcul de signal fading MIMO AWGNet geacuteneacuteration RF inteacutegreacutes en un seul appareil Deux voies jusqursquoagrave 6 GHz Modulariteacute totaleUn controcircle tactile qui vous permet en outre de maicirctriser souverainement tous les signaux et cepour les sceacutenarios 3G et 4G ainsi que les domaines de llsquoaeacuterospatiale et la deacutefense
Bande passante de modulation IQ 160 MHz en bande de base interne Tous les principaux modes MIMO dont 3times3 4times4 et 8times2 Toutes les normes de communication actuelles Nombreux assistants agrave llsquoutilisation pour un travail efficace Excellentes caracteacuteristiques de modulation et de RF
RampSregSMW200A La haute eacutecole de la geacuteneacuteration des signaux
wwwrohde-schwarzcomadsmw-mr
Voir la videacuteo
Bande de base amp RFMIMO amp FadingRohde amp Schwarz SMW200A
- TABLE DES MATIEgraveRES 1
- TABLE DES MATIEgraveRES 213
- Agrave LA UNE13
- TECHNOLOGIES SANS FIL13
-
- Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz13
- Services geacuteodeacutependants avec 13GPS GLONASS Galileo et OTDOA
- RampSregFSWthinsp mesures sur faisceaux 13hertziens dans la bande E
- RLAN IEEE 80211acthinsp mesures deacutesormais possibles avec des appareils de milieu de gamme13
- Geacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune touche13
-
- INSTRUMENTATION GENERALE13
-
- La sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm reacutealise des mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute13
- Le meilleur choixthinsp sondes de puissance USB de RohdeampSchwarz13
- Le nouveau RampSregRTM2000thinsp reacutesultats en un clin drsquoœil13
- Les oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 2013
- Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellites13
- Analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSWthinsp le haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHz13
- Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande13
- Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterification13
- RampSregZNBthinsp analyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 ports13
-
- CEM MESURE DE CHAMP13
-
- Amplificateur large bande pour13 applications hyperfreacutequences
- Rapides et simplesthinsp 13mesures de diagnostic et de 13preacute-certification avec le RampSregESRP13
-
- COUP DE PROJECTEUR13
-
- Refonte totale des antennes de communication et drsquointerception pour navires13
-
- DIFFUSION RADIO ET TV13
-
- Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9thinsp 13coucirct de fonctionnement minimal ndash 13flexibiliteacute maximale13
- Eacutemetteurs TV faible puissance RampSregMLxthinsp il suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes13
- Essai DVB-T2 in situ par la 13Bayerischer Rundfunk agrave Munich13
- Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande 13
-
- SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO13
-
- RampSregEB510thinsp 13radiosurveillance sans discontinuiteacute 13dans la gamme des ondes courtes13
- Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430thinsp avec une capaciteacute de shytraitement porteacutee agrave 4 canaux13
- Radiosurveillance automatique avec le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX43513
-
- BREgraveVES 113
- BREgraveVES 213
- INFORMATONES EacuteDITEUR13
-
DIFFUSION RADIO ET TV
AUTRES RUBRIQUES
CEM MESURE DE CHAMP COUP DE PROJECTEUR
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO
AmplificateursW Amplificateur RampSregBBA150Nouvelles applications dans la gamme des hyperfreacutequences 51
Reacutecepteurs de mesureW Reacutecepteur de mesure CEM RampSregESRP
Mesures de diagnostic et de preacute- certification rapides et simples 54
Systegravemes de transmissionW Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9Coucirct de fonctionnement minimal ndash flexibiliteacute maximale 60
W Eacutemetteurs TV de faible puissance RampSregMLxIl suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes 63
ReacutefeacuterenceEssai DVB-T2 in situ par la Bayerischer Rundfunk agrave Munich 66
Reacutecepteurs de mesureW Deacutetecteur de fuite CATV RampSregEFL110 Analyseur et deacutetecteur de fuite CATV RampSregEFL 210
Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande 68
AntennesRefonte totale des antennes de communication et drsquointerception pour navires 70
ReacutecepteursW Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510Radiosurveillance sans discontinuiteacute dans la gamme des ondes courtes 75
SystegravemesW Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430Capaciteacute de traitement porteacutee agrave 4 canaux 78
W Systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435Radiosurveillance entiegraverement automatique 82
W Informations eacutediteur 2
W Bregraveves 86
Les nouveaux eacutemet-
teurs UHF de
moyenne puissance
RampSregTMU9 et les
eacutemetteurs de faible
puissance RampSregMLx
partent agrave la conquecircte
du marcheacute (agrave partir de
la page 60)
ACTUALITEacuteS 20813 5
6
Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHzLes installations radioeacutelectriques opeacuterant dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz doivent appliquer la directive
RampTTE dont les nouvelles exigences renforceacutees entreront en vigueur degraves janvier 2015 En tant que premier
systegraveme mondial de tests de certification le RampSregTS8997 couvre lrsquoensemble de ces exigences Il comprend
une mesure de puissance et une commande seacutequentielle speacutecialement conccedilues agrave cet effet
Nombreux services radio et diverses meacutethodes de transmission La densiteacute et la diversiteacute des services radio sans licence dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz prennent de plus en plus drsquoimportance En plus des systegravemes qui utilisent une connexion Wi-Fi 80211abgn et Bluetoothreg on trouve eacutega-lement notamment des systegravemes de diffusion videacuteo sans
fil des radiocommandes ainsi qursquoagrave lrsquoavenir dans la bande de 5 GHz des systegravemes de communication de voiture agrave voi-ture selon la norme 80211p De nombreux utilisateurs se par-tagent cette gamme de freacutequences et utilisent une varieacuteteacute de largeurs de bande et de meacutethodes de transmission telles que MIMO OFDM large bande saut de freacutequence et eacutetalement de spectre agrave seacutequence directe Il est important compte tenu de cette diversiteacute de minimiser autant que possible les inter-feacuterences mutuelles
Nouvelles directives eacutetendues Afin de minimiser les interfeacuterences entre les systegravemes radio dans un spectre denseacutement occupeacute ces installations radioeacute-lectriques devront agrave lrsquoavenir passer des tests de certification speacutecifiques Ces tests sont inclus dans les versions actuelles reacuteviseacutees des normes ETSI EN 300 328 et ETSI EN 301893 les-quelles figurent eacutegalement en tant que normes harmoniseacutees dans la directive europeacuteenne RampTTE
La reacutevision et lrsquoextension de la norme EN 300 328 pour la version 181 ont eacuteteacute neacutecessaires pour tenir compte des meacutethodes permettant la coexistence des diffeacuterentes appli-cations dans la bande 24 GHz Des meacutecanismes drsquoadapta-tion par exemple ont eacuteteacute deacutefinis pour contribuer agrave ce que tous les utilisateurs aient encore accegraves aux ressources du spectre de freacutequences lors drsquoune occupation plus importante de la bande Alternativement drsquoautres systegravemes peuvent fonction-ner sans ces meacutecanismes mais doivent reacutepondre agrave certaines exigences en termes de puissance et de comportement de synchronisation temporel Toutes ces exigences neacutecessitent de nouvelles meacutethodes drsquoessai souvent complexes Dans la version preacuteceacutedente de la norme (171) ces demandes ne figuraient que de maniegravere sommaire et aucune meacutethode de test nrsquoavait eacuteteacute deacutefinie
Fig 1 Systegraveme de test RampSregTS8997
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Scheacutema fonctionnel du cedilTS8997
cedilEMC32-EBavec cedilEMC32-K97
Analyseur de spectrecedilFSV
Geacuteneacuterateur de signauxcedilSMB100A
Geacuteneacuterateur de signauxcedilSMBV100A
Wattmegravetre
Wattmegravetre
Wattmegravetre
Wattmegravetre
DUT 1)Eacutechantillonnage
Conditionnement des signaux RF
Pour auto-test et calibrage
Videacuteo
RF
cedilCMW cedilCBT ou laquoGolden Devicesraquo1)
cedilOSP-B157
1) non inclus
cedilTS8997
USB
Une nouvelle meacutethode de mesure de puissance a par exemple eacuteteacute introduite avec laquelle ont eacuteteacute deacutetermineacutes de nombreux paramegravetres de signaux tels que puissance maxi-male rapport cyclique TX sequence TX Gap et Medium Utilization Factor Cette meacutethode comprend eacutegalement la transmission agrave antennes multiples comme MIMO et neacuteces-site un eacutequipement de mesure speacutecial Elle contient en outre des tests qui permettent de veacuterifier la capaciteacute drsquoadaptation des systegravemes sans fil aux conditions environnementales comme par exemple la deacutetection et la preacutevention des colli-sions avec drsquoautres services Ces tests incluent des objets sous test avec et sans sauts de freacutequence ainsi qursquoavec et sans fonction LBT (Listen-Before-Talk)
Une automatisation de test est de surcroicirct neacutecessaire Selon la norme preacuteceacutedente ETSI EN 300 328 v171 les essais pou-vaient ecirctre effectueacutes manuellement avec un analyseur de spectre Mais lrsquoactuelle norme ETSI EN 300 328 v181 stipule que les paramegravetres sont agrave deacuteterminer agrave partir de millions de mesures individuelles De plus certains des tests exeacutecuteacutes le sont en plusieurs eacutetapes et en fonction des reacutesultats preacuteceacute-dents ce qui requiert des mesures assisteacutees par logiciel
Sceacutenario de test
Bande 24 GHz (ETSI EN 300328)
Bande 5 GHz (ETSI EN 301893)
Freacutequence porteuse ndash
Puissance de sortie
Controcircle de puissance ndash
Densiteacute de puissance spectrale
Duty Cycle TX-Sequenz TX-Gap ndash
Dwell time occupation de freacutequence seacutequence de sauts (uniquement pour frequency hopping)
ndash
Espacement de freacutequence (uniquement pour frequency hopping)
ndash
Medium Utilisation Factor (MU) ndash
Adaptivity
Largeur de bande occupeacutee
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo out-of-band raquo 1)
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo in-band raquo ndash
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo spurious raquo ndash
Rayonnements non essentiels du reacutecep-teur (RSE)
1)
Blocage du reacutecepteur ndash
Seacutelection de freacutequence dynamique (DFS) deacutetection radar
ndash
1) Pour les eacutemissions non-deacutesireacutees supeacuterieures agrave 18 GHz le repositionnement manuel du cacircble RF est requis
Fig 3 Ensemble des tests couverts par le RampSregTS8997
Fig 2 Scheacutema fonc-
tionnel du systegraveme de
test RampSregTS8997 La
mesure de puissance
complegravete a eacuteteacute incor-
poreacutee dans un module
speacutecialement conccedilu le
RampSregOSP-B157 pour la
plateforme de commu-
tation et de commande
ouverte RampSregOSP120
Ce module gegravere eacutegale-
ment toutes les com-
mutations de voie et
le conditionnement de
signaux neacutecessaire agrave la
reacutealisation des essais
restants
ACTUALITEacuteS 20813 7
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Objet sous test agrave proceacutedeacute de sauts de freacutequence
RBW 100 kHz VBW 1 MHz SWT 10 ms
Att 40 dBRef 200 dBm
1RmMax
10 dB
0 dB
ndash10 dB
ndash20 dB
ndash30 dB
ndash40 dB
ndash50 dB
ndash60 dB
ndash70 dB
Start 24 GHz Stop 24835 GHz
8
Systegraveme de test RampSregTS8997 pour une certification globale Le systegraveme de test RampSregTS8997 (fig 1 et 2) couvre tous les tests requis dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz (fig 3) et comprend les eacuteleacutements suivants Analyseur de spectre RampSregFSL ou RampSregFSV Plateforme de commutation et de commande ouverte RampSregOSP120 avec module de mesure speacutecial
Geacuteneacuterateur de signaux analogiques RampSregSMB100A Geacuteneacuterateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A Logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 avec options de mesure RampSregEMC32-K97 et -K10
La speacutecification des seacutequences de tests individuelles et la veacuterification des sceacutenarios de test du RampSregTS8997 ont eacuteteacute sou-tenues par le centre de compeacutetence radio IMST GmbH quant agrave leur conformiteacute agrave la norme ETSI EN 300 328 Forte drsquoune solide expeacuterience dans ce domaine cette entreprise exploite un laboratoire drsquoessai accreacutediteacute conformeacutement agrave la directive RampTTE et participe activement aux travaux de normalisation au sein de lrsquoETSI
Mesure de puissance speacutecifique conforme agrave la norme La norme exige une meacutethode speacutecifique pour des mesures de puissance large bande rapides avec un taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute de ge1 Meacutechs une reacutesolution suffisante et un temps de mesure en continu de plusieurs secondes Cela est en prin-cipe possible avec des deacutetecteurs analogiques speacuteciaux et un oscilloscope adeacutequat mais neacutecessite un logiciel drsquoanalyse drsquoacquisition adapteacute agrave lrsquooscilloscope et capable de traiter effi-cacement plusieurs millions de reacutesultats de mesure
Pour le RampSregTS8997 la totaliteacute de la mesure de puissance a eacuteteacute inteacutegreacutee dans un module deacutedieacute de la plateforme de com-mutation et de commande ouverte RampSregOSP120 laquelle prend en outre eacutegalement en charge toutes les commutations de voies ainsi que le conditionnement du signal neacutecessaire agrave la reacutealisation des tests restants Doteacute drsquoune grande pro-fondeur de meacutemoire et drsquoun taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute le module fournit des mesures preacutecises pour tout type de signal comme par exemple pour les signaux complexes agrave taux de reacutepeacutetition lents Le logiciel de mesure RampSregEMC32 gegravere la commande de la seacutequence de test ainsi que lrsquoanalyse des reacutesultats et lrsquoaffichage
Soutien des systegravemes agrave antennes multiplesDe plus en plus drsquoappareils utilisent plusieurs antennes simul-taneacutement pour MIMO ou Beamforming (formation de fais-ceaux) Pour ces appareils la puissance doit absolument ecirctre enregistreacutee de maniegravere synchrone et sans interruption Crsquoest pourquoi la mesure de puissance du RampSregTS8997 est conccedilue
degraves le deacutepart agrave quatre canaux et qursquoelle gegravere par conseacute-quent les mesures sur tous les appareils courants comme par exemple les routeurs Wi-Fi avec 4times4 MIMO Les convertis-seurs AD parallegraveles sont cadenceacutes de faccedilon synchrone
Mesure agrave haute reacutesolutionLes analyseurs de spectre RampSregFSL ou RampSregFSV utiliseacutes dans le systegraveme (fig 4) reacutepondent parfaitement agrave la norme qui exige un maximum de 30000 points de mesure Des eacutetudes effectueacutees sur des objets sous test reacuteels ont cepen-dant deacutemontreacute que le nombre de points de mesure requis par la norme est insuffisant pour certaines technologies radio et qursquoil entraicircne une incertitude de mesure accrue Crsquoest la rai-son pour laquelle un mode de mesure alternatif suppleacutemen-taire avec typiquement 1 million de points de mesure est deacutejagrave preacutevu dans le RampSregTS8997 Ce mode pourra ecirctre activeacute sous forme drsquooption logicielle degraves lrsquoadoption drsquoune version reacuteviseacutee de la norme
Proceacutedures de mesure automatiseacuteesLes proceacutedures de mesure et routines drsquoeacutevaluation requises par la norme sont impleacutementeacutees dans les options RampSregEMC32-K97 -K971 -K972 -K973 du logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 Le RampSregEMC32 est deacutejagrave uti-liseacute dans de nombreux laboratoires drsquoessais pour les tests CEM les rayonnements non essentiels (RSE Radiated-Spu-rious-Emission) et la puissance isotrope rayonneacutee eacutequiva-lente (PIRE) et peut deacutesormais ecirctre eacutegalement utiliseacute pour ces mesures drsquoougrave la disponibiliteacute de proceacutedures de mesure inteacutegreacutees lorsque par exemple sur la base des valeurs PIRE
Fig 4 Exemple de spectre drsquoun objet sous test agrave sauts de freacutequence
dans la bande de 24 GHz
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Fig 5 Interface utilisateur du RampSregTS8997 pour la mesure automatiseacutee des diffeacuterents sceacutenarios de test dans le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32
rayonneacutees obtenues les valeurs conduites doivent ecirctre extra-poleacutees et inversement
Les options logicielles englobent lrsquoexeacutecution automatique de tous les tests avec saisie des paramegravetres neacutecessaires aux appareils et normes (fig 5) Cela conforte lrsquoutilisateur car un certain nombre de tests ne sont requis que pour certaines normes tandis que les reacutesultats des tests preacuteceacutedents sont agrave prendre en consideacuteration pour le test suivant Lrsquoeacutetablissement de la liaison radio avec les objets sous test est soit pris en charge par le testeur de radiocommunication large bande de RohdeampSchwarz par exemple le RampSregCMW500 soit par des laquo Golden devices raquo correspondants
Extension de systegravemes existants au RampSregTS8997Gracircce au logiciel RampSregEMC32 et sa multitude de pilotes de peacuteripheacuteriques drsquoautres appareils de RohdeampSchwarz doteacutes de fonctionnaliteacutes comparables et deacutejagrave disponibles chez lrsquoutili-sateur peuvent ecirctre utiliseacutes comme une alternative au systegraveme de test cleacutes en main Le recours agrave des systegravemes utiliseacutes par exemple en deacuteveloppement pour drsquoautres tacircches de mesure
est eacutegalement possible Lrsquoextension des systegravemes CEM exis-tants peut ecirctre aiseacutement reacutealiseacutee avec le module RampSregOSP correspondant et le cas eacutecheacuteant avec drsquoautres appareils
ReacutesumeacuteLe systegraveme de test de certification RampSregTS8997 est le premier systegraveme complet au monde agrave pouvoir couvrir les mesures neacutecessaires et lrsquoautomatisation des tests requis par la RampTTE selon ETSI EN 300 328 v181 et ETSI EN 301 893 v171 Lrsquoau-tomatisation pousseacutee des tests baseacutee sur le tregraves reacutepandu logi-ciel de mesure CEM RampSregEMC32 assiste lrsquoutilisateur dans ces mesures Les systegravemes CEM existants peuvent ecirctre eacutetendus au systegraveme de test RampSregTS8997
Les responsables du groupe ETSI TG11 ndash ici en la personne de son preacutesident Edgard Vangeel ndash se feacutelicitent de ce que laquo RohdeampSchwarz propose avec le RampSregTS8997 un systegraveme capable de prendre en charge la nouvelle norme et de partici-per ainsi agrave sa reacuteussite eacutegalement dans les laboratoires drsquoessai et lrsquoindustrie raquo
Michael Steinmuumlller Frank Tofahrn (IMST GmbH)
ACTUALITEacuteS 20813 9
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Pile de protocole LTE
Couche 2
Couche 3
RF
Couche 1
Teacuteleacutephone mobile
RRC
NAS
LPP
IP
TCP
SSL
SUPL
LPP ou RRLP
U-Plane C-Plane
10
Services geacuteodeacutependants avec GPS GLONASS Galileo et OTDOAVeacuterifier la meacuteteacuteo au petit deacutejeuner emprunter le meilleur chemin via lrsquoapps de navigation aux heures drsquoaffluence
deux exemples parmi les nombreuses applications gracircce auxquelles les utilisateurs de smartphones peuvent
beacuteneacuteficier de services geacuteodeacutependants (LBS Location Based Services) Comment ces aides preacutecieuses trouvent-
elles si rapidement la position exacte Cet article jette un regard sur les coulisses des meacutethodes de positionne-
ment des services geacuteodeacutependants et preacutesente la gamme complegravete des systegravemes de test de RohdeampSchwarz qui
assurent lors de ce positionnement une participation harmonieuse de tous les composants
Positionnement avec des proceacutedures terrestres Cell-ID Enhanced Cell-ID OTDOALa position drsquoun teacuteleacutephone mobile peut ecirctre deacutetermineacutee selon diffeacuterentes meacutethodes La plus simple qui consiste agrave eacutevaluer lrsquoID de cellule fournit cependant des informations relative-ment impreacutecises De meilleurs reacutesultats sont obtenus avec la meacutethode Enhanced Cell-ID laquelle utilise des paramegravetres de signaux additionnels comme la puissance et la qualiteacute reccedilues (RSRP RSRQ Reference Signal Received Power Quality) lui permettant drsquoatteindre une preacutecision drsquoenviron une centaine de megravetres Avec le OTDOA (Observed Time Difference of Arri-val) processus inteacutegrant les diffeacuterences de temps de propaga-tion entre les signaux de plusieurs stations de base LTE des reacutesultats encore plus justes pourront ecirctre obtenus agrave lrsquoavenir
La meacutethode classique par satellite A-GPSDes reacutesultats encore bien meilleurs peuvent ecirctre obtenus avec les signaux GPS lesquels permettent drsquoaugmenter de quelques megravetres la preacutecision de positionnement Mais leur utilisation seule preacutesente un inconveacutenient majeur agrave savoir que lorsqursquoun module GPS nrsquoest pas utiliseacute pendant une assez longue peacuteriode un temps drsquoattente pouvant atteindre 50 secondes est neacutecessaire jusqursquoagrave ce que la position soit afficheacutee Cela tient au faible deacutebit de donneacutees du signal GPS de 50 bitss avec lequel le message de navigation (donneacutees de correction et trajectoires des satellites) est transmis Ce temps drsquoattente peut cependant ecirctre abreacutegeacute agrave lrsquoaide du GPS assisteacute (A-GPS) avec lequel le reacutecepteur GPS utilise eacutegalement des donneacutees connues sous le nom de donneacutees drsquoassistance ces donneacutees sont des messages de navigation ainsi que des informations suppleacutementaires en provenance du reacuteseau cel-lulaire De plus ces donneacutees sont transmises tregraves rapidement car les serveurs de localisation les transfegraverent quasi instanta-neacutement via le reacuteseau
Fig 1 Communication avec le serveur de localisation pile de protocole
LTE pour U-Plane et C-Plane
Vue drsquoensemble dans le deacutedale des protocoles La communication avec le serveur de localisation peut srsquoar-ticuler de deux maniegraveres soit par lrsquointermeacutediaire de mes-sages de controcircle (C-Plane similaire agrave un SMS) soit via des paquets IP ensemble avec drsquoautres donneacutees utiles (U-Plane) voir figure 1 Jusqursquoagrave preacutesent un nouveau protocole de locali-sation eacutetait deacutefini pour chaque norme de radiocommunication
GSM WCDMA LTE CDMA2000regC-Plane RRLP RRC LPP TIA-801U-Plane RRLP RRLP RRLP LPP TIA-801
Fig 2 Possibiliteacutes de combinaison des normes de radiocommunica-
tion mobile avec les protocoles de localisation Avec U-Plane tout proto-
cole de localisation peut theacuteoriquement ecirctre envoyeacute via chaque norme de
radiocommunication Le tableau ci-dessus preacutesente uniquement les com-
binaisons utiliseacutees dans la pratique
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Systegravemes de test pour LBS
cedilTS8991 OTAavec LBS
cedilTS-LBS Advancedavec cedilSMBV100A
cedilTS8980FTA + RRMavec cedilSMBV100A
cedilTS-LBSpour NetOp
cedilTS8980Savec cedilSMBV100A
cedilTS-LBSavec Connection BoxRampSregTS-CONN
cedilTS-LBS
Pour reacutepondre agrave toutes les exigences systegravemes de test pour terminaux utilisant des meacutethodes baseacutees reacuteseau et A-GNSS
De nombreux tests analysent en profondeur la performance des terminaux selon les meacutethodes baseacutees reacuteseau et A-GNSS (OTDOA eCID) et ce mecircme en simulant des conditions deacutefavorables Des mesures via lrsquointerface air (OTA) permettent de veacuterifier si un termi-nal possegravede une sensibiliteacute suffisante quelle que soit son orienta-tion spatiale La mesure de la laquo Minimum Performance raquo examine lrsquoexactitude et la dureacutee du positionnement Le flux complexe de messages peut ecirctre analyseacute avec les tests de conformiteacute de proto-cole Pour toutes ces applications RohdeampSchwarz propose des systegravemes de test approprieacutes qui prennent en charge aussi bien le C-Plane que le U-Plane et couvrent avec le testeur de radiocommu-nication large bande RampSregCMW500 comme simulateur de reacuteseau les principales normes de radiocommunications (GSM WCDMA
mobile importante RRLP RRC TIA-801 et LPP Malgreacute cette diversiteacute tous les protocoles transmettent fondamentalement des donneacutees drsquoassistance similaires dont les combinaisons sont illustreacutees en figure 2 Dans la variante U-Plane ces pro-tocoles sont encore encapsuleacutes dans le laquo Secure User Plane Protocolraquo (SUPL) lequel prend en charge le chiffrement et lrsquoauthentification des donneacutees de position sensibles
Lrsquounion fait la preacutecision ndash positionnement hybrideEntre temps des concurrents du GPS ont fait leur appari-tion comme le systegraveme russe GLONASS qui est pleinement
opeacuterationnel au niveau mondial depuis Octobre 2011 et le systegraveme europeacuteen Galileo qui dispose depuis octobre 2012 de quatre satellites en orbite La Chine avec son systegraveme Bei-dou est eacutegalement en lice Les donneacutees drsquoassistance du Glo-bal Navigation Satellite Systems (GNSS) ndash terme collectif affecteacute agrave tous les systegravemes de navigation par satellite ndash eacutetant nettement diffeacuterentes les unes des autres (fig 3) des exten-sions se sont aveacutereacutees neacutecessaires dans tous les protocoles de localisation ainsi que dans le protocole SUPL
En combinant les valeurs des diffeacuterents systegravemes satellitaires et du OTDOA une position peut ecirctre calculeacutee de faccedilon plus
LTE et bientocirct eacutegalement CDMA2000reg) Ensemble avec un geacuteneacute-rateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A doteacute des options approprieacutees tous les tests A-GNSS peuvent ecirctre effectueacutes
Les eacutequipements de test peuvent ecirctre adapteacutes de faccedilon modu-laire agrave toute application de la configuration minimale compacte constitueacutee du RampSregCMW500 du RampSregSMBV100A et de lrsquoordina-teur de controcircle jusqursquoau systegraveme de test RampSregTS8980FTA avec des tests de Radio Resource Management (RRM) inteacutegreacutes simu-lation de fading et plusieurs cellules OTDOA en passant par des systegravemes de test de performance OTA Lrsquointeacutegration de la plate-forme logicielle conviviale RampSregCONTEST facilite en outre la reacuteali-sation de campagnes de tests automatiseacutees
Programme complet systegravemes de test de RohdeampSchwarz
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TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Comparaison des donneacutees dassistance GPS GLONASS
100 Mbits
Mobile par ex station de base LTE
50 bits 50 bits
GPS GLONASS
vz
r
vx
vy
Donneacutees de trajectoire GLONASS vecteur de vitesse et de position
vz
r
vx
vy
A
i
v
Ωγ
ω
Donneacutees de trajectoire GPS paramegravetres de Kepler
A
i
v
Ωγ
ω
A
i
v
Ωγ
ω
vz
r
vx
vy
12
preacutecise qursquoavec chaque systegraveme individuellement En particu-lier dans les laquo gorges urbaines raquo lrsquoutilisation de systegravemes mul-tiples fait qursquoune localisation peut encore ecirctre reacutealiseacutee lagrave ougrave eacutechouait jusqursquoagrave preacutesent un reacutecepteur preacutevu pour un seul sys-tegraveme Gracircce agrave la connexion avec le serveur de localisation de lrsquoopeacuterateur reacuteseau le terminal mobile peut en outre le cas eacutecheacuteant soumettre au reacuteseau le calcul de position hybride complexe
Secours en cas de neacutecessiteacute proceacutedures drsquourgence dans SUPL 20Lrsquoextension agrave SUPL 20 apporte non seulement le soutien de GNSS et LTE mais de nouvelles fonctionnaliteacutes complegravetes ont eacutegalement eacuteteacute ajouteacutees agrave la version U-Plane Ainsi en cas drsquoappel drsquourgence les laquo Emergency procedures raquo per-mettent la transmission automatique et fiable de la position aux eacutequipes de secours (fig 4) De plus la nouvelle fonction laquo Geofencing raquo permet lors de lrsquoentreacutee ou la sortie drsquoune zone de transmettre un message depuis le teacuteleacutephone mobile vers un terminal distant autoriseacute (fig 5)
ConclusionLe deacuteveloppement et lrsquoutilisation des services geacuteodeacutependants nrsquoest qursquoagrave ses tout deacutebuts Nul doute qursquoelle produira dans les prochaines anneacutees de nombreuses ideacutees et de nouvelles applications Lrsquoeacutequipement de mesure de RohdeampSchwarz srsquoy est deacutejagrave preacutepareacute et sera toujours agrave lrsquoavant-garde gracircce agrave lrsquoin-troduction de nouveaux deacuteveloppements
Stefan Maier Ewald Zelmer
Fig 3 Les donneacutees drsquoassistance pour GPS et GLONASS sont tregraves diffeacuterentes Avec A-GPS et A-GLONASS au lieu drsquoecirctre transmises par des liaisons
satellite lentes elles le sont quasi instantaneacutement via une radiocommunication mobile
Fig 4 En cas drsquourgence la position drsquoun appelant est transmise quasi
instantaneacutement aux services de secours
Fig 5 La fonction
laquo Geofencing raquo per-
met drsquoinformer un uti-
lisateur par exemple
de lrsquoarriveacutee drsquoune per-
sonne en gare de
destination
Sou
rce
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TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
RampSregFSW mesures sur faisceaux hertziens dans la bande ELrsquoaugmentation du trafic des terminaux mobiles neacutecessite une bande passante eacuteleveacutee pour pouvoir relier les
stations de base au reacuteseau Dans la bande E entre 71 GHz et 86 GHz deux bandes de freacutequences larges de
5 GHz chacune sont disponibles agrave cet effet pour reacutealiser des liaisons point-agrave-point Ces freacutequences eacuteleveacutees
repreacutesentent un deacutefi particulier pour les eacutequipements de mesure non seulement lors du processus de deacuteve-
loppement des modules drsquoeacutemission et de reacuteception mais eacutegalement pour la reacutealisation des mesures sur les
systegravemes de transmission
Bande E de la bande passante pour eacutetancher la soif de donneacuteesBien que lrsquoUIT (Union Internationale des Teacuteleacutecommunications) ait deacutejagrave approuveacute lrsquoattribution des freacutequences de la bande E comprises entre 71 GHz et 76 GHz et 81 GHz et 86 GHz pour des applications de transmission il y a plus de 30 ans lors de la Confeacuterence administrative mondiale des radiocommuni-cations (CAMR-79) agrave Genegraveve [1] il a fallu attendre plus de 20 ans pour que ces applications suscitent des inteacuterecircts com-merciaux et incitent la FCC (Federal Communications Com-mission) aux Eacutetats-Unis ainsi que les autoriteacutes europeacuteennes agrave accorder des licences pour ces bandes et agrave fixer les exi-gences techniques approprieacutees Deux facteurs pour lrsquoeacutemer-gence drsquoun tel inteacuterecirct ont eacuteteacute la production commerciale de composants requis pour cette gamme de freacutequences et la demande en taux de transmission toujours plus eacuteleveacutes neacuteces-sitant lrsquoutilisation de nouvelles bandes de freacutequences Dans la bande E eacutetablir des voies de transmission agrave des vitesses de plusieurs Gbits ne pose aucun problegraveme Ces deux bandes de freacutequences chacune doteacutee drsquoune plage continue de 5 GHz fournissent des bandes passantes de transmission de plu-sieurs centaines de MHz permettant drsquoatteindre des deacutebits de donneacutees eacuteleveacutes mecircme avec des types de modulation simples comme le BPSK Les modules drsquoeacutemission simples et fiables peuvent par conseacutequent ecirctre reacutealiseacutes pour ces liaisons agrave ondes millimeacutetriques Mais gracircce aux progregraves en RampD cela ne signifie aucunement que cette technologie ne permettrait pas drsquoutiliser des types de modulation plus complexes La porteacutee qui peut ecirctre obtenue dans ces bandes de freacutequences nrsquoest que leacutegegraverement infeacuterieure agrave celle constateacutee par exemple dans la bande des 38 GHz ce qursquoont deacutemontreacute des eacutetudes reacutealiseacutees dans des conditions meacuteteacuteorologiques normales avec une atteacutenuation de 05 dBkm en champ libre [2]
Ces freacutequences eacuteleveacutees posent toutefois de nouveaux deacutefis aux eacutequipements de mesure Lrsquoattribution de licence protegravege en effet contre les brouillages indeacutesirables creacuteeacutes par drsquoautres sources micro-ondes mais la puissance et le spectre de
lrsquoeacutemetteur doivent ecirctre mesureacutes pour assurer une coexis-tence sans perturbations Les exigences imposeacutees aux eacutemet-teurs dans cette gamme de freacutequences sont deacutecrites dans les speacutecifications techniques [3] notamment le gabarit spectral (masque) pour la puissance rayonneacutee
Mesures spectrales dans la bande E ndash meacutelangeur drsquoharmoniques indispensableLes analyseurs de spectre conviennent parfaitement pour ces mesures exigeantes mais ne sont disponibles dans le com-merce que jusqursquoagrave 67 GHz en une seule bande de freacutequences continue Les analyseurs doivent par conseacutequent ecirctre doteacutes de meacutelangeurs harmoniques externes [4] pour pouvoir reacuteali-ser des mesures de spectre dans la bande E Ces meacutelangeurs multiplient le signal de sortie de lrsquooscillateur local de lrsquoanaly-seur de spectre et meacutelangent le signal agrave ondes millimeacutetriques agrave analyser avec une harmonique approprieacutee obtenant ainsi la freacutequence intermeacutediaire de lrsquoanalyseur Le grand nombre drsquoharmoniques geacuteneacutereacutees dans le meacutelangeur ainsi que les har-moniques du signal drsquoentreacutee conduisent cependant agrave une multitude de signaux dans le spectre En outre lrsquoabsence de preacute-filtrage fait que la freacutequence drsquoimage nrsquoest pas supprimeacutee
Cela ne pose aucun problegraveme aussi longtemps que seuls des signaux CW sont appliqueacutes agrave lrsquoentreacutee du meacutelangeur Pour de tels signaux lrsquoanalyseur de spectre peut distinguer les signaux reacuteels des signaux provoqueacutes par un meacutelange ambigu A cet effet lrsquoanalyseur effectue avant la mesure reacuteelle une mesure de reacutefeacuterence lors de laquelle la freacutequence de son
Autres articles sur le RampSregFSW dans cette revue Les deux nouveaux modegraveles RampSregFSW43 et RampSregFSW50 sont preacutesenteacutes agrave la page 38 Les modaliteacutes de reacutealisation des mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande sont deacutecrites agrave partir de la page 43
ACTUALITEacuteS 20813 13
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Mesure spectrale
Ref 10 dBm EXTM IX E
RBW 2 MHzVBW 10 kHz SWT 125 ms
2 RM CLRWR
1 RM CLRWR
Delta 2 [T1] ndash4448 dB
ndash941506410256 MHz
Marker1 (T1)ndash1756 dBm
71995993590 GHz
Center 72 GHz 250 MHz Span 25 GHz
Sous
tract
ion
des
sign
aux
3 RM CLRWR
0
ndash10
ndash20
ndash30
ndash40
ndash50
ndash60
ndash70
ndash80
ndash90
10 Offset 20 dBASGL
LVL
3DB
1
2E64Q500
14
oscillateur local est augmenteacutee de deux fois la freacutequence intermeacutediaire Seuls les signaux preacutesents dans le balayage de reacutefeacuterence et de mesure sont des signaux reacuteels qui sont affi-cheacutes dans le spectre Mais cela devient plus compliqueacute si des signaux moduleacutes sont preacutesents agrave lrsquoentreacutee du meacutelangeur et ce en particulier avec des signaux tregraves large bande le signal reacuteel et le signal reccedilu agrave la freacutequence drsquoimage de lrsquoanalyseur de
spectre se chevauchent de sorte qursquoil nrsquoest plus possible de les distinguer
La figure 1 montre la mesure du spectre reacutealiseacutee avec le RampSregFSQ ndash un analyseur de spectre et de signaux de haute qualiteacute mais drsquoune geacuteneacuteration drsquoappareils moins reacutecente et dont la freacutequence intermeacutediaire est de 404 MHz La diffeacuterence de freacutequence entre le signal drsquoentreacutee drsquoune bande passante de 500 MHz et le signal drsquoimage est de 808 MHz Avec ce signal drsquoentreacutee il est encore possible de veacuterifier si le gabarit spectral selon [3] est respecteacute en soustrayant du spectre de la mesure reacuteelle le spectre de la mesure de reacutefeacuterence Mais si le signal drsquoentreacutee avait une bande passante de 1 GHz cela ne serait alors plus possible car le signal drsquoentreacutee et le signal drsquoimage se chevaucheraient Une analyse du signal dans le domaine temporel (donneacutees IQ) ougrave une telle correction nrsquoest pas pos-sible serait fortement alteacutereacutee par lrsquoinfluence du signal drsquoimage
RampSregFSW maicirctrise eacutegalement les signaux complexesLes analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW [5] doteacutes de lrsquooption RampSregFSW-B21 (connexions OLFI pour meacutelangeur externe) offrent ici un avantage majeur par rapport aux appa-reils conventionnels disponibles dans le commerce Avec une freacutequence intermeacutediaire de 13 GHz ils disposent drsquoune plage de freacutequences de 26 GHz exempte de signal drsquoimage Ainsi des gabarits drsquoeacutemission spectrale de signaux moduleacutes en large bande peuvent ecirctre aiseacutement mesureacutes mecircme si leurs bandes passantes atteignent la gamme des GHz Ensemble avec les meacutelangeurs harmoniques externes de la derniegravere geacuteneacuteration de RohdeampSchwarz comme par exemple avec le RampSregFS-Z90 (60 GHz agrave 90 GHz) la plage dynamique pouvant ecirctre atteinte est exceptionnelle Avec la perte de conversion
Fig 1 Mesure drsquoun signal drsquoentreacutee large de 500 MHz dans la bande E
avec lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSQ La courbe bleue
montre le reacutesultat de la mesure proprement dite et la courbe noire la
mesure de reacutefeacuterence On distingue clairement ici qursquoil est possible de
soustraire le signal drsquoimage situeacute en termes de freacutequence au-dessus du
signal drsquoentreacutee (courbe orange) Pour les signaux drsquoentreacutee agrave bande pas-
sante de 1 GHz cela ne serait plus possible
Fig 2 Mesure du mecircme signal
que celui repreacutesenteacute en figure 1
avec lrsquoanalyseur de spectre
RampSregFSW Le signal drsquoentreacutee et le
signal drsquoimage sont ici seacutepareacutes lrsquoun
de lrsquoautre de 26 GHz Les mesures
de gabarit spectral ou lrsquoanalyse de
modulation de signaux significati-
vement plus larges sont possibles
sans difficulteacutes
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
du meacutelangeur de typiquement 23 dB agrave 80 GHz la figure de bruit de lrsquoensemble du montage de test RampSregFSW compris se situe agrave environ ndash150 dBmHz Pour un point de compres-sion agrave 1 dB de ndash3 dBm nominal on obtient une gamme dyna-mique suffisante pour la mesure du gabarit spectral En effet la speacutecification technique de lrsquoETSI deacutefinit une valeur de 50 dB [3] Le RampSregFS-Z90 est eacutegalement eacutequipeacute drsquoun isola-teur agrave lrsquoentreacutee ce qui permet drsquoobtenir un ROS typique de 141 Les erreurs de mesure de puissance causeacutees par les reacuteflexions agrave lrsquoentreacutee en raison des deacutesadaptations sont donc reacuteduites drsquoun facteur drsquoenviron 5 par rapport aux meacutelangeurs deacutepourvus drsquoisolateurs
La figure 2 montre la mesure du mecircme signal drsquoune liaison micro-ondes dans la bande E comme en figure 1 Le signal drsquoentreacutee drsquoune bande passante de 500 MHz et le signal agrave la freacutequence image sont eacuteloigneacutes lrsquoun de lrsquoautre de 26 GHz et il est possible de mesurer si le gabarit spectral prescrit (ligne rouge) est respecteacute La dynamique requise de 50 dB est eacutega-lement aiseacutement obtenue avec ce montage
Le RampSregFSW permet drsquoanalyser non seulement le spectre mais eacutegalement la qualiteacute de modulation Avec sa bande pas-sante drsquoanalyse de 320 MHz (option RampSregFSW-B320) il est capable drsquoenregistrer les signaux large bande correspondants de les deacutemoduler avec lrsquooption drsquoanalyse de signaux vecto-riels RampSregFSW-K70 et drsquoeacutetudier la qualiteacute de modulation
La figure 3 montre lrsquoanalyse drsquoun signal QPSK avec une bande passante de 300 MHz Les mesures de lrsquoamplitude du vec-teur drsquoerreur (EVM) de la qualiteacute de modulation de lrsquoerreur de freacutequence du taux drsquoerreur symboles et bien plus encore peuvent ecirctre reacutealiseacutees Lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
Fig 3 Analyse de modulation
drsquoun signal QPSK avec 300 MHz
de bande passante Outre les
repreacutesentations graphiques
comme par exemple le dia-
gramme de constellation ou le
signal drsquoentreacutee dans le domaine
temporel des tableaux compre-
nant des valeurs numeacuteriques
offrent un aperccedilu rapide de la qua-
liteacute de modulation
Bibliographie[1] Radiofrequency Use and Management Impacts from the World Administrative Radio
Conference of 1979 WARC-79 chapter 4 overview actions and impacts page 77[2] ITU-R P676-6 Attenuation by atmospheric gases 2005[3] ETSI TS 102 524 V11 Technical Specification Fixed Radio Systems Point-to-Point
equipment Radio equipment and antennas for use in Point-to-Point Millimetre wave applications in the Fixed Services (mmwFS) frequency bands 71 GHz to 76 GHz and 81 GHz to 86 GHz
[4] Dr Florian Ramian Using Harmonic External Mixers to Extend the Frequency Range RohdeampSchwarz Application Note 1EF75
[5] La nouvelle reacutefeacuterence Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSW ACTUALITEacuteS (2011) Ndeg 204 (tireacute agrave part dans les pages centrales)
RampSregFSW repreacutesente les reacutesultats dans des tableaux ou sous forme graphique comme par exemple la phase et lrsquoamplitude dans un diagramme de constellation ce qui donne un aperccedilu visuel de la qualiteacute de modulation
ReacutesumeacuteLes liaisons par faisceaux hertziens dans la bande E deviennent de plus en plus attractives en raison des exi-gences sans cesse croissantes en termes de quantiteacute de don-neacutees agrave transmettre car il est possible ici drsquoatteindre les deacutebits de donneacutees les plus eacuteleveacutes de toutes les technologies de transmission sans fil Pour reacutealiser des mesures de spectre un analyseur de spectre doteacute drsquoun meacutelangeur harmonique externe est requis Une freacutequence intermeacutediaire eacuteleveacutee de lrsquoanalyseur offre une large plage exempte de signaux drsquoimage Les meacutelangeurs harmoniques de RohdeampSchwarz assurent gracircce agrave leurs pertes de conversion reacuteduites une dynamique eacuteleveacutee une excellente adaptation ainsi qursquoune grande preacute-cision lors des mesures de puissance Crsquoest ainsi que le RampSregFSW doteacute du meacutelangeur RampSregFS-Z90 repreacutesente la solution optimale pour cette application tout en offrant la pos-sibiliteacute de mesurer la qualiteacute de modulation des signaux
Dr Wolfgang Wendler
ACTUALITEacuteS 20813 15
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
16
RLAN IEEE 80211ac mesures deacutesormais pos-sibles avec des appareils de milieu de gammeLa nouvelle norme RLAN IEEE 80211ac augmente de maniegravere significative le taux de transfert de donneacutees
Ce qui reacutejouit les utilisateurs constitue en revanche un deacutefi pour les fabricants car la nouvelle technologie
impose les plus hautes exigences aux composants utiliseacutes Toutes les mesures neacutecessaires sont deacutesormais
eacutegalement possibles avec des appareils de milieu de gamme de RohdeampSchwarz ndash et les systegravemes de test
optimiseacutes en termes de coucirct pour la production peuvent ecirctre reacutealiseacutes rapidement
RLAN IEEE 80211ac ndash nouvelle norme pour un deacutebit de donneacutees plus eacuteleveacuteLrsquoaccegraves agrave Internet avec des smartphones et tablettes via des reacuteseaux locaux radioeacutelectriques (RLAN eacutegalement appeleacutes WLAN ou Wi-Fi) est deacutesormais une pratique courante De plus en plus drsquoappareils tels que deacutecodeurs TV et teacuteleacuteviseurs sont doteacutes drsquoune connectiviteacute RLAN et les nouvelles applica-tions augmentent les exigences en termes de deacutebit de don-neacutees Mais les larges bandes passantes de signal neacutecessaires agrave cet effet ne sont disponibles que dans les gammes de freacute-quence eacuteleveacutees
Crsquoest la raison pour laquelle la norme IEEE 80211ac srsquoen-gage sur une nouvelle voie Elle utilise eacutegalement des bandes passantes de 80 MHz et 160 MHz dans la bande des 5 GHz ce qui lui permet drsquoatteindre des deacutebits de plusieurs Gbits Elle utilise en outre des scheacutemas de modulation drsquoordre plus eacuteleveacute et offre une gestion eacutetendue de la technologie multi-antennes (MIMO) avec un maximum de huit antennes et Multi-User MIMO
La 256QAM exige une bonne qualiteacute de signal Outre les types de modulation BPSK QPSK 16QAM et 64QAM preacuteceacutedemment utiliseacutes la norme IEEE 80211ac prend eacutegalement en charge la modulation 256QAM Le ter-minal sans fil deacutefinit la modulation agrave utiliser en fonction de la qualiteacute du signal mesureacute
Un switch Wi-Fi Multi-User MIMO peut servir plusieurs utilisa-teurs simultaneacutement et sur la mecircme freacutequence Cela est pos-sible gracircce agrave la propagation par trajets multiples et agrave la forma-tion de faisceaux selon la technologie drsquoantennes multiples Chaque utilisateur reccediloit un flux de donneacutees distinct et seacutepareacute dans lrsquoespace Le proceacutedeacute Multi-user MIMO ameacuteliore la capaciteacute de lrsquoensemble du systegraveme mais les flux de donneacutees individuels conduisent cependant agrave un niveau de bruit plus eacuteleveacute Or un rap-port signalbruit particuliegraverement eacuteleveacute avec un EVM infeacuterieur agrave ndash32 dB est requis pour la deacutemodulation des signaux 256QAM
Des exigences plus eacuteleveacutees sont eacutegalement imposeacutees en matiegravere de reacuteponse en freacutequence Par rapport au signal uti-liseacute par la norme IEEE 80211n une puissance constante est ici neacutecessaire sur une largeur de bande quatre fois plus eacutele-veacutee cocircteacute eacutemetteur et reacutecepteur Drsquoeacuteventuels eacutecarts conduisent ici eacutegalement agrave une augmentation de lrsquoerreur vectorielle EVM ndash obstacle aux transmissions agrave modulations drsquoun ordre aussi eacuteleveacute que celui de la 256QAM
Preacute-distorsion numeacuterique contre les effets non lineacuteairesAfin de pouvoir reacutepondre agrave ces exigences les composants tels que les amplificateurs et les meacutelangeurs doivent disposer drsquoun faible bruit et drsquoun comportement lineacuteaire sur une large gamme de freacutequences Alors que les composantes de bruit ne peuvent pas ecirctre isoleacutees du signal il est en revanche pos-sible de compenser les effets non lineacuteaires par une meacutethode dite de preacute-distorsion numeacuterique On procegravede agrave cet effet agrave une preacute-distorsion numeacuterique inverse avant amplification laquelle srsquooppose agrave la distorsion de lrsquoamplificateur et lrsquoannule de ce fait il en reacutesulte un signal amplifieacute lineacuteairement
Fig 1 Le RampSregSMBV100A (en haut) est le premier geacuteneacuterateur de
signaux vectoriels au monde agrave pouvoir geacuteneacuterer des signaux Wi-Fi avec
une bande passante RF de 160 MHz sans appareil suppleacutementaire Lrsquoana-
lyseur de spectre et de signaux RampSregFSV prend eacutegalement en charge la
nouvelle norme de reacuteseaux sans fil
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Tests eacutetendus requisLes tests imposeacutes par la IEEE 80211ac sont une extension de la norme preacuteceacutedente Les essais sur eacutemetteurs couvrent le gabarit spectral la planeacuteiteacute spectrale (Spectral Flatness) la freacutequence centrale et la qualiteacute de modulation Cocircteacute reacutecep-teur les caracteacuteristiques suivantes doivent ecirctre notamment veacuterifieacutees sensibiliteacute suppression des signaux dans les canaux adjacents suppression des signaux dans les canaux non-adja-cents puissance drsquoentreacutee maximale et sensibiliteacute CCA (Clear Channel Assessment) Les concepteurs et fabricants de com-posants pour la norme IEEE 80211ac doivent alors dispo-ser de sources et drsquoanalyseurs de signaux offrant au mini-mum une bande passante drsquoanalyse et de modulation IQ de 160 MHz dans la bande des 5 GHz
Solution de test de RohdeampSchwarzLa toute nouvelle geacuteneacuteration composeacutee du geacuteneacuterateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A et de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSV est conccedilue agrave cet effet (fig 1) Avec ces deux appareils toutes les mesures requises sur eacutemetteurs et reacutecepteurs sont simples agrave reacutealiser Les fonc-tions de geacuteneacuteration et drsquoanalyse de signaux neacutecessaires sont inteacutegreacutees et peuvent ecirctre utiliseacutees soit manuellement soit agrave lrsquoaide du seacutequenceur
Le RampSregSMBV100A offre une varieacuteteacute de fonctions la confi-guration de blocs de trame (frame-block) permet de meacutelan-ger diffeacuterents bursts pour diffeacuterents signaux Wi-Fi Ainsi un burst de 160 MHz peut ecirctre suivi drsquoun burst de 80 MHz selon IEEE 80211ac 11n ou 11a afin de simuler les sceacutenarios de signal reacuteels pouvant se produire sur un point drsquoaccegraves Pour les tests MIMO des signaux drsquoun maximum de huit antennes sont supporteacutes lesquels peuvent pour des essais statiques
ecirctre additionneacutes dans le geacuteneacuterateur avec diffeacuterents niveaux et phases et ce afin de geacuteneacuterer le signal composite adeacutequat pour lrsquoantenne de reacuteception Un bruit blanc gaussien peut ecirctre superposeacute au signal pour eacutemuler le bruit de lrsquoeacutetage drsquoen-treacutee RF drsquoun reacutecepteur
La grande qualiteacute de signal du geacuteneacuterateur complegravete ces fonc-tionnaliteacutes Le vecteur drsquoerreur pour un signal agrave bande passante de 160 MHz mesureacute avec une modulation de 256QAM est de ndash47 dB agrave 57 GHz De mecircme le RampSregSMBV100A se distingue particuliegraverement par une reacuteponse en freacutequence de 02 dB mesureacutee sur plus de 160 MHz
Pour lrsquoanalyse de signaux selon IEEE 80211ac le RampSregFSV reacutealise des mesures spectrales telles que les eacutemissions hors bande et non-harmoniques ainsi que la fuite en puissance dans les canaux adjacents De nombreuses mesures de para-megravetres de modulation peuvent ecirctre reacutealiseacutees dans le domaine temporel Lrsquoutilisateur peut confortablement basculer drsquoune mesure agrave lrsquoautre et les principaux reacutesultats peuvent ecirctre repreacutesenteacutes sous forme graphique ou de tableau (fig 2 et 3) Lrsquoeacutecran tactile offre en outre une utilisation particuliegraverement conviviale
Le RampSregFSV et le RampSregSMBV100A sont des appareils univer-sels utiliseacutes en deacuteveloppement et en production de stations de base de teacuteleacutephones mobiles et drsquoamplificateurs Drsquoautres applications exigent eacutegalement une bande passante eacuteleveacutee comme par exemple les mesures drsquoagreacutegation de porteuses du LTE Advanced agrave bande passante jusqursquoagrave 100 MHz les mesures de preacute-distorsion sur amplificateurs agrave large bande ainsi que les mesures drsquoimpulsions large bande et sur stations de base multistandards
Markus Loumlrner Martin Schmaumlhling
Fig 2 Le diagramme du haut montre sept bursts Wi-Fi deacutemoduleacutes En bas est illustreacute un diagramme
de constellation 256QAM Les points de constellation se situent parfaitement sur la grille et teacutemoignent
ainsi drsquoune haute qualiteacute de signal Les eacuteventuels eacutecarts constateacutes dans ce diagramme fourniront de
preacutecieuses informations sur lrsquoorigine des erreurs
Fig 3 Les principaux reacutesultats
peuvent eacutegalement ecirctre preacutesenteacutes
sous forme de tableau
ACTUALITEacuteS 20813 17
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Exemple dapplication NFC
Sommet A
Sommet B
Sommet C
Sommet A
Sommet B
Sommet C
NFC NFC
NFC
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Geacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune toucheLa technologie NFC (Near Field Communication) investit notre environnement quotidien Elle est en passe
de devenir monnaie courante notamment sur les teacuteleacutephones mobiles haut de gamme Doteacutes de lrsquooption
RampSregSMx-K89 les geacuteneacuterateurs de signaux RohdeampSchwarz permettent de geacuteneacuterer les signaux NFC norma-
liseacutes neacutecessaires au deacuteveloppement et agrave la production de ces appareils
NFC ndash un autre standard de transmission courte porteacutee de plus A la diffeacuterence des systegravemes de transmission courte por-teacutee courants par ex Bluetoothreg la transmission NFC nrsquoest utilisable que sur des distances nettement plus courtes (voir encadreacute p 19) Ce qui de prime abord peut apparaicirctre comme une limitation permet en fait une ouverture agrave des applications nouvelles diffeacuterentes de celles exploiteacutees dans le cas du Bluetoothreg Lorsqursquoil srsquoagit de liaisons sur plusieurs megravetres les utilisateurs doivent pour des questions drsquoeacutecono-mie drsquoeacutenergie et de protection des donneacutees activer ou auto-riser explicitement la connexion avec leurs mobiles alors que celle-ci srsquoeffectue de faccedilon intuitive dans le cas de la NFC il suffit soit drsquoapprocher deux appareils lrsquoun de lrsquoautre soit drsquoen poser un sur un terminal Gracircce agrave cette simpliciteacute drsquoutilisation la technologie NFC est voueacutee agrave une multitude de nouvelles applications Quelques exemples
Paiement sans espegraveces au moyen drsquoun teacuteleacutephone portable ou drsquoune carte bancaire
Activation aiseacutee drsquoune connexion Wi-Fi dans un restaurant agrave lrsquoarriveacutee il suffit drsquoapprocher son mobile drsquoun terminal situeacute pregraves de lrsquoentreacutee et la suite srsquoeffectue automatiquement Plus besoin drsquoentrer des codes compliqueacutes et le restaurant est assureacute que la mise agrave disposition gratuite de la connexion sera toutefois reacuteserveacutee agrave lrsquousage de ses clients
Certaines applications plus exotiques sont deacutejagrave disponibles p ex une appli pour Smartphones se substituant au clas-sique forfait randonneacutee (fig 1)
Tests NFC en deacuteveloppement et en productionDe nombreuses applications neacutecessitent de faire communi-quer entre eux des appareils de diffeacuterents constructeurs Afin drsquoassurer lrsquointeropeacuterabiliteacute le NFC Forum a eacutetabli des proceacute-dures de test normaliseacutees Ces tests deacutecrits dans le docu-ment laquo Test Specifications Cases for the NFC RF Analog Spe-cification raquo permettent aux fabricants de veacuterifier en deacutevelop-pement et en production si leurs appareils compatibles NFC sont conformes aux exigences du standard NFC
Lors drsquoune communication NFC un appareil peut avoir deux rocircles diffeacuterents Srsquoil fournit lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la com-munication il est appeleacute laquo Polling Device raquo ou plus simple-ment laquo Poller raquo Si en revanche il utilise pour reacutepondre agrave un autre appareil NFC lrsquoeacutenergie que celui-ci met agrave sa disposition il fonctionne en mode drsquoeacutecoute (Listening) Lrsquoencadreacute de la page 19 fournit une bregraveve preacutesentation geacuteneacuterale de la tech-nologie de transmission NFC La speacutecification de test du NFC Forum eacutevoqueacutee plus haut prend en compte les tests destineacutes aux deux modes de dispositifs NFC
Fig 1 Dans le parc national des Hautes Tatras en Pologne des tags NFC
sont positionneacutes aux sommets des montagnes A chacun des sommets
qursquoils atteignent les randonneurs peuvent ndash agrave lrsquoaide drsquoun Smartphone NFC
et drsquoune appli correspondante ndash y valider leur passeport de randonneacutee
eacutelectronique en approchant le mobile du tag NFC
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Principe de la NFC
Circuit eacutelectronique
Circuit eacutelectronique
Polling Device Listening DeviceChamp eacutelectromagneacutetique
typ lt 5 mm
Tests sur Listening Devices
cedilSMBV100A
Oscilloscope cedilRTO RampSregRTO et logiciel pour PC
DUTListener
ReferencePollingDevice
Signal RF
cedilSMBV100A laquoY a-t-il quelquunraquoDUT Listener laquoOui voici mes caracteacuteristiques raquo
Tests sur appareils en mode drsquoeacutecoute (Listening Devices)Pour cette seacuterie de tests lrsquoobjet sous test (Device Under Test DUT) fonctionne en mode drsquoeacutecoute (fig 2) Un geacuteneacuterateur par ex le RampSregSMBV100A de RohdeampSchwarz deacutelivre les signaux Poller Pendant toute la seacutequence de test il fournit en outre lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la communication en geacuteneacuterant une porteuse agrave 1356 MHz Une antenne de reacutefeacuterence NFC (appeleacutee laquoReference Polling Device raquo est eacutegalement neacuteces-saire afin drsquoappliquer au DUT ce signal RF constitueacute de la por-teuse moduleacutee par le signal Poller Le NFC Forum a speacutecifieacute avec preacutecision la configuration de cette antenne et de lrsquoeacutelec-tronique correspondante
Si le Listening Device agrave tester fonctionne correctement il reacutepond en modulant le champ eacutelectromagneacutetique du Poller (modulation de charge) Lrsquoantenne de reacutefeacuterence enregistre la reacuteponse et lrsquoapplique sur un connecteur sous forme de signal
Principe de la communication en champ procheEn NFC la transmission srsquoeffectue sur des distances de quelques millimegravetres p ex en placcedilant une carte de paie-ment sur un terminal ou en approchant deux teacuteleacutephones mobiles lrsquoun de lrsquoautre Lrsquoun des appareils geacutenegravere alors un champ eacutelectromagneacutetique agrave une freacutequence de 1356 MHz (fig 3) A la diffeacuterence drsquoune transmission en radiocommu-nication mobile le signal nrsquoest pas rayonneacute dans lrsquoespace (en champ lointain) mais il donne lieu agrave un couplage induc-tif en champ proche avec lrsquoautre appareil de la mecircme maniegravere que dans un transformateur
Lrsquoappareil qui geacutenegravere le champ est appeleacute Polling Device ou Poller le second appareil est le Listening Device ou Listener (dans ce contexte une carte de paiement est donc consideacutereacutee comme eacutetant aussi un laquo appareil raquo) Crsquoest en modulant lrsquoamplitude de son champ que le Poller trans-met les donneacutees au Listener qui enregistre lrsquoinformation
Fig 3 En NFC la communication entre deux appareils utilise un
champ eacutelectromagneacutetique agrave 1356 MHz
La transmission du Listener vers le Poller srsquoeffectue par modulation de charge (Load Modulation) la quantiteacute drsquoeacutenergie que le Listener preacutelegraveve agrave partir du champ ne reste pas constamment la mecircme Elle peut au contraire varier dans le temps (le listener opegravere une modification drsquoimpeacutedance) Par une contre-reacuteaction il se produit une variation de lrsquoamplitude du champ alternatif que le Poller peut enregistrer
NFC-A NFC-B et NFC-FAu fil du temps ce type de communication en champ proche a ndash sous lrsquoimpulsion de diffeacuterents constructeurs ndash donneacute lieu agrave diverses normes de transmission Agrave partir des plus importantes drsquoentre elles le NFC Forum a eacutelaboreacute la norme NFC geacuteneacuterique La sub-division en trois sous-standards NFC-A NFC-B et NFC-F rappelle aujourdrsquohui encore que la nouvelle norme NFC est issue de difeacuterentes normes plus anciennes Ces trois sous-standards utilisent un champ agrave 1356 MHz Ils se diffeacuterencient par la faccedilon de moduler ce champ en amplitude par le codage des sym-boles transmis ainsi que par le deacutebit binaire
Concernant la Load Modulation NFC B il est aussi par-fois question de BPSK En fait il ne srsquoagit pas veacuteritable-ment drsquoune modulation de phase du champ mais plutocirct de modulation de phase drsquoune sous-porteuse modulant elle-mecircme lrsquoamplitude drsquoun champ agrave 1356 MHz
Fig 2 Montage typique utiliseacute pour les tests sur un Listening Device
eacutelectrique Celui-ci est examineacute par un systegraveme drsquoanalyse de signaux NFC ndash par ex lrsquooscilloscope RampSregRTO utiliseacute en liai-son avec le logiciel pour PC RampSregFS-K112PC ndash qui contribue agrave la deacutecision de savoir si le Listening Device a reacuteussi le test
ACTUALITEacuteS 20813 19
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Reacuteglage des paramegravetres de modulation
Tests de Polling
cedilSMBV100A
Oscilloscope cedilRTO et logiciel pour PC
DUTPoller
ReferenceListeningDevice
Signal en
bande de base
Deacuteclenchement
DUT Poller laquoY a-t-il quelquunraquoRampSregRTO au RampSregSMBV100A laquoQuelquun sadresse agrave nousraquoRampSregSMBV100A (simulant le Listener) laquoOui je suis lagrave voici mes caracteacuteristiques raquoDUT Poller laquoLeacutechange de donneacutees peut deacutebuterraquo
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Fig 6 Les paramegravetres de modulation permettent de modifier en sou-
plesse les flancs du signal La suroscillation de 5 geacuteneacutereacutee artificielle-
ment apregraves le flanc montant est nettement visible
Fig 4 Montage typique utiliseacute pour les tests sur un Polling Device
Tests sur appareils en mode de scrutation (Polling Devices)Pour les tests sur Polling Devices le DUT geacutenegravere le champ 1356 MHz neacutecessaire agrave la communication NFC et le module avec un signal Poller Ici aussi il est neacutecessaire de preacutevoir une antenne de reacutefeacuterence NFC positionneacutee dans le champ du Pol-ler Lrsquoenveloppe du signal Poller reccedilu est appliqueacutee sur un connecteur et veacuterifieacutee par le systegraveme drsquoanalyse NFC Pour certains tests cela suffit pour deacutecider de la reacuteussite ou de lrsquoeacutechec du test
Pour drsquoautres Polling Device Tests il est en revanche neacuteces-saire qursquoun geacuteneacuterateur de signaux fournisse une reacuteponse Listener afin drsquoinciter le Poller sous test agrave envoyer drsquoautres signaux (fig 4) Deacuteclencheacute agrave cet effet par le systegraveme drsquoanalyse le geacuteneacuterateur envoie vers lrsquoantenne de reacutefeacuterence une reacuteponse ad hoc sous forme de signal en bande de base Lrsquoeacutelectronique de lrsquoantenne de reacutefeacuterence effectue alors la modulation de charge du champ eacutelectromagneacutetique du Poller Si le compor-tement du Poller sous test est conforme agrave la norme un nou-veau signal Poller sera eacutemis pour ecirctre ensuite analyseacute
Les geacuteneacuterateurs de signaux vectoriels de RohdeampSchwarz produisent tous les signaux NFCDisponible pour les actuels geacuteneacuterateurs de signaux vectoriels RampSregSMU200A RampSregSMBV100A ainsi que RampSregAMU200A RampSregSMJ100A et RampSregSMATE200A la nouvelle option RampSregSMx-K89 permet de geacuteneacuterer aiseacutement les signaux Poller et Listener deacutecrits ci-dessus Les signaux obtenus avec cette option sont conformes agrave la norme NFC et compatibles avec les trois sous-standards NFC-A NFC-B et NFC-F (fig 5)
Les signaux peuvent ecirctre parameacutetreacutes dans le moindre deacutetail Il est p ex possible de modifier la forme des flancs ou de les deacutegrader artificiellement en introduisant des suroscil-lations afin de veacuterifier si le DUT peut fonctionner dans des conditions deacutefavorables (fig 6) Tous les paramegravetres sont non seulement reacuteglables manuellement via lrsquointerface graphique mais le geacuteneacuterateur peut aussi ecirctre commandeacute agrave distance et en temps reacuteel par des instructions SCPI transmises via GPIB ou Ethernet
En plus des tests de base prescrits par la norme lrsquooption RampSregSMx-K89 permet agrave lrsquoutilisateur de personnaliser ses propres seacutequences de test pour une analyse plus deacutetailleacutee Celui-ci peut avec beaucoup de souplesse regrouper diffeacute-rentes commandes NFC afin de constituer des seacutequences de grande longueur (fig 7) Il dispose agrave cet effet soit de com-mandes simples utiliseacutees pour la recherche drsquoappareils et lrsquoeacutevitement de collisions soit de commandes pour les proto-coles de transfert de donneacutees (plateforme de tags type 1 agrave 4 ISO DEP NFC-DEP) baseacutes sur NFC-A -B -F
Fig 5 Menu principal de lrsquooption RampSregSMx-K89 Celle-ci gegravere les trois
sous-standards du NFC Forum NFC-A NFC-B et NFC-F
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Une source unique pour tous les tests NFCLe programme RohdeampSchwarz adressant les tests NFC comporte tout ce qui est neacutecessaire pour effectuer les tests deacutecrits ici Un jeu complet drsquoantennes de reacutefeacuterence est dis-ponible pour lrsquointerface avec le champ NFC (Equipement de reacutefeacuterence selon le NFC Forum RampSregCSNFC-B8) [1]
Un eacutequipement RohdeampSchwarz acquis anteacuterieurement pour effectuer des mesures en radiocommunication mobile peut ecirctre doteacute de la fonctionnaliteacute NFC sans aucun ajout mateacuteriel Le logiciel de mesure NFC RampSregFS-K112PC permet en effet drsquoanalyser les signaux NFC enregistreacutes au moyen de lrsquooscil-loscope RampSregRTO ou de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
Fig 7 Les commandes NFC peuvent ecirctre regroupeacutees de faccedilon flexible en
seacutequences relativement longues Lrsquooption gegravere eacutegalement les commandes
pour les protocoles baseacutes sur les standards NFC-A -B -F (plateforme de
tags de type 1 agrave 4 ISO DEP et NFC-DEP)
Pour plus drsquoinformations[1] Page Technologie NFC RFID
httpwwwrohde-schwarzcomtechnologynfc[2] Page produit RampSregSMBV-K89 NFC ABF
httpwwwrohde-schwarzcomproductsmbvk89
RohdeampSchwarz est membre associeacute du NFC Forum NFC Forum et le logo laquo NFC Forum raquo sont des marques du Forum Near Field Communication
RampSregFSV La nouvelle option RampSregSMx-K89 est disponible degraves agrave preacutesent pour tous les geacuteneacuterateurs de signaux vecto-riels du programme actuel de RohdeampSchwarz elle complegravete ainsi lrsquooffre de test amp mesure pour la technologie NFC [2]
Bertram Fesl
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Fig 1 Sonde de mesure de
puissance USB RampSregNRP-Z58
avec adaptateur pour la bande
de guide drsquoondes WR-10
(R900 WG-27) de 75 GHz agrave
110 GHz
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Transducteur thermoeacutelectriquePile thermoeacutelectrique
env 2 mm
Acheminement RF coplanaire
Terminaison RF (1er puits de chaleur) 2egraveme puits de chaleur
Masse
La sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm reacutealise des mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacuteJusqursquoagrave reacutecemment aucune solution attractive nrsquoexistait sur le marcheacute pour mesurer la puissance des
sources large bande jusqursquoagrave 110 GHz ou pour calibrer le niveau drsquoanalyseurs de reacuteseau doteacutes de ports de
test de 1 mm Les sondes disponibles pour les bandes V et W sont baseacutees sur une technologie obsolegravete et
ne couvrent que les composantes du signal situeacutees agrave lrsquointeacuterieur de leur bande de freacutequence respective Pour
reacutealiser des mesures large bande de multiples sondes harmoniseacutees sont alors neacutecessaires Rien de tel avec
la nouvelle sonde de mesure de puissance thermique RampSregNRP-Z58 laquelle couvre la totaliteacute de la gamme
de freacutequences de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute
Besoin identifieacute hellipLrsquooffre sur le marcheacute relative aux sondes de mesure de puis-sance pour des applications dans le domaine des ondes milli-meacutetriques est tregraves reacuteduite Depuis longtemps deacutejagrave la plupart de ces sondes ne reflegravetent plus lrsquoeacutetat de la technologie de pointe Cela srsquoapplique agrave la gamme de freacutequences de 67 GHz agrave 75 GHz mais eacutegalement agrave la bande W (75 GHz agrave 110 GHz) pour laquelle seuls un ancien type de sonde agrave base de diodes et un wattmegravetre fonctionnant selon le principe de mesure calorimeacutetrique sont disponibles Avec de telles sondes par exemple aucun signal situeacute en dessous de la freacutequence de coupure du type de guide drsquoondes de deacutetection utiliseacute nrsquoest pris en compte ce qui complique les mesures de puissance
des sources large bande comme les photo-deacutetecteurs et les photoreacutecepteurs pour Ethernet 100G Il en est de mecircme pour le calibrage de niveau des analyseurs de reacuteseau avec des ports de test de 1 mm Ici eacutegalement la seule possibiliteacute de calibrage consistait jusqursquoagrave ce jour agrave mesurer successive-ment les diffeacuterentes bandes de freacutequences avec les sondes de mesure de puissance correspondantes approprieacutees De plus les sondes de puissance agrave connecteurs en guide drsquoondes neacutecessitaient alors la mise en place drsquoun adaptateur sur le connecteur coaxial de la source Hormis la charge de travail et la difficulteacute drsquoautomatisation cette proceacutedure induit une plus grande usure du connecteur 1 mm deacutejagrave assez sensible Cette usure est non seulement due aux multiples change-ments de sondes mais eacutegalement agrave la contrainte meacutecanique lieacutee au poids et la taille imposantes des sondes de puissance agrave guides drsquoondes conventionnelles
hellip et mise sur le marcheacute drsquoun produit innovant Avec la nouvelle sonde de puissance thermique RampSregNRP-Z58 (fig 1) les problegravemes deacutecrits ci-dessus appartiennent deacutesor-mais au passeacute Un connecteur coaxial de 1 mm (macircle) permet en effet de couvrir sans discontinuiteacute la totaliteacute de la gamme de freacutequences de DC agrave 110 GHz La plage de mesure de puis-sance srsquoeacutetend de 03 microW (minus35 dBm) agrave 100 mW (+20 dBm) couvrant ainsi la plage inteacuteressante en termes de meacutetrologie En outre la nouvelle sonde de puissance est leacutegegravere et pra-tique et peut ecirctre directement utiliseacutee agrave partir drsquoun PC via un port USB Ses autres caracteacuteristiques telles que vitesse de mesure eacuteleveacutee excellente lineacuteariteacute traccedilabiliteacute complegravete aux eacutetalons primaires des instituts de meacutetrologie nationaux renommeacutes et possibiliteacute de veacuterification interne ndash sont eacutegale-ment remarquables Ainsi non seulement le RampSregNRP-Z58
Fig 2 Structure du transducteur thermoeacutelectrique ndash un deacuteveloppement
de RohdeampSchwarz
ACTUALITEacuteS 20813 23
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Calibrage avec reacutefeacuterence DC
Source RF (DUT)
Reacutefeacuterence DC
Transducteur thermoeacutelectrique
P+
ndash
PDC
PRF
Sonde de puissance RampSregNRP-Z58
Frontal du RampSregNRP-Z58
Acheminement coaxial du signal
Ligne coplanaire
Transducteur thermoeacutelectrique (Couche RF)
Traitement du signal analogique
Transition coaxiale ndash planaire
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constitue le premier choix pour reacutealiser des mesures de puis-sance sur les ports coaxiaux de 1 mm mais il peut eacutegalement remplacer des sondes de puissance agrave guides drsquoondes dans de nombreuses autres applications (voir encadreacute page 25)
La sonde de mesure de puissance 110 GHz RampSregNRP-Z58 fait partie de la famille RampSregNRP de RohdeampSchwarz et dis-pose de toutes leurs caracteacuteristiques essentielles Sa piegravece maicirctresse est le transducteur thermoeacutelectrique indirec-tement chauffeacute agrave savoir un deacuteveloppement exclusif de RohdeampSchwarz qui combine de tregraves bonnes valeurs drsquoadap-tation avec une plage dynamique eacuteleveacutee et un temps de reacuteponse de quelques millisecondes (fig 2) Le connecteur RF est relieacute via une transition large bande en instance de brevet laquelle transforme le champ de lrsquoonde incidente agrave symeacutetrie radiale et lrsquoadapte agrave la distribution de champ agrave lrsquoentreacutee copla-naire du transducteur elle permet en mecircme temps drsquoobtenir une excellente isolation thermique (fig 3) Ces mesures ainsi que drsquoautres relatives agrave la conception thermique assurent que la deacuterive du zeacutero reste neacutegligeable agrave diffeacuterentes tempeacuteratures ambiantes ou lors du vissage de la sonde Dans des condi-tions ambiantes constantes on peut srsquoattendre agrave ce qursquoil nrsquoy ait pratiquement pas de deacuterive car lrsquoarchitecture de la chaicircne de traitement du signal garantit la suppression totale du bruit 1f Dans de nombreux cas le calibrage du zeacutero en usine est donc suffisant Cela a en outre permis de se passer de la fonc-tion de mise agrave zeacutero interne laquelle nrsquoaurait drsquoailleurs conduit agrave aucune ameacutelioration mais au contraire agrave des interruptions longues et asynchrones du processus de mesure
Tension de reacutefeacuterence DC interne Pour la veacuterification du transducteur de mesure thermoeacutelec-trique et de la chaicircne de traitement de signal analogique en aval la sonde de puissance RampSregNRP-Z58 inclut une reacutefeacute-rence DC (fig 4) ndash ce qui rend superflu le calibrage avec une source de reacutefeacuterence externe de 50 MHz Pour cela il nrsquoest mecircme pas neacutecessaire de deacuteconnecter la sonde de puissance
de lrsquoobjet sous test aussi longtemps que celui-ci fournit un signal suffisamment stable Avec une reproductibiliteacute de lrsquoordre de 10ndash4 la veacuterification effectueacutee avec la reacutefeacuterence DC inteacutegreacutee est de loin supeacuterieure agrave un calibrage reacutealiseacute avec des signaux RF externes
Le processus drsquoeacutetalonnage en usine reacutealiseacute sur environ 200 freacutequences est directement traccedilable par rapport aux eacutetalons primaires de lrsquoInstitut national de meacutetrologie de la Reacutepublique feacutedeacuterale drsquoAllemagne (Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB) et des Eacutetats-Unis (National Institute of Standards and Technology NIST) Ici RohdeampSchwarz beacuteneacuteficie eacutegalement de lrsquoutilisation drsquoun micro-calorimegravetre reacutecemment mis en ser-vice par le PTB lequel couvre la totaliteacute de la bande W Dans cette gamme les incertitudes drsquoeacutetalonnage de cette nouvelle sonde de puissance se situent entre 60 et 70 (calculeacutees selon GUM avec un coefficient de couverture eacutegal agrave 2)
Indication de puissance hautement lineacuteaireLors du deacuteveloppement un soin tout particulier a eacuteteacute apporteacute agrave lrsquoobtention drsquoune haute lineacuteariteacute de lrsquoindication de puissance caracteacuteristique particuliegraverement importante pour des mesures relatives Ceci srsquoapplique aux mesures scalaires drsquoaffaiblis-sement de gain et de reacuteflexion ainsi notamment qursquoaux mesures de puissances indirectes via des coupleurs direction-nels avec lesquelles la reacutefeacuterence absolue est obtenue par un calibrage du systegraveme agrave un seul niveau Avec une incertitude de lineacuteariteacute maximum de 023 (001 dB) le RampSregNRP-Z58 se situe au niveau des sondes de puissance classiques agrave base de thermistances avec lesquelles la meacutethode de substitution DC permet drsquoobtenir une grande lineacuteariteacute Mais pour des rai-sons lieacutees agrave la vitesse de mesure le RampSregNRP-Z58 nrsquoutilise pas cette meacutethode qursquoil remplace par la reacutealisation drsquoune cor-rection de lineacuteariteacute numeacuterique laquelle est baseacutee sur un eacuteta-lonnage en usine du transducteur thermoeacutelectrique avec des tensions continues et peut rester inchangeacutee pendant toute la dureacutee de vie de la sonde
Fig 4 Circuit pour calibrage interne avec tension continueFig 3 Frontal RF avec transition coaxiale-coplanaire
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Vitesse de mesure La vitesse de mesure accessible correspond aux sondes de puissance thermoeacutelectriques modernes mais dans cer-tains cas particuliers elle deacutepend tregraves fortement de lrsquoappli-cation Lorsqursquoil srsquoagit drsquoeffectuer le plus de mesures pos-sibles dans un laps de temps donneacute il est possible gracircce agrave un mode agrave meacutemoire tampon de reacutealiser plus de 500 mesures par seconde Le temps drsquoouverture pour un point de mesure peut ecirctre reacutegleacute avec une reacutesolution drsquoune demi-milliseconde la mesure peut ecirctre reacutealiseacutee soit en deacuteclencheacute soit en roue libre En renonccedilant agrave la fonction buffer et en sortant indi-viduellement chaque reacutesultat de mesure 350 reacutesultats de mesure deacuteclencheacutes par seconde sont neacuteanmoins encore possibles Si plusieurs mesures de faible puissance sont agrave moyenner pour pouvoir obtenir un reacutesultat de mesure stable le taux de mesure effectif pouvant ecirctre atteint srsquoen trouve bien eacutevidemment reacuteduit Compareacute agrave drsquoautres produits pour la bande W le RampSregNRP-Z58 se satisfait cependant drsquoun facteur de calcul de moyenne plus faible car son plancher de bruit est nettement plus bas Il en reacutesulte des temps drsquoeacutetablissement
Bien que la sonde de puissance RampSregNRP-Z58 ait eacuteteacute deacutevelop-peacutee pour des applications large bande agrave connecteurs 1 mm elle peut eacutegalement ecirctre utiliseacutee pour des mesures sur interfaces agrave guides drsquoondes via des adaptateurs approprieacutes (fig 5) ndash ouvrant par conseacutequent agrave ces applications de toutes nouvelles possibili-teacutes Ainsi une seule sonde RampSregNRP-Z58 suffit en principe pour effectuer les mesures de puissance sur toute interface dans la gamme de freacutequences allant jusqursquoagrave 110 GHz De cette faccedilon il est notamment facile de reacutealiser des mesures dans les bandes de freacutequences pour lesquelles aucune sonde de mesure de puis-sance agrave guide drsquoondes nrsquoest disponible sur le marcheacute comme par exemple la bande WR-12 (R740 WG-26) de 60 GHz agrave 90 GHz On pourrait alors bien sucircr dans ce cas eacutequiper une sonde de puis-sance agrave guide drsquoondes pour la bande WR-10 drsquoun adaptateur WR-12 mais une telle combinaison ne serait pas tregraves attractive La grande longueur de la sonde agrave guide drsquoondes srsquoen trouverait encore augmenteacutee et la gamme de freacutequence deacutejagrave faible se reacutedui-rait agrave lrsquointersection avec la bande du guide drsquoondes de lrsquoobjet sous test agrave savoir agrave la bande de 75 GHz agrave 90 GHz
Outre lrsquoapplicabiliteacute universelle il existe cependant drsquoautres argu-ments en faveur de lrsquoutilisation du RampSregNRP-Z58 pour des appli-cations agrave guides drsquoondes arguments qui lrsquoemportent geacuteneacuterale-ment largement sur lrsquoinconveacutenient que repreacutesente la neacutecessiteacute drsquoadaptation Il srsquoagit notamment de la vitesse de mesure beau-coup plus eacuteleveacutee de la suppression du reacuteglage fastidieux avec une source de reacutefeacuterence de 50 MHz de la stabiliteacute eacuteleveacutee en tem-peacuterature de la traccedilabiliteacute complegravete de lrsquoeacutetalonnage du principe de mesure thermique et enfin et non des moindres de la possibiliteacute de fonctionner sans appareil de base speacutecifique
Lrsquoaffaiblissement de lrsquoadaptateur en amont et son interaction avec lrsquoentreacutee de la sonde de puissance peuvent ecirctre compenseacutes par une proceacutedure eacuteleacutegante appeleacutee embedding Agrave cet effet le
RampSregNRP-Z58 comme toutes les sondes de puissance RampSregNRP dispose de la fonction de correction de paramegravetres S qui permet drsquoenregistrer dans la sonde les quatre paramegravetres S de lrsquoadap-tateur pour un grand nombre de freacutequences et de les prendre en compte dans le reacutesultat de mesure sans autre intervention de lrsquoutilisateur Lrsquoeffet de la reacuteflexion agrave lrsquoentreacutee du guide drsquoondes de la sonde de puissance en moyenne leacutegegraverement augmenteacute par lrsquoadaptateur ne peut ecirctre compenseacute que par une correction gamma Cette meacutethode est eacutegalement mise en œuvre dans le RampSregNRP-Z58 mais requiert la connaissance du coefficient de reacuteflexion complexe agrave la sortie de lrsquoobjet sous test Si ce coefficient est connu les incertitudes de deacutesadaptation restantes sont alors neacutegligeables Dans le cas contraire il est conseilleacute au moins en cas de fortes exigences de preacutecision et drsquoobjets sous test tregraves deacutesadapteacutes drsquoeffectuer une estimation des effets possibles de cette deacutesadaptation sur le reacutesultat de mesure
plus courts qursquoauparavant drsquoun facteur de dix de sorte qursquoil est possible de mesurer des niveaux de minus10 dBm quasi ins-tantaneacutement tout en beacuteneacuteficiant simultaneacutement drsquoune stabi-liteacute satisfaisante
Robustesse meacutecanique et preacutecision extrecircmeLe connecteur 1 mm du RampSregNRP-Z58 deacutetermine de maniegravere deacutecisive lrsquoadaptation drsquoimpeacutedance la reproductibiliteacute et la capaciteacute de charge du nouveau produit Crsquoest la raison pour laquelle RohdeampSchwarz assure lui-mecircme la production de ce connecteur en le soumettant agrave un controcircle de qualiteacute rigoureux Qui plus est lrsquoeacutecrou drsquoaccouplement du connec-teur est monteacute sur un roulement agrave billes permettant de vis-ser la sonde manuellement de faccedilon si preacutecise qursquoil nrsquoest pas neacutecessaire drsquoutiliser une cleacute dynamomeacutetrique En outre lrsquousure du connecteur srsquoen trouve reacuteduite car la friction moins importante eacutevite une rotation du conducteur exteacuterieur lors du serrage de lrsquoeacutecrou drsquoaccouplement
Thomas Reichel
Mesures de puissance sur toute interface dans la gamme de freacutequences jusqursquoagrave 110 GHz
Fig 5 Sonde de puissance RampSregNRP-Z58 avec adaptateur pour la
bande de guide drsquoondes WR-10 (R900 WG-27) de 75 GHz agrave 110 GHz
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Le meilleur choix sondes de puissance USB de RohdeampSchwarzLes sondes wattmegravetres avec interface USB utiliseacutees pour les applications de mesures de puissance haute
freacutequence et micro-ondes ont en lrsquoespace de quelques anneacutees largement remplaceacute le duo composeacute drsquoune
sonde analogique et drsquoune uniteacute de base analogique-numeacuterique La principale motivation de cette eacutevolu-
tion reacuteside dans la reacuteduction des coucircts et lrsquoapplicabiliteacute universelle obtenues gracircce agrave la grande notorieacuteteacute du
bus USB Ce qui est moins connu en revanche est que lrsquointeacutegration totale du concept de wattmegravetre dans les
sondes eacutetait la condition preacutealable au perfectionnement des eacutequipements de mesure de puissance RF en
termes de fonctionnaliteacutes et de qualiteacute
Pourquoi faut-il des sondes Les wattmegravetres occupent une position particuliegravere au sein des appareils de mesure hautes freacutequences car ils sont les seuls agrave ecirctre directement connecteacutes agrave lrsquoobjet sous test agrave savoir sans passer par lrsquointermeacutediaire de cacircbles RF Cela est eacutetroitement lieacute agrave la nature de leurs tacircches consistant agrave cap-ter la puissance de lrsquoobjet sous test avec une charge parfai-tement adapteacutee en matiegravere drsquoimpeacutedance drsquoondes Un cacircble mecircme solidaire du wattmegravetre nrsquoaurait que des effets neacutega-tifs en raison de la deacutegradation de lrsquoadaptation et de la repro-ductibiliteacute qursquoil engendrerait
Eacutetant donneacute qursquoil nrsquoest pas possible de relier directement au connecteur RF drsquoun objet sous test un appareil de mesure complet drsquoune masse de plusieurs kilogrammes le transduc-teur haute freacutequence a depuis un certain temps deacutejagrave eacuteteacute seacutepareacute du reste de lrsquoappareil et inteacutegreacute dans une sonde de
puissance de taille reacuteduite Celle-ci a pu ecirctre relieacutee directe-ment agrave lrsquoappareil de base auquel il suffisait de transfeacuterer uni-quement le signal de sortie basse freacutequence relativement peu critique du transducteur
Le concept de ces dispositifs a pu srsquoimposer tregraves longtemps sur le marcheacute jusqursquoagrave ce que les exigences fixeacutees par les technologies de radiocommunication numeacuterique ne puissent finalement plus ecirctre geacuterables Il devenait en effet difficile de reacuteduire les coucircts de fabrication et par conseacutequent le prix de vente malgreacute tous les progregraves reacutealiseacutes en eacutelectronique les fonctionnaliteacutes restaient modestes et la vitesse de mesure ainsi que la preacutecision se trouvaient limiteacutees par le concept de dispositifs partageacutes Surmonter cette difficulteacute ne pouvait pas-ser que par lrsquointeacutegration des fonctionnaliteacutes de lrsquouniteacute de base dans la sonde
RohdeampSchwarz ndash pionnier de lrsquointeacutegrationAu milieu des anneacutees 1990 la miniaturisation et la perfor-mance des appareils eacutelectroniques progressaient si forte-ment qursquoil devenait alors possible de reacutealiser cette inteacutegration RohdeampSchwarz a eacuteteacute le premier agrave franchir cette eacutetape en deacuteveloppant les sondes agrave tecirctes drsquoinsertion RampSregNRT-Z com-mandeacutees via lrsquointerface RS-422 Ces sondes pouvaient non seulement ecirctre utiliseacutees sur un appareil de base numeacuterique le RampSregNRT mais eacutegalement sur un PC via les interfaces RS-232 ou PC-Card Ce concept a eacutetabli une nouvelle reacutefeacuterence en matiegravere de mesure de puissance RF et a eacuteteacute maintes fois copieacute par la concurrence
Les wattmegravetres inteacutegreacutes sont reacuteellement devenus populaires avec les sondes de puissance de la seacuterie RampSregNRP-Z doteacutees drsquoune interface USB lesquelles ont eacuteteacute introduites sur le mar-cheacute au deacutebut des anneacutees 2000 (fig 1) Elles ont particuliegravere-ment beacuteneacuteficieacute du succegraves de cette interface en eacutetant drsquoune
Fig 1 Seacutelection de sondes de mesure de puissance de la famille RampSregNRP
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part utiliseacutees en tant qursquoaccessoires pour une varieacuteteacute drsquoappa-reils de mesure et drsquoautre part en ayant deacutesormais la capaciteacute de transformer une tablette ou un teacuteleacutephone mobile en watt-megravetre (voir photo de couverture) Mais la grande populariteacute du bus USB ne constitue que la raison la plus manifeste du succegraves de ces sondes
Plus petit plus leacuteger et plus eacuteconomiquePour un wattmegravetre classique lrsquouniteacute de base repreacutesente envi-ron les 23 du coucirct Lrsquointeacutegration de cette fonctionnaliteacute dans la sonde si cela est neacutecessaire pour la preacuteparation des reacutesultats de mesure permet de reacuteduire le coucirct de moitieacute par rapport aux systegravemes preacuteceacutedents ndash sous reacuteserve bien entendu de dis-poser drsquoun ordinateur ou drsquoun autre appareil de mesure pour lrsquoaffichage des reacutesultats
Ce rapport se trouve encore ameacutelioreacute lorsqursquoon compare des sondes large bande inteacutegreacutees avec des wattmegravetres crecirctes agrave fonctionnaliteacutes eacutequivalentes Ces derniers ont occupeacute pen-dant longtemps une position particuliegravere au sein des watt-megravetres car ils eacutetaient capables drsquoanalyser des signaux pulseacutes ou moduleacutes et de les repreacutesenter dans le domaine temporel Les efforts correspondants mis en œuvre en matiegravere de tech-nique de mesure eacutetant nettement supeacuterieurs par rapport aux wattmegravetres conventionnels ils sont encore aujourdrsquohui rela-tivement chers Cela est mis en eacutevidence de maniegravere exem-plaire par lrsquointerface de sonde complexe drsquoun tel dispositif (fig 2) lequel nrsquoempecircche cependant pas que la longueur du cacircble de connexion intervienne de maniegravere notable dans les reacutesultats de mesure
Les sondes large bande inteacutegreacutees comme par exemple celles de la seacuterie RampSregNRP-Z8x peuvent ecirctre fabriqueacutees agrave une fraction du coucirct tout en offrant la quasi-totaliteacute des perfor-mances connues des sondes de mesure de puissance crecircte 30 MHz de bande passante videacuteo 13 ns de temps de monteacutee taux drsquoeacutechantillonnage en temps reacuteel de 80 Meacutechs trigger interne ou externe et eacutevaluation automatique des paramegravetres drsquoimpulsion La longueur du cacircble de liaison nrsquoa plus drsquoimpor-tance Il faut en outre souligner que les sondes large bande de RohdeampSchwarz disposent drsquoune large dynamique ineacutega-leacutee et drsquoune fonction drsquoanalyse statistique ultra-rapide
La reacuteduction de poids et de volume est au moins aussi impor-tante que les eacuteconomies de coucircts reacutealiseacutees les gains poten-tiels peuvent ici atteindre plus de 90 lorsqursquoon opte pour un wattmegravetre inteacutegreacute
Meilleur et plus preacutecis sans uniteacute de baseLrsquointerface monovoie standardiseacutee des sondes de puissance conventionnelles constitue leur plus grande force mais en mecircme temps leur plus grande faiblesse Drsquoune part elle per-met lrsquoutilisation de diffeacuterentes sondes sur une uniteacute de base et drsquoautre part elle limite de maniegravere significative les possi-biliteacutes de traitement du signal Cela est particuliegraverement mis en eacutevidence par les sondes agrave chemins multiples qui prennent aujourdrsquohui une importance consideacuterable Eacutetant donneacute qursquoelles ne peuvent ecirctre exploiteacutees qursquoen transfeacuterant seacutequen-tiellement les signaux de deacutetection agrave une uniteacute de base clas-sique leurs possibiliteacutes ne sont que rarement utiliseacutees Non seulement des retards de commutation et des effets drsquohysteacute-reacutesis peuvent se produire lors du changement du chemin de mesure mais la voie de mesure standardiseacutee nrsquoest pas tregraves approprieacutee ni pour les mesures synchrones du signal dans des intervalles de temps ni pour la mesure de la puissance drsquoenveloppe
Pour les sondes agrave chemins multiples et traitement de signal inteacutegreacute en revanche un concept reacutesolument adapteacute aux caracteacuteristiques de ce type de deacutetecteur peut ecirctre appliqueacute Agrave cet effet les signaux drsquoun maximum de trois chemins de mesure sont traiteacutes en parallegravele de sorte qursquoune valeur de mesure valide est toujours preacutesente La neacutecessiteacute de reacutepeacuteter une mesure parce que le chemin de mesure choisi a eacuteteacute sur-chargeacute ou sous-chargeacute est ainsi eacutecarteacutee En outre la totaliteacute de la voie de mesure peut ecirctre conccedilue de faccedilon agrave permettre la reacutealisation de mesures de puissance synchrones sur des signaux tels que rencontreacutes par exemple sur les signaux de communication agrave structure TDMA
On pourrait ecirctre tenteacute de croire que le concept classique apporterait au moins lrsquoavantage drsquoune plus grande preacuteci-sion mais on constate que pour les sondes thermoeacutelectriques deacutejagrave tregraves preacutecises les solutions inteacutegreacutees peuvent ecirctre encore meilleures Cela tient au fait que les appareils de base ana-logiques produisent leurs propres contributions drsquoerreurs absentes en revanche dans les concepts inteacutegreacutes (fig 3)
La suppression de lrsquoappareil de base preacutesente encore bien drsquoautres avantages eacutetant donneacute que les reacutesultats de
Fig 2 Interfaces pour sondes de puissance et comparaison de leur taille
(en termes drsquoeacutechelle) sonde de puissance de crecircte (agrave gauche) interface
standardiseacutee pour RampSregNRP (au centre) et micro-USB (agrave droite)
Lrsquoapplication gratuite laquo Power Viewer Mobile raquo relative aux appareils Android est dis-ponible dans Google play La note drsquoapplication laquo Using RampSregNRP-Z Power Sensors with Power Viewer Mobile for Android Handheld Devices raquo est disponible au teacuteleacute-chargement (mot cleacute 1MA215)
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Composition des incertitudes de mesure
Uniteacute de base
Uniteacute de base lors du calibrage
Source de reacutefeacuterence 1 mW 50 MHz
Coefficient de calibrage
Deacutesadaptation
Deacutecalage du zeacutero
Bruit
Deacutesadaptation lors du calibrage13 [lt 30 ] 11 [lt 16 ]
11
025
091
041
050
050
040
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mesure ne deacutependent que de la sonde les mesures de puis-sance relatives peuvent ecirctre effectueacutees avec une incertitude moindre les reacutesultats de mesure sont plus reproductibles et le calibrage du deacutecalage zeacutero peut ecirctre reacutealiseacute de maniegravere speacutecifique agrave la sonde lors de la fabrication Le gain de preacuteci-sion pour les mesures de rapport est significatif au lieu drsquoune incertitude systeacutematique (type B) drsquoau moins 1 pour lrsquoen-semble sonde uniteacute de base drsquoun wattmegravetre classique cette valeur nrsquoexcegravede pas 023 pour les sondes thermoeacutelec-triques inteacutegreacutees de la seacuterie RampSregNRP-Z5x et cela sur la tota-liteacute de la plage de puissance
Sources de reacutefeacuterence 50 MHz obsolegravetesAgrave lrsquoorigine la source de reacutefeacuterence geacuteneacuteralement utiliseacutee dans les wattmegravetres classiques nrsquoeacutetait pas inteacutegreacutee dans ces appa-reils Elle a eacuteteacute introduite au moment du passage des versions de sondes de mesure de puissance agrave base de thermistances aujourdrsquohui deacutepasseacutees aux sondes thermoeacutelectriques Si les premiegraveres eacutetaient intrinsegravequement stables agrave long terme gracircce agrave la meacutethode de substitution DC cela ne srsquoapplique geacuteneacutera-lement pas aux deacutetecteurs baseacutes sur le principe thermoeacutelec-trique ou de diodes Crsquoest la raison pour laquelle jusqursquoagrave ce jour les compeacutetiteurs effectuent le calibrage de ces deacutetec-teurs non pas dans lrsquoabsolu mais uniquement de maniegravere relative par rapport agrave 50 MHz La reacutefeacuterence absolue nrsquoest alors fournie que par la source de reacutefeacuterence de 50 MHz inteacute-greacutee dans lrsquouniteacute de base
Bien que RohdeampSchwarz ait degraves le deacutepart adopteacute une voie diffeacuterente avec ses sondes de puissance de la gamme RampSregNRV et RampSregNRP calibreacutees dans lrsquoabsolu la source de
50 MHz reste cependant un accessoire inteacuteressant pour la veacuterification des sondes lesquelles pourraient ecirctre endomma-geacutees malgreacute leur indiscutable stabiliteacute agrave long terme
Drsquoun point de vue actuel la source de reacutefeacuterence ou de test est deacutesormais obsolegravete Drsquoune part son utilisation neacutecessite que la sonde de puissance soit coupeacutee de lrsquoobjet sous test et connecteacutee agrave la source opeacuteration non seulement longue et fas-tidieuse mais souvent impossible agrave reacutealiser Drsquoautre part lrsquoin-certitude de la source elle-mecircme remet en question son uti-lisation Drsquoune valeur de 04 agrave 12 elle se situe bien au-dessus de la deacuterive observable de sorte que lrsquoavantage reacuteel ne reacuteside plus que dans la deacutetection de dommages importants
La modification du concept a lagrave encore eacuteteacute motiveacutee de faccedilon deacutecisive par les sondes de mesure de puissance USB Aucune source de reacutefeacuterence de 50 MHz nrsquoeacutetant geacuteneacuterale-ment disponible agrave proximiteacute du lieu drsquoutilisation la veacuterifica-tion ne peut ecirctre effectueacutee que dans la sonde elle-mecircme Cela a eacuteteacute reacutealiseacute pour la premiegravere fois et avec un haut niveau de preacutecision dans les sondes thermoeacutelectriques de la seacuterie RampSregNRP-Z5x (voir page 22) Ces sondes contiennent un cir-cuit de reacutefeacuterence sur la base drsquoune source de tension conti-nue de haute stabiliteacute dont le signal de sortie peut ecirctre super-poseacute au signal de mesure Il est ainsi possible de veacuterifier en quelques secondes et sans deacutemonter la sonde de puissance la totaliteacute de la chaicircne de mesure du transducteur thermoeacute-lectrique jusqursquoau convertisseur AN De plus avec une reproductibiliteacute de lrsquoordre de 10ndash4 un niveau de confiance jusqursquoalors uniquement offert par les wattmegravetres agrave thermis-tance peut ecirctre atteint Il est donc probable que ce concept sera eacutegalement adopteacute pour drsquoautres types de sondes
Fig 3 Composition de lrsquoincertitude de mesure lors des mesures de puissance absolues avec une sonde de puissance thermoeacutelectrique pour une appli-
cation typique freacutequence de signal 2 GHz niveau de puissance ndash3 dBm ROS de la source 110 A gauche wattmegravetre classique de conception actuelle
agrave droite RampSregNRP-Z51 (modegravele 03) Les valeurs numeacuteriques repreacutesentent avec k = 2 des incertitudes eacutelargies selon le GUM En caractegraveres gras incer-
titude de mesure eacutelargie totale apregraves addition quadratique des incertitudes partielles Valeurs entre parenthegraveses somme des incertitudes partielles apregraves
addition lineacuteaire
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
AD
+
AD
AD
ndash19 dBmagrave +7 dBm
Pi
ndash67 dBmagrave ndash13 dBm
+1 dBmagrave +23 dBm
Pm
Trigger externe
Hacheur
Correction derreurs Pondeacuteration
34 dB
14 dB
Concept agrave 3 chemins Comparaison des temps de mesure
10
1
01
001
0001
Tem
ps d
e m
esur
es
ndash40 ndash20 ndash10 0 10 20 23ndash30
Niveau en dBm
Meilleur compeacutetiteur (2 chemins)cedilNRP-Z11 -Z21 -Z31 (3 chemins)
Il y a sonde et sondePeu de produits utilisent le potentiel des concepts de sondes inteacutegreacutees de maniegravere aussi approfondie que les sondes de puissance de la seacuterie RampSregNRP De nombreux nouveaux arri-vants sur le marcheacute des produits ont eacuteteacute exclusivement deacuteve-loppeacutes comme une alternative bon marcheacute aux wattmegravetres classiques et nrsquoatteignent de ce fait pas leur niveau de preacute-cision et de vitesse Des deacutetecteurs sont eacutegalement utiliseacutes avec lesquels des erreurs de mesure importantes peuvent ecirctre inconsciemment produites
Il est ici question de sondes CW et de sondes agrave deacutetecteurs logarithmiques Ces deux types de sondes sont par deacutefini-tion uniquement destineacutes aux mesures sur signaux sinusoiuml-daux de bonne pureteacute spectrale agrave savoir que des signaux parasites superposeacutes (bruit harmoniques) ou une modulation les mettent en eacutechec Si dans le passeacute lrsquoutilisation de sondes CW eacutetait justifieacutee car elles permettaient en raison du rapport signalbruit eacuteleveacute drsquoobtenir des temps de mesure courts ces sondes doivent maintenant ecirctre consideacutereacutees comme obso-legravetes Des sondes agrave chemins multiples inteacutegreacutees sont de loin le meilleur choix pour ces applications En effet elles ne preacute-sentent aucune des vulneacuterabiliteacutes mentionneacutees ci-dessus ndash et sont de surcroicirct plus rapides
Bien entendu ces sondes comportent eacutegalement des dif-feacuterences de qualiteacute importantes notamment en termes de vitesse de mesure Trois caracteacuteristiques doivent en effet ecirctre reacuteunies pour pouvoir atteindre une performance optimale La premiegravere concerne le proceacutedeacute agrave diodes multi-deacutetecteurs agrave savoir des reacuteseaux inteacutegreacutes de diodes connecteacutees en seacuterie Ces reacuteseaux ameacuteliorent les caracteacuteristiques RF et accroissent
la dynamique de chaque chemin de mesure La deuxiegraveme caracteacuteristique est une meacutethode de pondeacuteration breveteacutee par RohdeampSchwarz laquelle permet drsquoeacuteviter une commutation dure entre les chemins et de reacutealiser plutocirct une transition lisse (fig 4) A cet effet les reacutesultats de mesure de chemins de mesure adjacents sont utiliseacutes pour le calcul du reacutesultat final et ce dans une large zone de chevauchement de 6 dB (plage de puissance 41) Ces deux caracteacuteristiques agrave elles seules contribuent deacutejagrave agrave reacuteduire les facteurs de moyennage par une valeur de 100 dans les zones de transition
La troisiegraveme caracteacuteristique ndash jusqursquoici uniquement disponible chez RohdeampSchwarz ndash consiste en un troisiegraveme chemin de mesure Avec les sondes agrave chemins multiples il est pos-sible drsquoatteindre des temps de mesure qui sont en moyenne lagrave encore plus courts drsquoun facteur de 20 que ceux du meil-leur concurrent (fig 5) En outre la plage dynamique de ces sondes est supeacuterieure de 10 dB
PerspectivesLa description qui preacutecegravede pourrait bien donner lrsquoimpres-sion que le deacuteveloppement des sondes de puissance USB est deacutesormais acheveacute En fait nous nrsquoen sommes probablement qursquoaux preacutemices car toutes les restrictions qui caracteacuterisent le concept classique sont leveacutees Ainsi gracircce agrave la miniaturi-sation soutenue constateacutee dans le secteur des composants on peut srsquoattendre agrave des concepts encore bien plus perfor-mants comme par exemple la mise en œuvre drsquoune base de temps commune pour des mesures agrave voies multiples avec des sondes distribueacutees
Thomas Reichel
Fig 5 Temps de mesure le plus court possible pour mesures en reacutegime
permanent avec sondes agrave chemins multiples composante de bruit
2-sigma limiteacutee agrave 001 dB dans le reacutesultat
Fig 4 Architecture des sondes agrave trois chemins de la seacuterie RampSregNRP
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INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
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Utilisation conviviale accegraves rapide aux fonctions reacutesultats fiables et rapides ndash crsquoest preacuteciseacutement ce que
demandent les utilisateurs drsquooscilloscopes dans le quotidien de leurs applications de mesure Les nouveaux
oscilloscopes universels RampSregRTM2000 reacutepondent parfaitement agrave ces exigences Avec eux les utilisateurs
reacutealisent deacutejagrave des mesures alors que drsquoautres appareils nrsquoen sont qursquoau processus drsquoinitialisation Ils sont en
outre capables de deacutetecter des signaux faibles geacuteneacuteralement noyeacutes dans le bruit
Le nouveau RampSregRTM2000 reacutesultats en un clin drsquoœil
Les RampSregRTM sont des oscilloscopes uni-versels parfaitement adapteacutes aux applica-tions quotidiennes Avec une bande pas-sante de 350 MHz ou 500 MHz ils sont parfaitement approprieacutes pour de nom-breuses applications Ils offrent en un seul appareil les fonctions drsquoanalyse dans les domaines temporel et freacutequentiel ainsi que les fonctions drsquoanalyse logique et de protocole Ils peuvent gracircce agrave ces caracteacute-ristiques reacutealiser des tests tregraves complets sur des systegravemes embarqueacutes ndash en deacuteve-loppement production et maintenance
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Oscilloscopes universels de quelles caracteacuteristiques doivent-ils ecirctre doteacutes Les oscilloscopes universels ndash comme le RampSregRTM ndash sont uti-liseacutes pour des tacircches de mesure geacuteneacuterales en deacuteveloppement production maintenance et eacuteducation Ils se distinguent par le fait qursquoils sont compacts leacutegers et silencieux mais surtout gracircce agrave leur utilisation simple et intuitive Un concept drsquoeacutequi-pement capable de srsquoadapter de maniegravere flexible aux futures exigences des utilisateurs et doteacute de possibiliteacutes drsquo extension repreacutesente un atout majeur Les clients peuvent non seu-lement installer eux-mecircmes les options logicielles et mateacute-rielles mais eacutegalement eacutetendre la bande passante de leurs oscilloscopes
Quelles sont les autres innovations et ameacuteliorations apporteacutees par RohdeampSchwarz au RampSregRTM
Analyse logique plus de deacutetails avec le RampSregRTMLrsquooption RampSregRTM-B1 permet drsquoajouter 16 voies logiques aux oscilloscopes RampSregRTM Avec des taux drsquoeacutechantillonnage jusqursquoagrave 5 Geacutechs les oscilloscopes mesurent de faccedilon tregraves preacutecise le timing des signaux logiques Eacutetant donneacute que les signaux peuvent ecirctre mis avec preacutecision en relation tempo-relle les uns avec les autres les erreurs de synchronisation et drsquohorloge sur des signaux de bus seacuterie et parallegravele sont plus faciles agrave deacuteceler Le taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute est dispo-nible pendant le temps total drsquoenregistrement et assure ainsi une tregraves haute reacutesolution temporelle mecircme avec des dureacutees drsquoacquisition plus longues
Le RampSregRTM enregistre les signaux logiques avec une pro-fondeur pouvant atteindre 20 Meacutech Lrsquoenregistrement inteacutegral et lrsquoanalyse complegravete drsquoune seacutequence de controcircle complexe peuvent ainsi ecirctre reacutealiseacutes par exemple lors du deacuteveloppe-ment drsquoune uniteacute de commande de bus CAN pour lrsquo industrie automobile Lorsque celle-ci preacutesente des erreurs difficiles agrave deacutetecter la fonction drsquoanalyse logique des oscilloscopes RampSregRTM permet de les deacutecouvrir rapidement
En outre lrsquoeacutecran virtuel (VirtualScreen) inteacutegreacute dans les oscil-loscopes RampSregRTM double la zone drsquoeacutecran utile et affiche la totaliteacute des voies sans chevauchements Des signaux matheacute-matiques de reacutefeacuterence et logiques ainsi que des donneacutees de protocole peuvent ecirctre indiffeacuteremment repreacutesenteacutes au-des-sus ou en dessous des voies analogiques et permettent ainsi drsquoobtenir une vue drsquoensemble de la totaliteacute des reacutesultats de mesure De plus lrsquoindicateur drsquoactiviteacutes des oscilloscopes RampSregRTM montre lrsquoeacutetat actuel complet de tous les signaux logiques (high low toggle) indeacutependamment des reacuteglages des paramegravetres de deacuteclenchement (fig 1)
Analyse de signaux reacutesultats atteints plus rapidement avec le RampSregRTMTout particuliegraverement en deacuteveloppement les utilisateurs sont deacutesireux drsquoanalyser en deacutetail les signaux de mesure et de deacuteterminer leurs caracteacuteristiques telles que la freacute-quence ou le temps de monteacutee et de descente Les oscil-loscopes RampSregRTM offrent pour cela des outils performants qui facilitent lrsquoanalyse des signaux et fournissent des reacutesul-tats preacutecis La fonction de mesure QuickMeas est unique sur simple pression drsquoun bouton elle fournit toujours les valeurs actuelles les plus importantes du signal actif au moyen de marqueurs et de lignes auxiliaires (fig 2 et 3) Qui plus est de nombreuses fonctions automatiques permettent de reacutealiser tregraves rapidement les analyses de signaux comme par exemple la mesure de la tension crecircte-agrave-crecircte ou la freacutequence du signal Ces reacutesultats sont preacutesenteacutes sous forme de tableau et le cas eacutecheacuteant avec une eacutevaluation statistique
Preacutesentation des oscilloscopes RampSregRTM Bande passante RampSregRTM2032 2034 350 MHz (2 4 voies analogiques) RampSregRTM2052 2054 500 MHz (2 4 voies analogiques)Taux drsquoeacutechantillonnage 25 Geacutechs 5 Geacutechs entrelaceacuteProfondeur de meacutemoire 10 Meacutech 20 Meacutech entrelaceacuteAnalyse logique (Option RampSregRTM-B1) Taux drsquoeacutechantillonnage max 5 Geacutechs Profondeur de meacutemoire max 20 Meacutech
Fig 1 Affichage de lrsquoeacutetat des signaux numeacuteriques indeacutependamment des
reacuteglages drsquoacquisition et de configuration de lrsquoappareil
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INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Les mesures agrave base de curseurs figurent eacutegalement parmi les points forts des oscilloscopes RampSregRTM Outre les mesures ∆T et ∆V classiques les oscilloscopes proposent dans le menu laquo Curseur raquo des fonctions de seacutelection suppleacutementaires comme la mesure de la valeur moyenne ou efficace de la ten-sion et un compteur drsquoimpulsions sur une plage de signal librement deacutefinissable
Deacutebogage vue drsquoensemble globale avec le RampSregRTMDeacutetecter des erreurs dans les signaux prend souvent du temps Les oscilloscopes RampSregRTM reacuteduisent ce temps de deacutebogage gracircce agrave des outils performants comme le test de gabarit (Mask test) inteacutegreacute et lrsquoanalyse FFT Les tests de gabarit indiquent rapidement si un signal se situe dans les limites de toleacuterance deacutefinies et eacutevaluent la qualiteacute et la stabi-liteacute drsquoun objet sous test au moyen drsquoune analyse statistique laquo passfail raquo En cas de non respect du gabarit actif il est pos-sible soit drsquoarrecircter automatiquement lrsquoenregistrement soit de geacuteneacuterer un signal acoustique Des anomalies sur les signaux ainsi que des eacuteveacutenements inattendus peuvent alors ecirctre aiseacute-ment isoleacutes La fonction de test de gabarit est facile agrave utiliser En effet quelques pressions de touches suffisent agrave deacutefinir un nouveau gabarit agrave partir drsquoun signal de reacutefeacuterence (fig 5) Pour lrsquoautomatisation des tests de qualiteacute dans les applications en production le test de gabarit est bien entendu eacutegalement dis-ponible via la commande agrave distance
La fonction FFT disponible sur simple pression drsquoune touche permet de deacutetecter et drsquoanalyser les erreurs dans le spectre drsquoun signal Dans ce mode de fonctionnement
outre la repreacutesentation spectrale du signal les oscillos-copes RampSregRTM ouvrent eacutegalement une petite fenecirctre tem-porelle permettant de controcircler lrsquointervalle drsquoeacutechantillonnage Le reacuteglage automatique laquo Autoset raquo offre un maximum de confort lrsquoappareil reacutealise la mise agrave lrsquoeacutechelle optimale de lrsquoam-plitude et de la freacutequence en fonction du signal mesureacute La FFT permet ainsi drsquoanalyser rapidement par exemple lrsquoeacuteven-tuelle preacutesence de freacutequences parasites dans les concepts de convertisseurs DCDC
La preacutecision une force de RohdeampSchwarzRohdeampSchwarz possegravede de longues anneacutees drsquoexpeacuterience en matiegravere de deacuteveloppement drsquoeacutequipements de test et mesure professionnels Les oscilloscopes RampSregRTM beacuteneacuteficient de cette expertise qui se traduit notamment par leur eacutetage drsquoen-treacutee analogique agrave tregraves faible bruit et haute preacutecision Avec une sensibiliteacute drsquoentreacutee drsquoun maximum de 1 mVdiv lrsquoeacutetage drsquoen-treacutee atteint une haute reacutesolution verticale sur la totaliteacute de la bande passante Lrsquoabsence de fonctions de zoom logicielles fait que les oscilloscopes RampSregRTM sont capables drsquoafficher les points de mesure reacuteels drsquoun signal mecircme agrave 1 mVdiv La combinaison eacutetage drsquoentreacutee analogique preacutecise systegraveme de deacuteclenchement performant permet drsquoanalyser les signaux haute freacutequence et agrave tregraves faible niveau
La preacutecision drsquoaffichage drsquoun signal de mesure deacutepend forte-ment du bruit propre drsquoun oscilloscope Crsquoest la raison pour laquelle les oscilloscopes RampSregRTM sont doteacutes drsquoeacutetages drsquoen-treacutee et drsquoun convertisseur analogiquenumeacuterique agrave faible bruit Ils sont ainsi capables mecircme avec les plus petites reacutesolutions verticales de reacutealiser des mesures preacutecises Cette preacutecision
Fig 3 La fonction de mesure
QuickMeas fournit automatiquement
les principaux reacutesultats de mesure
Fonction QuickMeas
Mesures RepreacutesentationVp+ Tension de crecircte positive Repreacutesenta-
tion graphique directement sur la forme drsquoonde du signal
Vpndash Tension de crecircte neacutegative
tr Temps de monteacutee
tf Temps de descente
Mean Valeur moyenne
Vpp Tension crecircte-agrave-crecircte Affichage tabu-laire en bas agrave droite de lrsquoeacutecran
RMS Valeur efficace
T Peacuteriode
f Freacutequence
Fig 2 QuickMeas mesure auto-
matique et affichage graphique sur
simple pression drsquoune touche
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Fig 5 Fonction de test de
gabarit quelques pressions de
touches suffisent agrave deacutefinir le
gabarit agrave partir drsquoun signal de
reacutefeacuterence
reste inchangeacutee mecircme en cas drsquoutilisation de voies suppleacute-mentaires Lrsquoisolation entre voies gt 50 dB pour des freacutequences jusqursquoagrave 500 MHz laquelle assure que le signal de mesure drsquoune voie nrsquoexerce qursquoun effet minime sur les signaux des autres voies constitue une autre caracteacuteristique avantageuse
Meacutemoire profonde seacutequences longues agrave haute reacutesolutionPlus un oscilloscope peut afficher de deacutetails plus grande est la probabiliteacute de deacutetecter des deacutefauts de signal ou des eacuteveacutene-ments importants Cela exige une haute reacutesolution temporelle agrave savoir un taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute De nombreuses applications comme par exemple lrsquoanalyse de pheacutenomegravenes transitoires ou de protocoles seacuterie neacutecessitent un enregistre-ment de longue dureacutee Les oscilloscopes RampSregRTM excellent ici tout particuliegraverement avec une profondeur de meacutemoire de 20 Meacutech et une reacutesolution temporelle drsquoun maximum de 200 ps (taux drsquoeacutechantillonnage de 5 Geacutechs) Avec une telle profondeur de meacutemoire il est possible drsquoenregistrer jusqursquoagrave 4 ms avec un taux drsquoeacutechantillonnage maximal et mecircme de deacutetecter des erreurs de signal ne se produisant que tregraves rare-ment (fig 4) La dureacutee drsquoenregistrement peut ecirctre encore aug-menteacutee en reacuteduisant le taux drsquoeacutechantillonnage
Ergonomie avantage indiscutable pour les utilisateursLes oscilloscopes RampSregRTM transforment le recircve des utili-sateurs en reacutealiteacute deacuteballer lrsquoappareil le mettre en marche et reacutealiser aussitocirct les mesures Les eacuteleacutements de commande codeacutes en couleur pour le reacuteglage vertical ainsi que le trigger
Fig 4 Dureacutee drsquoenregistrement
avec le RampSregRTM en fonction de la
profondeur de meacutemoire et du taux
drsquoeacutechantillonnage
permettent de visualiser la voie directement concerneacutee Ce codage couleur correspond agrave lrsquoaffichage de signal sur lrsquoeacutecran Ainsi les utilisateurs peuvent naviguer aiseacutement et exeacutecu-ter sans difficulteacutes mecircme les tacircches de mesure les plus com-plexes Les menus agrave structures planes regroupeacutes de faccedilon logique ainsi que les boutons deacutedieacutes aux fonctions freacutequem-ment utiliseacutees contribuent agrave assurer une grande convivialiteacute drsquoutilisation
Une autre facette de cette convivialiteacute consiste agrave permettre aux opeacuterateurs de corriger tregraves facilement les erreurs drsquoutilisa-tion via la fonction laquo Undo Redo raquo qui restaure rapidement la configuration preacuteceacutedente Pas de problegraveme donc si par inad-vertance la mauvaise touche a eacuteteacute enfonceacutee Les oscillos-copes RampSregRTM srsquoexpriment couramment en plusieurs lan-gues et peuvent donc ecirctre utiliseacutes au niveau international en plus de lrsquoallemand et lrsquoanglais sept autres langues sont en effet disponibles au choix
ConclusionLes utilisateurs exigent drsquoun oscilloscope universel rapiditeacute simpliciteacute drsquoutilisation et reacutesultats fiables Il doit agrave lui seul pou-voir couvrir les analyses dans les domaines temporel et freacute-quentiel ainsi que les analyses logiques et de protocole En tant que veacuteritable laquo Scope of the art raquo le RampSregRTM2000 reacutepond de faccedilon exemplaire agrave toutes ces exigences
Ernst Flemming
Dureacutee drsquoenregistrement
5 Geacutechs 25 Geacutechs10 keacutech 2 μs 4 μs
1 Meacutech 200 μs 400 μs
10 Meacutech 2000 μs 4000 μs
20 Meacutech 4000 μs 8000 μs
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Les oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 20
Lrsquointerface USB joue un rocircle dominant incontes-
table dans les domaines des terminaux mobiles de
lrsquoeacutelectronique grand public et des produits indus-
triels Drsquoougrave un besoin tout aussi important en solu-
tions de test fiables et rapides en laboratoires de
deacuteveloppement et drsquointeacutegration ndash besoin auquel
reacutepondent parfaitement les oscilloscopes haute
performance RampSregRTO et un nouveau logiciel avec
lesquels peuvent ecirctre reacutealiseacutes des tests de confor-
miteacute USB 20 automatiseacutes
Des solutions de tests USB 20 automatiseacutees pour laboratoire tregraves demandeacutees En mode HS (High Speed) les interfaces USB 20 atteignent un taux de transfert de donneacutees de 480 Mbitss Dans le monde des PC ougrave cette interface a puiseacute ses origines la norme 30 est deacutesormais eacutetablie agrave 5 Gbs (Super-speed Mode) Mais le deacutebit de donneacutees de lrsquointerface USB 20 est largement suffisant pour beaucoup drsquoapplications mobiles de peacuteripheacute-riques drsquoordinateur drsquoappareils et de systegravemes utiliseacutes dans lrsquoindustrie et la meacutedecine ou dans le milieu de lrsquoaeacuterospatial et deacutefense raison pour laquelle elle continue de srsquoeacutetendre dans ces secteurs
La norme USB 20 a eacuteteacute publieacutee en 2000 et les composants correspondants sur le marcheacute ont entre-temps beacuteneacuteficieacute drsquoavanceacutees technologiques Neacuteanmoins les modaliteacutes drsquointeacute-gration de ces composants sur cartes et produits finis restent un deacutefi agrave relever pour les deacuteveloppeurs Ainsi par exemple une isolation insuffisante par rapport agrave drsquoautres modules peut entraicircner des retours de masse ou provoquer une diaphonie et perturber le fonctionnement de lrsquointerface USB Crsquoest la rai-son pour laquelle les concepteurs requiegraverent des solutions de tests conformes agrave la norme pour le deacutebogage et les tests de stabiliteacute A cet effet lrsquoorganisme de normalisation USB ndash le USB Implementers Forum (USB-IF) ndash a deacutefini un proces-sus de test avec des mesures de conformiteacute approprieacutees afin de garantir le bon fonctionnement des divers appareils doteacutes drsquointerfaces USB Les produits portant le logo USB doivent passer ce test de conformiteacute
Pour assurer le succegraves de la preacuteparation au test de conformiteacute effectueacute par un laboratoire drsquoessai certifieacute des solutions de test USB automatiseacutees pour le laboratoire sont requises
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Test de dispositifs
HS ElectricalTest Tool
USB-Host
USB-Device -Hub(DUT)
Test Fixture Board (HS Device SQ Test) USBUSB
LAN
D+ DndashSonde
USB 20ComplianceTest
Test USB Sondes
Device Host HubDiffeacuteren-tielles
Reacutefeacutereacutees agrave la masse
High-speed-Tests
Signal Quality (SQ) bull bull bull 1
Packet Parameter bull bull bull 1
Chirp Timing bull bull bull 2 actives ou passives
SuspendResumeReset bull bull bull 2 actives
J K SEO_NAK Levels bull bull bull 2 actives
Receiver Sensitivity (2 voies geacuteneacuterateur requises)
bull bull 1
Hub Jitter bull 1
HS Repeater bull 1 2 actives
Full-speed-Test
Full-speed SQ bull bull bull 3 actives ou passives
Low-speed-Test
Low-speed SQ bull bull bull 2 actives ou passives
Legacy-TestsInrush Current (avec pince de courant)
bull bull
Back Voltage bull bull 3 actives
Host drop bull 2 actives
Host droop bull 2 actives ou passives
Fig 1 Tests de conformiteacute geacutereacutes par lrsquooption logicielle RampSregRTO-K21 et
les compleacutements requis
Solution automatiseacutee de RohdeampSchwarz pour tests de conformiteacuteLa haute preacutecision du RampSregRTO est un excellent preacutealable agrave lrsquoobtention de reacutesultats fiables en matiegravere de tests de conformiteacute Les oscilloscopes RampSregRTO1024 (2 GHz de bande passante) ou RampSregRTO1044 (4 GHz de bande pas-sante) sont particuliegraverement approprieacutes pour reacutealiser de tels tests sur les interfaces USB 20 en mode HS Avec le logiciel RampSregScopeSuite de RohdeampSchwarz lrsquoutilisateur dispose drsquoun outil qui le guide agrave chaque eacutetape des tests de conformiteacute configure lrsquooscilloscope reacutealise les mesures en automatique et regroupe clairement les reacutesultats dans un protocole de mesure Lrsquooption logicielle associeacutee RampSregRTO-K21 inclut les tests de conformiteacute USB 20 pour les peacuteripheacuteriques concen-trateurs et hocirctes USB (fig 1) Pour relier le dispositif sous test (DUT) agrave lrsquooscilloscope RohdeampSchwarz propose le Test Fix-ture Set RampSregRT-ZF1 qui peut ecirctre utiliseacute pour les tests de qualiteacute sur signaux USB 20 et les anciens tests (legacy tests) sur les interfaces USB 11 et USB 10
Montage de testLe montage de test deacutepend du type de dispositif USB agrave tester (peacuteripheacuterique hocircte ou hub) et du mode de vitesse seacutelectionneacute pour le test de conformiteacute Les Test Fixture Boards (Signal Fig 2 Montage de test pour HS Device Signal Quality (SQ) Test
Fig 3 Guide illustreacute de la seacutequence de test Device HS Mode Signal
Quality Test avec Test Fixture Set RampSregRT-ZF1
Quality Board et Load Board) comprennent des sections dif-feacuterentes pour chacun des tests La figure 2 illustre le scheacutema fonctionnel du montage de test pour les HS Device Signal Quality (SQ) Tests Le logiciel RampSregScopeSuite fonctionne sur un PC qui commande le RampSregRTO Lrsquooscilloscope est relieacute au DUT via une sonde diffeacuterentielle et la Test Fixture Board Le DUT est mis dans les conditions drsquoessai correspondants agrave lrsquoaide du logiciel USB-IF laquo HS Electrical Test Tool raquo lequel doit ecirctre exeacutecuteacute sur un PC seacutepareacute eacutetant donneacute qursquoil reconfigure la pile USB pendant le fonctionnement
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INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Fig 4 Forme drsquoonde lors du HS Signal Quality Test
Exeacutecution rapide et en toute seacutecuriteacute des eacutetapes de test avec le logiciel RampSregScopeSuite Le logiciel RampSregScopeSuite commande la configuration de mesure et le deacuteroulement de mesure de lrsquooscilloscope RampSregRTO via lrsquointerface LAN Avant le deacutebut des tests tous les paramegravetres utilisateur les configurations du montage de test et les deacutefinitions de protocole de mesure peuvent ecirctre deacutetermineacutes et adapteacutes individuellement aux limites de test speacutecifiques agrave la norme avec lrsquoeacutediteur de limites Ce logi-ciel guide lrsquoutilisateur tout au long des eacutetapes des tests de conformiteacute choisis en tenant compte du montage de mesure Des instructions deacutetailleacutees accompagneacutees drsquoillustrations faci-litent le positionnement correct des sondes sur le Test Fixture et le DUT (fig 3)
Un test typique commence par la configuration du mode de test pour le DUT avec le HS Electrical Test Tool Le DUT trans-met ensuite les signaux de test speacutecifiques lesquels sont enregistreacutes par lrsquooscilloscope (fig 4) puis transfeacutereacutes au logi-ciel RampSregScopeSuite pour eacutevaluation Ce dernier utilise le logi-ciel drsquoanalyse officiel USB-IF Electrical Test Tool pour analyser les reacutesultats
Le logiciel RampSregScopeSuite permet de reacutealiser la seacutequence de test de maniegravere extrecircmement flexible Lrsquoutilisateur peut par exemple reacutepeacuteter agrave volonteacute des sceacutenarios de test pour le deacutebo-gage ou les essais de stabiliteacute gracircce agrave la fonction laquo Repeat ndash Keep Previous raquo (fig 5) Tous les reacutesultats sont alors consigneacutes dans un rapport de mesure Si lrsquoutilisateur commet une erreur lors de lrsquoexeacutecution du test comme par exemple une sonde mal brancheacutee ou une mauvaise configuration du mode de test avec le HS Electrical Test Tool il peut infirmer le reacutesultat et reacutepeacuteter le sceacutenario de test en utilisant le laquo Repeat ndash Discard Previous raquo
Les rapports deacutetailleacutes documentent les seacutequences de testLa documentation deacutetailleacutee des reacutesultats de mesure constitue non seulement une partie essentielle drsquoun test de conformiteacute mais contribue eacutegalement de faccedilon significative au deacutebogage et agrave lrsquoeacutechange de donneacutees entre collegravegues et clients Le logi-ciel RampSregScopeSuite propose pour cela tout un reacutepertoire de fonctionnaliteacutes A titre drsquoexemple les reacutesultats de test PassFail sont documenteacutes soit par des deacutetails de valeurs de mesure soit par des captures drsquoeacutecran Ce logiciel permet eacutegalement drsquoadjoindre de nouveaux tests agrave une seacutequence drsquo essais interrompue de faccedilon agrave ce que tous les reacutesultats soient disponibles dans un rapport (fig 6) Les rapports peuvent eacutegalement ecirctre creacuteeacutes ulteacuterieurement et PDF RTF et HTML sont disponibles en tant que formats de sortie
Guido Schulze
Fig 5 Seacutequenceur de test flexible
Fig 6 Les rap-
ports peuvent
ecirctre configureacutes
de faccedilon deacutetail-
leacutee reacutesultats
numeacuteriques
et diagramme
de lrsquoœil avec
test de gabarit
(masque)
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellitesQursquoil srsquoagisse de reacutealiser des mesures sur les liaisons de donneacutees VHF de systegravemes de renforcement au sol
GBAS (Ground Based Augmentation System) les installations au sol ILS conventionnelles ou les systegravemes
VOR lrsquoanalyseur RampSregEVS300 ILSVOR capable de fonctionner sur batterie maicirctrise parfaitement ces
tacircches dans les airs comme au sol et se preacutesente comme un testeur tout-en-un dans les domaines de la
navigation terrestre et de la navigation par satellite renforceacutee par stations au sol
GBAS ndash le nouveau systegraveme drsquoaide agrave lrsquoatterrissageLes systegravemes analogiques ILS (systegraveme drsquoatterrissage aux ins-truments) sont utiliseacutes depuis des deacutecennies comme des sys-tegravemes drsquoapproche de preacutecision Lrsquoorganisme de gestion du trafic aeacuterien allemand (DFS) utilise agrave Brecircme depuis deacutebut 2012 un Ground Based Augmentation System homologueacute sous forme de modegravele par lrsquoOffice feacutedeacuteral de la seacutecuriteacute aeacuterienne permettant pour la premiegravere fois de reacutealiser des approches de preacutecision de la cateacutegorie CAT I Agrave cet effet des donneacutees de correction de deux agrave quatre reacutecepteurs GPS de reacutefeacuterence dont la position a eacuteteacute mesureacutee avec preacutecision sont reccedilues via une liaison de donneacutees VHF (D8PSK 108025 MHz agrave 11795 MHz) par des reacutecepteurs multi-mode agrave bord de lrsquoavion
Ces installations doivent fonctionner en toute seacutecuriteacute et en toutes circonstances dans les limites fixeacutees par lrsquoOACI Ce sont lagrave de nouveaux deacutefis que les fournisseurs de services doivent relever dans le monde entier lesquels auront dans les pro-chaines anneacutees agrave geacuterer et agrave qualifier une diversiteacute de techno-logies nouvelles et conventionnelles dans les airs comme au sol Le RampSregEVS300 est le testeur polyvalent tout indiqueacute pour cette tacircche car avec lrsquooption RampSregEVS-K9 il permet de reacuteali-ser non seulement lrsquoeacutevaluation meacutetrologique des eacutequipements analogiques mais eacutegalement lrsquoanalyse des installations GBAS
Mesures preacutecises avec une grande reproductibiliteacutetLrsquooption RampSregEVS-K9 mesure le niveau et la freacutequence des signaux GBAS dans la gamme VHF avec la plus haute preacuteci-sion La mesure de la puissance sur toute la longueur de piste (mesure au sol) ainsi que les mesures en vol revecirctent la plus
grande importance pour lrsquoeacutevaluation des installations Dans les deux cas drsquoutilisation le RampSregEVS300 fournit des valeurs hautement preacutecises Outre la mesure des paramegravetres de signaux analogiques il deacutetermine eacutegalement le contenu des donneacutees utiliseacutees par les avions en approche pour corriger lrsquoatterrissage assisteacute par GPS Ainsi lrsquoutilisateur peut examiner notamment le GBAS ID le Message Block Identifier ainsi que le Final Approach Segment Data Block (FAS DB) sur eacutecran ou via teacuteleacutecommande sur PC
Le RampSregEVS300 fournit de maniegravere efficace la preuve du bon fonctionnement des systegravemes drsquoapproche de preacutecision modernes et contribue agrave assurer la seacutecuriteacute maximum du transport aeacuterien
Klaus Theiszligen
Vue drsquoensemble de lrsquointervalle de temps GBAS (en haut) et donneacutees GBAS
deacutecodeacutees pour une approche drsquoatterrissage
Analyseur ILSVOR
RampSregEVS300
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Analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW le haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHzLes deux nouveaux analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW43 et RampSregFSW50 offrent deacutesormais
les caracteacuteristiques exceptionnelles de la famille RampSregFSW dans la gamme des hyperfreacutequences jusqursquoagrave
50 GHz excellentes performances RF avec le meilleur bruit de phase actuellement disponible et un bruit
propre exceptionnellement bas de larges bandes passantes drsquoanalyse et les avantages drsquoun eacutecran tactile
Des meacutelangeurs drsquoharmoniques eacutetendent leur gamme de freacutequences jusqursquoagrave 110 GHz et au-delagrave
De meilleures performances en micro-ondes pour utilisateurs exigeantsDes mesures sur composants et systegravemes hyperfreacutequences pour eacutequipements radar ou faisceaux hertziens sont les appli-cations typiques des nouveaux modegraveles RampSregFSW43 et RampSregFSW50 (fig 1) Les exigences eacuteleveacutees en matiegravere de bruit de phase sur lrsquoappareil de mesure sont ici la norme comme par exemple pour le deacuteveloppement drsquooscillateurs locaux pour eacutemetteurs radar ou systegravemes de communication pour des mesures sur spectres denseacutement occupeacutes avec des
niveaux de signal tregraves diffeacuterents ou de la puissance eacutemise dans les canaux adjacents des systegravemes de faisceaux hert-ziens Si les modegraveles RampSregFSW preacuteceacutedents se sont deacutejagrave dis-tingueacutes avec les meilleures performances au niveau mon-dial les deux nouveaux modegraveles preacutesentent eacutegalement des valeurs que sont mecircme loin drsquoatteindre de nombreux geacuteneacutera-teurs de signaux agrave savoir ndash117 dBc (1 Hz) agrave 40 GHz avec un eacutecart de 10 kHz agrave la porteuse Agrave lrsquoinstar des autres modegraveles RampSregFSW ils atteignent agrave 1 GHz une valeur typique de ndash137 dBc (1 Hz)
Fig 1 Avec ses performances eacuteleveacutees lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSW reacutepond parfaite-
ment agrave la demande des utilisateurs exigeants Son faible bruit de phase sa large bande passante drsquoanalyse
de signaux et son mode drsquoutilisation convivial aident agrave la reacutealisation rapide et aiseacutee des tacircches de mesure
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Fig 2 Plancher de
bruit du RampSregFSW43
jusqursquoagrave 43 GHz avec
preacuteamplificateur
deacutesactiveacute (en jaune)
et activeacute (en bleu)
Faible bruit propre et haute dynamique sont les condi-tions preacutealables agrave la reacutealisation des mesures de rayon-nements non essentiels Lagrave aussi ces nouveaux analy-seurs excellent par leurs valeurs remarquables Prenons par exemple le RampSregFSW43 avec un plancher de bruit de ndash144 dBm (1 Hz) typique agrave 40 GHz et ou de ndash164 dBm avec
un preacuteamplificateur connecteacute il mesure des niveaux de signal faibles avec un bon rapport signal bruit et donc avec une incertitude reacuteduite (fig 2) Cependant ces mesures doivent souvent ecirctre reacutealiseacutees avec des bandes passantes de reacutesolu-tion tregraves eacutetroites pour reacuteduire le bruit propre et gagner ainsi un eacutecart suffisant par rapport aux limites agrave veacuterifier Avec les
Fig 3 La fonction de
mesure pour rayonne-
ments non essentiels
effectue les mesures
selon les gammes de
freacutequences deacutetermi-
neacutees avec diffeacuterents
paramegravetres repreacutesen-
teacutes clairement dans
un tableau
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INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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analyseurs conventionnels cela allonge consideacuterablement la dureacutee de mesure en particulier lorsqursquoune large plage de freacute-quences doit ecirctre analyseacutee Le RampSregFSW atteint ici en mode de balayage FFT des vitesses de rafraicircchissement de mesures eacuteleveacutees mecircme avec simultaneacutement des bandes passantes de reacutesolution reacuteduites et de larges spans Les recherches de rayonnements non essentiels auparavant fastidieuses sont deacutesormais effectueacutees tregraves rapidement [1]
La fonction Spurious Emissions gegravere la mesure des rayon-nements non essentiels Il suffit pour cela drsquoentrer dans un tableau les paramegravetres neacutecessaires correspondant aux diffeacute-rentes plages de freacutequences (fig 3) Le RampSregFSW effectue le traitement de ce tableau dans un seul balayage de freacutequence et indique les rayonnements non essentiels deacutetecteacutes ainsi que leur eacutecart par rapport agrave la limite Cela facilite la possibiliteacute de travailler avec diffeacuterentes bandes passantes de reacutesolution en fonction de la gamme de freacutequences ou eacutegalement drsquooptimi-ser individuellement les reacuteglages de niveau (fig 4)
Analyse des signaux jusqursquoagrave 110 GHz et au-delagrave en toute seacutecuriteacuteLrsquoimportance des bandes de freacutequences supeacuterieures agrave 50 GHz voire 67 GHz a augmenteacute ces derniegraveres anneacutees et des appli-cations commerciales par exemple agrave 77 GHz (radar automo-bile) et 85 GHz (faisceaux hertziens) sont progressivement reacutealiseacutees Il existe en outre de plus en plus de normes qui exigent des mesures de rayonnements non essentiels jusqursquoagrave 110 GHz ou au-delagrave
Les signaux se situant en dehors de la limite de freacutequence supeacuterieure des trois modegraveles sont geacuteneacuteralement analyseacutes agrave lrsquoaide de meacutelangeurs drsquoharmoniques externes qui peuvent ecirctre utiliseacutes avec lrsquooption de meacutelange externe RampSregFSW-B21 pour les modegraveles RampSregFSW26 43 50 Cette option four-nit les connexions requises pour OL (oscillateur local) et le signal FI (freacutequence intermeacutediaire) RohdeampSchwarz pro-pose eacutegalement les meacutelangeurs drsquoharmoniques RampSregFS-Z60 Z75 Z90 Z110 qui couvrent complegravetement les freacutequences de 40 GHz agrave 110 GHz La reacuteponse en freacutequence individuelle et la perte de conversion sont enregistreacutees en quelques pres-sions de touches agrave partir drsquoune cleacute USB Mais lrsquoopeacuteration ne se limite pas aux meacutelangeurs de RohdeampSchwarz car le RampSregFSW peut ecirctre utiliseacute avec drsquoautres meacutelangeurs de types diffeacuterents Il prend en charge aussi bien des meacutelangeurs agrave trois ports (ougrave lrsquoentreacutee OL et la sortie FI se situent sur des connexions seacutepareacutees) qursquoun meacutelangeur agrave deux ports (avec lrsquoentreacutee OL et la sortie FI sur une connexion partageacutee) le diplexeur neacutecessaire au fonctionnement est inteacutegreacute dans lrsquoop-tion RampSregFSW-B21 Lrsquoanalyseur prend en charge les rangs drsquoharmoniques gt 100 de sorte que des signaux jusqursquoagrave 11 THz peuvent ecirctre analyseacutes
Lors de lrsquoutilisation de meacutelangeurs drsquoharmoniques certains critegraveres doivent ecirctre respecteacutes Ils meacutelangent le signal agrave ana-lyser avec les harmoniques du signal de lrsquooscillateur local OL pour les convertir agrave la freacutequence intermeacutediaire Ces har-moniques sont produites dans le meacutelangeur mecircme ce qui signifie que plusieurs freacutequences OL sont toujours preacute-sentes et que le meacutelange ne srsquoeffectue pas uniquement avec
Fig 4 Reacutesultat drsquoune
mesure avec la fonc-
tion de mesure des
rayonnements non
essentiels (Spurious
Emissions)
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lrsquoharmonique deacutesireacutee mais eacutegalement avec toutes les autres agrave savoir celles de rang infeacuterieur et de rang supeacuterieur Cela est mis en eacutevidence lors drsquoun balayage sur une large plage de freacutequence (span large) ougrave ces produits de meacutelange sont alors rendus visibles mais se situent sur des freacutequences erro-neacutees (fig 5) Si la freacutequence du signal agrave analyser nrsquoest pas connue il est important de deacuteceler parmi les signaux souvent
nombreux ceux qui correspondent aux signaux drsquointeacuterecirct et ceux correspondant aux signaux agrave reacuteponses multiples crsquoest agrave dire qui ont eacuteteacute geacuteneacutereacutes par meacutelange avec une harmo-nique indeacutesirable Cette tacircche est prise en charge par la fonc-tion Signal ID (identification de signal) laquelle marque les signaux agrave reacuteponses multiples et les masque le cas eacutecheacuteant (fig 6) Le mode de fonctionnement est deacutecrit dans [2]
Fig 5 La mesure
effectueacutee sur un
meacutelangeur drsquoharmo-
niques qui multiplie
un signal de 14 GHz agrave
85 GHz montre non
seulement le signal
reacuteel mais eacutegalement
de nombreux signaux
agrave reacuteponses multiples
Fig 6 Avec lrsquoidentifi-
cation de signal inteacute-
greacutee des signaux agrave
reacuteponses multiples
sont deacutetecteacutes et mas-
queacutes de sorte que
seuls les signaux reacuteels
sont repreacutesenteacutes
ACTUALITEacuteS 20813 41
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42
Il est particuliegraverement important que la freacutequence OL soit aussi eacuteleveacutee que possible Cela reacuteduit non seulement le nombre des signaux agrave reacuteponse multiples afficheacutes mais eacutegale-ment le bruit de phase Dans le cas du RampSregFSW la gamme de freacutequence OL est tregraves eacuteleveacutee avec 765 GHz agrave 1745 GHz Ainsi une harmonique de rang infeacuterieur suffit pour analyser une gamme de freacutequences speacutecifique (75 GHz agrave 110 GHz par exemple n = 8 au lieu de n = 16)
Eacutetant donneacute que les meacutelangeurs drsquoharmoniques nrsquoont pas de seacutelection drsquoentreacutee la reacuteception de la freacutequence drsquoimage situeacutee agrave deux fois la freacutequence intermeacutediaire nrsquoest pas suppri-meacutee Ainsi des paires de signaux peuvent geacuteneacuteralement ecirctre observeacutees agrave lrsquoeacutecran Pour des signaux stationnaires et agrave bande relativement peu eacutetroite lrsquoidentification des signaux apporte eacutegalement ici une aide preacutecieuse Cette identification devient toutefois difficile pour les signaux non-stationnaires comme les signaux pulseacutes ou agrave modulation large bande actuellement souvent utiliseacutes dans la gamme des ondes millimeacutetriques en raison de la large plage de freacutequences disponible comme par exemple les radars FMCW pour les applications automo-biles ou les faisceaux hertziens dans la bande 80 GHz Dans ces sceacutenarios de mesure et bien drsquoautres ougrave lrsquoidentification de signal eacutechoue une freacutequence intermeacutediaire eacuteleveacutee est par-ticuliegraverement importante On obtient ainsi mecircme sans rou-tine drsquoidentification une large gamme de freacutequences eacutevidente sans affichage de reacuteponse multiples ni de signaux agrave la freacute-quence drsquoimage Dans le cas du RampSregFSW la FI se situe agrave 13 GHz soit beaucoup plus eacuteleveacutee que sur la plupart des ana-lyseurs disponibles dans le commerce (ougrave elle se situe sou-vent agrave quelques centaines de meacutegahertz) Ainsi le spectre des signaux agrave bande passante jusqursquoagrave 26 GHz peut ecirctre clai-rement analyseacute
Commande de geacuteneacuterateurs externe RampSregFSW-B10La commande de geacuteneacuterateur externe RampSregFSW-B10 trans-forme le RampSregFSW en un analyseur de reacuteseau scalaire A cet effet elle pilote des geacuteneacuterateurs de signaux tels que le RampSregSMB et le RampSregSMF mais eacutegalement des appareils drsquoautres constructeurs de faccedilon agrave ce que ces appareils fonctionnent en tant que geacuteneacuterateurs de poursuite (trac-king) Ainsi les mesures de transmission peuvent ecirctre effec-tueacutees directement Un pont ROS ou un coupleur direction-nel est encore neacutecessaire pour les mesures de reacuteflexion
(scalaires) Le RampSregFSW offre des fonctions de normalisa-tion pour la transmission et la reacuteflexion afin de compenser la reacuteponse en freacutequence des liaisons de raccordements Lrsquoutili-sation de geacuteneacuterateurs externes permet de reacutealiser aiseacutement des mesures agrave conversion de freacutequence et le RampSregFSW peut mecircme ecirctre configureacute pour des multiplicateurs ou diviseurs
Mesure du temps de propagation de groupe avec lrsquoanalyseur de signauxCette tacircche traditionnellement attribueacutee aux analyseurs de reacuteseau peut ecirctre effectueacutee par le RampSregFSW agrave lrsquoaide drsquoun signal multi-porteuse dans lequel toutes les porteuses ont le mecircme eacutecart de freacutequence Le RampSregFSW mesure avant et apregraves un objet sous test les phases de porteuse et agrave par-tir de la diffeacuterence constateacutee calcule le gain ou la perte drsquoin-sertion ainsi que le temps de propagation de groupe Cette fonction est alors particuliegraverement inteacuteressante lorsque dans un systegraveme de mesure un analyseur de reacuteseau nrsquoa eacuteteacute plani-fieacute que pour la mesure du temps de propagation de groupe Si de plus le RampSregFSW se charge de cette tacircche de mesure la mise en œuvre et le cacircblage drsquoun systegraveme de test srsquoen trouvent faciliteacutes (voir article page 43)
ConclusionAvec le RampSregFSW43 RampSregFSW50 et lrsquooption RampSregFSW-B21 les excellentes caracteacuteristiques RF de la famille RampSregFSW y compris leurs larges bandes passantes drsquoanalyse et leurs fonctions drsquoanalyse innovantes sont deacutesormais eacutegalement disponibles pour les utilisateurs travaillant dans le domaine des hyperfreacutequences
Herbert Schmitt
Bibliographie[1] Application Note 1EF80 de RohdeampSchwarz laquo Speed Considerations for Spurious
Level Measurements with Spectrum Analyzers raquo[2] Application Notes 1EF43 (laquo Frequency Range Extension of Spectrum Analyzers
with Harmonic Mixers raquo) et 1EF75 (laquo Using Harmonic External Mixers To Extend the Frequency Range raquo)
Toutes les notes drsquoapplication sont disponibles au teacuteleacutechargement sur Internet
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bandeLes mesures de temps de propagation de groupe permettent de deacuteterminer les distorsions de phase dans un
systegraveme de transmission distorsions qursquoil convient de reacuteduire le plus possible Pour cette tacircche critique lors
de la conception et du test de systegravemes de communication complexes dans la technologie des satellites par
exemple Rohde amp Schwarz propose un appareil de mesure complet lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption RampSregFSW-K17
Fig 1 Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption
de mesure de temps de propagation de groupe RampSregFSW-K17 Lrsquoassocia-
tion drsquoun faible bruit de phase drsquoune plus grande bande passante drsquoana-
lyse et drsquoune interface utilisateur drsquoavant-garde fait du RampSregFSW un ins-
trument de mesure unique dans sa cateacutegorie Lorsqursquoil est doteacute de lrsquoex-
tension de bande passante RampSregFSW-B160 il permet drsquoeffectuer des
mesures de temps de propagation de groupe sur une largeur de bande
pouvant atteindre 160 MHz
Des performances qui vous seacuteduiront gracircce au proceacutedeacute multiporteusesPour deacutefinir la qualiteacute drsquoune voie de transmission lrsquoenregis-trement des distorsions de phase et drsquoamplitude est deacutetermi-nant En effet la deacuteteacuterioration du rapport signalbruit autre-ment dit lrsquoaugmentation du taux drsquoerreurs binaire cocircteacute reacutecep-teur est directement lieacutee aux deacuteformations de signaux reacutesul-tant de ces distorsions
Deacutetermineacute agrave lrsquoaide drsquoanalyseurs de reacuteseau vectoriels le temps de propagation de groupe est geacuteneacuteralement utiliseacute comme une mesure de la distorsion de phase Gracircce agrave lrsquooption RampSregFSW-K17 deacutedieacutee au temps de propagation de groupe multiporteuses (Multicarrier Group Delay) il est deacutesormais possible drsquoeffectuer de maniegravere complegravete cette mesure essen-tielle avec lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSW (fig 1) Utilisant un proceacutedeacute multiporteuses la nouvelle appli-cation seacuteduit par des performances impressionnantes mesures des temps de propagation de groupe de haute preacutecision avec une incertitude de mesure de seulement plusmn300 ps
cycle de test tregraves rapide mesures relatives et absolues des temps de propagation de groupe
mesures sur une tregraves large bande passante (jusqursquoagrave 160 MHz) mesures simples reacutealisables agrave distance application drsquoutilisa-tion intuitive
Outre lrsquoeacutevaluation du temps de propagation de groupe lrsquoaf-fichage de la distorsion drsquoamplitude est eacutegalement possible Lrsquooption RampSregFSW-K17 permet ainsi drsquoeffectuer une analyse complegravete des distorsions lineacuteaires du signal
Simpliciteacute et rapiditeacuteLa figure 2 illustre le montage de mesure du temps de pro-pagation de groupe Un geacuteneacuterateur de signaux (de la famille RampSregSMx par exemple) geacutenegravere un signal multiporteuses dans la gamme de freacutequences consideacutereacutee Lrsquoutilisation de signaux multiporteuses agrave large bande permet de deacuteterminer rapidement le temps de propagation de groupe sur lrsquoen-semble de la gamme de freacutequence Le signal multiporteuses est caracteacuteriseacute par la freacutequence centrale lrsquoeacutecart entre por-teuses et la bande passante drsquoanalyse Ces paramegravetres sont entreacutes dans la boicircte de dialogue de configuration de lrsquo option RampSregFSW-K17 Ces informations suffisent agrave lrsquoapplication pour deacuteterminer et reacutegler automatiquement tous les autres para-megravetres notamment la dureacutee adeacutequate de mesure garantis-sant un compromis raisonnable entre niveau de preacutecision eacuteleveacute et rapiditeacute de mesure
On procegravede tout drsquoabord agrave un eacutetalonnage sans le disposi-tif sous test afin drsquoenregistrer les phases et les amplitudes de reacutefeacuterence de chaque porteuse Les donneacutees de calibrage obtenues peuvent ecirctre aiseacutement stockeacutees sous forme de fichier consultable agrave tout moment Cela permet de gagner du
ACTUALITEacuteS 20813 43
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cedilFSW avec lrsquooption cedilFSW-K17Geacuteneacuterateur Calibrage de reacutefeacuterence1
Mesure du temps de propagation de groupe2
DUT
f
|A(f)|Bande passante drsquoanalyse
Eacutecart entreporteuses
f
Phase
Freacutequencecentrale
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temps pour les mesures suivantes et de passer rapidement drsquoun sceacutenario de mesure agrave lrsquoautre
Pour mesurer le temps de propagation de groupe le signal multiporteuses est enregistreacute agrave la sortie du dispositif sous test Agrave partir de la diffeacuterence de phase entre le signal de reacutefeacute-rence et la moyenne du signal mesureacute durant lrsquoessai lrsquoop-tion RampSregFSW-K17 deacutetermine le temps de propagation de groupe dans la plage de freacutequence des porteuses Et ce avec une preacutecision tregraves eacuteleveacutee pour un signal avec un eacutecart entre porteuses de 100 kHz et 601 porteuses (largeur de bande de 60 MHz) et une freacutequence centrale situeacutee entre 100 MHz et 6 GHz lrsquoincertitude de mesure du temps de propagation de groupe nrsquoest en effet que de plusmn300 ps
Les mesures relatives du temps de propagation de groupe ne prennent pas en compte le temps de propagation constant lieacute au dispositif sous test un temps qui agit sur toutes les com-posantes de freacutequence de la mecircme maniegravere et nrsquoentraicircne pas de modification de la forme du signal Dans certains cas tou-tefois le temps absolu de propagation de groupe peut srsquoaveacute-rer utile notamment pour le reacuteglage neacutecessiteacute par les deacuteca-lages de signaux sur deux canaux de transmission Lrsquooption RampSregFSW-K17 permet eacutegalement ce type de mesures Pour creacuteer une relation de phases absolue lrsquoentreacutee de deacuteclen-chement externe du RampSregFSW est activeacutee et relieacutee au geacuteneacute-rateur En prenant la valeur moyenne des temps de pro-pagation de groupe mesureacutes en continu il est eacutegalement possible drsquoobtenir lagrave encore une incertitude de mesure de seulement plusmn300 ps
Une utilisation intuitive gracircce agrave lrsquoeacutecran tactileAvec la nouvelle option les principaux paramegravetres agrave confi-gurer sont accessibles rapidement via une seule boicircte de
Fig 2 Montage de mesure du temps de propagation de groupe un geacuteneacuterateur de signaux creacutee un signal multiporteuses caracteacuteriseacute par la freacutequence
centrale lrsquoeacutecart entre porteuses et la bande passante drsquoanalyse Dans la phase de calibrage (Q) le signal est injecteacute directement sans le dispositif sous
test (DST) dans lrsquoappareil RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption RampSregFSW-K17 Lrsquoapplication enregistre la phase de reacutefeacuterence des porteuses Le temps de propa-
gation de groupe est ensuite mesureacute en incluant le DST (W)
dialogue (fig 3) En outre lrsquoutilisateur peut facilement confi-gurer le format de lrsquoeacutecran en fonction de ses propres exi-gences Sur lrsquoeacutecran tactile grand format du RampSregFSW les dif-feacuterents graphiques de lrsquoapplication de temps de propagation de groupe favorisent un flux de travail intuitif et offrent une preacutesentation claire des reacutesultats (fig 4)
De multiples applications pour les techniques de mesures sur satellitesLa technologie satellitaire srsquoappuie sur des techniques de transmission complexes une grande largeur de bande et
Fig 3 La boicircte de dialogue de configuration de lrsquooption
RampSregFSW-K17 affiche lrsquoensemble des paramegravetres deacutetermi-
nants pour la mesure du temps de propagation de groupe
Une fois les paramegravetres de freacutequence centrale drsquoeacutecart entre
porteuses et de bande passante drsquoanalyse configureacutes la
mesure peut commencer
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Fig 4 Visualisation optimale
exemple de mesure drsquoun signal
au niveau drsquoun dispositif sous test
(DST) avec ses caracteacuteristiques
de bande passante Lrsquoutilisateur
peut voir lrsquoamplitude et la phase
du signal multiporteuses appliqueacute
(fenecirctres 1 et 2) Outre le signal
sortant du DST on peut agrave tout
moment afficher les signaux de
reacutefeacuterence obtenus lors du calibrage
(fenecirctres 3 et 4) En comparant
le signal de reacutefeacuterence et le signal
mesureacute lrsquooption RampSregFSW-K17
fournit la fonction de transfert don-
nant la valeur de distorsion drsquoam-
plitude (fenecirctre 5) ainsi que le
temps de propagation de groupe
donnant la valeur de distorsion de
phase (fenecirctre 6)
lrsquoexploitation efficace des canaux autant de critegraveres qui rendent obligatoire la mesure de nombreux paramegravetres deacuteter-minants pour la qualiteacute Dans ce cadre la mesure du temps de propagation de groupe pour lrsquoanalyse des distorsions de phases revecirct une importance toute particuliegravere De par sa polyvalence lrsquooption RampSregFSW-K17 peut ecirctre utiliseacutee dans les applications les plus varieacutees notamment pour la fabrication de reacutepeacuteteurs de satellite ou de stations de base complegravetes Ainsi pour eacuteviter toute distorsion dans la transmission des signaux la courbe drsquoamplitude doit ecirctre plate et la courbe de phase lineacuteaire Pour que les systegravemes puissent reacutepondre au mieux agrave ces conditions des mesures sont reacutealiseacutees avec lrsquoop-tion RampSregFSW-K17 et les circuits de compensation dimen-sionneacutes en conseacutequence drsquoapregraves les reacutesultats obtenus La mecircme proceacutedure est utiliseacutee dans bien drsquoautres applications notamment pour les mesures concernant des modules desti-neacutes agrave des applications radar
Pour que le systegraveme de transmission drsquoun satellite puisse ecirctre exploiteacute sans perte de performance des tests de charge utile doivent ecirctre reacutealiseacutes avant la mise en service Dans de nombreux cas il est neacutecessaire de mesurer le signal drsquoori-gine dans une autre gamme de freacutequence suite agrave la preacutesence drsquoeacuteleacutements de transmission qui convertissent la freacutequence Lrsquooption RampSregFSW-K17 peut ecirctre eacutegalement utiliseacutee pour de telles mesures La configuration de lrsquoapplication est on ne peut plus simple apregraves calibrage sur la base de la freacutequence drsquoorigine il suffit de modifier un paramegravetre (la freacutequence cen-trale) dans lrsquoapplication pour effectuer la mesure Lrsquooption RampSregFSW-K17 eacutetablit automatiquement la relation entre les porteuses de reacutefeacuterence du signal multiporteuses et le signal de mesure dont la freacutequence a eacuteteacute transposeacutee
Pour les tests de charge utile la vitesse de mesure a un rocircle essentiel Ici encore lrsquooption RampSregFSW-K17 srsquoavegravere tregraves utile Pour reacutealiser lrsquoanalyse relative du temps de propagation de groupe en large bande sur une bande passante drsquoanalyse de 160 MHz avec un eacutecart entre porteuses de 200 kHz (800 porteuses) 350 ms suffisent agrave lrsquoapplication Pour un eacutecart de 1 MHz (160 porteuses) il ne lui faut plus que 80 ms Le seul eacuteleacutement significatif pour lrsquoanalyse eacutetant la relation de phase entre le calibrage de reacutefeacuterence et la mesure on peut optimiser le facteur de crecircte au niveau du geacuteneacuterateur Un signal multi-porteuses avec un faible facteur de crecircte ameacuteliore le rapport signalbruit (SNR) au cours de lrsquoanalyse du temps de propaga-tion de groupe et preacuteserve le dispositif sous test
ConclusionLrsquooption RampSregFSW-K17 permet de reacutealiser des mesures preacute-cises des caracteacuteristiques de distorsion dans les systegravemes de transmission Le temps de propagation de groupe repreacute-sentant la valeur de la distorsion de phase peut ecirctre mesureacute de maniegravere absolue et relative Gracircce agrave une extrecircme simpli-citeacute drsquoutilisation une grande rapiditeacute de mesure et un niveau de preacutecision eacuteleveacute lrsquoapplication est tregraves performante dans la pratique Elle eacutelargit lrsquoeacuteventail deacutejagrave riche des possibiliteacutes de mesure de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux haut de gamme RampSregFSW En association avec des geacuteneacuterateurs de signaux tels que RampSregSMU ou RampSregSMBV Rohde amp Schwarz propose ainsi une offre complegravete pour lrsquoanalyse des temps de propagation de groupe
Josef Zwack
ACTUALITEacuteS 20813 45
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterificationDifficile de reacutepondre agrave la question de savoir quelle est la preacutecision des reacutesultats de mesure apregraves calibrage drsquoun
analyseur de reacuteseau de nombreux facteurs contribuant en effet agrave lrsquoincertitude de mesure Mais une reacuteponse
rapide et surtout fiable peut ecirctre apporteacutee gracircce au logiciel et aux kits de veacuterification de RohdeampSchwarz
Quelle est la qualiteacute de calibrage Apregraves un calibrage la preacutecision de lrsquoanalyseur reacuteseau lui-mecircme est bien eacutevidemment deacuteterminante pour lrsquoincertitude de mesure mais pas seulement car le kit de calibrage et les cordons utiliseacutes exercent eacutegalement une influence non neacutegligeable Pour obtenir une indication sur la qualiteacute du calibrage ou bien sur la preacutecision de mesure certains utilisa-teurs peuvent succomber agrave la tentation de reconnecter les eacutetalons apregraves le calibrage Il srsquoagit lagrave cependant drsquoune illusion car mecircme les eacutetalons drsquoun autre kit de calibrage ne peuvent fournir aucune information sur lrsquoincertitude reacuteelle et donnent tout au plus une indication sur lrsquoefficaciteacute du calibrage Seule la comparaison avec des mesures reacutealiseacutees sur des disposi-tifs appeleacutes laquo eacutetalons de veacuterification raquo dont les caracteacuteristiques ont eacuteteacute minutieusement releveacutees par le constructeur permet drsquoobtenir une information preacutecise sur lrsquoincertitude de mesure absolue apregraves un calibrage
Veacuterification des donneacutees systegraveme effectives avec un Teacute symeacutetriqueLa meacutethode de veacuterification drsquoun calibrage la plus simple consiste agrave mesurer un Teacute symeacutetrique avec preacutecision par exemple le T-Checker de RohdeampSchwarz (fig 1) dont les paramegravetres S sont relieacutes entre eux avec un rapport deacuteter-mineacute et calculeacutes apregraves calibrage avec le T-Checker connecteacute Lrsquoeacutevaluation indique lrsquoeacutecart par rapport au reacutesultat theacuteorique escompteacute et fournit une indication sur la qualiteacute du calibrage Lrsquoutilisation du T-Checker est recommandeacutee pour les applica-tions de laboratoire habituelles ou en production car seule la connexion de cet eacutetalon est requise pour obtenir rapidement une indication sur la qualiteacute du calibrage
Lorsqursquoil srsquoagit de haute preacutecision kits de veacuterification de RohdeampSchwarzPour deacuteterminer lrsquoincertitude de mesure les reacutesultats les plus preacutecis sont obtenus avec des kits de veacuterification compo-seacutes de plusieurs eacutetalons Les kits de RohdeampSchwarz com-prennent un court-circuit macircle et un court-circuit femelle deacutecaleacutes ( Offset Short) une terminaison macircle et une termi-naison femelle deacutesadapteacutees (Mismatch) un affaiblisseur (Attenuator) et une traverseacutee directe agrave sauts drsquoimpeacutedance ( Stepped Through) Des lignes agrave air (Airline) difficiles agrave mani-puler sont deacutelibeacutereacutement eacuteviteacutees Tous ces eacutetalons de calibrage diffegraverent sensiblement des eacutetalons habituels tels que circuit ouvert (Open) court-circuit (Short) et terminaison (Match) car ils preacutesentent une impeacutedance diffeacuterente et peuvent par conseacute-quent ecirctre utiliseacutes comme eacutetalons de veacuterification Le labora-toire drsquoeacutetalonnage de RohdeampSchwarz accreacutediteacute par lrsquoorga-nisme national drsquoaccreacuteditation de la Reacutepublique feacutedeacuterale drsquoAl-lemagne (DakkS) reacutealise des mesures sur ces eacutetalons tous les 250 MHz et speacutecifie leurs valeurs drsquoincertitude de mesure
Fig 1 Le T-Checker de RohdeampSchwarz offre
un moyen de veacuterification du calibrage simple et
convivial
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Exemple dune eacutevaluation graphique
S21 mesureacute1319127600 Ndeg de seacuterie 101632 Incertitude de mesure
Freacutequence en GHz
5 10 15 20 25
Para
megravet
re d
etra
nsm
issi
on S
21 e
n dB
ndash397
ndash398
ndash399
ndash400
ndash401
Calcul de lrsquoincertitude de mesureLe logiciel RohdeampSchwarz VNAMUC (Vector Network Ana-lyzer Measurement Uncertainty Calculator fig 2) calcule lrsquoin-certitude de mesure theacuteorique escompteacutee (sans cacircble) Apregraves saisie par lrsquoutilisateur des informations sur le type les options et les configurations de lrsquoanalyseur RohdeampSchwarz ainsi que sur le kit de calibrage utiliseacute le logiciel fournit les reacutesultats et les repreacutesente sous forme graphique
Pour obtenir une indication preacutecise sur lrsquoincertitude de mesure reacuteelle des mesures doivent ecirctre reacutealiseacutees en connectant les eacutetalons du kit de veacuterification Les reacutesultats de ces mesures sont alors compareacutes aux reacutesultats de mesure documenteacutes de RohdeampSchwarz et eacutevalueacutes sous forme graphique Comme illustreacute en figure 3 les reacutesultats devraient se situer dans le gabarit de toleacuterances indiqueacute pour chaque eacutetalon
Fig 4 Eacutetalons du kit de veacuterifica-
tion RampSregZV-Z435 (de gauche agrave
droite) deux Offset Short deux
Mismatch un Atteacutenuateur et un
Stepped Through
Fig 3 Repreacutesentation graphique des reacutesultats de mesure de veacuterification
sur un atteacutenuateur de 40 dB
Fig 2 Le logiciel VNAMUC calcule lrsquoincertitude de mesure theacuteorique
escompteacutee
RohdeampSchwarz propose actuellement deux kits de veacuterifi-cation le RampSregZV-Z435 doteacute de connecteurs 35 mm pour des freacutequences jusqursquoagrave 265 GHz (fig 4) et le RampSregZV-Z470 doteacute de connecteurs N pour des freacutequences jusqursquoagrave 18 GHz Drsquoautres kits munis de systegravemes de connecteurs de 292 mm 24 mm et 185 mm seront disponibles prochainement Ces deux kits repreacutesentent ensemble avec le logiciel drsquoincerti-tude VNAMUC un outil indispensable permettant de deacutetermi-ner avec preacutecision lrsquoincertitude de mesure et reacutepondent clai-rement agrave la question poseacutee sur la preacutecision des reacutesultats de mesure apregraves un calibrage
Andreas Henkel
ACTUALITEacuteS 20813 47
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
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RampSregZNB analyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 portsLes tablettes et smartphones actuels gegraverent plusieurs bandes de freacutequence et offrent des fonctionnaliteacutes
comme Wi-Fi Bluetoothreg et GPS Les modules inteacutegreacutes agrave cet effet sont doteacutes de nombreux ports RF dont les
paramegravetres doivent ecirctre entiegraverement caracteacuteriseacutes Jusqursquoagrave huit ports RF peuvent ecirctre caracteacuteriseacutes par lrsquoana-
lyseur de reacuteseau 8 ports RampSregZVT Si ce nombre est plus eacuteleveacute ndash les composants de la nouvelle geacuteneacuteration
pouvant en effet avoir plus de 20 ports ndash il existe drsquoautres solutions que RohdeampSchwarz propose pour son
analyseur de reacuteseau RampSregZNB
Davantage de ports gracircce aux matricesCapaciteacute de caracteacuterisation de nombreux ports de test et faciliteacute drsquoutilisation ndash lrsquoanalyseur de reacuteseau RampSregZNB concilie ces deux exigences gracircce agrave lrsquoutilisation de matrices de com-mutation (fig 1) Augmenter le nombre de ports avec des matrices nrsquoest pas nouveau Ce qursquoil lrsquoest en revanche est que la commande de la matrice et le choix des paramegravetres de mesure soient directement effectueacutes par le firmware de lrsquoanalyseur de reacuteseau Avec les matrices de commutation actuellement proposeacutees par RohdeampSchwarz le nombre de ports de test du RampSregZNB peut ecirctre eacutetendu agrave 32 (fig 2)
ndash sans impacter son utilisation qui reste aussi conviviale et rapide que celle drsquoune uniteacute de base agrave deux ou quatre ports Ainsi par exemple le RampSregZNB deux ports avec la matrice de commutation RampSregZV-Z81 (modegravele 09) et ses deux entreacutees et neuf sorties (fig 3) devient un analyseur de reacuteseau 9 ports Un RampSregZNB 4 ports avec deux matrices doteacutees de deux entreacutees et 16 sorties peut eacutevoluer vers un analyseur 32 ports Ainsi eacutequipeacute lrsquoensemble des 1024 (32 times 32) paramegravetres S drsquoun objet sous test agrave 32 ports peut theacuteoriquement ecirctre caracteacuteriseacute en un seul passage
Fig 1 Analyse de reacuteseaux multiports avec le
RampSregZNB Avec la matrice de commutation
RampSregZV-Z81 (modegravele 66) jusqursquoagrave 16 ports de
test sont disponibles
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Matrice de commutation RampSregZV-Z81 Modegravele 09
B DVNA ports
Test ports
85 764321 9
SP3T SP3T SP3T SP3T SP3T
SP5T54321
SP5T54321
SP5T54321
SP5T54321
SP3T SP3T SP3T SP3T
Matrice de commutation
Entreacutees SortiesType commutateur
RampSregZV-Z81 Modegravele 05 2 5Full Crossbar eacutelectronique
Modegravele 09 2 9Full Crossbar eacutelectronique
Modegravele 66 2 16Full Crossbar eacutelectromeacutecanique
RampSregZV-Z82 Modegravele 10 4 10Full Crossbar eacutelectronique
Fig 2 Matrices de commutation actuellement disponibles chez
RohdeampSchwarz
Un RampSregZNB 4 ports est neacutecessaire pour reacutealiser des mesures de type
Full crossbar
La tenue en charge relativement faible des commutateurs eacutelectroniques dans les matrices nrsquoa permis jusqursquoici de reacutea-liser des mesures avec des niveaux de signal eacuteleveacutes ndash par exemple sur des amplificateurs de puissance ndash que de maniegravere limiteacutee Ce problegraveme peut deacutesormais ecirctre contourneacute en reliant une matrice doteacutee de deux entreacutees agrave un RampSregZNB 4 ports de sorte que les deux ports restants de lrsquoanalyseur avec leur puissance de sortie eacuteleveacutee de +15 dBm et leur grande capaciteacute de charge jusqursquoagrave +27 dBm demeurent dis-ponibles pour caracteacuteriser les composants actifs de lrsquoobjet sous test par exemple pour la mesure du point de compres-sion (fig 4) Cette configuration permet drsquoeacuteviter les commu-tateurs meacutecaniques lents couramment utiliseacutes jusqursquoici et en conseacutequence drsquoaugmenter par exemple la cadence en production car la vitesse de mesure eacuteleveacutee du RampSregZNB et le temps de commutation rapide du commutateur eacutelectro-nique des matrices raccourcissent de maniegravere significative les temps de mesure
Configuration plus simple que jamais ndash obtention des reacutesultats en trois eacutetapesContrairement aux solutions deacutejagrave disponibles sur le marcheacute la configuration la commande du montage ou la mesure ne requiegraverent ici ni logiciel suppleacutementaire ni macro-instructions Le RampSregZNB controcircle les matrices via une connexion LAN ou USB Une fois connecteacute au RampSregZNB le type de matrice et lrsquoattribution des numeacuteros de ports sont automatiquement deacutetecteacutes afin que lrsquoutilisateur puisse immeacutediatement com-mencer la reacutealisation des mesures Le grand eacutecran tactile agrave diagonale de 30 cm et le concept drsquoutilisation intuitif de lrsquoana-lyseur offrent une visualisation claire mecircme en preacutesence de nombreuses traces de mesure
Les paramegravetres S (symeacutetriques et asymeacutetriques) ainsi que les paramegravetres drsquoonde et leurs rapports respectifs sont seacutelec-tionneacutes directement via lrsquointerface utilisateur dans les analy-seurs de reacuteseau RampSregZNB agrave 2 et 4 ports puis afficheacutes Cela
Fig 4 Systegraveme de mesure 11 ports avec deux ports RampSregZNB comme
ports de test suppleacutementaires
Fig 3 Matrice de commutation RampSregZV-Z81 modegravele 09 avec deux
entreacutees et neuf sorties
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INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
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deacutemontre ici lrsquoavantage du concept drsquoutilisation reacutesolument conccedilu pour des applications agrave ports multiples Les indices des paramegravetres S ou les puissances peuvent ecirctre directement entreacutes agrave partir du clavier numeacuterique de sorte que chaque para-megravetre peut ecirctre seacutelectionneacute en un maximum de trois eacutetapes mecircme avec des objets sous test agrave nombreux ports (fig 5)
Calibrage ndash simple et rapideIl est indispensable notamment lorsqursquoon utilise des matrices de proceacuteder agrave un calibrage avant drsquoeffectuer les mesures afin drsquoeacuteliminer en prioriteacute lrsquoinfluence de lrsquoaffaiblissement des commutateurs sur les reacutesultats de mesure Le RampSregZNB pro-pose des meacutethodes de calibrage multiports manuelles qui neacutecessitent un minimum de connexions directes Le cali-brage reacutealiseacute avec des uniteacutes automatiques est neacuteanmoins recommandeacute afin de minimiser le nombre drsquoopeacuterations de vissage neacutecessaires et drsquoeacuteviter des proceacutedures de calibrages longues ainsi qursquoune usure preacutematureacutee des connecteurs et des eacutetalons de calibrage
RohdeampSchwarz propose agrave cet effet des uniteacutes de calibrage agrave deux quatre six ou huit ports (fig 7) Un nombre encore plus important de ports peut ecirctre calibreacute en connectant lrsquouniteacute de calibrage aux diffeacuterents ports de test Un assistant guide lrsquouti-lisateur en toute seacutecuriteacute agrave toutes les eacutetapes de la proceacutedure de calibrage (fig 6)
ConclusionLe RampSregZNB forme en combinaison avec les matrices un systegraveme de mesure drsquoanalyse de reacuteseaux fiable pour la carac-teacuterisation de modules et composants symeacutetriques et asymeacute-triques avec un maximum de 32 ports Le systegraveme se confi-gure quasi automatiquement Lrsquoutilisation et lrsquoeacutevaluation sont simples et intuitives mecircme pour un grand nombre de ports et srsquoeffectuent directement via lrsquointerface utilisateur du RampSregZNB Agrave lrsquoaide drsquouniteacutes de calibrage jusqursquoagrave huit ports des systegravemes comportant de nombreux ports peuvent eacutegale-ment ecirctre calibreacutes facilement et rapidement
Thilo Bednorz
Fig 6 Calibrage 12 ports avec une uniteacute de calibrage 4 ports
Fig 7 Uniteacutes
de calibrage de
RohdeampSchwarz A
droite lrsquouniteacute de cali-
brage RampSregZV-Z51
en bas lrsquouniteacute de cali-
brage RampSregZV-Z58
Fig 5 Choix des
paramegravetres S par
entreacutee directe des
indices
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Amplificateur large bande pour applications hyperfreacutequencesLe nouvel amplificateur large bande RampSregBBA150 deacutebute avec la gamme de freacutequences de 800 MHz agrave
3 GHz Ensemble avec la famille drsquoamplificateurs large bande RampSregBBA100 deacutejagrave bien eacutetablie il permet
deacutesormais de reacutealiser des systegravemes drsquoamplificateurs avec plusieurs gammes de freacutequences situeacutees entre
9 kHz et 3 GHz et de nombreuses classes de puissance
Nouvelles applications jusqursquoagrave 3 GHzUn concept optimiseacute pour freacutequences eacuteleveacutees une taille com-pacte et un poids reacuteduit tels eacutetaient les objectifs agrave atteindre pour le deacuteveloppement du nouvel amplificateur de puissance RampSregBBA150 (fig 1) Cet amplificateur ouvre de nouveaux domaines drsquoapplications comme par exemple les essais drsquoim-muniteacute eacutelectromagneacutetiques jusqursquoagrave 3 GHz selon diffeacuterentes normes dans des environnements industriels pour la fabrica-tion de composants et lrsquoassurance qualiteacute dans la recherche et la technologie physique ainsi que dans les technologies de communication Le RampSregBBA150 est actuellement dispo-nible dans une gamme de freacutequences continue de 800 MHz agrave 3 GHz et avec des puissances de sortie de 30 W 60 W 110 W et 200 W
Concept RF le plus avanceacute du marcheacuteLrsquoexpeacuterience de plusieurs deacutecennies de RohdeampSchwarz en matiegravere de deacuteveloppement drsquoamplificateurs de puissance et lrsquoutilisation de programmes de conception et de simulation les plus modernes ainsi que de nouveaux semi-conducteurs de
puissance justifient que le RampSregBBA150 dispose du concept RF le plus avanceacute du marcheacute La puissance maximale de 200 W dans un boicirctier de seulement quatre uniteacutes de hauteur et le poids relativement faible lieacute au mode de construction reacutesolument leacuteger par exemple seulement 24 kg pour lrsquoappa-reil de 200 W sont particuliegraverement impressionnants
Efficace robuste et fabriqueacute en seacuterieLa grande robustesse de cet appareil apporte la garantie drsquoun fonctionnement fiable ndash facteur eacuteconomique agrave ne pas sous-estimer Le RampSregBBA150 est un produit fabriqueacute en seacuterie selon des normes de qualiteacute de haut niveau sur le site de Teisnach une des usines les plus modernes drsquoEurope dans cette cateacutegorie de produits Pour assurer une parfaite seacutecuriteacute pendant le fonctionnement le firmware compact de lrsquoamplifi-cateur offre des meacutecanismes de surveillance et de protection efficaces Les eacutetages de puissance RF largement dimension-neacutes disposent de suffisamment de reacuteserves pour que les para-megravetres garantis dans la fiche technique soient assureacutes sans avoir agrave pousser les amplificateurs aux limites de leur capaciteacute
Fig 1 Lrsquoamplificateur de puissance mono-bande RampSregBBA150 est disponible avec des puissances de sortie de 30 W 60 W 110 W et 200 W
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CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
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Dernier point agrave souligner eacutegalement leur grande toleacuterance aux deacutesadaptations (par ex court-circuit cocircteacute RF ou sortie RF ouverte) qui garantit une haute fiabiliteacute
Fig 2 Panneau de commande du RampSregBBA150 dans un navigateur web
Utilisation et commande polyvalentesLrsquoamplificateur peut ecirctre entiegraverement piloteacute via lrsquoeacutecran et les boutons de commande situeacutes sur le panneau avant Il peut ecirctre eacutegalement commandeacute via les navigateurs Web habituels au moyen drsquoune interface graphique (fig 2) Pour les seacutequences de test automatiseacutees le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 permet la prise en charge totale du RampSregBBA150 Mais le pilotage via Ethernet est eacutegalement possible gracircce agrave la disponibiliteacute drsquoun vaste jeu drsquoinstructions de commandes agrave distance selon la nomenclature SCPI
Deux familles ndash un systegraveme drsquoamplificateursLe RampSregBBA150 peut bien eacutevidemment fonctionner de faccedilon indeacutependante mais ses points forts sont eacutegalement mis en eacutevidence lorsqursquoil est utiliseacute en combinaison avec les amplifi-cateurs large bande RampSregBBA100 avec lesquels il peut ecirctre inteacutegreacute de faccedilon homogegravene dans des systegravemes drsquoamplifica-teurs pour la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 3 GHz (fig 3) Dans ces systegravemes le RampSregBBA150 beacuteneacuteficie des options de commutation RF du RampSregBBA100 comme par exemple des commutateurs drsquoentreacutee et de sortie RF et du seacutelecteur de points de mesure RF (fig 4)
Sur demande le RampSregBBA100 en tant que maicirctre prend en charge la commande du RampSregBBA150 qursquoil integravegre comme une voie RF suppleacutementaire Lrsquoensemble du systegraveme apparaicirct alors comme un amplificateur multi-bande qui peut disposer en option drsquoune entreacutee RF commune ainsi que drsquoun seacutelecteur de points de mesure et drsquoun commutateur RF communs La commande agrave distance srsquoeffectue eacutegalement de maniegravere cen-traliseacutee via une interface
Excellent service et maintenance rapide La structure modulaire du RampSregBBA150 permet une remise en eacutetat rapide et une dureacutee drsquoimmobilisation minimale en cas de dysfonctionnement Tous les modules peuvent geacuteneacute-ralement ecirctre deacutejagrave eacutechangeacutes par le repreacutesentant local de RohdeampSchwarz ou le centre de services le plus proche La disponibiliteacute des piegraveces de rechange au niveau mondial est bien sucircr une eacutevidence Si toutefois le problegraveme ne pouvait pas ecirctre reacutesolu par un remplacement de modules la reacutepara-tion en usine serait alors effectueacutee dans un deacutelai maximal de dix jours ouvrables (hors deacutelais drsquoexpeacutedition du mateacuteriel)
Autre avantage la possibiliteacute drsquoextension de la garantie qui offre une haute disponibiliteacute du RampSregBBA150 agrave des coucircts drsquoexploitation reacuteduits et preacutevisibles Des extensions de un agrave quatre ans ndash srsquoajoutant agrave la garantie de base de trois ans ndash assurent une couverture longue dureacutee
Fig 3 Systegraveme global avec les amplificateurs RampSregBBA100 et
RampSregBBA150
CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
Systegraveme drsquoamplificateurs avec RampSregBBA100 et RampSregBBA150
Commutateur dentreacutee RF Bandes de freacutequence Coupleurs directionnels de mesure Commutateurs de sortie RF
Entreacutee RF
cedilBBA150
cedilBBA100
Pince de couplage
1
7
ReacutefleacutechieIncidente
ReacutefleacutechieIncidente
ReacutefleacutechieIncidente
Incidente
ReacutefleacutechieSorties de mesure
Seacutelecteurs de points de mesure
9 kHz agrave 250 MHz
250 MHz agrave 1 GHz
800 MHz agrave 3 GHz
Antenne
ConclusionAvec le nouvel amplificateur de puissance RampSregBBA150 un eacuteleacutement suppleacutementaire vient compleacuteter la gamme des pro-duits CEM de RohdeampSchwarz Un concept moderne une inteacutegration homogegravene dans la famille drsquoamplificateurs large bande reacuteputeacutes RampSregBBA100 ainsi que la preacutesence drsquoun
service client au niveau mondial font du nouvel amplificateur le choix ideacuteal pour des applications CEM et bien drsquoautres Le concept modulaire fournit la base drsquoune expansion future en termes de performance et de gamme de freacutequences et peacuteren-nise les investissements
Sandro Wenzel
Fig 4 Systegraveme composeacute des amplificateurs RampSregBBA150 et RampSregBBA100 avec les gammes de freacutequences de 9 kHz agrave 250 MHz (bande A) de
250 MHz agrave 1 GHz (bande C) et de 800 MHz agrave 30 GHz (bande D)
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Rapides et simples mesures de diagnostic et de preacute-certification avec le RampSregESRP
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
10 Hz 9 kHz 36 GHz 7 GHz
cedilESRP3
cedilESRP3 avec option cedilESRP-B29
cedilESRP7
cedilESRP7 avec option cedilESRP-B29
RampSregESRP les modegraveles
Structure de base Preacuteseacutelection reacutecepteur
Convertis-seur AN FFT EacutecranDeacutetecteurs
Les nombreuses exigences imposeacutees aux reacutecepteurs de mesure CEM pour la certification jouent eacutegalement
un grand rocircle dans le quotidien des laboratoires ou pour la reacutealisation de mesures preacuteparatoires notamment
en matiegravere de vitesse drsquoeacutetendue de fonctions et de confort drsquoutilisation Le nouveau reacutecepteur de mesure
CEM RampSregESRP de cateacutegorie preacute-qualification est optimiseacute pour reacutepondre agrave ces exigences Avec lui les
mesures CEM qui duraient des heures auparavant ne neacutecessitent deacutesormais qursquoune fraction de ce temps
Haute vitesse eacutegalement assureacutee dans la cateacutegorie preacute-qualificationApregraves avoir preacutesenteacute lrsquoanneacutee derniegravere le RampSregESR reacutecepteur de mesure CEM le plus rapide du monde pour les mesures de conformiteacute RohdeampSchwarz ne srsquoest pas fait longtemps attendre pour proposer aux utilisateurs un appareil comparable capable de reacutealiser des mesures de diagnostic en laboratoire et en deacuteveloppement Agrave lrsquoinstar du RampSregESR le RampSregESRP (fig 1 page de gauche) offre eacutegalement une fonction de balayage dans le domaine temporel baseacute FFT (Time Domain Scan) et peut donc effectuer plus rapidement les mesures de preacute-cer-tification agrave savoir de plusieurs ordres de grandeur Il excelle particuliegraverement dans les mesures de diagnostic CEM tout au long du processus du deacuteveloppement ainsi que dans toutes les mesures agrave reacutealiser en amont de la certification des produits et ce tant pour les normes CEM civiles que pour les speacutecifica-tions de mesure militaires jusqursquoagrave 7 GHz
Ce reacutecepteur est disponible en deux modegraveles pour les gammes de freacutequences de 9 kHz agrave 36 GHz ou 7 GHz La limite infeacuterieure de la freacutequence peut ecirctre eacutetendue agrave 10 Hz avec lrsquooption RampSregESRP-B29 (fig 2) La commande du reacutecep-teur srsquoeffectue par lrsquointermeacutediaire drsquoun eacutecran tactile particuliegrave-rement convivial
La norme fondamentale prend en compte la technologie de reacutecepteur baseacutee FFTLa publication de lrsquoamendement A12010-06 agrave la 3egraveme eacutedi-tion de la norme fondamentale CISPR 16-1-1 relative aux appareils de mesure des perturbations radioeacutelectriques a geacuteneacutereacute une activiteacute importante Les prochaines eacuteditions et modifications des normes de familles de produits comme par exemple EN 55011 agrave EN 55032 se reacutefeacutereront pour les essais CEM agrave la derniegravere eacutedition de cette norme fondamen-tale importante si cela nrsquoest drsquoailleurs pas deacutejagrave fait Elles auto-risent lrsquoutilisation des reacutesultats de mesure obtenus avec la technologie de reacutecepteur baseacutee FFT Ces mesures peuvent ecirctre reacutealiseacutees par une transposition dans la bande de base (fig 3) ou agrave lrsquoaide des eacutetages FI (freacutequence intermeacutediaire) conccedilus en large bande Les reacutesultats sont ainsi obtenus bien plus rapidement ndash avec la mecircme preacutecision et surtout la mecircme reproductibiliteacute
Fig 2 Reacutecepteur de mesure CEM RampSregESRP preacutesentation des modegraveles
et de leurs gammes de freacutequences respectives
Mesurer plus rapidement avec le balayage dans le domaine temporelGracircce agrave son calcul FFT performant lrsquooption de balayage dans le domaine temporel RampSregESRP-K53 acceacutelegravere les mesures de maniegravere spectaculaire En mode de balayage dans le domaine temporel (Time Domain Scan) le RampSregESRP effectue les mesures agrave une vitesse supeacuterieure de plusieurs ordres de gran-deur par rapport agrave une utilisation avec lrsquoaccord de freacutequence conventionnel par pas (Stepped Scan) Le signal temporel est ici acquis agrave une freacutequence drsquoeacutechantillonnage de 128 MHz et numeacuteriseacute avec un convertisseur AN 16 bits pour un traite-ment ulteacuterieur Le temps gagneacute pour obtenir les reacutesultats de mesure est indiqueacute en figure 4 laquelle illustre la diffeacuterence entre le balayage freacutequentiel par pas et le balayage dans le domaine temporel pour les bandes B et CD du CISPR
Les temps de mesure totaux marqueacutes en rouge dans la figure 4 sont un exemple de mesures typiques dans la bande CD du CISPR telles qursquoelles doivent ecirctre reacutealiseacutees par les
Fig 3 Scheacutema fonctionnel du RampSregESRP avec conversion en bande de
base jusqursquoagrave 30 MHz Le reacutecepteur de mesure CEM le plus rapide du monde reacuteduit consideacuterablement les
temps de test ACTUALITEacuteS (2012) Ndeg 207 pages 22ndash27
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CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
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Fig 5 Eacutecart de niveau entre les fonctions de
balayage freacutequentiel par pas (en jaune) et de
balayage dans le domaine temporel (en vert)
fabricants et eacutequipementiers automobiles selon la norme de famille de produits CISPR 25 jusqursquo agrave 1 GHz avec une bande passante de mesure de 9 kHz (minus6 dB) Lors du balayage freacute-quentiel par pas des pas de 4 kHz sont deacutefinis pour reacutealiser des mesures sans discontinuiteacute et avec un temps de mesure de 10 ms des impulsions ayant un taux de reacutepeacutetition de 100 Hz peuvent encore ecirctre deacutetecteacutees
Avec le balayage dans le domaine temporel les reacutesultats de mesure sont environ 500 fois plus rapidement disponibles bien que dans ce mode ndash en raison du pas de 225 kHz ndash le nombre de points de mesure ait quasiment doubleacute Comme illustreacute en figure 4 des gains de temps significatifs peuvent eacutegalement ecirctre obtenus lors de mesures reacutealiseacutees dans drsquoautres bandes ce qui permet de reacuteduire consideacuterablement le temps et les coucircts neacutecessaires agrave la mise en production en seacuterie drsquoun produit
Gamme de freacutequence
Deacutetecteur temps de mesure bande pas-sante de mesure
RampSregESRP
Balayage freacutequen-tiel par pas
Balayage dans le domaine temporel (en option)
Bande B du CISPR 150 kHz agrave 30 MHz
Crecircte 100 ms 9 kHz 7462 points de mesure 755 s
13 267 points de mesure 2 s
Bande B du CISPR 150 kHz agrave 30 MHz
Quasi-crecircte 1 s 9 kHz 7462 points de mesure 12 960 s
13 267 points de mesure 60 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Crecircte 10 ms 120 kHz 24 250 points de mesure 254 s
32 334 points de mesure 6 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Crecircte 10 ms 9 kHz 242 500 points de mesure 4310 s
431 112 points de mesure 8 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Quasi-crecircte 1 s 120 kHz 24 250 points de mesure env 600 min
32 334 points de mesure env 33 min
Fig 4 Comparaison des temps de mesure
totaux entre le balayage freacutequentiel par pas et
le balayage dans le domaine temporel avec des
paramegravetres de mesure typiques Entoureacutes en
rouge exemple de temps de mesure totaux
pour des mesures typiques agrave effectuer par les
eacutequipementiers et les fabricants drsquoautomobiles
selon la norme de famille de produits CISPR
25 jusqursquoagrave 1 GHz avec une bande passante de
9 kHz (minus6 dB)
Enregistrement sans discontinuiteacute des eacutemissions de perturbations Gracircce au balayage dans le domaine temporel les mesures CEM dans les bandes du CISPR peuvent deacutesormais ecirctre reacuteali-seacutees en quelques secondes A cet effet le RampSregESRP acquiert sans interruption temporelle les composantes spectrales avec une bande passante jusqursquoagrave 30 MHz Avec un pas virtuel drsquoun quart de la bande passante de reacutesolution et un chevauche-ment de la fenecirctre gaussienne FFT drsquoenviron 90 le reacutecep-teur atteint une tregraves bonne preacutecision de mesure de niveau avec des perturbateurs pulseacutes (fig 5) Lrsquoincertitude de mesure totale satisfait ainsi aux exigences de la norme CISPR 16-1-1 eacutegalement pour les mesures de preacute-certification
La vitesse de mesure doit en outre ecirctre eacuteleveacutee lorsqursquoun dis-positif sous test ne peut ecirctre utiliseacute que pendant une courte peacuteriode soit parce qursquoil modifie son comportement (avec des
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
perturbations agrave variation de niveau et de freacutequence) soit au pire parce qursquoil peut ecirctre endommageacute srsquoil fonctionne pendant une dureacutee trop importante ou encore parce que le cycle de fonctionnement requiert une certaine vitesse comme par exemple pour les legraveve-vitres eacutelectriques des veacutehicules Avec le balayage dans le domaine temporel du RampSregESRP de tels sceacute-narios de mesure peuvent ecirctre bien plus aiseacutement maicirctriseacutes
Lrsquoutilisateur peut lui-mecircme augmenter le temps drsquoobservation pour pouvoir deacuteterminer avec certitude les perturbations inter-mittentes agrave bande eacutetroite ou les perturbateurs isoleacutes
Lrsquooption Module de filtres preacuteseacutelecteur RampSregESRP-B2 est composeacutee de 16 filtres et inclut un preacuteamplificateur de 20 dB jusqursquoagrave 7 GHz maximum Doteacute de ce module le RampSregESRP reacutealise des mesures sur signaux perturbateurs intermittents agrave taux de reacutepeacutetition drsquoimpulsions de 10 Hz ou plus conformeacute-ment agrave la norme fondamentale CISPR 16-1-1 Avec lrsquoadapta-tion de la bande passante du filtre de preacuteseacutelection de 150 kHz agrave 30 MHz les eacutemissions conduites sont mesureacutees simulta-neacutement en une seule eacutetape sur 13 267 freacutequences gracircce au balayage dans le domaine temporel (fig 6)
Fig 6 En une seule eacutetape mesure drsquoeacutemissions
conduites dans la bande B du CISPR
Fig 7 Analyse FI avec couplage en paral-
legravele avec la fonction de poursuite marqueur
(Marker-Track) dans le spectre de la mesure
drsquoinvestigation
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CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
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Fig 8 Le RampSregESRP avec protec-
tions lateacuterales et poigneacutee de trans-
port pour travaux exteacuterieurs
Davantage de reacutesolution en repreacutesentation spectrale avec la fonction drsquoanalyse FI Les amplitudes de signaux critiques dans le spectre peuvent ecirctre examineacutees de maniegravere plus approfondie avec la fonction drsquoanalyse FI du RampSregESRP Avec lrsquoanalyse FI la repreacutesentation spectrale du signal drsquoentreacutee RF est afficheacutee dans une plage reacuteglable (jusqursquoagrave 10 MHz) autour de la freacutequence de reacuteception Cette repreacutesentation srsquoeffectue soit agrave la freacutequence actuelle en parallegravele avec lrsquoaffichage agrave barre-graphes soit agrave la position du marqueur par la fonction marker-track sur le reacutesultat existant drsquoun balayage de freacutequence par exemple drsquoune mesure drsquoin-vestigation (fig 7) Gracircce agrave ce couplage la freacutequence centrale du spectre FI correspond toujours agrave la freacutequence de reacutecep-tion actuelle du reacutecepteur de mesure Le reacutecepteur peut ainsi ecirctre reacutegleacute avec une grande preacutecision et surtout tregraves rapide-ment sur le signal agrave analyser Lrsquoutilisateur beacuteneacuteficie en outre drsquoune vue drsquoensemble preacutecise sur lrsquooccupation du spectre autour du canal de mesure et ndash avec une largeur drsquoaffichage du spectre de lrsquoanalyse FI suffisamment grande ndash sur la distri-bution spectrale drsquoun signal moduleacute dans le canal de mesure Les signaux de reacuteception peuvent ainsi ecirctre rapidement clas-seacutes dans la cateacutegorie des signaux perturbateurs ou signaux utiles Les deacutemodulateurs audio AM ou FM commutables en parallegravele facilitent lrsquoidentification des signaux capteacutes afin par exemple de deacutetecter et drsquoexclure les brouilleurs ambiants lors des mesures sur site ouvert
Fonctions drsquoanalyse de spectre et mesures CEM en mode analyseur de spectre Lrsquooption RampSregESRP-B29 permet drsquoeacutetendre la gamme de freacute-quence de 9 kHz agrave 36 ou 7 GHz aux basses freacutequences jusqursquoagrave 10 Hz Lorsque la preacuteseacutelection est coupeacutee en mode analyseur de spectre la sensibiliteacute du RampSregESRP peut ecirctre augmenteacutee gracircce agrave lrsquooption preacuteamplificateur seacutepareacutee RampSregFSV-B22 Avec son faible niveau de bruit (plancher de bruit ndash168 dBm typique dans une bande passante de 1 Hz et avec preacuteamplificateur en fonctionnement) le RampSregESRP peut eacutegalement mesurer avec preacutecision des signaux de tregraves faible
niveau Son excellente dynamique fait qursquoil satisfait aux exi-gences speacutecifiques de la norme CISPR 16-1-1 Ed 3 (laquo Uti-lisation drsquoanalyseurs de spectre sans preacuteseacutelection pour les mesures de perturbations radioeacutelectriques conformes aux normes raquo) agrave savoir pour des signaux parasites agrave partir drsquoune freacutequence de reacutepeacutetition drsquoimpulsion de 20 Hz
Les mesures drsquoeacutemissions de perturbations radioeacutelectriques peuvent ecirctre reacutealiseacutees en mode analyseur de spectre avec ou sans preacuteseacutelecteur Lrsquoutilisateur peut en outre choisir le nombre de points de balayage agrave mesurer dans ce mode Pour une eacutevaluation pertinente jusqursquoagrave 200 001 points de mesure peuvent ecirctre deacutefinis Agrave titre de comparaison jusqursquoagrave 4 mil-lions de points de mesure par courbe sont disponibles en mode reacutecepteur de test Mais les mesures de diagnostic reacutea-liseacutees tout au long du processus de deacuteveloppement doivent aussi ecirctre preacutecises et reproductibles Des reacutesolutions laquo nor-males raquo de 8000 ou 32 000 points de mesure telles que ren-contreacutees habituellement sur drsquoautres analyseurs de spectre atteignent en geacuteneacuteral rapidement leurs limites et srsquoavegraverent insuffisantes pour les mesures CEM
Les marqueurs de mesure configurables du RampSregESRP (jusqursquoagrave 16) positionneacutes sur les freacutequences des signaux para-sites permettent lrsquoanalyse cibleacutee des perturbations Le cou-plage des marqueurs de mesure avec un deacutetecteur de pondeacute-ration CISPR associeacute permet drsquoeacutetablir une comparaison avec les valeurs limites speacutecifieacutees La possibiliteacute de repreacutesenter le spectre sur un axe de freacutequence logarithmique facilite le dia-gnostic des reacutesultats de mesure sur une large gamme de freacute-quences et assure la repreacutesentation conforme aux normes des gabarits Les freacutequences critiques sont clairement afficheacutees dans une liste de pics Cela permet drsquoeacutevaluer rapidement le spectre de perturbations par rapport aux valeurs limites
Geacuteneacuterateur de poursuite pour analyse de reacuteseaux scalaireUn geacuteneacuterateur de poursuite interne (option RampSregFSV-B9) per-met drsquoeacutetendre les fonctions du RampSregESRP agrave lrsquoanalyse de reacuteseaux scalaire pour la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 7 GHz Ainsi la courbe drsquoaffaiblissement en fonction de la freacute-quence par exemple la reacuteponse en freacutequence des cacircbles de mesure ou des filtres peut ecirctre rapidement et aiseacutement deacuteter-mineacutee puis enregistreacutee dans le RampSregESRP sous forme de table de correction (transducteur)
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
Conccedilu pour une utilisation en exteacuterieurPour une utilisation en exteacuterieur par exemple en voiture ou sur site ouvert le RampSregESRP peut ecirctre eacutequipeacute de lrsquooption ali-mentation DC RampSregFSV-B30 (12 V agrave 15 V) et livreacute avec une version de boicirctier diffeacuterente avec protections lateacuterales et poi-gneacutee de transport (fig 8) Utiliseacute sur site ouvert et doteacute du pack batterie Li-ion RampSregFSV-B32 le reacutecepteur fonctionne de maniegravere fiable pendant plusieurs heures par exemple pour enregistrer des seacuteries de mesures
Dans sa version standard le RampSregESRP est eacutequipeacute drsquoun disque dur pour stocker les donneacutees Il peut ecirctre remplaceacute par un disque SSD amovible pour reacutesister agrave une plus grande exposition aux chocs et vibrations dans les veacutehicules ou agrave une tempeacuterature de fonctionnement fluctuant de faccedilon plus importante que la moyenne
Mesures automatiques et support logicielAvec sa fonction drsquoautomatisation de test inteacutegreacutee le RampSregESRP dispose drsquoun seacutequenceur de test configurable conccedilu selon le principe suivant mesure drsquoinvestigation ndash reacuteduction de donneacutees ndash mesure finale (fig 9) Ainsi le nombre de freacutequences agrave veacuterifier en mesure finale et lrsquoeacutecart par rapport agrave une ou plusieurs lignes de valeurs limites sont deacutefi-nis La seacutequence est lanceacutee par simple pression drsquoune touche et srsquoexeacutecute alors entiegraverement en automatique Au choix la mesure finale peut eacutegalement ecirctre effectueacutee de maniegravere inte-ractive La liste des freacutequences repeacutereacutees srsquoouvre en appuyant sur le symbole laquo Peak List raquo Le nombre de freacutequences agrave veacuteri-fier en mesure finale peut ainsi encore ecirctre modifieacute puis lrsquoeacuteva-luation finale est reacutealiseacutee avec des deacutetecteurs Quasi-crecircte CISPR-AV ou CISPR RMS-AV Lrsquoaffectation des deacutetecteurs res-pectifs srsquoeffectue ici avec lrsquoassistant de trace (Trace Wizzard)
En outre les applications logicielles CEM RampSregEMC32 et RampSregES-SCAN sont disponibles pour le controcircle de seacutequence automatique et semi-automatique Le logiciel EMI RampSregES-SCAN est un logiciel Windows abordable et convivial qui a eacuteteacute conccedilu speacutecifiquement pour les mesures lieacutees aux mesures drsquoeacutemissions en laboratoire de deacuteveloppement et qui de ce fait complegravete ideacutealement le RampSregESRP
Le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 prend eacutegalement en charge le RampSregESRP Ce logiciel modulaire permet de reacutealiser des mesures drsquoimmuniteacute et drsquoeacutemissions aussi bien en manuel qursquoen semi-automatique ou entiegraverement en automatique selon les normes civiles et militaires Lrsquoacquisition lrsquoeacutevaluation la documentation et la traccedilabiliteacute fiables des reacutesultats de mesure ainsi que la commande agrave distance de nombreux accessoires tels que systegravemes de macirct et plateau tournant sont inclus
La commande agrave distance du RampSregESRP via GPIB ou LAN srsquoef-fectue soit par lrsquointermeacutediaire drsquointerfaces standard selon
IEC 625-2 (IEEE 4882) soit via des interfaces LAN (10 100 1000BaseT) Des pilotes gratuits disponibles sur le site Inter-net de RohdeampSchwarz pour LabVIEW LabWindows CVI et VXI Plug amp Play permettent drsquointeacutegrer le RampSregESRP dans des programmes personnaliseacutes
ReacutesumeacuteLe RampSregESRP est un reacutecepteur de mesure CEM pour la gamme de freacutequences de 10 Hz agrave 7 GHz speacutecialement conccedilu pour la reacutealisation de mesures de diagnostic tout au long du processus de deacuteveloppement de nouveaux produits ainsi que pour la preacuteparation agrave la mesure de certification finale Gracircce agrave ses performances RF exceptionnelles sa vitesse de mesure et ses nombreuses fonctions de mesure il est lrsquooutil ideacuteal pour une utilisation en deacuteveloppement et en laboratoire Il est de ce fait optimiseacute pour effectuer les mesures CEM le plus rapi-dement possible et de faccedilon aussi preacutecise que neacutecessaire Pour cela son balayage dans le domaine temporel baseacute FFT acquiert le spectre de perturbations agrave haute vitesse Mais le RampSregESRP est eacutegalement un analyseur de spectre complet doteacute de hautes performances pour les applications en labo-ratoire Son interface utilisateur clairement structureacutee et son eacutecran tactile rendent son utilisation conviviale qualiteacute que lrsquoon peut appreacutecier agrave sa juste valeur dans toute lrsquoeacutetendue de sa large gamme drsquoapplications Avec cet appareil polyvalent lrsquoutilisateur atteint rapidement son objectif ndash agrave savoir la pro-duction en seacuterie de son produit agrave certifier
Volker Janssen
Fig 9 Menu drsquoautomatisation des tests pour la configuration des
mesures exeacutecuteacutees en automatique
Bibliographie Amendment 12010-06 to CISPR 16-1-12010-01 (Edition 3) Specification for radio dis-turbance and immunity measuring apparatus and methods ndash Part 1-1 Radio disturbance and immunity measuring apparatus ndash Measuring apparatusDes informations deacutetailleacutees sur le RampSregESRP sont disponibles sous httpwwwrohde-schwarzcomenproductesrp-productstartpage_63493-35077html
ACTUALITEacuteS 20813 59
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
60
Fig 1 Avec le concept MultiTX du
nouvel eacutemetteur RampSregTMU9 jusqursquoagrave
six eacutemetteurs peuvent ecirctre logeacutes dans
une baie repreacutesentant un gain de place
jusqursquoagrave 80 par rapport agrave lrsquoempreinte
au sol jusqursquoici neacutecessaire Dans cet
exemple trois eacutemetteurs sont installeacutes
chacun fournissant une puissance de
sortie de 114 kW
Systegravemes de transmission effi-caces pour toutes les classes de puissanceDepuis 2011 date de lancement des eacutemet-
teurs UHF de forte puissance RampSregTHU9
RohdeampSchwarz nrsquoa cesseacute de deacutevelopper de
maniegravere conseacutequente cette toute nouvelle
geacuteneacuteration drsquoeacutemetteurs Crsquoest ainsi que
les eacutemetteurs UHF de moyenne puissance
RampSregTMU9 et les eacutemetteurs de faible puis-
sance RampSregMLx partent deacutesormais agrave la
conquecircte du marcheacute Tous ont en commun un
encombrement reacuteduit et une haute efficaciteacute
eacutenergeacutetique (voir eacutegalement article page 63)
DIFFUSION RADIO ET TV | Systegravemes de transmission
Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9 coucirct de fonctionnement minimal ndash flexibiliteacute maximaleEncombrement reacuteduit livraison rapide faible coucirct drsquoexploitation et haute disponibiliteacute ndash telles sont les
principales exigences des opeacuterateurs de reacuteseau en matiegravere drsquoeacutemetteurs de diffusion terrestre exigences
auxquelles reacutepond parfaitement la famille drsquoeacutemetteurs RampSregTX9 qui srsquoest maintenant eacutelargie pour inclure
les eacutemetteurs agrave refroidissement par air RampSregTMU9 avec des puissances allant de 300 W agrave 285 kW
MultiTX ndash concept reacuteussi pour pallier le manque drsquoespace et les hausses de coucircts de location Manque drsquoespace et hausse des coucircts de location sont des difficulteacutes auxquelles tous les opeacuterateurs de reacuteseau sont confronteacutes En effet il nrsquoest pas rare que les stations drsquoeacutemis-sion doivent ecirctre eacutequipeacutees de multiplexes suppleacutemen-taires alors qursquoil y regravegne souvent un manque drsquoespace chro-nique et qursquoune augmentation de loyer pour loger drsquoautres baies drsquoeacutemetteurs est hors de question Ces graves pro-blegravemes des opeacuterateurs ont constitueacute la principale preacuteoccupa-tion des concepteurs lors du deacuteveloppement de la nouvelle famille drsquoeacutemetteurs UHF RampSregTMU9 agrave puissances situeacutees entre 300 W et 285 kW Leur concept MultiTX permet drsquoac-cueillir jusqursquoagrave six eacutemetteurs dans une baie ndash avec un gain de place pouvant aller jusqursquoagrave 80 de lrsquoespace habituellement requis (fig 1) Qui plus est des systegravemes de redondance com-plets peuvent ecirctre installeacutes dans une seule baie drsquoeacutemetteurs par exemple un systegraveme de reacuteserve 2+1 avec une puissance de sortie de 114 kW Cela permet drsquoobtenir non seulement un gain de place au sol mais eacutegalement un gain de temps impor-tant lors de la mise en service En outre le RampSregTMU9 est eacutegalement disponible sans baie jusqursquoagrave des puissances de sor-tie de 114 kW de sorte qursquoil peut ecirctre installeacute dans des baies existantes disposant drsquoun espace suffisant pour lrsquoaccueillir
Modulaires et fabriqueacutes en seacuterie ndash precircts agrave relever tous les deacutefis en termes de projets et de planningDeacuteterminer des eacutecheacuteances fermes pour la mise en service des eacutemetteurs fait partie du quotidien des opeacuterateurs de reacuteseaux Les eacutemetteurs qui sont produits en seacuterie et par conseacutequent rapidement disponibles constituent ici une aide preacutecieuse Ces eacutemetteurs peuvent cependant ecirctre configureacutes de maniegravere aussi polyvalente que srsquoil srsquoagissait de fabrication speacuteciale individualiseacutee agrave lrsquoinstar de lrsquoeacutemetteur totalement modulaire RampSregTMU9 fabriqueacute en seacuterie et qui en standard est confi-gurable selon le principe de construction modulaire agrave plus de 50 versions Cela srsquoappreacutecie par exemple avec le concept de refroidissement dans beaucoup de pays on utilise des sys-tegravemes drsquoeacutevacuation drsquoair guideacutes alors que dans drsquoautres lrsquoair chaud est souffleacute directement dans la salle ougrave il doit ecirctre alors refroidi En tout eacutetat de cause le systegraveme de refroidissement du RampSregTMU9 peut ecirctre personnaliseacute pour satisfaire les exi-gences les plus speacutecifiques Sa modulariteacute coheacuterente per-mettra par ailleurs de reacutepondre aiseacutement et rapidement aux demandes ulteacuterieures
Lrsquouniteacute de base RampSregTCE900 est elle aussi modulaire selon la carte enfichable utiliseacutee elle fonctionne comme un eacutemet-teur pilote ou comme une commande drsquoeacutemetteurs (fig 2) Les cartes peuvent ecirctre facilement eacutetendues ou remplaceacutees Si dans un reacuteseau plusieurs familles de la nouvelle geacuteneacuteration drsquoeacutemetteurs RampSregTX9 sont utiliseacutees la gestion des piegraveces de rechange devient gracircce aux possibiliteacutes drsquoutilisation universelle du RampregTCE900 simple et avantageuse en termes de coucircts
Le proceacutedeacute Doherty ndash reacuteduit les coucircts drsquoexploitation de plus de 40 au cours du cycle de vieLes actuelles geacuteneacuterations drsquoeacutemetteurs de nombreux fabri-cants consomment geacuteneacuteralement quatre agrave cinq fois plus drsquoeacutenergie qursquoelles en eacutemettent Le RampSregTMU9 fait quant agrave lui beaucoup mieux en atteignant un rendement de 38 ce qui en fait le premier eacutemetteur agrave refroidissement par air
Fig 2 Le
RampSregTMU9 est hau-
tement configurable
ici les appareils de
base RampSregTCE900
sortis de leur baie
sont capables agrave
lrsquoaide de cartes enfi-
chables de fonction-
ner comme eacutemetteur
pilote ou commande
drsquoeacutemetteur
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Eacutemetteur avec proceacutedeacute de Doherty
Eacutemetteur pilote
Amplificateur
RF Psortie
Amplificateur principal
Amplificateur de crecirctes
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permettant de reacuteduire de plus de 40 les coucircts eacutenergeacutetiques Cette eacuteconomie est obtenue gracircce au proceacutedeacute Doherty uti-liseacute dans les amplificateurs de puissance Baseacute sur une inven-tion de William H Doherty dans les anneacutees 1930 ce pro-ceacutedeacute est utiliseacute avec succegraves depuis de nombreuses anneacutees dans les communications mobiles et contribue eacutegalement agrave y reacuteduire les besoins en eacutenergie Le principe de base consiste agrave diviser lrsquoamplification du signal en deux voies Lrsquoune de ces voies lrsquoamplificateur de crecircte prend en charge lrsquoampli-fication des signaux de crecircte et lrsquoautre lrsquoamplificateur prin-cipal lrsquoamplification des signaux de valeur moyenne (fig 3) Cela preacutesente lrsquoavantage suivant agrave savoir qursquoaucune reacuteserve de puissance pour les signaux crecirctes nrsquoest requise dans lrsquoam-plificateur principal Lrsquoamplificateur de crecircte nrsquointervient que lorsque des pics de puissance se produisent Lrsquoutilisation de ce proceacutedeacute permet de reacutealiser de substantielles eacuteconomies drsquoeacutenergie dans les deux amplificateurs Avec le RampSregTMU9 RohdeampSchwarz a reacutevolutionneacute la meacutethode Doherty autrefois agrave bande eacutetroite en permettant pour la premiegravere fois son uti-lisation dans les amplificateurs agrave large bande Cela simplifie eacutegalement la gestion des piegraveces de rechange dans les grands reacuteseaux de diffusion utilisant de nombreuses freacutequences dif-feacuterentes eacutetant donneacute qursquoil nrsquoest ainsi plus neacutecessaire de maintenir en stock un nombre aussi important drsquoamplifica-teurs diffeacuterents
Concepts de redondance innovants pour une disponibiliteacute extrecircmeLes contrats entre les opeacuterateurs de reacuteseaux et les diffuseurs reacutegissent les peacutenaliteacutes encourues en cas drsquointerruption drsquoeacutemission ou de retard dans la mise en service de lrsquoeacutemetteur Dans ce dernier cas le RampSregTMU9 leur assure une grande seacutereacuteniteacute eacutetant donneacute que les eacutemetteurs sont livreacutes preacute-cacircbleacutes et precircts agrave installer dans la baie ndash ce qui permet une mise en service rapide et dans les temps impartis Un autre grand sou-tien est apporteacute par la polyvalence de leur commande pos-sible en local via un ordinateur portable et un eacutecran tactile optionnel ainsi qursquoagrave distance via un navigateur Web ou SNMP
Des reacuteseaux eacutelectriques instables des deacutefauts de climatisa-tion ou des problegravemes drsquoacheminement du signal suscep-tibles de compromettre la disponibiliteacute sont geacutereacutes par le RampSregTMU9 gracircce agrave diffeacuterentes options Crsquoest ainsi que des alimentations redondantes inteacutegreacutees dans les amplificateurs protegravegent contre les deacutefaillances de phases individuelles voire drsquoune uniteacute drsquoalimentation complegravete Des solutions speacute-cifiques en matiegravere de conduites drsquoextraction drsquoair permettent drsquoexploiter lrsquoeacutemetteur indeacutependamment drsquoun systegraveme de cli-matisation Cela augmente la disponibiliteacute et reacuteduit ici eacutegale-ment la consommation drsquoeacutenergie Pour des exigences de dis-ponibiliteacute encore plus eacuteleveacutees des concepts de redondance sophistiqueacutes sont disponibles comme par exemple Dual Drive Backup Drive ou systegravemes de reacuteserve N+1
RampSregTMU9 preacutesenteacute en septembre deacutejagrave agrave lrsquoantenne et primeacute en deacutecembre Le RampSregTMU9 a eacuteteacute preacutesenteacute au public en septembre 2012 agrave lrsquooccasion du salon IBC qui se tient tous les ans agrave Amsterdam Deux mois plus tard les deux premiers eacutemetteurs eacutetaient deacutejagrave agrave lrsquoantenne Leur rendement eacuteleveacute et leur structure compacte ont seacuteduit lrsquoopeacuterateur de reacuteseau Onecast filiale de la plus grande chaicircne de teacuteleacutevision franccedilaise TF1 (Groupe Bouygues) Onecast a commandeacute les deux eacutemetteurs dans une confi-guration MultiTX avec proceacutedeacute Doherty et doteacutes drsquoun sys-tegraveme agrave eacutevacuation drsquoair guideacutee Le projet comprenait eacutegale-ment dix eacutemetteurs de la nouvelle geacuteneacuteration haute puissance RampSregTHU9 eacutegalement en configuration MultiTX et avec proceacutedeacute Doherty Ce projet a permis agrave Onecast de gagner le laquo Concours de projets drsquoapprovisionnement responsables raquo dans la cateacutegorie des laquo Projets les plus eacuteconomiques et res-pectueux de lrsquoenvironnement raquo au sein du groupe Bouygues reacutecompense attribueacutee pour la premiegravere fois en Deacutecembre 2012
Christian Wachter
Fig 3 Lrsquoeacutemetteur RampSregTMU9 fonctionne selon le proceacutedeacute de Doherty et
reacutealise de ce fait un rendement pouvant atteindre 38
La notion drsquoefficaciteacute redeacutefinie les eacutemetteurs UHF de haute puissance RampSregTHU9 ACTUALITEacuteS 2011 (Ndeg 204) p 46ndash52
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Eacutemetteur principal RampSregMLx
Systegraveme de refroidissement Acheminement du flux de transport
Infrastructure GPS
Bacirctiment site drsquoeacutemetteurs salle drsquoeacutemetteurs
Alimentation
Infrastructure reacuteseau Antennes dlsquoeacutemission et de reacuteception
Systegraveme de refroidissement Acheminement du flux de transport
Infrastructure GPS
Bacirctiment site drsquoeacutemetteurs salle drsquoeacutemetteurs
Alimentation
Infrastructure reacuteseau Antennes dlsquoeacutemission et de reacuteception
Besoins en infrastructures
Eacutemetteurs TV faible puissance RampSregMLx il suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes Les reacuteseaux de teacuteleacutevision terrestre doivent assurer le plus complegravetement possible la couverture drsquoun secteur
geacuteographique y compris les valleacutees et les zones drsquoombre entre les immeubles pour lesquelles de nombreux
eacutemetteurs de faible puissance sont geacuteneacuteralement utiliseacutes Ces eacutemetteurs exigent une infrastructure plus
ou moins complexe avec les investissements neacutecessaires correspondants difficiles agrave calculer Les nouveaux
eacutemetteurs de faible puissance RampSregMLx en revanche permettent drsquoeacuteviter ces piegraveges agrave budget potentiels
eacutetant donneacute qursquoils ne neacutecessitent qursquoun minimum drsquoinfrastructure
Source de coucircts cacheacutes eacutemetteurs agrave infrastructure sophistiqueacutee Habituellement les reacuteseaux de diffusion terrestres sont drsquoabord deacuteployeacutes pour couvrir une large zone avec des
eacutemetteurs de forte et moyenne puissance (gt 600 W) Les opeacuterateurs reacuteseau utilisent ensuite des systegravemes de transmis-sion de tregraves faible puissance (lt 10 W) pour combler les zones drsquoombre comme par exemple dans les valleacutees laquo canyons
Fig 1 Le budget requis pour combler les zones blanches dans les reacuteseaux de teacuteleacutevision peut ecirctre maicirctriseacute en utilisant des eacutemetteurs de faible puissance
dont les exigences drsquoinfrastructure sont les plus reacuteduites possibles
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de chaleur et son refroidissement assisteacute par convection il peut ecirctre utiliseacute dans de nombreuses reacutegions sans neacuteces-siter de climatisation Son reacutecepteur satellite et le modem UMTS inteacutegreacutes permettent respectivement drsquoacheminer le train de transport sans cacircbles et de se passer drsquoune infrastruc-ture filaire pour la surveillance de lrsquoeacutemetteur (fig 3) Drsquoautres fonctions telles que le reacutecepteur GPS et le proceacutedeacute drsquoannula-tion drsquoeacutecho sophistiqueacute drsquoun gain maximum de +24 dB com-plegravetent le concept systegraveme Seules sont indispensables sur le site lrsquoalimentation et les antennes drsquoeacutemission et de reacuteception
Une autre caracteacuteristique cleacute du nouvel eacutemetteur est sa haute disponibiliteacute Le concept de redondance permet une adapta-tion gradueacutee du niveau de secours aux exigences gracircce aux systegravemes de reacuteserve de 1+1 jusqursquoagrave 6+1 Pour une disponibi-liteacute encore plus importante une alimentation redondante peut ecirctre installeacutee
Souplesse dans le choix du siteDes produits concurrents de la classe de puissance de 10 W neacutecessitent en geacuteneacuteral beaucoup de place car ils preacutesentent une profondeur de 450 mm ou plus et sont en outre eacutequi-peacutes drsquointerfaces situeacutees aussi bien sur la face avant que sur le panneau arriegravere Eacutetant donneacute que ces interfaces doivent ecirctre accessibles pour les travaux de maintenance le besoin drsquoespace effectif de ces eacutemetteurs est nettement supeacuterieur agrave leur profondeur reacuteelle Si lrsquoon ajoute agrave cela que de tels pro-duits preacutesentant ces inconveacutenients neacutecessitent eacutegalement des infrastructures filaires le nombre drsquoemplacement de sites approprieacutes se reacuteduit alors de maniegravere significative
urbains raquo et tunnels Le fonctionnement de ces eacutemetteurs de faible puissance neacutecessite une infrastructure adapteacutee agrave savoir emplacement proteacutegeacute dans un bacirctiment ou dans une armoire outdoor refroidissement alimentation acheminement du train de transport infrastructure reacuteseau pour la surveillance signaux GPS ainsi qursquoantennes drsquoeacutemission et le cas eacutecheacuteant de reacuteception (fig 1) Ces exigences drsquoinfrastructure ne doivent absolument pas ecirctre sous-estimeacutees car en geacuteneacuteral de nom-breux sites sont neacutecessaires pour couvrir le plus inteacutegrale-ment possible une zone ndash ce qui entraicircne de lourds investisse-ments difficiles agrave eacutevaluer
RampSregMLx eacutemetteurs faible puissance robustes agrave exigences reacuteduitesLe nouvel eacutemetteur de faible puissance multicanaux RampSregMLx (fig 2) a eacuteteacute deacuteveloppeacute en veillant tout particuliegrave-rement agrave reacuteduire les exigences en termes de neacutecessiteacute drsquoin-frastructure Ainsi sa conception systegraveme modulaire com-bine polyvalence et fiabiliteacute avec besoin drsquoespace minimum Le boicirctier compact de 19 de cinq uniteacutes de hauteur et de 250 mm de profondeur peut accueillir au total jusqursquoagrave six eacutemetteurs Gap Filler ou reacute-eacutemetteurs pour DVB-T DVB-H et DVB-T2 de classes de puissance de 1 W 5 W et 10 W combi-neacutes agrave volonteacute et exploiteacutes en parallegravele
Le RampSregMLx peut gracircce agrave son design compact et le position-nement intelligent des interfaces ecirctre inteacutegreacute dans un espace confineacute comme par exemple dans des armoires outdoor sans accegraves au panneau arriegravere une salle drsquoeacutemetteurs ou mecircme un bacirctiment ne sont pas neacutecessaires Gracircce agrave sa faible dissipation
Fig 2 Le RampSregMLx
est compact et indeacute-
pendant des infras-
tructures filaires
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Ce genre de compromis nrsquoest pas neacutecessaire avec le RampSregMLx Gracircce agrave la compaciteacute de son concept et sa grande indeacutepen-dance en termes drsquoinfrastructures filaires et de climatisation le RampSregMLx srsquointegravegre facilement dans une armoire outdooor ndash ouvrant ainsi agrave ce systegraveme drsquoeacutemetteurs des possibiliteacutes drsquoins-tallation quasi universelles
Conclusion un eacutemetteur pour de nombreuses applicationsQue ce soit dans une station drsquoeacutemission ou une armoire outdoor dans une zone urbaine ou des reacutegions eacuteloigneacutees le RampSregMLx ndash gracircce agrave son design compact et son concept sys-tegraveme modulaire ndash convient agrave une large gamme de sceacutenarios drsquoapplications Dans les laquo canyons urbains raquo preacutesentant de nombreuses zones drsquoombre dans des conditions de propa-gation de signaux complexes et drsquoespace limiteacute le RampSregMLx marque des points gracircce agrave sa flexibiliteacute dans le choix de lrsquoem-placement lrsquoindeacutependance des infrastructures filaires et son proceacutedeacute drsquoannulation drsquoeacutecho incomparable
Certaines reacutegions eacuteloigneacutees comme par exemple sur les petites icircles sont en geacuteneacuteral deacutepourvues de toute infrastruc-ture Il nrsquoexiste souvent aucun eacutemetteur principal aucune possibiliteacute drsquoacheminement de signal filaire et aucune possibi-liteacute de surveillance Dans un tel sceacutenario un RampSregMLx eacutequipeacute drsquoun reacutecepteur satellite drsquoun modem UMTS et de modules
eacutemetteurs offre une solution optimale rapidement mise en œuvre sans investissement important suppleacutementaire
Contrairement agrave certains eacutemetteurs de diffusion concurrents de sa classe de puissance le RampSregMLx est un produit opti-miseacute pour reacutepondre agrave des exigences drsquoinfrastructure mini-males lequel offre une grande flexibiliteacute drsquoinstallation des sys-tegravemes drsquoeacutemission et une utilisation universelle dans diffeacuterents sceacutenarios drsquoapplication
Maurice Uhlmann
Modules pour RampSregMLx Alimentation Alimentation redondante (en option) Module de gestion Modem GPRS UMTS (en option) Modules de canaux avec puissance de sortie de 1 W 5 W ou 10 W (jusqursquoagrave six par systegraveme)
Modules eacutemetteurs pour DVB-T ou DVB-T2 Modules reacuteeacutemetteurs pour DVB-T Modules Gap Filler pour DVB-T DVB-T2 ISDB-T Module reacutecepteur GPS Module reacutecepteur GPS redondant (en option) Module reacutecepteur satellite Uniteacute de commutation N+1 pour modules eacutemetteur et Gap-Filler
Fig 3 Le RampSregMLx peut ecirctre
commandeacute agrave distance via une
interface utilisateur baseacutee naviga-
teur Web
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Essai DVB-T2 in situ par la Bayerischer Rundfunk agrave MunichAvant que les reacuteseaux puissent entrer en exploitation reacuteguliegravere avec de nouvelles normes de diffusion il
est indispensable de reacutealiser des tests approfondis Cela vaut eacutegalement pour le passage de la norme teacuteleacute-
vision DVB-T agrave DVB-T2 La radio et teacuteleacutevision bavaroise Bayerischer Rundfunk a lanceacute agrave cet effet en 2010
agrave Munich un essai grandeur nature que RohdeampSchwarz a soutenu en fournissant les eacutequipements de
mesure et drsquoeacutemission correspondants
Un long chemin ndash de la norme au reacuteseau inteacutegralement testeacute Les premiers deacutetails techniques de la nouvelle norme de radiodiffusion terrestre DVB-T2 ont eacuteteacute publieacutes au printemps 2007 RohdeampSchwarz a finaliseacute fin 2009 lrsquoimpleacutementa-tion de la nouvelle norme dans le systegraveme de test de diffu-sion RampSregSFU de sorte que des essais sur reacutecepteurs grand public ont pu ecirctre reacutealiseacutes Les premiers reacuteseaux de test en 2010 ont eacuteteacute initialement installeacutes sous forme de reacuteseaux multi-freacutequence (MFN) On ne disposait alors drsquoaucune expeacute-rience avec les reacuteseaux DVB-T2 isofreacutequence (SFN) pour la norme DVB-T2 car les passerelles T2 neacutecessaires agrave cet effet restaient encore agrave deacutevelopper
Deacutebut 2010 la radio bavaroise (BR) a lanceacute une initiative drsquoun nouvel essai grandeur nature dans le but de tester lrsquoopeacuteration-naliteacute des reacuteseaux DVB-T2 isofreacutequence et de construire un reacuteseau de distribution baseacute IP qui puisse alimenter les stations eacutemettrices avec le train de transport DVB-T2-MI Pour cela les experts ont choisi trois sites eacutemetteur de la radio bavaroise se precirctant bien aux tests MISO situeacutes agrave une distance drsquoenviron 10 km les uns des autres et couvrant principalement le peacuteri-megravetre urbain de Munich (fig 1) Le principal objectif de test eacutetait en effet de comparer la meacutethode laquo Distributed MISO raquo avec la configuration classique en DVB-T SISO
MFN avec trois eacutemetteursEn septembre 2010 le premier site de Munich-Freimann eacutequipeacute drsquoune antenne haute de 110 megravetres et drsquoune PAR drsquoenviron 5 kW a eacuteteacute mis en fonctionnement avec un dia-gramme de rayonnement purement omnidirectionnel Lrsquoeacutemetteur de moyenne puissance de 800 W refroidi par air RampSregNV8302V installeacute sur le site a eacuteteacute tout drsquoabord exploiteacute avec les paramegravetres de fonctionnement 16K normal Code Rate = 23 g = 116 SISO Single PLP puis commuteacute ulteacuterieu-rement sur 32K laquo extended carrier raquo Un reacuteseau MFN avec une contribution TS-ASI avait eacuteteacute initialement preacutevu mais le flux de transport eacutetait deacutejagrave inteacutegreacute dans un reacuteseau de distribution IP
En automne 2010 lrsquoeacutequipe de mesure a installeacute des panneaux drsquoantennes sur le macirct BR agrave Ismaning agrave une hauteur de 210 m en direction de Freimann et avec une PAR drsquoenviron 5 kW eacutegalement Ces antennes ont eacuteteacute relieacutees agrave un eacutemetteur com-pact refroidi par air RampSregSCV8302R drsquoune puissance de sor-tie de 600 W En Mars 2011 le projet a eacuteteacute compleacuteteacute par lrsquoins-tallation drsquoune station du mecircme type agrave la Maison de la Radio du BR pregraves de la gare principale de Munich Ainsi les trois sites eacutetaient laquo agrave lrsquoantenne raquo en mode MFN SISO Des mesures reacutealiseacutees en mobile dans ce reacuteseau DVB-T2 ont deacutejagrave reacuteveacuteleacute des deacutebits de donneacutees drsquoenviron 26 Mbits soit le double de ceux des reacuteseaux DVB-T et ce avec la mecircme robustesse Et comme avec le DVB-T des chutes de niveaux destructrices quasi-identiques et des diffeacuterences de temps de propagation de quelques microsecondes entre deux sites drsquoeacutemission ont eacutegalement eacuteteacute constateacutees dans le spectre (fig 2)
Fig 1 Secteur du reacuteseau expeacuterimental DVB-T2 agrave Munich
DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutefeacuterence
Superposition des signaux dans le SFN
+Eacutemetteur 1
Sans MISO Avec MISO
Eacutemetteur 2
Reacuteseau isofreacutequence en mode MISOLe reacuteseau a eacuteteacute successivement mis agrave niveau pour MISO et la pleine fonctionnaliteacute DVB-T2 en inteacutegrant sur chaque site la Transmitter System Extension RampSregTSE800 et converti en mode multi-PLP en nrsquoutilisant qursquoune seule PLP Le reacuteseau a eacuteteacute ensuite configureacute pour fonctionner en isofreacutequence et les tests en mode MISO ont eacuteteacute lanceacutes au printemps 2012
A lrsquoaide drsquoun logiciel de planification reacuteseau lrsquoeacutequipe a pu deacutefinir des emplacements de mesure pertinents pour reacuteali-ser les mesures de couverture mobile (drive-test) preacutevues Ce logiciel a faciliteacute la seacutelection en permettant de visualiser claire-ment sur des cartes et diagrammes notamment le niveau de champ calculeacute les reacuteponses impulsionnelles et les emplace-ments agrave diffeacuterences de temps de propagation identiques
Les veacutehicules de la BR et de lrsquoInstitut de la technologie de radiodiffusion (IRT Institut fuumlr Rundfunktechnik) lesquels ont eacuteteacute eacutequipeacutes drsquoappareils de mesure de RohdeampSchwarz ont exeacutecuteacute de nombreux trajets de mesure dans le SFN Des reacutesultats de mesure de champ compleacutementaires ont eacuteteacute obte-nus avec une antenne directionnelle orientable installeacutee dans les locaux de RohdeampSchwarz Des eacutetalons de temps et de freacutequence GPS ont synchroniseacute le SFN sur les sites drsquoeacutemis-sion la passerelle RohdeampSchwarz a eacuteteacute synchroniseacutee via un serveur NTP relieacute au GPS
Avec le reacutecepteur de mesure RampSregETL lrsquoeacutequipe de mesure a eacutevalueacute la situation de reacuteception sur tous les sites de mesure concernant le niveau la constellation le MER le spectre et la reacuteponse impulsionnelle Le veacutehicule de mesure de la radio bavaroise a eacuteteacute eacutequipeacute drsquoune antenne omnidirectionnelle agrave polarisation horizontale avec gain drsquoantenne et ou facteur-k
Paramegravetres techniques de lrsquoessai grandeur reacuteelle Freacutequence 706 MHz canal 50 Sites drsquoeacutemetteurs du reacuteseau SFN Site Freimann PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 800 W antenne omnidirectionnelle 110 m Site Ismaning PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 600 W antenne directionnelle SO 210 m Site Maison de la radio BR PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 600 W antenne directionnelle NE 90 m
Playout Center Ismaning avec des contenus-live adapteacutes en deacutebit (programmes SD et HD de lrsquoARD et de la BR) drsquoabord avec des ensembles composeacutes drsquoeacutequipements de mesure puis avec des eacuteleacutements tecircte de reacuteseau standard et enfin avec la nou-velle tecircte de reacuteseau RampSregAVHE100 de RohdeampSchwarz
Paramegravetres opeacuterationnels de lrsquoeacutemetteur en geacuteneacuteral 32K ext Code Rate = 23 g = 116 MPLP avec une PLP (les paramegravetres de reacuteseau T2 ont eacuteteacute varieacutes)
Fig 2 Effet de la superposition des signaux dans le reacuteseau SFN avec
MISO et SISO Il nrsquoexiste pas de correacutelation entre les signaux de lrsquoeacutemet-
teur 1 et de lrsquoeacutemetteur 2
Principales abreacuteviationsERP Effective Radiated Powerg Intervalle de gardeMER Modulation Error RatioMFN Multi Frequency NetworkMIMO Multiple Input Multiple OutputMISO Multiple Input Single OutputNTP Network Time ProtocolPLP Physical Layer PipeSFN Single Frequency Network (reacuteseau isofreacutequence)SISO Single Input Single Output
connu Le signal reccedilu a pu ecirctre affaibli par des pas preacutecis agrave lrsquoaide drsquoun atteacutenuateur commutable Le RampSregETL et diffeacute-rents reacutecepteurs grand public ont eacuteteacute alternativement connec-teacutes agrave cet atteacutenuateur Lrsquoeacutequipe de mesure a deacutetermineacute avec une reacutesolution drsquoun dixiegraveme de deacutecibel pour chaque reacutecep-teur lrsquoaffaiblissement maximal possible du signal etou le point dit laquo Fall-off-the-Cliff raquo et ce sur chaque site de mesure et pour diffeacuterentes configurations de reacuteseau (SISO MISO etc ) La base consideacutereacutee pour deacuteterminer cette valeur drsquoaffaiblissement a eacuteteacute lrsquoeacutevaluation manuelle visuelle et acoustique des signaux videacuteo et audio du reacutecepteur La capaciteacute du reacutecepteur agrave geacuterer la situation etou les paramegravetres reacuteseau deacutefinis eacutetait drsquoautant plus performante que la valeur drsquoaffaiblissement eacutetait eacuteleveacutee
ConclusionLrsquoessai grandeur reacuteelle a permis de collecter des informa-tions pratiques et preacutecieuses sur les nombreux paramegravetres de conception de reacuteseaux isofreacutequence DVB-T2 ce qui a contribueacute de faccedilon importante agrave optimiser de tels reacuteseaux en matiegravere de technique de couverture
Roland Janik (Bayerischer Rundfunk) Walter Fischer Peter Knidlberger (RohdeampSchwarz)
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DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutefeacuterence
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Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande Les fuites sont inacceptables Cette eacutevidence connue de longue date des plombiers et des agents secrets a
reacutecemment susciteacute la controverse chez les opeacuterateurs de reacuteseaux large bande En effet suite agrave la numeacuterisa-
tion de la teacuteleacutevision terrestre une partie de la bande UHF preacuteceacutedemment utiliseacutee pour la TV est deacutesormais
disponible sous forme de laquo dividende numeacuterique raquo pour les services de radiocommunications mobiles Ces
services peuvent ecirctre exposeacutes agrave des perturbations massives causeacutees par des rayonnements non deacutesireacutes en
provenance de reacuteseaux cacircbleacutes large bande interfeacuterences qui doivent alors ecirctre rapidement eacutelimineacutees
Conflits potentiels reacuteseaux LTE et teacuteleacutevision par cacircble dans la bande UHFApregraves finalisation de la numeacuterisation de la teacuteleacutevision terrestre de nombreux pays ont cesseacute de diffuser les programmes TV dans la bande UHF Cette plage de freacutequence ainsi libeacutereacutee ndash eacutegalement appeleacutee laquo dividende numeacuterique raquo ndash a eacuteteacute vendue aux enchegraveres agrave des opeacuterateurs priveacutes pour la planification de reacuteseaux LTE dans la gamme UHF lesquels sont destineacutes agrave lrsquoInternet mobile haut deacutebit et agrave la connectiviteacute Internet dans les zones rurales Les nouveaux proprieacutetaires de ces licences veillent de tregraves pregraves agrave ce qursquoaucune interfeacuterence ne puisse affecter la qualiteacute de leurs services dans la partie du spectre qui leur a eacuteteacute attribueacutee et qursquoaucune nuisance ne puisse gecircner leur exploitation Contrairement agrave la teacuteleacutevision terrestre la teacuteleacutevision par cacircble continue drsquoutiliser la bande UHF qui se chevauche donc avec celle des nouveaux reacuteseaux LTE En cas de fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande la survenance de perturbations est alors ineacutevitable
Rocircle pionnier des Eacutetats-UnisDepuis fort longtemps deacutejagrave lrsquoautoriteacute de reacutegulation nord-ameacute-ricaine FCC a fixeacute des limites strictes relatives aux eacutemissions dans la bande aeacuteronautique VHF de 108 MHz agrave 139 MHz Mais plus reacutecemment des limites ont eacutegalement eacuteteacute fixeacutees pour la gamme de freacutequences de fonctionnement des nou-veaux reacuteseaux LTE entre 700 MHz et 800 MHz (fig 2) Lrsquoob-jectif des valeurs limites FCC est de proteacuteger ces reacuteseaux LTE contre les rayonnements non deacutesireacutes en provenance de reacuteseaux cacircbleacutes large bande Cela engage la responsabiliteacute des cacircblo-opeacuterateurs car les opeacuterateurs de reacuteseau LTE peuvent en tant que proprieacutetaires du spectre engager des poursuites en cas de non-respect des valeurs limites
La responsabiliteacute des cacircblo-opeacuterateurs engageacuteeLes opeacuterateurs de reacuteseaux cacircbleacutes ne sont pas encore tous eacutequipeacutes des appareils de mesure approprieacutes permettant de deacutetecter les eacutemissions de perturbations dans la bande UHF Il est vrai que lrsquoon dispose depuis longtemps drsquoappareils de mesure pour la bande VHF aeacuteronautique mais ceux-ci sont geacuteneacuteralement conccedilus en technologie bande eacutetroite et ne peuvent par conseacutequent pas deacuteceler la preacutesence de signaux UHF Cette capaciteacute est pourtant indispensable eacutetant donneacute que les fuites sont geacuteneacuteralement nettement plus fortes agrave des freacutequences plus eacuteleveacutees qursquoagrave de basses freacutequences Car si dans la bande VHF le niveau de champ des eacutemissions provo-queacutees par des fiches mal serreacutees est agrave peine perceptible dans la bande UHF en revanche il peut deacutepasser largement les limites autoriseacutees
Un outil approprieacute pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande doit ecirctre suffisamment sensible et doteacute drsquoune largeur de bande correspondante pour pouvoir mettre en eacutevidence de faccedilon sucircre les deacutepassements des limites
Fig 1 RampSregEFL110 avec antenne
directionnelle RampSregEFL-Z100 FCC Electronic Code of Federal Regulations Title 47 Part 76 bdquoMultichannel video
and cable television servicerdquo sect76605
DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutecepteurs de mesure
Localisation drsquoune source de perturbations
Aucune eacutemission de perturbations deacutetecteacutee
Lrsquoantenne directionnelle est dirigeacutee directement vers la source de perturbations
Lrsquoantenne directionnelle a eacuteteacute eacuteloigneacutee de la source de perturbations
Reacuteorientation vers la source de perturbations
Les eacutemissions de perturbations preacuteceacutedemment deacutetecteacutees sont deacuteplaceacutees lentement vers le bas dans le diagramme en cascade
Mouvement
de lantenne
Mouvement
de lantenne
strictes aussi bien dans la bande VHF que dans la bande UHF Il doit ecirctre assez rapide pour pouvoir deacutetecter les perturba-tions sporadiques qursquoil doit afficher suffisamment longtemps pour que les utilisateurs puissent eacutegalement les voir
Recherche des perturbations avec analyse FFT et antenne directionnelleLrsquoanalyse FFT ensemble avec le spectrogramme est lrsquooutil ideacuteal pour la recherche de perturbations Elle permet de cap-ter la bande de freacutequences agrave examiner soit entiegraverement soit en plusieurs sous-bandes et calcule ensuite le spectre du signal agrave partir de cette capture Le spectrogramme est uti-liseacute pour visualiser les effets sporadiques et ce pendant une certaine dureacutee Pour cela le reacutecepteur de mesure inscrit le spectre FFT codeacute en couleur dans la ligne supeacuterieure du spec-trogramme et les reacutesultats de mesure plus anciens sont alors deacuteplaceacutes vers le bas Crsquoest pourquoi ce type de repreacutesenta-tion est eacutegalement appeleacute diagramme en cascade
Mais la preuve drsquoune perturbation rayonneacutee seule ne suf-fit pas Il est en effet eacutegalement important de bien deacutetecter la cause et localiser la source des interfeacuterences et une antenne directionnelle est alors indispensable Si cette antenne est dirigeacutee vers une source drsquointerfeacuterence le reacutecepteur de mesure enregistre un niveau plus eacuteleveacute qui reste visible dans le spectrogramme pendant un certain temps (fig 3) Les
eacutemissions de perturbations sont alors toujours apparentes agrave lrsquoeacutecran mecircme si lrsquoantenne nrsquoa eacuteteacute que briegravevement dirigeacutee vers elles Le spectrogramme permet ainsi aux utilisateurs de cerner efficacement une source drsquointerfeacuterence Cela repreacute-sente en outre un avantage lorsque lrsquoappareil de mesure pro-duit un signal acoustique dont la freacutequence varie en fonction du niveau de champ mesureacute
Reacutecepteurs de mesure personnaliseacutes de RohdeampSchwarzLe deacutetecteur de fuites sur cacircbles RampSregEFL110 et lrsquoanalyseur de teacuteleacutevision par cacircble et deacutetecteur de fuite RampSregEFL210 sont deux nouveaux reacutecepteurs de mesure speacutecialement conccedilus pour deacutetecter les fuites sur reacuteseaux cacircbleacutes large bande (fig 1) Ces deux appareils comprennent un analyseur FFT avec spectrogramme et un analyseur de spectre agrave balayage Ils reacutealisent des mesures dans la gamme de freacutequences de 5 MHz agrave 2500 MHz Pour pouvoir deacutemontrer le respect des limites FCC leur sensibiliteacute est optimiseacutee pour les bandes de 108 MHz agrave 139 MHz et de 700 MHz agrave 800 MHz Une antenne VHF UHF directionnelle est disponible en tant qursquoacces-soire Le RampSregEFL210 comprend eacutegalement un reacutecepteur de mesure TV pour la norme de teacuteleacutevision par cacircble US-ameacuteri-caine J83B ainsi que pour la teacuteleacutevision analogique NTSC PAL et SECAM Cela permet agrave lrsquoutilisateur de veacuterifier la qualiteacute du signal TV apregraves eacutelimination de lrsquoerreur Le RampSregEFL110 et le RampSregEFL210 sont optimiseacutes pour les travaux exteacuterieurs Ils sont par conseacutequent de petite taille leacutegers robustes et fonc-tionnent sur batterie Leur eacutecran de 57 srsquoadapte agrave la lumiegravere ambiante et reste parfaitement lisible mecircme en plein soleil gracircce agrave un mode speacutecial exteacuterieur
Les reacutecepteurs de mesure RampSregEFL110 et RampSregEFL210 sont drsquoexcellents outils qui permettent aux cacircblo-opeacuterateurs de deacutetecter rapidement et avantageusement en termes de coucirct des fuites dans leurs reacuteseaux ndash avant intervention des autoriteacutes
Peter Lampel
Gamme de freacutequences
Valeurs limites pour eacutemis-sions de perturbations
f le 54 MHz 15 μVm agrave 30 m de distance
54 MHz lt f le 216 MHz (comprend la bande aeacuteronautique de 108 MHz agrave 139 MHz)
20 μVm agrave 3 m de distance
f gt 216 MHz (comprend la bande LTE de 700 MHz agrave 800 MHz)
15 μVm agrave 30 m de distance
Fig 2 Valeurs limites du FCC pour eacutemissions de perturbations dans les
gammes VHF et UHF
Fig 3 Lrsquoantenne
directionnelle et lrsquoaf-
fichage du spectro-
gramme permettent
de localiser rapide-
ment une source de
perturbations
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DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutecepteurs de mesure
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Refonte totale des antennes de commu-nication et drsquointerception pour naviresMecircme sur les grandes plates-formes militaires flottantes la place se fait rare pour installer les nombreuses
antennes neacutecessaires agrave la communication navigation et interception ainsi qursquoaux systegravemes drsquoarmes et
drsquoalerte radar Ces systegravemes drsquoantennes doivent en outre ecirctre optimiseacutes individuellement en termes de
gamme de freacutequences et de caracteacuteristiques de directiviteacute Dans ces applications critiques en effet aucune
concession nrsquoest permise au niveau performances Rohde amp Schwarz a meneacute dans ce sens des eacutetudes appro-
fondies pour la Marine allemande et mis au point sur la base des reacutesultats obtenus des produits innovants
Systegravemes drsquoantennes la simpliciteacute est souvent un plusOn a de plus en plus besoin de lignes de communications et drsquoapplications compleacutementaires utilisant des antennes agrave bord des navires une tendance qui devrait se confirmer agrave lrsquoavenir Les concepteurs sont confronteacutes agrave des tacircches difficiles ils doivent en effet positionner sur une surface reacuteduite lrsquoen-semble des antennes de faccedilon agrave compromettre le moins pos-sible leurs performances La conception et lrsquoimplantation des antennes neacutecessitent un savoir-faire agrave la hauteur de ce deacutefi car elles ne doivent en effet ni subir lrsquoinfluence des supers-tructures et des antennes voisines ni en affecter drsquoautres agrave leur tour Les conseacutequences seraient deacutesastreuses et lrsquoeffi-caciteacute des systegravemes de communication concerneacutes en serait diminueacutee La circulariteacute des antennes normalement omnidi-rectionnelles pourrait ainsi se deacutegrader ou leur caracteacuteristique verticale de rayonnement perdre en qualiteacute avec pour conseacute-quence un deacutecalage du lobe principal de rayonnement et une diminution du gain drsquoantenne dans la direction requise sans parler de zeacuteros de rayonnement dans certaines directions drsquoazimut et drsquoeacuteleacutevation Il serait alors quasiment impossible de reacutepondre aux exigences militaires speacutecifiques ( STANAG) comme par exemple celles de couvertures omnidirection-nelles pour les liaisons de communication
Rohde amp Schwarz srsquointeacuteresse depuis longtemps agrave ce thegraveme deacutelicat et a eacutelaboreacute des solutions dans le cadre de vastes eacutetudes pour la Marine allemande Les reacutesultats theacuteoriques obtenus au fur et agrave mesure de ces travaux de recherche se mateacuterialisent aujourdrsquohui par la creacuteation drsquoantennes de com-munication de conception nouvelle et drsquoun systegraveme drsquoan-tennes de radiogoniomeacutetrie et de surveillance agrave haute inteacute-gration Ces nouveaux systegravemes neacutecessitent tous beaucoup moins drsquoantennes diffeacuterentes et satisfont parfaitement aux exigences techniques complexes accrues de mise en œuvre sur les navires
De nouveaux concepts pour eacuteviter la profusion drsquoantennes agrave bordRohde amp Schwarz se devait non seulement drsquoassurer une cou-verture omnidirectionnelle parfaite mais aussi drsquooptimiser le diagramme de rayonnement dans le plan drsquoeacuteleacutevation En effet les diagrammes de rayonnement des antennes convention-nelles ndash du moins lorsqursquoil ne srsquoagit pas drsquoantennes agrave bande eacutetroite ndash preacutesentent souvent de tregraves nombreuses pointes Le gain chute notablement dans le plan horizontal Conseacute-quence le lobe principal ne couvre pas entiegraverement ce der-nier De plus des zeacuteros de rayonnement peuvent entraicircner des ruptures de liaison deacutefauts reacutedhibitoires notamment lors de communications avec des avions en approche
Ces exigences de conception eacuteleveacutees en matiegravere drsquoantennes trouvent leur illustration concregravete dans les impressionnants diagrammes de rayonnement de la nouvelle antenne de com-munication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW (fig 1) qui fonctionne dans une gamme de freacutequences particuliegravere-ment large de 118 MHz agrave 453 MHz Mais la caracteacuteristique essentielle de cette antenne crsquoest qursquoelle est composeacutee drsquoeacuteleacute-ments rayonnants disposeacutes en cercle et interconnecteacutes via un reacuteseau de commutation conformateur de faisceaux le Beam Forming Network (BFN) Ce concept ingeacutenieux assure au dia-gramme de rayonnement une circulariteacute parfaite de plusmn06 dB typique et permet drsquoutiliser le dispositif en guise drsquoantenne multi-liaison (Multiple Link) Agrave cet effet plusieurs lignes radioeacutelectriques VHF et UHF (ou toutes les lignes selon le type de radiocommunication) sont relieacutees agrave une antenne agrave bord du navire et exploiteacutees simultaneacutement (fig 2) Le nombre drsquoantennes neacutecessaires sur un navire et par conseacute-quent la multitude de problegravemes causeacutes par les interactions se trouvent ainsi consideacuterablement reacuteduits
Pour obtenir le deacutecouplage entre branche eacutemettrice et branche reacuteceptrice neacutecessaire agrave une reacuteception parfaite il est conseilleacute drsquoutiliser une seconde antenne identique monteacutee au-dessus de la premiegravere Gracircce au concept de deacutecouplage optimiseacute du
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
ndash12 dBndash24 dB
f = 118 MHz f = 200 MHz f = 250 MHz
f = 300 MHz f = 350 MHz f = 400 MHz f = 453 MHz
VHF ndash UHF TX 1
VHF ndash UHF TX 2
VHF ndash UHF TX 3
VHF ndash UHF TX 4
UHF TX 5
UHF TX 6
UHF TX 7
UHF TX 8
Reacuteseau de couplage
BFN
Antenne
Diplexeur
Coupleur
Fig 1 Nouvelle antenne de communication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW avec ses diagrammes de rayonnement dans le plan vertical (inten-
siteacute relative du champ eacutelectrique)
Fig 2 Scheacutema de principe drsquoune antenne
multi-liaison (Multi-Link) agrave reacuteseau de commuta-
tion avec huit lignes radio
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COUP DE PROJECTEUR | Antennes
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Fig 3 Fonctionnant dans la gamme de freacutequences de 960 MHz agrave
1220 MHz lrsquoantenne de communication agrave large bande RampSregAD016M se
precircte ideacutealement agrave une utilisation dans une Liaison 16 (standard de liaison
de donneacutees tactiques) Gracircce agrave sa capaciteacute drsquoempilement lrsquoextreacutemiteacute du
macirct reste libre pour drsquoautres capteurs
macirct de lrsquoantenne RampSregAD066FW il est possible drsquoobtenir des valeurs drsquoisolation eacuteleveacutees de 40 dB et plus mecircme en cas de superposition directe Lrsquoarchitecture modulaire de lrsquoantenne autorise une adaptation aux diamegravetres de macirct les plus divers pour des caracteacuteristiques eacutelectriques comparables Un reacuteseau BFN deacutecentraliseacute et interchangeable renforce les possibiliteacutes de superposition et facilite la maintenance
Avantage suppleacutementaire des antennes ainsi conccedilues on peut eacutegalement les monter en un endroit deacutegageacute sur un macirct aux dimensions adapteacutees Conduisant jusqursquoau point le plus eacuteleveacute du navire ce macirct peut accueillir en dessous et au-des-sus de lrsquoantenne RampSregAD066FW des antennes eacutemettrices ou des capteurs suppleacutementaires beacuteneacuteficiant sur le plan des per-formances de la laquo vue panoramique raquo Crsquoest le cas notam-ment des antennes au standard LDT (Liaison de donneacutees tactiques) et en particulier de la nouvelle antenne de commu-nication agrave large bande RampSregAD016M (fig 3) de conception similaire agrave lrsquoantenne RampSregAD066FW
Fonctionnant dans la gamme de freacutequences de 960 MHz agrave 1220 MHz lrsquoantenne RampSregAD016M se precircte ideacutealement agrave une utilisation dans une Liaison 16 au standard LDT Gracircce agrave la possibiliteacute de montage en superposition il nrsquoest pas neacuteces-saire pour cette application drsquoavoir un macirct deacutedieacute ni de recou-rir agrave un bras de deacuteport qui ne manquerait pas de nuire agrave la circulariteacute du diagramme de rayonnement Enfin exigence fondamentale des concepts drsquoantennes innovants lrsquoextreacute-miteacute du macirct reste libre pour drsquoautres eacutequipements En effet lrsquoextreacutemiteacute drsquoun macirct doit ecirctre obligatoirement reacuteserveacutee aux antennes par nature utiliseacutees au point le plus haut du navire comme les capteurs de systegravemes drsquointerception sensibles
Un faible encombrement gracircce agrave un systegraveme drsquoantennes hautement inteacutegreacuteRohde amp Schwarz propose des appareils et des antennes des-tineacutes aux systegravemes drsquointerception depuis des deacutecennies Ces dispositifs sont ameneacutes agrave couvrir des plages de freacutequence toujours plus larges Aussi les systegravemes drsquoantennes inteacutegrant des capteurs pour les bandes de freacutequences les plus diverses ont un rocircle de plus en plus important agrave jouer Rohde amp Schwarz reacutepond agrave ces besoins avec son nouveau systegraveme drsquoantennes de radiogoniomeacutetrie et de surveillance agrave haute inteacutegration le systegraveme drsquoantennes compact CESMRESM (mesures de soutien eacutelectronique communicationsradars) RampSregACD001 (fig 4) couvre en effet les freacutequences de 1 MHz agrave 18 GHz et mecircme jusqursquoagrave 40 GHz avec son option inteacutegrable Installeacute de preacutefeacuterence en haut drsquoun macirct ce systegraveme drsquoantennes affiche des caracteacuteristiques geacuteneacuterales remarquables dans les sys-tegravemes eacutequipeacutes de radiogoniomegravetres numeacuteriques de reacutecep-teurs et drsquoanalyseurs de signaux Rohde amp Schwarz
Principales caracteacuteristiques du systegraveme drsquoantennes RampSregACD001 Reacuteception de signaux verticaux horizontaux et circulaires Diagrammes omnidirectionnels et directionnels en simultaneacute sur lrsquoensemble de la gamme de freacutequences
Utilisation possible comme antenne de radiogoniomeacutetrie et de surveillance
Protection puissante contre la foudre (indispensable du fait du montage agrave lrsquoextreacutemiteacute du macirct)
Blindage CEM tregraves performant (notamment pour la protec-tion contre les signaux radar)
Le systegraveme drsquoantennes RampSregACD001 peut ecirctre utiliseacute seul ou associeacute aux antennes superposables preacutesenteacutees plus haut
Fig 4 Systegraveme drsquoantennes inteacute-
greacute CESMRESM RampSregACD001
pour une gamme de freacutequences de
1 MHz agrave 18 (40) GHz
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
Systegraveme dantennes inteacutegreacute CESMRESMRampSregACD0011 MHz agrave 18 (40) GHz
Montage sur un macirct cf exemple agrave gauche
Antenne UHF agrave rayonnement circulaire RampSregAD066ST
Dipocircle coaxialVHFUHF RampSregHK014E
Dipocircle coaxialVHFUHFRampSregHK014E
Antenne de communication VHFUHF agrave large bandeRampSregAD066FW118 MHz agrave 453 MHz
Antenne de communication VHFUHF agrave large bandeRampSregAD066FW118 MHz agrave 453 MHz
Antenne de communication agrave large bande RampSregAD016M960 MHz agrave 1020 MHz
Le choix des antennes approprieacutees et leur montage judi-cieux sur le navire permettent de reacutepondre agrave de nombreuses contraintes dans un espace tregraves reacuteduit La figure 5 illustre une possibiliteacute de montage compact drsquoantennes sur un macirct et le positionnement de ces diffeacuterentes configurations hautes per-formances sur les navires
Les antennes Rohde amp Schwarz reacutesistent toutes aux condi-tions environnementales les plus seacutevegraveres leur emplacement exposeacute inheacuterent aux contraintes radioeacutelectriques exige un niveau eacuteleveacute de reacutesistance aux chocs et une grande immuniteacute aux deacutecharges eacutelectriques Dans le mecircme temps la surface eacutequivalente radar des antennes a eacuteteacute reacuteduite afin de garantir le meilleur niveau possible de protection contre la reconnais-sance adverse
Fig 5 Exemple de montage sur macirct et drsquoagencement sur un navire
Tour drsquohorizon des autres nouveauteacutesPour reacutepondre au renforcement des contraintes environne-mentales Rohde amp Schwarz a eacutegalement ameacutelioreacute ndash parallegravele-ment au deacuteveloppement des nouvelles laquo antennes inteacutegreacutees raquo ndash sa palette drsquoantennes conventionnelles pour navires Les antennes preacutesenteacutees ci-dessous sont speacutecialement conccedilues pour les applications navales et optimiseacutees de faccedilon agrave preacute-senter des performances eacuteleveacutees en RF un poids reacuteduit et un encombrement limiteacute
Crsquoest le cas notamment de lrsquoantenne omnidirectionnelle UHF RampSregAD066ST (fig 6) au profil eacutelanceacute tregraves robuste meacutecani-quement Elle convient parfaitement aux systegravemes de com-munication agiles en freacutequence fonctionnant dans la gamme de 225 MHz agrave 400 MHz et neacutecessitant un deacutecouplage impor-tant entre branches drsquoeacutemission et de reacuteception
Fig 6 Antenne
omnidirectionnelle
UHF RampSregAD066ST
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COUP DE PROJECTEUR | Antennes
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Fig 8 Dipocircle coaxial VHFUHF RampSregHK014E
un eacutequipement seacuteduisant par ses caracteacuteris-
tiques optimiseacutees en RF et sa caracteacuteristique de
directiviteacute ameacutelioreacutee
Pour la nouvelle antenne UHF agrave rayonnement circulaire RampSregAD033V3 (fig 7) un principe similaire agrave celui de lrsquoantenne de communication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW (fig 1) a eacuteteacute utiliseacute Hormis sa gamme de freacute-quences (uniquement UHF de 225 MHz agrave 450 MHz) elle preacute-sente des caracteacuteristiques comparables Elle est cependant plus petite et plus leacutegegravere
Le dipocircle coaxial VHFUHF omnidirectionnel RampSregHK014 agrave tregraves large bande (malgreacute sa taille) utiliseacute avec succegraves depuis des deacutecennies dans les applications civiles et mili-taires les plus varieacutees a eacuteteacute modifieacute par Rohde amp Schwarz pour prendre en compte le renforcement des contraintes environ-nementales Reacutesultat le nouveau dipocircle coaxial VHFUHF RampSregHK014E (fig 8) qui ne manque pas drsquoimpressionner par ses performances optimiseacutees en RF et son diagramme de rayonnement ameacutelioreacute
La nouvelle antenne drsquoeacutemission compacte agrave large bande RampSregAD016MC (fig 9) peut ecirctre utiliseacutee comme alternative agrave lrsquoantenne de communication agrave large bande RampSregAD016M sauf dans le cas ougrave un montage en superposition srsquoimpose Malgreacute une puissance transmissible identique cette antenne est beaucoup plus compacte et leacutegegravere que lrsquoantenne RampSregAD016M Sa large gamme de freacutequences de 800 MHz agrave 8000 MHz permet de lrsquoutiliser dans drsquoautres applications que la Liaison 16
Fig 9 Antenne drsquoeacutemission compacte agrave large bande
RampSregAD016MC gracircce agrave une large gamme de freacutequences
(800 MHz agrave 8000 MHz) elle peut ecirctre utiliseacutee pour drsquoautres
applications que la Liaison 16
Fig 7 Antenne UHF agrave rayonnement circulaire
RampSregAD033V3 pour freacutequences de 225 MHz agrave
450 MHz
En reacutesumeacuteRohde amp Schwarz a consideacuterablement eacutetoffeacute et entiegraverement refondu sa gamme drsquoantennes individuelles et de systegravemes drsquoantennes pour les navires Il est deacutesormais possible de reacuteali-ser des installations qui reacutepondent aux contraintes eacutelectriques et meacutecaniques les plus seacutevegraveres et prennent en compte les exi-gences particuliegraveres des clients
Klaus Fischer Andreas Knuumlttel
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
RampSregEB510 radiosurveillance sans discontinuiteacute dans la gamme des ondes courtesLes liaisons de communication par ondes courtes demeurent tregraves inteacuteressantes car elles offrent des avan-
tages non neacutegligeables mecircme agrave lrsquoegravere de lrsquoInternet et des liaisons SATCOM agrave lrsquoeacutechelle mondiale entraicirc-
nant une demande toujours aussi forte en radiosurveillance dans le domaine HF Quelques exemples citeacutes
dans cet article nous permettent drsquoillustrer lrsquoutilisation universelle proposeacutee agrave cet effet par le reacutecepteur de
surveillance HF RampSregEB510
Fig 1 Reacutecepteur
de surveillance HF
RampSregEB510 ici dans
sa version avec eacutecran
Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510Les ondes courtes restent un moyen de communication tregraves attractif car elles atteignent de grandes distances sans infras-tructures techniques complexes (voir encadreacute page 77) La neacutecessiteacute drsquoune radiosurveillance dans la gamme HF est par conseacutequent toujours aussi actuelle et le reacutecepteur de surveil-lance HF compact et ultrasensible RampSregEB510 (fig 1) lequel couvre la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 32 MHz est tout particuliegraverement indiqueacute pour cette tacircche Il propose des bandes passantes temps reacuteel jusqursquoagrave 32 MHz et des donneacutees IQ numeacuteriques jusqursquoagrave 5 MHz Ses excellentes caracteacuteris-tiques HF (par exemple eacutechantillonnage direct avec faible bruit de phase) sa puissance de traitement du signal numeacute-rique et ses nombreuses fonctions fort utiles (par exemple ses diffeacuterents modes de balayage et sa deacutemodulation multi-
canal) lui permettent de couvrir toutes les tacircches de radio-surveillance civiles et militaires nœud de capteurs reacutecepteur deacuteporteacute reacutecepteur de surveillance autonome pour la radiosur-veillance gestion de freacutequences et bien plus encore
Balayage de freacutequence rapide agrave haute reacutesolutionLes eacutemetteurs actifs sont immeacutediatement perceptibles au sein du spectre HF gracircce agrave la bande passante temps reacuteel de 32 MHz du RampSregEB510 Lrsquooption Scan panoramique (RampSregEB500-PS) permet pour des reacutesolutions plus fines (lar-geurs de pas infeacuterieures agrave 10 kHz) de reacuteduire la bande pas-sante jusqursquoagrave 01 kHz indeacutependamment de la gamme de freacute-quence concerneacutee Ces reacutesolutions reacuteduites offrent une sen-sibiliteacute plus eacuteleveacutee une plage dynamique eacutelargie et une
ACTUALITEacuteS 20813 75
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Reacutecepteurs
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Fig 4 Surveillance drsquoun maximum de quatre signaux simultaneacutement
Fig 5 Affichage drsquoune liaison de communication eacutetablie selon la
meacutethode CTCSS
meilleure immuniteacute aux signaux des canaux adjacents per-mettant ainsi la deacutetection drsquoun plus grand nombre de signaux au sein du spectre (fig 2)
Polyvalence du RampSregEB510 exemples drsquoapplicationsSurveillance du trafic radio en mode Memory-ScanLes communications par ondes courtes sont soumises agrave de nombreux facteurs comme par exemple les fluctua-tions de la hauteur et de lrsquointensiteacute des couches ioniseacutees les peacuteriodes de forte activiteacute solaire ou les influences saison-niegraveres entraicircnant pour lrsquoutilisateur la neacutecessiteacute de seacutelection-ner les freacutequences respectives approprieacutees pour eacutetablir une connexion radio en fonction de la saison de lrsquoheure du jour et de la distance agrave parcourir Pour faciliter la tacircche des opeacute-rateurs de radiosurveillance soumis agrave ces diverses et nom-breuses conditions de travail le RampSregEB510 dispose de 10 000 emplacements de meacutemoire programmables permet-tant de stocker les freacutequences inteacuteressantes qui peuvent ecirctre appeleacutees avec une vitesse de balayage de 1600 canaux par seconde Chaque emplacement meacutemoire peut contenir la freacute-quence une description individuelle la bande passante et le type de deacutemodulation lrsquoatteacutenuation et les valeurs de reacuteduc-tion de bruit (fig 3) Les freacutequences enregistreacutees peuvent ecirctre copieacutees dans une liste dite drsquoexclusion afin de ne pas en tenir compte lors de lrsquoanalyse
Surveillance multi-canalLe reacutecepteur dispose avec lrsquooption RampSregEB510-DDC de trois abaisseurs numeacuteriques (DDC Digital Down Converter) lui per-mettant ensemble avec le deacutemodulateur principal de sur-veiller jusqursquoagrave quatre signaux simultaneacutement (fig 4) Des reacuteglages de deacutemodulation identiques mais eacutegalement indivi-duels peuvent ecirctre affecteacutes aux canaux par exemple pour la bande passante et le type de deacutemodulation de sorte que les
Fig 3 Menu de configuration pour les meacutemoires de freacutequence
Fig 2 En haut mode freacutequence fixe (FFM) dans la bande passante temps
reacuteel de 32 MHz avec une reacutesolution de 10 kHz En bas en mode Pscan
(Panorama scan ndash balayage panoramique) agrave reacutesolution de seulement 1 kHz
un plus grand nombre drsquoeacutemissions sont intercepteacutees (marqueacute en rouge)
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Avantages des communications via ondes courtesLa gamme des ondes courtes (3 agrave 30 MHz) permet drsquoeacutetablir des liaisons de communication aussi bien sur de courtes que sur de tregraves grandes distances Outre la propagation par ondes directes (ligne de vue) il existe deux autres formes de propagation agrave savoir par ondes de sol et par onde drsquoespace
Les ondes de sol dans la gamme HF agrave freacutequences rela-tivement basses et par conseacutequent agrave grandes lon-gueurs drsquoonde preacutesentent une grande robustesse et peuvent mecircme traverser des fluides comme par exemple lrsquoeau de mer voire des obstacles solides
Les ondes drsquoespace se propagent sur de tregraves grandes distances gracircce aux multiples reacuteflexions entre le sol et lrsquoionosphegravere Dans des conditions favorables elles peuvent mecircme atteindre lrsquoautre cocircteacute du globe En cas de propagation par ondes drsquoespace les communica-tions radio exigent des connaissances en matiegravere drsquoef-fets ionospheacuteriques drsquoactiviteacute solaire et des freacutequences approprieacutees en fonction de la saison et de lrsquoheure de la journeacutee ainsi que de la distance agrave parcourir
Les systegravemes de communication HF sont faciles agrave ins-taller et ne neacutecessitent pas drsquoinfrastructure reacuteseau com-plexe Les freacutequences dans la gamme HF sont geacuteneacute-ralement utiliseacutees pour les communications longues distances Ces systegravemes sont utiliseacutes non seulement pour les communications vocales sol-air mais eacutega-lement pour le controcircle du trafic aeacuterien les commu-nications maritimes et la diffusion des informations meacuteteacuteorologiques
Principales caracteacuteristiques du RampSregEB510 Gamme de freacutequence de 9 kHz agrave 32 MHz Bande passante temps reacuteel jusqursquoagrave 32 MHz et deacutemodulation en parallegravele avec bandes passantes de 100 Hz agrave 5 MHz
Mode laquo Scan panoramique raquo rapide jusqursquoagrave 60 GHzs sur toute la gamme de freacutequence
Modes laquo Frequency Scan raquo et laquo Memory Scan raquo ultrarapides jusqursquoagrave 1600 canauxs
Spectre FI polychrome garantissant une deacutetection fiable des signaux pulseacutes
Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510 dans sa ver-
sion sans eacutecran pour utilisation en mode teacuteleacutecom-
mandeacute via une interface LAN
contenus audio respectifs peuvent ecirctre deacutemoduleacutes Tous les canaux ou chaque canal individuellement peuvent ecirctre trans-mis via un reacuteseau local et enregistreacutes pour une classification ulteacuterieure (par exemple avec le logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430)
Identification drsquoappels seacutelectifsPour la communication radio mobile terrestre ou marine des appels seacutelectifs sont geacuteneacuteralement utiliseacutes Ainsi un sous-ensemble de reacutecepteurs deacutetermineacutes ou un seul en particu-lier peut ecirctre appeleacute directement Cela eacutevite une perturbation mutuelle sur des canaux radio partageacutes Le reacutecepteur affiche automatiquement la norme drsquoappels seacutelectifs reccedilue ou per-met de filtrer les reacutesultats par des appels seacutelectifs speacutecifique-ment rechercheacutes
Avec lrsquooption Selective Call RampSregEB510-SL le RampSregEB510 peut deacutecoder et afficher de nombreux appels seacutelectifs CCIR1 CCIR7 CCITT EEA EIA EURO DCS DTMF CTCSS NATEL VDEW ZVEI1 et ZVEI2 Lrsquoexemple preacutesenteacute en figure 5 illustre la deacutetection drsquoun signal codeacute selon CTCSS (Continuous Tone Coded Squelch System) Les deux tonaliteacutes attribueacutees se situent sur les freacutequences de 976 Hz et 2503 Hz (Ndeg 13 et 51)
ConclusionAvec sa large bande passante en temps reacuteel et le traitement du signal en continu innovant sans aucun temps mort le reacutecepteur de surveillance RampSregEB510 intercepte des signaux LPI (Low Probability of Intercept) ou agrave sauts de freacutequence ainsi que des signaux radar et peut deacutemoduler de nombreux signaux analogiques (AM FM USB et LSB) Gracircce agrave sa com-patibiliteacute drsquointerfaccedilage il peut ecirctre aiseacutement et efficacement inteacutegreacute dans des systegravemes existants et peut remplacer des reacutecepteurs de conception plus ancienne comme par exemple le RampSregESMB et le RampSregEB200
Nellie Pang Peter Kronseder
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Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430 avec une capaciteacute de traitement porteacutee agrave 4 canauxInstalleacute sur un PC le logiciel drsquoanalyse et de traitement de signaux RampSregGX430 deacutetecte classifie deacutemodule
et deacutecode des signaux analogiques et numeacuteriques La nouvelle version 4 de ce logiciel eacuteprouveacute offre des
caracteacuteristiques tregraves performantes telles que le traitement simultaneacute des signaux sur 4 canaux de faccedilon
entiegraverement automatique et selon des regravegles configurables par lrsquoutilisateur
Preacutesentation geacuteneacuterale de la nouvelle version 4 du logicielSolution de surveillance radio autonome ayant fait ses preuves depuis de nombreuses anneacutees le RampSregGX430 ana-lyse classifie deacutemodule et deacutecode des signaux analogiques et numeacuteriques Baseacutee sur PC et rapidement installeacutee sous Windowsreg crsquoest une solution particuliegraverement conviviale Le PC est connecteacute via Ethernet agrave des reacutecepteurs de surveillance ou des radiogoniomegravetres de Rohde amp Schwarz Ce logiciel a reacutecemment beacuteneacuteficieacute drsquoun grand nombre drsquoameacuteliorations et drsquoextensions Traitement simultaneacute des signaux sur 4 canaux (versions preacute-ceacutedentes 1v 1 canal) en combinaison avec des reacutecepteurs ou des radiogoniomegravetres eacutequipeacutes de convertisseurs abais-seurs numeacuteriques (DDC Digital Down Converter) comme crsquoest le cas du reacutecepteur de surveillance radio large bande RampSregESMD
Traitement automatique des signaux selon des regravegles speacuteci-fieacutees par lrsquoutilisateur
Compatibiliteacute avec les reacutecepteurs de fabricants tiers gracircce agrave la possibiliteacute de deacutevelopper et drsquointeacutegrer des programmes pilotes speacutecifiques aux eacutequipements utiliseacutes
Enregistrement des signaux agrave lrsquoaide du systegraveme drsquoenregis-trement et de reproduction de signaux RampSregAMREC Repro-duction des signaux avec leur spectre de vue synoptique
Radiosurveillance multicanauxILes sceacutenarios radio agrave forte densiteacute spectrale neacutecessitent un traitement simultaneacute de plusieurs canaux Crsquoest alors que le reacutecepteur de surveillance large bande RampSregESMD com-plegravete ideacutealement le logiciel RampSregGX430 gracircce agrave sa capaciteacute agrave couvrir une gamme de freacutequences eacutetendue ses caracteacuteris-tiques de reacuteception exceptionnelles sa bande passante temps reacuteel de 20 MHz (avec possibiliteacute drsquoextension agrave 80 MHz) et agrave de nombreuses autres fonctionnaliteacutes attractives Lrsquooption RampSregESMD-DDC permet drsquoeacutequiper ce reacutecepteur de quatre convertisseurs abaisseurs numeacuteriques (DDC) Configurables
individuellement ces quatre DDC fonctionnent simultaneacute-ment dans la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur La voie de deacutemodulation large bande est ainsi compleacuteteacutee par 4 canaux de signal numeacuteriques connecteacutes par un reacuteseau local via Ethernet Ces 4 canaux permettent au logiciel RampSregGX430 drsquoutiliser jusqursquoagrave 4 signaux abaisseacutes suppleacutementaires en fonc-tion de la configuration du systegraveme avec Reacutecepteur RampSregESMD radiogoniomegravetre RampSregDDF255 4 DDC internes (largeur de bande (4 times 1 MHz) reacutepartis libre-ment sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pou-vant atteindre 80 MHz (figures 1 agrave 3)
Reacutecepteur de radiosurveillance RampSregEB500 radiogonio-megravetre RampSregDDF205 3 DDC internes (largeur de bande (3 times 1 MHz) librement reacutepartis sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pouvant atteindre 20 MHz
Principales caracteacuteristiques du RampSregGX430 NOUVEAU Surveillance simultaneacutee des signaux de 4 canaux (bande passante de traitement temps reacuteel jusqursquoagrave 4 times1 MHz)
NOUVEAU Traitement automatique des signaux selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisateur
NOUVEAU Inteacutegration des pilotes de reacutecepteurs tiers NOUVEAU Enregistrement des signaux sur un systegraveme drsquoenregistrement et de reproduction RampSregAMREC
Deacutetection classification deacutemodulation et deacutecodage de signaux analogiques et numeacuteriques
Traitement de signaux en ligne et hors ligne Mesure automatique et manuelle des signaux Classification du type de modulation et de lrsquoeacutemetteur Classificateur performant et bibliothegraveque tregraves complegravete de deacutemodulateurs et deacutecodeurs
Recherche automatique et classification de signaux dans une gamme de freacutequences reacuteglable
Mesure exacte des paramegravetres techniques de signaux (largeur de bande niveau type de modulation deacutebit de symboles deacutecalage de freacutequence etc)
Mesures conformeacutement agrave la recommandation UIT-R SM1600
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DDC 1 DDC 2 DDC 3 DDC 4
Antenne
RampSregESMD avec option RampSregESMD-DCC Software RampSregGX430
Q
W
E R
Fig 1 Exemple drsquoune
configuration systegraveme
inteacutegrant le reacutecepteur
de surveillance large
bande RampSregESMD
Gracircce agrave ce dernier le
logiciel RampSregGT430
dispose de 4 canaux
DDC reacutepartis sur une
gamme de 9 kHz agrave
265 GHz drsquoune lar-
geur de 1 MHz chacun
Ces quatre canaux
peuvent ecirctre librement
reacutepartis sur la bande
passante temps reacuteel de
80 MHz du reacutecepteur
Reacutecepteur de radiosurveillance RampSregEB510 3 DDC internes (3 times 150 kHz) librement reacutepartis sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pouvant atteindre 32 MHz
Fig 2 Le logi-
ciel drsquoanalyse de
signaux RampSregGX430
est capable de traiter
jusqursquoagrave 4 canaux en
utilisant les DDC du
reacutecepteur
Traitement entiegraverement automatique des signauxLrsquoassociation des fonctions de deacutetection et classification drsquoune part et de traitement automatique (deacutemodulation deacutecodage et
Fig 3 Exemple drsquoun
traitement de trois
signaux
Q spectre large bande
du reacutecepteur RampSreg
ESMD avec position
des trois DDC acti-
veacutees
W spectre du premier
signal
E reacutesultat de classi-
fication du deuxiegraveme
signal
R texte deacutecodeacute du
troisiegraveme signal
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Fig 4 Exemple drsquoun script de regravegles speacutecifieacutees
par lrsquoutilisateur (en lrsquooccurrence pour le traite-
ment automatique de signaux POCSAG TETRA
et FM analogique) Chaque action est deacuteclen-
cheacutee automatiquement Le traitement auto-
matique des signaux deacutetecteacutes permet ainsi de
deacutecharger lrsquoopeacuterateur
Fig 5 Spectro-
gramme offrant la
vue drsquoensemble drsquoun
enregistrement de
signaux drsquoune dureacutee
de 5 minutes La
reproduction couvre
un segment de
30 secondes
enregistrement) drsquoautre part est une nouvelle caracteacuteristique importante du RampSregGX430 gracircce agrave elle ce logiciel est deacutesor-mais capable de surveiller une gamme de freacutequences eacutetendue agrave la place de lrsquoopeacuterateur ainsi libeacutereacute du travail monotone drsquoune
surveillance radio laquo manuelle raquo Le reacutecepteur de surveillance fonctionne en freacutequence fixe ou en mode Scan Un deacutetec-teur automatique relegraveve lrsquoeacutenergie spectrale des signaux Les canaux DDC disponibles sont affecteacutes aux signaux deacutetecteacutes
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en vue de leur classification Le logiciel lance ensuite des actions automatiques en fonction du type de signal selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisateur au niveau drsquoune interface script conviviale Parmi les actions possibles figurent notamment le deacuteclenchement drsquoalarmes et lrsquoenvoi de messages lrsquoenregistre-ment la deacutemodulation ou le deacutecodage (fig 4)
Inteacutegration de reacutecepteurs fabriqueacutes par des tiersIl est conseilleacute drsquoutiliser le logiciel RampSregGX430 en com-binaison avec des radiogoniomegravetres et des reacutecepteurs Rohde amp Schwarz tels que RampSregESMD RampSregEB500 ou RampSregEB510 Lrsquointeacutegration de programmes pilotes deacuteveloppeacutes speacutecialement pour les eacutequipements du client est cependant possible ce qui confegravere agrave ce logiciel une souplesse drsquoutilisa-tion et une polyvalence optimales Le client peut notamment utiliser des reacutecepteurs fabriqueacutes par des tiers
Lrsquoutilisateur peut lui-mecircme deacutevelopper et installer les pilotes drsquointerface neacutecessaires Le RampSregGX430 gegravere ces pilotes speacute-cifiques sous forme drsquoune bibliothegraveque de liens dynamiques Windowsreg (DLL) Les pilotes convertissent les commandes et formats de donneacutees des reacutecepteurs tiers en messages utiliseacutes par les reacutecepteurs Rohde amp Schwarz Rohde amp Schwarz propose un code source en C++ ainsi que lrsquointervention de formateurs expeacuterimenteacutes pour aider les programmateurs du client
Enregistrement des signaux avec RampSregAMRECLe logiciel RampSregGX430 est deacutesormais capable drsquoacceacuteder directement aux supports de stockage large bande de lrsquoenre-gistreur RampSregAMREC par exemple RampSregGX425 RampSregGX460 et RampSregGX465 Lrsquoenregistrement des signaux en vue drsquoune analyse ulteacuterieure est drsquoautant plus utile que le sceacutenario radio est complexe Le RampSregGX430 peut enregistrer et reproduire les signaux eacutegalement via le disque dur local
Ce logiciel comprend eacutegalement une fonctionnaliteacute de ges-tion des signaux enregistreacutes ceux-ci sont visualiseacutes dans un spectre de vue synoptique ougrave lrsquoopeacuterateur les seacutelectionne pour reproduction agrave lrsquoaide drsquoun curseur (fig 5) Le RampSregGX430 cal-cule les lignes spectrales agrave mesure que le curseur se deacuteplace sur le spectrogramme de faccedilon agrave faciliter la deacutefinition des points drsquoextreacutemiteacute de la boucle de reproduction Cette nou-velle fonctionnaliteacute preacutesente plusieurs avantages Navigation confortable mecircme en cas drsquoenregistrements drsquoune dureacutee de plusieurs heures
Vue drsquoensemble bien structureacutee du sceacutenario complet enregistreacute
Certitude de repeacuterer les activiteacutes de signalisation rechercheacutees
Reacuteduction du temps de reproduction par ciblage du segment seacutelectionneacute drsquoun signal
Critegravere RampSregGX430 RampSregGX 435
Nombre maximal de reacutecepteurs de surveil-lance geacutereacutes simultaneacutement
1 plusieurs
Nombre maximal de canaux traiteacutes par reacutecep-teur de surveillance
4 126
Nombre maximal de canaux traiteacutes en cas de reproduction de sceacutenarios de signalisation enregistreacutes
1 32
Possibiliteacute de teacuteleacutecommande via LAN ou WAN
non oui
FIG 6 Principales diffeacuterences entre RampSregGX430 et RampSregGX435
Comparaison entre RampSregGX430 and RampSregGX435Le logiciel RampSregGX430 et le systegraveme drsquoanalyse de signaux multicanaux RampSregGX435 (voir article pages 82 et suivantes) preacutesentent des caracteacuteristiques similaires mais sont destineacutes agrave des domaines drsquoapplication diffeacuterents (fig 6) Conccedilu pour lrsquoinstallation sur un PC Windowsreg le RampSregGX430 est piloteacute par lrsquoutilisateur sans possibiliteacute de teacuteleacutecommande Ce logiciel gegravere un seul reacutecepteur et peut traiter 4 canaux agrave la fois En mode reproduction crsquoest-agrave-dire priveacute des 4 DDC du reacutecepteur il ne peut traiter qursquoun seul canal Les interfaces suivantes permettent agrave ce logiciel de communiquer avec les systegravemes de la famille RampSregRAMON ReportEdit Master Slave Hando-ver Reporting to RAMON signal database AllAudio
Le systegraveme drsquoanalyse multicanaux RampSregGX435 est quant agrave lui conccedilu pour des configurations agrave plusieurs reacutecepteurs de sur-veillance et il est capable de traiter jusqursquoagrave 126 canaux par reacutecepteur En mode reproduction sa capaciteacute de traitement est de 32 canaux car il utilise ses propres DDC Le RampSregGX435 srsquointegravegre parfaitement dans les systegravemes RampSregRAMON en combinaison avec drsquoautres capteurs ndash et offre ainsi une fonc-tionnaliteacute de teacuteleacutecommande via reacuteseau LAN ou WAN
Nouveaux donglesLes utilisateurs peuvent acheter une mise agrave jour pour passer de la version 028x agrave la version 4 du logiciel Le dongle une cleacute USB contenant la licence et une protection anti-copie est alors remplaceacute par la nouvelle solution de protection disponible au choix sur une cleacute USB une mini-cleacute USB ou une carte SD
ConclusionDestineacute agrave la surveillance manuelle ou entiegraverement automa-tique de sceacutenarios radio selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisa-teur le logiciel RampSregGX430 est conccedilu pour fonctionner sur un PC Windowsreg standard La nouvelle version 4 permet de sur-veiller jusqursquoagrave 4 canaux agrave la fois Pouvant accueillir les pilotes neacutecessaires agrave lrsquointeacutegration de reacutecepteurs tiers ce logiciel offre en outre la possibiliteacute drsquoenregistrer et de reproduire des signaux sur des systegravemes RampSregAMREC
YingSin Phuan
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Radiosurveillance automatique avec le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435Le systegraveme de deacutetection classification et traitement automatiques RampSregGX435 impressionne par des
performances et une polyvalence exceptionnelles Destineacute aux systegravemes de radiodeacutetection multicanaux il
est utiliseacute avec des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz et couvre les gammes HF agrave SHF
Preacutesentation du RampSregGX435 Le systegraveme drsquoanalyse de signaux multicanaux RampSregGX435 est conccedilu pour un large eacuteventail drsquoapplications allant du trai-tement et de lrsquoanalyse manuels drsquoun seul signal jusqursquoagrave la deacutetection automatique de toutes les eacutemissions drsquoun sceacutena-rio large bande Ce logiciel est mis en œuvre sur des compo-sants mateacuteriels agrave maintenance conviviale pouvant ecirctre com-bineacutes de faccedilon modulaire (fig 1) relieacutes agrave des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz Ce mode de mise en œuvre lui confegravere une eacutevolutiviteacute exceptionnelle autorisant des sys-tegravemes drsquoune capaciteacute aussi bien de quelques canaux que de 126 canaux par reacutecepteur Les interfaces ouvertes du RampSregGX435 permettent en outre drsquointeacutegrer les eacutequipements de traitement du signal speacutecifiques au client
Le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435 associe des classificateurs performants agrave une bibliothegraveque tregraves complegravete de deacutemodulateurs et de deacutecodeurs aux proceacutedures de trai-tement du signal automatiseacutees Lrsquoutilisateur dispose ainsi drsquoun vaste ensemble de ressources facilement adaptables agrave
ses regravegles et ses exigences Le RampSregGX435 offre par ailleurs trois modes drsquoexploitation garantissant une recherche et une deacutetection efficaces des signaux
Deacutetection de signaux agrave freacutequence fixe et en salvesGeacuteneacuteraliteacutesLe RampSregGX435 est speacutecialement conccedilu pour une recherche une surveillance et un traitement entiegraverement automatiseacutes des signaux Ce systegraveme est donc capable de geacuterer un pro-cessus complet de deacutetection et de classification automatiques des signaux suivi de leur traitement automatiseacute (deacutemodula-tion deacutecodage et enregistrement)
La fonctionnaliteacute de radiodeacutetection automatique srsquoapplique agrave des signaux agrave freacutequence fixe et en salves dans des gammes de freacutequence seacutelectionneacutees Le deacutetecteur relegraveve ainsi des eacuteveacute-nements dans le spectre FFT du reacutecepteur quand leur eacutenergie spectrale deacutepasse un seuil reacuteglable en fonction du plancher de bruit Chaque signal reacutepondant agrave des critegraveres preacutedeacutefinis
Fig 1 Le RampSregGX435 est conccedilu autour de deux modules mateacuteriels inteacute-
grant des composants de serveur PC multicœur Lrsquouniteacute RampSregGX435PU-S
de traitement et drsquoenregistrement de signaux (bas) pilote le systegraveme
deacutetecte les signaux effectue les calculs neacutecessaires au fonctionnement
des convertisseurs abaisseurs numeacuteriques et assure lrsquoenregistrement et la
reproduction des signaux gracircce agrave sa meacutemoire de 8 teacuteraoctets Lrsquouniteacute de
traitement du signal RampSregGX435PU est capable de classifier et deacutecoder
jusqursquoagrave 24 signaux agrave la fois
Ce systegraveme a eacuteteacute preacutesenteacute sous le nom de laquo Sous-systegraveme de capteurs RampSregGX435 raquo dans Actualiteacutes (2011) No 204 pages 58 agrave 61 et figure deacutesor-mais commercialiseacute sous le nom laquo Systegraveme drsquoanalyse de signaux multica-naux RampSregGX435 raquo avec des caracteacuteristiques eacutetendues et de nouveaux modules mateacuteriels
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Q
W
E
(largeur de bande niveau etc) fait lrsquoobjet drsquoune note horoda-teacutee geacuteneacutereacutee par le logiciel laquelle est compareacutee peacuteriodique-ment agrave celles des cycles de traitement preacuteceacutedents La classi-fication et la mesure des signaux sont ainsi automatiques Le systegraveme indique les eacuteveacutenements particuliers suivants Nouveaux signaux (premier deacutepassement drsquoun seuil deacutetermineacute)
Nouvelle caracteacuteristique drsquoune eacutemission connue (niveau largeur de bande ou freacutequence centrale)
Eacutemissions inactives (niveau descendu sous un seuil deacutetermineacute)
Fin du signal
Le deacutetecteur surveille la trajectoire des eacutemissions deacutetermine les paramegravetres et surveille les signaux en fonction drsquoun identi-fiant qui leur a eacuteteacute attribueacute
Pour la recherche et la classification automatiseacutees des signaux lrsquoutilisateur saisit le nombre des classificateurs agrave
appliquer la profondeur de classification souhaiteacutee ainsi que les regravegles de traitement automatiseacute des signaux deacutetecteacutes Les classificateurs deacuteterminent de faccedilon autonome les para-megravetres de modulation et le codage des eacutemissions deacutetecteacutees Plus le nombre de classificateurs est eacuteleveacute plus le nombre de signaux classifieacutes simultaneacutement est grand et plus vite le sceacute-nario radio est identifieacute Lrsquoutilisateur peut disposer drsquoun trai-tement du signal entiegraverement automatiseacute en configurant les regravegles deacutefinissant les seacutequences opeacuteratoires
Le RampSregGX435 permet de choisir entre trois modes de deacutetec-tion des signaux 1 Mode Fixed Frequency (FFM)2 Mode Scan (plusieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes)3 Mode Stepping (un seul reacutecepteur large bande)
1 Mode Fixed Frequency (FFM)Domaine drsquoapplication deacutetection et surveillance automatiseacutees drsquoun sceacutenario radio dans une bande passante temps reacuteel
Fig 2 En mode Fixed Frequency (FFM) le systegraveme recherche et deacutetecte tous les signaux gracircce agrave la mesure de leur puissance spectrale (Q) dans une
gamme de freacutequences deacutefinie agrave lrsquointeacuterieur de la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur Le RampSregGX435 attribue automatiquement les classificateurs agrave
chacun des signaux puis reacuteunit les reacutesultats obtenus dans une liste (W) Une proceacutedure deacutefinie par lrsquoutilisateur est exeacutecuteacutee pour chaque signal deacutetecteacute
Les opeacuterations automatiques de cette proceacutedure font lrsquoobjet drsquoun historique inteacutegreacute dans la liste des reacutesultats (E)
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Reacutecepteur deacuteporteacute 1 Reacutecepteur deacuteporteacute 2
RampSregESMD
RampSregGX435
RampSregEB500
Suchempfaumlnger
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maximale de 80 MHz en vue drsquoun traitement ulteacuterieur auto-matiseacute des signaux ainsi que de lrsquoidentification de leur contenu
Les reacutecepteurs de surveillance et le systegraveme RampSregGX435 communiquent par LAN via une interface Ethernet Dans sa configuration standard chaque reacutecepteur est capable de transmettre un flux de donneacutees IQ avec une bande passante temps reacuteel de 10 MHz Des convertisseurs abaisseurs numeacute-riques (DDC Digital Down Converter) assurent lrsquoextraction des contenus en vue de leur traitement simultaneacute (classifi-cation deacutemodulation deacutecodage) et de lrsquoenregistrement des donneacutees IQ fig 2) Chaque DDC est capable drsquoadapter sa freacute-quence centrale et sa bande passante dans les limites de la largeur de bande temps reacuteel du reacutecepteur de surveillance Le systegraveme RampSregGX435 donne les reacutesultats optimaux en combi-naison avec des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz notamment les modegraveles RampSregESMD RampSregEB500 et RampSregEB510 Des pilotes deacuteveloppeacutes par lrsquoutilisateur peuvent ecirctre inteacutegreacutes en vue drsquoune mise en œuvre en combinaison avec des reacutecepteurs de fabricants tiers
Les reacutecepteurs de surveillance large bande tels que le RampSregESMD ou le radiogoniomegravetre RampSregDDF225 peuvent ecirctre eacutequipeacutes en option drsquoune carte drsquoacceacuteleacuteration mateacuterielle de traitement du signal Eacutequipeacutee de 4 composants FPGA (Field Programmable Gate Array) cette carte permet drsquooptimiser les performances de traitement du signal notamment en portant la bande passante de deacutetection agrave 80 MHz et en augmentant consideacuterablement le nombre de signaux pouvant ecirctre extraits par chaque DDC Le systegraveme drsquoanalyse de signaux multica-naux RampSregGX435 reccediloit alors des sceacutenarios temps reacuteel drsquoune
largeur de bande pouvant aller jusqursquoagrave 80 MHz (HF 20 MHz) par reacutecepteur pour un traitement simultaneacute drsquoun maximum de 32 canaux (HF 126)
2 Mode Scan (plusieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes)Domaine drsquoapplication recherche continue de nouvelles eacutemissions dans une gamme de freacutequences eacutetendue avec traitement simultaneacute des signaux deacutetecteacutes
Seul un reacutecepteur de recherche permet de deacutetecter des signaux quand la gamme de freacutequences balayeacutee est eacutetendue Ce reacutecepteur utiliseacute en mode Scan doit ecirctre combineacute agrave plu-sieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes Agrave lrsquointeacuterieur de la gamme de freacute-quences choisie le reacutecepteur de recherche eacutequipeacute de lrsquooption Scan panoramique surveille continuellement le spectre dans lequel le deacutetecteur automatique du RampSregGX435 identifie les signaux Les reacutecepteurs deacuteporteacutes servent de canaux de traite-ment parallegraveles capables de classifier deacutemoduler et deacutecoder les signaux deacutetecteacutes (fig 3)
3 Mode Stepping (un seul reacutecepteur de surveillance large bande)Domaine drsquoapplication deacutetection et surveillance automa-tiques de signaux dans une gamme de freacutequences eacutetendue agrave lrsquoaide drsquoun seul reacutecepteur de surveillance large bande Ce mode drsquoexploitation est particuliegraverement adapteacute aux systegravemes agrave ressources limiteacutees
Agrave la diffeacuterence du mode Scan deacutecrit ci-dessus le mode Stepping (mode pas-agrave-pas) ne neacutecessite qursquoun seul reacutecep-teur large bande doteacute drsquoune fonction Scan Ce reacutecepteur est drsquoabord en mode Scan pour chercher des eacutemissions dans la gamme de freacutequences choisie Le mode scan est ensuite arrecircteacute et le deacutetecteur automatique scrute le spectre agrave la
Fig 3 Utiliseacute en mode Scan comme reacutecepteur de recherche le reacutecepteur
de surveillance large bande RampSregESMD balaye sans cesse la gamme de
freacutequences deacutefinie agrave la recherche drsquoeacutemissions Deux reacutecepteurs de surveil-
lance RampSregEB500 deacuteporteacutes lui servent de voies de traitement pour classi-
fier deacutemoduler et deacutecoder les signaux
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Systegravemes
Q
W
recherche drsquoeacutemissions selon les principes deacutecrits pour le mode Fixed Frequency Les signaux sont ensuite traiteacutes par pas de 10 MHz les DDC assurant lrsquoextraction des signaux La gamme couverte agrave chaque pas peut ecirctre augmenteacutee agrave 80 MHz si les reacutecepteurs RampSregESMD ou le radiogoniomegravetre RampSregDDF255 sont eacutequipeacutes de la carte drsquoacceacuteleacuteration mateacute-rielle de traitement du signal
Deacutetection de signaux de courte dureacutee et agrave sauts de freacutequenceApplication surveillance des communications radio agiles en freacutequence
Outre les signaux agrave freacutequence fixe et en salves le systegraveme RampSregGX435 est capable de deacutetecter automatiquement les signaux de courte dureacutee et agiles en freacutequence gracircce agrave un deacutetecteur optimiseacute pour cette fonction Ce deacutetecteur analyse chaque saut de freacutequence pour en deacuteterminer les caracteacuteris-tiques techniques neacutecessaires agrave sa classification et son attri-bution agrave un eacutemetteur Le logiciel conduit une analyse statis-tique des paramegravetres et affiche le reacutesultat sous forme drsquoun
Fig 4 Spectre et diagramme cascade preacutesentant un signal agrave saut de freacute-
quence dans la gamme de freacutequences deacutefinie (Q) Les histogrammes
(W) illustrent certaines caracteacuteristiques de lrsquoeacutemission (dureacutee et largeur de
bande du saut de freacutequence type de modulation deacutebit de symboles etc)
histogramme (fig 4) Il preacutesente ensuite le reacutesultat dans une liste des signaux de courte dureacutee accompagneacutes de leur para-megravetres tels que la freacutequence la largeur de bande la puis-sance ainsi que des informations relatives au deacutebut et agrave la fin de lrsquoeacutemission du signal sans oublier ni le type ni les para-megravetres de modulation Ces donneacutees permettent ensuite de deacuteterminer les eacutemetteurs agrave sauts de freacutequence actifs ainsi que les terminaux radio correspondants
ConclusionLe systegraveme RampSregGX435 est une solution modulaire de radio-deacutetection automatiseacutee pour lrsquoanalyse et le traitement mul-ticanaux de signaux analogiques et numeacuteriques Ses diffeacute-rents modes drsquoexploitation ainsi que ses deacutetecteurs haut de gamme assurent une deacutetection rapide fiable et preacutecise des signaux ndash suivie de leurs classification deacutemodulation deacuteco-dage et lrsquoenregistrement
Lrsquointroduction drsquoun nouveau deacutetecteur capable de reconnaicirctre les signaux en fonction de leur profil spectral est drsquoailleurs preacutevue au cours du deuxiegraveme semestre 2013 Les utilisateurs pourront alors deacutefinir librement les formes spectrales qui les inteacuteressent ndash qursquoil srsquoagisse de signaux traiteacutes en direct ou de signaux enregistreacutes
YingSin Phuan
ACTUALITEacuteS 20813 85
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Systegravemes
86
RohdeampSchwarz a ouvert deacutebut deacutecembre 2012 sa nouvelle usine de fabrication en Malaisie Johann Kraus qui dirige lrsquousine de Teisnach a eacuteteacute nommeacute directeur geacuteneacuteral de RohdeampSchwarz Technologies Malaysia Sdn Bhd Ce nouveau site de production situeacute agrave Johor Bahru compte 25 employeacutes Les principales activiteacutes sont lrsquoassemblage et le controcircle final des eacutequipements de test et mesure destineacutes au marcheacute mondial
RohdeampSchwarz approvisionne lrsquoAgence feacutedeacuterale des reacuteseaux
Dans un appel drsquooffres lanceacute agrave lrsquoeacutechelle europeacuteenne par lrsquoAgence feacutedeacuterale alle-mande des reacuteseaux (Bundesnetzagentur) RohdeampSchwarz a su srsquoimposer face agrave la concurrence Le systegraveme goniomeacutetrique moderne composeacute du radiogoniomegravetre large bande RampSregDDF550 et des antennes cor-respondantes neacutecessaires sera donc bien-tocirct utiliseacute par lrsquoAgence feacutedeacuterale des reacuteseaux RohdeampSchwarz eacutequipera ainsi lrsquoautoriteacute de reacutegulation de sa sixiegraveme geacuteneacuteration de sys-tegravemes de radiogoniomegravetres La commande inclut 20 jeux drsquoeacutequipements ainsi qursquoune option sur cinq autres radiogoniomegravetres RohdeampSchwarz est eacutegalement responsable de lrsquoinstallation et la mise en service des sys-tegravemes goniomeacutetriques Les goniomegravetres seront inteacutegreacutes dans le reacuteseau de mesure et de radiolocalisation existant (FuMOS) de lrsquoAgence feacutedeacuterale
Le Mobile World Congress de Barcelone eacuteveacute-nement le plus important en matiegravere de teacuteleacute-phonie mobile srsquoest deacuterouleacute en 2013 pour la premiegravere fois au nouveau parc des exposi-tions RohdeampSchwarz y a preacutesenteacute sur une surface de 132 megravetres carreacutes les produits des domaines des eacutequipements de mesure de radiocommunications mobiles et des appareils de communications seacutecuriseacutes Le testeur de radiocommunications mobiles RampSregCMW500 a eacuteteacute comme deacutejagrave les anneacutees preacuteceacutedentes sous le feu des projecteurs avec des solutions concernant le Wi-Fi Offloading lrsquoanalyse IP le eCall (appel drsquourgence LBS LTE) et lrsquoagreacute-gation de porteuses LTE-Advanced un des
Le ruban symbolique a eacuteteacute coupeacute par (de
gauche agrave droite) Patrick Poumltschke (Conseil de
Surveillance) Peter Riedel (Conseil de Surveil-
lance) Dr Guumlnter Gruber (Ambassadeur drsquoAlle-
magne en Malaisie) Manfred Fleischmann (PDG
de RohdeampSchwarz) Dr Dirk-Eric Loebermann
(Directeur de la production et de la gestion des
matiegraveres) et Johann Kraus (Directeur geacuteneacuteral de
RSTMY)
Le stand de RohdeampSchwarz a eacuteteacute entiegraverement
placeacute sous le signe laquo RampS 4Genius ndash Your Com-
panion for new technologies raquo
sujets top niveau du salon RohdeampSchwarz a exposeacute sur son stand un total de plus drsquoune douzaine drsquoapplications de mesure De nombreux appareils de mesure de RohdeampSchwarz ont eacuteteacute eacutegalement preacutesen-teacutes sur les stands de clients et partenaires Eacutetaient aussi preacutesentes sur leurs stands res-pectifs les deux filiales SwissQual et ipoque dont les produits ont compleacuteteacute la gamme de RohdeampSchwarz destineacutee aux opeacuterateurs de reacuteseaux de radiocommunications mobiles
Avec des thegravemes et des applications de premier plan au salon MWC 2013
Ouverture drsquoune nouvelle usine de production en Malaisie
BREgraveVES | International
Le Video Test Center RampSregVTC de RohdeampSchwarz srsquoest vu deacutecerner pas moins de deux prix lors du semestre eacutecouleacute Pendant le salon DesignCon 2013 agrave Santa Clara en Californie le RampSregVTC a reccedilu le laquo Best in Test Award raquo suite agrave un vote de lecteurs organiseacute tous les ans par la revue TestampMeasurement World de renommeacutee internationale
Le vote des lecteurs a eacuteteacute eacutegalement deacutecisif dans le choix des laquo Produits TIC de lrsquoanneacutee raquo reacutealiseacute tous les ans par la revue technique allemande Funkschau Le RampSregVTC a remporteacute mi-octobre 2012 le premier prix dans la cateacutegorie laquo Appa-reils de mesure raquo Selon les commentaires de la reacutedaction la principale raison de ce choix a reposeacute sur le fait que le RampSregVTC propose agrave lui seul pratiquement tous les tests et analyses neacutecessaires
Pour la deuxiegraveme fois les lecteurs de la revue technique allemande laquo Elektronik raquo ont eacutelu les oscilloscopes de laboratoire de RohdeampSchwarz laquo Produit de lrsquoanneacutee raquo Comme en 2011 la famille RampSregRTO a eacuteteacute primeacutee dans la cateacutegorie laquo Eacutequi-pements de mesure raquo Crsquoest le modegravele 4 GHz qui cette anneacutee a remporteacute la pre-miegravere place Les lecteurs de la revue Elektronik ont eacutelu leurs favoris de lrsquoanneacutee parmi les 111 produits les plus innovants sur un total de dix cateacutegories
Un nombre record de visiteurs a eacuteteacute enre-gistreacute lors de la semaine de la technologie organiseacutee agrave la mi-novembre 2012 pour la dixiegraveme fois par RohdeampSchwarz Taiwan Environ 850 participants ont afflueacute agrave Taipei et Hsinchu pour ce 10egraveme anniversaire Outre les seacuteminaires de RohdeampSchwarz les confeacuterenciers des socieacuteteacutes ST-Ericsson SGS Wistron NeWeb Corp et GCT Semiconduc-tors ont eacutegalement conquis le public Les thegravemes abordeacutes ont eacuteteacute notamment les solu-tions mobiles 4G les deacutefis en matiegravere de tests de conformiteacute et la tendance de deacuteve-loppement chez les opeacuterateurs de reacuteseau Lors de lrsquoexposition tenue en parallegravele des produits et applications des divisions test et mesure diffusion radio et TV ainsi que radio-surveillance et radiolocalisation ont eacuteteacute eacutegale-ment preacutesenteacutes
Coopeacuteration avec Dolby
Depuis feacutevrier 2013 RohdeampSchwarz coo-pegravere avec Dolby Laboratories Inc et appro-visionne les speacutecialistes en formats audio numeacuteriques avec des analyseurs audio Les plateformes RampSregUPP et RampSregUPV ont eacuteteacute doteacutees agrave cet effet drsquoun nouveau logiciel Ainsi les beacuteneacuteficiaires de la licence Dolby peuvent effectuer rapidement et aiseacutement des essais de conformiteacute selon les speacutecifica-tions Dolby
Reacutedacteur en
chef adjoint de la
revue Funkschau
Markus Kien (agrave
droite) feacutelicite
lrsquoeacutequipe de deacuteve-
loppement du
RampSregVTC pour sa
victoire rempor-
teacutee dans la cateacute-
gorie laquo Appareils
de mesure raquo
Wolfgang
Hascher eacutedi-
teur de la revue
Elektronik (agrave
droite) remet agrave
Guido Schulze
directeur produits
oscilloscopes le
tropheacutee de la pre-
miegravere place
Directeur de succursale Tsai Chi-Wen de
RohdeampSchwarz Taiwan (au centre) entoureacute
des confeacuterenciers de ST-Ericsson SGS GCT et
WNC
Les deux socieacuteteacutes se sont reacuteunies mi-novembre pour conclure les neacutegociations Wolfgang Kernchen
directeur de la division Geacuteneacuterateurs de signaux analyseurs audio et wattmegravetres (quatriegraveme agrave par-
tir de la droite) et Mathias Bendull directeur de la Consumer Audio Broadcast Business Group de
Dolby Laboratories (deuxiegraveme agrave partir de la droite)
RampSregRTO ndash eacutelu produit de lrsquoanneacutee pour la deuxiegraveme fois
RampSregRampSregVTC deux fois reacutecompenseacute
Technology Week Record drsquoaffluence de visiteurs pour lrsquoanneacutee jubilaire
ACTUALITEacuteS 20813 87
BREgraveVES | International
Le nouveau geacuteneacuterateur de signaux vectoriels pour systegravemes de communication large bandeSeul geacuteneacuterateur avec bande de base calcul de signal fading MIMO AWGNet geacuteneacuteration RF inteacutegreacutes en un seul appareil Deux voies jusqursquoagrave 6 GHz Modulariteacute totaleUn controcircle tactile qui vous permet en outre de maicirctriser souverainement tous les signaux et cepour les sceacutenarios 3G et 4G ainsi que les domaines de llsquoaeacuterospatiale et la deacutefense
Bande passante de modulation IQ 160 MHz en bande de base interne Tous les principaux modes MIMO dont 3times3 4times4 et 8times2 Toutes les normes de communication actuelles Nombreux assistants agrave llsquoutilisation pour un travail efficace Excellentes caracteacuteristiques de modulation et de RF
RampSregSMW200A La haute eacutecole de la geacuteneacuteration des signaux
wwwrohde-schwarzcomadsmw-mr
Voir la videacuteo
Bande de base amp RFMIMO amp FadingRohde amp Schwarz SMW200A
- TABLE DES MATIEgraveRES 1
- TABLE DES MATIEgraveRES 213
- Agrave LA UNE13
- TECHNOLOGIES SANS FIL13
-
- Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz13
- Services geacuteodeacutependants avec 13GPS GLONASS Galileo et OTDOA
- RampSregFSWthinsp mesures sur faisceaux 13hertziens dans la bande E
- RLAN IEEE 80211acthinsp mesures deacutesormais possibles avec des appareils de milieu de gamme13
- Geacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune touche13
-
- INSTRUMENTATION GENERALE13
-
- La sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm reacutealise des mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute13
- Le meilleur choixthinsp sondes de puissance USB de RohdeampSchwarz13
- Le nouveau RampSregRTM2000thinsp reacutesultats en un clin drsquoœil13
- Les oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 2013
- Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellites13
- Analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSWthinsp le haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHz13
- Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande13
- Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterification13
- RampSregZNBthinsp analyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 ports13
-
- CEM MESURE DE CHAMP13
-
- Amplificateur large bande pour13 applications hyperfreacutequences
- Rapides et simplesthinsp 13mesures de diagnostic et de 13preacute-certification avec le RampSregESRP13
-
- COUP DE PROJECTEUR13
-
- Refonte totale des antennes de communication et drsquointerception pour navires13
-
- DIFFUSION RADIO ET TV13
-
- Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9thinsp 13coucirct de fonctionnement minimal ndash 13flexibiliteacute maximale13
- Eacutemetteurs TV faible puissance RampSregMLxthinsp il suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes13
- Essai DVB-T2 in situ par la 13Bayerischer Rundfunk agrave Munich13
- Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande 13
-
- SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO13
-
- RampSregEB510thinsp 13radiosurveillance sans discontinuiteacute 13dans la gamme des ondes courtes13
- Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430thinsp avec une capaciteacute de shytraitement porteacutee agrave 4 canaux13
- Radiosurveillance automatique avec le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX43513
-
- BREgraveVES 113
- BREgraveVES 213
- INFORMATONES EacuteDITEUR13
-
6
Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHzLes installations radioeacutelectriques opeacuterant dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz doivent appliquer la directive
RampTTE dont les nouvelles exigences renforceacutees entreront en vigueur degraves janvier 2015 En tant que premier
systegraveme mondial de tests de certification le RampSregTS8997 couvre lrsquoensemble de ces exigences Il comprend
une mesure de puissance et une commande seacutequentielle speacutecialement conccedilues agrave cet effet
Nombreux services radio et diverses meacutethodes de transmission La densiteacute et la diversiteacute des services radio sans licence dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz prennent de plus en plus drsquoimportance En plus des systegravemes qui utilisent une connexion Wi-Fi 80211abgn et Bluetoothreg on trouve eacutega-lement notamment des systegravemes de diffusion videacuteo sans
fil des radiocommandes ainsi qursquoagrave lrsquoavenir dans la bande de 5 GHz des systegravemes de communication de voiture agrave voi-ture selon la norme 80211p De nombreux utilisateurs se par-tagent cette gamme de freacutequences et utilisent une varieacuteteacute de largeurs de bande et de meacutethodes de transmission telles que MIMO OFDM large bande saut de freacutequence et eacutetalement de spectre agrave seacutequence directe Il est important compte tenu de cette diversiteacute de minimiser autant que possible les inter-feacuterences mutuelles
Nouvelles directives eacutetendues Afin de minimiser les interfeacuterences entre les systegravemes radio dans un spectre denseacutement occupeacute ces installations radioeacute-lectriques devront agrave lrsquoavenir passer des tests de certification speacutecifiques Ces tests sont inclus dans les versions actuelles reacuteviseacutees des normes ETSI EN 300 328 et ETSI EN 301893 les-quelles figurent eacutegalement en tant que normes harmoniseacutees dans la directive europeacuteenne RampTTE
La reacutevision et lrsquoextension de la norme EN 300 328 pour la version 181 ont eacuteteacute neacutecessaires pour tenir compte des meacutethodes permettant la coexistence des diffeacuterentes appli-cations dans la bande 24 GHz Des meacutecanismes drsquoadapta-tion par exemple ont eacuteteacute deacutefinis pour contribuer agrave ce que tous les utilisateurs aient encore accegraves aux ressources du spectre de freacutequences lors drsquoune occupation plus importante de la bande Alternativement drsquoautres systegravemes peuvent fonction-ner sans ces meacutecanismes mais doivent reacutepondre agrave certaines exigences en termes de puissance et de comportement de synchronisation temporel Toutes ces exigences neacutecessitent de nouvelles meacutethodes drsquoessai souvent complexes Dans la version preacuteceacutedente de la norme (171) ces demandes ne figuraient que de maniegravere sommaire et aucune meacutethode de test nrsquoavait eacuteteacute deacutefinie
Fig 1 Systegraveme de test RampSregTS8997
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Scheacutema fonctionnel du cedilTS8997
cedilEMC32-EBavec cedilEMC32-K97
Analyseur de spectrecedilFSV
Geacuteneacuterateur de signauxcedilSMB100A
Geacuteneacuterateur de signauxcedilSMBV100A
Wattmegravetre
Wattmegravetre
Wattmegravetre
Wattmegravetre
DUT 1)Eacutechantillonnage
Conditionnement des signaux RF
Pour auto-test et calibrage
Videacuteo
RF
cedilCMW cedilCBT ou laquoGolden Devicesraquo1)
cedilOSP-B157
1) non inclus
cedilTS8997
USB
Une nouvelle meacutethode de mesure de puissance a par exemple eacuteteacute introduite avec laquelle ont eacuteteacute deacutetermineacutes de nombreux paramegravetres de signaux tels que puissance maxi-male rapport cyclique TX sequence TX Gap et Medium Utilization Factor Cette meacutethode comprend eacutegalement la transmission agrave antennes multiples comme MIMO et neacuteces-site un eacutequipement de mesure speacutecial Elle contient en outre des tests qui permettent de veacuterifier la capaciteacute drsquoadaptation des systegravemes sans fil aux conditions environnementales comme par exemple la deacutetection et la preacutevention des colli-sions avec drsquoautres services Ces tests incluent des objets sous test avec et sans sauts de freacutequence ainsi qursquoavec et sans fonction LBT (Listen-Before-Talk)
Une automatisation de test est de surcroicirct neacutecessaire Selon la norme preacuteceacutedente ETSI EN 300 328 v171 les essais pou-vaient ecirctre effectueacutes manuellement avec un analyseur de spectre Mais lrsquoactuelle norme ETSI EN 300 328 v181 stipule que les paramegravetres sont agrave deacuteterminer agrave partir de millions de mesures individuelles De plus certains des tests exeacutecuteacutes le sont en plusieurs eacutetapes et en fonction des reacutesultats preacuteceacute-dents ce qui requiert des mesures assisteacutees par logiciel
Sceacutenario de test
Bande 24 GHz (ETSI EN 300328)
Bande 5 GHz (ETSI EN 301893)
Freacutequence porteuse ndash
Puissance de sortie
Controcircle de puissance ndash
Densiteacute de puissance spectrale
Duty Cycle TX-Sequenz TX-Gap ndash
Dwell time occupation de freacutequence seacutequence de sauts (uniquement pour frequency hopping)
ndash
Espacement de freacutequence (uniquement pour frequency hopping)
ndash
Medium Utilisation Factor (MU) ndash
Adaptivity
Largeur de bande occupeacutee
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo out-of-band raquo 1)
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo in-band raquo ndash
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo spurious raquo ndash
Rayonnements non essentiels du reacutecep-teur (RSE)
1)
Blocage du reacutecepteur ndash
Seacutelection de freacutequence dynamique (DFS) deacutetection radar
ndash
1) Pour les eacutemissions non-deacutesireacutees supeacuterieures agrave 18 GHz le repositionnement manuel du cacircble RF est requis
Fig 3 Ensemble des tests couverts par le RampSregTS8997
Fig 2 Scheacutema fonc-
tionnel du systegraveme de
test RampSregTS8997 La
mesure de puissance
complegravete a eacuteteacute incor-
poreacutee dans un module
speacutecialement conccedilu le
RampSregOSP-B157 pour la
plateforme de commu-
tation et de commande
ouverte RampSregOSP120
Ce module gegravere eacutegale-
ment toutes les com-
mutations de voie et
le conditionnement de
signaux neacutecessaire agrave la
reacutealisation des essais
restants
ACTUALITEacuteS 20813 7
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Objet sous test agrave proceacutedeacute de sauts de freacutequence
RBW 100 kHz VBW 1 MHz SWT 10 ms
Att 40 dBRef 200 dBm
1RmMax
10 dB
0 dB
ndash10 dB
ndash20 dB
ndash30 dB
ndash40 dB
ndash50 dB
ndash60 dB
ndash70 dB
Start 24 GHz Stop 24835 GHz
8
Systegraveme de test RampSregTS8997 pour une certification globale Le systegraveme de test RampSregTS8997 (fig 1 et 2) couvre tous les tests requis dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz (fig 3) et comprend les eacuteleacutements suivants Analyseur de spectre RampSregFSL ou RampSregFSV Plateforme de commutation et de commande ouverte RampSregOSP120 avec module de mesure speacutecial
Geacuteneacuterateur de signaux analogiques RampSregSMB100A Geacuteneacuterateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A Logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 avec options de mesure RampSregEMC32-K97 et -K10
La speacutecification des seacutequences de tests individuelles et la veacuterification des sceacutenarios de test du RampSregTS8997 ont eacuteteacute sou-tenues par le centre de compeacutetence radio IMST GmbH quant agrave leur conformiteacute agrave la norme ETSI EN 300 328 Forte drsquoune solide expeacuterience dans ce domaine cette entreprise exploite un laboratoire drsquoessai accreacutediteacute conformeacutement agrave la directive RampTTE et participe activement aux travaux de normalisation au sein de lrsquoETSI
Mesure de puissance speacutecifique conforme agrave la norme La norme exige une meacutethode speacutecifique pour des mesures de puissance large bande rapides avec un taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute de ge1 Meacutechs une reacutesolution suffisante et un temps de mesure en continu de plusieurs secondes Cela est en prin-cipe possible avec des deacutetecteurs analogiques speacuteciaux et un oscilloscope adeacutequat mais neacutecessite un logiciel drsquoanalyse drsquoacquisition adapteacute agrave lrsquooscilloscope et capable de traiter effi-cacement plusieurs millions de reacutesultats de mesure
Pour le RampSregTS8997 la totaliteacute de la mesure de puissance a eacuteteacute inteacutegreacutee dans un module deacutedieacute de la plateforme de com-mutation et de commande ouverte RampSregOSP120 laquelle prend en outre eacutegalement en charge toutes les commutations de voies ainsi que le conditionnement du signal neacutecessaire agrave la reacutealisation des tests restants Doteacute drsquoune grande pro-fondeur de meacutemoire et drsquoun taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute le module fournit des mesures preacutecises pour tout type de signal comme par exemple pour les signaux complexes agrave taux de reacutepeacutetition lents Le logiciel de mesure RampSregEMC32 gegravere la commande de la seacutequence de test ainsi que lrsquoanalyse des reacutesultats et lrsquoaffichage
Soutien des systegravemes agrave antennes multiplesDe plus en plus drsquoappareils utilisent plusieurs antennes simul-taneacutement pour MIMO ou Beamforming (formation de fais-ceaux) Pour ces appareils la puissance doit absolument ecirctre enregistreacutee de maniegravere synchrone et sans interruption Crsquoest pourquoi la mesure de puissance du RampSregTS8997 est conccedilue
degraves le deacutepart agrave quatre canaux et qursquoelle gegravere par conseacute-quent les mesures sur tous les appareils courants comme par exemple les routeurs Wi-Fi avec 4times4 MIMO Les convertis-seurs AD parallegraveles sont cadenceacutes de faccedilon synchrone
Mesure agrave haute reacutesolutionLes analyseurs de spectre RampSregFSL ou RampSregFSV utiliseacutes dans le systegraveme (fig 4) reacutepondent parfaitement agrave la norme qui exige un maximum de 30000 points de mesure Des eacutetudes effectueacutees sur des objets sous test reacuteels ont cepen-dant deacutemontreacute que le nombre de points de mesure requis par la norme est insuffisant pour certaines technologies radio et qursquoil entraicircne une incertitude de mesure accrue Crsquoest la rai-son pour laquelle un mode de mesure alternatif suppleacutemen-taire avec typiquement 1 million de points de mesure est deacutejagrave preacutevu dans le RampSregTS8997 Ce mode pourra ecirctre activeacute sous forme drsquooption logicielle degraves lrsquoadoption drsquoune version reacuteviseacutee de la norme
Proceacutedures de mesure automatiseacuteesLes proceacutedures de mesure et routines drsquoeacutevaluation requises par la norme sont impleacutementeacutees dans les options RampSregEMC32-K97 -K971 -K972 -K973 du logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 Le RampSregEMC32 est deacutejagrave uti-liseacute dans de nombreux laboratoires drsquoessais pour les tests CEM les rayonnements non essentiels (RSE Radiated-Spu-rious-Emission) et la puissance isotrope rayonneacutee eacutequiva-lente (PIRE) et peut deacutesormais ecirctre eacutegalement utiliseacute pour ces mesures drsquoougrave la disponibiliteacute de proceacutedures de mesure inteacutegreacutees lorsque par exemple sur la base des valeurs PIRE
Fig 4 Exemple de spectre drsquoun objet sous test agrave sauts de freacutequence
dans la bande de 24 GHz
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Fig 5 Interface utilisateur du RampSregTS8997 pour la mesure automatiseacutee des diffeacuterents sceacutenarios de test dans le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32
rayonneacutees obtenues les valeurs conduites doivent ecirctre extra-poleacutees et inversement
Les options logicielles englobent lrsquoexeacutecution automatique de tous les tests avec saisie des paramegravetres neacutecessaires aux appareils et normes (fig 5) Cela conforte lrsquoutilisateur car un certain nombre de tests ne sont requis que pour certaines normes tandis que les reacutesultats des tests preacuteceacutedents sont agrave prendre en consideacuteration pour le test suivant Lrsquoeacutetablissement de la liaison radio avec les objets sous test est soit pris en charge par le testeur de radiocommunication large bande de RohdeampSchwarz par exemple le RampSregCMW500 soit par des laquo Golden devices raquo correspondants
Extension de systegravemes existants au RampSregTS8997Gracircce au logiciel RampSregEMC32 et sa multitude de pilotes de peacuteripheacuteriques drsquoautres appareils de RohdeampSchwarz doteacutes de fonctionnaliteacutes comparables et deacutejagrave disponibles chez lrsquoutili-sateur peuvent ecirctre utiliseacutes comme une alternative au systegraveme de test cleacutes en main Le recours agrave des systegravemes utiliseacutes par exemple en deacuteveloppement pour drsquoautres tacircches de mesure
est eacutegalement possible Lrsquoextension des systegravemes CEM exis-tants peut ecirctre aiseacutement reacutealiseacutee avec le module RampSregOSP correspondant et le cas eacutecheacuteant avec drsquoautres appareils
ReacutesumeacuteLe systegraveme de test de certification RampSregTS8997 est le premier systegraveme complet au monde agrave pouvoir couvrir les mesures neacutecessaires et lrsquoautomatisation des tests requis par la RampTTE selon ETSI EN 300 328 v181 et ETSI EN 301 893 v171 Lrsquoau-tomatisation pousseacutee des tests baseacutee sur le tregraves reacutepandu logi-ciel de mesure CEM RampSregEMC32 assiste lrsquoutilisateur dans ces mesures Les systegravemes CEM existants peuvent ecirctre eacutetendus au systegraveme de test RampSregTS8997
Les responsables du groupe ETSI TG11 ndash ici en la personne de son preacutesident Edgard Vangeel ndash se feacutelicitent de ce que laquo RohdeampSchwarz propose avec le RampSregTS8997 un systegraveme capable de prendre en charge la nouvelle norme et de partici-per ainsi agrave sa reacuteussite eacutegalement dans les laboratoires drsquoessai et lrsquoindustrie raquo
Michael Steinmuumlller Frank Tofahrn (IMST GmbH)
ACTUALITEacuteS 20813 9
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Pile de protocole LTE
Couche 2
Couche 3
RF
Couche 1
Teacuteleacutephone mobile
RRC
NAS
LPP
IP
TCP
SSL
SUPL
LPP ou RRLP
U-Plane C-Plane
10
Services geacuteodeacutependants avec GPS GLONASS Galileo et OTDOAVeacuterifier la meacuteteacuteo au petit deacutejeuner emprunter le meilleur chemin via lrsquoapps de navigation aux heures drsquoaffluence
deux exemples parmi les nombreuses applications gracircce auxquelles les utilisateurs de smartphones peuvent
beacuteneacuteficier de services geacuteodeacutependants (LBS Location Based Services) Comment ces aides preacutecieuses trouvent-
elles si rapidement la position exacte Cet article jette un regard sur les coulisses des meacutethodes de positionne-
ment des services geacuteodeacutependants et preacutesente la gamme complegravete des systegravemes de test de RohdeampSchwarz qui
assurent lors de ce positionnement une participation harmonieuse de tous les composants
Positionnement avec des proceacutedures terrestres Cell-ID Enhanced Cell-ID OTDOALa position drsquoun teacuteleacutephone mobile peut ecirctre deacutetermineacutee selon diffeacuterentes meacutethodes La plus simple qui consiste agrave eacutevaluer lrsquoID de cellule fournit cependant des informations relative-ment impreacutecises De meilleurs reacutesultats sont obtenus avec la meacutethode Enhanced Cell-ID laquelle utilise des paramegravetres de signaux additionnels comme la puissance et la qualiteacute reccedilues (RSRP RSRQ Reference Signal Received Power Quality) lui permettant drsquoatteindre une preacutecision drsquoenviron une centaine de megravetres Avec le OTDOA (Observed Time Difference of Arri-val) processus inteacutegrant les diffeacuterences de temps de propaga-tion entre les signaux de plusieurs stations de base LTE des reacutesultats encore plus justes pourront ecirctre obtenus agrave lrsquoavenir
La meacutethode classique par satellite A-GPSDes reacutesultats encore bien meilleurs peuvent ecirctre obtenus avec les signaux GPS lesquels permettent drsquoaugmenter de quelques megravetres la preacutecision de positionnement Mais leur utilisation seule preacutesente un inconveacutenient majeur agrave savoir que lorsqursquoun module GPS nrsquoest pas utiliseacute pendant une assez longue peacuteriode un temps drsquoattente pouvant atteindre 50 secondes est neacutecessaire jusqursquoagrave ce que la position soit afficheacutee Cela tient au faible deacutebit de donneacutees du signal GPS de 50 bitss avec lequel le message de navigation (donneacutees de correction et trajectoires des satellites) est transmis Ce temps drsquoattente peut cependant ecirctre abreacutegeacute agrave lrsquoaide du GPS assisteacute (A-GPS) avec lequel le reacutecepteur GPS utilise eacutegalement des donneacutees connues sous le nom de donneacutees drsquoassistance ces donneacutees sont des messages de navigation ainsi que des informations suppleacutementaires en provenance du reacuteseau cel-lulaire De plus ces donneacutees sont transmises tregraves rapidement car les serveurs de localisation les transfegraverent quasi instanta-neacutement via le reacuteseau
Fig 1 Communication avec le serveur de localisation pile de protocole
LTE pour U-Plane et C-Plane
Vue drsquoensemble dans le deacutedale des protocoles La communication avec le serveur de localisation peut srsquoar-ticuler de deux maniegraveres soit par lrsquointermeacutediaire de mes-sages de controcircle (C-Plane similaire agrave un SMS) soit via des paquets IP ensemble avec drsquoautres donneacutees utiles (U-Plane) voir figure 1 Jusqursquoagrave preacutesent un nouveau protocole de locali-sation eacutetait deacutefini pour chaque norme de radiocommunication
GSM WCDMA LTE CDMA2000regC-Plane RRLP RRC LPP TIA-801U-Plane RRLP RRLP RRLP LPP TIA-801
Fig 2 Possibiliteacutes de combinaison des normes de radiocommunica-
tion mobile avec les protocoles de localisation Avec U-Plane tout proto-
cole de localisation peut theacuteoriquement ecirctre envoyeacute via chaque norme de
radiocommunication Le tableau ci-dessus preacutesente uniquement les com-
binaisons utiliseacutees dans la pratique
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Systegravemes de test pour LBS
cedilTS8991 OTAavec LBS
cedilTS-LBS Advancedavec cedilSMBV100A
cedilTS8980FTA + RRMavec cedilSMBV100A
cedilTS-LBSpour NetOp
cedilTS8980Savec cedilSMBV100A
cedilTS-LBSavec Connection BoxRampSregTS-CONN
cedilTS-LBS
Pour reacutepondre agrave toutes les exigences systegravemes de test pour terminaux utilisant des meacutethodes baseacutees reacuteseau et A-GNSS
De nombreux tests analysent en profondeur la performance des terminaux selon les meacutethodes baseacutees reacuteseau et A-GNSS (OTDOA eCID) et ce mecircme en simulant des conditions deacutefavorables Des mesures via lrsquointerface air (OTA) permettent de veacuterifier si un termi-nal possegravede une sensibiliteacute suffisante quelle que soit son orienta-tion spatiale La mesure de la laquo Minimum Performance raquo examine lrsquoexactitude et la dureacutee du positionnement Le flux complexe de messages peut ecirctre analyseacute avec les tests de conformiteacute de proto-cole Pour toutes ces applications RohdeampSchwarz propose des systegravemes de test approprieacutes qui prennent en charge aussi bien le C-Plane que le U-Plane et couvrent avec le testeur de radiocommu-nication large bande RampSregCMW500 comme simulateur de reacuteseau les principales normes de radiocommunications (GSM WCDMA
mobile importante RRLP RRC TIA-801 et LPP Malgreacute cette diversiteacute tous les protocoles transmettent fondamentalement des donneacutees drsquoassistance similaires dont les combinaisons sont illustreacutees en figure 2 Dans la variante U-Plane ces pro-tocoles sont encore encapsuleacutes dans le laquo Secure User Plane Protocolraquo (SUPL) lequel prend en charge le chiffrement et lrsquoauthentification des donneacutees de position sensibles
Lrsquounion fait la preacutecision ndash positionnement hybrideEntre temps des concurrents du GPS ont fait leur appari-tion comme le systegraveme russe GLONASS qui est pleinement
opeacuterationnel au niveau mondial depuis Octobre 2011 et le systegraveme europeacuteen Galileo qui dispose depuis octobre 2012 de quatre satellites en orbite La Chine avec son systegraveme Bei-dou est eacutegalement en lice Les donneacutees drsquoassistance du Glo-bal Navigation Satellite Systems (GNSS) ndash terme collectif affecteacute agrave tous les systegravemes de navigation par satellite ndash eacutetant nettement diffeacuterentes les unes des autres (fig 3) des exten-sions se sont aveacutereacutees neacutecessaires dans tous les protocoles de localisation ainsi que dans le protocole SUPL
En combinant les valeurs des diffeacuterents systegravemes satellitaires et du OTDOA une position peut ecirctre calculeacutee de faccedilon plus
LTE et bientocirct eacutegalement CDMA2000reg) Ensemble avec un geacuteneacute-rateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A doteacute des options approprieacutees tous les tests A-GNSS peuvent ecirctre effectueacutes
Les eacutequipements de test peuvent ecirctre adapteacutes de faccedilon modu-laire agrave toute application de la configuration minimale compacte constitueacutee du RampSregCMW500 du RampSregSMBV100A et de lrsquoordina-teur de controcircle jusqursquoau systegraveme de test RampSregTS8980FTA avec des tests de Radio Resource Management (RRM) inteacutegreacutes simu-lation de fading et plusieurs cellules OTDOA en passant par des systegravemes de test de performance OTA Lrsquointeacutegration de la plate-forme logicielle conviviale RampSregCONTEST facilite en outre la reacuteali-sation de campagnes de tests automatiseacutees
Programme complet systegravemes de test de RohdeampSchwarz
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Comparaison des donneacutees dassistance GPS GLONASS
100 Mbits
Mobile par ex station de base LTE
50 bits 50 bits
GPS GLONASS
vz
r
vx
vy
Donneacutees de trajectoire GLONASS vecteur de vitesse et de position
vz
r
vx
vy
A
i
v
Ωγ
ω
Donneacutees de trajectoire GPS paramegravetres de Kepler
A
i
v
Ωγ
ω
A
i
v
Ωγ
ω
vz
r
vx
vy
12
preacutecise qursquoavec chaque systegraveme individuellement En particu-lier dans les laquo gorges urbaines raquo lrsquoutilisation de systegravemes mul-tiples fait qursquoune localisation peut encore ecirctre reacutealiseacutee lagrave ougrave eacutechouait jusqursquoagrave preacutesent un reacutecepteur preacutevu pour un seul sys-tegraveme Gracircce agrave la connexion avec le serveur de localisation de lrsquoopeacuterateur reacuteseau le terminal mobile peut en outre le cas eacutecheacuteant soumettre au reacuteseau le calcul de position hybride complexe
Secours en cas de neacutecessiteacute proceacutedures drsquourgence dans SUPL 20Lrsquoextension agrave SUPL 20 apporte non seulement le soutien de GNSS et LTE mais de nouvelles fonctionnaliteacutes complegravetes ont eacutegalement eacuteteacute ajouteacutees agrave la version U-Plane Ainsi en cas drsquoappel drsquourgence les laquo Emergency procedures raquo per-mettent la transmission automatique et fiable de la position aux eacutequipes de secours (fig 4) De plus la nouvelle fonction laquo Geofencing raquo permet lors de lrsquoentreacutee ou la sortie drsquoune zone de transmettre un message depuis le teacuteleacutephone mobile vers un terminal distant autoriseacute (fig 5)
ConclusionLe deacuteveloppement et lrsquoutilisation des services geacuteodeacutependants nrsquoest qursquoagrave ses tout deacutebuts Nul doute qursquoelle produira dans les prochaines anneacutees de nombreuses ideacutees et de nouvelles applications Lrsquoeacutequipement de mesure de RohdeampSchwarz srsquoy est deacutejagrave preacutepareacute et sera toujours agrave lrsquoavant-garde gracircce agrave lrsquoin-troduction de nouveaux deacuteveloppements
Stefan Maier Ewald Zelmer
Fig 3 Les donneacutees drsquoassistance pour GPS et GLONASS sont tregraves diffeacuterentes Avec A-GPS et A-GLONASS au lieu drsquoecirctre transmises par des liaisons
satellite lentes elles le sont quasi instantaneacutement via une radiocommunication mobile
Fig 4 En cas drsquourgence la position drsquoun appelant est transmise quasi
instantaneacutement aux services de secours
Fig 5 La fonction
laquo Geofencing raquo per-
met drsquoinformer un uti-
lisateur par exemple
de lrsquoarriveacutee drsquoune per-
sonne en gare de
destination
Sou
rce
de c
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s copy
Ope
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TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
RampSregFSW mesures sur faisceaux hertziens dans la bande ELrsquoaugmentation du trafic des terminaux mobiles neacutecessite une bande passante eacuteleveacutee pour pouvoir relier les
stations de base au reacuteseau Dans la bande E entre 71 GHz et 86 GHz deux bandes de freacutequences larges de
5 GHz chacune sont disponibles agrave cet effet pour reacutealiser des liaisons point-agrave-point Ces freacutequences eacuteleveacutees
repreacutesentent un deacutefi particulier pour les eacutequipements de mesure non seulement lors du processus de deacuteve-
loppement des modules drsquoeacutemission et de reacuteception mais eacutegalement pour la reacutealisation des mesures sur les
systegravemes de transmission
Bande E de la bande passante pour eacutetancher la soif de donneacuteesBien que lrsquoUIT (Union Internationale des Teacuteleacutecommunications) ait deacutejagrave approuveacute lrsquoattribution des freacutequences de la bande E comprises entre 71 GHz et 76 GHz et 81 GHz et 86 GHz pour des applications de transmission il y a plus de 30 ans lors de la Confeacuterence administrative mondiale des radiocommuni-cations (CAMR-79) agrave Genegraveve [1] il a fallu attendre plus de 20 ans pour que ces applications suscitent des inteacuterecircts com-merciaux et incitent la FCC (Federal Communications Com-mission) aux Eacutetats-Unis ainsi que les autoriteacutes europeacuteennes agrave accorder des licences pour ces bandes et agrave fixer les exi-gences techniques approprieacutees Deux facteurs pour lrsquoeacutemer-gence drsquoun tel inteacuterecirct ont eacuteteacute la production commerciale de composants requis pour cette gamme de freacutequences et la demande en taux de transmission toujours plus eacuteleveacutes neacuteces-sitant lrsquoutilisation de nouvelles bandes de freacutequences Dans la bande E eacutetablir des voies de transmission agrave des vitesses de plusieurs Gbits ne pose aucun problegraveme Ces deux bandes de freacutequences chacune doteacutee drsquoune plage continue de 5 GHz fournissent des bandes passantes de transmission de plu-sieurs centaines de MHz permettant drsquoatteindre des deacutebits de donneacutees eacuteleveacutes mecircme avec des types de modulation simples comme le BPSK Les modules drsquoeacutemission simples et fiables peuvent par conseacutequent ecirctre reacutealiseacutes pour ces liaisons agrave ondes millimeacutetriques Mais gracircce aux progregraves en RampD cela ne signifie aucunement que cette technologie ne permettrait pas drsquoutiliser des types de modulation plus complexes La porteacutee qui peut ecirctre obtenue dans ces bandes de freacutequences nrsquoest que leacutegegraverement infeacuterieure agrave celle constateacutee par exemple dans la bande des 38 GHz ce qursquoont deacutemontreacute des eacutetudes reacutealiseacutees dans des conditions meacuteteacuteorologiques normales avec une atteacutenuation de 05 dBkm en champ libre [2]
Ces freacutequences eacuteleveacutees posent toutefois de nouveaux deacutefis aux eacutequipements de mesure Lrsquoattribution de licence protegravege en effet contre les brouillages indeacutesirables creacuteeacutes par drsquoautres sources micro-ondes mais la puissance et le spectre de
lrsquoeacutemetteur doivent ecirctre mesureacutes pour assurer une coexis-tence sans perturbations Les exigences imposeacutees aux eacutemet-teurs dans cette gamme de freacutequences sont deacutecrites dans les speacutecifications techniques [3] notamment le gabarit spectral (masque) pour la puissance rayonneacutee
Mesures spectrales dans la bande E ndash meacutelangeur drsquoharmoniques indispensableLes analyseurs de spectre conviennent parfaitement pour ces mesures exigeantes mais ne sont disponibles dans le com-merce que jusqursquoagrave 67 GHz en une seule bande de freacutequences continue Les analyseurs doivent par conseacutequent ecirctre doteacutes de meacutelangeurs harmoniques externes [4] pour pouvoir reacuteali-ser des mesures de spectre dans la bande E Ces meacutelangeurs multiplient le signal de sortie de lrsquooscillateur local de lrsquoanaly-seur de spectre et meacutelangent le signal agrave ondes millimeacutetriques agrave analyser avec une harmonique approprieacutee obtenant ainsi la freacutequence intermeacutediaire de lrsquoanalyseur Le grand nombre drsquoharmoniques geacuteneacutereacutees dans le meacutelangeur ainsi que les har-moniques du signal drsquoentreacutee conduisent cependant agrave une multitude de signaux dans le spectre En outre lrsquoabsence de preacute-filtrage fait que la freacutequence drsquoimage nrsquoest pas supprimeacutee
Cela ne pose aucun problegraveme aussi longtemps que seuls des signaux CW sont appliqueacutes agrave lrsquoentreacutee du meacutelangeur Pour de tels signaux lrsquoanalyseur de spectre peut distinguer les signaux reacuteels des signaux provoqueacutes par un meacutelange ambigu A cet effet lrsquoanalyseur effectue avant la mesure reacuteelle une mesure de reacutefeacuterence lors de laquelle la freacutequence de son
Autres articles sur le RampSregFSW dans cette revue Les deux nouveaux modegraveles RampSregFSW43 et RampSregFSW50 sont preacutesenteacutes agrave la page 38 Les modaliteacutes de reacutealisation des mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande sont deacutecrites agrave partir de la page 43
ACTUALITEacuteS 20813 13
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Mesure spectrale
Ref 10 dBm EXTM IX E
RBW 2 MHzVBW 10 kHz SWT 125 ms
2 RM CLRWR
1 RM CLRWR
Delta 2 [T1] ndash4448 dB
ndash941506410256 MHz
Marker1 (T1)ndash1756 dBm
71995993590 GHz
Center 72 GHz 250 MHz Span 25 GHz
Sous
tract
ion
des
sign
aux
3 RM CLRWR
0
ndash10
ndash20
ndash30
ndash40
ndash50
ndash60
ndash70
ndash80
ndash90
10 Offset 20 dBASGL
LVL
3DB
1
2E64Q500
14
oscillateur local est augmenteacutee de deux fois la freacutequence intermeacutediaire Seuls les signaux preacutesents dans le balayage de reacutefeacuterence et de mesure sont des signaux reacuteels qui sont affi-cheacutes dans le spectre Mais cela devient plus compliqueacute si des signaux moduleacutes sont preacutesents agrave lrsquoentreacutee du meacutelangeur et ce en particulier avec des signaux tregraves large bande le signal reacuteel et le signal reccedilu agrave la freacutequence drsquoimage de lrsquoanalyseur de
spectre se chevauchent de sorte qursquoil nrsquoest plus possible de les distinguer
La figure 1 montre la mesure du spectre reacutealiseacutee avec le RampSregFSQ ndash un analyseur de spectre et de signaux de haute qualiteacute mais drsquoune geacuteneacuteration drsquoappareils moins reacutecente et dont la freacutequence intermeacutediaire est de 404 MHz La diffeacuterence de freacutequence entre le signal drsquoentreacutee drsquoune bande passante de 500 MHz et le signal drsquoimage est de 808 MHz Avec ce signal drsquoentreacutee il est encore possible de veacuterifier si le gabarit spectral selon [3] est respecteacute en soustrayant du spectre de la mesure reacuteelle le spectre de la mesure de reacutefeacuterence Mais si le signal drsquoentreacutee avait une bande passante de 1 GHz cela ne serait alors plus possible car le signal drsquoentreacutee et le signal drsquoimage se chevaucheraient Une analyse du signal dans le domaine temporel (donneacutees IQ) ougrave une telle correction nrsquoest pas pos-sible serait fortement alteacutereacutee par lrsquoinfluence du signal drsquoimage
RampSregFSW maicirctrise eacutegalement les signaux complexesLes analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW [5] doteacutes de lrsquooption RampSregFSW-B21 (connexions OLFI pour meacutelangeur externe) offrent ici un avantage majeur par rapport aux appa-reils conventionnels disponibles dans le commerce Avec une freacutequence intermeacutediaire de 13 GHz ils disposent drsquoune plage de freacutequences de 26 GHz exempte de signal drsquoimage Ainsi des gabarits drsquoeacutemission spectrale de signaux moduleacutes en large bande peuvent ecirctre aiseacutement mesureacutes mecircme si leurs bandes passantes atteignent la gamme des GHz Ensemble avec les meacutelangeurs harmoniques externes de la derniegravere geacuteneacuteration de RohdeampSchwarz comme par exemple avec le RampSregFS-Z90 (60 GHz agrave 90 GHz) la plage dynamique pouvant ecirctre atteinte est exceptionnelle Avec la perte de conversion
Fig 1 Mesure drsquoun signal drsquoentreacutee large de 500 MHz dans la bande E
avec lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSQ La courbe bleue
montre le reacutesultat de la mesure proprement dite et la courbe noire la
mesure de reacutefeacuterence On distingue clairement ici qursquoil est possible de
soustraire le signal drsquoimage situeacute en termes de freacutequence au-dessus du
signal drsquoentreacutee (courbe orange) Pour les signaux drsquoentreacutee agrave bande pas-
sante de 1 GHz cela ne serait plus possible
Fig 2 Mesure du mecircme signal
que celui repreacutesenteacute en figure 1
avec lrsquoanalyseur de spectre
RampSregFSW Le signal drsquoentreacutee et le
signal drsquoimage sont ici seacutepareacutes lrsquoun
de lrsquoautre de 26 GHz Les mesures
de gabarit spectral ou lrsquoanalyse de
modulation de signaux significati-
vement plus larges sont possibles
sans difficulteacutes
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
du meacutelangeur de typiquement 23 dB agrave 80 GHz la figure de bruit de lrsquoensemble du montage de test RampSregFSW compris se situe agrave environ ndash150 dBmHz Pour un point de compres-sion agrave 1 dB de ndash3 dBm nominal on obtient une gamme dyna-mique suffisante pour la mesure du gabarit spectral En effet la speacutecification technique de lrsquoETSI deacutefinit une valeur de 50 dB [3] Le RampSregFS-Z90 est eacutegalement eacutequipeacute drsquoun isola-teur agrave lrsquoentreacutee ce qui permet drsquoobtenir un ROS typique de 141 Les erreurs de mesure de puissance causeacutees par les reacuteflexions agrave lrsquoentreacutee en raison des deacutesadaptations sont donc reacuteduites drsquoun facteur drsquoenviron 5 par rapport aux meacutelangeurs deacutepourvus drsquoisolateurs
La figure 2 montre la mesure du mecircme signal drsquoune liaison micro-ondes dans la bande E comme en figure 1 Le signal drsquoentreacutee drsquoune bande passante de 500 MHz et le signal agrave la freacutequence image sont eacuteloigneacutes lrsquoun de lrsquoautre de 26 GHz et il est possible de mesurer si le gabarit spectral prescrit (ligne rouge) est respecteacute La dynamique requise de 50 dB est eacutega-lement aiseacutement obtenue avec ce montage
Le RampSregFSW permet drsquoanalyser non seulement le spectre mais eacutegalement la qualiteacute de modulation Avec sa bande pas-sante drsquoanalyse de 320 MHz (option RampSregFSW-B320) il est capable drsquoenregistrer les signaux large bande correspondants de les deacutemoduler avec lrsquooption drsquoanalyse de signaux vecto-riels RampSregFSW-K70 et drsquoeacutetudier la qualiteacute de modulation
La figure 3 montre lrsquoanalyse drsquoun signal QPSK avec une bande passante de 300 MHz Les mesures de lrsquoamplitude du vec-teur drsquoerreur (EVM) de la qualiteacute de modulation de lrsquoerreur de freacutequence du taux drsquoerreur symboles et bien plus encore peuvent ecirctre reacutealiseacutees Lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
Fig 3 Analyse de modulation
drsquoun signal QPSK avec 300 MHz
de bande passante Outre les
repreacutesentations graphiques
comme par exemple le dia-
gramme de constellation ou le
signal drsquoentreacutee dans le domaine
temporel des tableaux compre-
nant des valeurs numeacuteriques
offrent un aperccedilu rapide de la qua-
liteacute de modulation
Bibliographie[1] Radiofrequency Use and Management Impacts from the World Administrative Radio
Conference of 1979 WARC-79 chapter 4 overview actions and impacts page 77[2] ITU-R P676-6 Attenuation by atmospheric gases 2005[3] ETSI TS 102 524 V11 Technical Specification Fixed Radio Systems Point-to-Point
equipment Radio equipment and antennas for use in Point-to-Point Millimetre wave applications in the Fixed Services (mmwFS) frequency bands 71 GHz to 76 GHz and 81 GHz to 86 GHz
[4] Dr Florian Ramian Using Harmonic External Mixers to Extend the Frequency Range RohdeampSchwarz Application Note 1EF75
[5] La nouvelle reacutefeacuterence Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSW ACTUALITEacuteS (2011) Ndeg 204 (tireacute agrave part dans les pages centrales)
RampSregFSW repreacutesente les reacutesultats dans des tableaux ou sous forme graphique comme par exemple la phase et lrsquoamplitude dans un diagramme de constellation ce qui donne un aperccedilu visuel de la qualiteacute de modulation
ReacutesumeacuteLes liaisons par faisceaux hertziens dans la bande E deviennent de plus en plus attractives en raison des exi-gences sans cesse croissantes en termes de quantiteacute de don-neacutees agrave transmettre car il est possible ici drsquoatteindre les deacutebits de donneacutees les plus eacuteleveacutes de toutes les technologies de transmission sans fil Pour reacutealiser des mesures de spectre un analyseur de spectre doteacute drsquoun meacutelangeur harmonique externe est requis Une freacutequence intermeacutediaire eacuteleveacutee de lrsquoanalyseur offre une large plage exempte de signaux drsquoimage Les meacutelangeurs harmoniques de RohdeampSchwarz assurent gracircce agrave leurs pertes de conversion reacuteduites une dynamique eacuteleveacutee une excellente adaptation ainsi qursquoune grande preacute-cision lors des mesures de puissance Crsquoest ainsi que le RampSregFSW doteacute du meacutelangeur RampSregFS-Z90 repreacutesente la solution optimale pour cette application tout en offrant la pos-sibiliteacute de mesurer la qualiteacute de modulation des signaux
Dr Wolfgang Wendler
ACTUALITEacuteS 20813 15
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RLAN IEEE 80211ac mesures deacutesormais pos-sibles avec des appareils de milieu de gammeLa nouvelle norme RLAN IEEE 80211ac augmente de maniegravere significative le taux de transfert de donneacutees
Ce qui reacutejouit les utilisateurs constitue en revanche un deacutefi pour les fabricants car la nouvelle technologie
impose les plus hautes exigences aux composants utiliseacutes Toutes les mesures neacutecessaires sont deacutesormais
eacutegalement possibles avec des appareils de milieu de gamme de RohdeampSchwarz ndash et les systegravemes de test
optimiseacutes en termes de coucirct pour la production peuvent ecirctre reacutealiseacutes rapidement
RLAN IEEE 80211ac ndash nouvelle norme pour un deacutebit de donneacutees plus eacuteleveacuteLrsquoaccegraves agrave Internet avec des smartphones et tablettes via des reacuteseaux locaux radioeacutelectriques (RLAN eacutegalement appeleacutes WLAN ou Wi-Fi) est deacutesormais une pratique courante De plus en plus drsquoappareils tels que deacutecodeurs TV et teacuteleacuteviseurs sont doteacutes drsquoune connectiviteacute RLAN et les nouvelles applica-tions augmentent les exigences en termes de deacutebit de don-neacutees Mais les larges bandes passantes de signal neacutecessaires agrave cet effet ne sont disponibles que dans les gammes de freacute-quence eacuteleveacutees
Crsquoest la raison pour laquelle la norme IEEE 80211ac srsquoen-gage sur une nouvelle voie Elle utilise eacutegalement des bandes passantes de 80 MHz et 160 MHz dans la bande des 5 GHz ce qui lui permet drsquoatteindre des deacutebits de plusieurs Gbits Elle utilise en outre des scheacutemas de modulation drsquoordre plus eacuteleveacute et offre une gestion eacutetendue de la technologie multi-antennes (MIMO) avec un maximum de huit antennes et Multi-User MIMO
La 256QAM exige une bonne qualiteacute de signal Outre les types de modulation BPSK QPSK 16QAM et 64QAM preacuteceacutedemment utiliseacutes la norme IEEE 80211ac prend eacutegalement en charge la modulation 256QAM Le ter-minal sans fil deacutefinit la modulation agrave utiliser en fonction de la qualiteacute du signal mesureacute
Un switch Wi-Fi Multi-User MIMO peut servir plusieurs utilisa-teurs simultaneacutement et sur la mecircme freacutequence Cela est pos-sible gracircce agrave la propagation par trajets multiples et agrave la forma-tion de faisceaux selon la technologie drsquoantennes multiples Chaque utilisateur reccediloit un flux de donneacutees distinct et seacutepareacute dans lrsquoespace Le proceacutedeacute Multi-user MIMO ameacuteliore la capaciteacute de lrsquoensemble du systegraveme mais les flux de donneacutees individuels conduisent cependant agrave un niveau de bruit plus eacuteleveacute Or un rap-port signalbruit particuliegraverement eacuteleveacute avec un EVM infeacuterieur agrave ndash32 dB est requis pour la deacutemodulation des signaux 256QAM
Des exigences plus eacuteleveacutees sont eacutegalement imposeacutees en matiegravere de reacuteponse en freacutequence Par rapport au signal uti-liseacute par la norme IEEE 80211n une puissance constante est ici neacutecessaire sur une largeur de bande quatre fois plus eacutele-veacutee cocircteacute eacutemetteur et reacutecepteur Drsquoeacuteventuels eacutecarts conduisent ici eacutegalement agrave une augmentation de lrsquoerreur vectorielle EVM ndash obstacle aux transmissions agrave modulations drsquoun ordre aussi eacuteleveacute que celui de la 256QAM
Preacute-distorsion numeacuterique contre les effets non lineacuteairesAfin de pouvoir reacutepondre agrave ces exigences les composants tels que les amplificateurs et les meacutelangeurs doivent disposer drsquoun faible bruit et drsquoun comportement lineacuteaire sur une large gamme de freacutequences Alors que les composantes de bruit ne peuvent pas ecirctre isoleacutees du signal il est en revanche pos-sible de compenser les effets non lineacuteaires par une meacutethode dite de preacute-distorsion numeacuterique On procegravede agrave cet effet agrave une preacute-distorsion numeacuterique inverse avant amplification laquelle srsquooppose agrave la distorsion de lrsquoamplificateur et lrsquoannule de ce fait il en reacutesulte un signal amplifieacute lineacuteairement
Fig 1 Le RampSregSMBV100A (en haut) est le premier geacuteneacuterateur de
signaux vectoriels au monde agrave pouvoir geacuteneacuterer des signaux Wi-Fi avec
une bande passante RF de 160 MHz sans appareil suppleacutementaire Lrsquoana-
lyseur de spectre et de signaux RampSregFSV prend eacutegalement en charge la
nouvelle norme de reacuteseaux sans fil
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Tests eacutetendus requisLes tests imposeacutes par la IEEE 80211ac sont une extension de la norme preacuteceacutedente Les essais sur eacutemetteurs couvrent le gabarit spectral la planeacuteiteacute spectrale (Spectral Flatness) la freacutequence centrale et la qualiteacute de modulation Cocircteacute reacutecep-teur les caracteacuteristiques suivantes doivent ecirctre notamment veacuterifieacutees sensibiliteacute suppression des signaux dans les canaux adjacents suppression des signaux dans les canaux non-adja-cents puissance drsquoentreacutee maximale et sensibiliteacute CCA (Clear Channel Assessment) Les concepteurs et fabricants de com-posants pour la norme IEEE 80211ac doivent alors dispo-ser de sources et drsquoanalyseurs de signaux offrant au mini-mum une bande passante drsquoanalyse et de modulation IQ de 160 MHz dans la bande des 5 GHz
Solution de test de RohdeampSchwarzLa toute nouvelle geacuteneacuteration composeacutee du geacuteneacuterateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A et de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSV est conccedilue agrave cet effet (fig 1) Avec ces deux appareils toutes les mesures requises sur eacutemetteurs et reacutecepteurs sont simples agrave reacutealiser Les fonc-tions de geacuteneacuteration et drsquoanalyse de signaux neacutecessaires sont inteacutegreacutees et peuvent ecirctre utiliseacutees soit manuellement soit agrave lrsquoaide du seacutequenceur
Le RampSregSMBV100A offre une varieacuteteacute de fonctions la confi-guration de blocs de trame (frame-block) permet de meacutelan-ger diffeacuterents bursts pour diffeacuterents signaux Wi-Fi Ainsi un burst de 160 MHz peut ecirctre suivi drsquoun burst de 80 MHz selon IEEE 80211ac 11n ou 11a afin de simuler les sceacutenarios de signal reacuteels pouvant se produire sur un point drsquoaccegraves Pour les tests MIMO des signaux drsquoun maximum de huit antennes sont supporteacutes lesquels peuvent pour des essais statiques
ecirctre additionneacutes dans le geacuteneacuterateur avec diffeacuterents niveaux et phases et ce afin de geacuteneacuterer le signal composite adeacutequat pour lrsquoantenne de reacuteception Un bruit blanc gaussien peut ecirctre superposeacute au signal pour eacutemuler le bruit de lrsquoeacutetage drsquoen-treacutee RF drsquoun reacutecepteur
La grande qualiteacute de signal du geacuteneacuterateur complegravete ces fonc-tionnaliteacutes Le vecteur drsquoerreur pour un signal agrave bande passante de 160 MHz mesureacute avec une modulation de 256QAM est de ndash47 dB agrave 57 GHz De mecircme le RampSregSMBV100A se distingue particuliegraverement par une reacuteponse en freacutequence de 02 dB mesureacutee sur plus de 160 MHz
Pour lrsquoanalyse de signaux selon IEEE 80211ac le RampSregFSV reacutealise des mesures spectrales telles que les eacutemissions hors bande et non-harmoniques ainsi que la fuite en puissance dans les canaux adjacents De nombreuses mesures de para-megravetres de modulation peuvent ecirctre reacutealiseacutees dans le domaine temporel Lrsquoutilisateur peut confortablement basculer drsquoune mesure agrave lrsquoautre et les principaux reacutesultats peuvent ecirctre repreacutesenteacutes sous forme graphique ou de tableau (fig 2 et 3) Lrsquoeacutecran tactile offre en outre une utilisation particuliegraverement conviviale
Le RampSregFSV et le RampSregSMBV100A sont des appareils univer-sels utiliseacutes en deacuteveloppement et en production de stations de base de teacuteleacutephones mobiles et drsquoamplificateurs Drsquoautres applications exigent eacutegalement une bande passante eacuteleveacutee comme par exemple les mesures drsquoagreacutegation de porteuses du LTE Advanced agrave bande passante jusqursquoagrave 100 MHz les mesures de preacute-distorsion sur amplificateurs agrave large bande ainsi que les mesures drsquoimpulsions large bande et sur stations de base multistandards
Markus Loumlrner Martin Schmaumlhling
Fig 2 Le diagramme du haut montre sept bursts Wi-Fi deacutemoduleacutes En bas est illustreacute un diagramme
de constellation 256QAM Les points de constellation se situent parfaitement sur la grille et teacutemoignent
ainsi drsquoune haute qualiteacute de signal Les eacuteventuels eacutecarts constateacutes dans ce diagramme fourniront de
preacutecieuses informations sur lrsquoorigine des erreurs
Fig 3 Les principaux reacutesultats
peuvent eacutegalement ecirctre preacutesenteacutes
sous forme de tableau
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Exemple dapplication NFC
Sommet A
Sommet B
Sommet C
Sommet A
Sommet B
Sommet C
NFC NFC
NFC
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Geacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune toucheLa technologie NFC (Near Field Communication) investit notre environnement quotidien Elle est en passe
de devenir monnaie courante notamment sur les teacuteleacutephones mobiles haut de gamme Doteacutes de lrsquooption
RampSregSMx-K89 les geacuteneacuterateurs de signaux RohdeampSchwarz permettent de geacuteneacuterer les signaux NFC norma-
liseacutes neacutecessaires au deacuteveloppement et agrave la production de ces appareils
NFC ndash un autre standard de transmission courte porteacutee de plus A la diffeacuterence des systegravemes de transmission courte por-teacutee courants par ex Bluetoothreg la transmission NFC nrsquoest utilisable que sur des distances nettement plus courtes (voir encadreacute p 19) Ce qui de prime abord peut apparaicirctre comme une limitation permet en fait une ouverture agrave des applications nouvelles diffeacuterentes de celles exploiteacutees dans le cas du Bluetoothreg Lorsqursquoil srsquoagit de liaisons sur plusieurs megravetres les utilisateurs doivent pour des questions drsquoeacutecono-mie drsquoeacutenergie et de protection des donneacutees activer ou auto-riser explicitement la connexion avec leurs mobiles alors que celle-ci srsquoeffectue de faccedilon intuitive dans le cas de la NFC il suffit soit drsquoapprocher deux appareils lrsquoun de lrsquoautre soit drsquoen poser un sur un terminal Gracircce agrave cette simpliciteacute drsquoutilisation la technologie NFC est voueacutee agrave une multitude de nouvelles applications Quelques exemples
Paiement sans espegraveces au moyen drsquoun teacuteleacutephone portable ou drsquoune carte bancaire
Activation aiseacutee drsquoune connexion Wi-Fi dans un restaurant agrave lrsquoarriveacutee il suffit drsquoapprocher son mobile drsquoun terminal situeacute pregraves de lrsquoentreacutee et la suite srsquoeffectue automatiquement Plus besoin drsquoentrer des codes compliqueacutes et le restaurant est assureacute que la mise agrave disposition gratuite de la connexion sera toutefois reacuteserveacutee agrave lrsquousage de ses clients
Certaines applications plus exotiques sont deacutejagrave disponibles p ex une appli pour Smartphones se substituant au clas-sique forfait randonneacutee (fig 1)
Tests NFC en deacuteveloppement et en productionDe nombreuses applications neacutecessitent de faire communi-quer entre eux des appareils de diffeacuterents constructeurs Afin drsquoassurer lrsquointeropeacuterabiliteacute le NFC Forum a eacutetabli des proceacute-dures de test normaliseacutees Ces tests deacutecrits dans le docu-ment laquo Test Specifications Cases for the NFC RF Analog Spe-cification raquo permettent aux fabricants de veacuterifier en deacutevelop-pement et en production si leurs appareils compatibles NFC sont conformes aux exigences du standard NFC
Lors drsquoune communication NFC un appareil peut avoir deux rocircles diffeacuterents Srsquoil fournit lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la com-munication il est appeleacute laquo Polling Device raquo ou plus simple-ment laquo Poller raquo Si en revanche il utilise pour reacutepondre agrave un autre appareil NFC lrsquoeacutenergie que celui-ci met agrave sa disposition il fonctionne en mode drsquoeacutecoute (Listening) Lrsquoencadreacute de la page 19 fournit une bregraveve preacutesentation geacuteneacuterale de la tech-nologie de transmission NFC La speacutecification de test du NFC Forum eacutevoqueacutee plus haut prend en compte les tests destineacutes aux deux modes de dispositifs NFC
Fig 1 Dans le parc national des Hautes Tatras en Pologne des tags NFC
sont positionneacutes aux sommets des montagnes A chacun des sommets
qursquoils atteignent les randonneurs peuvent ndash agrave lrsquoaide drsquoun Smartphone NFC
et drsquoune appli correspondante ndash y valider leur passeport de randonneacutee
eacutelectronique en approchant le mobile du tag NFC
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Principe de la NFC
Circuit eacutelectronique
Circuit eacutelectronique
Polling Device Listening DeviceChamp eacutelectromagneacutetique
typ lt 5 mm
Tests sur Listening Devices
cedilSMBV100A
Oscilloscope cedilRTO RampSregRTO et logiciel pour PC
DUTListener
ReferencePollingDevice
Signal RF
cedilSMBV100A laquoY a-t-il quelquunraquoDUT Listener laquoOui voici mes caracteacuteristiques raquo
Tests sur appareils en mode drsquoeacutecoute (Listening Devices)Pour cette seacuterie de tests lrsquoobjet sous test (Device Under Test DUT) fonctionne en mode drsquoeacutecoute (fig 2) Un geacuteneacuterateur par ex le RampSregSMBV100A de RohdeampSchwarz deacutelivre les signaux Poller Pendant toute la seacutequence de test il fournit en outre lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la communication en geacuteneacuterant une porteuse agrave 1356 MHz Une antenne de reacutefeacuterence NFC (appeleacutee laquoReference Polling Device raquo est eacutegalement neacuteces-saire afin drsquoappliquer au DUT ce signal RF constitueacute de la por-teuse moduleacutee par le signal Poller Le NFC Forum a speacutecifieacute avec preacutecision la configuration de cette antenne et de lrsquoeacutelec-tronique correspondante
Si le Listening Device agrave tester fonctionne correctement il reacutepond en modulant le champ eacutelectromagneacutetique du Poller (modulation de charge) Lrsquoantenne de reacutefeacuterence enregistre la reacuteponse et lrsquoapplique sur un connecteur sous forme de signal
Principe de la communication en champ procheEn NFC la transmission srsquoeffectue sur des distances de quelques millimegravetres p ex en placcedilant une carte de paie-ment sur un terminal ou en approchant deux teacuteleacutephones mobiles lrsquoun de lrsquoautre Lrsquoun des appareils geacutenegravere alors un champ eacutelectromagneacutetique agrave une freacutequence de 1356 MHz (fig 3) A la diffeacuterence drsquoune transmission en radiocommu-nication mobile le signal nrsquoest pas rayonneacute dans lrsquoespace (en champ lointain) mais il donne lieu agrave un couplage induc-tif en champ proche avec lrsquoautre appareil de la mecircme maniegravere que dans un transformateur
Lrsquoappareil qui geacutenegravere le champ est appeleacute Polling Device ou Poller le second appareil est le Listening Device ou Listener (dans ce contexte une carte de paiement est donc consideacutereacutee comme eacutetant aussi un laquo appareil raquo) Crsquoest en modulant lrsquoamplitude de son champ que le Poller trans-met les donneacutees au Listener qui enregistre lrsquoinformation
Fig 3 En NFC la communication entre deux appareils utilise un
champ eacutelectromagneacutetique agrave 1356 MHz
La transmission du Listener vers le Poller srsquoeffectue par modulation de charge (Load Modulation) la quantiteacute drsquoeacutenergie que le Listener preacutelegraveve agrave partir du champ ne reste pas constamment la mecircme Elle peut au contraire varier dans le temps (le listener opegravere une modification drsquoimpeacutedance) Par une contre-reacuteaction il se produit une variation de lrsquoamplitude du champ alternatif que le Poller peut enregistrer
NFC-A NFC-B et NFC-FAu fil du temps ce type de communication en champ proche a ndash sous lrsquoimpulsion de diffeacuterents constructeurs ndash donneacute lieu agrave diverses normes de transmission Agrave partir des plus importantes drsquoentre elles le NFC Forum a eacutelaboreacute la norme NFC geacuteneacuterique La sub-division en trois sous-standards NFC-A NFC-B et NFC-F rappelle aujourdrsquohui encore que la nouvelle norme NFC est issue de difeacuterentes normes plus anciennes Ces trois sous-standards utilisent un champ agrave 1356 MHz Ils se diffeacuterencient par la faccedilon de moduler ce champ en amplitude par le codage des sym-boles transmis ainsi que par le deacutebit binaire
Concernant la Load Modulation NFC B il est aussi par-fois question de BPSK En fait il ne srsquoagit pas veacuteritable-ment drsquoune modulation de phase du champ mais plutocirct de modulation de phase drsquoune sous-porteuse modulant elle-mecircme lrsquoamplitude drsquoun champ agrave 1356 MHz
Fig 2 Montage typique utiliseacute pour les tests sur un Listening Device
eacutelectrique Celui-ci est examineacute par un systegraveme drsquoanalyse de signaux NFC ndash par ex lrsquooscilloscope RampSregRTO utiliseacute en liai-son avec le logiciel pour PC RampSregFS-K112PC ndash qui contribue agrave la deacutecision de savoir si le Listening Device a reacuteussi le test
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Reacuteglage des paramegravetres de modulation
Tests de Polling
cedilSMBV100A
Oscilloscope cedilRTO et logiciel pour PC
DUTPoller
ReferenceListeningDevice
Signal en
bande de base
Deacuteclenchement
DUT Poller laquoY a-t-il quelquunraquoRampSregRTO au RampSregSMBV100A laquoQuelquun sadresse agrave nousraquoRampSregSMBV100A (simulant le Listener) laquoOui je suis lagrave voici mes caracteacuteristiques raquoDUT Poller laquoLeacutechange de donneacutees peut deacutebuterraquo
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Fig 6 Les paramegravetres de modulation permettent de modifier en sou-
plesse les flancs du signal La suroscillation de 5 geacuteneacutereacutee artificielle-
ment apregraves le flanc montant est nettement visible
Fig 4 Montage typique utiliseacute pour les tests sur un Polling Device
Tests sur appareils en mode de scrutation (Polling Devices)Pour les tests sur Polling Devices le DUT geacutenegravere le champ 1356 MHz neacutecessaire agrave la communication NFC et le module avec un signal Poller Ici aussi il est neacutecessaire de preacutevoir une antenne de reacutefeacuterence NFC positionneacutee dans le champ du Pol-ler Lrsquoenveloppe du signal Poller reccedilu est appliqueacutee sur un connecteur et veacuterifieacutee par le systegraveme drsquoanalyse NFC Pour certains tests cela suffit pour deacutecider de la reacuteussite ou de lrsquoeacutechec du test
Pour drsquoautres Polling Device Tests il est en revanche neacuteces-saire qursquoun geacuteneacuterateur de signaux fournisse une reacuteponse Listener afin drsquoinciter le Poller sous test agrave envoyer drsquoautres signaux (fig 4) Deacuteclencheacute agrave cet effet par le systegraveme drsquoanalyse le geacuteneacuterateur envoie vers lrsquoantenne de reacutefeacuterence une reacuteponse ad hoc sous forme de signal en bande de base Lrsquoeacutelectronique de lrsquoantenne de reacutefeacuterence effectue alors la modulation de charge du champ eacutelectromagneacutetique du Poller Si le compor-tement du Poller sous test est conforme agrave la norme un nou-veau signal Poller sera eacutemis pour ecirctre ensuite analyseacute
Les geacuteneacuterateurs de signaux vectoriels de RohdeampSchwarz produisent tous les signaux NFCDisponible pour les actuels geacuteneacuterateurs de signaux vectoriels RampSregSMU200A RampSregSMBV100A ainsi que RampSregAMU200A RampSregSMJ100A et RampSregSMATE200A la nouvelle option RampSregSMx-K89 permet de geacuteneacuterer aiseacutement les signaux Poller et Listener deacutecrits ci-dessus Les signaux obtenus avec cette option sont conformes agrave la norme NFC et compatibles avec les trois sous-standards NFC-A NFC-B et NFC-F (fig 5)
Les signaux peuvent ecirctre parameacutetreacutes dans le moindre deacutetail Il est p ex possible de modifier la forme des flancs ou de les deacutegrader artificiellement en introduisant des suroscil-lations afin de veacuterifier si le DUT peut fonctionner dans des conditions deacutefavorables (fig 6) Tous les paramegravetres sont non seulement reacuteglables manuellement via lrsquointerface graphique mais le geacuteneacuterateur peut aussi ecirctre commandeacute agrave distance et en temps reacuteel par des instructions SCPI transmises via GPIB ou Ethernet
En plus des tests de base prescrits par la norme lrsquooption RampSregSMx-K89 permet agrave lrsquoutilisateur de personnaliser ses propres seacutequences de test pour une analyse plus deacutetailleacutee Celui-ci peut avec beaucoup de souplesse regrouper diffeacute-rentes commandes NFC afin de constituer des seacutequences de grande longueur (fig 7) Il dispose agrave cet effet soit de com-mandes simples utiliseacutees pour la recherche drsquoappareils et lrsquoeacutevitement de collisions soit de commandes pour les proto-coles de transfert de donneacutees (plateforme de tags type 1 agrave 4 ISO DEP NFC-DEP) baseacutes sur NFC-A -B -F
Fig 5 Menu principal de lrsquooption RampSregSMx-K89 Celle-ci gegravere les trois
sous-standards du NFC Forum NFC-A NFC-B et NFC-F
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Une source unique pour tous les tests NFCLe programme RohdeampSchwarz adressant les tests NFC comporte tout ce qui est neacutecessaire pour effectuer les tests deacutecrits ici Un jeu complet drsquoantennes de reacutefeacuterence est dis-ponible pour lrsquointerface avec le champ NFC (Equipement de reacutefeacuterence selon le NFC Forum RampSregCSNFC-B8) [1]
Un eacutequipement RohdeampSchwarz acquis anteacuterieurement pour effectuer des mesures en radiocommunication mobile peut ecirctre doteacute de la fonctionnaliteacute NFC sans aucun ajout mateacuteriel Le logiciel de mesure NFC RampSregFS-K112PC permet en effet drsquoanalyser les signaux NFC enregistreacutes au moyen de lrsquooscil-loscope RampSregRTO ou de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
Fig 7 Les commandes NFC peuvent ecirctre regroupeacutees de faccedilon flexible en
seacutequences relativement longues Lrsquooption gegravere eacutegalement les commandes
pour les protocoles baseacutes sur les standards NFC-A -B -F (plateforme de
tags de type 1 agrave 4 ISO DEP et NFC-DEP)
Pour plus drsquoinformations[1] Page Technologie NFC RFID
httpwwwrohde-schwarzcomtechnologynfc[2] Page produit RampSregSMBV-K89 NFC ABF
httpwwwrohde-schwarzcomproductsmbvk89
RohdeampSchwarz est membre associeacute du NFC Forum NFC Forum et le logo laquo NFC Forum raquo sont des marques du Forum Near Field Communication
RampSregFSV La nouvelle option RampSregSMx-K89 est disponible degraves agrave preacutesent pour tous les geacuteneacuterateurs de signaux vecto-riels du programme actuel de RohdeampSchwarz elle complegravete ainsi lrsquooffre de test amp mesure pour la technologie NFC [2]
Bertram Fesl
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Fig 1 Sonde de mesure de
puissance USB RampSregNRP-Z58
avec adaptateur pour la bande
de guide drsquoondes WR-10
(R900 WG-27) de 75 GHz agrave
110 GHz
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Transducteur thermoeacutelectriquePile thermoeacutelectrique
env 2 mm
Acheminement RF coplanaire
Terminaison RF (1er puits de chaleur) 2egraveme puits de chaleur
Masse
La sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm reacutealise des mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacuteJusqursquoagrave reacutecemment aucune solution attractive nrsquoexistait sur le marcheacute pour mesurer la puissance des
sources large bande jusqursquoagrave 110 GHz ou pour calibrer le niveau drsquoanalyseurs de reacuteseau doteacutes de ports de
test de 1 mm Les sondes disponibles pour les bandes V et W sont baseacutees sur une technologie obsolegravete et
ne couvrent que les composantes du signal situeacutees agrave lrsquointeacuterieur de leur bande de freacutequence respective Pour
reacutealiser des mesures large bande de multiples sondes harmoniseacutees sont alors neacutecessaires Rien de tel avec
la nouvelle sonde de mesure de puissance thermique RampSregNRP-Z58 laquelle couvre la totaliteacute de la gamme
de freacutequences de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute
Besoin identifieacute hellipLrsquooffre sur le marcheacute relative aux sondes de mesure de puis-sance pour des applications dans le domaine des ondes milli-meacutetriques est tregraves reacuteduite Depuis longtemps deacutejagrave la plupart de ces sondes ne reflegravetent plus lrsquoeacutetat de la technologie de pointe Cela srsquoapplique agrave la gamme de freacutequences de 67 GHz agrave 75 GHz mais eacutegalement agrave la bande W (75 GHz agrave 110 GHz) pour laquelle seuls un ancien type de sonde agrave base de diodes et un wattmegravetre fonctionnant selon le principe de mesure calorimeacutetrique sont disponibles Avec de telles sondes par exemple aucun signal situeacute en dessous de la freacutequence de coupure du type de guide drsquoondes de deacutetection utiliseacute nrsquoest pris en compte ce qui complique les mesures de puissance
des sources large bande comme les photo-deacutetecteurs et les photoreacutecepteurs pour Ethernet 100G Il en est de mecircme pour le calibrage de niveau des analyseurs de reacuteseau avec des ports de test de 1 mm Ici eacutegalement la seule possibiliteacute de calibrage consistait jusqursquoagrave ce jour agrave mesurer successive-ment les diffeacuterentes bandes de freacutequences avec les sondes de mesure de puissance correspondantes approprieacutees De plus les sondes de puissance agrave connecteurs en guide drsquoondes neacutecessitaient alors la mise en place drsquoun adaptateur sur le connecteur coaxial de la source Hormis la charge de travail et la difficulteacute drsquoautomatisation cette proceacutedure induit une plus grande usure du connecteur 1 mm deacutejagrave assez sensible Cette usure est non seulement due aux multiples change-ments de sondes mais eacutegalement agrave la contrainte meacutecanique lieacutee au poids et la taille imposantes des sondes de puissance agrave guides drsquoondes conventionnelles
hellip et mise sur le marcheacute drsquoun produit innovant Avec la nouvelle sonde de puissance thermique RampSregNRP-Z58 (fig 1) les problegravemes deacutecrits ci-dessus appartiennent deacutesor-mais au passeacute Un connecteur coaxial de 1 mm (macircle) permet en effet de couvrir sans discontinuiteacute la totaliteacute de la gamme de freacutequences de DC agrave 110 GHz La plage de mesure de puis-sance srsquoeacutetend de 03 microW (minus35 dBm) agrave 100 mW (+20 dBm) couvrant ainsi la plage inteacuteressante en termes de meacutetrologie En outre la nouvelle sonde de puissance est leacutegegravere et pra-tique et peut ecirctre directement utiliseacutee agrave partir drsquoun PC via un port USB Ses autres caracteacuteristiques telles que vitesse de mesure eacuteleveacutee excellente lineacuteariteacute traccedilabiliteacute complegravete aux eacutetalons primaires des instituts de meacutetrologie nationaux renommeacutes et possibiliteacute de veacuterification interne ndash sont eacutegale-ment remarquables Ainsi non seulement le RampSregNRP-Z58
Fig 2 Structure du transducteur thermoeacutelectrique ndash un deacuteveloppement
de RohdeampSchwarz
ACTUALITEacuteS 20813 23
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Calibrage avec reacutefeacuterence DC
Source RF (DUT)
Reacutefeacuterence DC
Transducteur thermoeacutelectrique
P+
ndash
PDC
PRF
Sonde de puissance RampSregNRP-Z58
Frontal du RampSregNRP-Z58
Acheminement coaxial du signal
Ligne coplanaire
Transducteur thermoeacutelectrique (Couche RF)
Traitement du signal analogique
Transition coaxiale ndash planaire
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constitue le premier choix pour reacutealiser des mesures de puis-sance sur les ports coaxiaux de 1 mm mais il peut eacutegalement remplacer des sondes de puissance agrave guides drsquoondes dans de nombreuses autres applications (voir encadreacute page 25)
La sonde de mesure de puissance 110 GHz RampSregNRP-Z58 fait partie de la famille RampSregNRP de RohdeampSchwarz et dis-pose de toutes leurs caracteacuteristiques essentielles Sa piegravece maicirctresse est le transducteur thermoeacutelectrique indirec-tement chauffeacute agrave savoir un deacuteveloppement exclusif de RohdeampSchwarz qui combine de tregraves bonnes valeurs drsquoadap-tation avec une plage dynamique eacuteleveacutee et un temps de reacuteponse de quelques millisecondes (fig 2) Le connecteur RF est relieacute via une transition large bande en instance de brevet laquelle transforme le champ de lrsquoonde incidente agrave symeacutetrie radiale et lrsquoadapte agrave la distribution de champ agrave lrsquoentreacutee copla-naire du transducteur elle permet en mecircme temps drsquoobtenir une excellente isolation thermique (fig 3) Ces mesures ainsi que drsquoautres relatives agrave la conception thermique assurent que la deacuterive du zeacutero reste neacutegligeable agrave diffeacuterentes tempeacuteratures ambiantes ou lors du vissage de la sonde Dans des condi-tions ambiantes constantes on peut srsquoattendre agrave ce qursquoil nrsquoy ait pratiquement pas de deacuterive car lrsquoarchitecture de la chaicircne de traitement du signal garantit la suppression totale du bruit 1f Dans de nombreux cas le calibrage du zeacutero en usine est donc suffisant Cela a en outre permis de se passer de la fonc-tion de mise agrave zeacutero interne laquelle nrsquoaurait drsquoailleurs conduit agrave aucune ameacutelioration mais au contraire agrave des interruptions longues et asynchrones du processus de mesure
Tension de reacutefeacuterence DC interne Pour la veacuterification du transducteur de mesure thermoeacutelec-trique et de la chaicircne de traitement de signal analogique en aval la sonde de puissance RampSregNRP-Z58 inclut une reacutefeacute-rence DC (fig 4) ndash ce qui rend superflu le calibrage avec une source de reacutefeacuterence externe de 50 MHz Pour cela il nrsquoest mecircme pas neacutecessaire de deacuteconnecter la sonde de puissance
de lrsquoobjet sous test aussi longtemps que celui-ci fournit un signal suffisamment stable Avec une reproductibiliteacute de lrsquoordre de 10ndash4 la veacuterification effectueacutee avec la reacutefeacuterence DC inteacutegreacutee est de loin supeacuterieure agrave un calibrage reacutealiseacute avec des signaux RF externes
Le processus drsquoeacutetalonnage en usine reacutealiseacute sur environ 200 freacutequences est directement traccedilable par rapport aux eacutetalons primaires de lrsquoInstitut national de meacutetrologie de la Reacutepublique feacutedeacuterale drsquoAllemagne (Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB) et des Eacutetats-Unis (National Institute of Standards and Technology NIST) Ici RohdeampSchwarz beacuteneacuteficie eacutegalement de lrsquoutilisation drsquoun micro-calorimegravetre reacutecemment mis en ser-vice par le PTB lequel couvre la totaliteacute de la bande W Dans cette gamme les incertitudes drsquoeacutetalonnage de cette nouvelle sonde de puissance se situent entre 60 et 70 (calculeacutees selon GUM avec un coefficient de couverture eacutegal agrave 2)
Indication de puissance hautement lineacuteaireLors du deacuteveloppement un soin tout particulier a eacuteteacute apporteacute agrave lrsquoobtention drsquoune haute lineacuteariteacute de lrsquoindication de puissance caracteacuteristique particuliegraverement importante pour des mesures relatives Ceci srsquoapplique aux mesures scalaires drsquoaffaiblis-sement de gain et de reacuteflexion ainsi notamment qursquoaux mesures de puissances indirectes via des coupleurs direction-nels avec lesquelles la reacutefeacuterence absolue est obtenue par un calibrage du systegraveme agrave un seul niveau Avec une incertitude de lineacuteariteacute maximum de 023 (001 dB) le RampSregNRP-Z58 se situe au niveau des sondes de puissance classiques agrave base de thermistances avec lesquelles la meacutethode de substitution DC permet drsquoobtenir une grande lineacuteariteacute Mais pour des rai-sons lieacutees agrave la vitesse de mesure le RampSregNRP-Z58 nrsquoutilise pas cette meacutethode qursquoil remplace par la reacutealisation drsquoune cor-rection de lineacuteariteacute numeacuterique laquelle est baseacutee sur un eacuteta-lonnage en usine du transducteur thermoeacutelectrique avec des tensions continues et peut rester inchangeacutee pendant toute la dureacutee de vie de la sonde
Fig 4 Circuit pour calibrage interne avec tension continueFig 3 Frontal RF avec transition coaxiale-coplanaire
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Vitesse de mesure La vitesse de mesure accessible correspond aux sondes de puissance thermoeacutelectriques modernes mais dans cer-tains cas particuliers elle deacutepend tregraves fortement de lrsquoappli-cation Lorsqursquoil srsquoagit drsquoeffectuer le plus de mesures pos-sibles dans un laps de temps donneacute il est possible gracircce agrave un mode agrave meacutemoire tampon de reacutealiser plus de 500 mesures par seconde Le temps drsquoouverture pour un point de mesure peut ecirctre reacutegleacute avec une reacutesolution drsquoune demi-milliseconde la mesure peut ecirctre reacutealiseacutee soit en deacuteclencheacute soit en roue libre En renonccedilant agrave la fonction buffer et en sortant indi-viduellement chaque reacutesultat de mesure 350 reacutesultats de mesure deacuteclencheacutes par seconde sont neacuteanmoins encore possibles Si plusieurs mesures de faible puissance sont agrave moyenner pour pouvoir obtenir un reacutesultat de mesure stable le taux de mesure effectif pouvant ecirctre atteint srsquoen trouve bien eacutevidemment reacuteduit Compareacute agrave drsquoautres produits pour la bande W le RampSregNRP-Z58 se satisfait cependant drsquoun facteur de calcul de moyenne plus faible car son plancher de bruit est nettement plus bas Il en reacutesulte des temps drsquoeacutetablissement
Bien que la sonde de puissance RampSregNRP-Z58 ait eacuteteacute deacutevelop-peacutee pour des applications large bande agrave connecteurs 1 mm elle peut eacutegalement ecirctre utiliseacutee pour des mesures sur interfaces agrave guides drsquoondes via des adaptateurs approprieacutes (fig 5) ndash ouvrant par conseacutequent agrave ces applications de toutes nouvelles possibili-teacutes Ainsi une seule sonde RampSregNRP-Z58 suffit en principe pour effectuer les mesures de puissance sur toute interface dans la gamme de freacutequences allant jusqursquoagrave 110 GHz De cette faccedilon il est notamment facile de reacutealiser des mesures dans les bandes de freacutequences pour lesquelles aucune sonde de mesure de puis-sance agrave guide drsquoondes nrsquoest disponible sur le marcheacute comme par exemple la bande WR-12 (R740 WG-26) de 60 GHz agrave 90 GHz On pourrait alors bien sucircr dans ce cas eacutequiper une sonde de puis-sance agrave guide drsquoondes pour la bande WR-10 drsquoun adaptateur WR-12 mais une telle combinaison ne serait pas tregraves attractive La grande longueur de la sonde agrave guide drsquoondes srsquoen trouverait encore augmenteacutee et la gamme de freacutequence deacutejagrave faible se reacutedui-rait agrave lrsquointersection avec la bande du guide drsquoondes de lrsquoobjet sous test agrave savoir agrave la bande de 75 GHz agrave 90 GHz
Outre lrsquoapplicabiliteacute universelle il existe cependant drsquoautres argu-ments en faveur de lrsquoutilisation du RampSregNRP-Z58 pour des appli-cations agrave guides drsquoondes arguments qui lrsquoemportent geacuteneacuterale-ment largement sur lrsquoinconveacutenient que repreacutesente la neacutecessiteacute drsquoadaptation Il srsquoagit notamment de la vitesse de mesure beau-coup plus eacuteleveacutee de la suppression du reacuteglage fastidieux avec une source de reacutefeacuterence de 50 MHz de la stabiliteacute eacuteleveacutee en tem-peacuterature de la traccedilabiliteacute complegravete de lrsquoeacutetalonnage du principe de mesure thermique et enfin et non des moindres de la possibiliteacute de fonctionner sans appareil de base speacutecifique
Lrsquoaffaiblissement de lrsquoadaptateur en amont et son interaction avec lrsquoentreacutee de la sonde de puissance peuvent ecirctre compenseacutes par une proceacutedure eacuteleacutegante appeleacutee embedding Agrave cet effet le
RampSregNRP-Z58 comme toutes les sondes de puissance RampSregNRP dispose de la fonction de correction de paramegravetres S qui permet drsquoenregistrer dans la sonde les quatre paramegravetres S de lrsquoadap-tateur pour un grand nombre de freacutequences et de les prendre en compte dans le reacutesultat de mesure sans autre intervention de lrsquoutilisateur Lrsquoeffet de la reacuteflexion agrave lrsquoentreacutee du guide drsquoondes de la sonde de puissance en moyenne leacutegegraverement augmenteacute par lrsquoadaptateur ne peut ecirctre compenseacute que par une correction gamma Cette meacutethode est eacutegalement mise en œuvre dans le RampSregNRP-Z58 mais requiert la connaissance du coefficient de reacuteflexion complexe agrave la sortie de lrsquoobjet sous test Si ce coefficient est connu les incertitudes de deacutesadaptation restantes sont alors neacutegligeables Dans le cas contraire il est conseilleacute au moins en cas de fortes exigences de preacutecision et drsquoobjets sous test tregraves deacutesadapteacutes drsquoeffectuer une estimation des effets possibles de cette deacutesadaptation sur le reacutesultat de mesure
plus courts qursquoauparavant drsquoun facteur de dix de sorte qursquoil est possible de mesurer des niveaux de minus10 dBm quasi ins-tantaneacutement tout en beacuteneacuteficiant simultaneacutement drsquoune stabi-liteacute satisfaisante
Robustesse meacutecanique et preacutecision extrecircmeLe connecteur 1 mm du RampSregNRP-Z58 deacutetermine de maniegravere deacutecisive lrsquoadaptation drsquoimpeacutedance la reproductibiliteacute et la capaciteacute de charge du nouveau produit Crsquoest la raison pour laquelle RohdeampSchwarz assure lui-mecircme la production de ce connecteur en le soumettant agrave un controcircle de qualiteacute rigoureux Qui plus est lrsquoeacutecrou drsquoaccouplement du connec-teur est monteacute sur un roulement agrave billes permettant de vis-ser la sonde manuellement de faccedilon si preacutecise qursquoil nrsquoest pas neacutecessaire drsquoutiliser une cleacute dynamomeacutetrique En outre lrsquousure du connecteur srsquoen trouve reacuteduite car la friction moins importante eacutevite une rotation du conducteur exteacuterieur lors du serrage de lrsquoeacutecrou drsquoaccouplement
Thomas Reichel
Mesures de puissance sur toute interface dans la gamme de freacutequences jusqursquoagrave 110 GHz
Fig 5 Sonde de puissance RampSregNRP-Z58 avec adaptateur pour la
bande de guide drsquoondes WR-10 (R900 WG-27) de 75 GHz agrave 110 GHz
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INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
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Le meilleur choix sondes de puissance USB de RohdeampSchwarzLes sondes wattmegravetres avec interface USB utiliseacutees pour les applications de mesures de puissance haute
freacutequence et micro-ondes ont en lrsquoespace de quelques anneacutees largement remplaceacute le duo composeacute drsquoune
sonde analogique et drsquoune uniteacute de base analogique-numeacuterique La principale motivation de cette eacutevolu-
tion reacuteside dans la reacuteduction des coucircts et lrsquoapplicabiliteacute universelle obtenues gracircce agrave la grande notorieacuteteacute du
bus USB Ce qui est moins connu en revanche est que lrsquointeacutegration totale du concept de wattmegravetre dans les
sondes eacutetait la condition preacutealable au perfectionnement des eacutequipements de mesure de puissance RF en
termes de fonctionnaliteacutes et de qualiteacute
Pourquoi faut-il des sondes Les wattmegravetres occupent une position particuliegravere au sein des appareils de mesure hautes freacutequences car ils sont les seuls agrave ecirctre directement connecteacutes agrave lrsquoobjet sous test agrave savoir sans passer par lrsquointermeacutediaire de cacircbles RF Cela est eacutetroitement lieacute agrave la nature de leurs tacircches consistant agrave cap-ter la puissance de lrsquoobjet sous test avec une charge parfai-tement adapteacutee en matiegravere drsquoimpeacutedance drsquoondes Un cacircble mecircme solidaire du wattmegravetre nrsquoaurait que des effets neacutega-tifs en raison de la deacutegradation de lrsquoadaptation et de la repro-ductibiliteacute qursquoil engendrerait
Eacutetant donneacute qursquoil nrsquoest pas possible de relier directement au connecteur RF drsquoun objet sous test un appareil de mesure complet drsquoune masse de plusieurs kilogrammes le transduc-teur haute freacutequence a depuis un certain temps deacutejagrave eacuteteacute seacutepareacute du reste de lrsquoappareil et inteacutegreacute dans une sonde de
puissance de taille reacuteduite Celle-ci a pu ecirctre relieacutee directe-ment agrave lrsquoappareil de base auquel il suffisait de transfeacuterer uni-quement le signal de sortie basse freacutequence relativement peu critique du transducteur
Le concept de ces dispositifs a pu srsquoimposer tregraves longtemps sur le marcheacute jusqursquoagrave ce que les exigences fixeacutees par les technologies de radiocommunication numeacuterique ne puissent finalement plus ecirctre geacuterables Il devenait en effet difficile de reacuteduire les coucircts de fabrication et par conseacutequent le prix de vente malgreacute tous les progregraves reacutealiseacutes en eacutelectronique les fonctionnaliteacutes restaient modestes et la vitesse de mesure ainsi que la preacutecision se trouvaient limiteacutees par le concept de dispositifs partageacutes Surmonter cette difficulteacute ne pouvait pas-ser que par lrsquointeacutegration des fonctionnaliteacutes de lrsquouniteacute de base dans la sonde
RohdeampSchwarz ndash pionnier de lrsquointeacutegrationAu milieu des anneacutees 1990 la miniaturisation et la perfor-mance des appareils eacutelectroniques progressaient si forte-ment qursquoil devenait alors possible de reacutealiser cette inteacutegration RohdeampSchwarz a eacuteteacute le premier agrave franchir cette eacutetape en deacuteveloppant les sondes agrave tecirctes drsquoinsertion RampSregNRT-Z com-mandeacutees via lrsquointerface RS-422 Ces sondes pouvaient non seulement ecirctre utiliseacutees sur un appareil de base numeacuterique le RampSregNRT mais eacutegalement sur un PC via les interfaces RS-232 ou PC-Card Ce concept a eacutetabli une nouvelle reacutefeacuterence en matiegravere de mesure de puissance RF et a eacuteteacute maintes fois copieacute par la concurrence
Les wattmegravetres inteacutegreacutes sont reacuteellement devenus populaires avec les sondes de puissance de la seacuterie RampSregNRP-Z doteacutees drsquoune interface USB lesquelles ont eacuteteacute introduites sur le mar-cheacute au deacutebut des anneacutees 2000 (fig 1) Elles ont particuliegravere-ment beacuteneacuteficieacute du succegraves de cette interface en eacutetant drsquoune
Fig 1 Seacutelection de sondes de mesure de puissance de la famille RampSregNRP
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
part utiliseacutees en tant qursquoaccessoires pour une varieacuteteacute drsquoappa-reils de mesure et drsquoautre part en ayant deacutesormais la capaciteacute de transformer une tablette ou un teacuteleacutephone mobile en watt-megravetre (voir photo de couverture) Mais la grande populariteacute du bus USB ne constitue que la raison la plus manifeste du succegraves de ces sondes
Plus petit plus leacuteger et plus eacuteconomiquePour un wattmegravetre classique lrsquouniteacute de base repreacutesente envi-ron les 23 du coucirct Lrsquointeacutegration de cette fonctionnaliteacute dans la sonde si cela est neacutecessaire pour la preacuteparation des reacutesultats de mesure permet de reacuteduire le coucirct de moitieacute par rapport aux systegravemes preacuteceacutedents ndash sous reacuteserve bien entendu de dis-poser drsquoun ordinateur ou drsquoun autre appareil de mesure pour lrsquoaffichage des reacutesultats
Ce rapport se trouve encore ameacutelioreacute lorsqursquoon compare des sondes large bande inteacutegreacutees avec des wattmegravetres crecirctes agrave fonctionnaliteacutes eacutequivalentes Ces derniers ont occupeacute pen-dant longtemps une position particuliegravere au sein des watt-megravetres car ils eacutetaient capables drsquoanalyser des signaux pulseacutes ou moduleacutes et de les repreacutesenter dans le domaine temporel Les efforts correspondants mis en œuvre en matiegravere de tech-nique de mesure eacutetant nettement supeacuterieurs par rapport aux wattmegravetres conventionnels ils sont encore aujourdrsquohui rela-tivement chers Cela est mis en eacutevidence de maniegravere exem-plaire par lrsquointerface de sonde complexe drsquoun tel dispositif (fig 2) lequel nrsquoempecircche cependant pas que la longueur du cacircble de connexion intervienne de maniegravere notable dans les reacutesultats de mesure
Les sondes large bande inteacutegreacutees comme par exemple celles de la seacuterie RampSregNRP-Z8x peuvent ecirctre fabriqueacutees agrave une fraction du coucirct tout en offrant la quasi-totaliteacute des perfor-mances connues des sondes de mesure de puissance crecircte 30 MHz de bande passante videacuteo 13 ns de temps de monteacutee taux drsquoeacutechantillonnage en temps reacuteel de 80 Meacutechs trigger interne ou externe et eacutevaluation automatique des paramegravetres drsquoimpulsion La longueur du cacircble de liaison nrsquoa plus drsquoimpor-tance Il faut en outre souligner que les sondes large bande de RohdeampSchwarz disposent drsquoune large dynamique ineacutega-leacutee et drsquoune fonction drsquoanalyse statistique ultra-rapide
La reacuteduction de poids et de volume est au moins aussi impor-tante que les eacuteconomies de coucircts reacutealiseacutees les gains poten-tiels peuvent ici atteindre plus de 90 lorsqursquoon opte pour un wattmegravetre inteacutegreacute
Meilleur et plus preacutecis sans uniteacute de baseLrsquointerface monovoie standardiseacutee des sondes de puissance conventionnelles constitue leur plus grande force mais en mecircme temps leur plus grande faiblesse Drsquoune part elle per-met lrsquoutilisation de diffeacuterentes sondes sur une uniteacute de base et drsquoautre part elle limite de maniegravere significative les possi-biliteacutes de traitement du signal Cela est particuliegraverement mis en eacutevidence par les sondes agrave chemins multiples qui prennent aujourdrsquohui une importance consideacuterable Eacutetant donneacute qursquoelles ne peuvent ecirctre exploiteacutees qursquoen transfeacuterant seacutequen-tiellement les signaux de deacutetection agrave une uniteacute de base clas-sique leurs possibiliteacutes ne sont que rarement utiliseacutees Non seulement des retards de commutation et des effets drsquohysteacute-reacutesis peuvent se produire lors du changement du chemin de mesure mais la voie de mesure standardiseacutee nrsquoest pas tregraves approprieacutee ni pour les mesures synchrones du signal dans des intervalles de temps ni pour la mesure de la puissance drsquoenveloppe
Pour les sondes agrave chemins multiples et traitement de signal inteacutegreacute en revanche un concept reacutesolument adapteacute aux caracteacuteristiques de ce type de deacutetecteur peut ecirctre appliqueacute Agrave cet effet les signaux drsquoun maximum de trois chemins de mesure sont traiteacutes en parallegravele de sorte qursquoune valeur de mesure valide est toujours preacutesente La neacutecessiteacute de reacutepeacuteter une mesure parce que le chemin de mesure choisi a eacuteteacute sur-chargeacute ou sous-chargeacute est ainsi eacutecarteacutee En outre la totaliteacute de la voie de mesure peut ecirctre conccedilue de faccedilon agrave permettre la reacutealisation de mesures de puissance synchrones sur des signaux tels que rencontreacutes par exemple sur les signaux de communication agrave structure TDMA
On pourrait ecirctre tenteacute de croire que le concept classique apporterait au moins lrsquoavantage drsquoune plus grande preacuteci-sion mais on constate que pour les sondes thermoeacutelectriques deacutejagrave tregraves preacutecises les solutions inteacutegreacutees peuvent ecirctre encore meilleures Cela tient au fait que les appareils de base ana-logiques produisent leurs propres contributions drsquoerreurs absentes en revanche dans les concepts inteacutegreacutes (fig 3)
La suppression de lrsquoappareil de base preacutesente encore bien drsquoautres avantages eacutetant donneacute que les reacutesultats de
Fig 2 Interfaces pour sondes de puissance et comparaison de leur taille
(en termes drsquoeacutechelle) sonde de puissance de crecircte (agrave gauche) interface
standardiseacutee pour RampSregNRP (au centre) et micro-USB (agrave droite)
Lrsquoapplication gratuite laquo Power Viewer Mobile raquo relative aux appareils Android est dis-ponible dans Google play La note drsquoapplication laquo Using RampSregNRP-Z Power Sensors with Power Viewer Mobile for Android Handheld Devices raquo est disponible au teacuteleacute-chargement (mot cleacute 1MA215)
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INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Composition des incertitudes de mesure
Uniteacute de base
Uniteacute de base lors du calibrage
Source de reacutefeacuterence 1 mW 50 MHz
Coefficient de calibrage
Deacutesadaptation
Deacutecalage du zeacutero
Bruit
Deacutesadaptation lors du calibrage13 [lt 30 ] 11 [lt 16 ]
11
025
091
041
050
050
040
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mesure ne deacutependent que de la sonde les mesures de puis-sance relatives peuvent ecirctre effectueacutees avec une incertitude moindre les reacutesultats de mesure sont plus reproductibles et le calibrage du deacutecalage zeacutero peut ecirctre reacutealiseacute de maniegravere speacutecifique agrave la sonde lors de la fabrication Le gain de preacuteci-sion pour les mesures de rapport est significatif au lieu drsquoune incertitude systeacutematique (type B) drsquoau moins 1 pour lrsquoen-semble sonde uniteacute de base drsquoun wattmegravetre classique cette valeur nrsquoexcegravede pas 023 pour les sondes thermoeacutelec-triques inteacutegreacutees de la seacuterie RampSregNRP-Z5x et cela sur la tota-liteacute de la plage de puissance
Sources de reacutefeacuterence 50 MHz obsolegravetesAgrave lrsquoorigine la source de reacutefeacuterence geacuteneacuteralement utiliseacutee dans les wattmegravetres classiques nrsquoeacutetait pas inteacutegreacutee dans ces appa-reils Elle a eacuteteacute introduite au moment du passage des versions de sondes de mesure de puissance agrave base de thermistances aujourdrsquohui deacutepasseacutees aux sondes thermoeacutelectriques Si les premiegraveres eacutetaient intrinsegravequement stables agrave long terme gracircce agrave la meacutethode de substitution DC cela ne srsquoapplique geacuteneacutera-lement pas aux deacutetecteurs baseacutes sur le principe thermoeacutelec-trique ou de diodes Crsquoest la raison pour laquelle jusqursquoagrave ce jour les compeacutetiteurs effectuent le calibrage de ces deacutetec-teurs non pas dans lrsquoabsolu mais uniquement de maniegravere relative par rapport agrave 50 MHz La reacutefeacuterence absolue nrsquoest alors fournie que par la source de reacutefeacuterence de 50 MHz inteacute-greacutee dans lrsquouniteacute de base
Bien que RohdeampSchwarz ait degraves le deacutepart adopteacute une voie diffeacuterente avec ses sondes de puissance de la gamme RampSregNRV et RampSregNRP calibreacutees dans lrsquoabsolu la source de
50 MHz reste cependant un accessoire inteacuteressant pour la veacuterification des sondes lesquelles pourraient ecirctre endomma-geacutees malgreacute leur indiscutable stabiliteacute agrave long terme
Drsquoun point de vue actuel la source de reacutefeacuterence ou de test est deacutesormais obsolegravete Drsquoune part son utilisation neacutecessite que la sonde de puissance soit coupeacutee de lrsquoobjet sous test et connecteacutee agrave la source opeacuteration non seulement longue et fas-tidieuse mais souvent impossible agrave reacutealiser Drsquoautre part lrsquoin-certitude de la source elle-mecircme remet en question son uti-lisation Drsquoune valeur de 04 agrave 12 elle se situe bien au-dessus de la deacuterive observable de sorte que lrsquoavantage reacuteel ne reacuteside plus que dans la deacutetection de dommages importants
La modification du concept a lagrave encore eacuteteacute motiveacutee de faccedilon deacutecisive par les sondes de mesure de puissance USB Aucune source de reacutefeacuterence de 50 MHz nrsquoeacutetant geacuteneacuterale-ment disponible agrave proximiteacute du lieu drsquoutilisation la veacuterifica-tion ne peut ecirctre effectueacutee que dans la sonde elle-mecircme Cela a eacuteteacute reacutealiseacute pour la premiegravere fois et avec un haut niveau de preacutecision dans les sondes thermoeacutelectriques de la seacuterie RampSregNRP-Z5x (voir page 22) Ces sondes contiennent un cir-cuit de reacutefeacuterence sur la base drsquoune source de tension conti-nue de haute stabiliteacute dont le signal de sortie peut ecirctre super-poseacute au signal de mesure Il est ainsi possible de veacuterifier en quelques secondes et sans deacutemonter la sonde de puissance la totaliteacute de la chaicircne de mesure du transducteur thermoeacute-lectrique jusqursquoau convertisseur AN De plus avec une reproductibiliteacute de lrsquoordre de 10ndash4 un niveau de confiance jusqursquoalors uniquement offert par les wattmegravetres agrave thermis-tance peut ecirctre atteint Il est donc probable que ce concept sera eacutegalement adopteacute pour drsquoautres types de sondes
Fig 3 Composition de lrsquoincertitude de mesure lors des mesures de puissance absolues avec une sonde de puissance thermoeacutelectrique pour une appli-
cation typique freacutequence de signal 2 GHz niveau de puissance ndash3 dBm ROS de la source 110 A gauche wattmegravetre classique de conception actuelle
agrave droite RampSregNRP-Z51 (modegravele 03) Les valeurs numeacuteriques repreacutesentent avec k = 2 des incertitudes eacutelargies selon le GUM En caractegraveres gras incer-
titude de mesure eacutelargie totale apregraves addition quadratique des incertitudes partielles Valeurs entre parenthegraveses somme des incertitudes partielles apregraves
addition lineacuteaire
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
AD
+
AD
AD
ndash19 dBmagrave +7 dBm
Pi
ndash67 dBmagrave ndash13 dBm
+1 dBmagrave +23 dBm
Pm
Trigger externe
Hacheur
Correction derreurs Pondeacuteration
34 dB
14 dB
Concept agrave 3 chemins Comparaison des temps de mesure
10
1
01
001
0001
Tem
ps d
e m
esur
es
ndash40 ndash20 ndash10 0 10 20 23ndash30
Niveau en dBm
Meilleur compeacutetiteur (2 chemins)cedilNRP-Z11 -Z21 -Z31 (3 chemins)
Il y a sonde et sondePeu de produits utilisent le potentiel des concepts de sondes inteacutegreacutees de maniegravere aussi approfondie que les sondes de puissance de la seacuterie RampSregNRP De nombreux nouveaux arri-vants sur le marcheacute des produits ont eacuteteacute exclusivement deacuteve-loppeacutes comme une alternative bon marcheacute aux wattmegravetres classiques et nrsquoatteignent de ce fait pas leur niveau de preacute-cision et de vitesse Des deacutetecteurs sont eacutegalement utiliseacutes avec lesquels des erreurs de mesure importantes peuvent ecirctre inconsciemment produites
Il est ici question de sondes CW et de sondes agrave deacutetecteurs logarithmiques Ces deux types de sondes sont par deacutefini-tion uniquement destineacutes aux mesures sur signaux sinusoiuml-daux de bonne pureteacute spectrale agrave savoir que des signaux parasites superposeacutes (bruit harmoniques) ou une modulation les mettent en eacutechec Si dans le passeacute lrsquoutilisation de sondes CW eacutetait justifieacutee car elles permettaient en raison du rapport signalbruit eacuteleveacute drsquoobtenir des temps de mesure courts ces sondes doivent maintenant ecirctre consideacutereacutees comme obso-legravetes Des sondes agrave chemins multiples inteacutegreacutees sont de loin le meilleur choix pour ces applications En effet elles ne preacute-sentent aucune des vulneacuterabiliteacutes mentionneacutees ci-dessus ndash et sont de surcroicirct plus rapides
Bien entendu ces sondes comportent eacutegalement des dif-feacuterences de qualiteacute importantes notamment en termes de vitesse de mesure Trois caracteacuteristiques doivent en effet ecirctre reacuteunies pour pouvoir atteindre une performance optimale La premiegravere concerne le proceacutedeacute agrave diodes multi-deacutetecteurs agrave savoir des reacuteseaux inteacutegreacutes de diodes connecteacutees en seacuterie Ces reacuteseaux ameacuteliorent les caracteacuteristiques RF et accroissent
la dynamique de chaque chemin de mesure La deuxiegraveme caracteacuteristique est une meacutethode de pondeacuteration breveteacutee par RohdeampSchwarz laquelle permet drsquoeacuteviter une commutation dure entre les chemins et de reacutealiser plutocirct une transition lisse (fig 4) A cet effet les reacutesultats de mesure de chemins de mesure adjacents sont utiliseacutes pour le calcul du reacutesultat final et ce dans une large zone de chevauchement de 6 dB (plage de puissance 41) Ces deux caracteacuteristiques agrave elles seules contribuent deacutejagrave agrave reacuteduire les facteurs de moyennage par une valeur de 100 dans les zones de transition
La troisiegraveme caracteacuteristique ndash jusqursquoici uniquement disponible chez RohdeampSchwarz ndash consiste en un troisiegraveme chemin de mesure Avec les sondes agrave chemins multiples il est pos-sible drsquoatteindre des temps de mesure qui sont en moyenne lagrave encore plus courts drsquoun facteur de 20 que ceux du meil-leur concurrent (fig 5) En outre la plage dynamique de ces sondes est supeacuterieure de 10 dB
PerspectivesLa description qui preacutecegravede pourrait bien donner lrsquoimpres-sion que le deacuteveloppement des sondes de puissance USB est deacutesormais acheveacute En fait nous nrsquoen sommes probablement qursquoaux preacutemices car toutes les restrictions qui caracteacuterisent le concept classique sont leveacutees Ainsi gracircce agrave la miniaturi-sation soutenue constateacutee dans le secteur des composants on peut srsquoattendre agrave des concepts encore bien plus perfor-mants comme par exemple la mise en œuvre drsquoune base de temps commune pour des mesures agrave voies multiples avec des sondes distribueacutees
Thomas Reichel
Fig 5 Temps de mesure le plus court possible pour mesures en reacutegime
permanent avec sondes agrave chemins multiples composante de bruit
2-sigma limiteacutee agrave 001 dB dans le reacutesultat
Fig 4 Architecture des sondes agrave trois chemins de la seacuterie RampSregNRP
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INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
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Utilisation conviviale accegraves rapide aux fonctions reacutesultats fiables et rapides ndash crsquoest preacuteciseacutement ce que
demandent les utilisateurs drsquooscilloscopes dans le quotidien de leurs applications de mesure Les nouveaux
oscilloscopes universels RampSregRTM2000 reacutepondent parfaitement agrave ces exigences Avec eux les utilisateurs
reacutealisent deacutejagrave des mesures alors que drsquoautres appareils nrsquoen sont qursquoau processus drsquoinitialisation Ils sont en
outre capables de deacutetecter des signaux faibles geacuteneacuteralement noyeacutes dans le bruit
Le nouveau RampSregRTM2000 reacutesultats en un clin drsquoœil
Les RampSregRTM sont des oscilloscopes uni-versels parfaitement adapteacutes aux applica-tions quotidiennes Avec une bande pas-sante de 350 MHz ou 500 MHz ils sont parfaitement approprieacutes pour de nom-breuses applications Ils offrent en un seul appareil les fonctions drsquoanalyse dans les domaines temporel et freacutequentiel ainsi que les fonctions drsquoanalyse logique et de protocole Ils peuvent gracircce agrave ces caracteacute-ristiques reacutealiser des tests tregraves complets sur des systegravemes embarqueacutes ndash en deacuteve-loppement production et maintenance
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Oscilloscopes universels de quelles caracteacuteristiques doivent-ils ecirctre doteacutes Les oscilloscopes universels ndash comme le RampSregRTM ndash sont uti-liseacutes pour des tacircches de mesure geacuteneacuterales en deacuteveloppement production maintenance et eacuteducation Ils se distinguent par le fait qursquoils sont compacts leacutegers et silencieux mais surtout gracircce agrave leur utilisation simple et intuitive Un concept drsquoeacutequi-pement capable de srsquoadapter de maniegravere flexible aux futures exigences des utilisateurs et doteacute de possibiliteacutes drsquo extension repreacutesente un atout majeur Les clients peuvent non seu-lement installer eux-mecircmes les options logicielles et mateacute-rielles mais eacutegalement eacutetendre la bande passante de leurs oscilloscopes
Quelles sont les autres innovations et ameacuteliorations apporteacutees par RohdeampSchwarz au RampSregRTM
Analyse logique plus de deacutetails avec le RampSregRTMLrsquooption RampSregRTM-B1 permet drsquoajouter 16 voies logiques aux oscilloscopes RampSregRTM Avec des taux drsquoeacutechantillonnage jusqursquoagrave 5 Geacutechs les oscilloscopes mesurent de faccedilon tregraves preacutecise le timing des signaux logiques Eacutetant donneacute que les signaux peuvent ecirctre mis avec preacutecision en relation tempo-relle les uns avec les autres les erreurs de synchronisation et drsquohorloge sur des signaux de bus seacuterie et parallegravele sont plus faciles agrave deacuteceler Le taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute est dispo-nible pendant le temps total drsquoenregistrement et assure ainsi une tregraves haute reacutesolution temporelle mecircme avec des dureacutees drsquoacquisition plus longues
Le RampSregRTM enregistre les signaux logiques avec une pro-fondeur pouvant atteindre 20 Meacutech Lrsquoenregistrement inteacutegral et lrsquoanalyse complegravete drsquoune seacutequence de controcircle complexe peuvent ainsi ecirctre reacutealiseacutes par exemple lors du deacuteveloppe-ment drsquoune uniteacute de commande de bus CAN pour lrsquo industrie automobile Lorsque celle-ci preacutesente des erreurs difficiles agrave deacutetecter la fonction drsquoanalyse logique des oscilloscopes RampSregRTM permet de les deacutecouvrir rapidement
En outre lrsquoeacutecran virtuel (VirtualScreen) inteacutegreacute dans les oscil-loscopes RampSregRTM double la zone drsquoeacutecran utile et affiche la totaliteacute des voies sans chevauchements Des signaux matheacute-matiques de reacutefeacuterence et logiques ainsi que des donneacutees de protocole peuvent ecirctre indiffeacuteremment repreacutesenteacutes au-des-sus ou en dessous des voies analogiques et permettent ainsi drsquoobtenir une vue drsquoensemble de la totaliteacute des reacutesultats de mesure De plus lrsquoindicateur drsquoactiviteacutes des oscilloscopes RampSregRTM montre lrsquoeacutetat actuel complet de tous les signaux logiques (high low toggle) indeacutependamment des reacuteglages des paramegravetres de deacuteclenchement (fig 1)
Analyse de signaux reacutesultats atteints plus rapidement avec le RampSregRTMTout particuliegraverement en deacuteveloppement les utilisateurs sont deacutesireux drsquoanalyser en deacutetail les signaux de mesure et de deacuteterminer leurs caracteacuteristiques telles que la freacute-quence ou le temps de monteacutee et de descente Les oscil-loscopes RampSregRTM offrent pour cela des outils performants qui facilitent lrsquoanalyse des signaux et fournissent des reacutesul-tats preacutecis La fonction de mesure QuickMeas est unique sur simple pression drsquoun bouton elle fournit toujours les valeurs actuelles les plus importantes du signal actif au moyen de marqueurs et de lignes auxiliaires (fig 2 et 3) Qui plus est de nombreuses fonctions automatiques permettent de reacutealiser tregraves rapidement les analyses de signaux comme par exemple la mesure de la tension crecircte-agrave-crecircte ou la freacutequence du signal Ces reacutesultats sont preacutesenteacutes sous forme de tableau et le cas eacutecheacuteant avec une eacutevaluation statistique
Preacutesentation des oscilloscopes RampSregRTM Bande passante RampSregRTM2032 2034 350 MHz (2 4 voies analogiques) RampSregRTM2052 2054 500 MHz (2 4 voies analogiques)Taux drsquoeacutechantillonnage 25 Geacutechs 5 Geacutechs entrelaceacuteProfondeur de meacutemoire 10 Meacutech 20 Meacutech entrelaceacuteAnalyse logique (Option RampSregRTM-B1) Taux drsquoeacutechantillonnage max 5 Geacutechs Profondeur de meacutemoire max 20 Meacutech
Fig 1 Affichage de lrsquoeacutetat des signaux numeacuteriques indeacutependamment des
reacuteglages drsquoacquisition et de configuration de lrsquoappareil
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INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Les mesures agrave base de curseurs figurent eacutegalement parmi les points forts des oscilloscopes RampSregRTM Outre les mesures ∆T et ∆V classiques les oscilloscopes proposent dans le menu laquo Curseur raquo des fonctions de seacutelection suppleacutementaires comme la mesure de la valeur moyenne ou efficace de la ten-sion et un compteur drsquoimpulsions sur une plage de signal librement deacutefinissable
Deacutebogage vue drsquoensemble globale avec le RampSregRTMDeacutetecter des erreurs dans les signaux prend souvent du temps Les oscilloscopes RampSregRTM reacuteduisent ce temps de deacutebogage gracircce agrave des outils performants comme le test de gabarit (Mask test) inteacutegreacute et lrsquoanalyse FFT Les tests de gabarit indiquent rapidement si un signal se situe dans les limites de toleacuterance deacutefinies et eacutevaluent la qualiteacute et la stabi-liteacute drsquoun objet sous test au moyen drsquoune analyse statistique laquo passfail raquo En cas de non respect du gabarit actif il est pos-sible soit drsquoarrecircter automatiquement lrsquoenregistrement soit de geacuteneacuterer un signal acoustique Des anomalies sur les signaux ainsi que des eacuteveacutenements inattendus peuvent alors ecirctre aiseacute-ment isoleacutes La fonction de test de gabarit est facile agrave utiliser En effet quelques pressions de touches suffisent agrave deacutefinir un nouveau gabarit agrave partir drsquoun signal de reacutefeacuterence (fig 5) Pour lrsquoautomatisation des tests de qualiteacute dans les applications en production le test de gabarit est bien entendu eacutegalement dis-ponible via la commande agrave distance
La fonction FFT disponible sur simple pression drsquoune touche permet de deacutetecter et drsquoanalyser les erreurs dans le spectre drsquoun signal Dans ce mode de fonctionnement
outre la repreacutesentation spectrale du signal les oscillos-copes RampSregRTM ouvrent eacutegalement une petite fenecirctre tem-porelle permettant de controcircler lrsquointervalle drsquoeacutechantillonnage Le reacuteglage automatique laquo Autoset raquo offre un maximum de confort lrsquoappareil reacutealise la mise agrave lrsquoeacutechelle optimale de lrsquoam-plitude et de la freacutequence en fonction du signal mesureacute La FFT permet ainsi drsquoanalyser rapidement par exemple lrsquoeacuteven-tuelle preacutesence de freacutequences parasites dans les concepts de convertisseurs DCDC
La preacutecision une force de RohdeampSchwarzRohdeampSchwarz possegravede de longues anneacutees drsquoexpeacuterience en matiegravere de deacuteveloppement drsquoeacutequipements de test et mesure professionnels Les oscilloscopes RampSregRTM beacuteneacuteficient de cette expertise qui se traduit notamment par leur eacutetage drsquoen-treacutee analogique agrave tregraves faible bruit et haute preacutecision Avec une sensibiliteacute drsquoentreacutee drsquoun maximum de 1 mVdiv lrsquoeacutetage drsquoen-treacutee atteint une haute reacutesolution verticale sur la totaliteacute de la bande passante Lrsquoabsence de fonctions de zoom logicielles fait que les oscilloscopes RampSregRTM sont capables drsquoafficher les points de mesure reacuteels drsquoun signal mecircme agrave 1 mVdiv La combinaison eacutetage drsquoentreacutee analogique preacutecise systegraveme de deacuteclenchement performant permet drsquoanalyser les signaux haute freacutequence et agrave tregraves faible niveau
La preacutecision drsquoaffichage drsquoun signal de mesure deacutepend forte-ment du bruit propre drsquoun oscilloscope Crsquoest la raison pour laquelle les oscilloscopes RampSregRTM sont doteacutes drsquoeacutetages drsquoen-treacutee et drsquoun convertisseur analogiquenumeacuterique agrave faible bruit Ils sont ainsi capables mecircme avec les plus petites reacutesolutions verticales de reacutealiser des mesures preacutecises Cette preacutecision
Fig 3 La fonction de mesure
QuickMeas fournit automatiquement
les principaux reacutesultats de mesure
Fonction QuickMeas
Mesures RepreacutesentationVp+ Tension de crecircte positive Repreacutesenta-
tion graphique directement sur la forme drsquoonde du signal
Vpndash Tension de crecircte neacutegative
tr Temps de monteacutee
tf Temps de descente
Mean Valeur moyenne
Vpp Tension crecircte-agrave-crecircte Affichage tabu-laire en bas agrave droite de lrsquoeacutecran
RMS Valeur efficace
T Peacuteriode
f Freacutequence
Fig 2 QuickMeas mesure auto-
matique et affichage graphique sur
simple pression drsquoune touche
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Fig 5 Fonction de test de
gabarit quelques pressions de
touches suffisent agrave deacutefinir le
gabarit agrave partir drsquoun signal de
reacutefeacuterence
reste inchangeacutee mecircme en cas drsquoutilisation de voies suppleacute-mentaires Lrsquoisolation entre voies gt 50 dB pour des freacutequences jusqursquoagrave 500 MHz laquelle assure que le signal de mesure drsquoune voie nrsquoexerce qursquoun effet minime sur les signaux des autres voies constitue une autre caracteacuteristique avantageuse
Meacutemoire profonde seacutequences longues agrave haute reacutesolutionPlus un oscilloscope peut afficher de deacutetails plus grande est la probabiliteacute de deacutetecter des deacutefauts de signal ou des eacuteveacutene-ments importants Cela exige une haute reacutesolution temporelle agrave savoir un taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute De nombreuses applications comme par exemple lrsquoanalyse de pheacutenomegravenes transitoires ou de protocoles seacuterie neacutecessitent un enregistre-ment de longue dureacutee Les oscilloscopes RampSregRTM excellent ici tout particuliegraverement avec une profondeur de meacutemoire de 20 Meacutech et une reacutesolution temporelle drsquoun maximum de 200 ps (taux drsquoeacutechantillonnage de 5 Geacutechs) Avec une telle profondeur de meacutemoire il est possible drsquoenregistrer jusqursquoagrave 4 ms avec un taux drsquoeacutechantillonnage maximal et mecircme de deacutetecter des erreurs de signal ne se produisant que tregraves rare-ment (fig 4) La dureacutee drsquoenregistrement peut ecirctre encore aug-menteacutee en reacuteduisant le taux drsquoeacutechantillonnage
Ergonomie avantage indiscutable pour les utilisateursLes oscilloscopes RampSregRTM transforment le recircve des utili-sateurs en reacutealiteacute deacuteballer lrsquoappareil le mettre en marche et reacutealiser aussitocirct les mesures Les eacuteleacutements de commande codeacutes en couleur pour le reacuteglage vertical ainsi que le trigger
Fig 4 Dureacutee drsquoenregistrement
avec le RampSregRTM en fonction de la
profondeur de meacutemoire et du taux
drsquoeacutechantillonnage
permettent de visualiser la voie directement concerneacutee Ce codage couleur correspond agrave lrsquoaffichage de signal sur lrsquoeacutecran Ainsi les utilisateurs peuvent naviguer aiseacutement et exeacutecu-ter sans difficulteacutes mecircme les tacircches de mesure les plus com-plexes Les menus agrave structures planes regroupeacutes de faccedilon logique ainsi que les boutons deacutedieacutes aux fonctions freacutequem-ment utiliseacutees contribuent agrave assurer une grande convivialiteacute drsquoutilisation
Une autre facette de cette convivialiteacute consiste agrave permettre aux opeacuterateurs de corriger tregraves facilement les erreurs drsquoutilisa-tion via la fonction laquo Undo Redo raquo qui restaure rapidement la configuration preacuteceacutedente Pas de problegraveme donc si par inad-vertance la mauvaise touche a eacuteteacute enfonceacutee Les oscillos-copes RampSregRTM srsquoexpriment couramment en plusieurs lan-gues et peuvent donc ecirctre utiliseacutes au niveau international en plus de lrsquoallemand et lrsquoanglais sept autres langues sont en effet disponibles au choix
ConclusionLes utilisateurs exigent drsquoun oscilloscope universel rapiditeacute simpliciteacute drsquoutilisation et reacutesultats fiables Il doit agrave lui seul pou-voir couvrir les analyses dans les domaines temporel et freacute-quentiel ainsi que les analyses logiques et de protocole En tant que veacuteritable laquo Scope of the art raquo le RampSregRTM2000 reacutepond de faccedilon exemplaire agrave toutes ces exigences
Ernst Flemming
Dureacutee drsquoenregistrement
5 Geacutechs 25 Geacutechs10 keacutech 2 μs 4 μs
1 Meacutech 200 μs 400 μs
10 Meacutech 2000 μs 4000 μs
20 Meacutech 4000 μs 8000 μs
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Les oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 20
Lrsquointerface USB joue un rocircle dominant incontes-
table dans les domaines des terminaux mobiles de
lrsquoeacutelectronique grand public et des produits indus-
triels Drsquoougrave un besoin tout aussi important en solu-
tions de test fiables et rapides en laboratoires de
deacuteveloppement et drsquointeacutegration ndash besoin auquel
reacutepondent parfaitement les oscilloscopes haute
performance RampSregRTO et un nouveau logiciel avec
lesquels peuvent ecirctre reacutealiseacutes des tests de confor-
miteacute USB 20 automatiseacutes
Des solutions de tests USB 20 automatiseacutees pour laboratoire tregraves demandeacutees En mode HS (High Speed) les interfaces USB 20 atteignent un taux de transfert de donneacutees de 480 Mbitss Dans le monde des PC ougrave cette interface a puiseacute ses origines la norme 30 est deacutesormais eacutetablie agrave 5 Gbs (Super-speed Mode) Mais le deacutebit de donneacutees de lrsquointerface USB 20 est largement suffisant pour beaucoup drsquoapplications mobiles de peacuteripheacute-riques drsquoordinateur drsquoappareils et de systegravemes utiliseacutes dans lrsquoindustrie et la meacutedecine ou dans le milieu de lrsquoaeacuterospatial et deacutefense raison pour laquelle elle continue de srsquoeacutetendre dans ces secteurs
La norme USB 20 a eacuteteacute publieacutee en 2000 et les composants correspondants sur le marcheacute ont entre-temps beacuteneacuteficieacute drsquoavanceacutees technologiques Neacuteanmoins les modaliteacutes drsquointeacute-gration de ces composants sur cartes et produits finis restent un deacutefi agrave relever pour les deacuteveloppeurs Ainsi par exemple une isolation insuffisante par rapport agrave drsquoautres modules peut entraicircner des retours de masse ou provoquer une diaphonie et perturber le fonctionnement de lrsquointerface USB Crsquoest la rai-son pour laquelle les concepteurs requiegraverent des solutions de tests conformes agrave la norme pour le deacutebogage et les tests de stabiliteacute A cet effet lrsquoorganisme de normalisation USB ndash le USB Implementers Forum (USB-IF) ndash a deacutefini un proces-sus de test avec des mesures de conformiteacute approprieacutees afin de garantir le bon fonctionnement des divers appareils doteacutes drsquointerfaces USB Les produits portant le logo USB doivent passer ce test de conformiteacute
Pour assurer le succegraves de la preacuteparation au test de conformiteacute effectueacute par un laboratoire drsquoessai certifieacute des solutions de test USB automatiseacutees pour le laboratoire sont requises
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Test de dispositifs
HS ElectricalTest Tool
USB-Host
USB-Device -Hub(DUT)
Test Fixture Board (HS Device SQ Test) USBUSB
LAN
D+ DndashSonde
USB 20ComplianceTest
Test USB Sondes
Device Host HubDiffeacuteren-tielles
Reacutefeacutereacutees agrave la masse
High-speed-Tests
Signal Quality (SQ) bull bull bull 1
Packet Parameter bull bull bull 1
Chirp Timing bull bull bull 2 actives ou passives
SuspendResumeReset bull bull bull 2 actives
J K SEO_NAK Levels bull bull bull 2 actives
Receiver Sensitivity (2 voies geacuteneacuterateur requises)
bull bull 1
Hub Jitter bull 1
HS Repeater bull 1 2 actives
Full-speed-Test
Full-speed SQ bull bull bull 3 actives ou passives
Low-speed-Test
Low-speed SQ bull bull bull 2 actives ou passives
Legacy-TestsInrush Current (avec pince de courant)
bull bull
Back Voltage bull bull 3 actives
Host drop bull 2 actives
Host droop bull 2 actives ou passives
Fig 1 Tests de conformiteacute geacutereacutes par lrsquooption logicielle RampSregRTO-K21 et
les compleacutements requis
Solution automatiseacutee de RohdeampSchwarz pour tests de conformiteacuteLa haute preacutecision du RampSregRTO est un excellent preacutealable agrave lrsquoobtention de reacutesultats fiables en matiegravere de tests de conformiteacute Les oscilloscopes RampSregRTO1024 (2 GHz de bande passante) ou RampSregRTO1044 (4 GHz de bande pas-sante) sont particuliegraverement approprieacutes pour reacutealiser de tels tests sur les interfaces USB 20 en mode HS Avec le logiciel RampSregScopeSuite de RohdeampSchwarz lrsquoutilisateur dispose drsquoun outil qui le guide agrave chaque eacutetape des tests de conformiteacute configure lrsquooscilloscope reacutealise les mesures en automatique et regroupe clairement les reacutesultats dans un protocole de mesure Lrsquooption logicielle associeacutee RampSregRTO-K21 inclut les tests de conformiteacute USB 20 pour les peacuteripheacuteriques concen-trateurs et hocirctes USB (fig 1) Pour relier le dispositif sous test (DUT) agrave lrsquooscilloscope RohdeampSchwarz propose le Test Fix-ture Set RampSregRT-ZF1 qui peut ecirctre utiliseacute pour les tests de qualiteacute sur signaux USB 20 et les anciens tests (legacy tests) sur les interfaces USB 11 et USB 10
Montage de testLe montage de test deacutepend du type de dispositif USB agrave tester (peacuteripheacuterique hocircte ou hub) et du mode de vitesse seacutelectionneacute pour le test de conformiteacute Les Test Fixture Boards (Signal Fig 2 Montage de test pour HS Device Signal Quality (SQ) Test
Fig 3 Guide illustreacute de la seacutequence de test Device HS Mode Signal
Quality Test avec Test Fixture Set RampSregRT-ZF1
Quality Board et Load Board) comprennent des sections dif-feacuterentes pour chacun des tests La figure 2 illustre le scheacutema fonctionnel du montage de test pour les HS Device Signal Quality (SQ) Tests Le logiciel RampSregScopeSuite fonctionne sur un PC qui commande le RampSregRTO Lrsquooscilloscope est relieacute au DUT via une sonde diffeacuterentielle et la Test Fixture Board Le DUT est mis dans les conditions drsquoessai correspondants agrave lrsquoaide du logiciel USB-IF laquo HS Electrical Test Tool raquo lequel doit ecirctre exeacutecuteacute sur un PC seacutepareacute eacutetant donneacute qursquoil reconfigure la pile USB pendant le fonctionnement
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INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Fig 4 Forme drsquoonde lors du HS Signal Quality Test
Exeacutecution rapide et en toute seacutecuriteacute des eacutetapes de test avec le logiciel RampSregScopeSuite Le logiciel RampSregScopeSuite commande la configuration de mesure et le deacuteroulement de mesure de lrsquooscilloscope RampSregRTO via lrsquointerface LAN Avant le deacutebut des tests tous les paramegravetres utilisateur les configurations du montage de test et les deacutefinitions de protocole de mesure peuvent ecirctre deacutetermineacutes et adapteacutes individuellement aux limites de test speacutecifiques agrave la norme avec lrsquoeacutediteur de limites Ce logi-ciel guide lrsquoutilisateur tout au long des eacutetapes des tests de conformiteacute choisis en tenant compte du montage de mesure Des instructions deacutetailleacutees accompagneacutees drsquoillustrations faci-litent le positionnement correct des sondes sur le Test Fixture et le DUT (fig 3)
Un test typique commence par la configuration du mode de test pour le DUT avec le HS Electrical Test Tool Le DUT trans-met ensuite les signaux de test speacutecifiques lesquels sont enregistreacutes par lrsquooscilloscope (fig 4) puis transfeacutereacutes au logi-ciel RampSregScopeSuite pour eacutevaluation Ce dernier utilise le logi-ciel drsquoanalyse officiel USB-IF Electrical Test Tool pour analyser les reacutesultats
Le logiciel RampSregScopeSuite permet de reacutealiser la seacutequence de test de maniegravere extrecircmement flexible Lrsquoutilisateur peut par exemple reacutepeacuteter agrave volonteacute des sceacutenarios de test pour le deacutebo-gage ou les essais de stabiliteacute gracircce agrave la fonction laquo Repeat ndash Keep Previous raquo (fig 5) Tous les reacutesultats sont alors consigneacutes dans un rapport de mesure Si lrsquoutilisateur commet une erreur lors de lrsquoexeacutecution du test comme par exemple une sonde mal brancheacutee ou une mauvaise configuration du mode de test avec le HS Electrical Test Tool il peut infirmer le reacutesultat et reacutepeacuteter le sceacutenario de test en utilisant le laquo Repeat ndash Discard Previous raquo
Les rapports deacutetailleacutes documentent les seacutequences de testLa documentation deacutetailleacutee des reacutesultats de mesure constitue non seulement une partie essentielle drsquoun test de conformiteacute mais contribue eacutegalement de faccedilon significative au deacutebogage et agrave lrsquoeacutechange de donneacutees entre collegravegues et clients Le logi-ciel RampSregScopeSuite propose pour cela tout un reacutepertoire de fonctionnaliteacutes A titre drsquoexemple les reacutesultats de test PassFail sont documenteacutes soit par des deacutetails de valeurs de mesure soit par des captures drsquoeacutecran Ce logiciel permet eacutegalement drsquoadjoindre de nouveaux tests agrave une seacutequence drsquo essais interrompue de faccedilon agrave ce que tous les reacutesultats soient disponibles dans un rapport (fig 6) Les rapports peuvent eacutegalement ecirctre creacuteeacutes ulteacuterieurement et PDF RTF et HTML sont disponibles en tant que formats de sortie
Guido Schulze
Fig 5 Seacutequenceur de test flexible
Fig 6 Les rap-
ports peuvent
ecirctre configureacutes
de faccedilon deacutetail-
leacutee reacutesultats
numeacuteriques
et diagramme
de lrsquoœil avec
test de gabarit
(masque)
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellitesQursquoil srsquoagisse de reacutealiser des mesures sur les liaisons de donneacutees VHF de systegravemes de renforcement au sol
GBAS (Ground Based Augmentation System) les installations au sol ILS conventionnelles ou les systegravemes
VOR lrsquoanalyseur RampSregEVS300 ILSVOR capable de fonctionner sur batterie maicirctrise parfaitement ces
tacircches dans les airs comme au sol et se preacutesente comme un testeur tout-en-un dans les domaines de la
navigation terrestre et de la navigation par satellite renforceacutee par stations au sol
GBAS ndash le nouveau systegraveme drsquoaide agrave lrsquoatterrissageLes systegravemes analogiques ILS (systegraveme drsquoatterrissage aux ins-truments) sont utiliseacutes depuis des deacutecennies comme des sys-tegravemes drsquoapproche de preacutecision Lrsquoorganisme de gestion du trafic aeacuterien allemand (DFS) utilise agrave Brecircme depuis deacutebut 2012 un Ground Based Augmentation System homologueacute sous forme de modegravele par lrsquoOffice feacutedeacuteral de la seacutecuriteacute aeacuterienne permettant pour la premiegravere fois de reacutealiser des approches de preacutecision de la cateacutegorie CAT I Agrave cet effet des donneacutees de correction de deux agrave quatre reacutecepteurs GPS de reacutefeacuterence dont la position a eacuteteacute mesureacutee avec preacutecision sont reccedilues via une liaison de donneacutees VHF (D8PSK 108025 MHz agrave 11795 MHz) par des reacutecepteurs multi-mode agrave bord de lrsquoavion
Ces installations doivent fonctionner en toute seacutecuriteacute et en toutes circonstances dans les limites fixeacutees par lrsquoOACI Ce sont lagrave de nouveaux deacutefis que les fournisseurs de services doivent relever dans le monde entier lesquels auront dans les pro-chaines anneacutees agrave geacuterer et agrave qualifier une diversiteacute de techno-logies nouvelles et conventionnelles dans les airs comme au sol Le RampSregEVS300 est le testeur polyvalent tout indiqueacute pour cette tacircche car avec lrsquooption RampSregEVS-K9 il permet de reacuteali-ser non seulement lrsquoeacutevaluation meacutetrologique des eacutequipements analogiques mais eacutegalement lrsquoanalyse des installations GBAS
Mesures preacutecises avec une grande reproductibiliteacutetLrsquooption RampSregEVS-K9 mesure le niveau et la freacutequence des signaux GBAS dans la gamme VHF avec la plus haute preacuteci-sion La mesure de la puissance sur toute la longueur de piste (mesure au sol) ainsi que les mesures en vol revecirctent la plus
grande importance pour lrsquoeacutevaluation des installations Dans les deux cas drsquoutilisation le RampSregEVS300 fournit des valeurs hautement preacutecises Outre la mesure des paramegravetres de signaux analogiques il deacutetermine eacutegalement le contenu des donneacutees utiliseacutees par les avions en approche pour corriger lrsquoatterrissage assisteacute par GPS Ainsi lrsquoutilisateur peut examiner notamment le GBAS ID le Message Block Identifier ainsi que le Final Approach Segment Data Block (FAS DB) sur eacutecran ou via teacuteleacutecommande sur PC
Le RampSregEVS300 fournit de maniegravere efficace la preuve du bon fonctionnement des systegravemes drsquoapproche de preacutecision modernes et contribue agrave assurer la seacutecuriteacute maximum du transport aeacuterien
Klaus Theiszligen
Vue drsquoensemble de lrsquointervalle de temps GBAS (en haut) et donneacutees GBAS
deacutecodeacutees pour une approche drsquoatterrissage
Analyseur ILSVOR
RampSregEVS300
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Analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW le haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHzLes deux nouveaux analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW43 et RampSregFSW50 offrent deacutesormais
les caracteacuteristiques exceptionnelles de la famille RampSregFSW dans la gamme des hyperfreacutequences jusqursquoagrave
50 GHz excellentes performances RF avec le meilleur bruit de phase actuellement disponible et un bruit
propre exceptionnellement bas de larges bandes passantes drsquoanalyse et les avantages drsquoun eacutecran tactile
Des meacutelangeurs drsquoharmoniques eacutetendent leur gamme de freacutequences jusqursquoagrave 110 GHz et au-delagrave
De meilleures performances en micro-ondes pour utilisateurs exigeantsDes mesures sur composants et systegravemes hyperfreacutequences pour eacutequipements radar ou faisceaux hertziens sont les appli-cations typiques des nouveaux modegraveles RampSregFSW43 et RampSregFSW50 (fig 1) Les exigences eacuteleveacutees en matiegravere de bruit de phase sur lrsquoappareil de mesure sont ici la norme comme par exemple pour le deacuteveloppement drsquooscillateurs locaux pour eacutemetteurs radar ou systegravemes de communication pour des mesures sur spectres denseacutement occupeacutes avec des
niveaux de signal tregraves diffeacuterents ou de la puissance eacutemise dans les canaux adjacents des systegravemes de faisceaux hert-ziens Si les modegraveles RampSregFSW preacuteceacutedents se sont deacutejagrave dis-tingueacutes avec les meilleures performances au niveau mon-dial les deux nouveaux modegraveles preacutesentent eacutegalement des valeurs que sont mecircme loin drsquoatteindre de nombreux geacuteneacutera-teurs de signaux agrave savoir ndash117 dBc (1 Hz) agrave 40 GHz avec un eacutecart de 10 kHz agrave la porteuse Agrave lrsquoinstar des autres modegraveles RampSregFSW ils atteignent agrave 1 GHz une valeur typique de ndash137 dBc (1 Hz)
Fig 1 Avec ses performances eacuteleveacutees lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSW reacutepond parfaite-
ment agrave la demande des utilisateurs exigeants Son faible bruit de phase sa large bande passante drsquoanalyse
de signaux et son mode drsquoutilisation convivial aident agrave la reacutealisation rapide et aiseacutee des tacircches de mesure
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Fig 2 Plancher de
bruit du RampSregFSW43
jusqursquoagrave 43 GHz avec
preacuteamplificateur
deacutesactiveacute (en jaune)
et activeacute (en bleu)
Faible bruit propre et haute dynamique sont les condi-tions preacutealables agrave la reacutealisation des mesures de rayon-nements non essentiels Lagrave aussi ces nouveaux analy-seurs excellent par leurs valeurs remarquables Prenons par exemple le RampSregFSW43 avec un plancher de bruit de ndash144 dBm (1 Hz) typique agrave 40 GHz et ou de ndash164 dBm avec
un preacuteamplificateur connecteacute il mesure des niveaux de signal faibles avec un bon rapport signal bruit et donc avec une incertitude reacuteduite (fig 2) Cependant ces mesures doivent souvent ecirctre reacutealiseacutees avec des bandes passantes de reacutesolu-tion tregraves eacutetroites pour reacuteduire le bruit propre et gagner ainsi un eacutecart suffisant par rapport aux limites agrave veacuterifier Avec les
Fig 3 La fonction de
mesure pour rayonne-
ments non essentiels
effectue les mesures
selon les gammes de
freacutequences deacutetermi-
neacutees avec diffeacuterents
paramegravetres repreacutesen-
teacutes clairement dans
un tableau
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INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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analyseurs conventionnels cela allonge consideacuterablement la dureacutee de mesure en particulier lorsqursquoune large plage de freacute-quences doit ecirctre analyseacutee Le RampSregFSW atteint ici en mode de balayage FFT des vitesses de rafraicircchissement de mesures eacuteleveacutees mecircme avec simultaneacutement des bandes passantes de reacutesolution reacuteduites et de larges spans Les recherches de rayonnements non essentiels auparavant fastidieuses sont deacutesormais effectueacutees tregraves rapidement [1]
La fonction Spurious Emissions gegravere la mesure des rayon-nements non essentiels Il suffit pour cela drsquoentrer dans un tableau les paramegravetres neacutecessaires correspondant aux diffeacute-rentes plages de freacutequences (fig 3) Le RampSregFSW effectue le traitement de ce tableau dans un seul balayage de freacutequence et indique les rayonnements non essentiels deacutetecteacutes ainsi que leur eacutecart par rapport agrave la limite Cela facilite la possibiliteacute de travailler avec diffeacuterentes bandes passantes de reacutesolution en fonction de la gamme de freacutequences ou eacutegalement drsquooptimi-ser individuellement les reacuteglages de niveau (fig 4)
Analyse des signaux jusqursquoagrave 110 GHz et au-delagrave en toute seacutecuriteacuteLrsquoimportance des bandes de freacutequences supeacuterieures agrave 50 GHz voire 67 GHz a augmenteacute ces derniegraveres anneacutees et des appli-cations commerciales par exemple agrave 77 GHz (radar automo-bile) et 85 GHz (faisceaux hertziens) sont progressivement reacutealiseacutees Il existe en outre de plus en plus de normes qui exigent des mesures de rayonnements non essentiels jusqursquoagrave 110 GHz ou au-delagrave
Les signaux se situant en dehors de la limite de freacutequence supeacuterieure des trois modegraveles sont geacuteneacuteralement analyseacutes agrave lrsquoaide de meacutelangeurs drsquoharmoniques externes qui peuvent ecirctre utiliseacutes avec lrsquooption de meacutelange externe RampSregFSW-B21 pour les modegraveles RampSregFSW26 43 50 Cette option four-nit les connexions requises pour OL (oscillateur local) et le signal FI (freacutequence intermeacutediaire) RohdeampSchwarz pro-pose eacutegalement les meacutelangeurs drsquoharmoniques RampSregFS-Z60 Z75 Z90 Z110 qui couvrent complegravetement les freacutequences de 40 GHz agrave 110 GHz La reacuteponse en freacutequence individuelle et la perte de conversion sont enregistreacutees en quelques pres-sions de touches agrave partir drsquoune cleacute USB Mais lrsquoopeacuteration ne se limite pas aux meacutelangeurs de RohdeampSchwarz car le RampSregFSW peut ecirctre utiliseacute avec drsquoautres meacutelangeurs de types diffeacuterents Il prend en charge aussi bien des meacutelangeurs agrave trois ports (ougrave lrsquoentreacutee OL et la sortie FI se situent sur des connexions seacutepareacutees) qursquoun meacutelangeur agrave deux ports (avec lrsquoentreacutee OL et la sortie FI sur une connexion partageacutee) le diplexeur neacutecessaire au fonctionnement est inteacutegreacute dans lrsquoop-tion RampSregFSW-B21 Lrsquoanalyseur prend en charge les rangs drsquoharmoniques gt 100 de sorte que des signaux jusqursquoagrave 11 THz peuvent ecirctre analyseacutes
Lors de lrsquoutilisation de meacutelangeurs drsquoharmoniques certains critegraveres doivent ecirctre respecteacutes Ils meacutelangent le signal agrave ana-lyser avec les harmoniques du signal de lrsquooscillateur local OL pour les convertir agrave la freacutequence intermeacutediaire Ces har-moniques sont produites dans le meacutelangeur mecircme ce qui signifie que plusieurs freacutequences OL sont toujours preacute-sentes et que le meacutelange ne srsquoeffectue pas uniquement avec
Fig 4 Reacutesultat drsquoune
mesure avec la fonc-
tion de mesure des
rayonnements non
essentiels (Spurious
Emissions)
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
lrsquoharmonique deacutesireacutee mais eacutegalement avec toutes les autres agrave savoir celles de rang infeacuterieur et de rang supeacuterieur Cela est mis en eacutevidence lors drsquoun balayage sur une large plage de freacutequence (span large) ougrave ces produits de meacutelange sont alors rendus visibles mais se situent sur des freacutequences erro-neacutees (fig 5) Si la freacutequence du signal agrave analyser nrsquoest pas connue il est important de deacuteceler parmi les signaux souvent
nombreux ceux qui correspondent aux signaux drsquointeacuterecirct et ceux correspondant aux signaux agrave reacuteponses multiples crsquoest agrave dire qui ont eacuteteacute geacuteneacutereacutes par meacutelange avec une harmo-nique indeacutesirable Cette tacircche est prise en charge par la fonc-tion Signal ID (identification de signal) laquelle marque les signaux agrave reacuteponses multiples et les masque le cas eacutecheacuteant (fig 6) Le mode de fonctionnement est deacutecrit dans [2]
Fig 5 La mesure
effectueacutee sur un
meacutelangeur drsquoharmo-
niques qui multiplie
un signal de 14 GHz agrave
85 GHz montre non
seulement le signal
reacuteel mais eacutegalement
de nombreux signaux
agrave reacuteponses multiples
Fig 6 Avec lrsquoidentifi-
cation de signal inteacute-
greacutee des signaux agrave
reacuteponses multiples
sont deacutetecteacutes et mas-
queacutes de sorte que
seuls les signaux reacuteels
sont repreacutesenteacutes
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42
Il est particuliegraverement important que la freacutequence OL soit aussi eacuteleveacutee que possible Cela reacuteduit non seulement le nombre des signaux agrave reacuteponse multiples afficheacutes mais eacutegale-ment le bruit de phase Dans le cas du RampSregFSW la gamme de freacutequence OL est tregraves eacuteleveacutee avec 765 GHz agrave 1745 GHz Ainsi une harmonique de rang infeacuterieur suffit pour analyser une gamme de freacutequences speacutecifique (75 GHz agrave 110 GHz par exemple n = 8 au lieu de n = 16)
Eacutetant donneacute que les meacutelangeurs drsquoharmoniques nrsquoont pas de seacutelection drsquoentreacutee la reacuteception de la freacutequence drsquoimage situeacutee agrave deux fois la freacutequence intermeacutediaire nrsquoest pas suppri-meacutee Ainsi des paires de signaux peuvent geacuteneacuteralement ecirctre observeacutees agrave lrsquoeacutecran Pour des signaux stationnaires et agrave bande relativement peu eacutetroite lrsquoidentification des signaux apporte eacutegalement ici une aide preacutecieuse Cette identification devient toutefois difficile pour les signaux non-stationnaires comme les signaux pulseacutes ou agrave modulation large bande actuellement souvent utiliseacutes dans la gamme des ondes millimeacutetriques en raison de la large plage de freacutequences disponible comme par exemple les radars FMCW pour les applications automo-biles ou les faisceaux hertziens dans la bande 80 GHz Dans ces sceacutenarios de mesure et bien drsquoautres ougrave lrsquoidentification de signal eacutechoue une freacutequence intermeacutediaire eacuteleveacutee est par-ticuliegraverement importante On obtient ainsi mecircme sans rou-tine drsquoidentification une large gamme de freacutequences eacutevidente sans affichage de reacuteponse multiples ni de signaux agrave la freacute-quence drsquoimage Dans le cas du RampSregFSW la FI se situe agrave 13 GHz soit beaucoup plus eacuteleveacutee que sur la plupart des ana-lyseurs disponibles dans le commerce (ougrave elle se situe sou-vent agrave quelques centaines de meacutegahertz) Ainsi le spectre des signaux agrave bande passante jusqursquoagrave 26 GHz peut ecirctre clai-rement analyseacute
Commande de geacuteneacuterateurs externe RampSregFSW-B10La commande de geacuteneacuterateur externe RampSregFSW-B10 trans-forme le RampSregFSW en un analyseur de reacuteseau scalaire A cet effet elle pilote des geacuteneacuterateurs de signaux tels que le RampSregSMB et le RampSregSMF mais eacutegalement des appareils drsquoautres constructeurs de faccedilon agrave ce que ces appareils fonctionnent en tant que geacuteneacuterateurs de poursuite (trac-king) Ainsi les mesures de transmission peuvent ecirctre effec-tueacutees directement Un pont ROS ou un coupleur direction-nel est encore neacutecessaire pour les mesures de reacuteflexion
(scalaires) Le RampSregFSW offre des fonctions de normalisa-tion pour la transmission et la reacuteflexion afin de compenser la reacuteponse en freacutequence des liaisons de raccordements Lrsquoutili-sation de geacuteneacuterateurs externes permet de reacutealiser aiseacutement des mesures agrave conversion de freacutequence et le RampSregFSW peut mecircme ecirctre configureacute pour des multiplicateurs ou diviseurs
Mesure du temps de propagation de groupe avec lrsquoanalyseur de signauxCette tacircche traditionnellement attribueacutee aux analyseurs de reacuteseau peut ecirctre effectueacutee par le RampSregFSW agrave lrsquoaide drsquoun signal multi-porteuse dans lequel toutes les porteuses ont le mecircme eacutecart de freacutequence Le RampSregFSW mesure avant et apregraves un objet sous test les phases de porteuse et agrave par-tir de la diffeacuterence constateacutee calcule le gain ou la perte drsquoin-sertion ainsi que le temps de propagation de groupe Cette fonction est alors particuliegraverement inteacuteressante lorsque dans un systegraveme de mesure un analyseur de reacuteseau nrsquoa eacuteteacute plani-fieacute que pour la mesure du temps de propagation de groupe Si de plus le RampSregFSW se charge de cette tacircche de mesure la mise en œuvre et le cacircblage drsquoun systegraveme de test srsquoen trouvent faciliteacutes (voir article page 43)
ConclusionAvec le RampSregFSW43 RampSregFSW50 et lrsquooption RampSregFSW-B21 les excellentes caracteacuteristiques RF de la famille RampSregFSW y compris leurs larges bandes passantes drsquoanalyse et leurs fonctions drsquoanalyse innovantes sont deacutesormais eacutegalement disponibles pour les utilisateurs travaillant dans le domaine des hyperfreacutequences
Herbert Schmitt
Bibliographie[1] Application Note 1EF80 de RohdeampSchwarz laquo Speed Considerations for Spurious
Level Measurements with Spectrum Analyzers raquo[2] Application Notes 1EF43 (laquo Frequency Range Extension of Spectrum Analyzers
with Harmonic Mixers raquo) et 1EF75 (laquo Using Harmonic External Mixers To Extend the Frequency Range raquo)
Toutes les notes drsquoapplication sont disponibles au teacuteleacutechargement sur Internet
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Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bandeLes mesures de temps de propagation de groupe permettent de deacuteterminer les distorsions de phase dans un
systegraveme de transmission distorsions qursquoil convient de reacuteduire le plus possible Pour cette tacircche critique lors
de la conception et du test de systegravemes de communication complexes dans la technologie des satellites par
exemple Rohde amp Schwarz propose un appareil de mesure complet lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption RampSregFSW-K17
Fig 1 Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption
de mesure de temps de propagation de groupe RampSregFSW-K17 Lrsquoassocia-
tion drsquoun faible bruit de phase drsquoune plus grande bande passante drsquoana-
lyse et drsquoune interface utilisateur drsquoavant-garde fait du RampSregFSW un ins-
trument de mesure unique dans sa cateacutegorie Lorsqursquoil est doteacute de lrsquoex-
tension de bande passante RampSregFSW-B160 il permet drsquoeffectuer des
mesures de temps de propagation de groupe sur une largeur de bande
pouvant atteindre 160 MHz
Des performances qui vous seacuteduiront gracircce au proceacutedeacute multiporteusesPour deacutefinir la qualiteacute drsquoune voie de transmission lrsquoenregis-trement des distorsions de phase et drsquoamplitude est deacutetermi-nant En effet la deacuteteacuterioration du rapport signalbruit autre-ment dit lrsquoaugmentation du taux drsquoerreurs binaire cocircteacute reacutecep-teur est directement lieacutee aux deacuteformations de signaux reacutesul-tant de ces distorsions
Deacutetermineacute agrave lrsquoaide drsquoanalyseurs de reacuteseau vectoriels le temps de propagation de groupe est geacuteneacuteralement utiliseacute comme une mesure de la distorsion de phase Gracircce agrave lrsquooption RampSregFSW-K17 deacutedieacutee au temps de propagation de groupe multiporteuses (Multicarrier Group Delay) il est deacutesormais possible drsquoeffectuer de maniegravere complegravete cette mesure essen-tielle avec lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSW (fig 1) Utilisant un proceacutedeacute multiporteuses la nouvelle appli-cation seacuteduit par des performances impressionnantes mesures des temps de propagation de groupe de haute preacutecision avec une incertitude de mesure de seulement plusmn300 ps
cycle de test tregraves rapide mesures relatives et absolues des temps de propagation de groupe
mesures sur une tregraves large bande passante (jusqursquoagrave 160 MHz) mesures simples reacutealisables agrave distance application drsquoutilisa-tion intuitive
Outre lrsquoeacutevaluation du temps de propagation de groupe lrsquoaf-fichage de la distorsion drsquoamplitude est eacutegalement possible Lrsquooption RampSregFSW-K17 permet ainsi drsquoeffectuer une analyse complegravete des distorsions lineacuteaires du signal
Simpliciteacute et rapiditeacuteLa figure 2 illustre le montage de mesure du temps de pro-pagation de groupe Un geacuteneacuterateur de signaux (de la famille RampSregSMx par exemple) geacutenegravere un signal multiporteuses dans la gamme de freacutequences consideacutereacutee Lrsquoutilisation de signaux multiporteuses agrave large bande permet de deacuteterminer rapidement le temps de propagation de groupe sur lrsquoen-semble de la gamme de freacutequence Le signal multiporteuses est caracteacuteriseacute par la freacutequence centrale lrsquoeacutecart entre por-teuses et la bande passante drsquoanalyse Ces paramegravetres sont entreacutes dans la boicircte de dialogue de configuration de lrsquo option RampSregFSW-K17 Ces informations suffisent agrave lrsquoapplication pour deacuteterminer et reacutegler automatiquement tous les autres para-megravetres notamment la dureacutee adeacutequate de mesure garantis-sant un compromis raisonnable entre niveau de preacutecision eacuteleveacute et rapiditeacute de mesure
On procegravede tout drsquoabord agrave un eacutetalonnage sans le disposi-tif sous test afin drsquoenregistrer les phases et les amplitudes de reacutefeacuterence de chaque porteuse Les donneacutees de calibrage obtenues peuvent ecirctre aiseacutement stockeacutees sous forme de fichier consultable agrave tout moment Cela permet de gagner du
ACTUALITEacuteS 20813 43
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cedilFSW avec lrsquooption cedilFSW-K17Geacuteneacuterateur Calibrage de reacutefeacuterence1
Mesure du temps de propagation de groupe2
DUT
f
|A(f)|Bande passante drsquoanalyse
Eacutecart entreporteuses
f
Phase
Freacutequencecentrale
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temps pour les mesures suivantes et de passer rapidement drsquoun sceacutenario de mesure agrave lrsquoautre
Pour mesurer le temps de propagation de groupe le signal multiporteuses est enregistreacute agrave la sortie du dispositif sous test Agrave partir de la diffeacuterence de phase entre le signal de reacutefeacute-rence et la moyenne du signal mesureacute durant lrsquoessai lrsquoop-tion RampSregFSW-K17 deacutetermine le temps de propagation de groupe dans la plage de freacutequence des porteuses Et ce avec une preacutecision tregraves eacuteleveacutee pour un signal avec un eacutecart entre porteuses de 100 kHz et 601 porteuses (largeur de bande de 60 MHz) et une freacutequence centrale situeacutee entre 100 MHz et 6 GHz lrsquoincertitude de mesure du temps de propagation de groupe nrsquoest en effet que de plusmn300 ps
Les mesures relatives du temps de propagation de groupe ne prennent pas en compte le temps de propagation constant lieacute au dispositif sous test un temps qui agit sur toutes les com-posantes de freacutequence de la mecircme maniegravere et nrsquoentraicircne pas de modification de la forme du signal Dans certains cas tou-tefois le temps absolu de propagation de groupe peut srsquoaveacute-rer utile notamment pour le reacuteglage neacutecessiteacute par les deacuteca-lages de signaux sur deux canaux de transmission Lrsquooption RampSregFSW-K17 permet eacutegalement ce type de mesures Pour creacuteer une relation de phases absolue lrsquoentreacutee de deacuteclen-chement externe du RampSregFSW est activeacutee et relieacutee au geacuteneacute-rateur En prenant la valeur moyenne des temps de pro-pagation de groupe mesureacutes en continu il est eacutegalement possible drsquoobtenir lagrave encore une incertitude de mesure de seulement plusmn300 ps
Une utilisation intuitive gracircce agrave lrsquoeacutecran tactileAvec la nouvelle option les principaux paramegravetres agrave confi-gurer sont accessibles rapidement via une seule boicircte de
Fig 2 Montage de mesure du temps de propagation de groupe un geacuteneacuterateur de signaux creacutee un signal multiporteuses caracteacuteriseacute par la freacutequence
centrale lrsquoeacutecart entre porteuses et la bande passante drsquoanalyse Dans la phase de calibrage (Q) le signal est injecteacute directement sans le dispositif sous
test (DST) dans lrsquoappareil RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption RampSregFSW-K17 Lrsquoapplication enregistre la phase de reacutefeacuterence des porteuses Le temps de propa-
gation de groupe est ensuite mesureacute en incluant le DST (W)
dialogue (fig 3) En outre lrsquoutilisateur peut facilement confi-gurer le format de lrsquoeacutecran en fonction de ses propres exi-gences Sur lrsquoeacutecran tactile grand format du RampSregFSW les dif-feacuterents graphiques de lrsquoapplication de temps de propagation de groupe favorisent un flux de travail intuitif et offrent une preacutesentation claire des reacutesultats (fig 4)
De multiples applications pour les techniques de mesures sur satellitesLa technologie satellitaire srsquoappuie sur des techniques de transmission complexes une grande largeur de bande et
Fig 3 La boicircte de dialogue de configuration de lrsquooption
RampSregFSW-K17 affiche lrsquoensemble des paramegravetres deacutetermi-
nants pour la mesure du temps de propagation de groupe
Une fois les paramegravetres de freacutequence centrale drsquoeacutecart entre
porteuses et de bande passante drsquoanalyse configureacutes la
mesure peut commencer
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Fig 4 Visualisation optimale
exemple de mesure drsquoun signal
au niveau drsquoun dispositif sous test
(DST) avec ses caracteacuteristiques
de bande passante Lrsquoutilisateur
peut voir lrsquoamplitude et la phase
du signal multiporteuses appliqueacute
(fenecirctres 1 et 2) Outre le signal
sortant du DST on peut agrave tout
moment afficher les signaux de
reacutefeacuterence obtenus lors du calibrage
(fenecirctres 3 et 4) En comparant
le signal de reacutefeacuterence et le signal
mesureacute lrsquooption RampSregFSW-K17
fournit la fonction de transfert don-
nant la valeur de distorsion drsquoam-
plitude (fenecirctre 5) ainsi que le
temps de propagation de groupe
donnant la valeur de distorsion de
phase (fenecirctre 6)
lrsquoexploitation efficace des canaux autant de critegraveres qui rendent obligatoire la mesure de nombreux paramegravetres deacuteter-minants pour la qualiteacute Dans ce cadre la mesure du temps de propagation de groupe pour lrsquoanalyse des distorsions de phases revecirct une importance toute particuliegravere De par sa polyvalence lrsquooption RampSregFSW-K17 peut ecirctre utiliseacutee dans les applications les plus varieacutees notamment pour la fabrication de reacutepeacuteteurs de satellite ou de stations de base complegravetes Ainsi pour eacuteviter toute distorsion dans la transmission des signaux la courbe drsquoamplitude doit ecirctre plate et la courbe de phase lineacuteaire Pour que les systegravemes puissent reacutepondre au mieux agrave ces conditions des mesures sont reacutealiseacutees avec lrsquoop-tion RampSregFSW-K17 et les circuits de compensation dimen-sionneacutes en conseacutequence drsquoapregraves les reacutesultats obtenus La mecircme proceacutedure est utiliseacutee dans bien drsquoautres applications notamment pour les mesures concernant des modules desti-neacutes agrave des applications radar
Pour que le systegraveme de transmission drsquoun satellite puisse ecirctre exploiteacute sans perte de performance des tests de charge utile doivent ecirctre reacutealiseacutes avant la mise en service Dans de nombreux cas il est neacutecessaire de mesurer le signal drsquoori-gine dans une autre gamme de freacutequence suite agrave la preacutesence drsquoeacuteleacutements de transmission qui convertissent la freacutequence Lrsquooption RampSregFSW-K17 peut ecirctre eacutegalement utiliseacutee pour de telles mesures La configuration de lrsquoapplication est on ne peut plus simple apregraves calibrage sur la base de la freacutequence drsquoorigine il suffit de modifier un paramegravetre (la freacutequence cen-trale) dans lrsquoapplication pour effectuer la mesure Lrsquooption RampSregFSW-K17 eacutetablit automatiquement la relation entre les porteuses de reacutefeacuterence du signal multiporteuses et le signal de mesure dont la freacutequence a eacuteteacute transposeacutee
Pour les tests de charge utile la vitesse de mesure a un rocircle essentiel Ici encore lrsquooption RampSregFSW-K17 srsquoavegravere tregraves utile Pour reacutealiser lrsquoanalyse relative du temps de propagation de groupe en large bande sur une bande passante drsquoanalyse de 160 MHz avec un eacutecart entre porteuses de 200 kHz (800 porteuses) 350 ms suffisent agrave lrsquoapplication Pour un eacutecart de 1 MHz (160 porteuses) il ne lui faut plus que 80 ms Le seul eacuteleacutement significatif pour lrsquoanalyse eacutetant la relation de phase entre le calibrage de reacutefeacuterence et la mesure on peut optimiser le facteur de crecircte au niveau du geacuteneacuterateur Un signal multi-porteuses avec un faible facteur de crecircte ameacuteliore le rapport signalbruit (SNR) au cours de lrsquoanalyse du temps de propaga-tion de groupe et preacuteserve le dispositif sous test
ConclusionLrsquooption RampSregFSW-K17 permet de reacutealiser des mesures preacute-cises des caracteacuteristiques de distorsion dans les systegravemes de transmission Le temps de propagation de groupe repreacute-sentant la valeur de la distorsion de phase peut ecirctre mesureacute de maniegravere absolue et relative Gracircce agrave une extrecircme simpli-citeacute drsquoutilisation une grande rapiditeacute de mesure et un niveau de preacutecision eacuteleveacute lrsquoapplication est tregraves performante dans la pratique Elle eacutelargit lrsquoeacuteventail deacutejagrave riche des possibiliteacutes de mesure de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux haut de gamme RampSregFSW En association avec des geacuteneacuterateurs de signaux tels que RampSregSMU ou RampSregSMBV Rohde amp Schwarz propose ainsi une offre complegravete pour lrsquoanalyse des temps de propagation de groupe
Josef Zwack
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INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterificationDifficile de reacutepondre agrave la question de savoir quelle est la preacutecision des reacutesultats de mesure apregraves calibrage drsquoun
analyseur de reacuteseau de nombreux facteurs contribuant en effet agrave lrsquoincertitude de mesure Mais une reacuteponse
rapide et surtout fiable peut ecirctre apporteacutee gracircce au logiciel et aux kits de veacuterification de RohdeampSchwarz
Quelle est la qualiteacute de calibrage Apregraves un calibrage la preacutecision de lrsquoanalyseur reacuteseau lui-mecircme est bien eacutevidemment deacuteterminante pour lrsquoincertitude de mesure mais pas seulement car le kit de calibrage et les cordons utiliseacutes exercent eacutegalement une influence non neacutegligeable Pour obtenir une indication sur la qualiteacute du calibrage ou bien sur la preacutecision de mesure certains utilisa-teurs peuvent succomber agrave la tentation de reconnecter les eacutetalons apregraves le calibrage Il srsquoagit lagrave cependant drsquoune illusion car mecircme les eacutetalons drsquoun autre kit de calibrage ne peuvent fournir aucune information sur lrsquoincertitude reacuteelle et donnent tout au plus une indication sur lrsquoefficaciteacute du calibrage Seule la comparaison avec des mesures reacutealiseacutees sur des disposi-tifs appeleacutes laquo eacutetalons de veacuterification raquo dont les caracteacuteristiques ont eacuteteacute minutieusement releveacutees par le constructeur permet drsquoobtenir une information preacutecise sur lrsquoincertitude de mesure absolue apregraves un calibrage
Veacuterification des donneacutees systegraveme effectives avec un Teacute symeacutetriqueLa meacutethode de veacuterification drsquoun calibrage la plus simple consiste agrave mesurer un Teacute symeacutetrique avec preacutecision par exemple le T-Checker de RohdeampSchwarz (fig 1) dont les paramegravetres S sont relieacutes entre eux avec un rapport deacuteter-mineacute et calculeacutes apregraves calibrage avec le T-Checker connecteacute Lrsquoeacutevaluation indique lrsquoeacutecart par rapport au reacutesultat theacuteorique escompteacute et fournit une indication sur la qualiteacute du calibrage Lrsquoutilisation du T-Checker est recommandeacutee pour les applica-tions de laboratoire habituelles ou en production car seule la connexion de cet eacutetalon est requise pour obtenir rapidement une indication sur la qualiteacute du calibrage
Lorsqursquoil srsquoagit de haute preacutecision kits de veacuterification de RohdeampSchwarzPour deacuteterminer lrsquoincertitude de mesure les reacutesultats les plus preacutecis sont obtenus avec des kits de veacuterification compo-seacutes de plusieurs eacutetalons Les kits de RohdeampSchwarz com-prennent un court-circuit macircle et un court-circuit femelle deacutecaleacutes ( Offset Short) une terminaison macircle et une termi-naison femelle deacutesadapteacutees (Mismatch) un affaiblisseur (Attenuator) et une traverseacutee directe agrave sauts drsquoimpeacutedance ( Stepped Through) Des lignes agrave air (Airline) difficiles agrave mani-puler sont deacutelibeacutereacutement eacuteviteacutees Tous ces eacutetalons de calibrage diffegraverent sensiblement des eacutetalons habituels tels que circuit ouvert (Open) court-circuit (Short) et terminaison (Match) car ils preacutesentent une impeacutedance diffeacuterente et peuvent par conseacute-quent ecirctre utiliseacutes comme eacutetalons de veacuterification Le labora-toire drsquoeacutetalonnage de RohdeampSchwarz accreacutediteacute par lrsquoorga-nisme national drsquoaccreacuteditation de la Reacutepublique feacutedeacuterale drsquoAl-lemagne (DakkS) reacutealise des mesures sur ces eacutetalons tous les 250 MHz et speacutecifie leurs valeurs drsquoincertitude de mesure
Fig 1 Le T-Checker de RohdeampSchwarz offre
un moyen de veacuterification du calibrage simple et
convivial
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Exemple dune eacutevaluation graphique
S21 mesureacute1319127600 Ndeg de seacuterie 101632 Incertitude de mesure
Freacutequence en GHz
5 10 15 20 25
Para
megravet
re d
etra
nsm
issi
on S
21 e
n dB
ndash397
ndash398
ndash399
ndash400
ndash401
Calcul de lrsquoincertitude de mesureLe logiciel RohdeampSchwarz VNAMUC (Vector Network Ana-lyzer Measurement Uncertainty Calculator fig 2) calcule lrsquoin-certitude de mesure theacuteorique escompteacutee (sans cacircble) Apregraves saisie par lrsquoutilisateur des informations sur le type les options et les configurations de lrsquoanalyseur RohdeampSchwarz ainsi que sur le kit de calibrage utiliseacute le logiciel fournit les reacutesultats et les repreacutesente sous forme graphique
Pour obtenir une indication preacutecise sur lrsquoincertitude de mesure reacuteelle des mesures doivent ecirctre reacutealiseacutees en connectant les eacutetalons du kit de veacuterification Les reacutesultats de ces mesures sont alors compareacutes aux reacutesultats de mesure documenteacutes de RohdeampSchwarz et eacutevalueacutes sous forme graphique Comme illustreacute en figure 3 les reacutesultats devraient se situer dans le gabarit de toleacuterances indiqueacute pour chaque eacutetalon
Fig 4 Eacutetalons du kit de veacuterifica-
tion RampSregZV-Z435 (de gauche agrave
droite) deux Offset Short deux
Mismatch un Atteacutenuateur et un
Stepped Through
Fig 3 Repreacutesentation graphique des reacutesultats de mesure de veacuterification
sur un atteacutenuateur de 40 dB
Fig 2 Le logiciel VNAMUC calcule lrsquoincertitude de mesure theacuteorique
escompteacutee
RohdeampSchwarz propose actuellement deux kits de veacuterifi-cation le RampSregZV-Z435 doteacute de connecteurs 35 mm pour des freacutequences jusqursquoagrave 265 GHz (fig 4) et le RampSregZV-Z470 doteacute de connecteurs N pour des freacutequences jusqursquoagrave 18 GHz Drsquoautres kits munis de systegravemes de connecteurs de 292 mm 24 mm et 185 mm seront disponibles prochainement Ces deux kits repreacutesentent ensemble avec le logiciel drsquoincerti-tude VNAMUC un outil indispensable permettant de deacutetermi-ner avec preacutecision lrsquoincertitude de mesure et reacutepondent clai-rement agrave la question poseacutee sur la preacutecision des reacutesultats de mesure apregraves un calibrage
Andreas Henkel
ACTUALITEacuteS 20813 47
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
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RampSregZNB analyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 portsLes tablettes et smartphones actuels gegraverent plusieurs bandes de freacutequence et offrent des fonctionnaliteacutes
comme Wi-Fi Bluetoothreg et GPS Les modules inteacutegreacutes agrave cet effet sont doteacutes de nombreux ports RF dont les
paramegravetres doivent ecirctre entiegraverement caracteacuteriseacutes Jusqursquoagrave huit ports RF peuvent ecirctre caracteacuteriseacutes par lrsquoana-
lyseur de reacuteseau 8 ports RampSregZVT Si ce nombre est plus eacuteleveacute ndash les composants de la nouvelle geacuteneacuteration
pouvant en effet avoir plus de 20 ports ndash il existe drsquoautres solutions que RohdeampSchwarz propose pour son
analyseur de reacuteseau RampSregZNB
Davantage de ports gracircce aux matricesCapaciteacute de caracteacuterisation de nombreux ports de test et faciliteacute drsquoutilisation ndash lrsquoanalyseur de reacuteseau RampSregZNB concilie ces deux exigences gracircce agrave lrsquoutilisation de matrices de com-mutation (fig 1) Augmenter le nombre de ports avec des matrices nrsquoest pas nouveau Ce qursquoil lrsquoest en revanche est que la commande de la matrice et le choix des paramegravetres de mesure soient directement effectueacutes par le firmware de lrsquoanalyseur de reacuteseau Avec les matrices de commutation actuellement proposeacutees par RohdeampSchwarz le nombre de ports de test du RampSregZNB peut ecirctre eacutetendu agrave 32 (fig 2)
ndash sans impacter son utilisation qui reste aussi conviviale et rapide que celle drsquoune uniteacute de base agrave deux ou quatre ports Ainsi par exemple le RampSregZNB deux ports avec la matrice de commutation RampSregZV-Z81 (modegravele 09) et ses deux entreacutees et neuf sorties (fig 3) devient un analyseur de reacuteseau 9 ports Un RampSregZNB 4 ports avec deux matrices doteacutees de deux entreacutees et 16 sorties peut eacutevoluer vers un analyseur 32 ports Ainsi eacutequipeacute lrsquoensemble des 1024 (32 times 32) paramegravetres S drsquoun objet sous test agrave 32 ports peut theacuteoriquement ecirctre caracteacuteriseacute en un seul passage
Fig 1 Analyse de reacuteseaux multiports avec le
RampSregZNB Avec la matrice de commutation
RampSregZV-Z81 (modegravele 66) jusqursquoagrave 16 ports de
test sont disponibles
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Matrice de commutation RampSregZV-Z81 Modegravele 09
B DVNA ports
Test ports
85 764321 9
SP3T SP3T SP3T SP3T SP3T
SP5T54321
SP5T54321
SP5T54321
SP5T54321
SP3T SP3T SP3T SP3T
Matrice de commutation
Entreacutees SortiesType commutateur
RampSregZV-Z81 Modegravele 05 2 5Full Crossbar eacutelectronique
Modegravele 09 2 9Full Crossbar eacutelectronique
Modegravele 66 2 16Full Crossbar eacutelectromeacutecanique
RampSregZV-Z82 Modegravele 10 4 10Full Crossbar eacutelectronique
Fig 2 Matrices de commutation actuellement disponibles chez
RohdeampSchwarz
Un RampSregZNB 4 ports est neacutecessaire pour reacutealiser des mesures de type
Full crossbar
La tenue en charge relativement faible des commutateurs eacutelectroniques dans les matrices nrsquoa permis jusqursquoici de reacutea-liser des mesures avec des niveaux de signal eacuteleveacutes ndash par exemple sur des amplificateurs de puissance ndash que de maniegravere limiteacutee Ce problegraveme peut deacutesormais ecirctre contourneacute en reliant une matrice doteacutee de deux entreacutees agrave un RampSregZNB 4 ports de sorte que les deux ports restants de lrsquoanalyseur avec leur puissance de sortie eacuteleveacutee de +15 dBm et leur grande capaciteacute de charge jusqursquoagrave +27 dBm demeurent dis-ponibles pour caracteacuteriser les composants actifs de lrsquoobjet sous test par exemple pour la mesure du point de compres-sion (fig 4) Cette configuration permet drsquoeacuteviter les commu-tateurs meacutecaniques lents couramment utiliseacutes jusqursquoici et en conseacutequence drsquoaugmenter par exemple la cadence en production car la vitesse de mesure eacuteleveacutee du RampSregZNB et le temps de commutation rapide du commutateur eacutelectro-nique des matrices raccourcissent de maniegravere significative les temps de mesure
Configuration plus simple que jamais ndash obtention des reacutesultats en trois eacutetapesContrairement aux solutions deacutejagrave disponibles sur le marcheacute la configuration la commande du montage ou la mesure ne requiegraverent ici ni logiciel suppleacutementaire ni macro-instructions Le RampSregZNB controcircle les matrices via une connexion LAN ou USB Une fois connecteacute au RampSregZNB le type de matrice et lrsquoattribution des numeacuteros de ports sont automatiquement deacutetecteacutes afin que lrsquoutilisateur puisse immeacutediatement com-mencer la reacutealisation des mesures Le grand eacutecran tactile agrave diagonale de 30 cm et le concept drsquoutilisation intuitif de lrsquoana-lyseur offrent une visualisation claire mecircme en preacutesence de nombreuses traces de mesure
Les paramegravetres S (symeacutetriques et asymeacutetriques) ainsi que les paramegravetres drsquoonde et leurs rapports respectifs sont seacutelec-tionneacutes directement via lrsquointerface utilisateur dans les analy-seurs de reacuteseau RampSregZNB agrave 2 et 4 ports puis afficheacutes Cela
Fig 4 Systegraveme de mesure 11 ports avec deux ports RampSregZNB comme
ports de test suppleacutementaires
Fig 3 Matrice de commutation RampSregZV-Z81 modegravele 09 avec deux
entreacutees et neuf sorties
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INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
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deacutemontre ici lrsquoavantage du concept drsquoutilisation reacutesolument conccedilu pour des applications agrave ports multiples Les indices des paramegravetres S ou les puissances peuvent ecirctre directement entreacutes agrave partir du clavier numeacuterique de sorte que chaque para-megravetre peut ecirctre seacutelectionneacute en un maximum de trois eacutetapes mecircme avec des objets sous test agrave nombreux ports (fig 5)
Calibrage ndash simple et rapideIl est indispensable notamment lorsqursquoon utilise des matrices de proceacuteder agrave un calibrage avant drsquoeffectuer les mesures afin drsquoeacuteliminer en prioriteacute lrsquoinfluence de lrsquoaffaiblissement des commutateurs sur les reacutesultats de mesure Le RampSregZNB pro-pose des meacutethodes de calibrage multiports manuelles qui neacutecessitent un minimum de connexions directes Le cali-brage reacutealiseacute avec des uniteacutes automatiques est neacuteanmoins recommandeacute afin de minimiser le nombre drsquoopeacuterations de vissage neacutecessaires et drsquoeacuteviter des proceacutedures de calibrages longues ainsi qursquoune usure preacutematureacutee des connecteurs et des eacutetalons de calibrage
RohdeampSchwarz propose agrave cet effet des uniteacutes de calibrage agrave deux quatre six ou huit ports (fig 7) Un nombre encore plus important de ports peut ecirctre calibreacute en connectant lrsquouniteacute de calibrage aux diffeacuterents ports de test Un assistant guide lrsquouti-lisateur en toute seacutecuriteacute agrave toutes les eacutetapes de la proceacutedure de calibrage (fig 6)
ConclusionLe RampSregZNB forme en combinaison avec les matrices un systegraveme de mesure drsquoanalyse de reacuteseaux fiable pour la carac-teacuterisation de modules et composants symeacutetriques et asymeacute-triques avec un maximum de 32 ports Le systegraveme se confi-gure quasi automatiquement Lrsquoutilisation et lrsquoeacutevaluation sont simples et intuitives mecircme pour un grand nombre de ports et srsquoeffectuent directement via lrsquointerface utilisateur du RampSregZNB Agrave lrsquoaide drsquouniteacutes de calibrage jusqursquoagrave huit ports des systegravemes comportant de nombreux ports peuvent eacutegale-ment ecirctre calibreacutes facilement et rapidement
Thilo Bednorz
Fig 6 Calibrage 12 ports avec une uniteacute de calibrage 4 ports
Fig 7 Uniteacutes
de calibrage de
RohdeampSchwarz A
droite lrsquouniteacute de cali-
brage RampSregZV-Z51
en bas lrsquouniteacute de cali-
brage RampSregZV-Z58
Fig 5 Choix des
paramegravetres S par
entreacutee directe des
indices
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Amplificateur large bande pour applications hyperfreacutequencesLe nouvel amplificateur large bande RampSregBBA150 deacutebute avec la gamme de freacutequences de 800 MHz agrave
3 GHz Ensemble avec la famille drsquoamplificateurs large bande RampSregBBA100 deacutejagrave bien eacutetablie il permet
deacutesormais de reacutealiser des systegravemes drsquoamplificateurs avec plusieurs gammes de freacutequences situeacutees entre
9 kHz et 3 GHz et de nombreuses classes de puissance
Nouvelles applications jusqursquoagrave 3 GHzUn concept optimiseacute pour freacutequences eacuteleveacutees une taille com-pacte et un poids reacuteduit tels eacutetaient les objectifs agrave atteindre pour le deacuteveloppement du nouvel amplificateur de puissance RampSregBBA150 (fig 1) Cet amplificateur ouvre de nouveaux domaines drsquoapplications comme par exemple les essais drsquoim-muniteacute eacutelectromagneacutetiques jusqursquoagrave 3 GHz selon diffeacuterentes normes dans des environnements industriels pour la fabrica-tion de composants et lrsquoassurance qualiteacute dans la recherche et la technologie physique ainsi que dans les technologies de communication Le RampSregBBA150 est actuellement dispo-nible dans une gamme de freacutequences continue de 800 MHz agrave 3 GHz et avec des puissances de sortie de 30 W 60 W 110 W et 200 W
Concept RF le plus avanceacute du marcheacuteLrsquoexpeacuterience de plusieurs deacutecennies de RohdeampSchwarz en matiegravere de deacuteveloppement drsquoamplificateurs de puissance et lrsquoutilisation de programmes de conception et de simulation les plus modernes ainsi que de nouveaux semi-conducteurs de
puissance justifient que le RampSregBBA150 dispose du concept RF le plus avanceacute du marcheacute La puissance maximale de 200 W dans un boicirctier de seulement quatre uniteacutes de hauteur et le poids relativement faible lieacute au mode de construction reacutesolument leacuteger par exemple seulement 24 kg pour lrsquoappa-reil de 200 W sont particuliegraverement impressionnants
Efficace robuste et fabriqueacute en seacuterieLa grande robustesse de cet appareil apporte la garantie drsquoun fonctionnement fiable ndash facteur eacuteconomique agrave ne pas sous-estimer Le RampSregBBA150 est un produit fabriqueacute en seacuterie selon des normes de qualiteacute de haut niveau sur le site de Teisnach une des usines les plus modernes drsquoEurope dans cette cateacutegorie de produits Pour assurer une parfaite seacutecuriteacute pendant le fonctionnement le firmware compact de lrsquoamplifi-cateur offre des meacutecanismes de surveillance et de protection efficaces Les eacutetages de puissance RF largement dimension-neacutes disposent de suffisamment de reacuteserves pour que les para-megravetres garantis dans la fiche technique soient assureacutes sans avoir agrave pousser les amplificateurs aux limites de leur capaciteacute
Fig 1 Lrsquoamplificateur de puissance mono-bande RampSregBBA150 est disponible avec des puissances de sortie de 30 W 60 W 110 W et 200 W
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CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
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Dernier point agrave souligner eacutegalement leur grande toleacuterance aux deacutesadaptations (par ex court-circuit cocircteacute RF ou sortie RF ouverte) qui garantit une haute fiabiliteacute
Fig 2 Panneau de commande du RampSregBBA150 dans un navigateur web
Utilisation et commande polyvalentesLrsquoamplificateur peut ecirctre entiegraverement piloteacute via lrsquoeacutecran et les boutons de commande situeacutes sur le panneau avant Il peut ecirctre eacutegalement commandeacute via les navigateurs Web habituels au moyen drsquoune interface graphique (fig 2) Pour les seacutequences de test automatiseacutees le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 permet la prise en charge totale du RampSregBBA150 Mais le pilotage via Ethernet est eacutegalement possible gracircce agrave la disponibiliteacute drsquoun vaste jeu drsquoinstructions de commandes agrave distance selon la nomenclature SCPI
Deux familles ndash un systegraveme drsquoamplificateursLe RampSregBBA150 peut bien eacutevidemment fonctionner de faccedilon indeacutependante mais ses points forts sont eacutegalement mis en eacutevidence lorsqursquoil est utiliseacute en combinaison avec les amplifi-cateurs large bande RampSregBBA100 avec lesquels il peut ecirctre inteacutegreacute de faccedilon homogegravene dans des systegravemes drsquoamplifica-teurs pour la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 3 GHz (fig 3) Dans ces systegravemes le RampSregBBA150 beacuteneacuteficie des options de commutation RF du RampSregBBA100 comme par exemple des commutateurs drsquoentreacutee et de sortie RF et du seacutelecteur de points de mesure RF (fig 4)
Sur demande le RampSregBBA100 en tant que maicirctre prend en charge la commande du RampSregBBA150 qursquoil integravegre comme une voie RF suppleacutementaire Lrsquoensemble du systegraveme apparaicirct alors comme un amplificateur multi-bande qui peut disposer en option drsquoune entreacutee RF commune ainsi que drsquoun seacutelecteur de points de mesure et drsquoun commutateur RF communs La commande agrave distance srsquoeffectue eacutegalement de maniegravere cen-traliseacutee via une interface
Excellent service et maintenance rapide La structure modulaire du RampSregBBA150 permet une remise en eacutetat rapide et une dureacutee drsquoimmobilisation minimale en cas de dysfonctionnement Tous les modules peuvent geacuteneacute-ralement ecirctre deacutejagrave eacutechangeacutes par le repreacutesentant local de RohdeampSchwarz ou le centre de services le plus proche La disponibiliteacute des piegraveces de rechange au niveau mondial est bien sucircr une eacutevidence Si toutefois le problegraveme ne pouvait pas ecirctre reacutesolu par un remplacement de modules la reacutepara-tion en usine serait alors effectueacutee dans un deacutelai maximal de dix jours ouvrables (hors deacutelais drsquoexpeacutedition du mateacuteriel)
Autre avantage la possibiliteacute drsquoextension de la garantie qui offre une haute disponibiliteacute du RampSregBBA150 agrave des coucircts drsquoexploitation reacuteduits et preacutevisibles Des extensions de un agrave quatre ans ndash srsquoajoutant agrave la garantie de base de trois ans ndash assurent une couverture longue dureacutee
Fig 3 Systegraveme global avec les amplificateurs RampSregBBA100 et
RampSregBBA150
CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
Systegraveme drsquoamplificateurs avec RampSregBBA100 et RampSregBBA150
Commutateur dentreacutee RF Bandes de freacutequence Coupleurs directionnels de mesure Commutateurs de sortie RF
Entreacutee RF
cedilBBA150
cedilBBA100
Pince de couplage
1
7
ReacutefleacutechieIncidente
ReacutefleacutechieIncidente
ReacutefleacutechieIncidente
Incidente
ReacutefleacutechieSorties de mesure
Seacutelecteurs de points de mesure
9 kHz agrave 250 MHz
250 MHz agrave 1 GHz
800 MHz agrave 3 GHz
Antenne
ConclusionAvec le nouvel amplificateur de puissance RampSregBBA150 un eacuteleacutement suppleacutementaire vient compleacuteter la gamme des pro-duits CEM de RohdeampSchwarz Un concept moderne une inteacutegration homogegravene dans la famille drsquoamplificateurs large bande reacuteputeacutes RampSregBBA100 ainsi que la preacutesence drsquoun
service client au niveau mondial font du nouvel amplificateur le choix ideacuteal pour des applications CEM et bien drsquoautres Le concept modulaire fournit la base drsquoune expansion future en termes de performance et de gamme de freacutequences et peacuteren-nise les investissements
Sandro Wenzel
Fig 4 Systegraveme composeacute des amplificateurs RampSregBBA150 et RampSregBBA100 avec les gammes de freacutequences de 9 kHz agrave 250 MHz (bande A) de
250 MHz agrave 1 GHz (bande C) et de 800 MHz agrave 30 GHz (bande D)
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Rapides et simples mesures de diagnostic et de preacute-certification avec le RampSregESRP
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
10 Hz 9 kHz 36 GHz 7 GHz
cedilESRP3
cedilESRP3 avec option cedilESRP-B29
cedilESRP7
cedilESRP7 avec option cedilESRP-B29
RampSregESRP les modegraveles
Structure de base Preacuteseacutelection reacutecepteur
Convertis-seur AN FFT EacutecranDeacutetecteurs
Les nombreuses exigences imposeacutees aux reacutecepteurs de mesure CEM pour la certification jouent eacutegalement
un grand rocircle dans le quotidien des laboratoires ou pour la reacutealisation de mesures preacuteparatoires notamment
en matiegravere de vitesse drsquoeacutetendue de fonctions et de confort drsquoutilisation Le nouveau reacutecepteur de mesure
CEM RampSregESRP de cateacutegorie preacute-qualification est optimiseacute pour reacutepondre agrave ces exigences Avec lui les
mesures CEM qui duraient des heures auparavant ne neacutecessitent deacutesormais qursquoune fraction de ce temps
Haute vitesse eacutegalement assureacutee dans la cateacutegorie preacute-qualificationApregraves avoir preacutesenteacute lrsquoanneacutee derniegravere le RampSregESR reacutecepteur de mesure CEM le plus rapide du monde pour les mesures de conformiteacute RohdeampSchwarz ne srsquoest pas fait longtemps attendre pour proposer aux utilisateurs un appareil comparable capable de reacutealiser des mesures de diagnostic en laboratoire et en deacuteveloppement Agrave lrsquoinstar du RampSregESR le RampSregESRP (fig 1 page de gauche) offre eacutegalement une fonction de balayage dans le domaine temporel baseacute FFT (Time Domain Scan) et peut donc effectuer plus rapidement les mesures de preacute-cer-tification agrave savoir de plusieurs ordres de grandeur Il excelle particuliegraverement dans les mesures de diagnostic CEM tout au long du processus du deacuteveloppement ainsi que dans toutes les mesures agrave reacutealiser en amont de la certification des produits et ce tant pour les normes CEM civiles que pour les speacutecifica-tions de mesure militaires jusqursquoagrave 7 GHz
Ce reacutecepteur est disponible en deux modegraveles pour les gammes de freacutequences de 9 kHz agrave 36 GHz ou 7 GHz La limite infeacuterieure de la freacutequence peut ecirctre eacutetendue agrave 10 Hz avec lrsquooption RampSregESRP-B29 (fig 2) La commande du reacutecep-teur srsquoeffectue par lrsquointermeacutediaire drsquoun eacutecran tactile particuliegrave-rement convivial
La norme fondamentale prend en compte la technologie de reacutecepteur baseacutee FFTLa publication de lrsquoamendement A12010-06 agrave la 3egraveme eacutedi-tion de la norme fondamentale CISPR 16-1-1 relative aux appareils de mesure des perturbations radioeacutelectriques a geacuteneacutereacute une activiteacute importante Les prochaines eacuteditions et modifications des normes de familles de produits comme par exemple EN 55011 agrave EN 55032 se reacutefeacutereront pour les essais CEM agrave la derniegravere eacutedition de cette norme fondamen-tale importante si cela nrsquoest drsquoailleurs pas deacutejagrave fait Elles auto-risent lrsquoutilisation des reacutesultats de mesure obtenus avec la technologie de reacutecepteur baseacutee FFT Ces mesures peuvent ecirctre reacutealiseacutees par une transposition dans la bande de base (fig 3) ou agrave lrsquoaide des eacutetages FI (freacutequence intermeacutediaire) conccedilus en large bande Les reacutesultats sont ainsi obtenus bien plus rapidement ndash avec la mecircme preacutecision et surtout la mecircme reproductibiliteacute
Fig 2 Reacutecepteur de mesure CEM RampSregESRP preacutesentation des modegraveles
et de leurs gammes de freacutequences respectives
Mesurer plus rapidement avec le balayage dans le domaine temporelGracircce agrave son calcul FFT performant lrsquooption de balayage dans le domaine temporel RampSregESRP-K53 acceacutelegravere les mesures de maniegravere spectaculaire En mode de balayage dans le domaine temporel (Time Domain Scan) le RampSregESRP effectue les mesures agrave une vitesse supeacuterieure de plusieurs ordres de gran-deur par rapport agrave une utilisation avec lrsquoaccord de freacutequence conventionnel par pas (Stepped Scan) Le signal temporel est ici acquis agrave une freacutequence drsquoeacutechantillonnage de 128 MHz et numeacuteriseacute avec un convertisseur AN 16 bits pour un traite-ment ulteacuterieur Le temps gagneacute pour obtenir les reacutesultats de mesure est indiqueacute en figure 4 laquelle illustre la diffeacuterence entre le balayage freacutequentiel par pas et le balayage dans le domaine temporel pour les bandes B et CD du CISPR
Les temps de mesure totaux marqueacutes en rouge dans la figure 4 sont un exemple de mesures typiques dans la bande CD du CISPR telles qursquoelles doivent ecirctre reacutealiseacutees par les
Fig 3 Scheacutema fonctionnel du RampSregESRP avec conversion en bande de
base jusqursquoagrave 30 MHz Le reacutecepteur de mesure CEM le plus rapide du monde reacuteduit consideacuterablement les
temps de test ACTUALITEacuteS (2012) Ndeg 207 pages 22ndash27
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CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
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Fig 5 Eacutecart de niveau entre les fonctions de
balayage freacutequentiel par pas (en jaune) et de
balayage dans le domaine temporel (en vert)
fabricants et eacutequipementiers automobiles selon la norme de famille de produits CISPR 25 jusqursquo agrave 1 GHz avec une bande passante de mesure de 9 kHz (minus6 dB) Lors du balayage freacute-quentiel par pas des pas de 4 kHz sont deacutefinis pour reacutealiser des mesures sans discontinuiteacute et avec un temps de mesure de 10 ms des impulsions ayant un taux de reacutepeacutetition de 100 Hz peuvent encore ecirctre deacutetecteacutees
Avec le balayage dans le domaine temporel les reacutesultats de mesure sont environ 500 fois plus rapidement disponibles bien que dans ce mode ndash en raison du pas de 225 kHz ndash le nombre de points de mesure ait quasiment doubleacute Comme illustreacute en figure 4 des gains de temps significatifs peuvent eacutegalement ecirctre obtenus lors de mesures reacutealiseacutees dans drsquoautres bandes ce qui permet de reacuteduire consideacuterablement le temps et les coucircts neacutecessaires agrave la mise en production en seacuterie drsquoun produit
Gamme de freacutequence
Deacutetecteur temps de mesure bande pas-sante de mesure
RampSregESRP
Balayage freacutequen-tiel par pas
Balayage dans le domaine temporel (en option)
Bande B du CISPR 150 kHz agrave 30 MHz
Crecircte 100 ms 9 kHz 7462 points de mesure 755 s
13 267 points de mesure 2 s
Bande B du CISPR 150 kHz agrave 30 MHz
Quasi-crecircte 1 s 9 kHz 7462 points de mesure 12 960 s
13 267 points de mesure 60 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Crecircte 10 ms 120 kHz 24 250 points de mesure 254 s
32 334 points de mesure 6 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Crecircte 10 ms 9 kHz 242 500 points de mesure 4310 s
431 112 points de mesure 8 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Quasi-crecircte 1 s 120 kHz 24 250 points de mesure env 600 min
32 334 points de mesure env 33 min
Fig 4 Comparaison des temps de mesure
totaux entre le balayage freacutequentiel par pas et
le balayage dans le domaine temporel avec des
paramegravetres de mesure typiques Entoureacutes en
rouge exemple de temps de mesure totaux
pour des mesures typiques agrave effectuer par les
eacutequipementiers et les fabricants drsquoautomobiles
selon la norme de famille de produits CISPR
25 jusqursquoagrave 1 GHz avec une bande passante de
9 kHz (minus6 dB)
Enregistrement sans discontinuiteacute des eacutemissions de perturbations Gracircce au balayage dans le domaine temporel les mesures CEM dans les bandes du CISPR peuvent deacutesormais ecirctre reacuteali-seacutees en quelques secondes A cet effet le RampSregESRP acquiert sans interruption temporelle les composantes spectrales avec une bande passante jusqursquoagrave 30 MHz Avec un pas virtuel drsquoun quart de la bande passante de reacutesolution et un chevauche-ment de la fenecirctre gaussienne FFT drsquoenviron 90 le reacutecep-teur atteint une tregraves bonne preacutecision de mesure de niveau avec des perturbateurs pulseacutes (fig 5) Lrsquoincertitude de mesure totale satisfait ainsi aux exigences de la norme CISPR 16-1-1 eacutegalement pour les mesures de preacute-certification
La vitesse de mesure doit en outre ecirctre eacuteleveacutee lorsqursquoun dis-positif sous test ne peut ecirctre utiliseacute que pendant une courte peacuteriode soit parce qursquoil modifie son comportement (avec des
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
perturbations agrave variation de niveau et de freacutequence) soit au pire parce qursquoil peut ecirctre endommageacute srsquoil fonctionne pendant une dureacutee trop importante ou encore parce que le cycle de fonctionnement requiert une certaine vitesse comme par exemple pour les legraveve-vitres eacutelectriques des veacutehicules Avec le balayage dans le domaine temporel du RampSregESRP de tels sceacute-narios de mesure peuvent ecirctre bien plus aiseacutement maicirctriseacutes
Lrsquoutilisateur peut lui-mecircme augmenter le temps drsquoobservation pour pouvoir deacuteterminer avec certitude les perturbations inter-mittentes agrave bande eacutetroite ou les perturbateurs isoleacutes
Lrsquooption Module de filtres preacuteseacutelecteur RampSregESRP-B2 est composeacutee de 16 filtres et inclut un preacuteamplificateur de 20 dB jusqursquoagrave 7 GHz maximum Doteacute de ce module le RampSregESRP reacutealise des mesures sur signaux perturbateurs intermittents agrave taux de reacutepeacutetition drsquoimpulsions de 10 Hz ou plus conformeacute-ment agrave la norme fondamentale CISPR 16-1-1 Avec lrsquoadapta-tion de la bande passante du filtre de preacuteseacutelection de 150 kHz agrave 30 MHz les eacutemissions conduites sont mesureacutees simulta-neacutement en une seule eacutetape sur 13 267 freacutequences gracircce au balayage dans le domaine temporel (fig 6)
Fig 6 En une seule eacutetape mesure drsquoeacutemissions
conduites dans la bande B du CISPR
Fig 7 Analyse FI avec couplage en paral-
legravele avec la fonction de poursuite marqueur
(Marker-Track) dans le spectre de la mesure
drsquoinvestigation
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CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
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Fig 8 Le RampSregESRP avec protec-
tions lateacuterales et poigneacutee de trans-
port pour travaux exteacuterieurs
Davantage de reacutesolution en repreacutesentation spectrale avec la fonction drsquoanalyse FI Les amplitudes de signaux critiques dans le spectre peuvent ecirctre examineacutees de maniegravere plus approfondie avec la fonction drsquoanalyse FI du RampSregESRP Avec lrsquoanalyse FI la repreacutesentation spectrale du signal drsquoentreacutee RF est afficheacutee dans une plage reacuteglable (jusqursquoagrave 10 MHz) autour de la freacutequence de reacuteception Cette repreacutesentation srsquoeffectue soit agrave la freacutequence actuelle en parallegravele avec lrsquoaffichage agrave barre-graphes soit agrave la position du marqueur par la fonction marker-track sur le reacutesultat existant drsquoun balayage de freacutequence par exemple drsquoune mesure drsquoin-vestigation (fig 7) Gracircce agrave ce couplage la freacutequence centrale du spectre FI correspond toujours agrave la freacutequence de reacutecep-tion actuelle du reacutecepteur de mesure Le reacutecepteur peut ainsi ecirctre reacutegleacute avec une grande preacutecision et surtout tregraves rapide-ment sur le signal agrave analyser Lrsquoutilisateur beacuteneacuteficie en outre drsquoune vue drsquoensemble preacutecise sur lrsquooccupation du spectre autour du canal de mesure et ndash avec une largeur drsquoaffichage du spectre de lrsquoanalyse FI suffisamment grande ndash sur la distri-bution spectrale drsquoun signal moduleacute dans le canal de mesure Les signaux de reacuteception peuvent ainsi ecirctre rapidement clas-seacutes dans la cateacutegorie des signaux perturbateurs ou signaux utiles Les deacutemodulateurs audio AM ou FM commutables en parallegravele facilitent lrsquoidentification des signaux capteacutes afin par exemple de deacutetecter et drsquoexclure les brouilleurs ambiants lors des mesures sur site ouvert
Fonctions drsquoanalyse de spectre et mesures CEM en mode analyseur de spectre Lrsquooption RampSregESRP-B29 permet drsquoeacutetendre la gamme de freacute-quence de 9 kHz agrave 36 ou 7 GHz aux basses freacutequences jusqursquoagrave 10 Hz Lorsque la preacuteseacutelection est coupeacutee en mode analyseur de spectre la sensibiliteacute du RampSregESRP peut ecirctre augmenteacutee gracircce agrave lrsquooption preacuteamplificateur seacutepareacutee RampSregFSV-B22 Avec son faible niveau de bruit (plancher de bruit ndash168 dBm typique dans une bande passante de 1 Hz et avec preacuteamplificateur en fonctionnement) le RampSregESRP peut eacutegalement mesurer avec preacutecision des signaux de tregraves faible
niveau Son excellente dynamique fait qursquoil satisfait aux exi-gences speacutecifiques de la norme CISPR 16-1-1 Ed 3 (laquo Uti-lisation drsquoanalyseurs de spectre sans preacuteseacutelection pour les mesures de perturbations radioeacutelectriques conformes aux normes raquo) agrave savoir pour des signaux parasites agrave partir drsquoune freacutequence de reacutepeacutetition drsquoimpulsion de 20 Hz
Les mesures drsquoeacutemissions de perturbations radioeacutelectriques peuvent ecirctre reacutealiseacutees en mode analyseur de spectre avec ou sans preacuteseacutelecteur Lrsquoutilisateur peut en outre choisir le nombre de points de balayage agrave mesurer dans ce mode Pour une eacutevaluation pertinente jusqursquoagrave 200 001 points de mesure peuvent ecirctre deacutefinis Agrave titre de comparaison jusqursquoagrave 4 mil-lions de points de mesure par courbe sont disponibles en mode reacutecepteur de test Mais les mesures de diagnostic reacutea-liseacutees tout au long du processus de deacuteveloppement doivent aussi ecirctre preacutecises et reproductibles Des reacutesolutions laquo nor-males raquo de 8000 ou 32 000 points de mesure telles que ren-contreacutees habituellement sur drsquoautres analyseurs de spectre atteignent en geacuteneacuteral rapidement leurs limites et srsquoavegraverent insuffisantes pour les mesures CEM
Les marqueurs de mesure configurables du RampSregESRP (jusqursquoagrave 16) positionneacutes sur les freacutequences des signaux para-sites permettent lrsquoanalyse cibleacutee des perturbations Le cou-plage des marqueurs de mesure avec un deacutetecteur de pondeacute-ration CISPR associeacute permet drsquoeacutetablir une comparaison avec les valeurs limites speacutecifieacutees La possibiliteacute de repreacutesenter le spectre sur un axe de freacutequence logarithmique facilite le dia-gnostic des reacutesultats de mesure sur une large gamme de freacute-quences et assure la repreacutesentation conforme aux normes des gabarits Les freacutequences critiques sont clairement afficheacutees dans une liste de pics Cela permet drsquoeacutevaluer rapidement le spectre de perturbations par rapport aux valeurs limites
Geacuteneacuterateur de poursuite pour analyse de reacuteseaux scalaireUn geacuteneacuterateur de poursuite interne (option RampSregFSV-B9) per-met drsquoeacutetendre les fonctions du RampSregESRP agrave lrsquoanalyse de reacuteseaux scalaire pour la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 7 GHz Ainsi la courbe drsquoaffaiblissement en fonction de la freacute-quence par exemple la reacuteponse en freacutequence des cacircbles de mesure ou des filtres peut ecirctre rapidement et aiseacutement deacuteter-mineacutee puis enregistreacutee dans le RampSregESRP sous forme de table de correction (transducteur)
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
Conccedilu pour une utilisation en exteacuterieurPour une utilisation en exteacuterieur par exemple en voiture ou sur site ouvert le RampSregESRP peut ecirctre eacutequipeacute de lrsquooption ali-mentation DC RampSregFSV-B30 (12 V agrave 15 V) et livreacute avec une version de boicirctier diffeacuterente avec protections lateacuterales et poi-gneacutee de transport (fig 8) Utiliseacute sur site ouvert et doteacute du pack batterie Li-ion RampSregFSV-B32 le reacutecepteur fonctionne de maniegravere fiable pendant plusieurs heures par exemple pour enregistrer des seacuteries de mesures
Dans sa version standard le RampSregESRP est eacutequipeacute drsquoun disque dur pour stocker les donneacutees Il peut ecirctre remplaceacute par un disque SSD amovible pour reacutesister agrave une plus grande exposition aux chocs et vibrations dans les veacutehicules ou agrave une tempeacuterature de fonctionnement fluctuant de faccedilon plus importante que la moyenne
Mesures automatiques et support logicielAvec sa fonction drsquoautomatisation de test inteacutegreacutee le RampSregESRP dispose drsquoun seacutequenceur de test configurable conccedilu selon le principe suivant mesure drsquoinvestigation ndash reacuteduction de donneacutees ndash mesure finale (fig 9) Ainsi le nombre de freacutequences agrave veacuterifier en mesure finale et lrsquoeacutecart par rapport agrave une ou plusieurs lignes de valeurs limites sont deacutefi-nis La seacutequence est lanceacutee par simple pression drsquoune touche et srsquoexeacutecute alors entiegraverement en automatique Au choix la mesure finale peut eacutegalement ecirctre effectueacutee de maniegravere inte-ractive La liste des freacutequences repeacutereacutees srsquoouvre en appuyant sur le symbole laquo Peak List raquo Le nombre de freacutequences agrave veacuteri-fier en mesure finale peut ainsi encore ecirctre modifieacute puis lrsquoeacuteva-luation finale est reacutealiseacutee avec des deacutetecteurs Quasi-crecircte CISPR-AV ou CISPR RMS-AV Lrsquoaffectation des deacutetecteurs res-pectifs srsquoeffectue ici avec lrsquoassistant de trace (Trace Wizzard)
En outre les applications logicielles CEM RampSregEMC32 et RampSregES-SCAN sont disponibles pour le controcircle de seacutequence automatique et semi-automatique Le logiciel EMI RampSregES-SCAN est un logiciel Windows abordable et convivial qui a eacuteteacute conccedilu speacutecifiquement pour les mesures lieacutees aux mesures drsquoeacutemissions en laboratoire de deacuteveloppement et qui de ce fait complegravete ideacutealement le RampSregESRP
Le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 prend eacutegalement en charge le RampSregESRP Ce logiciel modulaire permet de reacutealiser des mesures drsquoimmuniteacute et drsquoeacutemissions aussi bien en manuel qursquoen semi-automatique ou entiegraverement en automatique selon les normes civiles et militaires Lrsquoacquisition lrsquoeacutevaluation la documentation et la traccedilabiliteacute fiables des reacutesultats de mesure ainsi que la commande agrave distance de nombreux accessoires tels que systegravemes de macirct et plateau tournant sont inclus
La commande agrave distance du RampSregESRP via GPIB ou LAN srsquoef-fectue soit par lrsquointermeacutediaire drsquointerfaces standard selon
IEC 625-2 (IEEE 4882) soit via des interfaces LAN (10 100 1000BaseT) Des pilotes gratuits disponibles sur le site Inter-net de RohdeampSchwarz pour LabVIEW LabWindows CVI et VXI Plug amp Play permettent drsquointeacutegrer le RampSregESRP dans des programmes personnaliseacutes
ReacutesumeacuteLe RampSregESRP est un reacutecepteur de mesure CEM pour la gamme de freacutequences de 10 Hz agrave 7 GHz speacutecialement conccedilu pour la reacutealisation de mesures de diagnostic tout au long du processus de deacuteveloppement de nouveaux produits ainsi que pour la preacuteparation agrave la mesure de certification finale Gracircce agrave ses performances RF exceptionnelles sa vitesse de mesure et ses nombreuses fonctions de mesure il est lrsquooutil ideacuteal pour une utilisation en deacuteveloppement et en laboratoire Il est de ce fait optimiseacute pour effectuer les mesures CEM le plus rapi-dement possible et de faccedilon aussi preacutecise que neacutecessaire Pour cela son balayage dans le domaine temporel baseacute FFT acquiert le spectre de perturbations agrave haute vitesse Mais le RampSregESRP est eacutegalement un analyseur de spectre complet doteacute de hautes performances pour les applications en labo-ratoire Son interface utilisateur clairement structureacutee et son eacutecran tactile rendent son utilisation conviviale qualiteacute que lrsquoon peut appreacutecier agrave sa juste valeur dans toute lrsquoeacutetendue de sa large gamme drsquoapplications Avec cet appareil polyvalent lrsquoutilisateur atteint rapidement son objectif ndash agrave savoir la pro-duction en seacuterie de son produit agrave certifier
Volker Janssen
Fig 9 Menu drsquoautomatisation des tests pour la configuration des
mesures exeacutecuteacutees en automatique
Bibliographie Amendment 12010-06 to CISPR 16-1-12010-01 (Edition 3) Specification for radio dis-turbance and immunity measuring apparatus and methods ndash Part 1-1 Radio disturbance and immunity measuring apparatus ndash Measuring apparatusDes informations deacutetailleacutees sur le RampSregESRP sont disponibles sous httpwwwrohde-schwarzcomenproductesrp-productstartpage_63493-35077html
ACTUALITEacuteS 20813 59
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
60
Fig 1 Avec le concept MultiTX du
nouvel eacutemetteur RampSregTMU9 jusqursquoagrave
six eacutemetteurs peuvent ecirctre logeacutes dans
une baie repreacutesentant un gain de place
jusqursquoagrave 80 par rapport agrave lrsquoempreinte
au sol jusqursquoici neacutecessaire Dans cet
exemple trois eacutemetteurs sont installeacutes
chacun fournissant une puissance de
sortie de 114 kW
Systegravemes de transmission effi-caces pour toutes les classes de puissanceDepuis 2011 date de lancement des eacutemet-
teurs UHF de forte puissance RampSregTHU9
RohdeampSchwarz nrsquoa cesseacute de deacutevelopper de
maniegravere conseacutequente cette toute nouvelle
geacuteneacuteration drsquoeacutemetteurs Crsquoest ainsi que
les eacutemetteurs UHF de moyenne puissance
RampSregTMU9 et les eacutemetteurs de faible puis-
sance RampSregMLx partent deacutesormais agrave la
conquecircte du marcheacute Tous ont en commun un
encombrement reacuteduit et une haute efficaciteacute
eacutenergeacutetique (voir eacutegalement article page 63)
DIFFUSION RADIO ET TV | Systegravemes de transmission
Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9 coucirct de fonctionnement minimal ndash flexibiliteacute maximaleEncombrement reacuteduit livraison rapide faible coucirct drsquoexploitation et haute disponibiliteacute ndash telles sont les
principales exigences des opeacuterateurs de reacuteseau en matiegravere drsquoeacutemetteurs de diffusion terrestre exigences
auxquelles reacutepond parfaitement la famille drsquoeacutemetteurs RampSregTX9 qui srsquoest maintenant eacutelargie pour inclure
les eacutemetteurs agrave refroidissement par air RampSregTMU9 avec des puissances allant de 300 W agrave 285 kW
MultiTX ndash concept reacuteussi pour pallier le manque drsquoespace et les hausses de coucircts de location Manque drsquoespace et hausse des coucircts de location sont des difficulteacutes auxquelles tous les opeacuterateurs de reacuteseau sont confronteacutes En effet il nrsquoest pas rare que les stations drsquoeacutemis-sion doivent ecirctre eacutequipeacutees de multiplexes suppleacutemen-taires alors qursquoil y regravegne souvent un manque drsquoespace chro-nique et qursquoune augmentation de loyer pour loger drsquoautres baies drsquoeacutemetteurs est hors de question Ces graves pro-blegravemes des opeacuterateurs ont constitueacute la principale preacuteoccupa-tion des concepteurs lors du deacuteveloppement de la nouvelle famille drsquoeacutemetteurs UHF RampSregTMU9 agrave puissances situeacutees entre 300 W et 285 kW Leur concept MultiTX permet drsquoac-cueillir jusqursquoagrave six eacutemetteurs dans une baie ndash avec un gain de place pouvant aller jusqursquoagrave 80 de lrsquoespace habituellement requis (fig 1) Qui plus est des systegravemes de redondance com-plets peuvent ecirctre installeacutes dans une seule baie drsquoeacutemetteurs par exemple un systegraveme de reacuteserve 2+1 avec une puissance de sortie de 114 kW Cela permet drsquoobtenir non seulement un gain de place au sol mais eacutegalement un gain de temps impor-tant lors de la mise en service En outre le RampSregTMU9 est eacutegalement disponible sans baie jusqursquoagrave des puissances de sor-tie de 114 kW de sorte qursquoil peut ecirctre installeacute dans des baies existantes disposant drsquoun espace suffisant pour lrsquoaccueillir
Modulaires et fabriqueacutes en seacuterie ndash precircts agrave relever tous les deacutefis en termes de projets et de planningDeacuteterminer des eacutecheacuteances fermes pour la mise en service des eacutemetteurs fait partie du quotidien des opeacuterateurs de reacuteseaux Les eacutemetteurs qui sont produits en seacuterie et par conseacutequent rapidement disponibles constituent ici une aide preacutecieuse Ces eacutemetteurs peuvent cependant ecirctre configureacutes de maniegravere aussi polyvalente que srsquoil srsquoagissait de fabrication speacuteciale individualiseacutee agrave lrsquoinstar de lrsquoeacutemetteur totalement modulaire RampSregTMU9 fabriqueacute en seacuterie et qui en standard est confi-gurable selon le principe de construction modulaire agrave plus de 50 versions Cela srsquoappreacutecie par exemple avec le concept de refroidissement dans beaucoup de pays on utilise des sys-tegravemes drsquoeacutevacuation drsquoair guideacutes alors que dans drsquoautres lrsquoair chaud est souffleacute directement dans la salle ougrave il doit ecirctre alors refroidi En tout eacutetat de cause le systegraveme de refroidissement du RampSregTMU9 peut ecirctre personnaliseacute pour satisfaire les exi-gences les plus speacutecifiques Sa modulariteacute coheacuterente per-mettra par ailleurs de reacutepondre aiseacutement et rapidement aux demandes ulteacuterieures
Lrsquouniteacute de base RampSregTCE900 est elle aussi modulaire selon la carte enfichable utiliseacutee elle fonctionne comme un eacutemet-teur pilote ou comme une commande drsquoeacutemetteurs (fig 2) Les cartes peuvent ecirctre facilement eacutetendues ou remplaceacutees Si dans un reacuteseau plusieurs familles de la nouvelle geacuteneacuteration drsquoeacutemetteurs RampSregTX9 sont utiliseacutees la gestion des piegraveces de rechange devient gracircce aux possibiliteacutes drsquoutilisation universelle du RampregTCE900 simple et avantageuse en termes de coucircts
Le proceacutedeacute Doherty ndash reacuteduit les coucircts drsquoexploitation de plus de 40 au cours du cycle de vieLes actuelles geacuteneacuterations drsquoeacutemetteurs de nombreux fabri-cants consomment geacuteneacuteralement quatre agrave cinq fois plus drsquoeacutenergie qursquoelles en eacutemettent Le RampSregTMU9 fait quant agrave lui beaucoup mieux en atteignant un rendement de 38 ce qui en fait le premier eacutemetteur agrave refroidissement par air
Fig 2 Le
RampSregTMU9 est hau-
tement configurable
ici les appareils de
base RampSregTCE900
sortis de leur baie
sont capables agrave
lrsquoaide de cartes enfi-
chables de fonction-
ner comme eacutemetteur
pilote ou commande
drsquoeacutemetteur
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Eacutemetteur avec proceacutedeacute de Doherty
Eacutemetteur pilote
Amplificateur
RF Psortie
Amplificateur principal
Amplificateur de crecirctes
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permettant de reacuteduire de plus de 40 les coucircts eacutenergeacutetiques Cette eacuteconomie est obtenue gracircce au proceacutedeacute Doherty uti-liseacute dans les amplificateurs de puissance Baseacute sur une inven-tion de William H Doherty dans les anneacutees 1930 ce pro-ceacutedeacute est utiliseacute avec succegraves depuis de nombreuses anneacutees dans les communications mobiles et contribue eacutegalement agrave y reacuteduire les besoins en eacutenergie Le principe de base consiste agrave diviser lrsquoamplification du signal en deux voies Lrsquoune de ces voies lrsquoamplificateur de crecircte prend en charge lrsquoampli-fication des signaux de crecircte et lrsquoautre lrsquoamplificateur prin-cipal lrsquoamplification des signaux de valeur moyenne (fig 3) Cela preacutesente lrsquoavantage suivant agrave savoir qursquoaucune reacuteserve de puissance pour les signaux crecirctes nrsquoest requise dans lrsquoam-plificateur principal Lrsquoamplificateur de crecircte nrsquointervient que lorsque des pics de puissance se produisent Lrsquoutilisation de ce proceacutedeacute permet de reacutealiser de substantielles eacuteconomies drsquoeacutenergie dans les deux amplificateurs Avec le RampSregTMU9 RohdeampSchwarz a reacutevolutionneacute la meacutethode Doherty autrefois agrave bande eacutetroite en permettant pour la premiegravere fois son uti-lisation dans les amplificateurs agrave large bande Cela simplifie eacutegalement la gestion des piegraveces de rechange dans les grands reacuteseaux de diffusion utilisant de nombreuses freacutequences dif-feacuterentes eacutetant donneacute qursquoil nrsquoest ainsi plus neacutecessaire de maintenir en stock un nombre aussi important drsquoamplifica-teurs diffeacuterents
Concepts de redondance innovants pour une disponibiliteacute extrecircmeLes contrats entre les opeacuterateurs de reacuteseaux et les diffuseurs reacutegissent les peacutenaliteacutes encourues en cas drsquointerruption drsquoeacutemission ou de retard dans la mise en service de lrsquoeacutemetteur Dans ce dernier cas le RampSregTMU9 leur assure une grande seacutereacuteniteacute eacutetant donneacute que les eacutemetteurs sont livreacutes preacute-cacircbleacutes et precircts agrave installer dans la baie ndash ce qui permet une mise en service rapide et dans les temps impartis Un autre grand sou-tien est apporteacute par la polyvalence de leur commande pos-sible en local via un ordinateur portable et un eacutecran tactile optionnel ainsi qursquoagrave distance via un navigateur Web ou SNMP
Des reacuteseaux eacutelectriques instables des deacutefauts de climatisa-tion ou des problegravemes drsquoacheminement du signal suscep-tibles de compromettre la disponibiliteacute sont geacutereacutes par le RampSregTMU9 gracircce agrave diffeacuterentes options Crsquoest ainsi que des alimentations redondantes inteacutegreacutees dans les amplificateurs protegravegent contre les deacutefaillances de phases individuelles voire drsquoune uniteacute drsquoalimentation complegravete Des solutions speacute-cifiques en matiegravere de conduites drsquoextraction drsquoair permettent drsquoexploiter lrsquoeacutemetteur indeacutependamment drsquoun systegraveme de cli-matisation Cela augmente la disponibiliteacute et reacuteduit ici eacutegale-ment la consommation drsquoeacutenergie Pour des exigences de dis-ponibiliteacute encore plus eacuteleveacutees des concepts de redondance sophistiqueacutes sont disponibles comme par exemple Dual Drive Backup Drive ou systegravemes de reacuteserve N+1
RampSregTMU9 preacutesenteacute en septembre deacutejagrave agrave lrsquoantenne et primeacute en deacutecembre Le RampSregTMU9 a eacuteteacute preacutesenteacute au public en septembre 2012 agrave lrsquooccasion du salon IBC qui se tient tous les ans agrave Amsterdam Deux mois plus tard les deux premiers eacutemetteurs eacutetaient deacutejagrave agrave lrsquoantenne Leur rendement eacuteleveacute et leur structure compacte ont seacuteduit lrsquoopeacuterateur de reacuteseau Onecast filiale de la plus grande chaicircne de teacuteleacutevision franccedilaise TF1 (Groupe Bouygues) Onecast a commandeacute les deux eacutemetteurs dans une confi-guration MultiTX avec proceacutedeacute Doherty et doteacutes drsquoun sys-tegraveme agrave eacutevacuation drsquoair guideacutee Le projet comprenait eacutegale-ment dix eacutemetteurs de la nouvelle geacuteneacuteration haute puissance RampSregTHU9 eacutegalement en configuration MultiTX et avec proceacutedeacute Doherty Ce projet a permis agrave Onecast de gagner le laquo Concours de projets drsquoapprovisionnement responsables raquo dans la cateacutegorie des laquo Projets les plus eacuteconomiques et res-pectueux de lrsquoenvironnement raquo au sein du groupe Bouygues reacutecompense attribueacutee pour la premiegravere fois en Deacutecembre 2012
Christian Wachter
Fig 3 Lrsquoeacutemetteur RampSregTMU9 fonctionne selon le proceacutedeacute de Doherty et
reacutealise de ce fait un rendement pouvant atteindre 38
La notion drsquoefficaciteacute redeacutefinie les eacutemetteurs UHF de haute puissance RampSregTHU9 ACTUALITEacuteS 2011 (Ndeg 204) p 46ndash52
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Eacutemetteur principal RampSregMLx
Systegraveme de refroidissement Acheminement du flux de transport
Infrastructure GPS
Bacirctiment site drsquoeacutemetteurs salle drsquoeacutemetteurs
Alimentation
Infrastructure reacuteseau Antennes dlsquoeacutemission et de reacuteception
Systegraveme de refroidissement Acheminement du flux de transport
Infrastructure GPS
Bacirctiment site drsquoeacutemetteurs salle drsquoeacutemetteurs
Alimentation
Infrastructure reacuteseau Antennes dlsquoeacutemission et de reacuteception
Besoins en infrastructures
Eacutemetteurs TV faible puissance RampSregMLx il suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes Les reacuteseaux de teacuteleacutevision terrestre doivent assurer le plus complegravetement possible la couverture drsquoun secteur
geacuteographique y compris les valleacutees et les zones drsquoombre entre les immeubles pour lesquelles de nombreux
eacutemetteurs de faible puissance sont geacuteneacuteralement utiliseacutes Ces eacutemetteurs exigent une infrastructure plus
ou moins complexe avec les investissements neacutecessaires correspondants difficiles agrave calculer Les nouveaux
eacutemetteurs de faible puissance RampSregMLx en revanche permettent drsquoeacuteviter ces piegraveges agrave budget potentiels
eacutetant donneacute qursquoils ne neacutecessitent qursquoun minimum drsquoinfrastructure
Source de coucircts cacheacutes eacutemetteurs agrave infrastructure sophistiqueacutee Habituellement les reacuteseaux de diffusion terrestres sont drsquoabord deacuteployeacutes pour couvrir une large zone avec des
eacutemetteurs de forte et moyenne puissance (gt 600 W) Les opeacuterateurs reacuteseau utilisent ensuite des systegravemes de transmis-sion de tregraves faible puissance (lt 10 W) pour combler les zones drsquoombre comme par exemple dans les valleacutees laquo canyons
Fig 1 Le budget requis pour combler les zones blanches dans les reacuteseaux de teacuteleacutevision peut ecirctre maicirctriseacute en utilisant des eacutemetteurs de faible puissance
dont les exigences drsquoinfrastructure sont les plus reacuteduites possibles
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de chaleur et son refroidissement assisteacute par convection il peut ecirctre utiliseacute dans de nombreuses reacutegions sans neacuteces-siter de climatisation Son reacutecepteur satellite et le modem UMTS inteacutegreacutes permettent respectivement drsquoacheminer le train de transport sans cacircbles et de se passer drsquoune infrastruc-ture filaire pour la surveillance de lrsquoeacutemetteur (fig 3) Drsquoautres fonctions telles que le reacutecepteur GPS et le proceacutedeacute drsquoannula-tion drsquoeacutecho sophistiqueacute drsquoun gain maximum de +24 dB com-plegravetent le concept systegraveme Seules sont indispensables sur le site lrsquoalimentation et les antennes drsquoeacutemission et de reacuteception
Une autre caracteacuteristique cleacute du nouvel eacutemetteur est sa haute disponibiliteacute Le concept de redondance permet une adapta-tion gradueacutee du niveau de secours aux exigences gracircce aux systegravemes de reacuteserve de 1+1 jusqursquoagrave 6+1 Pour une disponibi-liteacute encore plus importante une alimentation redondante peut ecirctre installeacutee
Souplesse dans le choix du siteDes produits concurrents de la classe de puissance de 10 W neacutecessitent en geacuteneacuteral beaucoup de place car ils preacutesentent une profondeur de 450 mm ou plus et sont en outre eacutequi-peacutes drsquointerfaces situeacutees aussi bien sur la face avant que sur le panneau arriegravere Eacutetant donneacute que ces interfaces doivent ecirctre accessibles pour les travaux de maintenance le besoin drsquoespace effectif de ces eacutemetteurs est nettement supeacuterieur agrave leur profondeur reacuteelle Si lrsquoon ajoute agrave cela que de tels pro-duits preacutesentant ces inconveacutenients neacutecessitent eacutegalement des infrastructures filaires le nombre drsquoemplacement de sites approprieacutes se reacuteduit alors de maniegravere significative
urbains raquo et tunnels Le fonctionnement de ces eacutemetteurs de faible puissance neacutecessite une infrastructure adapteacutee agrave savoir emplacement proteacutegeacute dans un bacirctiment ou dans une armoire outdoor refroidissement alimentation acheminement du train de transport infrastructure reacuteseau pour la surveillance signaux GPS ainsi qursquoantennes drsquoeacutemission et le cas eacutecheacuteant de reacuteception (fig 1) Ces exigences drsquoinfrastructure ne doivent absolument pas ecirctre sous-estimeacutees car en geacuteneacuteral de nom-breux sites sont neacutecessaires pour couvrir le plus inteacutegrale-ment possible une zone ndash ce qui entraicircne de lourds investisse-ments difficiles agrave eacutevaluer
RampSregMLx eacutemetteurs faible puissance robustes agrave exigences reacuteduitesLe nouvel eacutemetteur de faible puissance multicanaux RampSregMLx (fig 2) a eacuteteacute deacuteveloppeacute en veillant tout particuliegrave-rement agrave reacuteduire les exigences en termes de neacutecessiteacute drsquoin-frastructure Ainsi sa conception systegraveme modulaire com-bine polyvalence et fiabiliteacute avec besoin drsquoespace minimum Le boicirctier compact de 19 de cinq uniteacutes de hauteur et de 250 mm de profondeur peut accueillir au total jusqursquoagrave six eacutemetteurs Gap Filler ou reacute-eacutemetteurs pour DVB-T DVB-H et DVB-T2 de classes de puissance de 1 W 5 W et 10 W combi-neacutes agrave volonteacute et exploiteacutes en parallegravele
Le RampSregMLx peut gracircce agrave son design compact et le position-nement intelligent des interfaces ecirctre inteacutegreacute dans un espace confineacute comme par exemple dans des armoires outdoor sans accegraves au panneau arriegravere une salle drsquoeacutemetteurs ou mecircme un bacirctiment ne sont pas neacutecessaires Gracircce agrave sa faible dissipation
Fig 2 Le RampSregMLx
est compact et indeacute-
pendant des infras-
tructures filaires
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Ce genre de compromis nrsquoest pas neacutecessaire avec le RampSregMLx Gracircce agrave la compaciteacute de son concept et sa grande indeacutepen-dance en termes drsquoinfrastructures filaires et de climatisation le RampSregMLx srsquointegravegre facilement dans une armoire outdooor ndash ouvrant ainsi agrave ce systegraveme drsquoeacutemetteurs des possibiliteacutes drsquoins-tallation quasi universelles
Conclusion un eacutemetteur pour de nombreuses applicationsQue ce soit dans une station drsquoeacutemission ou une armoire outdoor dans une zone urbaine ou des reacutegions eacuteloigneacutees le RampSregMLx ndash gracircce agrave son design compact et son concept sys-tegraveme modulaire ndash convient agrave une large gamme de sceacutenarios drsquoapplications Dans les laquo canyons urbains raquo preacutesentant de nombreuses zones drsquoombre dans des conditions de propa-gation de signaux complexes et drsquoespace limiteacute le RampSregMLx marque des points gracircce agrave sa flexibiliteacute dans le choix de lrsquoem-placement lrsquoindeacutependance des infrastructures filaires et son proceacutedeacute drsquoannulation drsquoeacutecho incomparable
Certaines reacutegions eacuteloigneacutees comme par exemple sur les petites icircles sont en geacuteneacuteral deacutepourvues de toute infrastruc-ture Il nrsquoexiste souvent aucun eacutemetteur principal aucune possibiliteacute drsquoacheminement de signal filaire et aucune possibi-liteacute de surveillance Dans un tel sceacutenario un RampSregMLx eacutequipeacute drsquoun reacutecepteur satellite drsquoun modem UMTS et de modules
eacutemetteurs offre une solution optimale rapidement mise en œuvre sans investissement important suppleacutementaire
Contrairement agrave certains eacutemetteurs de diffusion concurrents de sa classe de puissance le RampSregMLx est un produit opti-miseacute pour reacutepondre agrave des exigences drsquoinfrastructure mini-males lequel offre une grande flexibiliteacute drsquoinstallation des sys-tegravemes drsquoeacutemission et une utilisation universelle dans diffeacuterents sceacutenarios drsquoapplication
Maurice Uhlmann
Modules pour RampSregMLx Alimentation Alimentation redondante (en option) Module de gestion Modem GPRS UMTS (en option) Modules de canaux avec puissance de sortie de 1 W 5 W ou 10 W (jusqursquoagrave six par systegraveme)
Modules eacutemetteurs pour DVB-T ou DVB-T2 Modules reacuteeacutemetteurs pour DVB-T Modules Gap Filler pour DVB-T DVB-T2 ISDB-T Module reacutecepteur GPS Module reacutecepteur GPS redondant (en option) Module reacutecepteur satellite Uniteacute de commutation N+1 pour modules eacutemetteur et Gap-Filler
Fig 3 Le RampSregMLx peut ecirctre
commandeacute agrave distance via une
interface utilisateur baseacutee naviga-
teur Web
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Essai DVB-T2 in situ par la Bayerischer Rundfunk agrave MunichAvant que les reacuteseaux puissent entrer en exploitation reacuteguliegravere avec de nouvelles normes de diffusion il
est indispensable de reacutealiser des tests approfondis Cela vaut eacutegalement pour le passage de la norme teacuteleacute-
vision DVB-T agrave DVB-T2 La radio et teacuteleacutevision bavaroise Bayerischer Rundfunk a lanceacute agrave cet effet en 2010
agrave Munich un essai grandeur nature que RohdeampSchwarz a soutenu en fournissant les eacutequipements de
mesure et drsquoeacutemission correspondants
Un long chemin ndash de la norme au reacuteseau inteacutegralement testeacute Les premiers deacutetails techniques de la nouvelle norme de radiodiffusion terrestre DVB-T2 ont eacuteteacute publieacutes au printemps 2007 RohdeampSchwarz a finaliseacute fin 2009 lrsquoimpleacutementa-tion de la nouvelle norme dans le systegraveme de test de diffu-sion RampSregSFU de sorte que des essais sur reacutecepteurs grand public ont pu ecirctre reacutealiseacutes Les premiers reacuteseaux de test en 2010 ont eacuteteacute initialement installeacutes sous forme de reacuteseaux multi-freacutequence (MFN) On ne disposait alors drsquoaucune expeacute-rience avec les reacuteseaux DVB-T2 isofreacutequence (SFN) pour la norme DVB-T2 car les passerelles T2 neacutecessaires agrave cet effet restaient encore agrave deacutevelopper
Deacutebut 2010 la radio bavaroise (BR) a lanceacute une initiative drsquoun nouvel essai grandeur nature dans le but de tester lrsquoopeacuteration-naliteacute des reacuteseaux DVB-T2 isofreacutequence et de construire un reacuteseau de distribution baseacute IP qui puisse alimenter les stations eacutemettrices avec le train de transport DVB-T2-MI Pour cela les experts ont choisi trois sites eacutemetteur de la radio bavaroise se precirctant bien aux tests MISO situeacutes agrave une distance drsquoenviron 10 km les uns des autres et couvrant principalement le peacuteri-megravetre urbain de Munich (fig 1) Le principal objectif de test eacutetait en effet de comparer la meacutethode laquo Distributed MISO raquo avec la configuration classique en DVB-T SISO
MFN avec trois eacutemetteursEn septembre 2010 le premier site de Munich-Freimann eacutequipeacute drsquoune antenne haute de 110 megravetres et drsquoune PAR drsquoenviron 5 kW a eacuteteacute mis en fonctionnement avec un dia-gramme de rayonnement purement omnidirectionnel Lrsquoeacutemetteur de moyenne puissance de 800 W refroidi par air RampSregNV8302V installeacute sur le site a eacuteteacute tout drsquoabord exploiteacute avec les paramegravetres de fonctionnement 16K normal Code Rate = 23 g = 116 SISO Single PLP puis commuteacute ulteacuterieu-rement sur 32K laquo extended carrier raquo Un reacuteseau MFN avec une contribution TS-ASI avait eacuteteacute initialement preacutevu mais le flux de transport eacutetait deacutejagrave inteacutegreacute dans un reacuteseau de distribution IP
En automne 2010 lrsquoeacutequipe de mesure a installeacute des panneaux drsquoantennes sur le macirct BR agrave Ismaning agrave une hauteur de 210 m en direction de Freimann et avec une PAR drsquoenviron 5 kW eacutegalement Ces antennes ont eacuteteacute relieacutees agrave un eacutemetteur com-pact refroidi par air RampSregSCV8302R drsquoune puissance de sor-tie de 600 W En Mars 2011 le projet a eacuteteacute compleacuteteacute par lrsquoins-tallation drsquoune station du mecircme type agrave la Maison de la Radio du BR pregraves de la gare principale de Munich Ainsi les trois sites eacutetaient laquo agrave lrsquoantenne raquo en mode MFN SISO Des mesures reacutealiseacutees en mobile dans ce reacuteseau DVB-T2 ont deacutejagrave reacuteveacuteleacute des deacutebits de donneacutees drsquoenviron 26 Mbits soit le double de ceux des reacuteseaux DVB-T et ce avec la mecircme robustesse Et comme avec le DVB-T des chutes de niveaux destructrices quasi-identiques et des diffeacuterences de temps de propagation de quelques microsecondes entre deux sites drsquoeacutemission ont eacutegalement eacuteteacute constateacutees dans le spectre (fig 2)
Fig 1 Secteur du reacuteseau expeacuterimental DVB-T2 agrave Munich
DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutefeacuterence
Superposition des signaux dans le SFN
+Eacutemetteur 1
Sans MISO Avec MISO
Eacutemetteur 2
Reacuteseau isofreacutequence en mode MISOLe reacuteseau a eacuteteacute successivement mis agrave niveau pour MISO et la pleine fonctionnaliteacute DVB-T2 en inteacutegrant sur chaque site la Transmitter System Extension RampSregTSE800 et converti en mode multi-PLP en nrsquoutilisant qursquoune seule PLP Le reacuteseau a eacuteteacute ensuite configureacute pour fonctionner en isofreacutequence et les tests en mode MISO ont eacuteteacute lanceacutes au printemps 2012
A lrsquoaide drsquoun logiciel de planification reacuteseau lrsquoeacutequipe a pu deacutefinir des emplacements de mesure pertinents pour reacuteali-ser les mesures de couverture mobile (drive-test) preacutevues Ce logiciel a faciliteacute la seacutelection en permettant de visualiser claire-ment sur des cartes et diagrammes notamment le niveau de champ calculeacute les reacuteponses impulsionnelles et les emplace-ments agrave diffeacuterences de temps de propagation identiques
Les veacutehicules de la BR et de lrsquoInstitut de la technologie de radiodiffusion (IRT Institut fuumlr Rundfunktechnik) lesquels ont eacuteteacute eacutequipeacutes drsquoappareils de mesure de RohdeampSchwarz ont exeacutecuteacute de nombreux trajets de mesure dans le SFN Des reacutesultats de mesure de champ compleacutementaires ont eacuteteacute obte-nus avec une antenne directionnelle orientable installeacutee dans les locaux de RohdeampSchwarz Des eacutetalons de temps et de freacutequence GPS ont synchroniseacute le SFN sur les sites drsquoeacutemis-sion la passerelle RohdeampSchwarz a eacuteteacute synchroniseacutee via un serveur NTP relieacute au GPS
Avec le reacutecepteur de mesure RampSregETL lrsquoeacutequipe de mesure a eacutevalueacute la situation de reacuteception sur tous les sites de mesure concernant le niveau la constellation le MER le spectre et la reacuteponse impulsionnelle Le veacutehicule de mesure de la radio bavaroise a eacuteteacute eacutequipeacute drsquoune antenne omnidirectionnelle agrave polarisation horizontale avec gain drsquoantenne et ou facteur-k
Paramegravetres techniques de lrsquoessai grandeur reacuteelle Freacutequence 706 MHz canal 50 Sites drsquoeacutemetteurs du reacuteseau SFN Site Freimann PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 800 W antenne omnidirectionnelle 110 m Site Ismaning PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 600 W antenne directionnelle SO 210 m Site Maison de la radio BR PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 600 W antenne directionnelle NE 90 m
Playout Center Ismaning avec des contenus-live adapteacutes en deacutebit (programmes SD et HD de lrsquoARD et de la BR) drsquoabord avec des ensembles composeacutes drsquoeacutequipements de mesure puis avec des eacuteleacutements tecircte de reacuteseau standard et enfin avec la nou-velle tecircte de reacuteseau RampSregAVHE100 de RohdeampSchwarz
Paramegravetres opeacuterationnels de lrsquoeacutemetteur en geacuteneacuteral 32K ext Code Rate = 23 g = 116 MPLP avec une PLP (les paramegravetres de reacuteseau T2 ont eacuteteacute varieacutes)
Fig 2 Effet de la superposition des signaux dans le reacuteseau SFN avec
MISO et SISO Il nrsquoexiste pas de correacutelation entre les signaux de lrsquoeacutemet-
teur 1 et de lrsquoeacutemetteur 2
Principales abreacuteviationsERP Effective Radiated Powerg Intervalle de gardeMER Modulation Error RatioMFN Multi Frequency NetworkMIMO Multiple Input Multiple OutputMISO Multiple Input Single OutputNTP Network Time ProtocolPLP Physical Layer PipeSFN Single Frequency Network (reacuteseau isofreacutequence)SISO Single Input Single Output
connu Le signal reccedilu a pu ecirctre affaibli par des pas preacutecis agrave lrsquoaide drsquoun atteacutenuateur commutable Le RampSregETL et diffeacute-rents reacutecepteurs grand public ont eacuteteacute alternativement connec-teacutes agrave cet atteacutenuateur Lrsquoeacutequipe de mesure a deacutetermineacute avec une reacutesolution drsquoun dixiegraveme de deacutecibel pour chaque reacutecep-teur lrsquoaffaiblissement maximal possible du signal etou le point dit laquo Fall-off-the-Cliff raquo et ce sur chaque site de mesure et pour diffeacuterentes configurations de reacuteseau (SISO MISO etc ) La base consideacutereacutee pour deacuteterminer cette valeur drsquoaffaiblissement a eacuteteacute lrsquoeacutevaluation manuelle visuelle et acoustique des signaux videacuteo et audio du reacutecepteur La capaciteacute du reacutecepteur agrave geacuterer la situation etou les paramegravetres reacuteseau deacutefinis eacutetait drsquoautant plus performante que la valeur drsquoaffaiblissement eacutetait eacuteleveacutee
ConclusionLrsquoessai grandeur reacuteelle a permis de collecter des informa-tions pratiques et preacutecieuses sur les nombreux paramegravetres de conception de reacuteseaux isofreacutequence DVB-T2 ce qui a contribueacute de faccedilon importante agrave optimiser de tels reacuteseaux en matiegravere de technique de couverture
Roland Janik (Bayerischer Rundfunk) Walter Fischer Peter Knidlberger (RohdeampSchwarz)
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DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutefeacuterence
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Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande Les fuites sont inacceptables Cette eacutevidence connue de longue date des plombiers et des agents secrets a
reacutecemment susciteacute la controverse chez les opeacuterateurs de reacuteseaux large bande En effet suite agrave la numeacuterisa-
tion de la teacuteleacutevision terrestre une partie de la bande UHF preacuteceacutedemment utiliseacutee pour la TV est deacutesormais
disponible sous forme de laquo dividende numeacuterique raquo pour les services de radiocommunications mobiles Ces
services peuvent ecirctre exposeacutes agrave des perturbations massives causeacutees par des rayonnements non deacutesireacutes en
provenance de reacuteseaux cacircbleacutes large bande interfeacuterences qui doivent alors ecirctre rapidement eacutelimineacutees
Conflits potentiels reacuteseaux LTE et teacuteleacutevision par cacircble dans la bande UHFApregraves finalisation de la numeacuterisation de la teacuteleacutevision terrestre de nombreux pays ont cesseacute de diffuser les programmes TV dans la bande UHF Cette plage de freacutequence ainsi libeacutereacutee ndash eacutegalement appeleacutee laquo dividende numeacuterique raquo ndash a eacuteteacute vendue aux enchegraveres agrave des opeacuterateurs priveacutes pour la planification de reacuteseaux LTE dans la gamme UHF lesquels sont destineacutes agrave lrsquoInternet mobile haut deacutebit et agrave la connectiviteacute Internet dans les zones rurales Les nouveaux proprieacutetaires de ces licences veillent de tregraves pregraves agrave ce qursquoaucune interfeacuterence ne puisse affecter la qualiteacute de leurs services dans la partie du spectre qui leur a eacuteteacute attribueacutee et qursquoaucune nuisance ne puisse gecircner leur exploitation Contrairement agrave la teacuteleacutevision terrestre la teacuteleacutevision par cacircble continue drsquoutiliser la bande UHF qui se chevauche donc avec celle des nouveaux reacuteseaux LTE En cas de fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande la survenance de perturbations est alors ineacutevitable
Rocircle pionnier des Eacutetats-UnisDepuis fort longtemps deacutejagrave lrsquoautoriteacute de reacutegulation nord-ameacute-ricaine FCC a fixeacute des limites strictes relatives aux eacutemissions dans la bande aeacuteronautique VHF de 108 MHz agrave 139 MHz Mais plus reacutecemment des limites ont eacutegalement eacuteteacute fixeacutees pour la gamme de freacutequences de fonctionnement des nou-veaux reacuteseaux LTE entre 700 MHz et 800 MHz (fig 2) Lrsquoob-jectif des valeurs limites FCC est de proteacuteger ces reacuteseaux LTE contre les rayonnements non deacutesireacutes en provenance de reacuteseaux cacircbleacutes large bande Cela engage la responsabiliteacute des cacircblo-opeacuterateurs car les opeacuterateurs de reacuteseau LTE peuvent en tant que proprieacutetaires du spectre engager des poursuites en cas de non-respect des valeurs limites
La responsabiliteacute des cacircblo-opeacuterateurs engageacuteeLes opeacuterateurs de reacuteseaux cacircbleacutes ne sont pas encore tous eacutequipeacutes des appareils de mesure approprieacutes permettant de deacutetecter les eacutemissions de perturbations dans la bande UHF Il est vrai que lrsquoon dispose depuis longtemps drsquoappareils de mesure pour la bande VHF aeacuteronautique mais ceux-ci sont geacuteneacuteralement conccedilus en technologie bande eacutetroite et ne peuvent par conseacutequent pas deacuteceler la preacutesence de signaux UHF Cette capaciteacute est pourtant indispensable eacutetant donneacute que les fuites sont geacuteneacuteralement nettement plus fortes agrave des freacutequences plus eacuteleveacutees qursquoagrave de basses freacutequences Car si dans la bande VHF le niveau de champ des eacutemissions provo-queacutees par des fiches mal serreacutees est agrave peine perceptible dans la bande UHF en revanche il peut deacutepasser largement les limites autoriseacutees
Un outil approprieacute pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande doit ecirctre suffisamment sensible et doteacute drsquoune largeur de bande correspondante pour pouvoir mettre en eacutevidence de faccedilon sucircre les deacutepassements des limites
Fig 1 RampSregEFL110 avec antenne
directionnelle RampSregEFL-Z100 FCC Electronic Code of Federal Regulations Title 47 Part 76 bdquoMultichannel video
and cable television servicerdquo sect76605
DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutecepteurs de mesure
Localisation drsquoune source de perturbations
Aucune eacutemission de perturbations deacutetecteacutee
Lrsquoantenne directionnelle est dirigeacutee directement vers la source de perturbations
Lrsquoantenne directionnelle a eacuteteacute eacuteloigneacutee de la source de perturbations
Reacuteorientation vers la source de perturbations
Les eacutemissions de perturbations preacuteceacutedemment deacutetecteacutees sont deacuteplaceacutees lentement vers le bas dans le diagramme en cascade
Mouvement
de lantenne
Mouvement
de lantenne
strictes aussi bien dans la bande VHF que dans la bande UHF Il doit ecirctre assez rapide pour pouvoir deacutetecter les perturba-tions sporadiques qursquoil doit afficher suffisamment longtemps pour que les utilisateurs puissent eacutegalement les voir
Recherche des perturbations avec analyse FFT et antenne directionnelleLrsquoanalyse FFT ensemble avec le spectrogramme est lrsquooutil ideacuteal pour la recherche de perturbations Elle permet de cap-ter la bande de freacutequences agrave examiner soit entiegraverement soit en plusieurs sous-bandes et calcule ensuite le spectre du signal agrave partir de cette capture Le spectrogramme est uti-liseacute pour visualiser les effets sporadiques et ce pendant une certaine dureacutee Pour cela le reacutecepteur de mesure inscrit le spectre FFT codeacute en couleur dans la ligne supeacuterieure du spec-trogramme et les reacutesultats de mesure plus anciens sont alors deacuteplaceacutes vers le bas Crsquoest pourquoi ce type de repreacutesenta-tion est eacutegalement appeleacute diagramme en cascade
Mais la preuve drsquoune perturbation rayonneacutee seule ne suf-fit pas Il est en effet eacutegalement important de bien deacutetecter la cause et localiser la source des interfeacuterences et une antenne directionnelle est alors indispensable Si cette antenne est dirigeacutee vers une source drsquointerfeacuterence le reacutecepteur de mesure enregistre un niveau plus eacuteleveacute qui reste visible dans le spectrogramme pendant un certain temps (fig 3) Les
eacutemissions de perturbations sont alors toujours apparentes agrave lrsquoeacutecran mecircme si lrsquoantenne nrsquoa eacuteteacute que briegravevement dirigeacutee vers elles Le spectrogramme permet ainsi aux utilisateurs de cerner efficacement une source drsquointerfeacuterence Cela repreacute-sente en outre un avantage lorsque lrsquoappareil de mesure pro-duit un signal acoustique dont la freacutequence varie en fonction du niveau de champ mesureacute
Reacutecepteurs de mesure personnaliseacutes de RohdeampSchwarzLe deacutetecteur de fuites sur cacircbles RampSregEFL110 et lrsquoanalyseur de teacuteleacutevision par cacircble et deacutetecteur de fuite RampSregEFL210 sont deux nouveaux reacutecepteurs de mesure speacutecialement conccedilus pour deacutetecter les fuites sur reacuteseaux cacircbleacutes large bande (fig 1) Ces deux appareils comprennent un analyseur FFT avec spectrogramme et un analyseur de spectre agrave balayage Ils reacutealisent des mesures dans la gamme de freacutequences de 5 MHz agrave 2500 MHz Pour pouvoir deacutemontrer le respect des limites FCC leur sensibiliteacute est optimiseacutee pour les bandes de 108 MHz agrave 139 MHz et de 700 MHz agrave 800 MHz Une antenne VHF UHF directionnelle est disponible en tant qursquoacces-soire Le RampSregEFL210 comprend eacutegalement un reacutecepteur de mesure TV pour la norme de teacuteleacutevision par cacircble US-ameacuteri-caine J83B ainsi que pour la teacuteleacutevision analogique NTSC PAL et SECAM Cela permet agrave lrsquoutilisateur de veacuterifier la qualiteacute du signal TV apregraves eacutelimination de lrsquoerreur Le RampSregEFL110 et le RampSregEFL210 sont optimiseacutes pour les travaux exteacuterieurs Ils sont par conseacutequent de petite taille leacutegers robustes et fonc-tionnent sur batterie Leur eacutecran de 57 srsquoadapte agrave la lumiegravere ambiante et reste parfaitement lisible mecircme en plein soleil gracircce agrave un mode speacutecial exteacuterieur
Les reacutecepteurs de mesure RampSregEFL110 et RampSregEFL210 sont drsquoexcellents outils qui permettent aux cacircblo-opeacuterateurs de deacutetecter rapidement et avantageusement en termes de coucirct des fuites dans leurs reacuteseaux ndash avant intervention des autoriteacutes
Peter Lampel
Gamme de freacutequences
Valeurs limites pour eacutemis-sions de perturbations
f le 54 MHz 15 μVm agrave 30 m de distance
54 MHz lt f le 216 MHz (comprend la bande aeacuteronautique de 108 MHz agrave 139 MHz)
20 μVm agrave 3 m de distance
f gt 216 MHz (comprend la bande LTE de 700 MHz agrave 800 MHz)
15 μVm agrave 30 m de distance
Fig 2 Valeurs limites du FCC pour eacutemissions de perturbations dans les
gammes VHF et UHF
Fig 3 Lrsquoantenne
directionnelle et lrsquoaf-
fichage du spectro-
gramme permettent
de localiser rapide-
ment une source de
perturbations
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DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutecepteurs de mesure
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Refonte totale des antennes de commu-nication et drsquointerception pour naviresMecircme sur les grandes plates-formes militaires flottantes la place se fait rare pour installer les nombreuses
antennes neacutecessaires agrave la communication navigation et interception ainsi qursquoaux systegravemes drsquoarmes et
drsquoalerte radar Ces systegravemes drsquoantennes doivent en outre ecirctre optimiseacutes individuellement en termes de
gamme de freacutequences et de caracteacuteristiques de directiviteacute Dans ces applications critiques en effet aucune
concession nrsquoest permise au niveau performances Rohde amp Schwarz a meneacute dans ce sens des eacutetudes appro-
fondies pour la Marine allemande et mis au point sur la base des reacutesultats obtenus des produits innovants
Systegravemes drsquoantennes la simpliciteacute est souvent un plusOn a de plus en plus besoin de lignes de communications et drsquoapplications compleacutementaires utilisant des antennes agrave bord des navires une tendance qui devrait se confirmer agrave lrsquoavenir Les concepteurs sont confronteacutes agrave des tacircches difficiles ils doivent en effet positionner sur une surface reacuteduite lrsquoen-semble des antennes de faccedilon agrave compromettre le moins pos-sible leurs performances La conception et lrsquoimplantation des antennes neacutecessitent un savoir-faire agrave la hauteur de ce deacutefi car elles ne doivent en effet ni subir lrsquoinfluence des supers-tructures et des antennes voisines ni en affecter drsquoautres agrave leur tour Les conseacutequences seraient deacutesastreuses et lrsquoeffi-caciteacute des systegravemes de communication concerneacutes en serait diminueacutee La circulariteacute des antennes normalement omnidi-rectionnelles pourrait ainsi se deacutegrader ou leur caracteacuteristique verticale de rayonnement perdre en qualiteacute avec pour conseacute-quence un deacutecalage du lobe principal de rayonnement et une diminution du gain drsquoantenne dans la direction requise sans parler de zeacuteros de rayonnement dans certaines directions drsquoazimut et drsquoeacuteleacutevation Il serait alors quasiment impossible de reacutepondre aux exigences militaires speacutecifiques ( STANAG) comme par exemple celles de couvertures omnidirection-nelles pour les liaisons de communication
Rohde amp Schwarz srsquointeacuteresse depuis longtemps agrave ce thegraveme deacutelicat et a eacutelaboreacute des solutions dans le cadre de vastes eacutetudes pour la Marine allemande Les reacutesultats theacuteoriques obtenus au fur et agrave mesure de ces travaux de recherche se mateacuterialisent aujourdrsquohui par la creacuteation drsquoantennes de com-munication de conception nouvelle et drsquoun systegraveme drsquoan-tennes de radiogoniomeacutetrie et de surveillance agrave haute inteacute-gration Ces nouveaux systegravemes neacutecessitent tous beaucoup moins drsquoantennes diffeacuterentes et satisfont parfaitement aux exigences techniques complexes accrues de mise en œuvre sur les navires
De nouveaux concepts pour eacuteviter la profusion drsquoantennes agrave bordRohde amp Schwarz se devait non seulement drsquoassurer une cou-verture omnidirectionnelle parfaite mais aussi drsquooptimiser le diagramme de rayonnement dans le plan drsquoeacuteleacutevation En effet les diagrammes de rayonnement des antennes convention-nelles ndash du moins lorsqursquoil ne srsquoagit pas drsquoantennes agrave bande eacutetroite ndash preacutesentent souvent de tregraves nombreuses pointes Le gain chute notablement dans le plan horizontal Conseacute-quence le lobe principal ne couvre pas entiegraverement ce der-nier De plus des zeacuteros de rayonnement peuvent entraicircner des ruptures de liaison deacutefauts reacutedhibitoires notamment lors de communications avec des avions en approche
Ces exigences de conception eacuteleveacutees en matiegravere drsquoantennes trouvent leur illustration concregravete dans les impressionnants diagrammes de rayonnement de la nouvelle antenne de com-munication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW (fig 1) qui fonctionne dans une gamme de freacutequences particuliegravere-ment large de 118 MHz agrave 453 MHz Mais la caracteacuteristique essentielle de cette antenne crsquoest qursquoelle est composeacutee drsquoeacuteleacute-ments rayonnants disposeacutes en cercle et interconnecteacutes via un reacuteseau de commutation conformateur de faisceaux le Beam Forming Network (BFN) Ce concept ingeacutenieux assure au dia-gramme de rayonnement une circulariteacute parfaite de plusmn06 dB typique et permet drsquoutiliser le dispositif en guise drsquoantenne multi-liaison (Multiple Link) Agrave cet effet plusieurs lignes radioeacutelectriques VHF et UHF (ou toutes les lignes selon le type de radiocommunication) sont relieacutees agrave une antenne agrave bord du navire et exploiteacutees simultaneacutement (fig 2) Le nombre drsquoantennes neacutecessaires sur un navire et par conseacute-quent la multitude de problegravemes causeacutes par les interactions se trouvent ainsi consideacuterablement reacuteduits
Pour obtenir le deacutecouplage entre branche eacutemettrice et branche reacuteceptrice neacutecessaire agrave une reacuteception parfaite il est conseilleacute drsquoutiliser une seconde antenne identique monteacutee au-dessus de la premiegravere Gracircce au concept de deacutecouplage optimiseacute du
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
ndash12 dBndash24 dB
f = 118 MHz f = 200 MHz f = 250 MHz
f = 300 MHz f = 350 MHz f = 400 MHz f = 453 MHz
VHF ndash UHF TX 1
VHF ndash UHF TX 2
VHF ndash UHF TX 3
VHF ndash UHF TX 4
UHF TX 5
UHF TX 6
UHF TX 7
UHF TX 8
Reacuteseau de couplage
BFN
Antenne
Diplexeur
Coupleur
Fig 1 Nouvelle antenne de communication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW avec ses diagrammes de rayonnement dans le plan vertical (inten-
siteacute relative du champ eacutelectrique)
Fig 2 Scheacutema de principe drsquoune antenne
multi-liaison (Multi-Link) agrave reacuteseau de commuta-
tion avec huit lignes radio
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COUP DE PROJECTEUR | Antennes
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Fig 3 Fonctionnant dans la gamme de freacutequences de 960 MHz agrave
1220 MHz lrsquoantenne de communication agrave large bande RampSregAD016M se
precircte ideacutealement agrave une utilisation dans une Liaison 16 (standard de liaison
de donneacutees tactiques) Gracircce agrave sa capaciteacute drsquoempilement lrsquoextreacutemiteacute du
macirct reste libre pour drsquoautres capteurs
macirct de lrsquoantenne RampSregAD066FW il est possible drsquoobtenir des valeurs drsquoisolation eacuteleveacutees de 40 dB et plus mecircme en cas de superposition directe Lrsquoarchitecture modulaire de lrsquoantenne autorise une adaptation aux diamegravetres de macirct les plus divers pour des caracteacuteristiques eacutelectriques comparables Un reacuteseau BFN deacutecentraliseacute et interchangeable renforce les possibiliteacutes de superposition et facilite la maintenance
Avantage suppleacutementaire des antennes ainsi conccedilues on peut eacutegalement les monter en un endroit deacutegageacute sur un macirct aux dimensions adapteacutees Conduisant jusqursquoau point le plus eacuteleveacute du navire ce macirct peut accueillir en dessous et au-des-sus de lrsquoantenne RampSregAD066FW des antennes eacutemettrices ou des capteurs suppleacutementaires beacuteneacuteficiant sur le plan des per-formances de la laquo vue panoramique raquo Crsquoest le cas notam-ment des antennes au standard LDT (Liaison de donneacutees tactiques) et en particulier de la nouvelle antenne de commu-nication agrave large bande RampSregAD016M (fig 3) de conception similaire agrave lrsquoantenne RampSregAD066FW
Fonctionnant dans la gamme de freacutequences de 960 MHz agrave 1220 MHz lrsquoantenne RampSregAD016M se precircte ideacutealement agrave une utilisation dans une Liaison 16 au standard LDT Gracircce agrave la possibiliteacute de montage en superposition il nrsquoest pas neacuteces-saire pour cette application drsquoavoir un macirct deacutedieacute ni de recou-rir agrave un bras de deacuteport qui ne manquerait pas de nuire agrave la circulariteacute du diagramme de rayonnement Enfin exigence fondamentale des concepts drsquoantennes innovants lrsquoextreacute-miteacute du macirct reste libre pour drsquoautres eacutequipements En effet lrsquoextreacutemiteacute drsquoun macirct doit ecirctre obligatoirement reacuteserveacutee aux antennes par nature utiliseacutees au point le plus haut du navire comme les capteurs de systegravemes drsquointerception sensibles
Un faible encombrement gracircce agrave un systegraveme drsquoantennes hautement inteacutegreacuteRohde amp Schwarz propose des appareils et des antennes des-tineacutes aux systegravemes drsquointerception depuis des deacutecennies Ces dispositifs sont ameneacutes agrave couvrir des plages de freacutequence toujours plus larges Aussi les systegravemes drsquoantennes inteacutegrant des capteurs pour les bandes de freacutequences les plus diverses ont un rocircle de plus en plus important agrave jouer Rohde amp Schwarz reacutepond agrave ces besoins avec son nouveau systegraveme drsquoantennes de radiogoniomeacutetrie et de surveillance agrave haute inteacutegration le systegraveme drsquoantennes compact CESMRESM (mesures de soutien eacutelectronique communicationsradars) RampSregACD001 (fig 4) couvre en effet les freacutequences de 1 MHz agrave 18 GHz et mecircme jusqursquoagrave 40 GHz avec son option inteacutegrable Installeacute de preacutefeacuterence en haut drsquoun macirct ce systegraveme drsquoantennes affiche des caracteacuteristiques geacuteneacuterales remarquables dans les sys-tegravemes eacutequipeacutes de radiogoniomegravetres numeacuteriques de reacutecep-teurs et drsquoanalyseurs de signaux Rohde amp Schwarz
Principales caracteacuteristiques du systegraveme drsquoantennes RampSregACD001 Reacuteception de signaux verticaux horizontaux et circulaires Diagrammes omnidirectionnels et directionnels en simultaneacute sur lrsquoensemble de la gamme de freacutequences
Utilisation possible comme antenne de radiogoniomeacutetrie et de surveillance
Protection puissante contre la foudre (indispensable du fait du montage agrave lrsquoextreacutemiteacute du macirct)
Blindage CEM tregraves performant (notamment pour la protec-tion contre les signaux radar)
Le systegraveme drsquoantennes RampSregACD001 peut ecirctre utiliseacute seul ou associeacute aux antennes superposables preacutesenteacutees plus haut
Fig 4 Systegraveme drsquoantennes inteacute-
greacute CESMRESM RampSregACD001
pour une gamme de freacutequences de
1 MHz agrave 18 (40) GHz
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
Systegraveme dantennes inteacutegreacute CESMRESMRampSregACD0011 MHz agrave 18 (40) GHz
Montage sur un macirct cf exemple agrave gauche
Antenne UHF agrave rayonnement circulaire RampSregAD066ST
Dipocircle coaxialVHFUHF RampSregHK014E
Dipocircle coaxialVHFUHFRampSregHK014E
Antenne de communication VHFUHF agrave large bandeRampSregAD066FW118 MHz agrave 453 MHz
Antenne de communication VHFUHF agrave large bandeRampSregAD066FW118 MHz agrave 453 MHz
Antenne de communication agrave large bande RampSregAD016M960 MHz agrave 1020 MHz
Le choix des antennes approprieacutees et leur montage judi-cieux sur le navire permettent de reacutepondre agrave de nombreuses contraintes dans un espace tregraves reacuteduit La figure 5 illustre une possibiliteacute de montage compact drsquoantennes sur un macirct et le positionnement de ces diffeacuterentes configurations hautes per-formances sur les navires
Les antennes Rohde amp Schwarz reacutesistent toutes aux condi-tions environnementales les plus seacutevegraveres leur emplacement exposeacute inheacuterent aux contraintes radioeacutelectriques exige un niveau eacuteleveacute de reacutesistance aux chocs et une grande immuniteacute aux deacutecharges eacutelectriques Dans le mecircme temps la surface eacutequivalente radar des antennes a eacuteteacute reacuteduite afin de garantir le meilleur niveau possible de protection contre la reconnais-sance adverse
Fig 5 Exemple de montage sur macirct et drsquoagencement sur un navire
Tour drsquohorizon des autres nouveauteacutesPour reacutepondre au renforcement des contraintes environne-mentales Rohde amp Schwarz a eacutegalement ameacutelioreacute ndash parallegravele-ment au deacuteveloppement des nouvelles laquo antennes inteacutegreacutees raquo ndash sa palette drsquoantennes conventionnelles pour navires Les antennes preacutesenteacutees ci-dessous sont speacutecialement conccedilues pour les applications navales et optimiseacutees de faccedilon agrave preacute-senter des performances eacuteleveacutees en RF un poids reacuteduit et un encombrement limiteacute
Crsquoest le cas notamment de lrsquoantenne omnidirectionnelle UHF RampSregAD066ST (fig 6) au profil eacutelanceacute tregraves robuste meacutecani-quement Elle convient parfaitement aux systegravemes de com-munication agiles en freacutequence fonctionnant dans la gamme de 225 MHz agrave 400 MHz et neacutecessitant un deacutecouplage impor-tant entre branches drsquoeacutemission et de reacuteception
Fig 6 Antenne
omnidirectionnelle
UHF RampSregAD066ST
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COUP DE PROJECTEUR | Antennes
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Fig 8 Dipocircle coaxial VHFUHF RampSregHK014E
un eacutequipement seacuteduisant par ses caracteacuteris-
tiques optimiseacutees en RF et sa caracteacuteristique de
directiviteacute ameacutelioreacutee
Pour la nouvelle antenne UHF agrave rayonnement circulaire RampSregAD033V3 (fig 7) un principe similaire agrave celui de lrsquoantenne de communication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW (fig 1) a eacuteteacute utiliseacute Hormis sa gamme de freacute-quences (uniquement UHF de 225 MHz agrave 450 MHz) elle preacute-sente des caracteacuteristiques comparables Elle est cependant plus petite et plus leacutegegravere
Le dipocircle coaxial VHFUHF omnidirectionnel RampSregHK014 agrave tregraves large bande (malgreacute sa taille) utiliseacute avec succegraves depuis des deacutecennies dans les applications civiles et mili-taires les plus varieacutees a eacuteteacute modifieacute par Rohde amp Schwarz pour prendre en compte le renforcement des contraintes environ-nementales Reacutesultat le nouveau dipocircle coaxial VHFUHF RampSregHK014E (fig 8) qui ne manque pas drsquoimpressionner par ses performances optimiseacutees en RF et son diagramme de rayonnement ameacutelioreacute
La nouvelle antenne drsquoeacutemission compacte agrave large bande RampSregAD016MC (fig 9) peut ecirctre utiliseacutee comme alternative agrave lrsquoantenne de communication agrave large bande RampSregAD016M sauf dans le cas ougrave un montage en superposition srsquoimpose Malgreacute une puissance transmissible identique cette antenne est beaucoup plus compacte et leacutegegravere que lrsquoantenne RampSregAD016M Sa large gamme de freacutequences de 800 MHz agrave 8000 MHz permet de lrsquoutiliser dans drsquoautres applications que la Liaison 16
Fig 9 Antenne drsquoeacutemission compacte agrave large bande
RampSregAD016MC gracircce agrave une large gamme de freacutequences
(800 MHz agrave 8000 MHz) elle peut ecirctre utiliseacutee pour drsquoautres
applications que la Liaison 16
Fig 7 Antenne UHF agrave rayonnement circulaire
RampSregAD033V3 pour freacutequences de 225 MHz agrave
450 MHz
En reacutesumeacuteRohde amp Schwarz a consideacuterablement eacutetoffeacute et entiegraverement refondu sa gamme drsquoantennes individuelles et de systegravemes drsquoantennes pour les navires Il est deacutesormais possible de reacuteali-ser des installations qui reacutepondent aux contraintes eacutelectriques et meacutecaniques les plus seacutevegraveres et prennent en compte les exi-gences particuliegraveres des clients
Klaus Fischer Andreas Knuumlttel
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
RampSregEB510 radiosurveillance sans discontinuiteacute dans la gamme des ondes courtesLes liaisons de communication par ondes courtes demeurent tregraves inteacuteressantes car elles offrent des avan-
tages non neacutegligeables mecircme agrave lrsquoegravere de lrsquoInternet et des liaisons SATCOM agrave lrsquoeacutechelle mondiale entraicirc-
nant une demande toujours aussi forte en radiosurveillance dans le domaine HF Quelques exemples citeacutes
dans cet article nous permettent drsquoillustrer lrsquoutilisation universelle proposeacutee agrave cet effet par le reacutecepteur de
surveillance HF RampSregEB510
Fig 1 Reacutecepteur
de surveillance HF
RampSregEB510 ici dans
sa version avec eacutecran
Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510Les ondes courtes restent un moyen de communication tregraves attractif car elles atteignent de grandes distances sans infras-tructures techniques complexes (voir encadreacute page 77) La neacutecessiteacute drsquoune radiosurveillance dans la gamme HF est par conseacutequent toujours aussi actuelle et le reacutecepteur de surveil-lance HF compact et ultrasensible RampSregEB510 (fig 1) lequel couvre la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 32 MHz est tout particuliegraverement indiqueacute pour cette tacircche Il propose des bandes passantes temps reacuteel jusqursquoagrave 32 MHz et des donneacutees IQ numeacuteriques jusqursquoagrave 5 MHz Ses excellentes caracteacuteris-tiques HF (par exemple eacutechantillonnage direct avec faible bruit de phase) sa puissance de traitement du signal numeacute-rique et ses nombreuses fonctions fort utiles (par exemple ses diffeacuterents modes de balayage et sa deacutemodulation multi-
canal) lui permettent de couvrir toutes les tacircches de radio-surveillance civiles et militaires nœud de capteurs reacutecepteur deacuteporteacute reacutecepteur de surveillance autonome pour la radiosur-veillance gestion de freacutequences et bien plus encore
Balayage de freacutequence rapide agrave haute reacutesolutionLes eacutemetteurs actifs sont immeacutediatement perceptibles au sein du spectre HF gracircce agrave la bande passante temps reacuteel de 32 MHz du RampSregEB510 Lrsquooption Scan panoramique (RampSregEB500-PS) permet pour des reacutesolutions plus fines (lar-geurs de pas infeacuterieures agrave 10 kHz) de reacuteduire la bande pas-sante jusqursquoagrave 01 kHz indeacutependamment de la gamme de freacute-quence concerneacutee Ces reacutesolutions reacuteduites offrent une sen-sibiliteacute plus eacuteleveacutee une plage dynamique eacutelargie et une
ACTUALITEacuteS 20813 75
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Reacutecepteurs
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Fig 4 Surveillance drsquoun maximum de quatre signaux simultaneacutement
Fig 5 Affichage drsquoune liaison de communication eacutetablie selon la
meacutethode CTCSS
meilleure immuniteacute aux signaux des canaux adjacents per-mettant ainsi la deacutetection drsquoun plus grand nombre de signaux au sein du spectre (fig 2)
Polyvalence du RampSregEB510 exemples drsquoapplicationsSurveillance du trafic radio en mode Memory-ScanLes communications par ondes courtes sont soumises agrave de nombreux facteurs comme par exemple les fluctua-tions de la hauteur et de lrsquointensiteacute des couches ioniseacutees les peacuteriodes de forte activiteacute solaire ou les influences saison-niegraveres entraicircnant pour lrsquoutilisateur la neacutecessiteacute de seacutelection-ner les freacutequences respectives approprieacutees pour eacutetablir une connexion radio en fonction de la saison de lrsquoheure du jour et de la distance agrave parcourir Pour faciliter la tacircche des opeacute-rateurs de radiosurveillance soumis agrave ces diverses et nom-breuses conditions de travail le RampSregEB510 dispose de 10 000 emplacements de meacutemoire programmables permet-tant de stocker les freacutequences inteacuteressantes qui peuvent ecirctre appeleacutees avec une vitesse de balayage de 1600 canaux par seconde Chaque emplacement meacutemoire peut contenir la freacute-quence une description individuelle la bande passante et le type de deacutemodulation lrsquoatteacutenuation et les valeurs de reacuteduc-tion de bruit (fig 3) Les freacutequences enregistreacutees peuvent ecirctre copieacutees dans une liste dite drsquoexclusion afin de ne pas en tenir compte lors de lrsquoanalyse
Surveillance multi-canalLe reacutecepteur dispose avec lrsquooption RampSregEB510-DDC de trois abaisseurs numeacuteriques (DDC Digital Down Converter) lui per-mettant ensemble avec le deacutemodulateur principal de sur-veiller jusqursquoagrave quatre signaux simultaneacutement (fig 4) Des reacuteglages de deacutemodulation identiques mais eacutegalement indivi-duels peuvent ecirctre affecteacutes aux canaux par exemple pour la bande passante et le type de deacutemodulation de sorte que les
Fig 3 Menu de configuration pour les meacutemoires de freacutequence
Fig 2 En haut mode freacutequence fixe (FFM) dans la bande passante temps
reacuteel de 32 MHz avec une reacutesolution de 10 kHz En bas en mode Pscan
(Panorama scan ndash balayage panoramique) agrave reacutesolution de seulement 1 kHz
un plus grand nombre drsquoeacutemissions sont intercepteacutees (marqueacute en rouge)
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Avantages des communications via ondes courtesLa gamme des ondes courtes (3 agrave 30 MHz) permet drsquoeacutetablir des liaisons de communication aussi bien sur de courtes que sur de tregraves grandes distances Outre la propagation par ondes directes (ligne de vue) il existe deux autres formes de propagation agrave savoir par ondes de sol et par onde drsquoespace
Les ondes de sol dans la gamme HF agrave freacutequences rela-tivement basses et par conseacutequent agrave grandes lon-gueurs drsquoonde preacutesentent une grande robustesse et peuvent mecircme traverser des fluides comme par exemple lrsquoeau de mer voire des obstacles solides
Les ondes drsquoespace se propagent sur de tregraves grandes distances gracircce aux multiples reacuteflexions entre le sol et lrsquoionosphegravere Dans des conditions favorables elles peuvent mecircme atteindre lrsquoautre cocircteacute du globe En cas de propagation par ondes drsquoespace les communica-tions radio exigent des connaissances en matiegravere drsquoef-fets ionospheacuteriques drsquoactiviteacute solaire et des freacutequences approprieacutees en fonction de la saison et de lrsquoheure de la journeacutee ainsi que de la distance agrave parcourir
Les systegravemes de communication HF sont faciles agrave ins-taller et ne neacutecessitent pas drsquoinfrastructure reacuteseau com-plexe Les freacutequences dans la gamme HF sont geacuteneacute-ralement utiliseacutees pour les communications longues distances Ces systegravemes sont utiliseacutes non seulement pour les communications vocales sol-air mais eacutega-lement pour le controcircle du trafic aeacuterien les commu-nications maritimes et la diffusion des informations meacuteteacuteorologiques
Principales caracteacuteristiques du RampSregEB510 Gamme de freacutequence de 9 kHz agrave 32 MHz Bande passante temps reacuteel jusqursquoagrave 32 MHz et deacutemodulation en parallegravele avec bandes passantes de 100 Hz agrave 5 MHz
Mode laquo Scan panoramique raquo rapide jusqursquoagrave 60 GHzs sur toute la gamme de freacutequence
Modes laquo Frequency Scan raquo et laquo Memory Scan raquo ultrarapides jusqursquoagrave 1600 canauxs
Spectre FI polychrome garantissant une deacutetection fiable des signaux pulseacutes
Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510 dans sa ver-
sion sans eacutecran pour utilisation en mode teacuteleacutecom-
mandeacute via une interface LAN
contenus audio respectifs peuvent ecirctre deacutemoduleacutes Tous les canaux ou chaque canal individuellement peuvent ecirctre trans-mis via un reacuteseau local et enregistreacutes pour une classification ulteacuterieure (par exemple avec le logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430)
Identification drsquoappels seacutelectifsPour la communication radio mobile terrestre ou marine des appels seacutelectifs sont geacuteneacuteralement utiliseacutes Ainsi un sous-ensemble de reacutecepteurs deacutetermineacutes ou un seul en particu-lier peut ecirctre appeleacute directement Cela eacutevite une perturbation mutuelle sur des canaux radio partageacutes Le reacutecepteur affiche automatiquement la norme drsquoappels seacutelectifs reccedilue ou per-met de filtrer les reacutesultats par des appels seacutelectifs speacutecifique-ment rechercheacutes
Avec lrsquooption Selective Call RampSregEB510-SL le RampSregEB510 peut deacutecoder et afficher de nombreux appels seacutelectifs CCIR1 CCIR7 CCITT EEA EIA EURO DCS DTMF CTCSS NATEL VDEW ZVEI1 et ZVEI2 Lrsquoexemple preacutesenteacute en figure 5 illustre la deacutetection drsquoun signal codeacute selon CTCSS (Continuous Tone Coded Squelch System) Les deux tonaliteacutes attribueacutees se situent sur les freacutequences de 976 Hz et 2503 Hz (Ndeg 13 et 51)
ConclusionAvec sa large bande passante en temps reacuteel et le traitement du signal en continu innovant sans aucun temps mort le reacutecepteur de surveillance RampSregEB510 intercepte des signaux LPI (Low Probability of Intercept) ou agrave sauts de freacutequence ainsi que des signaux radar et peut deacutemoduler de nombreux signaux analogiques (AM FM USB et LSB) Gracircce agrave sa com-patibiliteacute drsquointerfaccedilage il peut ecirctre aiseacutement et efficacement inteacutegreacute dans des systegravemes existants et peut remplacer des reacutecepteurs de conception plus ancienne comme par exemple le RampSregESMB et le RampSregEB200
Nellie Pang Peter Kronseder
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Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430 avec une capaciteacute de traitement porteacutee agrave 4 canauxInstalleacute sur un PC le logiciel drsquoanalyse et de traitement de signaux RampSregGX430 deacutetecte classifie deacutemodule
et deacutecode des signaux analogiques et numeacuteriques La nouvelle version 4 de ce logiciel eacuteprouveacute offre des
caracteacuteristiques tregraves performantes telles que le traitement simultaneacute des signaux sur 4 canaux de faccedilon
entiegraverement automatique et selon des regravegles configurables par lrsquoutilisateur
Preacutesentation geacuteneacuterale de la nouvelle version 4 du logicielSolution de surveillance radio autonome ayant fait ses preuves depuis de nombreuses anneacutees le RampSregGX430 ana-lyse classifie deacutemodule et deacutecode des signaux analogiques et numeacuteriques Baseacutee sur PC et rapidement installeacutee sous Windowsreg crsquoest une solution particuliegraverement conviviale Le PC est connecteacute via Ethernet agrave des reacutecepteurs de surveillance ou des radiogoniomegravetres de Rohde amp Schwarz Ce logiciel a reacutecemment beacuteneacuteficieacute drsquoun grand nombre drsquoameacuteliorations et drsquoextensions Traitement simultaneacute des signaux sur 4 canaux (versions preacute-ceacutedentes 1v 1 canal) en combinaison avec des reacutecepteurs ou des radiogoniomegravetres eacutequipeacutes de convertisseurs abais-seurs numeacuteriques (DDC Digital Down Converter) comme crsquoest le cas du reacutecepteur de surveillance radio large bande RampSregESMD
Traitement automatique des signaux selon des regravegles speacuteci-fieacutees par lrsquoutilisateur
Compatibiliteacute avec les reacutecepteurs de fabricants tiers gracircce agrave la possibiliteacute de deacutevelopper et drsquointeacutegrer des programmes pilotes speacutecifiques aux eacutequipements utiliseacutes
Enregistrement des signaux agrave lrsquoaide du systegraveme drsquoenregis-trement et de reproduction de signaux RampSregAMREC Repro-duction des signaux avec leur spectre de vue synoptique
Radiosurveillance multicanauxILes sceacutenarios radio agrave forte densiteacute spectrale neacutecessitent un traitement simultaneacute de plusieurs canaux Crsquoest alors que le reacutecepteur de surveillance large bande RampSregESMD com-plegravete ideacutealement le logiciel RampSregGX430 gracircce agrave sa capaciteacute agrave couvrir une gamme de freacutequences eacutetendue ses caracteacuteris-tiques de reacuteception exceptionnelles sa bande passante temps reacuteel de 20 MHz (avec possibiliteacute drsquoextension agrave 80 MHz) et agrave de nombreuses autres fonctionnaliteacutes attractives Lrsquooption RampSregESMD-DDC permet drsquoeacutequiper ce reacutecepteur de quatre convertisseurs abaisseurs numeacuteriques (DDC) Configurables
individuellement ces quatre DDC fonctionnent simultaneacute-ment dans la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur La voie de deacutemodulation large bande est ainsi compleacuteteacutee par 4 canaux de signal numeacuteriques connecteacutes par un reacuteseau local via Ethernet Ces 4 canaux permettent au logiciel RampSregGX430 drsquoutiliser jusqursquoagrave 4 signaux abaisseacutes suppleacutementaires en fonc-tion de la configuration du systegraveme avec Reacutecepteur RampSregESMD radiogoniomegravetre RampSregDDF255 4 DDC internes (largeur de bande (4 times 1 MHz) reacutepartis libre-ment sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pou-vant atteindre 80 MHz (figures 1 agrave 3)
Reacutecepteur de radiosurveillance RampSregEB500 radiogonio-megravetre RampSregDDF205 3 DDC internes (largeur de bande (3 times 1 MHz) librement reacutepartis sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pouvant atteindre 20 MHz
Principales caracteacuteristiques du RampSregGX430 NOUVEAU Surveillance simultaneacutee des signaux de 4 canaux (bande passante de traitement temps reacuteel jusqursquoagrave 4 times1 MHz)
NOUVEAU Traitement automatique des signaux selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisateur
NOUVEAU Inteacutegration des pilotes de reacutecepteurs tiers NOUVEAU Enregistrement des signaux sur un systegraveme drsquoenregistrement et de reproduction RampSregAMREC
Deacutetection classification deacutemodulation et deacutecodage de signaux analogiques et numeacuteriques
Traitement de signaux en ligne et hors ligne Mesure automatique et manuelle des signaux Classification du type de modulation et de lrsquoeacutemetteur Classificateur performant et bibliothegraveque tregraves complegravete de deacutemodulateurs et deacutecodeurs
Recherche automatique et classification de signaux dans une gamme de freacutequences reacuteglable
Mesure exacte des paramegravetres techniques de signaux (largeur de bande niveau type de modulation deacutebit de symboles deacutecalage de freacutequence etc)
Mesures conformeacutement agrave la recommandation UIT-R SM1600
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DDC 1 DDC 2 DDC 3 DDC 4
Antenne
RampSregESMD avec option RampSregESMD-DCC Software RampSregGX430
Q
W
E R
Fig 1 Exemple drsquoune
configuration systegraveme
inteacutegrant le reacutecepteur
de surveillance large
bande RampSregESMD
Gracircce agrave ce dernier le
logiciel RampSregGT430
dispose de 4 canaux
DDC reacutepartis sur une
gamme de 9 kHz agrave
265 GHz drsquoune lar-
geur de 1 MHz chacun
Ces quatre canaux
peuvent ecirctre librement
reacutepartis sur la bande
passante temps reacuteel de
80 MHz du reacutecepteur
Reacutecepteur de radiosurveillance RampSregEB510 3 DDC internes (3 times 150 kHz) librement reacutepartis sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pouvant atteindre 32 MHz
Fig 2 Le logi-
ciel drsquoanalyse de
signaux RampSregGX430
est capable de traiter
jusqursquoagrave 4 canaux en
utilisant les DDC du
reacutecepteur
Traitement entiegraverement automatique des signauxLrsquoassociation des fonctions de deacutetection et classification drsquoune part et de traitement automatique (deacutemodulation deacutecodage et
Fig 3 Exemple drsquoun
traitement de trois
signaux
Q spectre large bande
du reacutecepteur RampSreg
ESMD avec position
des trois DDC acti-
veacutees
W spectre du premier
signal
E reacutesultat de classi-
fication du deuxiegraveme
signal
R texte deacutecodeacute du
troisiegraveme signal
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Fig 4 Exemple drsquoun script de regravegles speacutecifieacutees
par lrsquoutilisateur (en lrsquooccurrence pour le traite-
ment automatique de signaux POCSAG TETRA
et FM analogique) Chaque action est deacuteclen-
cheacutee automatiquement Le traitement auto-
matique des signaux deacutetecteacutes permet ainsi de
deacutecharger lrsquoopeacuterateur
Fig 5 Spectro-
gramme offrant la
vue drsquoensemble drsquoun
enregistrement de
signaux drsquoune dureacutee
de 5 minutes La
reproduction couvre
un segment de
30 secondes
enregistrement) drsquoautre part est une nouvelle caracteacuteristique importante du RampSregGX430 gracircce agrave elle ce logiciel est deacutesor-mais capable de surveiller une gamme de freacutequences eacutetendue agrave la place de lrsquoopeacuterateur ainsi libeacutereacute du travail monotone drsquoune
surveillance radio laquo manuelle raquo Le reacutecepteur de surveillance fonctionne en freacutequence fixe ou en mode Scan Un deacutetec-teur automatique relegraveve lrsquoeacutenergie spectrale des signaux Les canaux DDC disponibles sont affecteacutes aux signaux deacutetecteacutes
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en vue de leur classification Le logiciel lance ensuite des actions automatiques en fonction du type de signal selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisateur au niveau drsquoune interface script conviviale Parmi les actions possibles figurent notamment le deacuteclenchement drsquoalarmes et lrsquoenvoi de messages lrsquoenregistre-ment la deacutemodulation ou le deacutecodage (fig 4)
Inteacutegration de reacutecepteurs fabriqueacutes par des tiersIl est conseilleacute drsquoutiliser le logiciel RampSregGX430 en com-binaison avec des radiogoniomegravetres et des reacutecepteurs Rohde amp Schwarz tels que RampSregESMD RampSregEB500 ou RampSregEB510 Lrsquointeacutegration de programmes pilotes deacuteveloppeacutes speacutecialement pour les eacutequipements du client est cependant possible ce qui confegravere agrave ce logiciel une souplesse drsquoutilisa-tion et une polyvalence optimales Le client peut notamment utiliser des reacutecepteurs fabriqueacutes par des tiers
Lrsquoutilisateur peut lui-mecircme deacutevelopper et installer les pilotes drsquointerface neacutecessaires Le RampSregGX430 gegravere ces pilotes speacute-cifiques sous forme drsquoune bibliothegraveque de liens dynamiques Windowsreg (DLL) Les pilotes convertissent les commandes et formats de donneacutees des reacutecepteurs tiers en messages utiliseacutes par les reacutecepteurs Rohde amp Schwarz Rohde amp Schwarz propose un code source en C++ ainsi que lrsquointervention de formateurs expeacuterimenteacutes pour aider les programmateurs du client
Enregistrement des signaux avec RampSregAMRECLe logiciel RampSregGX430 est deacutesormais capable drsquoacceacuteder directement aux supports de stockage large bande de lrsquoenre-gistreur RampSregAMREC par exemple RampSregGX425 RampSregGX460 et RampSregGX465 Lrsquoenregistrement des signaux en vue drsquoune analyse ulteacuterieure est drsquoautant plus utile que le sceacutenario radio est complexe Le RampSregGX430 peut enregistrer et reproduire les signaux eacutegalement via le disque dur local
Ce logiciel comprend eacutegalement une fonctionnaliteacute de ges-tion des signaux enregistreacutes ceux-ci sont visualiseacutes dans un spectre de vue synoptique ougrave lrsquoopeacuterateur les seacutelectionne pour reproduction agrave lrsquoaide drsquoun curseur (fig 5) Le RampSregGX430 cal-cule les lignes spectrales agrave mesure que le curseur se deacuteplace sur le spectrogramme de faccedilon agrave faciliter la deacutefinition des points drsquoextreacutemiteacute de la boucle de reproduction Cette nou-velle fonctionnaliteacute preacutesente plusieurs avantages Navigation confortable mecircme en cas drsquoenregistrements drsquoune dureacutee de plusieurs heures
Vue drsquoensemble bien structureacutee du sceacutenario complet enregistreacute
Certitude de repeacuterer les activiteacutes de signalisation rechercheacutees
Reacuteduction du temps de reproduction par ciblage du segment seacutelectionneacute drsquoun signal
Critegravere RampSregGX430 RampSregGX 435
Nombre maximal de reacutecepteurs de surveil-lance geacutereacutes simultaneacutement
1 plusieurs
Nombre maximal de canaux traiteacutes par reacutecep-teur de surveillance
4 126
Nombre maximal de canaux traiteacutes en cas de reproduction de sceacutenarios de signalisation enregistreacutes
1 32
Possibiliteacute de teacuteleacutecommande via LAN ou WAN
non oui
FIG 6 Principales diffeacuterences entre RampSregGX430 et RampSregGX435
Comparaison entre RampSregGX430 and RampSregGX435Le logiciel RampSregGX430 et le systegraveme drsquoanalyse de signaux multicanaux RampSregGX435 (voir article pages 82 et suivantes) preacutesentent des caracteacuteristiques similaires mais sont destineacutes agrave des domaines drsquoapplication diffeacuterents (fig 6) Conccedilu pour lrsquoinstallation sur un PC Windowsreg le RampSregGX430 est piloteacute par lrsquoutilisateur sans possibiliteacute de teacuteleacutecommande Ce logiciel gegravere un seul reacutecepteur et peut traiter 4 canaux agrave la fois En mode reproduction crsquoest-agrave-dire priveacute des 4 DDC du reacutecepteur il ne peut traiter qursquoun seul canal Les interfaces suivantes permettent agrave ce logiciel de communiquer avec les systegravemes de la famille RampSregRAMON ReportEdit Master Slave Hando-ver Reporting to RAMON signal database AllAudio
Le systegraveme drsquoanalyse multicanaux RampSregGX435 est quant agrave lui conccedilu pour des configurations agrave plusieurs reacutecepteurs de sur-veillance et il est capable de traiter jusqursquoagrave 126 canaux par reacutecepteur En mode reproduction sa capaciteacute de traitement est de 32 canaux car il utilise ses propres DDC Le RampSregGX435 srsquointegravegre parfaitement dans les systegravemes RampSregRAMON en combinaison avec drsquoautres capteurs ndash et offre ainsi une fonc-tionnaliteacute de teacuteleacutecommande via reacuteseau LAN ou WAN
Nouveaux donglesLes utilisateurs peuvent acheter une mise agrave jour pour passer de la version 028x agrave la version 4 du logiciel Le dongle une cleacute USB contenant la licence et une protection anti-copie est alors remplaceacute par la nouvelle solution de protection disponible au choix sur une cleacute USB une mini-cleacute USB ou une carte SD
ConclusionDestineacute agrave la surveillance manuelle ou entiegraverement automa-tique de sceacutenarios radio selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisa-teur le logiciel RampSregGX430 est conccedilu pour fonctionner sur un PC Windowsreg standard La nouvelle version 4 permet de sur-veiller jusqursquoagrave 4 canaux agrave la fois Pouvant accueillir les pilotes neacutecessaires agrave lrsquointeacutegration de reacutecepteurs tiers ce logiciel offre en outre la possibiliteacute drsquoenregistrer et de reproduire des signaux sur des systegravemes RampSregAMREC
YingSin Phuan
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Radiosurveillance automatique avec le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435Le systegraveme de deacutetection classification et traitement automatiques RampSregGX435 impressionne par des
performances et une polyvalence exceptionnelles Destineacute aux systegravemes de radiodeacutetection multicanaux il
est utiliseacute avec des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz et couvre les gammes HF agrave SHF
Preacutesentation du RampSregGX435 Le systegraveme drsquoanalyse de signaux multicanaux RampSregGX435 est conccedilu pour un large eacuteventail drsquoapplications allant du trai-tement et de lrsquoanalyse manuels drsquoun seul signal jusqursquoagrave la deacutetection automatique de toutes les eacutemissions drsquoun sceacutena-rio large bande Ce logiciel est mis en œuvre sur des compo-sants mateacuteriels agrave maintenance conviviale pouvant ecirctre com-bineacutes de faccedilon modulaire (fig 1) relieacutes agrave des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz Ce mode de mise en œuvre lui confegravere une eacutevolutiviteacute exceptionnelle autorisant des sys-tegravemes drsquoune capaciteacute aussi bien de quelques canaux que de 126 canaux par reacutecepteur Les interfaces ouvertes du RampSregGX435 permettent en outre drsquointeacutegrer les eacutequipements de traitement du signal speacutecifiques au client
Le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435 associe des classificateurs performants agrave une bibliothegraveque tregraves complegravete de deacutemodulateurs et de deacutecodeurs aux proceacutedures de trai-tement du signal automatiseacutees Lrsquoutilisateur dispose ainsi drsquoun vaste ensemble de ressources facilement adaptables agrave
ses regravegles et ses exigences Le RampSregGX435 offre par ailleurs trois modes drsquoexploitation garantissant une recherche et une deacutetection efficaces des signaux
Deacutetection de signaux agrave freacutequence fixe et en salvesGeacuteneacuteraliteacutesLe RampSregGX435 est speacutecialement conccedilu pour une recherche une surveillance et un traitement entiegraverement automatiseacutes des signaux Ce systegraveme est donc capable de geacuterer un pro-cessus complet de deacutetection et de classification automatiques des signaux suivi de leur traitement automatiseacute (deacutemodula-tion deacutecodage et enregistrement)
La fonctionnaliteacute de radiodeacutetection automatique srsquoapplique agrave des signaux agrave freacutequence fixe et en salves dans des gammes de freacutequence seacutelectionneacutees Le deacutetecteur relegraveve ainsi des eacuteveacute-nements dans le spectre FFT du reacutecepteur quand leur eacutenergie spectrale deacutepasse un seuil reacuteglable en fonction du plancher de bruit Chaque signal reacutepondant agrave des critegraveres preacutedeacutefinis
Fig 1 Le RampSregGX435 est conccedilu autour de deux modules mateacuteriels inteacute-
grant des composants de serveur PC multicœur Lrsquouniteacute RampSregGX435PU-S
de traitement et drsquoenregistrement de signaux (bas) pilote le systegraveme
deacutetecte les signaux effectue les calculs neacutecessaires au fonctionnement
des convertisseurs abaisseurs numeacuteriques et assure lrsquoenregistrement et la
reproduction des signaux gracircce agrave sa meacutemoire de 8 teacuteraoctets Lrsquouniteacute de
traitement du signal RampSregGX435PU est capable de classifier et deacutecoder
jusqursquoagrave 24 signaux agrave la fois
Ce systegraveme a eacuteteacute preacutesenteacute sous le nom de laquo Sous-systegraveme de capteurs RampSregGX435 raquo dans Actualiteacutes (2011) No 204 pages 58 agrave 61 et figure deacutesor-mais commercialiseacute sous le nom laquo Systegraveme drsquoanalyse de signaux multica-naux RampSregGX435 raquo avec des caracteacuteristiques eacutetendues et de nouveaux modules mateacuteriels
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Q
W
E
(largeur de bande niveau etc) fait lrsquoobjet drsquoune note horoda-teacutee geacuteneacutereacutee par le logiciel laquelle est compareacutee peacuteriodique-ment agrave celles des cycles de traitement preacuteceacutedents La classi-fication et la mesure des signaux sont ainsi automatiques Le systegraveme indique les eacuteveacutenements particuliers suivants Nouveaux signaux (premier deacutepassement drsquoun seuil deacutetermineacute)
Nouvelle caracteacuteristique drsquoune eacutemission connue (niveau largeur de bande ou freacutequence centrale)
Eacutemissions inactives (niveau descendu sous un seuil deacutetermineacute)
Fin du signal
Le deacutetecteur surveille la trajectoire des eacutemissions deacutetermine les paramegravetres et surveille les signaux en fonction drsquoun identi-fiant qui leur a eacuteteacute attribueacute
Pour la recherche et la classification automatiseacutees des signaux lrsquoutilisateur saisit le nombre des classificateurs agrave
appliquer la profondeur de classification souhaiteacutee ainsi que les regravegles de traitement automatiseacute des signaux deacutetecteacutes Les classificateurs deacuteterminent de faccedilon autonome les para-megravetres de modulation et le codage des eacutemissions deacutetecteacutees Plus le nombre de classificateurs est eacuteleveacute plus le nombre de signaux classifieacutes simultaneacutement est grand et plus vite le sceacute-nario radio est identifieacute Lrsquoutilisateur peut disposer drsquoun trai-tement du signal entiegraverement automatiseacute en configurant les regravegles deacutefinissant les seacutequences opeacuteratoires
Le RampSregGX435 permet de choisir entre trois modes de deacutetec-tion des signaux 1 Mode Fixed Frequency (FFM)2 Mode Scan (plusieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes)3 Mode Stepping (un seul reacutecepteur large bande)
1 Mode Fixed Frequency (FFM)Domaine drsquoapplication deacutetection et surveillance automatiseacutees drsquoun sceacutenario radio dans une bande passante temps reacuteel
Fig 2 En mode Fixed Frequency (FFM) le systegraveme recherche et deacutetecte tous les signaux gracircce agrave la mesure de leur puissance spectrale (Q) dans une
gamme de freacutequences deacutefinie agrave lrsquointeacuterieur de la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur Le RampSregGX435 attribue automatiquement les classificateurs agrave
chacun des signaux puis reacuteunit les reacutesultats obtenus dans une liste (W) Une proceacutedure deacutefinie par lrsquoutilisateur est exeacutecuteacutee pour chaque signal deacutetecteacute
Les opeacuterations automatiques de cette proceacutedure font lrsquoobjet drsquoun historique inteacutegreacute dans la liste des reacutesultats (E)
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Reacutecepteur deacuteporteacute 1 Reacutecepteur deacuteporteacute 2
RampSregESMD
RampSregGX435
RampSregEB500
Suchempfaumlnger
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maximale de 80 MHz en vue drsquoun traitement ulteacuterieur auto-matiseacute des signaux ainsi que de lrsquoidentification de leur contenu
Les reacutecepteurs de surveillance et le systegraveme RampSregGX435 communiquent par LAN via une interface Ethernet Dans sa configuration standard chaque reacutecepteur est capable de transmettre un flux de donneacutees IQ avec une bande passante temps reacuteel de 10 MHz Des convertisseurs abaisseurs numeacute-riques (DDC Digital Down Converter) assurent lrsquoextraction des contenus en vue de leur traitement simultaneacute (classifi-cation deacutemodulation deacutecodage) et de lrsquoenregistrement des donneacutees IQ fig 2) Chaque DDC est capable drsquoadapter sa freacute-quence centrale et sa bande passante dans les limites de la largeur de bande temps reacuteel du reacutecepteur de surveillance Le systegraveme RampSregGX435 donne les reacutesultats optimaux en combi-naison avec des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz notamment les modegraveles RampSregESMD RampSregEB500 et RampSregEB510 Des pilotes deacuteveloppeacutes par lrsquoutilisateur peuvent ecirctre inteacutegreacutes en vue drsquoune mise en œuvre en combinaison avec des reacutecepteurs de fabricants tiers
Les reacutecepteurs de surveillance large bande tels que le RampSregESMD ou le radiogoniomegravetre RampSregDDF225 peuvent ecirctre eacutequipeacutes en option drsquoune carte drsquoacceacuteleacuteration mateacuterielle de traitement du signal Eacutequipeacutee de 4 composants FPGA (Field Programmable Gate Array) cette carte permet drsquooptimiser les performances de traitement du signal notamment en portant la bande passante de deacutetection agrave 80 MHz et en augmentant consideacuterablement le nombre de signaux pouvant ecirctre extraits par chaque DDC Le systegraveme drsquoanalyse de signaux multica-naux RampSregGX435 reccediloit alors des sceacutenarios temps reacuteel drsquoune
largeur de bande pouvant aller jusqursquoagrave 80 MHz (HF 20 MHz) par reacutecepteur pour un traitement simultaneacute drsquoun maximum de 32 canaux (HF 126)
2 Mode Scan (plusieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes)Domaine drsquoapplication recherche continue de nouvelles eacutemissions dans une gamme de freacutequences eacutetendue avec traitement simultaneacute des signaux deacutetecteacutes
Seul un reacutecepteur de recherche permet de deacutetecter des signaux quand la gamme de freacutequences balayeacutee est eacutetendue Ce reacutecepteur utiliseacute en mode Scan doit ecirctre combineacute agrave plu-sieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes Agrave lrsquointeacuterieur de la gamme de freacute-quences choisie le reacutecepteur de recherche eacutequipeacute de lrsquooption Scan panoramique surveille continuellement le spectre dans lequel le deacutetecteur automatique du RampSregGX435 identifie les signaux Les reacutecepteurs deacuteporteacutes servent de canaux de traite-ment parallegraveles capables de classifier deacutemoduler et deacutecoder les signaux deacutetecteacutes (fig 3)
3 Mode Stepping (un seul reacutecepteur de surveillance large bande)Domaine drsquoapplication deacutetection et surveillance automa-tiques de signaux dans une gamme de freacutequences eacutetendue agrave lrsquoaide drsquoun seul reacutecepteur de surveillance large bande Ce mode drsquoexploitation est particuliegraverement adapteacute aux systegravemes agrave ressources limiteacutees
Agrave la diffeacuterence du mode Scan deacutecrit ci-dessus le mode Stepping (mode pas-agrave-pas) ne neacutecessite qursquoun seul reacutecep-teur large bande doteacute drsquoune fonction Scan Ce reacutecepteur est drsquoabord en mode Scan pour chercher des eacutemissions dans la gamme de freacutequences choisie Le mode scan est ensuite arrecircteacute et le deacutetecteur automatique scrute le spectre agrave la
Fig 3 Utiliseacute en mode Scan comme reacutecepteur de recherche le reacutecepteur
de surveillance large bande RampSregESMD balaye sans cesse la gamme de
freacutequences deacutefinie agrave la recherche drsquoeacutemissions Deux reacutecepteurs de surveil-
lance RampSregEB500 deacuteporteacutes lui servent de voies de traitement pour classi-
fier deacutemoduler et deacutecoder les signaux
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Systegravemes
Q
W
recherche drsquoeacutemissions selon les principes deacutecrits pour le mode Fixed Frequency Les signaux sont ensuite traiteacutes par pas de 10 MHz les DDC assurant lrsquoextraction des signaux La gamme couverte agrave chaque pas peut ecirctre augmenteacutee agrave 80 MHz si les reacutecepteurs RampSregESMD ou le radiogoniomegravetre RampSregDDF255 sont eacutequipeacutes de la carte drsquoacceacuteleacuteration mateacute-rielle de traitement du signal
Deacutetection de signaux de courte dureacutee et agrave sauts de freacutequenceApplication surveillance des communications radio agiles en freacutequence
Outre les signaux agrave freacutequence fixe et en salves le systegraveme RampSregGX435 est capable de deacutetecter automatiquement les signaux de courte dureacutee et agiles en freacutequence gracircce agrave un deacutetecteur optimiseacute pour cette fonction Ce deacutetecteur analyse chaque saut de freacutequence pour en deacuteterminer les caracteacuteris-tiques techniques neacutecessaires agrave sa classification et son attri-bution agrave un eacutemetteur Le logiciel conduit une analyse statis-tique des paramegravetres et affiche le reacutesultat sous forme drsquoun
Fig 4 Spectre et diagramme cascade preacutesentant un signal agrave saut de freacute-
quence dans la gamme de freacutequences deacutefinie (Q) Les histogrammes
(W) illustrent certaines caracteacuteristiques de lrsquoeacutemission (dureacutee et largeur de
bande du saut de freacutequence type de modulation deacutebit de symboles etc)
histogramme (fig 4) Il preacutesente ensuite le reacutesultat dans une liste des signaux de courte dureacutee accompagneacutes de leur para-megravetres tels que la freacutequence la largeur de bande la puis-sance ainsi que des informations relatives au deacutebut et agrave la fin de lrsquoeacutemission du signal sans oublier ni le type ni les para-megravetres de modulation Ces donneacutees permettent ensuite de deacuteterminer les eacutemetteurs agrave sauts de freacutequence actifs ainsi que les terminaux radio correspondants
ConclusionLe systegraveme RampSregGX435 est une solution modulaire de radio-deacutetection automatiseacutee pour lrsquoanalyse et le traitement mul-ticanaux de signaux analogiques et numeacuteriques Ses diffeacute-rents modes drsquoexploitation ainsi que ses deacutetecteurs haut de gamme assurent une deacutetection rapide fiable et preacutecise des signaux ndash suivie de leurs classification deacutemodulation deacuteco-dage et lrsquoenregistrement
Lrsquointroduction drsquoun nouveau deacutetecteur capable de reconnaicirctre les signaux en fonction de leur profil spectral est drsquoailleurs preacutevue au cours du deuxiegraveme semestre 2013 Les utilisateurs pourront alors deacutefinir librement les formes spectrales qui les inteacuteressent ndash qursquoil srsquoagisse de signaux traiteacutes en direct ou de signaux enregistreacutes
YingSin Phuan
ACTUALITEacuteS 20813 85
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Systegravemes
86
RohdeampSchwarz a ouvert deacutebut deacutecembre 2012 sa nouvelle usine de fabrication en Malaisie Johann Kraus qui dirige lrsquousine de Teisnach a eacuteteacute nommeacute directeur geacuteneacuteral de RohdeampSchwarz Technologies Malaysia Sdn Bhd Ce nouveau site de production situeacute agrave Johor Bahru compte 25 employeacutes Les principales activiteacutes sont lrsquoassemblage et le controcircle final des eacutequipements de test et mesure destineacutes au marcheacute mondial
RohdeampSchwarz approvisionne lrsquoAgence feacutedeacuterale des reacuteseaux
Dans un appel drsquooffres lanceacute agrave lrsquoeacutechelle europeacuteenne par lrsquoAgence feacutedeacuterale alle-mande des reacuteseaux (Bundesnetzagentur) RohdeampSchwarz a su srsquoimposer face agrave la concurrence Le systegraveme goniomeacutetrique moderne composeacute du radiogoniomegravetre large bande RampSregDDF550 et des antennes cor-respondantes neacutecessaires sera donc bien-tocirct utiliseacute par lrsquoAgence feacutedeacuterale des reacuteseaux RohdeampSchwarz eacutequipera ainsi lrsquoautoriteacute de reacutegulation de sa sixiegraveme geacuteneacuteration de sys-tegravemes de radiogoniomegravetres La commande inclut 20 jeux drsquoeacutequipements ainsi qursquoune option sur cinq autres radiogoniomegravetres RohdeampSchwarz est eacutegalement responsable de lrsquoinstallation et la mise en service des sys-tegravemes goniomeacutetriques Les goniomegravetres seront inteacutegreacutes dans le reacuteseau de mesure et de radiolocalisation existant (FuMOS) de lrsquoAgence feacutedeacuterale
Le Mobile World Congress de Barcelone eacuteveacute-nement le plus important en matiegravere de teacuteleacute-phonie mobile srsquoest deacuterouleacute en 2013 pour la premiegravere fois au nouveau parc des exposi-tions RohdeampSchwarz y a preacutesenteacute sur une surface de 132 megravetres carreacutes les produits des domaines des eacutequipements de mesure de radiocommunications mobiles et des appareils de communications seacutecuriseacutes Le testeur de radiocommunications mobiles RampSregCMW500 a eacuteteacute comme deacutejagrave les anneacutees preacuteceacutedentes sous le feu des projecteurs avec des solutions concernant le Wi-Fi Offloading lrsquoanalyse IP le eCall (appel drsquourgence LBS LTE) et lrsquoagreacute-gation de porteuses LTE-Advanced un des
Le ruban symbolique a eacuteteacute coupeacute par (de
gauche agrave droite) Patrick Poumltschke (Conseil de
Surveillance) Peter Riedel (Conseil de Surveil-
lance) Dr Guumlnter Gruber (Ambassadeur drsquoAlle-
magne en Malaisie) Manfred Fleischmann (PDG
de RohdeampSchwarz) Dr Dirk-Eric Loebermann
(Directeur de la production et de la gestion des
matiegraveres) et Johann Kraus (Directeur geacuteneacuteral de
RSTMY)
Le stand de RohdeampSchwarz a eacuteteacute entiegraverement
placeacute sous le signe laquo RampS 4Genius ndash Your Com-
panion for new technologies raquo
sujets top niveau du salon RohdeampSchwarz a exposeacute sur son stand un total de plus drsquoune douzaine drsquoapplications de mesure De nombreux appareils de mesure de RohdeampSchwarz ont eacuteteacute eacutegalement preacutesen-teacutes sur les stands de clients et partenaires Eacutetaient aussi preacutesentes sur leurs stands res-pectifs les deux filiales SwissQual et ipoque dont les produits ont compleacuteteacute la gamme de RohdeampSchwarz destineacutee aux opeacuterateurs de reacuteseaux de radiocommunications mobiles
Avec des thegravemes et des applications de premier plan au salon MWC 2013
Ouverture drsquoune nouvelle usine de production en Malaisie
BREgraveVES | International
Le Video Test Center RampSregVTC de RohdeampSchwarz srsquoest vu deacutecerner pas moins de deux prix lors du semestre eacutecouleacute Pendant le salon DesignCon 2013 agrave Santa Clara en Californie le RampSregVTC a reccedilu le laquo Best in Test Award raquo suite agrave un vote de lecteurs organiseacute tous les ans par la revue TestampMeasurement World de renommeacutee internationale
Le vote des lecteurs a eacuteteacute eacutegalement deacutecisif dans le choix des laquo Produits TIC de lrsquoanneacutee raquo reacutealiseacute tous les ans par la revue technique allemande Funkschau Le RampSregVTC a remporteacute mi-octobre 2012 le premier prix dans la cateacutegorie laquo Appa-reils de mesure raquo Selon les commentaires de la reacutedaction la principale raison de ce choix a reposeacute sur le fait que le RampSregVTC propose agrave lui seul pratiquement tous les tests et analyses neacutecessaires
Pour la deuxiegraveme fois les lecteurs de la revue technique allemande laquo Elektronik raquo ont eacutelu les oscilloscopes de laboratoire de RohdeampSchwarz laquo Produit de lrsquoanneacutee raquo Comme en 2011 la famille RampSregRTO a eacuteteacute primeacutee dans la cateacutegorie laquo Eacutequi-pements de mesure raquo Crsquoest le modegravele 4 GHz qui cette anneacutee a remporteacute la pre-miegravere place Les lecteurs de la revue Elektronik ont eacutelu leurs favoris de lrsquoanneacutee parmi les 111 produits les plus innovants sur un total de dix cateacutegories
Un nombre record de visiteurs a eacuteteacute enre-gistreacute lors de la semaine de la technologie organiseacutee agrave la mi-novembre 2012 pour la dixiegraveme fois par RohdeampSchwarz Taiwan Environ 850 participants ont afflueacute agrave Taipei et Hsinchu pour ce 10egraveme anniversaire Outre les seacuteminaires de RohdeampSchwarz les confeacuterenciers des socieacuteteacutes ST-Ericsson SGS Wistron NeWeb Corp et GCT Semiconduc-tors ont eacutegalement conquis le public Les thegravemes abordeacutes ont eacuteteacute notamment les solu-tions mobiles 4G les deacutefis en matiegravere de tests de conformiteacute et la tendance de deacuteve-loppement chez les opeacuterateurs de reacuteseau Lors de lrsquoexposition tenue en parallegravele des produits et applications des divisions test et mesure diffusion radio et TV ainsi que radio-surveillance et radiolocalisation ont eacuteteacute eacutegale-ment preacutesenteacutes
Coopeacuteration avec Dolby
Depuis feacutevrier 2013 RohdeampSchwarz coo-pegravere avec Dolby Laboratories Inc et appro-visionne les speacutecialistes en formats audio numeacuteriques avec des analyseurs audio Les plateformes RampSregUPP et RampSregUPV ont eacuteteacute doteacutees agrave cet effet drsquoun nouveau logiciel Ainsi les beacuteneacuteficiaires de la licence Dolby peuvent effectuer rapidement et aiseacutement des essais de conformiteacute selon les speacutecifica-tions Dolby
Reacutedacteur en
chef adjoint de la
revue Funkschau
Markus Kien (agrave
droite) feacutelicite
lrsquoeacutequipe de deacuteve-
loppement du
RampSregVTC pour sa
victoire rempor-
teacutee dans la cateacute-
gorie laquo Appareils
de mesure raquo
Wolfgang
Hascher eacutedi-
teur de la revue
Elektronik (agrave
droite) remet agrave
Guido Schulze
directeur produits
oscilloscopes le
tropheacutee de la pre-
miegravere place
Directeur de succursale Tsai Chi-Wen de
RohdeampSchwarz Taiwan (au centre) entoureacute
des confeacuterenciers de ST-Ericsson SGS GCT et
WNC
Les deux socieacuteteacutes se sont reacuteunies mi-novembre pour conclure les neacutegociations Wolfgang Kernchen
directeur de la division Geacuteneacuterateurs de signaux analyseurs audio et wattmegravetres (quatriegraveme agrave par-
tir de la droite) et Mathias Bendull directeur de la Consumer Audio Broadcast Business Group de
Dolby Laboratories (deuxiegraveme agrave partir de la droite)
RampSregRTO ndash eacutelu produit de lrsquoanneacutee pour la deuxiegraveme fois
RampSregRampSregVTC deux fois reacutecompenseacute
Technology Week Record drsquoaffluence de visiteurs pour lrsquoanneacutee jubilaire
ACTUALITEacuteS 20813 87
BREgraveVES | International
Le nouveau geacuteneacuterateur de signaux vectoriels pour systegravemes de communication large bandeSeul geacuteneacuterateur avec bande de base calcul de signal fading MIMO AWGNet geacuteneacuteration RF inteacutegreacutes en un seul appareil Deux voies jusqursquoagrave 6 GHz Modulariteacute totaleUn controcircle tactile qui vous permet en outre de maicirctriser souverainement tous les signaux et cepour les sceacutenarios 3G et 4G ainsi que les domaines de llsquoaeacuterospatiale et la deacutefense
Bande passante de modulation IQ 160 MHz en bande de base interne Tous les principaux modes MIMO dont 3times3 4times4 et 8times2 Toutes les normes de communication actuelles Nombreux assistants agrave llsquoutilisation pour un travail efficace Excellentes caracteacuteristiques de modulation et de RF
RampSregSMW200A La haute eacutecole de la geacuteneacuteration des signaux
wwwrohde-schwarzcomadsmw-mr
Voir la videacuteo
Bande de base amp RFMIMO amp FadingRohde amp Schwarz SMW200A
- TABLE DES MATIEgraveRES 1
- TABLE DES MATIEgraveRES 213
- Agrave LA UNE13
- TECHNOLOGIES SANS FIL13
-
- Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz13
- Services geacuteodeacutependants avec 13GPS GLONASS Galileo et OTDOA
- RampSregFSWthinsp mesures sur faisceaux 13hertziens dans la bande E
- RLAN IEEE 80211acthinsp mesures deacutesormais possibles avec des appareils de milieu de gamme13
- Geacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune touche13
-
- INSTRUMENTATION GENERALE13
-
- La sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm reacutealise des mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute13
- Le meilleur choixthinsp sondes de puissance USB de RohdeampSchwarz13
- Le nouveau RampSregRTM2000thinsp reacutesultats en un clin drsquoœil13
- Les oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 2013
- Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellites13
- Analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSWthinsp le haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHz13
- Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande13
- Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterification13
- RampSregZNBthinsp analyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 ports13
-
- CEM MESURE DE CHAMP13
-
- Amplificateur large bande pour13 applications hyperfreacutequences
- Rapides et simplesthinsp 13mesures de diagnostic et de 13preacute-certification avec le RampSregESRP13
-
- COUP DE PROJECTEUR13
-
- Refonte totale des antennes de communication et drsquointerception pour navires13
-
- DIFFUSION RADIO ET TV13
-
- Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9thinsp 13coucirct de fonctionnement minimal ndash 13flexibiliteacute maximale13
- Eacutemetteurs TV faible puissance RampSregMLxthinsp il suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes13
- Essai DVB-T2 in situ par la 13Bayerischer Rundfunk agrave Munich13
- Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande 13
-
- SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO13
-
- RampSregEB510thinsp 13radiosurveillance sans discontinuiteacute 13dans la gamme des ondes courtes13
- Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430thinsp avec une capaciteacute de shytraitement porteacutee agrave 4 canaux13
- Radiosurveillance automatique avec le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX43513
-
- BREgraveVES 113
- BREgraveVES 213
- INFORMATONES EacuteDITEUR13
-
Scheacutema fonctionnel du cedilTS8997
cedilEMC32-EBavec cedilEMC32-K97
Analyseur de spectrecedilFSV
Geacuteneacuterateur de signauxcedilSMB100A
Geacuteneacuterateur de signauxcedilSMBV100A
Wattmegravetre
Wattmegravetre
Wattmegravetre
Wattmegravetre
DUT 1)Eacutechantillonnage
Conditionnement des signaux RF
Pour auto-test et calibrage
Videacuteo
RF
cedilCMW cedilCBT ou laquoGolden Devicesraquo1)
cedilOSP-B157
1) non inclus
cedilTS8997
USB
Une nouvelle meacutethode de mesure de puissance a par exemple eacuteteacute introduite avec laquelle ont eacuteteacute deacutetermineacutes de nombreux paramegravetres de signaux tels que puissance maxi-male rapport cyclique TX sequence TX Gap et Medium Utilization Factor Cette meacutethode comprend eacutegalement la transmission agrave antennes multiples comme MIMO et neacuteces-site un eacutequipement de mesure speacutecial Elle contient en outre des tests qui permettent de veacuterifier la capaciteacute drsquoadaptation des systegravemes sans fil aux conditions environnementales comme par exemple la deacutetection et la preacutevention des colli-sions avec drsquoautres services Ces tests incluent des objets sous test avec et sans sauts de freacutequence ainsi qursquoavec et sans fonction LBT (Listen-Before-Talk)
Une automatisation de test est de surcroicirct neacutecessaire Selon la norme preacuteceacutedente ETSI EN 300 328 v171 les essais pou-vaient ecirctre effectueacutes manuellement avec un analyseur de spectre Mais lrsquoactuelle norme ETSI EN 300 328 v181 stipule que les paramegravetres sont agrave deacuteterminer agrave partir de millions de mesures individuelles De plus certains des tests exeacutecuteacutes le sont en plusieurs eacutetapes et en fonction des reacutesultats preacuteceacute-dents ce qui requiert des mesures assisteacutees par logiciel
Sceacutenario de test
Bande 24 GHz (ETSI EN 300328)
Bande 5 GHz (ETSI EN 301893)
Freacutequence porteuse ndash
Puissance de sortie
Controcircle de puissance ndash
Densiteacute de puissance spectrale
Duty Cycle TX-Sequenz TX-Gap ndash
Dwell time occupation de freacutequence seacutequence de sauts (uniquement pour frequency hopping)
ndash
Espacement de freacutequence (uniquement pour frequency hopping)
ndash
Medium Utilisation Factor (MU) ndash
Adaptivity
Largeur de bande occupeacutee
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo out-of-band raquo 1)
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo in-band raquo ndash
Rayonnements non deacutesireacutes TX laquo spurious raquo ndash
Rayonnements non essentiels du reacutecep-teur (RSE)
1)
Blocage du reacutecepteur ndash
Seacutelection de freacutequence dynamique (DFS) deacutetection radar
ndash
1) Pour les eacutemissions non-deacutesireacutees supeacuterieures agrave 18 GHz le repositionnement manuel du cacircble RF est requis
Fig 3 Ensemble des tests couverts par le RampSregTS8997
Fig 2 Scheacutema fonc-
tionnel du systegraveme de
test RampSregTS8997 La
mesure de puissance
complegravete a eacuteteacute incor-
poreacutee dans un module
speacutecialement conccedilu le
RampSregOSP-B157 pour la
plateforme de commu-
tation et de commande
ouverte RampSregOSP120
Ce module gegravere eacutegale-
ment toutes les com-
mutations de voie et
le conditionnement de
signaux neacutecessaire agrave la
reacutealisation des essais
restants
ACTUALITEacuteS 20813 7
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Objet sous test agrave proceacutedeacute de sauts de freacutequence
RBW 100 kHz VBW 1 MHz SWT 10 ms
Att 40 dBRef 200 dBm
1RmMax
10 dB
0 dB
ndash10 dB
ndash20 dB
ndash30 dB
ndash40 dB
ndash50 dB
ndash60 dB
ndash70 dB
Start 24 GHz Stop 24835 GHz
8
Systegraveme de test RampSregTS8997 pour une certification globale Le systegraveme de test RampSregTS8997 (fig 1 et 2) couvre tous les tests requis dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz (fig 3) et comprend les eacuteleacutements suivants Analyseur de spectre RampSregFSL ou RampSregFSV Plateforme de commutation et de commande ouverte RampSregOSP120 avec module de mesure speacutecial
Geacuteneacuterateur de signaux analogiques RampSregSMB100A Geacuteneacuterateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A Logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 avec options de mesure RampSregEMC32-K97 et -K10
La speacutecification des seacutequences de tests individuelles et la veacuterification des sceacutenarios de test du RampSregTS8997 ont eacuteteacute sou-tenues par le centre de compeacutetence radio IMST GmbH quant agrave leur conformiteacute agrave la norme ETSI EN 300 328 Forte drsquoune solide expeacuterience dans ce domaine cette entreprise exploite un laboratoire drsquoessai accreacutediteacute conformeacutement agrave la directive RampTTE et participe activement aux travaux de normalisation au sein de lrsquoETSI
Mesure de puissance speacutecifique conforme agrave la norme La norme exige une meacutethode speacutecifique pour des mesures de puissance large bande rapides avec un taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute de ge1 Meacutechs une reacutesolution suffisante et un temps de mesure en continu de plusieurs secondes Cela est en prin-cipe possible avec des deacutetecteurs analogiques speacuteciaux et un oscilloscope adeacutequat mais neacutecessite un logiciel drsquoanalyse drsquoacquisition adapteacute agrave lrsquooscilloscope et capable de traiter effi-cacement plusieurs millions de reacutesultats de mesure
Pour le RampSregTS8997 la totaliteacute de la mesure de puissance a eacuteteacute inteacutegreacutee dans un module deacutedieacute de la plateforme de com-mutation et de commande ouverte RampSregOSP120 laquelle prend en outre eacutegalement en charge toutes les commutations de voies ainsi que le conditionnement du signal neacutecessaire agrave la reacutealisation des tests restants Doteacute drsquoune grande pro-fondeur de meacutemoire et drsquoun taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute le module fournit des mesures preacutecises pour tout type de signal comme par exemple pour les signaux complexes agrave taux de reacutepeacutetition lents Le logiciel de mesure RampSregEMC32 gegravere la commande de la seacutequence de test ainsi que lrsquoanalyse des reacutesultats et lrsquoaffichage
Soutien des systegravemes agrave antennes multiplesDe plus en plus drsquoappareils utilisent plusieurs antennes simul-taneacutement pour MIMO ou Beamforming (formation de fais-ceaux) Pour ces appareils la puissance doit absolument ecirctre enregistreacutee de maniegravere synchrone et sans interruption Crsquoest pourquoi la mesure de puissance du RampSregTS8997 est conccedilue
degraves le deacutepart agrave quatre canaux et qursquoelle gegravere par conseacute-quent les mesures sur tous les appareils courants comme par exemple les routeurs Wi-Fi avec 4times4 MIMO Les convertis-seurs AD parallegraveles sont cadenceacutes de faccedilon synchrone
Mesure agrave haute reacutesolutionLes analyseurs de spectre RampSregFSL ou RampSregFSV utiliseacutes dans le systegraveme (fig 4) reacutepondent parfaitement agrave la norme qui exige un maximum de 30000 points de mesure Des eacutetudes effectueacutees sur des objets sous test reacuteels ont cepen-dant deacutemontreacute que le nombre de points de mesure requis par la norme est insuffisant pour certaines technologies radio et qursquoil entraicircne une incertitude de mesure accrue Crsquoest la rai-son pour laquelle un mode de mesure alternatif suppleacutemen-taire avec typiquement 1 million de points de mesure est deacutejagrave preacutevu dans le RampSregTS8997 Ce mode pourra ecirctre activeacute sous forme drsquooption logicielle degraves lrsquoadoption drsquoune version reacuteviseacutee de la norme
Proceacutedures de mesure automatiseacuteesLes proceacutedures de mesure et routines drsquoeacutevaluation requises par la norme sont impleacutementeacutees dans les options RampSregEMC32-K97 -K971 -K972 -K973 du logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 Le RampSregEMC32 est deacutejagrave uti-liseacute dans de nombreux laboratoires drsquoessais pour les tests CEM les rayonnements non essentiels (RSE Radiated-Spu-rious-Emission) et la puissance isotrope rayonneacutee eacutequiva-lente (PIRE) et peut deacutesormais ecirctre eacutegalement utiliseacute pour ces mesures drsquoougrave la disponibiliteacute de proceacutedures de mesure inteacutegreacutees lorsque par exemple sur la base des valeurs PIRE
Fig 4 Exemple de spectre drsquoun objet sous test agrave sauts de freacutequence
dans la bande de 24 GHz
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Fig 5 Interface utilisateur du RampSregTS8997 pour la mesure automatiseacutee des diffeacuterents sceacutenarios de test dans le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32
rayonneacutees obtenues les valeurs conduites doivent ecirctre extra-poleacutees et inversement
Les options logicielles englobent lrsquoexeacutecution automatique de tous les tests avec saisie des paramegravetres neacutecessaires aux appareils et normes (fig 5) Cela conforte lrsquoutilisateur car un certain nombre de tests ne sont requis que pour certaines normes tandis que les reacutesultats des tests preacuteceacutedents sont agrave prendre en consideacuteration pour le test suivant Lrsquoeacutetablissement de la liaison radio avec les objets sous test est soit pris en charge par le testeur de radiocommunication large bande de RohdeampSchwarz par exemple le RampSregCMW500 soit par des laquo Golden devices raquo correspondants
Extension de systegravemes existants au RampSregTS8997Gracircce au logiciel RampSregEMC32 et sa multitude de pilotes de peacuteripheacuteriques drsquoautres appareils de RohdeampSchwarz doteacutes de fonctionnaliteacutes comparables et deacutejagrave disponibles chez lrsquoutili-sateur peuvent ecirctre utiliseacutes comme une alternative au systegraveme de test cleacutes en main Le recours agrave des systegravemes utiliseacutes par exemple en deacuteveloppement pour drsquoautres tacircches de mesure
est eacutegalement possible Lrsquoextension des systegravemes CEM exis-tants peut ecirctre aiseacutement reacutealiseacutee avec le module RampSregOSP correspondant et le cas eacutecheacuteant avec drsquoautres appareils
ReacutesumeacuteLe systegraveme de test de certification RampSregTS8997 est le premier systegraveme complet au monde agrave pouvoir couvrir les mesures neacutecessaires et lrsquoautomatisation des tests requis par la RampTTE selon ETSI EN 300 328 v181 et ETSI EN 301 893 v171 Lrsquoau-tomatisation pousseacutee des tests baseacutee sur le tregraves reacutepandu logi-ciel de mesure CEM RampSregEMC32 assiste lrsquoutilisateur dans ces mesures Les systegravemes CEM existants peuvent ecirctre eacutetendus au systegraveme de test RampSregTS8997
Les responsables du groupe ETSI TG11 ndash ici en la personne de son preacutesident Edgard Vangeel ndash se feacutelicitent de ce que laquo RohdeampSchwarz propose avec le RampSregTS8997 un systegraveme capable de prendre en charge la nouvelle norme et de partici-per ainsi agrave sa reacuteussite eacutegalement dans les laboratoires drsquoessai et lrsquoindustrie raquo
Michael Steinmuumlller Frank Tofahrn (IMST GmbH)
ACTUALITEacuteS 20813 9
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Pile de protocole LTE
Couche 2
Couche 3
RF
Couche 1
Teacuteleacutephone mobile
RRC
NAS
LPP
IP
TCP
SSL
SUPL
LPP ou RRLP
U-Plane C-Plane
10
Services geacuteodeacutependants avec GPS GLONASS Galileo et OTDOAVeacuterifier la meacuteteacuteo au petit deacutejeuner emprunter le meilleur chemin via lrsquoapps de navigation aux heures drsquoaffluence
deux exemples parmi les nombreuses applications gracircce auxquelles les utilisateurs de smartphones peuvent
beacuteneacuteficier de services geacuteodeacutependants (LBS Location Based Services) Comment ces aides preacutecieuses trouvent-
elles si rapidement la position exacte Cet article jette un regard sur les coulisses des meacutethodes de positionne-
ment des services geacuteodeacutependants et preacutesente la gamme complegravete des systegravemes de test de RohdeampSchwarz qui
assurent lors de ce positionnement une participation harmonieuse de tous les composants
Positionnement avec des proceacutedures terrestres Cell-ID Enhanced Cell-ID OTDOALa position drsquoun teacuteleacutephone mobile peut ecirctre deacutetermineacutee selon diffeacuterentes meacutethodes La plus simple qui consiste agrave eacutevaluer lrsquoID de cellule fournit cependant des informations relative-ment impreacutecises De meilleurs reacutesultats sont obtenus avec la meacutethode Enhanced Cell-ID laquelle utilise des paramegravetres de signaux additionnels comme la puissance et la qualiteacute reccedilues (RSRP RSRQ Reference Signal Received Power Quality) lui permettant drsquoatteindre une preacutecision drsquoenviron une centaine de megravetres Avec le OTDOA (Observed Time Difference of Arri-val) processus inteacutegrant les diffeacuterences de temps de propaga-tion entre les signaux de plusieurs stations de base LTE des reacutesultats encore plus justes pourront ecirctre obtenus agrave lrsquoavenir
La meacutethode classique par satellite A-GPSDes reacutesultats encore bien meilleurs peuvent ecirctre obtenus avec les signaux GPS lesquels permettent drsquoaugmenter de quelques megravetres la preacutecision de positionnement Mais leur utilisation seule preacutesente un inconveacutenient majeur agrave savoir que lorsqursquoun module GPS nrsquoest pas utiliseacute pendant une assez longue peacuteriode un temps drsquoattente pouvant atteindre 50 secondes est neacutecessaire jusqursquoagrave ce que la position soit afficheacutee Cela tient au faible deacutebit de donneacutees du signal GPS de 50 bitss avec lequel le message de navigation (donneacutees de correction et trajectoires des satellites) est transmis Ce temps drsquoattente peut cependant ecirctre abreacutegeacute agrave lrsquoaide du GPS assisteacute (A-GPS) avec lequel le reacutecepteur GPS utilise eacutegalement des donneacutees connues sous le nom de donneacutees drsquoassistance ces donneacutees sont des messages de navigation ainsi que des informations suppleacutementaires en provenance du reacuteseau cel-lulaire De plus ces donneacutees sont transmises tregraves rapidement car les serveurs de localisation les transfegraverent quasi instanta-neacutement via le reacuteseau
Fig 1 Communication avec le serveur de localisation pile de protocole
LTE pour U-Plane et C-Plane
Vue drsquoensemble dans le deacutedale des protocoles La communication avec le serveur de localisation peut srsquoar-ticuler de deux maniegraveres soit par lrsquointermeacutediaire de mes-sages de controcircle (C-Plane similaire agrave un SMS) soit via des paquets IP ensemble avec drsquoautres donneacutees utiles (U-Plane) voir figure 1 Jusqursquoagrave preacutesent un nouveau protocole de locali-sation eacutetait deacutefini pour chaque norme de radiocommunication
GSM WCDMA LTE CDMA2000regC-Plane RRLP RRC LPP TIA-801U-Plane RRLP RRLP RRLP LPP TIA-801
Fig 2 Possibiliteacutes de combinaison des normes de radiocommunica-
tion mobile avec les protocoles de localisation Avec U-Plane tout proto-
cole de localisation peut theacuteoriquement ecirctre envoyeacute via chaque norme de
radiocommunication Le tableau ci-dessus preacutesente uniquement les com-
binaisons utiliseacutees dans la pratique
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Systegravemes de test pour LBS
cedilTS8991 OTAavec LBS
cedilTS-LBS Advancedavec cedilSMBV100A
cedilTS8980FTA + RRMavec cedilSMBV100A
cedilTS-LBSpour NetOp
cedilTS8980Savec cedilSMBV100A
cedilTS-LBSavec Connection BoxRampSregTS-CONN
cedilTS-LBS
Pour reacutepondre agrave toutes les exigences systegravemes de test pour terminaux utilisant des meacutethodes baseacutees reacuteseau et A-GNSS
De nombreux tests analysent en profondeur la performance des terminaux selon les meacutethodes baseacutees reacuteseau et A-GNSS (OTDOA eCID) et ce mecircme en simulant des conditions deacutefavorables Des mesures via lrsquointerface air (OTA) permettent de veacuterifier si un termi-nal possegravede une sensibiliteacute suffisante quelle que soit son orienta-tion spatiale La mesure de la laquo Minimum Performance raquo examine lrsquoexactitude et la dureacutee du positionnement Le flux complexe de messages peut ecirctre analyseacute avec les tests de conformiteacute de proto-cole Pour toutes ces applications RohdeampSchwarz propose des systegravemes de test approprieacutes qui prennent en charge aussi bien le C-Plane que le U-Plane et couvrent avec le testeur de radiocommu-nication large bande RampSregCMW500 comme simulateur de reacuteseau les principales normes de radiocommunications (GSM WCDMA
mobile importante RRLP RRC TIA-801 et LPP Malgreacute cette diversiteacute tous les protocoles transmettent fondamentalement des donneacutees drsquoassistance similaires dont les combinaisons sont illustreacutees en figure 2 Dans la variante U-Plane ces pro-tocoles sont encore encapsuleacutes dans le laquo Secure User Plane Protocolraquo (SUPL) lequel prend en charge le chiffrement et lrsquoauthentification des donneacutees de position sensibles
Lrsquounion fait la preacutecision ndash positionnement hybrideEntre temps des concurrents du GPS ont fait leur appari-tion comme le systegraveme russe GLONASS qui est pleinement
opeacuterationnel au niveau mondial depuis Octobre 2011 et le systegraveme europeacuteen Galileo qui dispose depuis octobre 2012 de quatre satellites en orbite La Chine avec son systegraveme Bei-dou est eacutegalement en lice Les donneacutees drsquoassistance du Glo-bal Navigation Satellite Systems (GNSS) ndash terme collectif affecteacute agrave tous les systegravemes de navigation par satellite ndash eacutetant nettement diffeacuterentes les unes des autres (fig 3) des exten-sions se sont aveacutereacutees neacutecessaires dans tous les protocoles de localisation ainsi que dans le protocole SUPL
En combinant les valeurs des diffeacuterents systegravemes satellitaires et du OTDOA une position peut ecirctre calculeacutee de faccedilon plus
LTE et bientocirct eacutegalement CDMA2000reg) Ensemble avec un geacuteneacute-rateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A doteacute des options approprieacutees tous les tests A-GNSS peuvent ecirctre effectueacutes
Les eacutequipements de test peuvent ecirctre adapteacutes de faccedilon modu-laire agrave toute application de la configuration minimale compacte constitueacutee du RampSregCMW500 du RampSregSMBV100A et de lrsquoordina-teur de controcircle jusqursquoau systegraveme de test RampSregTS8980FTA avec des tests de Radio Resource Management (RRM) inteacutegreacutes simu-lation de fading et plusieurs cellules OTDOA en passant par des systegravemes de test de performance OTA Lrsquointeacutegration de la plate-forme logicielle conviviale RampSregCONTEST facilite en outre la reacuteali-sation de campagnes de tests automatiseacutees
Programme complet systegravemes de test de RohdeampSchwarz
ACTUALITEacuteS 20813 11
TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
Comparaison des donneacutees dassistance GPS GLONASS
100 Mbits
Mobile par ex station de base LTE
50 bits 50 bits
GPS GLONASS
vz
r
vx
vy
Donneacutees de trajectoire GLONASS vecteur de vitesse et de position
vz
r
vx
vy
A
i
v
Ωγ
ω
Donneacutees de trajectoire GPS paramegravetres de Kepler
A
i
v
Ωγ
ω
A
i
v
Ωγ
ω
vz
r
vx
vy
12
preacutecise qursquoavec chaque systegraveme individuellement En particu-lier dans les laquo gorges urbaines raquo lrsquoutilisation de systegravemes mul-tiples fait qursquoune localisation peut encore ecirctre reacutealiseacutee lagrave ougrave eacutechouait jusqursquoagrave preacutesent un reacutecepteur preacutevu pour un seul sys-tegraveme Gracircce agrave la connexion avec le serveur de localisation de lrsquoopeacuterateur reacuteseau le terminal mobile peut en outre le cas eacutecheacuteant soumettre au reacuteseau le calcul de position hybride complexe
Secours en cas de neacutecessiteacute proceacutedures drsquourgence dans SUPL 20Lrsquoextension agrave SUPL 20 apporte non seulement le soutien de GNSS et LTE mais de nouvelles fonctionnaliteacutes complegravetes ont eacutegalement eacuteteacute ajouteacutees agrave la version U-Plane Ainsi en cas drsquoappel drsquourgence les laquo Emergency procedures raquo per-mettent la transmission automatique et fiable de la position aux eacutequipes de secours (fig 4) De plus la nouvelle fonction laquo Geofencing raquo permet lors de lrsquoentreacutee ou la sortie drsquoune zone de transmettre un message depuis le teacuteleacutephone mobile vers un terminal distant autoriseacute (fig 5)
ConclusionLe deacuteveloppement et lrsquoutilisation des services geacuteodeacutependants nrsquoest qursquoagrave ses tout deacutebuts Nul doute qursquoelle produira dans les prochaines anneacutees de nombreuses ideacutees et de nouvelles applications Lrsquoeacutequipement de mesure de RohdeampSchwarz srsquoy est deacutejagrave preacutepareacute et sera toujours agrave lrsquoavant-garde gracircce agrave lrsquoin-troduction de nouveaux deacuteveloppements
Stefan Maier Ewald Zelmer
Fig 3 Les donneacutees drsquoassistance pour GPS et GLONASS sont tregraves diffeacuterentes Avec A-GPS et A-GLONASS au lieu drsquoecirctre transmises par des liaisons
satellite lentes elles le sont quasi instantaneacutement via une radiocommunication mobile
Fig 4 En cas drsquourgence la position drsquoun appelant est transmise quasi
instantaneacutement aux services de secours
Fig 5 La fonction
laquo Geofencing raquo per-
met drsquoinformer un uti-
lisateur par exemple
de lrsquoarriveacutee drsquoune per-
sonne en gare de
destination
Sou
rce
de c
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TECHNOLOGIES SANS FIL | Systegravemes de test
RampSregFSW mesures sur faisceaux hertziens dans la bande ELrsquoaugmentation du trafic des terminaux mobiles neacutecessite une bande passante eacuteleveacutee pour pouvoir relier les
stations de base au reacuteseau Dans la bande E entre 71 GHz et 86 GHz deux bandes de freacutequences larges de
5 GHz chacune sont disponibles agrave cet effet pour reacutealiser des liaisons point-agrave-point Ces freacutequences eacuteleveacutees
repreacutesentent un deacutefi particulier pour les eacutequipements de mesure non seulement lors du processus de deacuteve-
loppement des modules drsquoeacutemission et de reacuteception mais eacutegalement pour la reacutealisation des mesures sur les
systegravemes de transmission
Bande E de la bande passante pour eacutetancher la soif de donneacuteesBien que lrsquoUIT (Union Internationale des Teacuteleacutecommunications) ait deacutejagrave approuveacute lrsquoattribution des freacutequences de la bande E comprises entre 71 GHz et 76 GHz et 81 GHz et 86 GHz pour des applications de transmission il y a plus de 30 ans lors de la Confeacuterence administrative mondiale des radiocommuni-cations (CAMR-79) agrave Genegraveve [1] il a fallu attendre plus de 20 ans pour que ces applications suscitent des inteacuterecircts com-merciaux et incitent la FCC (Federal Communications Com-mission) aux Eacutetats-Unis ainsi que les autoriteacutes europeacuteennes agrave accorder des licences pour ces bandes et agrave fixer les exi-gences techniques approprieacutees Deux facteurs pour lrsquoeacutemer-gence drsquoun tel inteacuterecirct ont eacuteteacute la production commerciale de composants requis pour cette gamme de freacutequences et la demande en taux de transmission toujours plus eacuteleveacutes neacuteces-sitant lrsquoutilisation de nouvelles bandes de freacutequences Dans la bande E eacutetablir des voies de transmission agrave des vitesses de plusieurs Gbits ne pose aucun problegraveme Ces deux bandes de freacutequences chacune doteacutee drsquoune plage continue de 5 GHz fournissent des bandes passantes de transmission de plu-sieurs centaines de MHz permettant drsquoatteindre des deacutebits de donneacutees eacuteleveacutes mecircme avec des types de modulation simples comme le BPSK Les modules drsquoeacutemission simples et fiables peuvent par conseacutequent ecirctre reacutealiseacutes pour ces liaisons agrave ondes millimeacutetriques Mais gracircce aux progregraves en RampD cela ne signifie aucunement que cette technologie ne permettrait pas drsquoutiliser des types de modulation plus complexes La porteacutee qui peut ecirctre obtenue dans ces bandes de freacutequences nrsquoest que leacutegegraverement infeacuterieure agrave celle constateacutee par exemple dans la bande des 38 GHz ce qursquoont deacutemontreacute des eacutetudes reacutealiseacutees dans des conditions meacuteteacuteorologiques normales avec une atteacutenuation de 05 dBkm en champ libre [2]
Ces freacutequences eacuteleveacutees posent toutefois de nouveaux deacutefis aux eacutequipements de mesure Lrsquoattribution de licence protegravege en effet contre les brouillages indeacutesirables creacuteeacutes par drsquoautres sources micro-ondes mais la puissance et le spectre de
lrsquoeacutemetteur doivent ecirctre mesureacutes pour assurer une coexis-tence sans perturbations Les exigences imposeacutees aux eacutemet-teurs dans cette gamme de freacutequences sont deacutecrites dans les speacutecifications techniques [3] notamment le gabarit spectral (masque) pour la puissance rayonneacutee
Mesures spectrales dans la bande E ndash meacutelangeur drsquoharmoniques indispensableLes analyseurs de spectre conviennent parfaitement pour ces mesures exigeantes mais ne sont disponibles dans le com-merce que jusqursquoagrave 67 GHz en une seule bande de freacutequences continue Les analyseurs doivent par conseacutequent ecirctre doteacutes de meacutelangeurs harmoniques externes [4] pour pouvoir reacuteali-ser des mesures de spectre dans la bande E Ces meacutelangeurs multiplient le signal de sortie de lrsquooscillateur local de lrsquoanaly-seur de spectre et meacutelangent le signal agrave ondes millimeacutetriques agrave analyser avec une harmonique approprieacutee obtenant ainsi la freacutequence intermeacutediaire de lrsquoanalyseur Le grand nombre drsquoharmoniques geacuteneacutereacutees dans le meacutelangeur ainsi que les har-moniques du signal drsquoentreacutee conduisent cependant agrave une multitude de signaux dans le spectre En outre lrsquoabsence de preacute-filtrage fait que la freacutequence drsquoimage nrsquoest pas supprimeacutee
Cela ne pose aucun problegraveme aussi longtemps que seuls des signaux CW sont appliqueacutes agrave lrsquoentreacutee du meacutelangeur Pour de tels signaux lrsquoanalyseur de spectre peut distinguer les signaux reacuteels des signaux provoqueacutes par un meacutelange ambigu A cet effet lrsquoanalyseur effectue avant la mesure reacuteelle une mesure de reacutefeacuterence lors de laquelle la freacutequence de son
Autres articles sur le RampSregFSW dans cette revue Les deux nouveaux modegraveles RampSregFSW43 et RampSregFSW50 sont preacutesenteacutes agrave la page 38 Les modaliteacutes de reacutealisation des mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande sont deacutecrites agrave partir de la page 43
ACTUALITEacuteS 20813 13
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Mesure spectrale
Ref 10 dBm EXTM IX E
RBW 2 MHzVBW 10 kHz SWT 125 ms
2 RM CLRWR
1 RM CLRWR
Delta 2 [T1] ndash4448 dB
ndash941506410256 MHz
Marker1 (T1)ndash1756 dBm
71995993590 GHz
Center 72 GHz 250 MHz Span 25 GHz
Sous
tract
ion
des
sign
aux
3 RM CLRWR
0
ndash10
ndash20
ndash30
ndash40
ndash50
ndash60
ndash70
ndash80
ndash90
10 Offset 20 dBASGL
LVL
3DB
1
2E64Q500
14
oscillateur local est augmenteacutee de deux fois la freacutequence intermeacutediaire Seuls les signaux preacutesents dans le balayage de reacutefeacuterence et de mesure sont des signaux reacuteels qui sont affi-cheacutes dans le spectre Mais cela devient plus compliqueacute si des signaux moduleacutes sont preacutesents agrave lrsquoentreacutee du meacutelangeur et ce en particulier avec des signaux tregraves large bande le signal reacuteel et le signal reccedilu agrave la freacutequence drsquoimage de lrsquoanalyseur de
spectre se chevauchent de sorte qursquoil nrsquoest plus possible de les distinguer
La figure 1 montre la mesure du spectre reacutealiseacutee avec le RampSregFSQ ndash un analyseur de spectre et de signaux de haute qualiteacute mais drsquoune geacuteneacuteration drsquoappareils moins reacutecente et dont la freacutequence intermeacutediaire est de 404 MHz La diffeacuterence de freacutequence entre le signal drsquoentreacutee drsquoune bande passante de 500 MHz et le signal drsquoimage est de 808 MHz Avec ce signal drsquoentreacutee il est encore possible de veacuterifier si le gabarit spectral selon [3] est respecteacute en soustrayant du spectre de la mesure reacuteelle le spectre de la mesure de reacutefeacuterence Mais si le signal drsquoentreacutee avait une bande passante de 1 GHz cela ne serait alors plus possible car le signal drsquoentreacutee et le signal drsquoimage se chevaucheraient Une analyse du signal dans le domaine temporel (donneacutees IQ) ougrave une telle correction nrsquoest pas pos-sible serait fortement alteacutereacutee par lrsquoinfluence du signal drsquoimage
RampSregFSW maicirctrise eacutegalement les signaux complexesLes analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW [5] doteacutes de lrsquooption RampSregFSW-B21 (connexions OLFI pour meacutelangeur externe) offrent ici un avantage majeur par rapport aux appa-reils conventionnels disponibles dans le commerce Avec une freacutequence intermeacutediaire de 13 GHz ils disposent drsquoune plage de freacutequences de 26 GHz exempte de signal drsquoimage Ainsi des gabarits drsquoeacutemission spectrale de signaux moduleacutes en large bande peuvent ecirctre aiseacutement mesureacutes mecircme si leurs bandes passantes atteignent la gamme des GHz Ensemble avec les meacutelangeurs harmoniques externes de la derniegravere geacuteneacuteration de RohdeampSchwarz comme par exemple avec le RampSregFS-Z90 (60 GHz agrave 90 GHz) la plage dynamique pouvant ecirctre atteinte est exceptionnelle Avec la perte de conversion
Fig 1 Mesure drsquoun signal drsquoentreacutee large de 500 MHz dans la bande E
avec lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSQ La courbe bleue
montre le reacutesultat de la mesure proprement dite et la courbe noire la
mesure de reacutefeacuterence On distingue clairement ici qursquoil est possible de
soustraire le signal drsquoimage situeacute en termes de freacutequence au-dessus du
signal drsquoentreacutee (courbe orange) Pour les signaux drsquoentreacutee agrave bande pas-
sante de 1 GHz cela ne serait plus possible
Fig 2 Mesure du mecircme signal
que celui repreacutesenteacute en figure 1
avec lrsquoanalyseur de spectre
RampSregFSW Le signal drsquoentreacutee et le
signal drsquoimage sont ici seacutepareacutes lrsquoun
de lrsquoautre de 26 GHz Les mesures
de gabarit spectral ou lrsquoanalyse de
modulation de signaux significati-
vement plus larges sont possibles
sans difficulteacutes
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
du meacutelangeur de typiquement 23 dB agrave 80 GHz la figure de bruit de lrsquoensemble du montage de test RampSregFSW compris se situe agrave environ ndash150 dBmHz Pour un point de compres-sion agrave 1 dB de ndash3 dBm nominal on obtient une gamme dyna-mique suffisante pour la mesure du gabarit spectral En effet la speacutecification technique de lrsquoETSI deacutefinit une valeur de 50 dB [3] Le RampSregFS-Z90 est eacutegalement eacutequipeacute drsquoun isola-teur agrave lrsquoentreacutee ce qui permet drsquoobtenir un ROS typique de 141 Les erreurs de mesure de puissance causeacutees par les reacuteflexions agrave lrsquoentreacutee en raison des deacutesadaptations sont donc reacuteduites drsquoun facteur drsquoenviron 5 par rapport aux meacutelangeurs deacutepourvus drsquoisolateurs
La figure 2 montre la mesure du mecircme signal drsquoune liaison micro-ondes dans la bande E comme en figure 1 Le signal drsquoentreacutee drsquoune bande passante de 500 MHz et le signal agrave la freacutequence image sont eacuteloigneacutes lrsquoun de lrsquoautre de 26 GHz et il est possible de mesurer si le gabarit spectral prescrit (ligne rouge) est respecteacute La dynamique requise de 50 dB est eacutega-lement aiseacutement obtenue avec ce montage
Le RampSregFSW permet drsquoanalyser non seulement le spectre mais eacutegalement la qualiteacute de modulation Avec sa bande pas-sante drsquoanalyse de 320 MHz (option RampSregFSW-B320) il est capable drsquoenregistrer les signaux large bande correspondants de les deacutemoduler avec lrsquooption drsquoanalyse de signaux vecto-riels RampSregFSW-K70 et drsquoeacutetudier la qualiteacute de modulation
La figure 3 montre lrsquoanalyse drsquoun signal QPSK avec une bande passante de 300 MHz Les mesures de lrsquoamplitude du vec-teur drsquoerreur (EVM) de la qualiteacute de modulation de lrsquoerreur de freacutequence du taux drsquoerreur symboles et bien plus encore peuvent ecirctre reacutealiseacutees Lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
Fig 3 Analyse de modulation
drsquoun signal QPSK avec 300 MHz
de bande passante Outre les
repreacutesentations graphiques
comme par exemple le dia-
gramme de constellation ou le
signal drsquoentreacutee dans le domaine
temporel des tableaux compre-
nant des valeurs numeacuteriques
offrent un aperccedilu rapide de la qua-
liteacute de modulation
Bibliographie[1] Radiofrequency Use and Management Impacts from the World Administrative Radio
Conference of 1979 WARC-79 chapter 4 overview actions and impacts page 77[2] ITU-R P676-6 Attenuation by atmospheric gases 2005[3] ETSI TS 102 524 V11 Technical Specification Fixed Radio Systems Point-to-Point
equipment Radio equipment and antennas for use in Point-to-Point Millimetre wave applications in the Fixed Services (mmwFS) frequency bands 71 GHz to 76 GHz and 81 GHz to 86 GHz
[4] Dr Florian Ramian Using Harmonic External Mixers to Extend the Frequency Range RohdeampSchwarz Application Note 1EF75
[5] La nouvelle reacutefeacuterence Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSW ACTUALITEacuteS (2011) Ndeg 204 (tireacute agrave part dans les pages centrales)
RampSregFSW repreacutesente les reacutesultats dans des tableaux ou sous forme graphique comme par exemple la phase et lrsquoamplitude dans un diagramme de constellation ce qui donne un aperccedilu visuel de la qualiteacute de modulation
ReacutesumeacuteLes liaisons par faisceaux hertziens dans la bande E deviennent de plus en plus attractives en raison des exi-gences sans cesse croissantes en termes de quantiteacute de don-neacutees agrave transmettre car il est possible ici drsquoatteindre les deacutebits de donneacutees les plus eacuteleveacutes de toutes les technologies de transmission sans fil Pour reacutealiser des mesures de spectre un analyseur de spectre doteacute drsquoun meacutelangeur harmonique externe est requis Une freacutequence intermeacutediaire eacuteleveacutee de lrsquoanalyseur offre une large plage exempte de signaux drsquoimage Les meacutelangeurs harmoniques de RohdeampSchwarz assurent gracircce agrave leurs pertes de conversion reacuteduites une dynamique eacuteleveacutee une excellente adaptation ainsi qursquoune grande preacute-cision lors des mesures de puissance Crsquoest ainsi que le RampSregFSW doteacute du meacutelangeur RampSregFS-Z90 repreacutesente la solution optimale pour cette application tout en offrant la pos-sibiliteacute de mesurer la qualiteacute de modulation des signaux
Dr Wolfgang Wendler
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TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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RLAN IEEE 80211ac mesures deacutesormais pos-sibles avec des appareils de milieu de gammeLa nouvelle norme RLAN IEEE 80211ac augmente de maniegravere significative le taux de transfert de donneacutees
Ce qui reacutejouit les utilisateurs constitue en revanche un deacutefi pour les fabricants car la nouvelle technologie
impose les plus hautes exigences aux composants utiliseacutes Toutes les mesures neacutecessaires sont deacutesormais
eacutegalement possibles avec des appareils de milieu de gamme de RohdeampSchwarz ndash et les systegravemes de test
optimiseacutes en termes de coucirct pour la production peuvent ecirctre reacutealiseacutes rapidement
RLAN IEEE 80211ac ndash nouvelle norme pour un deacutebit de donneacutees plus eacuteleveacuteLrsquoaccegraves agrave Internet avec des smartphones et tablettes via des reacuteseaux locaux radioeacutelectriques (RLAN eacutegalement appeleacutes WLAN ou Wi-Fi) est deacutesormais une pratique courante De plus en plus drsquoappareils tels que deacutecodeurs TV et teacuteleacuteviseurs sont doteacutes drsquoune connectiviteacute RLAN et les nouvelles applica-tions augmentent les exigences en termes de deacutebit de don-neacutees Mais les larges bandes passantes de signal neacutecessaires agrave cet effet ne sont disponibles que dans les gammes de freacute-quence eacuteleveacutees
Crsquoest la raison pour laquelle la norme IEEE 80211ac srsquoen-gage sur une nouvelle voie Elle utilise eacutegalement des bandes passantes de 80 MHz et 160 MHz dans la bande des 5 GHz ce qui lui permet drsquoatteindre des deacutebits de plusieurs Gbits Elle utilise en outre des scheacutemas de modulation drsquoordre plus eacuteleveacute et offre une gestion eacutetendue de la technologie multi-antennes (MIMO) avec un maximum de huit antennes et Multi-User MIMO
La 256QAM exige une bonne qualiteacute de signal Outre les types de modulation BPSK QPSK 16QAM et 64QAM preacuteceacutedemment utiliseacutes la norme IEEE 80211ac prend eacutegalement en charge la modulation 256QAM Le ter-minal sans fil deacutefinit la modulation agrave utiliser en fonction de la qualiteacute du signal mesureacute
Un switch Wi-Fi Multi-User MIMO peut servir plusieurs utilisa-teurs simultaneacutement et sur la mecircme freacutequence Cela est pos-sible gracircce agrave la propagation par trajets multiples et agrave la forma-tion de faisceaux selon la technologie drsquoantennes multiples Chaque utilisateur reccediloit un flux de donneacutees distinct et seacutepareacute dans lrsquoespace Le proceacutedeacute Multi-user MIMO ameacuteliore la capaciteacute de lrsquoensemble du systegraveme mais les flux de donneacutees individuels conduisent cependant agrave un niveau de bruit plus eacuteleveacute Or un rap-port signalbruit particuliegraverement eacuteleveacute avec un EVM infeacuterieur agrave ndash32 dB est requis pour la deacutemodulation des signaux 256QAM
Des exigences plus eacuteleveacutees sont eacutegalement imposeacutees en matiegravere de reacuteponse en freacutequence Par rapport au signal uti-liseacute par la norme IEEE 80211n une puissance constante est ici neacutecessaire sur une largeur de bande quatre fois plus eacutele-veacutee cocircteacute eacutemetteur et reacutecepteur Drsquoeacuteventuels eacutecarts conduisent ici eacutegalement agrave une augmentation de lrsquoerreur vectorielle EVM ndash obstacle aux transmissions agrave modulations drsquoun ordre aussi eacuteleveacute que celui de la 256QAM
Preacute-distorsion numeacuterique contre les effets non lineacuteairesAfin de pouvoir reacutepondre agrave ces exigences les composants tels que les amplificateurs et les meacutelangeurs doivent disposer drsquoun faible bruit et drsquoun comportement lineacuteaire sur une large gamme de freacutequences Alors que les composantes de bruit ne peuvent pas ecirctre isoleacutees du signal il est en revanche pos-sible de compenser les effets non lineacuteaires par une meacutethode dite de preacute-distorsion numeacuterique On procegravede agrave cet effet agrave une preacute-distorsion numeacuterique inverse avant amplification laquelle srsquooppose agrave la distorsion de lrsquoamplificateur et lrsquoannule de ce fait il en reacutesulte un signal amplifieacute lineacuteairement
Fig 1 Le RampSregSMBV100A (en haut) est le premier geacuteneacuterateur de
signaux vectoriels au monde agrave pouvoir geacuteneacuterer des signaux Wi-Fi avec
une bande passante RF de 160 MHz sans appareil suppleacutementaire Lrsquoana-
lyseur de spectre et de signaux RampSregFSV prend eacutegalement en charge la
nouvelle norme de reacuteseaux sans fil
TECHNOLOGIES SANS FIL | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Tests eacutetendus requisLes tests imposeacutes par la IEEE 80211ac sont une extension de la norme preacuteceacutedente Les essais sur eacutemetteurs couvrent le gabarit spectral la planeacuteiteacute spectrale (Spectral Flatness) la freacutequence centrale et la qualiteacute de modulation Cocircteacute reacutecep-teur les caracteacuteristiques suivantes doivent ecirctre notamment veacuterifieacutees sensibiliteacute suppression des signaux dans les canaux adjacents suppression des signaux dans les canaux non-adja-cents puissance drsquoentreacutee maximale et sensibiliteacute CCA (Clear Channel Assessment) Les concepteurs et fabricants de com-posants pour la norme IEEE 80211ac doivent alors dispo-ser de sources et drsquoanalyseurs de signaux offrant au mini-mum une bande passante drsquoanalyse et de modulation IQ de 160 MHz dans la bande des 5 GHz
Solution de test de RohdeampSchwarzLa toute nouvelle geacuteneacuteration composeacutee du geacuteneacuterateur de signaux vectoriels RampSregSMBV100A et de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSV est conccedilue agrave cet effet (fig 1) Avec ces deux appareils toutes les mesures requises sur eacutemetteurs et reacutecepteurs sont simples agrave reacutealiser Les fonc-tions de geacuteneacuteration et drsquoanalyse de signaux neacutecessaires sont inteacutegreacutees et peuvent ecirctre utiliseacutees soit manuellement soit agrave lrsquoaide du seacutequenceur
Le RampSregSMBV100A offre une varieacuteteacute de fonctions la confi-guration de blocs de trame (frame-block) permet de meacutelan-ger diffeacuterents bursts pour diffeacuterents signaux Wi-Fi Ainsi un burst de 160 MHz peut ecirctre suivi drsquoun burst de 80 MHz selon IEEE 80211ac 11n ou 11a afin de simuler les sceacutenarios de signal reacuteels pouvant se produire sur un point drsquoaccegraves Pour les tests MIMO des signaux drsquoun maximum de huit antennes sont supporteacutes lesquels peuvent pour des essais statiques
ecirctre additionneacutes dans le geacuteneacuterateur avec diffeacuterents niveaux et phases et ce afin de geacuteneacuterer le signal composite adeacutequat pour lrsquoantenne de reacuteception Un bruit blanc gaussien peut ecirctre superposeacute au signal pour eacutemuler le bruit de lrsquoeacutetage drsquoen-treacutee RF drsquoun reacutecepteur
La grande qualiteacute de signal du geacuteneacuterateur complegravete ces fonc-tionnaliteacutes Le vecteur drsquoerreur pour un signal agrave bande passante de 160 MHz mesureacute avec une modulation de 256QAM est de ndash47 dB agrave 57 GHz De mecircme le RampSregSMBV100A se distingue particuliegraverement par une reacuteponse en freacutequence de 02 dB mesureacutee sur plus de 160 MHz
Pour lrsquoanalyse de signaux selon IEEE 80211ac le RampSregFSV reacutealise des mesures spectrales telles que les eacutemissions hors bande et non-harmoniques ainsi que la fuite en puissance dans les canaux adjacents De nombreuses mesures de para-megravetres de modulation peuvent ecirctre reacutealiseacutees dans le domaine temporel Lrsquoutilisateur peut confortablement basculer drsquoune mesure agrave lrsquoautre et les principaux reacutesultats peuvent ecirctre repreacutesenteacutes sous forme graphique ou de tableau (fig 2 et 3) Lrsquoeacutecran tactile offre en outre une utilisation particuliegraverement conviviale
Le RampSregFSV et le RampSregSMBV100A sont des appareils univer-sels utiliseacutes en deacuteveloppement et en production de stations de base de teacuteleacutephones mobiles et drsquoamplificateurs Drsquoautres applications exigent eacutegalement une bande passante eacuteleveacutee comme par exemple les mesures drsquoagreacutegation de porteuses du LTE Advanced agrave bande passante jusqursquoagrave 100 MHz les mesures de preacute-distorsion sur amplificateurs agrave large bande ainsi que les mesures drsquoimpulsions large bande et sur stations de base multistandards
Markus Loumlrner Martin Schmaumlhling
Fig 2 Le diagramme du haut montre sept bursts Wi-Fi deacutemoduleacutes En bas est illustreacute un diagramme
de constellation 256QAM Les points de constellation se situent parfaitement sur la grille et teacutemoignent
ainsi drsquoune haute qualiteacute de signal Les eacuteventuels eacutecarts constateacutes dans ce diagramme fourniront de
preacutecieuses informations sur lrsquoorigine des erreurs
Fig 3 Les principaux reacutesultats
peuvent eacutegalement ecirctre preacutesenteacutes
sous forme de tableau
ACTUALITEacuteS 20813 17
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Exemple dapplication NFC
Sommet A
Sommet B
Sommet C
Sommet A
Sommet B
Sommet C
NFC NFC
NFC
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Geacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune toucheLa technologie NFC (Near Field Communication) investit notre environnement quotidien Elle est en passe
de devenir monnaie courante notamment sur les teacuteleacutephones mobiles haut de gamme Doteacutes de lrsquooption
RampSregSMx-K89 les geacuteneacuterateurs de signaux RohdeampSchwarz permettent de geacuteneacuterer les signaux NFC norma-
liseacutes neacutecessaires au deacuteveloppement et agrave la production de ces appareils
NFC ndash un autre standard de transmission courte porteacutee de plus A la diffeacuterence des systegravemes de transmission courte por-teacutee courants par ex Bluetoothreg la transmission NFC nrsquoest utilisable que sur des distances nettement plus courtes (voir encadreacute p 19) Ce qui de prime abord peut apparaicirctre comme une limitation permet en fait une ouverture agrave des applications nouvelles diffeacuterentes de celles exploiteacutees dans le cas du Bluetoothreg Lorsqursquoil srsquoagit de liaisons sur plusieurs megravetres les utilisateurs doivent pour des questions drsquoeacutecono-mie drsquoeacutenergie et de protection des donneacutees activer ou auto-riser explicitement la connexion avec leurs mobiles alors que celle-ci srsquoeffectue de faccedilon intuitive dans le cas de la NFC il suffit soit drsquoapprocher deux appareils lrsquoun de lrsquoautre soit drsquoen poser un sur un terminal Gracircce agrave cette simpliciteacute drsquoutilisation la technologie NFC est voueacutee agrave une multitude de nouvelles applications Quelques exemples
Paiement sans espegraveces au moyen drsquoun teacuteleacutephone portable ou drsquoune carte bancaire
Activation aiseacutee drsquoune connexion Wi-Fi dans un restaurant agrave lrsquoarriveacutee il suffit drsquoapprocher son mobile drsquoun terminal situeacute pregraves de lrsquoentreacutee et la suite srsquoeffectue automatiquement Plus besoin drsquoentrer des codes compliqueacutes et le restaurant est assureacute que la mise agrave disposition gratuite de la connexion sera toutefois reacuteserveacutee agrave lrsquousage de ses clients
Certaines applications plus exotiques sont deacutejagrave disponibles p ex une appli pour Smartphones se substituant au clas-sique forfait randonneacutee (fig 1)
Tests NFC en deacuteveloppement et en productionDe nombreuses applications neacutecessitent de faire communi-quer entre eux des appareils de diffeacuterents constructeurs Afin drsquoassurer lrsquointeropeacuterabiliteacute le NFC Forum a eacutetabli des proceacute-dures de test normaliseacutees Ces tests deacutecrits dans le docu-ment laquo Test Specifications Cases for the NFC RF Analog Spe-cification raquo permettent aux fabricants de veacuterifier en deacutevelop-pement et en production si leurs appareils compatibles NFC sont conformes aux exigences du standard NFC
Lors drsquoune communication NFC un appareil peut avoir deux rocircles diffeacuterents Srsquoil fournit lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la com-munication il est appeleacute laquo Polling Device raquo ou plus simple-ment laquo Poller raquo Si en revanche il utilise pour reacutepondre agrave un autre appareil NFC lrsquoeacutenergie que celui-ci met agrave sa disposition il fonctionne en mode drsquoeacutecoute (Listening) Lrsquoencadreacute de la page 19 fournit une bregraveve preacutesentation geacuteneacuterale de la tech-nologie de transmission NFC La speacutecification de test du NFC Forum eacutevoqueacutee plus haut prend en compte les tests destineacutes aux deux modes de dispositifs NFC
Fig 1 Dans le parc national des Hautes Tatras en Pologne des tags NFC
sont positionneacutes aux sommets des montagnes A chacun des sommets
qursquoils atteignent les randonneurs peuvent ndash agrave lrsquoaide drsquoun Smartphone NFC
et drsquoune appli correspondante ndash y valider leur passeport de randonneacutee
eacutelectronique en approchant le mobile du tag NFC
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Principe de la NFC
Circuit eacutelectronique
Circuit eacutelectronique
Polling Device Listening DeviceChamp eacutelectromagneacutetique
typ lt 5 mm
Tests sur Listening Devices
cedilSMBV100A
Oscilloscope cedilRTO RampSregRTO et logiciel pour PC
DUTListener
ReferencePollingDevice
Signal RF
cedilSMBV100A laquoY a-t-il quelquunraquoDUT Listener laquoOui voici mes caracteacuteristiques raquo
Tests sur appareils en mode drsquoeacutecoute (Listening Devices)Pour cette seacuterie de tests lrsquoobjet sous test (Device Under Test DUT) fonctionne en mode drsquoeacutecoute (fig 2) Un geacuteneacuterateur par ex le RampSregSMBV100A de RohdeampSchwarz deacutelivre les signaux Poller Pendant toute la seacutequence de test il fournit en outre lrsquoeacutenergie neacutecessaire agrave la communication en geacuteneacuterant une porteuse agrave 1356 MHz Une antenne de reacutefeacuterence NFC (appeleacutee laquoReference Polling Device raquo est eacutegalement neacuteces-saire afin drsquoappliquer au DUT ce signal RF constitueacute de la por-teuse moduleacutee par le signal Poller Le NFC Forum a speacutecifieacute avec preacutecision la configuration de cette antenne et de lrsquoeacutelec-tronique correspondante
Si le Listening Device agrave tester fonctionne correctement il reacutepond en modulant le champ eacutelectromagneacutetique du Poller (modulation de charge) Lrsquoantenne de reacutefeacuterence enregistre la reacuteponse et lrsquoapplique sur un connecteur sous forme de signal
Principe de la communication en champ procheEn NFC la transmission srsquoeffectue sur des distances de quelques millimegravetres p ex en placcedilant une carte de paie-ment sur un terminal ou en approchant deux teacuteleacutephones mobiles lrsquoun de lrsquoautre Lrsquoun des appareils geacutenegravere alors un champ eacutelectromagneacutetique agrave une freacutequence de 1356 MHz (fig 3) A la diffeacuterence drsquoune transmission en radiocommu-nication mobile le signal nrsquoest pas rayonneacute dans lrsquoespace (en champ lointain) mais il donne lieu agrave un couplage induc-tif en champ proche avec lrsquoautre appareil de la mecircme maniegravere que dans un transformateur
Lrsquoappareil qui geacutenegravere le champ est appeleacute Polling Device ou Poller le second appareil est le Listening Device ou Listener (dans ce contexte une carte de paiement est donc consideacutereacutee comme eacutetant aussi un laquo appareil raquo) Crsquoest en modulant lrsquoamplitude de son champ que le Poller trans-met les donneacutees au Listener qui enregistre lrsquoinformation
Fig 3 En NFC la communication entre deux appareils utilise un
champ eacutelectromagneacutetique agrave 1356 MHz
La transmission du Listener vers le Poller srsquoeffectue par modulation de charge (Load Modulation) la quantiteacute drsquoeacutenergie que le Listener preacutelegraveve agrave partir du champ ne reste pas constamment la mecircme Elle peut au contraire varier dans le temps (le listener opegravere une modification drsquoimpeacutedance) Par une contre-reacuteaction il se produit une variation de lrsquoamplitude du champ alternatif que le Poller peut enregistrer
NFC-A NFC-B et NFC-FAu fil du temps ce type de communication en champ proche a ndash sous lrsquoimpulsion de diffeacuterents constructeurs ndash donneacute lieu agrave diverses normes de transmission Agrave partir des plus importantes drsquoentre elles le NFC Forum a eacutelaboreacute la norme NFC geacuteneacuterique La sub-division en trois sous-standards NFC-A NFC-B et NFC-F rappelle aujourdrsquohui encore que la nouvelle norme NFC est issue de difeacuterentes normes plus anciennes Ces trois sous-standards utilisent un champ agrave 1356 MHz Ils se diffeacuterencient par la faccedilon de moduler ce champ en amplitude par le codage des sym-boles transmis ainsi que par le deacutebit binaire
Concernant la Load Modulation NFC B il est aussi par-fois question de BPSK En fait il ne srsquoagit pas veacuteritable-ment drsquoune modulation de phase du champ mais plutocirct de modulation de phase drsquoune sous-porteuse modulant elle-mecircme lrsquoamplitude drsquoun champ agrave 1356 MHz
Fig 2 Montage typique utiliseacute pour les tests sur un Listening Device
eacutelectrique Celui-ci est examineacute par un systegraveme drsquoanalyse de signaux NFC ndash par ex lrsquooscilloscope RampSregRTO utiliseacute en liai-son avec le logiciel pour PC RampSregFS-K112PC ndash qui contribue agrave la deacutecision de savoir si le Listening Device a reacuteussi le test
ACTUALITEacuteS 20813 19
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Reacuteglage des paramegravetres de modulation
Tests de Polling
cedilSMBV100A
Oscilloscope cedilRTO et logiciel pour PC
DUTPoller
ReferenceListeningDevice
Signal en
bande de base
Deacuteclenchement
DUT Poller laquoY a-t-il quelquunraquoRampSregRTO au RampSregSMBV100A laquoQuelquun sadresse agrave nousraquoRampSregSMBV100A (simulant le Listener) laquoOui je suis lagrave voici mes caracteacuteristiques raquoDUT Poller laquoLeacutechange de donneacutees peut deacutebuterraquo
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Fig 6 Les paramegravetres de modulation permettent de modifier en sou-
plesse les flancs du signal La suroscillation de 5 geacuteneacutereacutee artificielle-
ment apregraves le flanc montant est nettement visible
Fig 4 Montage typique utiliseacute pour les tests sur un Polling Device
Tests sur appareils en mode de scrutation (Polling Devices)Pour les tests sur Polling Devices le DUT geacutenegravere le champ 1356 MHz neacutecessaire agrave la communication NFC et le module avec un signal Poller Ici aussi il est neacutecessaire de preacutevoir une antenne de reacutefeacuterence NFC positionneacutee dans le champ du Pol-ler Lrsquoenveloppe du signal Poller reccedilu est appliqueacutee sur un connecteur et veacuterifieacutee par le systegraveme drsquoanalyse NFC Pour certains tests cela suffit pour deacutecider de la reacuteussite ou de lrsquoeacutechec du test
Pour drsquoautres Polling Device Tests il est en revanche neacuteces-saire qursquoun geacuteneacuterateur de signaux fournisse une reacuteponse Listener afin drsquoinciter le Poller sous test agrave envoyer drsquoautres signaux (fig 4) Deacuteclencheacute agrave cet effet par le systegraveme drsquoanalyse le geacuteneacuterateur envoie vers lrsquoantenne de reacutefeacuterence une reacuteponse ad hoc sous forme de signal en bande de base Lrsquoeacutelectronique de lrsquoantenne de reacutefeacuterence effectue alors la modulation de charge du champ eacutelectromagneacutetique du Poller Si le compor-tement du Poller sous test est conforme agrave la norme un nou-veau signal Poller sera eacutemis pour ecirctre ensuite analyseacute
Les geacuteneacuterateurs de signaux vectoriels de RohdeampSchwarz produisent tous les signaux NFCDisponible pour les actuels geacuteneacuterateurs de signaux vectoriels RampSregSMU200A RampSregSMBV100A ainsi que RampSregAMU200A RampSregSMJ100A et RampSregSMATE200A la nouvelle option RampSregSMx-K89 permet de geacuteneacuterer aiseacutement les signaux Poller et Listener deacutecrits ci-dessus Les signaux obtenus avec cette option sont conformes agrave la norme NFC et compatibles avec les trois sous-standards NFC-A NFC-B et NFC-F (fig 5)
Les signaux peuvent ecirctre parameacutetreacutes dans le moindre deacutetail Il est p ex possible de modifier la forme des flancs ou de les deacutegrader artificiellement en introduisant des suroscil-lations afin de veacuterifier si le DUT peut fonctionner dans des conditions deacutefavorables (fig 6) Tous les paramegravetres sont non seulement reacuteglables manuellement via lrsquointerface graphique mais le geacuteneacuterateur peut aussi ecirctre commandeacute agrave distance et en temps reacuteel par des instructions SCPI transmises via GPIB ou Ethernet
En plus des tests de base prescrits par la norme lrsquooption RampSregSMx-K89 permet agrave lrsquoutilisateur de personnaliser ses propres seacutequences de test pour une analyse plus deacutetailleacutee Celui-ci peut avec beaucoup de souplesse regrouper diffeacute-rentes commandes NFC afin de constituer des seacutequences de grande longueur (fig 7) Il dispose agrave cet effet soit de com-mandes simples utiliseacutees pour la recherche drsquoappareils et lrsquoeacutevitement de collisions soit de commandes pour les proto-coles de transfert de donneacutees (plateforme de tags type 1 agrave 4 ISO DEP NFC-DEP) baseacutes sur NFC-A -B -F
Fig 5 Menu principal de lrsquooption RampSregSMx-K89 Celle-ci gegravere les trois
sous-standards du NFC Forum NFC-A NFC-B et NFC-F
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Une source unique pour tous les tests NFCLe programme RohdeampSchwarz adressant les tests NFC comporte tout ce qui est neacutecessaire pour effectuer les tests deacutecrits ici Un jeu complet drsquoantennes de reacutefeacuterence est dis-ponible pour lrsquointerface avec le champ NFC (Equipement de reacutefeacuterence selon le NFC Forum RampSregCSNFC-B8) [1]
Un eacutequipement RohdeampSchwarz acquis anteacuterieurement pour effectuer des mesures en radiocommunication mobile peut ecirctre doteacute de la fonctionnaliteacute NFC sans aucun ajout mateacuteriel Le logiciel de mesure NFC RampSregFS-K112PC permet en effet drsquoanalyser les signaux NFC enregistreacutes au moyen de lrsquooscil-loscope RampSregRTO ou de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
Fig 7 Les commandes NFC peuvent ecirctre regroupeacutees de faccedilon flexible en
seacutequences relativement longues Lrsquooption gegravere eacutegalement les commandes
pour les protocoles baseacutes sur les standards NFC-A -B -F (plateforme de
tags de type 1 agrave 4 ISO DEP et NFC-DEP)
Pour plus drsquoinformations[1] Page Technologie NFC RFID
httpwwwrohde-schwarzcomtechnologynfc[2] Page produit RampSregSMBV-K89 NFC ABF
httpwwwrohde-schwarzcomproductsmbvk89
RohdeampSchwarz est membre associeacute du NFC Forum NFC Forum et le logo laquo NFC Forum raquo sont des marques du Forum Near Field Communication
RampSregFSV La nouvelle option RampSregSMx-K89 est disponible degraves agrave preacutesent pour tous les geacuteneacuterateurs de signaux vecto-riels du programme actuel de RohdeampSchwarz elle complegravete ainsi lrsquooffre de test amp mesure pour la technologie NFC [2]
Bertram Fesl
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Fig 1 Sonde de mesure de
puissance USB RampSregNRP-Z58
avec adaptateur pour la bande
de guide drsquoondes WR-10
(R900 WG-27) de 75 GHz agrave
110 GHz
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Transducteur thermoeacutelectriquePile thermoeacutelectrique
env 2 mm
Acheminement RF coplanaire
Terminaison RF (1er puits de chaleur) 2egraveme puits de chaleur
Masse
La sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm reacutealise des mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacuteJusqursquoagrave reacutecemment aucune solution attractive nrsquoexistait sur le marcheacute pour mesurer la puissance des
sources large bande jusqursquoagrave 110 GHz ou pour calibrer le niveau drsquoanalyseurs de reacuteseau doteacutes de ports de
test de 1 mm Les sondes disponibles pour les bandes V et W sont baseacutees sur une technologie obsolegravete et
ne couvrent que les composantes du signal situeacutees agrave lrsquointeacuterieur de leur bande de freacutequence respective Pour
reacutealiser des mesures large bande de multiples sondes harmoniseacutees sont alors neacutecessaires Rien de tel avec
la nouvelle sonde de mesure de puissance thermique RampSregNRP-Z58 laquelle couvre la totaliteacute de la gamme
de freacutequences de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute
Besoin identifieacute hellipLrsquooffre sur le marcheacute relative aux sondes de mesure de puis-sance pour des applications dans le domaine des ondes milli-meacutetriques est tregraves reacuteduite Depuis longtemps deacutejagrave la plupart de ces sondes ne reflegravetent plus lrsquoeacutetat de la technologie de pointe Cela srsquoapplique agrave la gamme de freacutequences de 67 GHz agrave 75 GHz mais eacutegalement agrave la bande W (75 GHz agrave 110 GHz) pour laquelle seuls un ancien type de sonde agrave base de diodes et un wattmegravetre fonctionnant selon le principe de mesure calorimeacutetrique sont disponibles Avec de telles sondes par exemple aucun signal situeacute en dessous de la freacutequence de coupure du type de guide drsquoondes de deacutetection utiliseacute nrsquoest pris en compte ce qui complique les mesures de puissance
des sources large bande comme les photo-deacutetecteurs et les photoreacutecepteurs pour Ethernet 100G Il en est de mecircme pour le calibrage de niveau des analyseurs de reacuteseau avec des ports de test de 1 mm Ici eacutegalement la seule possibiliteacute de calibrage consistait jusqursquoagrave ce jour agrave mesurer successive-ment les diffeacuterentes bandes de freacutequences avec les sondes de mesure de puissance correspondantes approprieacutees De plus les sondes de puissance agrave connecteurs en guide drsquoondes neacutecessitaient alors la mise en place drsquoun adaptateur sur le connecteur coaxial de la source Hormis la charge de travail et la difficulteacute drsquoautomatisation cette proceacutedure induit une plus grande usure du connecteur 1 mm deacutejagrave assez sensible Cette usure est non seulement due aux multiples change-ments de sondes mais eacutegalement agrave la contrainte meacutecanique lieacutee au poids et la taille imposantes des sondes de puissance agrave guides drsquoondes conventionnelles
hellip et mise sur le marcheacute drsquoun produit innovant Avec la nouvelle sonde de puissance thermique RampSregNRP-Z58 (fig 1) les problegravemes deacutecrits ci-dessus appartiennent deacutesor-mais au passeacute Un connecteur coaxial de 1 mm (macircle) permet en effet de couvrir sans discontinuiteacute la totaliteacute de la gamme de freacutequences de DC agrave 110 GHz La plage de mesure de puis-sance srsquoeacutetend de 03 microW (minus35 dBm) agrave 100 mW (+20 dBm) couvrant ainsi la plage inteacuteressante en termes de meacutetrologie En outre la nouvelle sonde de puissance est leacutegegravere et pra-tique et peut ecirctre directement utiliseacutee agrave partir drsquoun PC via un port USB Ses autres caracteacuteristiques telles que vitesse de mesure eacuteleveacutee excellente lineacuteariteacute traccedilabiliteacute complegravete aux eacutetalons primaires des instituts de meacutetrologie nationaux renommeacutes et possibiliteacute de veacuterification interne ndash sont eacutegale-ment remarquables Ainsi non seulement le RampSregNRP-Z58
Fig 2 Structure du transducteur thermoeacutelectrique ndash un deacuteveloppement
de RohdeampSchwarz
ACTUALITEacuteS 20813 23
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Calibrage avec reacutefeacuterence DC
Source RF (DUT)
Reacutefeacuterence DC
Transducteur thermoeacutelectrique
P+
ndash
PDC
PRF
Sonde de puissance RampSregNRP-Z58
Frontal du RampSregNRP-Z58
Acheminement coaxial du signal
Ligne coplanaire
Transducteur thermoeacutelectrique (Couche RF)
Traitement du signal analogique
Transition coaxiale ndash planaire
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constitue le premier choix pour reacutealiser des mesures de puis-sance sur les ports coaxiaux de 1 mm mais il peut eacutegalement remplacer des sondes de puissance agrave guides drsquoondes dans de nombreuses autres applications (voir encadreacute page 25)
La sonde de mesure de puissance 110 GHz RampSregNRP-Z58 fait partie de la famille RampSregNRP de RohdeampSchwarz et dis-pose de toutes leurs caracteacuteristiques essentielles Sa piegravece maicirctresse est le transducteur thermoeacutelectrique indirec-tement chauffeacute agrave savoir un deacuteveloppement exclusif de RohdeampSchwarz qui combine de tregraves bonnes valeurs drsquoadap-tation avec une plage dynamique eacuteleveacutee et un temps de reacuteponse de quelques millisecondes (fig 2) Le connecteur RF est relieacute via une transition large bande en instance de brevet laquelle transforme le champ de lrsquoonde incidente agrave symeacutetrie radiale et lrsquoadapte agrave la distribution de champ agrave lrsquoentreacutee copla-naire du transducteur elle permet en mecircme temps drsquoobtenir une excellente isolation thermique (fig 3) Ces mesures ainsi que drsquoautres relatives agrave la conception thermique assurent que la deacuterive du zeacutero reste neacutegligeable agrave diffeacuterentes tempeacuteratures ambiantes ou lors du vissage de la sonde Dans des condi-tions ambiantes constantes on peut srsquoattendre agrave ce qursquoil nrsquoy ait pratiquement pas de deacuterive car lrsquoarchitecture de la chaicircne de traitement du signal garantit la suppression totale du bruit 1f Dans de nombreux cas le calibrage du zeacutero en usine est donc suffisant Cela a en outre permis de se passer de la fonc-tion de mise agrave zeacutero interne laquelle nrsquoaurait drsquoailleurs conduit agrave aucune ameacutelioration mais au contraire agrave des interruptions longues et asynchrones du processus de mesure
Tension de reacutefeacuterence DC interne Pour la veacuterification du transducteur de mesure thermoeacutelec-trique et de la chaicircne de traitement de signal analogique en aval la sonde de puissance RampSregNRP-Z58 inclut une reacutefeacute-rence DC (fig 4) ndash ce qui rend superflu le calibrage avec une source de reacutefeacuterence externe de 50 MHz Pour cela il nrsquoest mecircme pas neacutecessaire de deacuteconnecter la sonde de puissance
de lrsquoobjet sous test aussi longtemps que celui-ci fournit un signal suffisamment stable Avec une reproductibiliteacute de lrsquoordre de 10ndash4 la veacuterification effectueacutee avec la reacutefeacuterence DC inteacutegreacutee est de loin supeacuterieure agrave un calibrage reacutealiseacute avec des signaux RF externes
Le processus drsquoeacutetalonnage en usine reacutealiseacute sur environ 200 freacutequences est directement traccedilable par rapport aux eacutetalons primaires de lrsquoInstitut national de meacutetrologie de la Reacutepublique feacutedeacuterale drsquoAllemagne (Physikalisch-Technische Bundesanstalt PTB) et des Eacutetats-Unis (National Institute of Standards and Technology NIST) Ici RohdeampSchwarz beacuteneacuteficie eacutegalement de lrsquoutilisation drsquoun micro-calorimegravetre reacutecemment mis en ser-vice par le PTB lequel couvre la totaliteacute de la bande W Dans cette gamme les incertitudes drsquoeacutetalonnage de cette nouvelle sonde de puissance se situent entre 60 et 70 (calculeacutees selon GUM avec un coefficient de couverture eacutegal agrave 2)
Indication de puissance hautement lineacuteaireLors du deacuteveloppement un soin tout particulier a eacuteteacute apporteacute agrave lrsquoobtention drsquoune haute lineacuteariteacute de lrsquoindication de puissance caracteacuteristique particuliegraverement importante pour des mesures relatives Ceci srsquoapplique aux mesures scalaires drsquoaffaiblis-sement de gain et de reacuteflexion ainsi notamment qursquoaux mesures de puissances indirectes via des coupleurs direction-nels avec lesquelles la reacutefeacuterence absolue est obtenue par un calibrage du systegraveme agrave un seul niveau Avec une incertitude de lineacuteariteacute maximum de 023 (001 dB) le RampSregNRP-Z58 se situe au niveau des sondes de puissance classiques agrave base de thermistances avec lesquelles la meacutethode de substitution DC permet drsquoobtenir une grande lineacuteariteacute Mais pour des rai-sons lieacutees agrave la vitesse de mesure le RampSregNRP-Z58 nrsquoutilise pas cette meacutethode qursquoil remplace par la reacutealisation drsquoune cor-rection de lineacuteariteacute numeacuterique laquelle est baseacutee sur un eacuteta-lonnage en usine du transducteur thermoeacutelectrique avec des tensions continues et peut rester inchangeacutee pendant toute la dureacutee de vie de la sonde
Fig 4 Circuit pour calibrage interne avec tension continueFig 3 Frontal RF avec transition coaxiale-coplanaire
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Vitesse de mesure La vitesse de mesure accessible correspond aux sondes de puissance thermoeacutelectriques modernes mais dans cer-tains cas particuliers elle deacutepend tregraves fortement de lrsquoappli-cation Lorsqursquoil srsquoagit drsquoeffectuer le plus de mesures pos-sibles dans un laps de temps donneacute il est possible gracircce agrave un mode agrave meacutemoire tampon de reacutealiser plus de 500 mesures par seconde Le temps drsquoouverture pour un point de mesure peut ecirctre reacutegleacute avec une reacutesolution drsquoune demi-milliseconde la mesure peut ecirctre reacutealiseacutee soit en deacuteclencheacute soit en roue libre En renonccedilant agrave la fonction buffer et en sortant indi-viduellement chaque reacutesultat de mesure 350 reacutesultats de mesure deacuteclencheacutes par seconde sont neacuteanmoins encore possibles Si plusieurs mesures de faible puissance sont agrave moyenner pour pouvoir obtenir un reacutesultat de mesure stable le taux de mesure effectif pouvant ecirctre atteint srsquoen trouve bien eacutevidemment reacuteduit Compareacute agrave drsquoautres produits pour la bande W le RampSregNRP-Z58 se satisfait cependant drsquoun facteur de calcul de moyenne plus faible car son plancher de bruit est nettement plus bas Il en reacutesulte des temps drsquoeacutetablissement
Bien que la sonde de puissance RampSregNRP-Z58 ait eacuteteacute deacutevelop-peacutee pour des applications large bande agrave connecteurs 1 mm elle peut eacutegalement ecirctre utiliseacutee pour des mesures sur interfaces agrave guides drsquoondes via des adaptateurs approprieacutes (fig 5) ndash ouvrant par conseacutequent agrave ces applications de toutes nouvelles possibili-teacutes Ainsi une seule sonde RampSregNRP-Z58 suffit en principe pour effectuer les mesures de puissance sur toute interface dans la gamme de freacutequences allant jusqursquoagrave 110 GHz De cette faccedilon il est notamment facile de reacutealiser des mesures dans les bandes de freacutequences pour lesquelles aucune sonde de mesure de puis-sance agrave guide drsquoondes nrsquoest disponible sur le marcheacute comme par exemple la bande WR-12 (R740 WG-26) de 60 GHz agrave 90 GHz On pourrait alors bien sucircr dans ce cas eacutequiper une sonde de puis-sance agrave guide drsquoondes pour la bande WR-10 drsquoun adaptateur WR-12 mais une telle combinaison ne serait pas tregraves attractive La grande longueur de la sonde agrave guide drsquoondes srsquoen trouverait encore augmenteacutee et la gamme de freacutequence deacutejagrave faible se reacutedui-rait agrave lrsquointersection avec la bande du guide drsquoondes de lrsquoobjet sous test agrave savoir agrave la bande de 75 GHz agrave 90 GHz
Outre lrsquoapplicabiliteacute universelle il existe cependant drsquoautres argu-ments en faveur de lrsquoutilisation du RampSregNRP-Z58 pour des appli-cations agrave guides drsquoondes arguments qui lrsquoemportent geacuteneacuterale-ment largement sur lrsquoinconveacutenient que repreacutesente la neacutecessiteacute drsquoadaptation Il srsquoagit notamment de la vitesse de mesure beau-coup plus eacuteleveacutee de la suppression du reacuteglage fastidieux avec une source de reacutefeacuterence de 50 MHz de la stabiliteacute eacuteleveacutee en tem-peacuterature de la traccedilabiliteacute complegravete de lrsquoeacutetalonnage du principe de mesure thermique et enfin et non des moindres de la possibiliteacute de fonctionner sans appareil de base speacutecifique
Lrsquoaffaiblissement de lrsquoadaptateur en amont et son interaction avec lrsquoentreacutee de la sonde de puissance peuvent ecirctre compenseacutes par une proceacutedure eacuteleacutegante appeleacutee embedding Agrave cet effet le
RampSregNRP-Z58 comme toutes les sondes de puissance RampSregNRP dispose de la fonction de correction de paramegravetres S qui permet drsquoenregistrer dans la sonde les quatre paramegravetres S de lrsquoadap-tateur pour un grand nombre de freacutequences et de les prendre en compte dans le reacutesultat de mesure sans autre intervention de lrsquoutilisateur Lrsquoeffet de la reacuteflexion agrave lrsquoentreacutee du guide drsquoondes de la sonde de puissance en moyenne leacutegegraverement augmenteacute par lrsquoadaptateur ne peut ecirctre compenseacute que par une correction gamma Cette meacutethode est eacutegalement mise en œuvre dans le RampSregNRP-Z58 mais requiert la connaissance du coefficient de reacuteflexion complexe agrave la sortie de lrsquoobjet sous test Si ce coefficient est connu les incertitudes de deacutesadaptation restantes sont alors neacutegligeables Dans le cas contraire il est conseilleacute au moins en cas de fortes exigences de preacutecision et drsquoobjets sous test tregraves deacutesadapteacutes drsquoeffectuer une estimation des effets possibles de cette deacutesadaptation sur le reacutesultat de mesure
plus courts qursquoauparavant drsquoun facteur de dix de sorte qursquoil est possible de mesurer des niveaux de minus10 dBm quasi ins-tantaneacutement tout en beacuteneacuteficiant simultaneacutement drsquoune stabi-liteacute satisfaisante
Robustesse meacutecanique et preacutecision extrecircmeLe connecteur 1 mm du RampSregNRP-Z58 deacutetermine de maniegravere deacutecisive lrsquoadaptation drsquoimpeacutedance la reproductibiliteacute et la capaciteacute de charge du nouveau produit Crsquoest la raison pour laquelle RohdeampSchwarz assure lui-mecircme la production de ce connecteur en le soumettant agrave un controcircle de qualiteacute rigoureux Qui plus est lrsquoeacutecrou drsquoaccouplement du connec-teur est monteacute sur un roulement agrave billes permettant de vis-ser la sonde manuellement de faccedilon si preacutecise qursquoil nrsquoest pas neacutecessaire drsquoutiliser une cleacute dynamomeacutetrique En outre lrsquousure du connecteur srsquoen trouve reacuteduite car la friction moins importante eacutevite une rotation du conducteur exteacuterieur lors du serrage de lrsquoeacutecrou drsquoaccouplement
Thomas Reichel
Mesures de puissance sur toute interface dans la gamme de freacutequences jusqursquoagrave 110 GHz
Fig 5 Sonde de puissance RampSregNRP-Z58 avec adaptateur pour la
bande de guide drsquoondes WR-10 (R900 WG-27) de 75 GHz agrave 110 GHz
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INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
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Le meilleur choix sondes de puissance USB de RohdeampSchwarzLes sondes wattmegravetres avec interface USB utiliseacutees pour les applications de mesures de puissance haute
freacutequence et micro-ondes ont en lrsquoespace de quelques anneacutees largement remplaceacute le duo composeacute drsquoune
sonde analogique et drsquoune uniteacute de base analogique-numeacuterique La principale motivation de cette eacutevolu-
tion reacuteside dans la reacuteduction des coucircts et lrsquoapplicabiliteacute universelle obtenues gracircce agrave la grande notorieacuteteacute du
bus USB Ce qui est moins connu en revanche est que lrsquointeacutegration totale du concept de wattmegravetre dans les
sondes eacutetait la condition preacutealable au perfectionnement des eacutequipements de mesure de puissance RF en
termes de fonctionnaliteacutes et de qualiteacute
Pourquoi faut-il des sondes Les wattmegravetres occupent une position particuliegravere au sein des appareils de mesure hautes freacutequences car ils sont les seuls agrave ecirctre directement connecteacutes agrave lrsquoobjet sous test agrave savoir sans passer par lrsquointermeacutediaire de cacircbles RF Cela est eacutetroitement lieacute agrave la nature de leurs tacircches consistant agrave cap-ter la puissance de lrsquoobjet sous test avec une charge parfai-tement adapteacutee en matiegravere drsquoimpeacutedance drsquoondes Un cacircble mecircme solidaire du wattmegravetre nrsquoaurait que des effets neacutega-tifs en raison de la deacutegradation de lrsquoadaptation et de la repro-ductibiliteacute qursquoil engendrerait
Eacutetant donneacute qursquoil nrsquoest pas possible de relier directement au connecteur RF drsquoun objet sous test un appareil de mesure complet drsquoune masse de plusieurs kilogrammes le transduc-teur haute freacutequence a depuis un certain temps deacutejagrave eacuteteacute seacutepareacute du reste de lrsquoappareil et inteacutegreacute dans une sonde de
puissance de taille reacuteduite Celle-ci a pu ecirctre relieacutee directe-ment agrave lrsquoappareil de base auquel il suffisait de transfeacuterer uni-quement le signal de sortie basse freacutequence relativement peu critique du transducteur
Le concept de ces dispositifs a pu srsquoimposer tregraves longtemps sur le marcheacute jusqursquoagrave ce que les exigences fixeacutees par les technologies de radiocommunication numeacuterique ne puissent finalement plus ecirctre geacuterables Il devenait en effet difficile de reacuteduire les coucircts de fabrication et par conseacutequent le prix de vente malgreacute tous les progregraves reacutealiseacutes en eacutelectronique les fonctionnaliteacutes restaient modestes et la vitesse de mesure ainsi que la preacutecision se trouvaient limiteacutees par le concept de dispositifs partageacutes Surmonter cette difficulteacute ne pouvait pas-ser que par lrsquointeacutegration des fonctionnaliteacutes de lrsquouniteacute de base dans la sonde
RohdeampSchwarz ndash pionnier de lrsquointeacutegrationAu milieu des anneacutees 1990 la miniaturisation et la perfor-mance des appareils eacutelectroniques progressaient si forte-ment qursquoil devenait alors possible de reacutealiser cette inteacutegration RohdeampSchwarz a eacuteteacute le premier agrave franchir cette eacutetape en deacuteveloppant les sondes agrave tecirctes drsquoinsertion RampSregNRT-Z com-mandeacutees via lrsquointerface RS-422 Ces sondes pouvaient non seulement ecirctre utiliseacutees sur un appareil de base numeacuterique le RampSregNRT mais eacutegalement sur un PC via les interfaces RS-232 ou PC-Card Ce concept a eacutetabli une nouvelle reacutefeacuterence en matiegravere de mesure de puissance RF et a eacuteteacute maintes fois copieacute par la concurrence
Les wattmegravetres inteacutegreacutes sont reacuteellement devenus populaires avec les sondes de puissance de la seacuterie RampSregNRP-Z doteacutees drsquoune interface USB lesquelles ont eacuteteacute introduites sur le mar-cheacute au deacutebut des anneacutees 2000 (fig 1) Elles ont particuliegravere-ment beacuteneacuteficieacute du succegraves de cette interface en eacutetant drsquoune
Fig 1 Seacutelection de sondes de mesure de puissance de la famille RampSregNRP
INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
part utiliseacutees en tant qursquoaccessoires pour une varieacuteteacute drsquoappa-reils de mesure et drsquoautre part en ayant deacutesormais la capaciteacute de transformer une tablette ou un teacuteleacutephone mobile en watt-megravetre (voir photo de couverture) Mais la grande populariteacute du bus USB ne constitue que la raison la plus manifeste du succegraves de ces sondes
Plus petit plus leacuteger et plus eacuteconomiquePour un wattmegravetre classique lrsquouniteacute de base repreacutesente envi-ron les 23 du coucirct Lrsquointeacutegration de cette fonctionnaliteacute dans la sonde si cela est neacutecessaire pour la preacuteparation des reacutesultats de mesure permet de reacuteduire le coucirct de moitieacute par rapport aux systegravemes preacuteceacutedents ndash sous reacuteserve bien entendu de dis-poser drsquoun ordinateur ou drsquoun autre appareil de mesure pour lrsquoaffichage des reacutesultats
Ce rapport se trouve encore ameacutelioreacute lorsqursquoon compare des sondes large bande inteacutegreacutees avec des wattmegravetres crecirctes agrave fonctionnaliteacutes eacutequivalentes Ces derniers ont occupeacute pen-dant longtemps une position particuliegravere au sein des watt-megravetres car ils eacutetaient capables drsquoanalyser des signaux pulseacutes ou moduleacutes et de les repreacutesenter dans le domaine temporel Les efforts correspondants mis en œuvre en matiegravere de tech-nique de mesure eacutetant nettement supeacuterieurs par rapport aux wattmegravetres conventionnels ils sont encore aujourdrsquohui rela-tivement chers Cela est mis en eacutevidence de maniegravere exem-plaire par lrsquointerface de sonde complexe drsquoun tel dispositif (fig 2) lequel nrsquoempecircche cependant pas que la longueur du cacircble de connexion intervienne de maniegravere notable dans les reacutesultats de mesure
Les sondes large bande inteacutegreacutees comme par exemple celles de la seacuterie RampSregNRP-Z8x peuvent ecirctre fabriqueacutees agrave une fraction du coucirct tout en offrant la quasi-totaliteacute des perfor-mances connues des sondes de mesure de puissance crecircte 30 MHz de bande passante videacuteo 13 ns de temps de monteacutee taux drsquoeacutechantillonnage en temps reacuteel de 80 Meacutechs trigger interne ou externe et eacutevaluation automatique des paramegravetres drsquoimpulsion La longueur du cacircble de liaison nrsquoa plus drsquoimpor-tance Il faut en outre souligner que les sondes large bande de RohdeampSchwarz disposent drsquoune large dynamique ineacutega-leacutee et drsquoune fonction drsquoanalyse statistique ultra-rapide
La reacuteduction de poids et de volume est au moins aussi impor-tante que les eacuteconomies de coucircts reacutealiseacutees les gains poten-tiels peuvent ici atteindre plus de 90 lorsqursquoon opte pour un wattmegravetre inteacutegreacute
Meilleur et plus preacutecis sans uniteacute de baseLrsquointerface monovoie standardiseacutee des sondes de puissance conventionnelles constitue leur plus grande force mais en mecircme temps leur plus grande faiblesse Drsquoune part elle per-met lrsquoutilisation de diffeacuterentes sondes sur une uniteacute de base et drsquoautre part elle limite de maniegravere significative les possi-biliteacutes de traitement du signal Cela est particuliegraverement mis en eacutevidence par les sondes agrave chemins multiples qui prennent aujourdrsquohui une importance consideacuterable Eacutetant donneacute qursquoelles ne peuvent ecirctre exploiteacutees qursquoen transfeacuterant seacutequen-tiellement les signaux de deacutetection agrave une uniteacute de base clas-sique leurs possibiliteacutes ne sont que rarement utiliseacutees Non seulement des retards de commutation et des effets drsquohysteacute-reacutesis peuvent se produire lors du changement du chemin de mesure mais la voie de mesure standardiseacutee nrsquoest pas tregraves approprieacutee ni pour les mesures synchrones du signal dans des intervalles de temps ni pour la mesure de la puissance drsquoenveloppe
Pour les sondes agrave chemins multiples et traitement de signal inteacutegreacute en revanche un concept reacutesolument adapteacute aux caracteacuteristiques de ce type de deacutetecteur peut ecirctre appliqueacute Agrave cet effet les signaux drsquoun maximum de trois chemins de mesure sont traiteacutes en parallegravele de sorte qursquoune valeur de mesure valide est toujours preacutesente La neacutecessiteacute de reacutepeacuteter une mesure parce que le chemin de mesure choisi a eacuteteacute sur-chargeacute ou sous-chargeacute est ainsi eacutecarteacutee En outre la totaliteacute de la voie de mesure peut ecirctre conccedilue de faccedilon agrave permettre la reacutealisation de mesures de puissance synchrones sur des signaux tels que rencontreacutes par exemple sur les signaux de communication agrave structure TDMA
On pourrait ecirctre tenteacute de croire que le concept classique apporterait au moins lrsquoavantage drsquoune plus grande preacuteci-sion mais on constate que pour les sondes thermoeacutelectriques deacutejagrave tregraves preacutecises les solutions inteacutegreacutees peuvent ecirctre encore meilleures Cela tient au fait que les appareils de base ana-logiques produisent leurs propres contributions drsquoerreurs absentes en revanche dans les concepts inteacutegreacutes (fig 3)
La suppression de lrsquoappareil de base preacutesente encore bien drsquoautres avantages eacutetant donneacute que les reacutesultats de
Fig 2 Interfaces pour sondes de puissance et comparaison de leur taille
(en termes drsquoeacutechelle) sonde de puissance de crecircte (agrave gauche) interface
standardiseacutee pour RampSregNRP (au centre) et micro-USB (agrave droite)
Lrsquoapplication gratuite laquo Power Viewer Mobile raquo relative aux appareils Android est dis-ponible dans Google play La note drsquoapplication laquo Using RampSregNRP-Z Power Sensors with Power Viewer Mobile for Android Handheld Devices raquo est disponible au teacuteleacute-chargement (mot cleacute 1MA215)
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INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
Composition des incertitudes de mesure
Uniteacute de base
Uniteacute de base lors du calibrage
Source de reacutefeacuterence 1 mW 50 MHz
Coefficient de calibrage
Deacutesadaptation
Deacutecalage du zeacutero
Bruit
Deacutesadaptation lors du calibrage13 [lt 30 ] 11 [lt 16 ]
11
025
091
041
050
050
040
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mesure ne deacutependent que de la sonde les mesures de puis-sance relatives peuvent ecirctre effectueacutees avec une incertitude moindre les reacutesultats de mesure sont plus reproductibles et le calibrage du deacutecalage zeacutero peut ecirctre reacutealiseacute de maniegravere speacutecifique agrave la sonde lors de la fabrication Le gain de preacuteci-sion pour les mesures de rapport est significatif au lieu drsquoune incertitude systeacutematique (type B) drsquoau moins 1 pour lrsquoen-semble sonde uniteacute de base drsquoun wattmegravetre classique cette valeur nrsquoexcegravede pas 023 pour les sondes thermoeacutelec-triques inteacutegreacutees de la seacuterie RampSregNRP-Z5x et cela sur la tota-liteacute de la plage de puissance
Sources de reacutefeacuterence 50 MHz obsolegravetesAgrave lrsquoorigine la source de reacutefeacuterence geacuteneacuteralement utiliseacutee dans les wattmegravetres classiques nrsquoeacutetait pas inteacutegreacutee dans ces appa-reils Elle a eacuteteacute introduite au moment du passage des versions de sondes de mesure de puissance agrave base de thermistances aujourdrsquohui deacutepasseacutees aux sondes thermoeacutelectriques Si les premiegraveres eacutetaient intrinsegravequement stables agrave long terme gracircce agrave la meacutethode de substitution DC cela ne srsquoapplique geacuteneacutera-lement pas aux deacutetecteurs baseacutes sur le principe thermoeacutelec-trique ou de diodes Crsquoest la raison pour laquelle jusqursquoagrave ce jour les compeacutetiteurs effectuent le calibrage de ces deacutetec-teurs non pas dans lrsquoabsolu mais uniquement de maniegravere relative par rapport agrave 50 MHz La reacutefeacuterence absolue nrsquoest alors fournie que par la source de reacutefeacuterence de 50 MHz inteacute-greacutee dans lrsquouniteacute de base
Bien que RohdeampSchwarz ait degraves le deacutepart adopteacute une voie diffeacuterente avec ses sondes de puissance de la gamme RampSregNRV et RampSregNRP calibreacutees dans lrsquoabsolu la source de
50 MHz reste cependant un accessoire inteacuteressant pour la veacuterification des sondes lesquelles pourraient ecirctre endomma-geacutees malgreacute leur indiscutable stabiliteacute agrave long terme
Drsquoun point de vue actuel la source de reacutefeacuterence ou de test est deacutesormais obsolegravete Drsquoune part son utilisation neacutecessite que la sonde de puissance soit coupeacutee de lrsquoobjet sous test et connecteacutee agrave la source opeacuteration non seulement longue et fas-tidieuse mais souvent impossible agrave reacutealiser Drsquoautre part lrsquoin-certitude de la source elle-mecircme remet en question son uti-lisation Drsquoune valeur de 04 agrave 12 elle se situe bien au-dessus de la deacuterive observable de sorte que lrsquoavantage reacuteel ne reacuteside plus que dans la deacutetection de dommages importants
La modification du concept a lagrave encore eacuteteacute motiveacutee de faccedilon deacutecisive par les sondes de mesure de puissance USB Aucune source de reacutefeacuterence de 50 MHz nrsquoeacutetant geacuteneacuterale-ment disponible agrave proximiteacute du lieu drsquoutilisation la veacuterifica-tion ne peut ecirctre effectueacutee que dans la sonde elle-mecircme Cela a eacuteteacute reacutealiseacute pour la premiegravere fois et avec un haut niveau de preacutecision dans les sondes thermoeacutelectriques de la seacuterie RampSregNRP-Z5x (voir page 22) Ces sondes contiennent un cir-cuit de reacutefeacuterence sur la base drsquoune source de tension conti-nue de haute stabiliteacute dont le signal de sortie peut ecirctre super-poseacute au signal de mesure Il est ainsi possible de veacuterifier en quelques secondes et sans deacutemonter la sonde de puissance la totaliteacute de la chaicircne de mesure du transducteur thermoeacute-lectrique jusqursquoau convertisseur AN De plus avec une reproductibiliteacute de lrsquoordre de 10ndash4 un niveau de confiance jusqursquoalors uniquement offert par les wattmegravetres agrave thermis-tance peut ecirctre atteint Il est donc probable que ce concept sera eacutegalement adopteacute pour drsquoautres types de sondes
Fig 3 Composition de lrsquoincertitude de mesure lors des mesures de puissance absolues avec une sonde de puissance thermoeacutelectrique pour une appli-
cation typique freacutequence de signal 2 GHz niveau de puissance ndash3 dBm ROS de la source 110 A gauche wattmegravetre classique de conception actuelle
agrave droite RampSregNRP-Z51 (modegravele 03) Les valeurs numeacuteriques repreacutesentent avec k = 2 des incertitudes eacutelargies selon le GUM En caractegraveres gras incer-
titude de mesure eacutelargie totale apregraves addition quadratique des incertitudes partielles Valeurs entre parenthegraveses somme des incertitudes partielles apregraves
addition lineacuteaire
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AD
+
AD
AD
ndash19 dBmagrave +7 dBm
Pi
ndash67 dBmagrave ndash13 dBm
+1 dBmagrave +23 dBm
Pm
Trigger externe
Hacheur
Correction derreurs Pondeacuteration
34 dB
14 dB
Concept agrave 3 chemins Comparaison des temps de mesure
10
1
01
001
0001
Tem
ps d
e m
esur
es
ndash40 ndash20 ndash10 0 10 20 23ndash30
Niveau en dBm
Meilleur compeacutetiteur (2 chemins)cedilNRP-Z11 -Z21 -Z31 (3 chemins)
Il y a sonde et sondePeu de produits utilisent le potentiel des concepts de sondes inteacutegreacutees de maniegravere aussi approfondie que les sondes de puissance de la seacuterie RampSregNRP De nombreux nouveaux arri-vants sur le marcheacute des produits ont eacuteteacute exclusivement deacuteve-loppeacutes comme une alternative bon marcheacute aux wattmegravetres classiques et nrsquoatteignent de ce fait pas leur niveau de preacute-cision et de vitesse Des deacutetecteurs sont eacutegalement utiliseacutes avec lesquels des erreurs de mesure importantes peuvent ecirctre inconsciemment produites
Il est ici question de sondes CW et de sondes agrave deacutetecteurs logarithmiques Ces deux types de sondes sont par deacutefini-tion uniquement destineacutes aux mesures sur signaux sinusoiuml-daux de bonne pureteacute spectrale agrave savoir que des signaux parasites superposeacutes (bruit harmoniques) ou une modulation les mettent en eacutechec Si dans le passeacute lrsquoutilisation de sondes CW eacutetait justifieacutee car elles permettaient en raison du rapport signalbruit eacuteleveacute drsquoobtenir des temps de mesure courts ces sondes doivent maintenant ecirctre consideacutereacutees comme obso-legravetes Des sondes agrave chemins multiples inteacutegreacutees sont de loin le meilleur choix pour ces applications En effet elles ne preacute-sentent aucune des vulneacuterabiliteacutes mentionneacutees ci-dessus ndash et sont de surcroicirct plus rapides
Bien entendu ces sondes comportent eacutegalement des dif-feacuterences de qualiteacute importantes notamment en termes de vitesse de mesure Trois caracteacuteristiques doivent en effet ecirctre reacuteunies pour pouvoir atteindre une performance optimale La premiegravere concerne le proceacutedeacute agrave diodes multi-deacutetecteurs agrave savoir des reacuteseaux inteacutegreacutes de diodes connecteacutees en seacuterie Ces reacuteseaux ameacuteliorent les caracteacuteristiques RF et accroissent
la dynamique de chaque chemin de mesure La deuxiegraveme caracteacuteristique est une meacutethode de pondeacuteration breveteacutee par RohdeampSchwarz laquelle permet drsquoeacuteviter une commutation dure entre les chemins et de reacutealiser plutocirct une transition lisse (fig 4) A cet effet les reacutesultats de mesure de chemins de mesure adjacents sont utiliseacutes pour le calcul du reacutesultat final et ce dans une large zone de chevauchement de 6 dB (plage de puissance 41) Ces deux caracteacuteristiques agrave elles seules contribuent deacutejagrave agrave reacuteduire les facteurs de moyennage par une valeur de 100 dans les zones de transition
La troisiegraveme caracteacuteristique ndash jusqursquoici uniquement disponible chez RohdeampSchwarz ndash consiste en un troisiegraveme chemin de mesure Avec les sondes agrave chemins multiples il est pos-sible drsquoatteindre des temps de mesure qui sont en moyenne lagrave encore plus courts drsquoun facteur de 20 que ceux du meil-leur concurrent (fig 5) En outre la plage dynamique de ces sondes est supeacuterieure de 10 dB
PerspectivesLa description qui preacutecegravede pourrait bien donner lrsquoimpres-sion que le deacuteveloppement des sondes de puissance USB est deacutesormais acheveacute En fait nous nrsquoen sommes probablement qursquoaux preacutemices car toutes les restrictions qui caracteacuterisent le concept classique sont leveacutees Ainsi gracircce agrave la miniaturi-sation soutenue constateacutee dans le secteur des composants on peut srsquoattendre agrave des concepts encore bien plus perfor-mants comme par exemple la mise en œuvre drsquoune base de temps commune pour des mesures agrave voies multiples avec des sondes distribueacutees
Thomas Reichel
Fig 5 Temps de mesure le plus court possible pour mesures en reacutegime
permanent avec sondes agrave chemins multiples composante de bruit
2-sigma limiteacutee agrave 001 dB dans le reacutesultat
Fig 4 Architecture des sondes agrave trois chemins de la seacuterie RampSregNRP
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INSTRUMENTATION GENERALE | Mesure de puissance
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Utilisation conviviale accegraves rapide aux fonctions reacutesultats fiables et rapides ndash crsquoest preacuteciseacutement ce que
demandent les utilisateurs drsquooscilloscopes dans le quotidien de leurs applications de mesure Les nouveaux
oscilloscopes universels RampSregRTM2000 reacutepondent parfaitement agrave ces exigences Avec eux les utilisateurs
reacutealisent deacutejagrave des mesures alors que drsquoautres appareils nrsquoen sont qursquoau processus drsquoinitialisation Ils sont en
outre capables de deacutetecter des signaux faibles geacuteneacuteralement noyeacutes dans le bruit
Le nouveau RampSregRTM2000 reacutesultats en un clin drsquoœil
Les RampSregRTM sont des oscilloscopes uni-versels parfaitement adapteacutes aux applica-tions quotidiennes Avec une bande pas-sante de 350 MHz ou 500 MHz ils sont parfaitement approprieacutes pour de nom-breuses applications Ils offrent en un seul appareil les fonctions drsquoanalyse dans les domaines temporel et freacutequentiel ainsi que les fonctions drsquoanalyse logique et de protocole Ils peuvent gracircce agrave ces caracteacute-ristiques reacutealiser des tests tregraves complets sur des systegravemes embarqueacutes ndash en deacuteve-loppement production et maintenance
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Oscilloscopes universels de quelles caracteacuteristiques doivent-ils ecirctre doteacutes Les oscilloscopes universels ndash comme le RampSregRTM ndash sont uti-liseacutes pour des tacircches de mesure geacuteneacuterales en deacuteveloppement production maintenance et eacuteducation Ils se distinguent par le fait qursquoils sont compacts leacutegers et silencieux mais surtout gracircce agrave leur utilisation simple et intuitive Un concept drsquoeacutequi-pement capable de srsquoadapter de maniegravere flexible aux futures exigences des utilisateurs et doteacute de possibiliteacutes drsquo extension repreacutesente un atout majeur Les clients peuvent non seu-lement installer eux-mecircmes les options logicielles et mateacute-rielles mais eacutegalement eacutetendre la bande passante de leurs oscilloscopes
Quelles sont les autres innovations et ameacuteliorations apporteacutees par RohdeampSchwarz au RampSregRTM
Analyse logique plus de deacutetails avec le RampSregRTMLrsquooption RampSregRTM-B1 permet drsquoajouter 16 voies logiques aux oscilloscopes RampSregRTM Avec des taux drsquoeacutechantillonnage jusqursquoagrave 5 Geacutechs les oscilloscopes mesurent de faccedilon tregraves preacutecise le timing des signaux logiques Eacutetant donneacute que les signaux peuvent ecirctre mis avec preacutecision en relation tempo-relle les uns avec les autres les erreurs de synchronisation et drsquohorloge sur des signaux de bus seacuterie et parallegravele sont plus faciles agrave deacuteceler Le taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute est dispo-nible pendant le temps total drsquoenregistrement et assure ainsi une tregraves haute reacutesolution temporelle mecircme avec des dureacutees drsquoacquisition plus longues
Le RampSregRTM enregistre les signaux logiques avec une pro-fondeur pouvant atteindre 20 Meacutech Lrsquoenregistrement inteacutegral et lrsquoanalyse complegravete drsquoune seacutequence de controcircle complexe peuvent ainsi ecirctre reacutealiseacutes par exemple lors du deacuteveloppe-ment drsquoune uniteacute de commande de bus CAN pour lrsquo industrie automobile Lorsque celle-ci preacutesente des erreurs difficiles agrave deacutetecter la fonction drsquoanalyse logique des oscilloscopes RampSregRTM permet de les deacutecouvrir rapidement
En outre lrsquoeacutecran virtuel (VirtualScreen) inteacutegreacute dans les oscil-loscopes RampSregRTM double la zone drsquoeacutecran utile et affiche la totaliteacute des voies sans chevauchements Des signaux matheacute-matiques de reacutefeacuterence et logiques ainsi que des donneacutees de protocole peuvent ecirctre indiffeacuteremment repreacutesenteacutes au-des-sus ou en dessous des voies analogiques et permettent ainsi drsquoobtenir une vue drsquoensemble de la totaliteacute des reacutesultats de mesure De plus lrsquoindicateur drsquoactiviteacutes des oscilloscopes RampSregRTM montre lrsquoeacutetat actuel complet de tous les signaux logiques (high low toggle) indeacutependamment des reacuteglages des paramegravetres de deacuteclenchement (fig 1)
Analyse de signaux reacutesultats atteints plus rapidement avec le RampSregRTMTout particuliegraverement en deacuteveloppement les utilisateurs sont deacutesireux drsquoanalyser en deacutetail les signaux de mesure et de deacuteterminer leurs caracteacuteristiques telles que la freacute-quence ou le temps de monteacutee et de descente Les oscil-loscopes RampSregRTM offrent pour cela des outils performants qui facilitent lrsquoanalyse des signaux et fournissent des reacutesul-tats preacutecis La fonction de mesure QuickMeas est unique sur simple pression drsquoun bouton elle fournit toujours les valeurs actuelles les plus importantes du signal actif au moyen de marqueurs et de lignes auxiliaires (fig 2 et 3) Qui plus est de nombreuses fonctions automatiques permettent de reacutealiser tregraves rapidement les analyses de signaux comme par exemple la mesure de la tension crecircte-agrave-crecircte ou la freacutequence du signal Ces reacutesultats sont preacutesenteacutes sous forme de tableau et le cas eacutecheacuteant avec une eacutevaluation statistique
Preacutesentation des oscilloscopes RampSregRTM Bande passante RampSregRTM2032 2034 350 MHz (2 4 voies analogiques) RampSregRTM2052 2054 500 MHz (2 4 voies analogiques)Taux drsquoeacutechantillonnage 25 Geacutechs 5 Geacutechs entrelaceacuteProfondeur de meacutemoire 10 Meacutech 20 Meacutech entrelaceacuteAnalyse logique (Option RampSregRTM-B1) Taux drsquoeacutechantillonnage max 5 Geacutechs Profondeur de meacutemoire max 20 Meacutech
Fig 1 Affichage de lrsquoeacutetat des signaux numeacuteriques indeacutependamment des
reacuteglages drsquoacquisition et de configuration de lrsquoappareil
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INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Les mesures agrave base de curseurs figurent eacutegalement parmi les points forts des oscilloscopes RampSregRTM Outre les mesures ∆T et ∆V classiques les oscilloscopes proposent dans le menu laquo Curseur raquo des fonctions de seacutelection suppleacutementaires comme la mesure de la valeur moyenne ou efficace de la ten-sion et un compteur drsquoimpulsions sur une plage de signal librement deacutefinissable
Deacutebogage vue drsquoensemble globale avec le RampSregRTMDeacutetecter des erreurs dans les signaux prend souvent du temps Les oscilloscopes RampSregRTM reacuteduisent ce temps de deacutebogage gracircce agrave des outils performants comme le test de gabarit (Mask test) inteacutegreacute et lrsquoanalyse FFT Les tests de gabarit indiquent rapidement si un signal se situe dans les limites de toleacuterance deacutefinies et eacutevaluent la qualiteacute et la stabi-liteacute drsquoun objet sous test au moyen drsquoune analyse statistique laquo passfail raquo En cas de non respect du gabarit actif il est pos-sible soit drsquoarrecircter automatiquement lrsquoenregistrement soit de geacuteneacuterer un signal acoustique Des anomalies sur les signaux ainsi que des eacuteveacutenements inattendus peuvent alors ecirctre aiseacute-ment isoleacutes La fonction de test de gabarit est facile agrave utiliser En effet quelques pressions de touches suffisent agrave deacutefinir un nouveau gabarit agrave partir drsquoun signal de reacutefeacuterence (fig 5) Pour lrsquoautomatisation des tests de qualiteacute dans les applications en production le test de gabarit est bien entendu eacutegalement dis-ponible via la commande agrave distance
La fonction FFT disponible sur simple pression drsquoune touche permet de deacutetecter et drsquoanalyser les erreurs dans le spectre drsquoun signal Dans ce mode de fonctionnement
outre la repreacutesentation spectrale du signal les oscillos-copes RampSregRTM ouvrent eacutegalement une petite fenecirctre tem-porelle permettant de controcircler lrsquointervalle drsquoeacutechantillonnage Le reacuteglage automatique laquo Autoset raquo offre un maximum de confort lrsquoappareil reacutealise la mise agrave lrsquoeacutechelle optimale de lrsquoam-plitude et de la freacutequence en fonction du signal mesureacute La FFT permet ainsi drsquoanalyser rapidement par exemple lrsquoeacuteven-tuelle preacutesence de freacutequences parasites dans les concepts de convertisseurs DCDC
La preacutecision une force de RohdeampSchwarzRohdeampSchwarz possegravede de longues anneacutees drsquoexpeacuterience en matiegravere de deacuteveloppement drsquoeacutequipements de test et mesure professionnels Les oscilloscopes RampSregRTM beacuteneacuteficient de cette expertise qui se traduit notamment par leur eacutetage drsquoen-treacutee analogique agrave tregraves faible bruit et haute preacutecision Avec une sensibiliteacute drsquoentreacutee drsquoun maximum de 1 mVdiv lrsquoeacutetage drsquoen-treacutee atteint une haute reacutesolution verticale sur la totaliteacute de la bande passante Lrsquoabsence de fonctions de zoom logicielles fait que les oscilloscopes RampSregRTM sont capables drsquoafficher les points de mesure reacuteels drsquoun signal mecircme agrave 1 mVdiv La combinaison eacutetage drsquoentreacutee analogique preacutecise systegraveme de deacuteclenchement performant permet drsquoanalyser les signaux haute freacutequence et agrave tregraves faible niveau
La preacutecision drsquoaffichage drsquoun signal de mesure deacutepend forte-ment du bruit propre drsquoun oscilloscope Crsquoest la raison pour laquelle les oscilloscopes RampSregRTM sont doteacutes drsquoeacutetages drsquoen-treacutee et drsquoun convertisseur analogiquenumeacuterique agrave faible bruit Ils sont ainsi capables mecircme avec les plus petites reacutesolutions verticales de reacutealiser des mesures preacutecises Cette preacutecision
Fig 3 La fonction de mesure
QuickMeas fournit automatiquement
les principaux reacutesultats de mesure
Fonction QuickMeas
Mesures RepreacutesentationVp+ Tension de crecircte positive Repreacutesenta-
tion graphique directement sur la forme drsquoonde du signal
Vpndash Tension de crecircte neacutegative
tr Temps de monteacutee
tf Temps de descente
Mean Valeur moyenne
Vpp Tension crecircte-agrave-crecircte Affichage tabu-laire en bas agrave droite de lrsquoeacutecran
RMS Valeur efficace
T Peacuteriode
f Freacutequence
Fig 2 QuickMeas mesure auto-
matique et affichage graphique sur
simple pression drsquoune touche
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Fig 5 Fonction de test de
gabarit quelques pressions de
touches suffisent agrave deacutefinir le
gabarit agrave partir drsquoun signal de
reacutefeacuterence
reste inchangeacutee mecircme en cas drsquoutilisation de voies suppleacute-mentaires Lrsquoisolation entre voies gt 50 dB pour des freacutequences jusqursquoagrave 500 MHz laquelle assure que le signal de mesure drsquoune voie nrsquoexerce qursquoun effet minime sur les signaux des autres voies constitue une autre caracteacuteristique avantageuse
Meacutemoire profonde seacutequences longues agrave haute reacutesolutionPlus un oscilloscope peut afficher de deacutetails plus grande est la probabiliteacute de deacutetecter des deacutefauts de signal ou des eacuteveacutene-ments importants Cela exige une haute reacutesolution temporelle agrave savoir un taux drsquoeacutechantillonnage eacuteleveacute De nombreuses applications comme par exemple lrsquoanalyse de pheacutenomegravenes transitoires ou de protocoles seacuterie neacutecessitent un enregistre-ment de longue dureacutee Les oscilloscopes RampSregRTM excellent ici tout particuliegraverement avec une profondeur de meacutemoire de 20 Meacutech et une reacutesolution temporelle drsquoun maximum de 200 ps (taux drsquoeacutechantillonnage de 5 Geacutechs) Avec une telle profondeur de meacutemoire il est possible drsquoenregistrer jusqursquoagrave 4 ms avec un taux drsquoeacutechantillonnage maximal et mecircme de deacutetecter des erreurs de signal ne se produisant que tregraves rare-ment (fig 4) La dureacutee drsquoenregistrement peut ecirctre encore aug-menteacutee en reacuteduisant le taux drsquoeacutechantillonnage
Ergonomie avantage indiscutable pour les utilisateursLes oscilloscopes RampSregRTM transforment le recircve des utili-sateurs en reacutealiteacute deacuteballer lrsquoappareil le mettre en marche et reacutealiser aussitocirct les mesures Les eacuteleacutements de commande codeacutes en couleur pour le reacuteglage vertical ainsi que le trigger
Fig 4 Dureacutee drsquoenregistrement
avec le RampSregRTM en fonction de la
profondeur de meacutemoire et du taux
drsquoeacutechantillonnage
permettent de visualiser la voie directement concerneacutee Ce codage couleur correspond agrave lrsquoaffichage de signal sur lrsquoeacutecran Ainsi les utilisateurs peuvent naviguer aiseacutement et exeacutecu-ter sans difficulteacutes mecircme les tacircches de mesure les plus com-plexes Les menus agrave structures planes regroupeacutes de faccedilon logique ainsi que les boutons deacutedieacutes aux fonctions freacutequem-ment utiliseacutees contribuent agrave assurer une grande convivialiteacute drsquoutilisation
Une autre facette de cette convivialiteacute consiste agrave permettre aux opeacuterateurs de corriger tregraves facilement les erreurs drsquoutilisa-tion via la fonction laquo Undo Redo raquo qui restaure rapidement la configuration preacuteceacutedente Pas de problegraveme donc si par inad-vertance la mauvaise touche a eacuteteacute enfonceacutee Les oscillos-copes RampSregRTM srsquoexpriment couramment en plusieurs lan-gues et peuvent donc ecirctre utiliseacutes au niveau international en plus de lrsquoallemand et lrsquoanglais sept autres langues sont en effet disponibles au choix
ConclusionLes utilisateurs exigent drsquoun oscilloscope universel rapiditeacute simpliciteacute drsquoutilisation et reacutesultats fiables Il doit agrave lui seul pou-voir couvrir les analyses dans les domaines temporel et freacute-quentiel ainsi que les analyses logiques et de protocole En tant que veacuteritable laquo Scope of the art raquo le RampSregRTM2000 reacutepond de faccedilon exemplaire agrave toutes ces exigences
Ernst Flemming
Dureacutee drsquoenregistrement
5 Geacutechs 25 Geacutechs10 keacutech 2 μs 4 μs
1 Meacutech 200 μs 400 μs
10 Meacutech 2000 μs 4000 μs
20 Meacutech 4000 μs 8000 μs
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INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Les oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 20
Lrsquointerface USB joue un rocircle dominant incontes-
table dans les domaines des terminaux mobiles de
lrsquoeacutelectronique grand public et des produits indus-
triels Drsquoougrave un besoin tout aussi important en solu-
tions de test fiables et rapides en laboratoires de
deacuteveloppement et drsquointeacutegration ndash besoin auquel
reacutepondent parfaitement les oscilloscopes haute
performance RampSregRTO et un nouveau logiciel avec
lesquels peuvent ecirctre reacutealiseacutes des tests de confor-
miteacute USB 20 automatiseacutes
Des solutions de tests USB 20 automatiseacutees pour laboratoire tregraves demandeacutees En mode HS (High Speed) les interfaces USB 20 atteignent un taux de transfert de donneacutees de 480 Mbitss Dans le monde des PC ougrave cette interface a puiseacute ses origines la norme 30 est deacutesormais eacutetablie agrave 5 Gbs (Super-speed Mode) Mais le deacutebit de donneacutees de lrsquointerface USB 20 est largement suffisant pour beaucoup drsquoapplications mobiles de peacuteripheacute-riques drsquoordinateur drsquoappareils et de systegravemes utiliseacutes dans lrsquoindustrie et la meacutedecine ou dans le milieu de lrsquoaeacuterospatial et deacutefense raison pour laquelle elle continue de srsquoeacutetendre dans ces secteurs
La norme USB 20 a eacuteteacute publieacutee en 2000 et les composants correspondants sur le marcheacute ont entre-temps beacuteneacuteficieacute drsquoavanceacutees technologiques Neacuteanmoins les modaliteacutes drsquointeacute-gration de ces composants sur cartes et produits finis restent un deacutefi agrave relever pour les deacuteveloppeurs Ainsi par exemple une isolation insuffisante par rapport agrave drsquoautres modules peut entraicircner des retours de masse ou provoquer une diaphonie et perturber le fonctionnement de lrsquointerface USB Crsquoest la rai-son pour laquelle les concepteurs requiegraverent des solutions de tests conformes agrave la norme pour le deacutebogage et les tests de stabiliteacute A cet effet lrsquoorganisme de normalisation USB ndash le USB Implementers Forum (USB-IF) ndash a deacutefini un proces-sus de test avec des mesures de conformiteacute approprieacutees afin de garantir le bon fonctionnement des divers appareils doteacutes drsquointerfaces USB Les produits portant le logo USB doivent passer ce test de conformiteacute
Pour assurer le succegraves de la preacuteparation au test de conformiteacute effectueacute par un laboratoire drsquoessai certifieacute des solutions de test USB automatiseacutees pour le laboratoire sont requises
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Test de dispositifs
HS ElectricalTest Tool
USB-Host
USB-Device -Hub(DUT)
Test Fixture Board (HS Device SQ Test) USBUSB
LAN
D+ DndashSonde
USB 20ComplianceTest
Test USB Sondes
Device Host HubDiffeacuteren-tielles
Reacutefeacutereacutees agrave la masse
High-speed-Tests
Signal Quality (SQ) bull bull bull 1
Packet Parameter bull bull bull 1
Chirp Timing bull bull bull 2 actives ou passives
SuspendResumeReset bull bull bull 2 actives
J K SEO_NAK Levels bull bull bull 2 actives
Receiver Sensitivity (2 voies geacuteneacuterateur requises)
bull bull 1
Hub Jitter bull 1
HS Repeater bull 1 2 actives
Full-speed-Test
Full-speed SQ bull bull bull 3 actives ou passives
Low-speed-Test
Low-speed SQ bull bull bull 2 actives ou passives
Legacy-TestsInrush Current (avec pince de courant)
bull bull
Back Voltage bull bull 3 actives
Host drop bull 2 actives
Host droop bull 2 actives ou passives
Fig 1 Tests de conformiteacute geacutereacutes par lrsquooption logicielle RampSregRTO-K21 et
les compleacutements requis
Solution automatiseacutee de RohdeampSchwarz pour tests de conformiteacuteLa haute preacutecision du RampSregRTO est un excellent preacutealable agrave lrsquoobtention de reacutesultats fiables en matiegravere de tests de conformiteacute Les oscilloscopes RampSregRTO1024 (2 GHz de bande passante) ou RampSregRTO1044 (4 GHz de bande pas-sante) sont particuliegraverement approprieacutes pour reacutealiser de tels tests sur les interfaces USB 20 en mode HS Avec le logiciel RampSregScopeSuite de RohdeampSchwarz lrsquoutilisateur dispose drsquoun outil qui le guide agrave chaque eacutetape des tests de conformiteacute configure lrsquooscilloscope reacutealise les mesures en automatique et regroupe clairement les reacutesultats dans un protocole de mesure Lrsquooption logicielle associeacutee RampSregRTO-K21 inclut les tests de conformiteacute USB 20 pour les peacuteripheacuteriques concen-trateurs et hocirctes USB (fig 1) Pour relier le dispositif sous test (DUT) agrave lrsquooscilloscope RohdeampSchwarz propose le Test Fix-ture Set RampSregRT-ZF1 qui peut ecirctre utiliseacute pour les tests de qualiteacute sur signaux USB 20 et les anciens tests (legacy tests) sur les interfaces USB 11 et USB 10
Montage de testLe montage de test deacutepend du type de dispositif USB agrave tester (peacuteripheacuterique hocircte ou hub) et du mode de vitesse seacutelectionneacute pour le test de conformiteacute Les Test Fixture Boards (Signal Fig 2 Montage de test pour HS Device Signal Quality (SQ) Test
Fig 3 Guide illustreacute de la seacutequence de test Device HS Mode Signal
Quality Test avec Test Fixture Set RampSregRT-ZF1
Quality Board et Load Board) comprennent des sections dif-feacuterentes pour chacun des tests La figure 2 illustre le scheacutema fonctionnel du montage de test pour les HS Device Signal Quality (SQ) Tests Le logiciel RampSregScopeSuite fonctionne sur un PC qui commande le RampSregRTO Lrsquooscilloscope est relieacute au DUT via une sonde diffeacuterentielle et la Test Fixture Board Le DUT est mis dans les conditions drsquoessai correspondants agrave lrsquoaide du logiciel USB-IF laquo HS Electrical Test Tool raquo lequel doit ecirctre exeacutecuteacute sur un PC seacutepareacute eacutetant donneacute qursquoil reconfigure la pile USB pendant le fonctionnement
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INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
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Fig 4 Forme drsquoonde lors du HS Signal Quality Test
Exeacutecution rapide et en toute seacutecuriteacute des eacutetapes de test avec le logiciel RampSregScopeSuite Le logiciel RampSregScopeSuite commande la configuration de mesure et le deacuteroulement de mesure de lrsquooscilloscope RampSregRTO via lrsquointerface LAN Avant le deacutebut des tests tous les paramegravetres utilisateur les configurations du montage de test et les deacutefinitions de protocole de mesure peuvent ecirctre deacutetermineacutes et adapteacutes individuellement aux limites de test speacutecifiques agrave la norme avec lrsquoeacutediteur de limites Ce logi-ciel guide lrsquoutilisateur tout au long des eacutetapes des tests de conformiteacute choisis en tenant compte du montage de mesure Des instructions deacutetailleacutees accompagneacutees drsquoillustrations faci-litent le positionnement correct des sondes sur le Test Fixture et le DUT (fig 3)
Un test typique commence par la configuration du mode de test pour le DUT avec le HS Electrical Test Tool Le DUT trans-met ensuite les signaux de test speacutecifiques lesquels sont enregistreacutes par lrsquooscilloscope (fig 4) puis transfeacutereacutes au logi-ciel RampSregScopeSuite pour eacutevaluation Ce dernier utilise le logi-ciel drsquoanalyse officiel USB-IF Electrical Test Tool pour analyser les reacutesultats
Le logiciel RampSregScopeSuite permet de reacutealiser la seacutequence de test de maniegravere extrecircmement flexible Lrsquoutilisateur peut par exemple reacutepeacuteter agrave volonteacute des sceacutenarios de test pour le deacutebo-gage ou les essais de stabiliteacute gracircce agrave la fonction laquo Repeat ndash Keep Previous raquo (fig 5) Tous les reacutesultats sont alors consigneacutes dans un rapport de mesure Si lrsquoutilisateur commet une erreur lors de lrsquoexeacutecution du test comme par exemple une sonde mal brancheacutee ou une mauvaise configuration du mode de test avec le HS Electrical Test Tool il peut infirmer le reacutesultat et reacutepeacuteter le sceacutenario de test en utilisant le laquo Repeat ndash Discard Previous raquo
Les rapports deacutetailleacutes documentent les seacutequences de testLa documentation deacutetailleacutee des reacutesultats de mesure constitue non seulement une partie essentielle drsquoun test de conformiteacute mais contribue eacutegalement de faccedilon significative au deacutebogage et agrave lrsquoeacutechange de donneacutees entre collegravegues et clients Le logi-ciel RampSregScopeSuite propose pour cela tout un reacutepertoire de fonctionnaliteacutes A titre drsquoexemple les reacutesultats de test PassFail sont documenteacutes soit par des deacutetails de valeurs de mesure soit par des captures drsquoeacutecran Ce logiciel permet eacutegalement drsquoadjoindre de nouveaux tests agrave une seacutequence drsquo essais interrompue de faccedilon agrave ce que tous les reacutesultats soient disponibles dans un rapport (fig 6) Les rapports peuvent eacutegalement ecirctre creacuteeacutes ulteacuterieurement et PDF RTF et HTML sont disponibles en tant que formats de sortie
Guido Schulze
Fig 5 Seacutequenceur de test flexible
Fig 6 Les rap-
ports peuvent
ecirctre configureacutes
de faccedilon deacutetail-
leacutee reacutesultats
numeacuteriques
et diagramme
de lrsquoœil avec
test de gabarit
(masque)
INSTRUMENTATION GENERALE | Oscilloscopes
Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellitesQursquoil srsquoagisse de reacutealiser des mesures sur les liaisons de donneacutees VHF de systegravemes de renforcement au sol
GBAS (Ground Based Augmentation System) les installations au sol ILS conventionnelles ou les systegravemes
VOR lrsquoanalyseur RampSregEVS300 ILSVOR capable de fonctionner sur batterie maicirctrise parfaitement ces
tacircches dans les airs comme au sol et se preacutesente comme un testeur tout-en-un dans les domaines de la
navigation terrestre et de la navigation par satellite renforceacutee par stations au sol
GBAS ndash le nouveau systegraveme drsquoaide agrave lrsquoatterrissageLes systegravemes analogiques ILS (systegraveme drsquoatterrissage aux ins-truments) sont utiliseacutes depuis des deacutecennies comme des sys-tegravemes drsquoapproche de preacutecision Lrsquoorganisme de gestion du trafic aeacuterien allemand (DFS) utilise agrave Brecircme depuis deacutebut 2012 un Ground Based Augmentation System homologueacute sous forme de modegravele par lrsquoOffice feacutedeacuteral de la seacutecuriteacute aeacuterienne permettant pour la premiegravere fois de reacutealiser des approches de preacutecision de la cateacutegorie CAT I Agrave cet effet des donneacutees de correction de deux agrave quatre reacutecepteurs GPS de reacutefeacuterence dont la position a eacuteteacute mesureacutee avec preacutecision sont reccedilues via une liaison de donneacutees VHF (D8PSK 108025 MHz agrave 11795 MHz) par des reacutecepteurs multi-mode agrave bord de lrsquoavion
Ces installations doivent fonctionner en toute seacutecuriteacute et en toutes circonstances dans les limites fixeacutees par lrsquoOACI Ce sont lagrave de nouveaux deacutefis que les fournisseurs de services doivent relever dans le monde entier lesquels auront dans les pro-chaines anneacutees agrave geacuterer et agrave qualifier une diversiteacute de techno-logies nouvelles et conventionnelles dans les airs comme au sol Le RampSregEVS300 est le testeur polyvalent tout indiqueacute pour cette tacircche car avec lrsquooption RampSregEVS-K9 il permet de reacuteali-ser non seulement lrsquoeacutevaluation meacutetrologique des eacutequipements analogiques mais eacutegalement lrsquoanalyse des installations GBAS
Mesures preacutecises avec une grande reproductibiliteacutetLrsquooption RampSregEVS-K9 mesure le niveau et la freacutequence des signaux GBAS dans la gamme VHF avec la plus haute preacuteci-sion La mesure de la puissance sur toute la longueur de piste (mesure au sol) ainsi que les mesures en vol revecirctent la plus
grande importance pour lrsquoeacutevaluation des installations Dans les deux cas drsquoutilisation le RampSregEVS300 fournit des valeurs hautement preacutecises Outre la mesure des paramegravetres de signaux analogiques il deacutetermine eacutegalement le contenu des donneacutees utiliseacutees par les avions en approche pour corriger lrsquoatterrissage assisteacute par GPS Ainsi lrsquoutilisateur peut examiner notamment le GBAS ID le Message Block Identifier ainsi que le Final Approach Segment Data Block (FAS DB) sur eacutecran ou via teacuteleacutecommande sur PC
Le RampSregEVS300 fournit de maniegravere efficace la preuve du bon fonctionnement des systegravemes drsquoapproche de preacutecision modernes et contribue agrave assurer la seacutecuriteacute maximum du transport aeacuterien
Klaus Theiszligen
Vue drsquoensemble de lrsquointervalle de temps GBAS (en haut) et donneacutees GBAS
deacutecodeacutees pour une approche drsquoatterrissage
Analyseur ILSVOR
RampSregEVS300
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INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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Analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW le haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHzLes deux nouveaux analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSW43 et RampSregFSW50 offrent deacutesormais
les caracteacuteristiques exceptionnelles de la famille RampSregFSW dans la gamme des hyperfreacutequences jusqursquoagrave
50 GHz excellentes performances RF avec le meilleur bruit de phase actuellement disponible et un bruit
propre exceptionnellement bas de larges bandes passantes drsquoanalyse et les avantages drsquoun eacutecran tactile
Des meacutelangeurs drsquoharmoniques eacutetendent leur gamme de freacutequences jusqursquoagrave 110 GHz et au-delagrave
De meilleures performances en micro-ondes pour utilisateurs exigeantsDes mesures sur composants et systegravemes hyperfreacutequences pour eacutequipements radar ou faisceaux hertziens sont les appli-cations typiques des nouveaux modegraveles RampSregFSW43 et RampSregFSW50 (fig 1) Les exigences eacuteleveacutees en matiegravere de bruit de phase sur lrsquoappareil de mesure sont ici la norme comme par exemple pour le deacuteveloppement drsquooscillateurs locaux pour eacutemetteurs radar ou systegravemes de communication pour des mesures sur spectres denseacutement occupeacutes avec des
niveaux de signal tregraves diffeacuterents ou de la puissance eacutemise dans les canaux adjacents des systegravemes de faisceaux hert-ziens Si les modegraveles RampSregFSW preacuteceacutedents se sont deacutejagrave dis-tingueacutes avec les meilleures performances au niveau mon-dial les deux nouveaux modegraveles preacutesentent eacutegalement des valeurs que sont mecircme loin drsquoatteindre de nombreux geacuteneacutera-teurs de signaux agrave savoir ndash117 dBc (1 Hz) agrave 40 GHz avec un eacutecart de 10 kHz agrave la porteuse Agrave lrsquoinstar des autres modegraveles RampSregFSW ils atteignent agrave 1 GHz une valeur typique de ndash137 dBc (1 Hz)
Fig 1 Avec ses performances eacuteleveacutees lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSW reacutepond parfaite-
ment agrave la demande des utilisateurs exigeants Son faible bruit de phase sa large bande passante drsquoanalyse
de signaux et son mode drsquoutilisation convivial aident agrave la reacutealisation rapide et aiseacutee des tacircches de mesure
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Fig 2 Plancher de
bruit du RampSregFSW43
jusqursquoagrave 43 GHz avec
preacuteamplificateur
deacutesactiveacute (en jaune)
et activeacute (en bleu)
Faible bruit propre et haute dynamique sont les condi-tions preacutealables agrave la reacutealisation des mesures de rayon-nements non essentiels Lagrave aussi ces nouveaux analy-seurs excellent par leurs valeurs remarquables Prenons par exemple le RampSregFSW43 avec un plancher de bruit de ndash144 dBm (1 Hz) typique agrave 40 GHz et ou de ndash164 dBm avec
un preacuteamplificateur connecteacute il mesure des niveaux de signal faibles avec un bon rapport signal bruit et donc avec une incertitude reacuteduite (fig 2) Cependant ces mesures doivent souvent ecirctre reacutealiseacutees avec des bandes passantes de reacutesolu-tion tregraves eacutetroites pour reacuteduire le bruit propre et gagner ainsi un eacutecart suffisant par rapport aux limites agrave veacuterifier Avec les
Fig 3 La fonction de
mesure pour rayonne-
ments non essentiels
effectue les mesures
selon les gammes de
freacutequences deacutetermi-
neacutees avec diffeacuterents
paramegravetres repreacutesen-
teacutes clairement dans
un tableau
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INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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analyseurs conventionnels cela allonge consideacuterablement la dureacutee de mesure en particulier lorsqursquoune large plage de freacute-quences doit ecirctre analyseacutee Le RampSregFSW atteint ici en mode de balayage FFT des vitesses de rafraicircchissement de mesures eacuteleveacutees mecircme avec simultaneacutement des bandes passantes de reacutesolution reacuteduites et de larges spans Les recherches de rayonnements non essentiels auparavant fastidieuses sont deacutesormais effectueacutees tregraves rapidement [1]
La fonction Spurious Emissions gegravere la mesure des rayon-nements non essentiels Il suffit pour cela drsquoentrer dans un tableau les paramegravetres neacutecessaires correspondant aux diffeacute-rentes plages de freacutequences (fig 3) Le RampSregFSW effectue le traitement de ce tableau dans un seul balayage de freacutequence et indique les rayonnements non essentiels deacutetecteacutes ainsi que leur eacutecart par rapport agrave la limite Cela facilite la possibiliteacute de travailler avec diffeacuterentes bandes passantes de reacutesolution en fonction de la gamme de freacutequences ou eacutegalement drsquooptimi-ser individuellement les reacuteglages de niveau (fig 4)
Analyse des signaux jusqursquoagrave 110 GHz et au-delagrave en toute seacutecuriteacuteLrsquoimportance des bandes de freacutequences supeacuterieures agrave 50 GHz voire 67 GHz a augmenteacute ces derniegraveres anneacutees et des appli-cations commerciales par exemple agrave 77 GHz (radar automo-bile) et 85 GHz (faisceaux hertziens) sont progressivement reacutealiseacutees Il existe en outre de plus en plus de normes qui exigent des mesures de rayonnements non essentiels jusqursquoagrave 110 GHz ou au-delagrave
Les signaux se situant en dehors de la limite de freacutequence supeacuterieure des trois modegraveles sont geacuteneacuteralement analyseacutes agrave lrsquoaide de meacutelangeurs drsquoharmoniques externes qui peuvent ecirctre utiliseacutes avec lrsquooption de meacutelange externe RampSregFSW-B21 pour les modegraveles RampSregFSW26 43 50 Cette option four-nit les connexions requises pour OL (oscillateur local) et le signal FI (freacutequence intermeacutediaire) RohdeampSchwarz pro-pose eacutegalement les meacutelangeurs drsquoharmoniques RampSregFS-Z60 Z75 Z90 Z110 qui couvrent complegravetement les freacutequences de 40 GHz agrave 110 GHz La reacuteponse en freacutequence individuelle et la perte de conversion sont enregistreacutees en quelques pres-sions de touches agrave partir drsquoune cleacute USB Mais lrsquoopeacuteration ne se limite pas aux meacutelangeurs de RohdeampSchwarz car le RampSregFSW peut ecirctre utiliseacute avec drsquoautres meacutelangeurs de types diffeacuterents Il prend en charge aussi bien des meacutelangeurs agrave trois ports (ougrave lrsquoentreacutee OL et la sortie FI se situent sur des connexions seacutepareacutees) qursquoun meacutelangeur agrave deux ports (avec lrsquoentreacutee OL et la sortie FI sur une connexion partageacutee) le diplexeur neacutecessaire au fonctionnement est inteacutegreacute dans lrsquoop-tion RampSregFSW-B21 Lrsquoanalyseur prend en charge les rangs drsquoharmoniques gt 100 de sorte que des signaux jusqursquoagrave 11 THz peuvent ecirctre analyseacutes
Lors de lrsquoutilisation de meacutelangeurs drsquoharmoniques certains critegraveres doivent ecirctre respecteacutes Ils meacutelangent le signal agrave ana-lyser avec les harmoniques du signal de lrsquooscillateur local OL pour les convertir agrave la freacutequence intermeacutediaire Ces har-moniques sont produites dans le meacutelangeur mecircme ce qui signifie que plusieurs freacutequences OL sont toujours preacute-sentes et que le meacutelange ne srsquoeffectue pas uniquement avec
Fig 4 Reacutesultat drsquoune
mesure avec la fonc-
tion de mesure des
rayonnements non
essentiels (Spurious
Emissions)
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
lrsquoharmonique deacutesireacutee mais eacutegalement avec toutes les autres agrave savoir celles de rang infeacuterieur et de rang supeacuterieur Cela est mis en eacutevidence lors drsquoun balayage sur une large plage de freacutequence (span large) ougrave ces produits de meacutelange sont alors rendus visibles mais se situent sur des freacutequences erro-neacutees (fig 5) Si la freacutequence du signal agrave analyser nrsquoest pas connue il est important de deacuteceler parmi les signaux souvent
nombreux ceux qui correspondent aux signaux drsquointeacuterecirct et ceux correspondant aux signaux agrave reacuteponses multiples crsquoest agrave dire qui ont eacuteteacute geacuteneacutereacutes par meacutelange avec une harmo-nique indeacutesirable Cette tacircche est prise en charge par la fonc-tion Signal ID (identification de signal) laquelle marque les signaux agrave reacuteponses multiples et les masque le cas eacutecheacuteant (fig 6) Le mode de fonctionnement est deacutecrit dans [2]
Fig 5 La mesure
effectueacutee sur un
meacutelangeur drsquoharmo-
niques qui multiplie
un signal de 14 GHz agrave
85 GHz montre non
seulement le signal
reacuteel mais eacutegalement
de nombreux signaux
agrave reacuteponses multiples
Fig 6 Avec lrsquoidentifi-
cation de signal inteacute-
greacutee des signaux agrave
reacuteponses multiples
sont deacutetecteacutes et mas-
queacutes de sorte que
seuls les signaux reacuteels
sont repreacutesenteacutes
ACTUALITEacuteS 20813 41
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
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Il est particuliegraverement important que la freacutequence OL soit aussi eacuteleveacutee que possible Cela reacuteduit non seulement le nombre des signaux agrave reacuteponse multiples afficheacutes mais eacutegale-ment le bruit de phase Dans le cas du RampSregFSW la gamme de freacutequence OL est tregraves eacuteleveacutee avec 765 GHz agrave 1745 GHz Ainsi une harmonique de rang infeacuterieur suffit pour analyser une gamme de freacutequences speacutecifique (75 GHz agrave 110 GHz par exemple n = 8 au lieu de n = 16)
Eacutetant donneacute que les meacutelangeurs drsquoharmoniques nrsquoont pas de seacutelection drsquoentreacutee la reacuteception de la freacutequence drsquoimage situeacutee agrave deux fois la freacutequence intermeacutediaire nrsquoest pas suppri-meacutee Ainsi des paires de signaux peuvent geacuteneacuteralement ecirctre observeacutees agrave lrsquoeacutecran Pour des signaux stationnaires et agrave bande relativement peu eacutetroite lrsquoidentification des signaux apporte eacutegalement ici une aide preacutecieuse Cette identification devient toutefois difficile pour les signaux non-stationnaires comme les signaux pulseacutes ou agrave modulation large bande actuellement souvent utiliseacutes dans la gamme des ondes millimeacutetriques en raison de la large plage de freacutequences disponible comme par exemple les radars FMCW pour les applications automo-biles ou les faisceaux hertziens dans la bande 80 GHz Dans ces sceacutenarios de mesure et bien drsquoautres ougrave lrsquoidentification de signal eacutechoue une freacutequence intermeacutediaire eacuteleveacutee est par-ticuliegraverement importante On obtient ainsi mecircme sans rou-tine drsquoidentification une large gamme de freacutequences eacutevidente sans affichage de reacuteponse multiples ni de signaux agrave la freacute-quence drsquoimage Dans le cas du RampSregFSW la FI se situe agrave 13 GHz soit beaucoup plus eacuteleveacutee que sur la plupart des ana-lyseurs disponibles dans le commerce (ougrave elle se situe sou-vent agrave quelques centaines de meacutegahertz) Ainsi le spectre des signaux agrave bande passante jusqursquoagrave 26 GHz peut ecirctre clai-rement analyseacute
Commande de geacuteneacuterateurs externe RampSregFSW-B10La commande de geacuteneacuterateur externe RampSregFSW-B10 trans-forme le RampSregFSW en un analyseur de reacuteseau scalaire A cet effet elle pilote des geacuteneacuterateurs de signaux tels que le RampSregSMB et le RampSregSMF mais eacutegalement des appareils drsquoautres constructeurs de faccedilon agrave ce que ces appareils fonctionnent en tant que geacuteneacuterateurs de poursuite (trac-king) Ainsi les mesures de transmission peuvent ecirctre effec-tueacutees directement Un pont ROS ou un coupleur direction-nel est encore neacutecessaire pour les mesures de reacuteflexion
(scalaires) Le RampSregFSW offre des fonctions de normalisa-tion pour la transmission et la reacuteflexion afin de compenser la reacuteponse en freacutequence des liaisons de raccordements Lrsquoutili-sation de geacuteneacuterateurs externes permet de reacutealiser aiseacutement des mesures agrave conversion de freacutequence et le RampSregFSW peut mecircme ecirctre configureacute pour des multiplicateurs ou diviseurs
Mesure du temps de propagation de groupe avec lrsquoanalyseur de signauxCette tacircche traditionnellement attribueacutee aux analyseurs de reacuteseau peut ecirctre effectueacutee par le RampSregFSW agrave lrsquoaide drsquoun signal multi-porteuse dans lequel toutes les porteuses ont le mecircme eacutecart de freacutequence Le RampSregFSW mesure avant et apregraves un objet sous test les phases de porteuse et agrave par-tir de la diffeacuterence constateacutee calcule le gain ou la perte drsquoin-sertion ainsi que le temps de propagation de groupe Cette fonction est alors particuliegraverement inteacuteressante lorsque dans un systegraveme de mesure un analyseur de reacuteseau nrsquoa eacuteteacute plani-fieacute que pour la mesure du temps de propagation de groupe Si de plus le RampSregFSW se charge de cette tacircche de mesure la mise en œuvre et le cacircblage drsquoun systegraveme de test srsquoen trouvent faciliteacutes (voir article page 43)
ConclusionAvec le RampSregFSW43 RampSregFSW50 et lrsquooption RampSregFSW-B21 les excellentes caracteacuteristiques RF de la famille RampSregFSW y compris leurs larges bandes passantes drsquoanalyse et leurs fonctions drsquoanalyse innovantes sont deacutesormais eacutegalement disponibles pour les utilisateurs travaillant dans le domaine des hyperfreacutequences
Herbert Schmitt
Bibliographie[1] Application Note 1EF80 de RohdeampSchwarz laquo Speed Considerations for Spurious
Level Measurements with Spectrum Analyzers raquo[2] Application Notes 1EF43 (laquo Frequency Range Extension of Spectrum Analyzers
with Harmonic Mixers raquo) et 1EF75 (laquo Using Harmonic External Mixers To Extend the Frequency Range raquo)
Toutes les notes drsquoapplication sont disponibles au teacuteleacutechargement sur Internet
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bandeLes mesures de temps de propagation de groupe permettent de deacuteterminer les distorsions de phase dans un
systegraveme de transmission distorsions qursquoil convient de reacuteduire le plus possible Pour cette tacircche critique lors
de la conception et du test de systegravemes de communication complexes dans la technologie des satellites par
exemple Rohde amp Schwarz propose un appareil de mesure complet lrsquoanalyseur de spectre et de signaux
RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption RampSregFSW-K17
Fig 1 Analyseur de spectre et de signaux RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption
de mesure de temps de propagation de groupe RampSregFSW-K17 Lrsquoassocia-
tion drsquoun faible bruit de phase drsquoune plus grande bande passante drsquoana-
lyse et drsquoune interface utilisateur drsquoavant-garde fait du RampSregFSW un ins-
trument de mesure unique dans sa cateacutegorie Lorsqursquoil est doteacute de lrsquoex-
tension de bande passante RampSregFSW-B160 il permet drsquoeffectuer des
mesures de temps de propagation de groupe sur une largeur de bande
pouvant atteindre 160 MHz
Des performances qui vous seacuteduiront gracircce au proceacutedeacute multiporteusesPour deacutefinir la qualiteacute drsquoune voie de transmission lrsquoenregis-trement des distorsions de phase et drsquoamplitude est deacutetermi-nant En effet la deacuteteacuterioration du rapport signalbruit autre-ment dit lrsquoaugmentation du taux drsquoerreurs binaire cocircteacute reacutecep-teur est directement lieacutee aux deacuteformations de signaux reacutesul-tant de ces distorsions
Deacutetermineacute agrave lrsquoaide drsquoanalyseurs de reacuteseau vectoriels le temps de propagation de groupe est geacuteneacuteralement utiliseacute comme une mesure de la distorsion de phase Gracircce agrave lrsquooption RampSregFSW-K17 deacutedieacutee au temps de propagation de groupe multiporteuses (Multicarrier Group Delay) il est deacutesormais possible drsquoeffectuer de maniegravere complegravete cette mesure essen-tielle avec lrsquoanalyseur de spectre et de signaux RampSregFSW (fig 1) Utilisant un proceacutedeacute multiporteuses la nouvelle appli-cation seacuteduit par des performances impressionnantes mesures des temps de propagation de groupe de haute preacutecision avec une incertitude de mesure de seulement plusmn300 ps
cycle de test tregraves rapide mesures relatives et absolues des temps de propagation de groupe
mesures sur une tregraves large bande passante (jusqursquoagrave 160 MHz) mesures simples reacutealisables agrave distance application drsquoutilisa-tion intuitive
Outre lrsquoeacutevaluation du temps de propagation de groupe lrsquoaf-fichage de la distorsion drsquoamplitude est eacutegalement possible Lrsquooption RampSregFSW-K17 permet ainsi drsquoeffectuer une analyse complegravete des distorsions lineacuteaires du signal
Simpliciteacute et rapiditeacuteLa figure 2 illustre le montage de mesure du temps de pro-pagation de groupe Un geacuteneacuterateur de signaux (de la famille RampSregSMx par exemple) geacutenegravere un signal multiporteuses dans la gamme de freacutequences consideacutereacutee Lrsquoutilisation de signaux multiporteuses agrave large bande permet de deacuteterminer rapidement le temps de propagation de groupe sur lrsquoen-semble de la gamme de freacutequence Le signal multiporteuses est caracteacuteriseacute par la freacutequence centrale lrsquoeacutecart entre por-teuses et la bande passante drsquoanalyse Ces paramegravetres sont entreacutes dans la boicircte de dialogue de configuration de lrsquo option RampSregFSW-K17 Ces informations suffisent agrave lrsquoapplication pour deacuteterminer et reacutegler automatiquement tous les autres para-megravetres notamment la dureacutee adeacutequate de mesure garantis-sant un compromis raisonnable entre niveau de preacutecision eacuteleveacute et rapiditeacute de mesure
On procegravede tout drsquoabord agrave un eacutetalonnage sans le disposi-tif sous test afin drsquoenregistrer les phases et les amplitudes de reacutefeacuterence de chaque porteuse Les donneacutees de calibrage obtenues peuvent ecirctre aiseacutement stockeacutees sous forme de fichier consultable agrave tout moment Cela permet de gagner du
ACTUALITEacuteS 20813 43
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cedilFSW avec lrsquooption cedilFSW-K17Geacuteneacuterateur Calibrage de reacutefeacuterence1
Mesure du temps de propagation de groupe2
DUT
f
|A(f)|Bande passante drsquoanalyse
Eacutecart entreporteuses
f
Phase
Freacutequencecentrale
44
temps pour les mesures suivantes et de passer rapidement drsquoun sceacutenario de mesure agrave lrsquoautre
Pour mesurer le temps de propagation de groupe le signal multiporteuses est enregistreacute agrave la sortie du dispositif sous test Agrave partir de la diffeacuterence de phase entre le signal de reacutefeacute-rence et la moyenne du signal mesureacute durant lrsquoessai lrsquoop-tion RampSregFSW-K17 deacutetermine le temps de propagation de groupe dans la plage de freacutequence des porteuses Et ce avec une preacutecision tregraves eacuteleveacutee pour un signal avec un eacutecart entre porteuses de 100 kHz et 601 porteuses (largeur de bande de 60 MHz) et une freacutequence centrale situeacutee entre 100 MHz et 6 GHz lrsquoincertitude de mesure du temps de propagation de groupe nrsquoest en effet que de plusmn300 ps
Les mesures relatives du temps de propagation de groupe ne prennent pas en compte le temps de propagation constant lieacute au dispositif sous test un temps qui agit sur toutes les com-posantes de freacutequence de la mecircme maniegravere et nrsquoentraicircne pas de modification de la forme du signal Dans certains cas tou-tefois le temps absolu de propagation de groupe peut srsquoaveacute-rer utile notamment pour le reacuteglage neacutecessiteacute par les deacuteca-lages de signaux sur deux canaux de transmission Lrsquooption RampSregFSW-K17 permet eacutegalement ce type de mesures Pour creacuteer une relation de phases absolue lrsquoentreacutee de deacuteclen-chement externe du RampSregFSW est activeacutee et relieacutee au geacuteneacute-rateur En prenant la valeur moyenne des temps de pro-pagation de groupe mesureacutes en continu il est eacutegalement possible drsquoobtenir lagrave encore une incertitude de mesure de seulement plusmn300 ps
Une utilisation intuitive gracircce agrave lrsquoeacutecran tactileAvec la nouvelle option les principaux paramegravetres agrave confi-gurer sont accessibles rapidement via une seule boicircte de
Fig 2 Montage de mesure du temps de propagation de groupe un geacuteneacuterateur de signaux creacutee un signal multiporteuses caracteacuteriseacute par la freacutequence
centrale lrsquoeacutecart entre porteuses et la bande passante drsquoanalyse Dans la phase de calibrage (Q) le signal est injecteacute directement sans le dispositif sous
test (DST) dans lrsquoappareil RampSregFSW eacutequipeacute de lrsquooption RampSregFSW-K17 Lrsquoapplication enregistre la phase de reacutefeacuterence des porteuses Le temps de propa-
gation de groupe est ensuite mesureacute en incluant le DST (W)
dialogue (fig 3) En outre lrsquoutilisateur peut facilement confi-gurer le format de lrsquoeacutecran en fonction de ses propres exi-gences Sur lrsquoeacutecran tactile grand format du RampSregFSW les dif-feacuterents graphiques de lrsquoapplication de temps de propagation de groupe favorisent un flux de travail intuitif et offrent une preacutesentation claire des reacutesultats (fig 4)
De multiples applications pour les techniques de mesures sur satellitesLa technologie satellitaire srsquoappuie sur des techniques de transmission complexes une grande largeur de bande et
Fig 3 La boicircte de dialogue de configuration de lrsquooption
RampSregFSW-K17 affiche lrsquoensemble des paramegravetres deacutetermi-
nants pour la mesure du temps de propagation de groupe
Une fois les paramegravetres de freacutequence centrale drsquoeacutecart entre
porteuses et de bande passante drsquoanalyse configureacutes la
mesure peut commencer
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
Fig 4 Visualisation optimale
exemple de mesure drsquoun signal
au niveau drsquoun dispositif sous test
(DST) avec ses caracteacuteristiques
de bande passante Lrsquoutilisateur
peut voir lrsquoamplitude et la phase
du signal multiporteuses appliqueacute
(fenecirctres 1 et 2) Outre le signal
sortant du DST on peut agrave tout
moment afficher les signaux de
reacutefeacuterence obtenus lors du calibrage
(fenecirctres 3 et 4) En comparant
le signal de reacutefeacuterence et le signal
mesureacute lrsquooption RampSregFSW-K17
fournit la fonction de transfert don-
nant la valeur de distorsion drsquoam-
plitude (fenecirctre 5) ainsi que le
temps de propagation de groupe
donnant la valeur de distorsion de
phase (fenecirctre 6)
lrsquoexploitation efficace des canaux autant de critegraveres qui rendent obligatoire la mesure de nombreux paramegravetres deacuteter-minants pour la qualiteacute Dans ce cadre la mesure du temps de propagation de groupe pour lrsquoanalyse des distorsions de phases revecirct une importance toute particuliegravere De par sa polyvalence lrsquooption RampSregFSW-K17 peut ecirctre utiliseacutee dans les applications les plus varieacutees notamment pour la fabrication de reacutepeacuteteurs de satellite ou de stations de base complegravetes Ainsi pour eacuteviter toute distorsion dans la transmission des signaux la courbe drsquoamplitude doit ecirctre plate et la courbe de phase lineacuteaire Pour que les systegravemes puissent reacutepondre au mieux agrave ces conditions des mesures sont reacutealiseacutees avec lrsquoop-tion RampSregFSW-K17 et les circuits de compensation dimen-sionneacutes en conseacutequence drsquoapregraves les reacutesultats obtenus La mecircme proceacutedure est utiliseacutee dans bien drsquoautres applications notamment pour les mesures concernant des modules desti-neacutes agrave des applications radar
Pour que le systegraveme de transmission drsquoun satellite puisse ecirctre exploiteacute sans perte de performance des tests de charge utile doivent ecirctre reacutealiseacutes avant la mise en service Dans de nombreux cas il est neacutecessaire de mesurer le signal drsquoori-gine dans une autre gamme de freacutequence suite agrave la preacutesence drsquoeacuteleacutements de transmission qui convertissent la freacutequence Lrsquooption RampSregFSW-K17 peut ecirctre eacutegalement utiliseacutee pour de telles mesures La configuration de lrsquoapplication est on ne peut plus simple apregraves calibrage sur la base de la freacutequence drsquoorigine il suffit de modifier un paramegravetre (la freacutequence cen-trale) dans lrsquoapplication pour effectuer la mesure Lrsquooption RampSregFSW-K17 eacutetablit automatiquement la relation entre les porteuses de reacutefeacuterence du signal multiporteuses et le signal de mesure dont la freacutequence a eacuteteacute transposeacutee
Pour les tests de charge utile la vitesse de mesure a un rocircle essentiel Ici encore lrsquooption RampSregFSW-K17 srsquoavegravere tregraves utile Pour reacutealiser lrsquoanalyse relative du temps de propagation de groupe en large bande sur une bande passante drsquoanalyse de 160 MHz avec un eacutecart entre porteuses de 200 kHz (800 porteuses) 350 ms suffisent agrave lrsquoapplication Pour un eacutecart de 1 MHz (160 porteuses) il ne lui faut plus que 80 ms Le seul eacuteleacutement significatif pour lrsquoanalyse eacutetant la relation de phase entre le calibrage de reacutefeacuterence et la mesure on peut optimiser le facteur de crecircte au niveau du geacuteneacuterateur Un signal multi-porteuses avec un faible facteur de crecircte ameacuteliore le rapport signalbruit (SNR) au cours de lrsquoanalyse du temps de propaga-tion de groupe et preacuteserve le dispositif sous test
ConclusionLrsquooption RampSregFSW-K17 permet de reacutealiser des mesures preacute-cises des caracteacuteristiques de distorsion dans les systegravemes de transmission Le temps de propagation de groupe repreacute-sentant la valeur de la distorsion de phase peut ecirctre mesureacute de maniegravere absolue et relative Gracircce agrave une extrecircme simpli-citeacute drsquoutilisation une grande rapiditeacute de mesure et un niveau de preacutecision eacuteleveacute lrsquoapplication est tregraves performante dans la pratique Elle eacutelargit lrsquoeacuteventail deacutejagrave riche des possibiliteacutes de mesure de lrsquoanalyseur de spectre et de signaux haut de gamme RampSregFSW En association avec des geacuteneacuterateurs de signaux tels que RampSregSMU ou RampSregSMBV Rohde amp Schwarz propose ainsi une offre complegravete pour lrsquoanalyse des temps de propagation de groupe
Josef Zwack
ACTUALITEacuteS 20813 45
INSTRUMENTATION GENERALE | Geacuteneacuteration et analyse de signaux
46
Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterificationDifficile de reacutepondre agrave la question de savoir quelle est la preacutecision des reacutesultats de mesure apregraves calibrage drsquoun
analyseur de reacuteseau de nombreux facteurs contribuant en effet agrave lrsquoincertitude de mesure Mais une reacuteponse
rapide et surtout fiable peut ecirctre apporteacutee gracircce au logiciel et aux kits de veacuterification de RohdeampSchwarz
Quelle est la qualiteacute de calibrage Apregraves un calibrage la preacutecision de lrsquoanalyseur reacuteseau lui-mecircme est bien eacutevidemment deacuteterminante pour lrsquoincertitude de mesure mais pas seulement car le kit de calibrage et les cordons utiliseacutes exercent eacutegalement une influence non neacutegligeable Pour obtenir une indication sur la qualiteacute du calibrage ou bien sur la preacutecision de mesure certains utilisa-teurs peuvent succomber agrave la tentation de reconnecter les eacutetalons apregraves le calibrage Il srsquoagit lagrave cependant drsquoune illusion car mecircme les eacutetalons drsquoun autre kit de calibrage ne peuvent fournir aucune information sur lrsquoincertitude reacuteelle et donnent tout au plus une indication sur lrsquoefficaciteacute du calibrage Seule la comparaison avec des mesures reacutealiseacutees sur des disposi-tifs appeleacutes laquo eacutetalons de veacuterification raquo dont les caracteacuteristiques ont eacuteteacute minutieusement releveacutees par le constructeur permet drsquoobtenir une information preacutecise sur lrsquoincertitude de mesure absolue apregraves un calibrage
Veacuterification des donneacutees systegraveme effectives avec un Teacute symeacutetriqueLa meacutethode de veacuterification drsquoun calibrage la plus simple consiste agrave mesurer un Teacute symeacutetrique avec preacutecision par exemple le T-Checker de RohdeampSchwarz (fig 1) dont les paramegravetres S sont relieacutes entre eux avec un rapport deacuteter-mineacute et calculeacutes apregraves calibrage avec le T-Checker connecteacute Lrsquoeacutevaluation indique lrsquoeacutecart par rapport au reacutesultat theacuteorique escompteacute et fournit une indication sur la qualiteacute du calibrage Lrsquoutilisation du T-Checker est recommandeacutee pour les applica-tions de laboratoire habituelles ou en production car seule la connexion de cet eacutetalon est requise pour obtenir rapidement une indication sur la qualiteacute du calibrage
Lorsqursquoil srsquoagit de haute preacutecision kits de veacuterification de RohdeampSchwarzPour deacuteterminer lrsquoincertitude de mesure les reacutesultats les plus preacutecis sont obtenus avec des kits de veacuterification compo-seacutes de plusieurs eacutetalons Les kits de RohdeampSchwarz com-prennent un court-circuit macircle et un court-circuit femelle deacutecaleacutes ( Offset Short) une terminaison macircle et une termi-naison femelle deacutesadapteacutees (Mismatch) un affaiblisseur (Attenuator) et une traverseacutee directe agrave sauts drsquoimpeacutedance ( Stepped Through) Des lignes agrave air (Airline) difficiles agrave mani-puler sont deacutelibeacutereacutement eacuteviteacutees Tous ces eacutetalons de calibrage diffegraverent sensiblement des eacutetalons habituels tels que circuit ouvert (Open) court-circuit (Short) et terminaison (Match) car ils preacutesentent une impeacutedance diffeacuterente et peuvent par conseacute-quent ecirctre utiliseacutes comme eacutetalons de veacuterification Le labora-toire drsquoeacutetalonnage de RohdeampSchwarz accreacutediteacute par lrsquoorga-nisme national drsquoaccreacuteditation de la Reacutepublique feacutedeacuterale drsquoAl-lemagne (DakkS) reacutealise des mesures sur ces eacutetalons tous les 250 MHz et speacutecifie leurs valeurs drsquoincertitude de mesure
Fig 1 Le T-Checker de RohdeampSchwarz offre
un moyen de veacuterification du calibrage simple et
convivial
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Exemple dune eacutevaluation graphique
S21 mesureacute1319127600 Ndeg de seacuterie 101632 Incertitude de mesure
Freacutequence en GHz
5 10 15 20 25
Para
megravet
re d
etra
nsm
issi
on S
21 e
n dB
ndash397
ndash398
ndash399
ndash400
ndash401
Calcul de lrsquoincertitude de mesureLe logiciel RohdeampSchwarz VNAMUC (Vector Network Ana-lyzer Measurement Uncertainty Calculator fig 2) calcule lrsquoin-certitude de mesure theacuteorique escompteacutee (sans cacircble) Apregraves saisie par lrsquoutilisateur des informations sur le type les options et les configurations de lrsquoanalyseur RohdeampSchwarz ainsi que sur le kit de calibrage utiliseacute le logiciel fournit les reacutesultats et les repreacutesente sous forme graphique
Pour obtenir une indication preacutecise sur lrsquoincertitude de mesure reacuteelle des mesures doivent ecirctre reacutealiseacutees en connectant les eacutetalons du kit de veacuterification Les reacutesultats de ces mesures sont alors compareacutes aux reacutesultats de mesure documenteacutes de RohdeampSchwarz et eacutevalueacutes sous forme graphique Comme illustreacute en figure 3 les reacutesultats devraient se situer dans le gabarit de toleacuterances indiqueacute pour chaque eacutetalon
Fig 4 Eacutetalons du kit de veacuterifica-
tion RampSregZV-Z435 (de gauche agrave
droite) deux Offset Short deux
Mismatch un Atteacutenuateur et un
Stepped Through
Fig 3 Repreacutesentation graphique des reacutesultats de mesure de veacuterification
sur un atteacutenuateur de 40 dB
Fig 2 Le logiciel VNAMUC calcule lrsquoincertitude de mesure theacuteorique
escompteacutee
RohdeampSchwarz propose actuellement deux kits de veacuterifi-cation le RampSregZV-Z435 doteacute de connecteurs 35 mm pour des freacutequences jusqursquoagrave 265 GHz (fig 4) et le RampSregZV-Z470 doteacute de connecteurs N pour des freacutequences jusqursquoagrave 18 GHz Drsquoautres kits munis de systegravemes de connecteurs de 292 mm 24 mm et 185 mm seront disponibles prochainement Ces deux kits repreacutesentent ensemble avec le logiciel drsquoincerti-tude VNAMUC un outil indispensable permettant de deacutetermi-ner avec preacutecision lrsquoincertitude de mesure et reacutepondent clai-rement agrave la question poseacutee sur la preacutecision des reacutesultats de mesure apregraves un calibrage
Andreas Henkel
ACTUALITEacuteS 20813 47
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
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RampSregZNB analyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 portsLes tablettes et smartphones actuels gegraverent plusieurs bandes de freacutequence et offrent des fonctionnaliteacutes
comme Wi-Fi Bluetoothreg et GPS Les modules inteacutegreacutes agrave cet effet sont doteacutes de nombreux ports RF dont les
paramegravetres doivent ecirctre entiegraverement caracteacuteriseacutes Jusqursquoagrave huit ports RF peuvent ecirctre caracteacuteriseacutes par lrsquoana-
lyseur de reacuteseau 8 ports RampSregZVT Si ce nombre est plus eacuteleveacute ndash les composants de la nouvelle geacuteneacuteration
pouvant en effet avoir plus de 20 ports ndash il existe drsquoautres solutions que RohdeampSchwarz propose pour son
analyseur de reacuteseau RampSregZNB
Davantage de ports gracircce aux matricesCapaciteacute de caracteacuterisation de nombreux ports de test et faciliteacute drsquoutilisation ndash lrsquoanalyseur de reacuteseau RampSregZNB concilie ces deux exigences gracircce agrave lrsquoutilisation de matrices de com-mutation (fig 1) Augmenter le nombre de ports avec des matrices nrsquoest pas nouveau Ce qursquoil lrsquoest en revanche est que la commande de la matrice et le choix des paramegravetres de mesure soient directement effectueacutes par le firmware de lrsquoanalyseur de reacuteseau Avec les matrices de commutation actuellement proposeacutees par RohdeampSchwarz le nombre de ports de test du RampSregZNB peut ecirctre eacutetendu agrave 32 (fig 2)
ndash sans impacter son utilisation qui reste aussi conviviale et rapide que celle drsquoune uniteacute de base agrave deux ou quatre ports Ainsi par exemple le RampSregZNB deux ports avec la matrice de commutation RampSregZV-Z81 (modegravele 09) et ses deux entreacutees et neuf sorties (fig 3) devient un analyseur de reacuteseau 9 ports Un RampSregZNB 4 ports avec deux matrices doteacutees de deux entreacutees et 16 sorties peut eacutevoluer vers un analyseur 32 ports Ainsi eacutequipeacute lrsquoensemble des 1024 (32 times 32) paramegravetres S drsquoun objet sous test agrave 32 ports peut theacuteoriquement ecirctre caracteacuteriseacute en un seul passage
Fig 1 Analyse de reacuteseaux multiports avec le
RampSregZNB Avec la matrice de commutation
RampSregZV-Z81 (modegravele 66) jusqursquoagrave 16 ports de
test sont disponibles
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Matrice de commutation RampSregZV-Z81 Modegravele 09
B DVNA ports
Test ports
85 764321 9
SP3T SP3T SP3T SP3T SP3T
SP5T54321
SP5T54321
SP5T54321
SP5T54321
SP3T SP3T SP3T SP3T
Matrice de commutation
Entreacutees SortiesType commutateur
RampSregZV-Z81 Modegravele 05 2 5Full Crossbar eacutelectronique
Modegravele 09 2 9Full Crossbar eacutelectronique
Modegravele 66 2 16Full Crossbar eacutelectromeacutecanique
RampSregZV-Z82 Modegravele 10 4 10Full Crossbar eacutelectronique
Fig 2 Matrices de commutation actuellement disponibles chez
RohdeampSchwarz
Un RampSregZNB 4 ports est neacutecessaire pour reacutealiser des mesures de type
Full crossbar
La tenue en charge relativement faible des commutateurs eacutelectroniques dans les matrices nrsquoa permis jusqursquoici de reacutea-liser des mesures avec des niveaux de signal eacuteleveacutes ndash par exemple sur des amplificateurs de puissance ndash que de maniegravere limiteacutee Ce problegraveme peut deacutesormais ecirctre contourneacute en reliant une matrice doteacutee de deux entreacutees agrave un RampSregZNB 4 ports de sorte que les deux ports restants de lrsquoanalyseur avec leur puissance de sortie eacuteleveacutee de +15 dBm et leur grande capaciteacute de charge jusqursquoagrave +27 dBm demeurent dis-ponibles pour caracteacuteriser les composants actifs de lrsquoobjet sous test par exemple pour la mesure du point de compres-sion (fig 4) Cette configuration permet drsquoeacuteviter les commu-tateurs meacutecaniques lents couramment utiliseacutes jusqursquoici et en conseacutequence drsquoaugmenter par exemple la cadence en production car la vitesse de mesure eacuteleveacutee du RampSregZNB et le temps de commutation rapide du commutateur eacutelectro-nique des matrices raccourcissent de maniegravere significative les temps de mesure
Configuration plus simple que jamais ndash obtention des reacutesultats en trois eacutetapesContrairement aux solutions deacutejagrave disponibles sur le marcheacute la configuration la commande du montage ou la mesure ne requiegraverent ici ni logiciel suppleacutementaire ni macro-instructions Le RampSregZNB controcircle les matrices via une connexion LAN ou USB Une fois connecteacute au RampSregZNB le type de matrice et lrsquoattribution des numeacuteros de ports sont automatiquement deacutetecteacutes afin que lrsquoutilisateur puisse immeacutediatement com-mencer la reacutealisation des mesures Le grand eacutecran tactile agrave diagonale de 30 cm et le concept drsquoutilisation intuitif de lrsquoana-lyseur offrent une visualisation claire mecircme en preacutesence de nombreuses traces de mesure
Les paramegravetres S (symeacutetriques et asymeacutetriques) ainsi que les paramegravetres drsquoonde et leurs rapports respectifs sont seacutelec-tionneacutes directement via lrsquointerface utilisateur dans les analy-seurs de reacuteseau RampSregZNB agrave 2 et 4 ports puis afficheacutes Cela
Fig 4 Systegraveme de mesure 11 ports avec deux ports RampSregZNB comme
ports de test suppleacutementaires
Fig 3 Matrice de commutation RampSregZV-Z81 modegravele 09 avec deux
entreacutees et neuf sorties
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INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
50
deacutemontre ici lrsquoavantage du concept drsquoutilisation reacutesolument conccedilu pour des applications agrave ports multiples Les indices des paramegravetres S ou les puissances peuvent ecirctre directement entreacutes agrave partir du clavier numeacuterique de sorte que chaque para-megravetre peut ecirctre seacutelectionneacute en un maximum de trois eacutetapes mecircme avec des objets sous test agrave nombreux ports (fig 5)
Calibrage ndash simple et rapideIl est indispensable notamment lorsqursquoon utilise des matrices de proceacuteder agrave un calibrage avant drsquoeffectuer les mesures afin drsquoeacuteliminer en prioriteacute lrsquoinfluence de lrsquoaffaiblissement des commutateurs sur les reacutesultats de mesure Le RampSregZNB pro-pose des meacutethodes de calibrage multiports manuelles qui neacutecessitent un minimum de connexions directes Le cali-brage reacutealiseacute avec des uniteacutes automatiques est neacuteanmoins recommandeacute afin de minimiser le nombre drsquoopeacuterations de vissage neacutecessaires et drsquoeacuteviter des proceacutedures de calibrages longues ainsi qursquoune usure preacutematureacutee des connecteurs et des eacutetalons de calibrage
RohdeampSchwarz propose agrave cet effet des uniteacutes de calibrage agrave deux quatre six ou huit ports (fig 7) Un nombre encore plus important de ports peut ecirctre calibreacute en connectant lrsquouniteacute de calibrage aux diffeacuterents ports de test Un assistant guide lrsquouti-lisateur en toute seacutecuriteacute agrave toutes les eacutetapes de la proceacutedure de calibrage (fig 6)
ConclusionLe RampSregZNB forme en combinaison avec les matrices un systegraveme de mesure drsquoanalyse de reacuteseaux fiable pour la carac-teacuterisation de modules et composants symeacutetriques et asymeacute-triques avec un maximum de 32 ports Le systegraveme se confi-gure quasi automatiquement Lrsquoutilisation et lrsquoeacutevaluation sont simples et intuitives mecircme pour un grand nombre de ports et srsquoeffectuent directement via lrsquointerface utilisateur du RampSregZNB Agrave lrsquoaide drsquouniteacutes de calibrage jusqursquoagrave huit ports des systegravemes comportant de nombreux ports peuvent eacutegale-ment ecirctre calibreacutes facilement et rapidement
Thilo Bednorz
Fig 6 Calibrage 12 ports avec une uniteacute de calibrage 4 ports
Fig 7 Uniteacutes
de calibrage de
RohdeampSchwarz A
droite lrsquouniteacute de cali-
brage RampSregZV-Z51
en bas lrsquouniteacute de cali-
brage RampSregZV-Z58
Fig 5 Choix des
paramegravetres S par
entreacutee directe des
indices
INSTRUMENTATION GENERALE | Analyse de reacuteseaux
Amplificateur large bande pour applications hyperfreacutequencesLe nouvel amplificateur large bande RampSregBBA150 deacutebute avec la gamme de freacutequences de 800 MHz agrave
3 GHz Ensemble avec la famille drsquoamplificateurs large bande RampSregBBA100 deacutejagrave bien eacutetablie il permet
deacutesormais de reacutealiser des systegravemes drsquoamplificateurs avec plusieurs gammes de freacutequences situeacutees entre
9 kHz et 3 GHz et de nombreuses classes de puissance
Nouvelles applications jusqursquoagrave 3 GHzUn concept optimiseacute pour freacutequences eacuteleveacutees une taille com-pacte et un poids reacuteduit tels eacutetaient les objectifs agrave atteindre pour le deacuteveloppement du nouvel amplificateur de puissance RampSregBBA150 (fig 1) Cet amplificateur ouvre de nouveaux domaines drsquoapplications comme par exemple les essais drsquoim-muniteacute eacutelectromagneacutetiques jusqursquoagrave 3 GHz selon diffeacuterentes normes dans des environnements industriels pour la fabrica-tion de composants et lrsquoassurance qualiteacute dans la recherche et la technologie physique ainsi que dans les technologies de communication Le RampSregBBA150 est actuellement dispo-nible dans une gamme de freacutequences continue de 800 MHz agrave 3 GHz et avec des puissances de sortie de 30 W 60 W 110 W et 200 W
Concept RF le plus avanceacute du marcheacuteLrsquoexpeacuterience de plusieurs deacutecennies de RohdeampSchwarz en matiegravere de deacuteveloppement drsquoamplificateurs de puissance et lrsquoutilisation de programmes de conception et de simulation les plus modernes ainsi que de nouveaux semi-conducteurs de
puissance justifient que le RampSregBBA150 dispose du concept RF le plus avanceacute du marcheacute La puissance maximale de 200 W dans un boicirctier de seulement quatre uniteacutes de hauteur et le poids relativement faible lieacute au mode de construction reacutesolument leacuteger par exemple seulement 24 kg pour lrsquoappa-reil de 200 W sont particuliegraverement impressionnants
Efficace robuste et fabriqueacute en seacuterieLa grande robustesse de cet appareil apporte la garantie drsquoun fonctionnement fiable ndash facteur eacuteconomique agrave ne pas sous-estimer Le RampSregBBA150 est un produit fabriqueacute en seacuterie selon des normes de qualiteacute de haut niveau sur le site de Teisnach une des usines les plus modernes drsquoEurope dans cette cateacutegorie de produits Pour assurer une parfaite seacutecuriteacute pendant le fonctionnement le firmware compact de lrsquoamplifi-cateur offre des meacutecanismes de surveillance et de protection efficaces Les eacutetages de puissance RF largement dimension-neacutes disposent de suffisamment de reacuteserves pour que les para-megravetres garantis dans la fiche technique soient assureacutes sans avoir agrave pousser les amplificateurs aux limites de leur capaciteacute
Fig 1 Lrsquoamplificateur de puissance mono-bande RampSregBBA150 est disponible avec des puissances de sortie de 30 W 60 W 110 W et 200 W
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CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
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Dernier point agrave souligner eacutegalement leur grande toleacuterance aux deacutesadaptations (par ex court-circuit cocircteacute RF ou sortie RF ouverte) qui garantit une haute fiabiliteacute
Fig 2 Panneau de commande du RampSregBBA150 dans un navigateur web
Utilisation et commande polyvalentesLrsquoamplificateur peut ecirctre entiegraverement piloteacute via lrsquoeacutecran et les boutons de commande situeacutes sur le panneau avant Il peut ecirctre eacutegalement commandeacute via les navigateurs Web habituels au moyen drsquoune interface graphique (fig 2) Pour les seacutequences de test automatiseacutees le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 permet la prise en charge totale du RampSregBBA150 Mais le pilotage via Ethernet est eacutegalement possible gracircce agrave la disponibiliteacute drsquoun vaste jeu drsquoinstructions de commandes agrave distance selon la nomenclature SCPI
Deux familles ndash un systegraveme drsquoamplificateursLe RampSregBBA150 peut bien eacutevidemment fonctionner de faccedilon indeacutependante mais ses points forts sont eacutegalement mis en eacutevidence lorsqursquoil est utiliseacute en combinaison avec les amplifi-cateurs large bande RampSregBBA100 avec lesquels il peut ecirctre inteacutegreacute de faccedilon homogegravene dans des systegravemes drsquoamplifica-teurs pour la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 3 GHz (fig 3) Dans ces systegravemes le RampSregBBA150 beacuteneacuteficie des options de commutation RF du RampSregBBA100 comme par exemple des commutateurs drsquoentreacutee et de sortie RF et du seacutelecteur de points de mesure RF (fig 4)
Sur demande le RampSregBBA100 en tant que maicirctre prend en charge la commande du RampSregBBA150 qursquoil integravegre comme une voie RF suppleacutementaire Lrsquoensemble du systegraveme apparaicirct alors comme un amplificateur multi-bande qui peut disposer en option drsquoune entreacutee RF commune ainsi que drsquoun seacutelecteur de points de mesure et drsquoun commutateur RF communs La commande agrave distance srsquoeffectue eacutegalement de maniegravere cen-traliseacutee via une interface
Excellent service et maintenance rapide La structure modulaire du RampSregBBA150 permet une remise en eacutetat rapide et une dureacutee drsquoimmobilisation minimale en cas de dysfonctionnement Tous les modules peuvent geacuteneacute-ralement ecirctre deacutejagrave eacutechangeacutes par le repreacutesentant local de RohdeampSchwarz ou le centre de services le plus proche La disponibiliteacute des piegraveces de rechange au niveau mondial est bien sucircr une eacutevidence Si toutefois le problegraveme ne pouvait pas ecirctre reacutesolu par un remplacement de modules la reacutepara-tion en usine serait alors effectueacutee dans un deacutelai maximal de dix jours ouvrables (hors deacutelais drsquoexpeacutedition du mateacuteriel)
Autre avantage la possibiliteacute drsquoextension de la garantie qui offre une haute disponibiliteacute du RampSregBBA150 agrave des coucircts drsquoexploitation reacuteduits et preacutevisibles Des extensions de un agrave quatre ans ndash srsquoajoutant agrave la garantie de base de trois ans ndash assurent une couverture longue dureacutee
Fig 3 Systegraveme global avec les amplificateurs RampSregBBA100 et
RampSregBBA150
CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
Systegraveme drsquoamplificateurs avec RampSregBBA100 et RampSregBBA150
Commutateur dentreacutee RF Bandes de freacutequence Coupleurs directionnels de mesure Commutateurs de sortie RF
Entreacutee RF
cedilBBA150
cedilBBA100
Pince de couplage
1
7
ReacutefleacutechieIncidente
ReacutefleacutechieIncidente
ReacutefleacutechieIncidente
Incidente
ReacutefleacutechieSorties de mesure
Seacutelecteurs de points de mesure
9 kHz agrave 250 MHz
250 MHz agrave 1 GHz
800 MHz agrave 3 GHz
Antenne
ConclusionAvec le nouvel amplificateur de puissance RampSregBBA150 un eacuteleacutement suppleacutementaire vient compleacuteter la gamme des pro-duits CEM de RohdeampSchwarz Un concept moderne une inteacutegration homogegravene dans la famille drsquoamplificateurs large bande reacuteputeacutes RampSregBBA100 ainsi que la preacutesence drsquoun
service client au niveau mondial font du nouvel amplificateur le choix ideacuteal pour des applications CEM et bien drsquoautres Le concept modulaire fournit la base drsquoune expansion future en termes de performance et de gamme de freacutequences et peacuteren-nise les investissements
Sandro Wenzel
Fig 4 Systegraveme composeacute des amplificateurs RampSregBBA150 et RampSregBBA100 avec les gammes de freacutequences de 9 kHz agrave 250 MHz (bande A) de
250 MHz agrave 1 GHz (bande C) et de 800 MHz agrave 30 GHz (bande D)
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CEM MESURE DE CHAMP | Amplificateurs
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Rapides et simples mesures de diagnostic et de preacute-certification avec le RampSregESRP
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
10 Hz 9 kHz 36 GHz 7 GHz
cedilESRP3
cedilESRP3 avec option cedilESRP-B29
cedilESRP7
cedilESRP7 avec option cedilESRP-B29
RampSregESRP les modegraveles
Structure de base Preacuteseacutelection reacutecepteur
Convertis-seur AN FFT EacutecranDeacutetecteurs
Les nombreuses exigences imposeacutees aux reacutecepteurs de mesure CEM pour la certification jouent eacutegalement
un grand rocircle dans le quotidien des laboratoires ou pour la reacutealisation de mesures preacuteparatoires notamment
en matiegravere de vitesse drsquoeacutetendue de fonctions et de confort drsquoutilisation Le nouveau reacutecepteur de mesure
CEM RampSregESRP de cateacutegorie preacute-qualification est optimiseacute pour reacutepondre agrave ces exigences Avec lui les
mesures CEM qui duraient des heures auparavant ne neacutecessitent deacutesormais qursquoune fraction de ce temps
Haute vitesse eacutegalement assureacutee dans la cateacutegorie preacute-qualificationApregraves avoir preacutesenteacute lrsquoanneacutee derniegravere le RampSregESR reacutecepteur de mesure CEM le plus rapide du monde pour les mesures de conformiteacute RohdeampSchwarz ne srsquoest pas fait longtemps attendre pour proposer aux utilisateurs un appareil comparable capable de reacutealiser des mesures de diagnostic en laboratoire et en deacuteveloppement Agrave lrsquoinstar du RampSregESR le RampSregESRP (fig 1 page de gauche) offre eacutegalement une fonction de balayage dans le domaine temporel baseacute FFT (Time Domain Scan) et peut donc effectuer plus rapidement les mesures de preacute-cer-tification agrave savoir de plusieurs ordres de grandeur Il excelle particuliegraverement dans les mesures de diagnostic CEM tout au long du processus du deacuteveloppement ainsi que dans toutes les mesures agrave reacutealiser en amont de la certification des produits et ce tant pour les normes CEM civiles que pour les speacutecifica-tions de mesure militaires jusqursquoagrave 7 GHz
Ce reacutecepteur est disponible en deux modegraveles pour les gammes de freacutequences de 9 kHz agrave 36 GHz ou 7 GHz La limite infeacuterieure de la freacutequence peut ecirctre eacutetendue agrave 10 Hz avec lrsquooption RampSregESRP-B29 (fig 2) La commande du reacutecep-teur srsquoeffectue par lrsquointermeacutediaire drsquoun eacutecran tactile particuliegrave-rement convivial
La norme fondamentale prend en compte la technologie de reacutecepteur baseacutee FFTLa publication de lrsquoamendement A12010-06 agrave la 3egraveme eacutedi-tion de la norme fondamentale CISPR 16-1-1 relative aux appareils de mesure des perturbations radioeacutelectriques a geacuteneacutereacute une activiteacute importante Les prochaines eacuteditions et modifications des normes de familles de produits comme par exemple EN 55011 agrave EN 55032 se reacutefeacutereront pour les essais CEM agrave la derniegravere eacutedition de cette norme fondamen-tale importante si cela nrsquoest drsquoailleurs pas deacutejagrave fait Elles auto-risent lrsquoutilisation des reacutesultats de mesure obtenus avec la technologie de reacutecepteur baseacutee FFT Ces mesures peuvent ecirctre reacutealiseacutees par une transposition dans la bande de base (fig 3) ou agrave lrsquoaide des eacutetages FI (freacutequence intermeacutediaire) conccedilus en large bande Les reacutesultats sont ainsi obtenus bien plus rapidement ndash avec la mecircme preacutecision et surtout la mecircme reproductibiliteacute
Fig 2 Reacutecepteur de mesure CEM RampSregESRP preacutesentation des modegraveles
et de leurs gammes de freacutequences respectives
Mesurer plus rapidement avec le balayage dans le domaine temporelGracircce agrave son calcul FFT performant lrsquooption de balayage dans le domaine temporel RampSregESRP-K53 acceacutelegravere les mesures de maniegravere spectaculaire En mode de balayage dans le domaine temporel (Time Domain Scan) le RampSregESRP effectue les mesures agrave une vitesse supeacuterieure de plusieurs ordres de gran-deur par rapport agrave une utilisation avec lrsquoaccord de freacutequence conventionnel par pas (Stepped Scan) Le signal temporel est ici acquis agrave une freacutequence drsquoeacutechantillonnage de 128 MHz et numeacuteriseacute avec un convertisseur AN 16 bits pour un traite-ment ulteacuterieur Le temps gagneacute pour obtenir les reacutesultats de mesure est indiqueacute en figure 4 laquelle illustre la diffeacuterence entre le balayage freacutequentiel par pas et le balayage dans le domaine temporel pour les bandes B et CD du CISPR
Les temps de mesure totaux marqueacutes en rouge dans la figure 4 sont un exemple de mesures typiques dans la bande CD du CISPR telles qursquoelles doivent ecirctre reacutealiseacutees par les
Fig 3 Scheacutema fonctionnel du RampSregESRP avec conversion en bande de
base jusqursquoagrave 30 MHz Le reacutecepteur de mesure CEM le plus rapide du monde reacuteduit consideacuterablement les
temps de test ACTUALITEacuteS (2012) Ndeg 207 pages 22ndash27
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CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
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Fig 5 Eacutecart de niveau entre les fonctions de
balayage freacutequentiel par pas (en jaune) et de
balayage dans le domaine temporel (en vert)
fabricants et eacutequipementiers automobiles selon la norme de famille de produits CISPR 25 jusqursquo agrave 1 GHz avec une bande passante de mesure de 9 kHz (minus6 dB) Lors du balayage freacute-quentiel par pas des pas de 4 kHz sont deacutefinis pour reacutealiser des mesures sans discontinuiteacute et avec un temps de mesure de 10 ms des impulsions ayant un taux de reacutepeacutetition de 100 Hz peuvent encore ecirctre deacutetecteacutees
Avec le balayage dans le domaine temporel les reacutesultats de mesure sont environ 500 fois plus rapidement disponibles bien que dans ce mode ndash en raison du pas de 225 kHz ndash le nombre de points de mesure ait quasiment doubleacute Comme illustreacute en figure 4 des gains de temps significatifs peuvent eacutegalement ecirctre obtenus lors de mesures reacutealiseacutees dans drsquoautres bandes ce qui permet de reacuteduire consideacuterablement le temps et les coucircts neacutecessaires agrave la mise en production en seacuterie drsquoun produit
Gamme de freacutequence
Deacutetecteur temps de mesure bande pas-sante de mesure
RampSregESRP
Balayage freacutequen-tiel par pas
Balayage dans le domaine temporel (en option)
Bande B du CISPR 150 kHz agrave 30 MHz
Crecircte 100 ms 9 kHz 7462 points de mesure 755 s
13 267 points de mesure 2 s
Bande B du CISPR 150 kHz agrave 30 MHz
Quasi-crecircte 1 s 9 kHz 7462 points de mesure 12 960 s
13 267 points de mesure 60 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Crecircte 10 ms 120 kHz 24 250 points de mesure 254 s
32 334 points de mesure 6 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Crecircte 10 ms 9 kHz 242 500 points de mesure 4310 s
431 112 points de mesure 8 s
Bande CD du CISPR 30 MHz agrave 1000 MHz
Quasi-crecircte 1 s 120 kHz 24 250 points de mesure env 600 min
32 334 points de mesure env 33 min
Fig 4 Comparaison des temps de mesure
totaux entre le balayage freacutequentiel par pas et
le balayage dans le domaine temporel avec des
paramegravetres de mesure typiques Entoureacutes en
rouge exemple de temps de mesure totaux
pour des mesures typiques agrave effectuer par les
eacutequipementiers et les fabricants drsquoautomobiles
selon la norme de famille de produits CISPR
25 jusqursquoagrave 1 GHz avec une bande passante de
9 kHz (minus6 dB)
Enregistrement sans discontinuiteacute des eacutemissions de perturbations Gracircce au balayage dans le domaine temporel les mesures CEM dans les bandes du CISPR peuvent deacutesormais ecirctre reacuteali-seacutees en quelques secondes A cet effet le RampSregESRP acquiert sans interruption temporelle les composantes spectrales avec une bande passante jusqursquoagrave 30 MHz Avec un pas virtuel drsquoun quart de la bande passante de reacutesolution et un chevauche-ment de la fenecirctre gaussienne FFT drsquoenviron 90 le reacutecep-teur atteint une tregraves bonne preacutecision de mesure de niveau avec des perturbateurs pulseacutes (fig 5) Lrsquoincertitude de mesure totale satisfait ainsi aux exigences de la norme CISPR 16-1-1 eacutegalement pour les mesures de preacute-certification
La vitesse de mesure doit en outre ecirctre eacuteleveacutee lorsqursquoun dis-positif sous test ne peut ecirctre utiliseacute que pendant une courte peacuteriode soit parce qursquoil modifie son comportement (avec des
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
perturbations agrave variation de niveau et de freacutequence) soit au pire parce qursquoil peut ecirctre endommageacute srsquoil fonctionne pendant une dureacutee trop importante ou encore parce que le cycle de fonctionnement requiert une certaine vitesse comme par exemple pour les legraveve-vitres eacutelectriques des veacutehicules Avec le balayage dans le domaine temporel du RampSregESRP de tels sceacute-narios de mesure peuvent ecirctre bien plus aiseacutement maicirctriseacutes
Lrsquoutilisateur peut lui-mecircme augmenter le temps drsquoobservation pour pouvoir deacuteterminer avec certitude les perturbations inter-mittentes agrave bande eacutetroite ou les perturbateurs isoleacutes
Lrsquooption Module de filtres preacuteseacutelecteur RampSregESRP-B2 est composeacutee de 16 filtres et inclut un preacuteamplificateur de 20 dB jusqursquoagrave 7 GHz maximum Doteacute de ce module le RampSregESRP reacutealise des mesures sur signaux perturbateurs intermittents agrave taux de reacutepeacutetition drsquoimpulsions de 10 Hz ou plus conformeacute-ment agrave la norme fondamentale CISPR 16-1-1 Avec lrsquoadapta-tion de la bande passante du filtre de preacuteseacutelection de 150 kHz agrave 30 MHz les eacutemissions conduites sont mesureacutees simulta-neacutement en une seule eacutetape sur 13 267 freacutequences gracircce au balayage dans le domaine temporel (fig 6)
Fig 6 En une seule eacutetape mesure drsquoeacutemissions
conduites dans la bande B du CISPR
Fig 7 Analyse FI avec couplage en paral-
legravele avec la fonction de poursuite marqueur
(Marker-Track) dans le spectre de la mesure
drsquoinvestigation
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Fig 8 Le RampSregESRP avec protec-
tions lateacuterales et poigneacutee de trans-
port pour travaux exteacuterieurs
Davantage de reacutesolution en repreacutesentation spectrale avec la fonction drsquoanalyse FI Les amplitudes de signaux critiques dans le spectre peuvent ecirctre examineacutees de maniegravere plus approfondie avec la fonction drsquoanalyse FI du RampSregESRP Avec lrsquoanalyse FI la repreacutesentation spectrale du signal drsquoentreacutee RF est afficheacutee dans une plage reacuteglable (jusqursquoagrave 10 MHz) autour de la freacutequence de reacuteception Cette repreacutesentation srsquoeffectue soit agrave la freacutequence actuelle en parallegravele avec lrsquoaffichage agrave barre-graphes soit agrave la position du marqueur par la fonction marker-track sur le reacutesultat existant drsquoun balayage de freacutequence par exemple drsquoune mesure drsquoin-vestigation (fig 7) Gracircce agrave ce couplage la freacutequence centrale du spectre FI correspond toujours agrave la freacutequence de reacutecep-tion actuelle du reacutecepteur de mesure Le reacutecepteur peut ainsi ecirctre reacutegleacute avec une grande preacutecision et surtout tregraves rapide-ment sur le signal agrave analyser Lrsquoutilisateur beacuteneacuteficie en outre drsquoune vue drsquoensemble preacutecise sur lrsquooccupation du spectre autour du canal de mesure et ndash avec une largeur drsquoaffichage du spectre de lrsquoanalyse FI suffisamment grande ndash sur la distri-bution spectrale drsquoun signal moduleacute dans le canal de mesure Les signaux de reacuteception peuvent ainsi ecirctre rapidement clas-seacutes dans la cateacutegorie des signaux perturbateurs ou signaux utiles Les deacutemodulateurs audio AM ou FM commutables en parallegravele facilitent lrsquoidentification des signaux capteacutes afin par exemple de deacutetecter et drsquoexclure les brouilleurs ambiants lors des mesures sur site ouvert
Fonctions drsquoanalyse de spectre et mesures CEM en mode analyseur de spectre Lrsquooption RampSregESRP-B29 permet drsquoeacutetendre la gamme de freacute-quence de 9 kHz agrave 36 ou 7 GHz aux basses freacutequences jusqursquoagrave 10 Hz Lorsque la preacuteseacutelection est coupeacutee en mode analyseur de spectre la sensibiliteacute du RampSregESRP peut ecirctre augmenteacutee gracircce agrave lrsquooption preacuteamplificateur seacutepareacutee RampSregFSV-B22 Avec son faible niveau de bruit (plancher de bruit ndash168 dBm typique dans une bande passante de 1 Hz et avec preacuteamplificateur en fonctionnement) le RampSregESRP peut eacutegalement mesurer avec preacutecision des signaux de tregraves faible
niveau Son excellente dynamique fait qursquoil satisfait aux exi-gences speacutecifiques de la norme CISPR 16-1-1 Ed 3 (laquo Uti-lisation drsquoanalyseurs de spectre sans preacuteseacutelection pour les mesures de perturbations radioeacutelectriques conformes aux normes raquo) agrave savoir pour des signaux parasites agrave partir drsquoune freacutequence de reacutepeacutetition drsquoimpulsion de 20 Hz
Les mesures drsquoeacutemissions de perturbations radioeacutelectriques peuvent ecirctre reacutealiseacutees en mode analyseur de spectre avec ou sans preacuteseacutelecteur Lrsquoutilisateur peut en outre choisir le nombre de points de balayage agrave mesurer dans ce mode Pour une eacutevaluation pertinente jusqursquoagrave 200 001 points de mesure peuvent ecirctre deacutefinis Agrave titre de comparaison jusqursquoagrave 4 mil-lions de points de mesure par courbe sont disponibles en mode reacutecepteur de test Mais les mesures de diagnostic reacutea-liseacutees tout au long du processus de deacuteveloppement doivent aussi ecirctre preacutecises et reproductibles Des reacutesolutions laquo nor-males raquo de 8000 ou 32 000 points de mesure telles que ren-contreacutees habituellement sur drsquoautres analyseurs de spectre atteignent en geacuteneacuteral rapidement leurs limites et srsquoavegraverent insuffisantes pour les mesures CEM
Les marqueurs de mesure configurables du RampSregESRP (jusqursquoagrave 16) positionneacutes sur les freacutequences des signaux para-sites permettent lrsquoanalyse cibleacutee des perturbations Le cou-plage des marqueurs de mesure avec un deacutetecteur de pondeacute-ration CISPR associeacute permet drsquoeacutetablir une comparaison avec les valeurs limites speacutecifieacutees La possibiliteacute de repreacutesenter le spectre sur un axe de freacutequence logarithmique facilite le dia-gnostic des reacutesultats de mesure sur une large gamme de freacute-quences et assure la repreacutesentation conforme aux normes des gabarits Les freacutequences critiques sont clairement afficheacutees dans une liste de pics Cela permet drsquoeacutevaluer rapidement le spectre de perturbations par rapport aux valeurs limites
Geacuteneacuterateur de poursuite pour analyse de reacuteseaux scalaireUn geacuteneacuterateur de poursuite interne (option RampSregFSV-B9) per-met drsquoeacutetendre les fonctions du RampSregESRP agrave lrsquoanalyse de reacuteseaux scalaire pour la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 7 GHz Ainsi la courbe drsquoaffaiblissement en fonction de la freacute-quence par exemple la reacuteponse en freacutequence des cacircbles de mesure ou des filtres peut ecirctre rapidement et aiseacutement deacuteter-mineacutee puis enregistreacutee dans le RampSregESRP sous forme de table de correction (transducteur)
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
Conccedilu pour une utilisation en exteacuterieurPour une utilisation en exteacuterieur par exemple en voiture ou sur site ouvert le RampSregESRP peut ecirctre eacutequipeacute de lrsquooption ali-mentation DC RampSregFSV-B30 (12 V agrave 15 V) et livreacute avec une version de boicirctier diffeacuterente avec protections lateacuterales et poi-gneacutee de transport (fig 8) Utiliseacute sur site ouvert et doteacute du pack batterie Li-ion RampSregFSV-B32 le reacutecepteur fonctionne de maniegravere fiable pendant plusieurs heures par exemple pour enregistrer des seacuteries de mesures
Dans sa version standard le RampSregESRP est eacutequipeacute drsquoun disque dur pour stocker les donneacutees Il peut ecirctre remplaceacute par un disque SSD amovible pour reacutesister agrave une plus grande exposition aux chocs et vibrations dans les veacutehicules ou agrave une tempeacuterature de fonctionnement fluctuant de faccedilon plus importante que la moyenne
Mesures automatiques et support logicielAvec sa fonction drsquoautomatisation de test inteacutegreacutee le RampSregESRP dispose drsquoun seacutequenceur de test configurable conccedilu selon le principe suivant mesure drsquoinvestigation ndash reacuteduction de donneacutees ndash mesure finale (fig 9) Ainsi le nombre de freacutequences agrave veacuterifier en mesure finale et lrsquoeacutecart par rapport agrave une ou plusieurs lignes de valeurs limites sont deacutefi-nis La seacutequence est lanceacutee par simple pression drsquoune touche et srsquoexeacutecute alors entiegraverement en automatique Au choix la mesure finale peut eacutegalement ecirctre effectueacutee de maniegravere inte-ractive La liste des freacutequences repeacutereacutees srsquoouvre en appuyant sur le symbole laquo Peak List raquo Le nombre de freacutequences agrave veacuteri-fier en mesure finale peut ainsi encore ecirctre modifieacute puis lrsquoeacuteva-luation finale est reacutealiseacutee avec des deacutetecteurs Quasi-crecircte CISPR-AV ou CISPR RMS-AV Lrsquoaffectation des deacutetecteurs res-pectifs srsquoeffectue ici avec lrsquoassistant de trace (Trace Wizzard)
En outre les applications logicielles CEM RampSregEMC32 et RampSregES-SCAN sont disponibles pour le controcircle de seacutequence automatique et semi-automatique Le logiciel EMI RampSregES-SCAN est un logiciel Windows abordable et convivial qui a eacuteteacute conccedilu speacutecifiquement pour les mesures lieacutees aux mesures drsquoeacutemissions en laboratoire de deacuteveloppement et qui de ce fait complegravete ideacutealement le RampSregESRP
Le logiciel de mesure CEM RampSregEMC32 prend eacutegalement en charge le RampSregESRP Ce logiciel modulaire permet de reacutealiser des mesures drsquoimmuniteacute et drsquoeacutemissions aussi bien en manuel qursquoen semi-automatique ou entiegraverement en automatique selon les normes civiles et militaires Lrsquoacquisition lrsquoeacutevaluation la documentation et la traccedilabiliteacute fiables des reacutesultats de mesure ainsi que la commande agrave distance de nombreux accessoires tels que systegravemes de macirct et plateau tournant sont inclus
La commande agrave distance du RampSregESRP via GPIB ou LAN srsquoef-fectue soit par lrsquointermeacutediaire drsquointerfaces standard selon
IEC 625-2 (IEEE 4882) soit via des interfaces LAN (10 100 1000BaseT) Des pilotes gratuits disponibles sur le site Inter-net de RohdeampSchwarz pour LabVIEW LabWindows CVI et VXI Plug amp Play permettent drsquointeacutegrer le RampSregESRP dans des programmes personnaliseacutes
ReacutesumeacuteLe RampSregESRP est un reacutecepteur de mesure CEM pour la gamme de freacutequences de 10 Hz agrave 7 GHz speacutecialement conccedilu pour la reacutealisation de mesures de diagnostic tout au long du processus de deacuteveloppement de nouveaux produits ainsi que pour la preacuteparation agrave la mesure de certification finale Gracircce agrave ses performances RF exceptionnelles sa vitesse de mesure et ses nombreuses fonctions de mesure il est lrsquooutil ideacuteal pour une utilisation en deacuteveloppement et en laboratoire Il est de ce fait optimiseacute pour effectuer les mesures CEM le plus rapi-dement possible et de faccedilon aussi preacutecise que neacutecessaire Pour cela son balayage dans le domaine temporel baseacute FFT acquiert le spectre de perturbations agrave haute vitesse Mais le RampSregESRP est eacutegalement un analyseur de spectre complet doteacute de hautes performances pour les applications en labo-ratoire Son interface utilisateur clairement structureacutee et son eacutecran tactile rendent son utilisation conviviale qualiteacute que lrsquoon peut appreacutecier agrave sa juste valeur dans toute lrsquoeacutetendue de sa large gamme drsquoapplications Avec cet appareil polyvalent lrsquoutilisateur atteint rapidement son objectif ndash agrave savoir la pro-duction en seacuterie de son produit agrave certifier
Volker Janssen
Fig 9 Menu drsquoautomatisation des tests pour la configuration des
mesures exeacutecuteacutees en automatique
Bibliographie Amendment 12010-06 to CISPR 16-1-12010-01 (Edition 3) Specification for radio dis-turbance and immunity measuring apparatus and methods ndash Part 1-1 Radio disturbance and immunity measuring apparatus ndash Measuring apparatusDes informations deacutetailleacutees sur le RampSregESRP sont disponibles sous httpwwwrohde-schwarzcomenproductesrp-productstartpage_63493-35077html
ACTUALITEacuteS 20813 59
CEM MESURE DE CHAMP | Reacutecepteurs de mesure CEM
60
Fig 1 Avec le concept MultiTX du
nouvel eacutemetteur RampSregTMU9 jusqursquoagrave
six eacutemetteurs peuvent ecirctre logeacutes dans
une baie repreacutesentant un gain de place
jusqursquoagrave 80 par rapport agrave lrsquoempreinte
au sol jusqursquoici neacutecessaire Dans cet
exemple trois eacutemetteurs sont installeacutes
chacun fournissant une puissance de
sortie de 114 kW
Systegravemes de transmission effi-caces pour toutes les classes de puissanceDepuis 2011 date de lancement des eacutemet-
teurs UHF de forte puissance RampSregTHU9
RohdeampSchwarz nrsquoa cesseacute de deacutevelopper de
maniegravere conseacutequente cette toute nouvelle
geacuteneacuteration drsquoeacutemetteurs Crsquoest ainsi que
les eacutemetteurs UHF de moyenne puissance
RampSregTMU9 et les eacutemetteurs de faible puis-
sance RampSregMLx partent deacutesormais agrave la
conquecircte du marcheacute Tous ont en commun un
encombrement reacuteduit et une haute efficaciteacute
eacutenergeacutetique (voir eacutegalement article page 63)
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Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9 coucirct de fonctionnement minimal ndash flexibiliteacute maximaleEncombrement reacuteduit livraison rapide faible coucirct drsquoexploitation et haute disponibiliteacute ndash telles sont les
principales exigences des opeacuterateurs de reacuteseau en matiegravere drsquoeacutemetteurs de diffusion terrestre exigences
auxquelles reacutepond parfaitement la famille drsquoeacutemetteurs RampSregTX9 qui srsquoest maintenant eacutelargie pour inclure
les eacutemetteurs agrave refroidissement par air RampSregTMU9 avec des puissances allant de 300 W agrave 285 kW
MultiTX ndash concept reacuteussi pour pallier le manque drsquoespace et les hausses de coucircts de location Manque drsquoespace et hausse des coucircts de location sont des difficulteacutes auxquelles tous les opeacuterateurs de reacuteseau sont confronteacutes En effet il nrsquoest pas rare que les stations drsquoeacutemis-sion doivent ecirctre eacutequipeacutees de multiplexes suppleacutemen-taires alors qursquoil y regravegne souvent un manque drsquoespace chro-nique et qursquoune augmentation de loyer pour loger drsquoautres baies drsquoeacutemetteurs est hors de question Ces graves pro-blegravemes des opeacuterateurs ont constitueacute la principale preacuteoccupa-tion des concepteurs lors du deacuteveloppement de la nouvelle famille drsquoeacutemetteurs UHF RampSregTMU9 agrave puissances situeacutees entre 300 W et 285 kW Leur concept MultiTX permet drsquoac-cueillir jusqursquoagrave six eacutemetteurs dans une baie ndash avec un gain de place pouvant aller jusqursquoagrave 80 de lrsquoespace habituellement requis (fig 1) Qui plus est des systegravemes de redondance com-plets peuvent ecirctre installeacutes dans une seule baie drsquoeacutemetteurs par exemple un systegraveme de reacuteserve 2+1 avec une puissance de sortie de 114 kW Cela permet drsquoobtenir non seulement un gain de place au sol mais eacutegalement un gain de temps impor-tant lors de la mise en service En outre le RampSregTMU9 est eacutegalement disponible sans baie jusqursquoagrave des puissances de sor-tie de 114 kW de sorte qursquoil peut ecirctre installeacute dans des baies existantes disposant drsquoun espace suffisant pour lrsquoaccueillir
Modulaires et fabriqueacutes en seacuterie ndash precircts agrave relever tous les deacutefis en termes de projets et de planningDeacuteterminer des eacutecheacuteances fermes pour la mise en service des eacutemetteurs fait partie du quotidien des opeacuterateurs de reacuteseaux Les eacutemetteurs qui sont produits en seacuterie et par conseacutequent rapidement disponibles constituent ici une aide preacutecieuse Ces eacutemetteurs peuvent cependant ecirctre configureacutes de maniegravere aussi polyvalente que srsquoil srsquoagissait de fabrication speacuteciale individualiseacutee agrave lrsquoinstar de lrsquoeacutemetteur totalement modulaire RampSregTMU9 fabriqueacute en seacuterie et qui en standard est confi-gurable selon le principe de construction modulaire agrave plus de 50 versions Cela srsquoappreacutecie par exemple avec le concept de refroidissement dans beaucoup de pays on utilise des sys-tegravemes drsquoeacutevacuation drsquoair guideacutes alors que dans drsquoautres lrsquoair chaud est souffleacute directement dans la salle ougrave il doit ecirctre alors refroidi En tout eacutetat de cause le systegraveme de refroidissement du RampSregTMU9 peut ecirctre personnaliseacute pour satisfaire les exi-gences les plus speacutecifiques Sa modulariteacute coheacuterente per-mettra par ailleurs de reacutepondre aiseacutement et rapidement aux demandes ulteacuterieures
Lrsquouniteacute de base RampSregTCE900 est elle aussi modulaire selon la carte enfichable utiliseacutee elle fonctionne comme un eacutemet-teur pilote ou comme une commande drsquoeacutemetteurs (fig 2) Les cartes peuvent ecirctre facilement eacutetendues ou remplaceacutees Si dans un reacuteseau plusieurs familles de la nouvelle geacuteneacuteration drsquoeacutemetteurs RampSregTX9 sont utiliseacutees la gestion des piegraveces de rechange devient gracircce aux possibiliteacutes drsquoutilisation universelle du RampregTCE900 simple et avantageuse en termes de coucircts
Le proceacutedeacute Doherty ndash reacuteduit les coucircts drsquoexploitation de plus de 40 au cours du cycle de vieLes actuelles geacuteneacuterations drsquoeacutemetteurs de nombreux fabri-cants consomment geacuteneacuteralement quatre agrave cinq fois plus drsquoeacutenergie qursquoelles en eacutemettent Le RampSregTMU9 fait quant agrave lui beaucoup mieux en atteignant un rendement de 38 ce qui en fait le premier eacutemetteur agrave refroidissement par air
Fig 2 Le
RampSregTMU9 est hau-
tement configurable
ici les appareils de
base RampSregTCE900
sortis de leur baie
sont capables agrave
lrsquoaide de cartes enfi-
chables de fonction-
ner comme eacutemetteur
pilote ou commande
drsquoeacutemetteur
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Eacutemetteur avec proceacutedeacute de Doherty
Eacutemetteur pilote
Amplificateur
RF Psortie
Amplificateur principal
Amplificateur de crecirctes
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permettant de reacuteduire de plus de 40 les coucircts eacutenergeacutetiques Cette eacuteconomie est obtenue gracircce au proceacutedeacute Doherty uti-liseacute dans les amplificateurs de puissance Baseacute sur une inven-tion de William H Doherty dans les anneacutees 1930 ce pro-ceacutedeacute est utiliseacute avec succegraves depuis de nombreuses anneacutees dans les communications mobiles et contribue eacutegalement agrave y reacuteduire les besoins en eacutenergie Le principe de base consiste agrave diviser lrsquoamplification du signal en deux voies Lrsquoune de ces voies lrsquoamplificateur de crecircte prend en charge lrsquoampli-fication des signaux de crecircte et lrsquoautre lrsquoamplificateur prin-cipal lrsquoamplification des signaux de valeur moyenne (fig 3) Cela preacutesente lrsquoavantage suivant agrave savoir qursquoaucune reacuteserve de puissance pour les signaux crecirctes nrsquoest requise dans lrsquoam-plificateur principal Lrsquoamplificateur de crecircte nrsquointervient que lorsque des pics de puissance se produisent Lrsquoutilisation de ce proceacutedeacute permet de reacutealiser de substantielles eacuteconomies drsquoeacutenergie dans les deux amplificateurs Avec le RampSregTMU9 RohdeampSchwarz a reacutevolutionneacute la meacutethode Doherty autrefois agrave bande eacutetroite en permettant pour la premiegravere fois son uti-lisation dans les amplificateurs agrave large bande Cela simplifie eacutegalement la gestion des piegraveces de rechange dans les grands reacuteseaux de diffusion utilisant de nombreuses freacutequences dif-feacuterentes eacutetant donneacute qursquoil nrsquoest ainsi plus neacutecessaire de maintenir en stock un nombre aussi important drsquoamplifica-teurs diffeacuterents
Concepts de redondance innovants pour une disponibiliteacute extrecircmeLes contrats entre les opeacuterateurs de reacuteseaux et les diffuseurs reacutegissent les peacutenaliteacutes encourues en cas drsquointerruption drsquoeacutemission ou de retard dans la mise en service de lrsquoeacutemetteur Dans ce dernier cas le RampSregTMU9 leur assure une grande seacutereacuteniteacute eacutetant donneacute que les eacutemetteurs sont livreacutes preacute-cacircbleacutes et precircts agrave installer dans la baie ndash ce qui permet une mise en service rapide et dans les temps impartis Un autre grand sou-tien est apporteacute par la polyvalence de leur commande pos-sible en local via un ordinateur portable et un eacutecran tactile optionnel ainsi qursquoagrave distance via un navigateur Web ou SNMP
Des reacuteseaux eacutelectriques instables des deacutefauts de climatisa-tion ou des problegravemes drsquoacheminement du signal suscep-tibles de compromettre la disponibiliteacute sont geacutereacutes par le RampSregTMU9 gracircce agrave diffeacuterentes options Crsquoest ainsi que des alimentations redondantes inteacutegreacutees dans les amplificateurs protegravegent contre les deacutefaillances de phases individuelles voire drsquoune uniteacute drsquoalimentation complegravete Des solutions speacute-cifiques en matiegravere de conduites drsquoextraction drsquoair permettent drsquoexploiter lrsquoeacutemetteur indeacutependamment drsquoun systegraveme de cli-matisation Cela augmente la disponibiliteacute et reacuteduit ici eacutegale-ment la consommation drsquoeacutenergie Pour des exigences de dis-ponibiliteacute encore plus eacuteleveacutees des concepts de redondance sophistiqueacutes sont disponibles comme par exemple Dual Drive Backup Drive ou systegravemes de reacuteserve N+1
RampSregTMU9 preacutesenteacute en septembre deacutejagrave agrave lrsquoantenne et primeacute en deacutecembre Le RampSregTMU9 a eacuteteacute preacutesenteacute au public en septembre 2012 agrave lrsquooccasion du salon IBC qui se tient tous les ans agrave Amsterdam Deux mois plus tard les deux premiers eacutemetteurs eacutetaient deacutejagrave agrave lrsquoantenne Leur rendement eacuteleveacute et leur structure compacte ont seacuteduit lrsquoopeacuterateur de reacuteseau Onecast filiale de la plus grande chaicircne de teacuteleacutevision franccedilaise TF1 (Groupe Bouygues) Onecast a commandeacute les deux eacutemetteurs dans une confi-guration MultiTX avec proceacutedeacute Doherty et doteacutes drsquoun sys-tegraveme agrave eacutevacuation drsquoair guideacutee Le projet comprenait eacutegale-ment dix eacutemetteurs de la nouvelle geacuteneacuteration haute puissance RampSregTHU9 eacutegalement en configuration MultiTX et avec proceacutedeacute Doherty Ce projet a permis agrave Onecast de gagner le laquo Concours de projets drsquoapprovisionnement responsables raquo dans la cateacutegorie des laquo Projets les plus eacuteconomiques et res-pectueux de lrsquoenvironnement raquo au sein du groupe Bouygues reacutecompense attribueacutee pour la premiegravere fois en Deacutecembre 2012
Christian Wachter
Fig 3 Lrsquoeacutemetteur RampSregTMU9 fonctionne selon le proceacutedeacute de Doherty et
reacutealise de ce fait un rendement pouvant atteindre 38
La notion drsquoefficaciteacute redeacutefinie les eacutemetteurs UHF de haute puissance RampSregTHU9 ACTUALITEacuteS 2011 (Ndeg 204) p 46ndash52
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Eacutemetteur principal RampSregMLx
Systegraveme de refroidissement Acheminement du flux de transport
Infrastructure GPS
Bacirctiment site drsquoeacutemetteurs salle drsquoeacutemetteurs
Alimentation
Infrastructure reacuteseau Antennes dlsquoeacutemission et de reacuteception
Systegraveme de refroidissement Acheminement du flux de transport
Infrastructure GPS
Bacirctiment site drsquoeacutemetteurs salle drsquoeacutemetteurs
Alimentation
Infrastructure reacuteseau Antennes dlsquoeacutemission et de reacuteception
Besoins en infrastructures
Eacutemetteurs TV faible puissance RampSregMLx il suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes Les reacuteseaux de teacuteleacutevision terrestre doivent assurer le plus complegravetement possible la couverture drsquoun secteur
geacuteographique y compris les valleacutees et les zones drsquoombre entre les immeubles pour lesquelles de nombreux
eacutemetteurs de faible puissance sont geacuteneacuteralement utiliseacutes Ces eacutemetteurs exigent une infrastructure plus
ou moins complexe avec les investissements neacutecessaires correspondants difficiles agrave calculer Les nouveaux
eacutemetteurs de faible puissance RampSregMLx en revanche permettent drsquoeacuteviter ces piegraveges agrave budget potentiels
eacutetant donneacute qursquoils ne neacutecessitent qursquoun minimum drsquoinfrastructure
Source de coucircts cacheacutes eacutemetteurs agrave infrastructure sophistiqueacutee Habituellement les reacuteseaux de diffusion terrestres sont drsquoabord deacuteployeacutes pour couvrir une large zone avec des
eacutemetteurs de forte et moyenne puissance (gt 600 W) Les opeacuterateurs reacuteseau utilisent ensuite des systegravemes de transmis-sion de tregraves faible puissance (lt 10 W) pour combler les zones drsquoombre comme par exemple dans les valleacutees laquo canyons
Fig 1 Le budget requis pour combler les zones blanches dans les reacuteseaux de teacuteleacutevision peut ecirctre maicirctriseacute en utilisant des eacutemetteurs de faible puissance
dont les exigences drsquoinfrastructure sont les plus reacuteduites possibles
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de chaleur et son refroidissement assisteacute par convection il peut ecirctre utiliseacute dans de nombreuses reacutegions sans neacuteces-siter de climatisation Son reacutecepteur satellite et le modem UMTS inteacutegreacutes permettent respectivement drsquoacheminer le train de transport sans cacircbles et de se passer drsquoune infrastruc-ture filaire pour la surveillance de lrsquoeacutemetteur (fig 3) Drsquoautres fonctions telles que le reacutecepteur GPS et le proceacutedeacute drsquoannula-tion drsquoeacutecho sophistiqueacute drsquoun gain maximum de +24 dB com-plegravetent le concept systegraveme Seules sont indispensables sur le site lrsquoalimentation et les antennes drsquoeacutemission et de reacuteception
Une autre caracteacuteristique cleacute du nouvel eacutemetteur est sa haute disponibiliteacute Le concept de redondance permet une adapta-tion gradueacutee du niveau de secours aux exigences gracircce aux systegravemes de reacuteserve de 1+1 jusqursquoagrave 6+1 Pour une disponibi-liteacute encore plus importante une alimentation redondante peut ecirctre installeacutee
Souplesse dans le choix du siteDes produits concurrents de la classe de puissance de 10 W neacutecessitent en geacuteneacuteral beaucoup de place car ils preacutesentent une profondeur de 450 mm ou plus et sont en outre eacutequi-peacutes drsquointerfaces situeacutees aussi bien sur la face avant que sur le panneau arriegravere Eacutetant donneacute que ces interfaces doivent ecirctre accessibles pour les travaux de maintenance le besoin drsquoespace effectif de ces eacutemetteurs est nettement supeacuterieur agrave leur profondeur reacuteelle Si lrsquoon ajoute agrave cela que de tels pro-duits preacutesentant ces inconveacutenients neacutecessitent eacutegalement des infrastructures filaires le nombre drsquoemplacement de sites approprieacutes se reacuteduit alors de maniegravere significative
urbains raquo et tunnels Le fonctionnement de ces eacutemetteurs de faible puissance neacutecessite une infrastructure adapteacutee agrave savoir emplacement proteacutegeacute dans un bacirctiment ou dans une armoire outdoor refroidissement alimentation acheminement du train de transport infrastructure reacuteseau pour la surveillance signaux GPS ainsi qursquoantennes drsquoeacutemission et le cas eacutecheacuteant de reacuteception (fig 1) Ces exigences drsquoinfrastructure ne doivent absolument pas ecirctre sous-estimeacutees car en geacuteneacuteral de nom-breux sites sont neacutecessaires pour couvrir le plus inteacutegrale-ment possible une zone ndash ce qui entraicircne de lourds investisse-ments difficiles agrave eacutevaluer
RampSregMLx eacutemetteurs faible puissance robustes agrave exigences reacuteduitesLe nouvel eacutemetteur de faible puissance multicanaux RampSregMLx (fig 2) a eacuteteacute deacuteveloppeacute en veillant tout particuliegrave-rement agrave reacuteduire les exigences en termes de neacutecessiteacute drsquoin-frastructure Ainsi sa conception systegraveme modulaire com-bine polyvalence et fiabiliteacute avec besoin drsquoespace minimum Le boicirctier compact de 19 de cinq uniteacutes de hauteur et de 250 mm de profondeur peut accueillir au total jusqursquoagrave six eacutemetteurs Gap Filler ou reacute-eacutemetteurs pour DVB-T DVB-H et DVB-T2 de classes de puissance de 1 W 5 W et 10 W combi-neacutes agrave volonteacute et exploiteacutes en parallegravele
Le RampSregMLx peut gracircce agrave son design compact et le position-nement intelligent des interfaces ecirctre inteacutegreacute dans un espace confineacute comme par exemple dans des armoires outdoor sans accegraves au panneau arriegravere une salle drsquoeacutemetteurs ou mecircme un bacirctiment ne sont pas neacutecessaires Gracircce agrave sa faible dissipation
Fig 2 Le RampSregMLx
est compact et indeacute-
pendant des infras-
tructures filaires
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Ce genre de compromis nrsquoest pas neacutecessaire avec le RampSregMLx Gracircce agrave la compaciteacute de son concept et sa grande indeacutepen-dance en termes drsquoinfrastructures filaires et de climatisation le RampSregMLx srsquointegravegre facilement dans une armoire outdooor ndash ouvrant ainsi agrave ce systegraveme drsquoeacutemetteurs des possibiliteacutes drsquoins-tallation quasi universelles
Conclusion un eacutemetteur pour de nombreuses applicationsQue ce soit dans une station drsquoeacutemission ou une armoire outdoor dans une zone urbaine ou des reacutegions eacuteloigneacutees le RampSregMLx ndash gracircce agrave son design compact et son concept sys-tegraveme modulaire ndash convient agrave une large gamme de sceacutenarios drsquoapplications Dans les laquo canyons urbains raquo preacutesentant de nombreuses zones drsquoombre dans des conditions de propa-gation de signaux complexes et drsquoespace limiteacute le RampSregMLx marque des points gracircce agrave sa flexibiliteacute dans le choix de lrsquoem-placement lrsquoindeacutependance des infrastructures filaires et son proceacutedeacute drsquoannulation drsquoeacutecho incomparable
Certaines reacutegions eacuteloigneacutees comme par exemple sur les petites icircles sont en geacuteneacuteral deacutepourvues de toute infrastruc-ture Il nrsquoexiste souvent aucun eacutemetteur principal aucune possibiliteacute drsquoacheminement de signal filaire et aucune possibi-liteacute de surveillance Dans un tel sceacutenario un RampSregMLx eacutequipeacute drsquoun reacutecepteur satellite drsquoun modem UMTS et de modules
eacutemetteurs offre une solution optimale rapidement mise en œuvre sans investissement important suppleacutementaire
Contrairement agrave certains eacutemetteurs de diffusion concurrents de sa classe de puissance le RampSregMLx est un produit opti-miseacute pour reacutepondre agrave des exigences drsquoinfrastructure mini-males lequel offre une grande flexibiliteacute drsquoinstallation des sys-tegravemes drsquoeacutemission et une utilisation universelle dans diffeacuterents sceacutenarios drsquoapplication
Maurice Uhlmann
Modules pour RampSregMLx Alimentation Alimentation redondante (en option) Module de gestion Modem GPRS UMTS (en option) Modules de canaux avec puissance de sortie de 1 W 5 W ou 10 W (jusqursquoagrave six par systegraveme)
Modules eacutemetteurs pour DVB-T ou DVB-T2 Modules reacuteeacutemetteurs pour DVB-T Modules Gap Filler pour DVB-T DVB-T2 ISDB-T Module reacutecepteur GPS Module reacutecepteur GPS redondant (en option) Module reacutecepteur satellite Uniteacute de commutation N+1 pour modules eacutemetteur et Gap-Filler
Fig 3 Le RampSregMLx peut ecirctre
commandeacute agrave distance via une
interface utilisateur baseacutee naviga-
teur Web
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Essai DVB-T2 in situ par la Bayerischer Rundfunk agrave MunichAvant que les reacuteseaux puissent entrer en exploitation reacuteguliegravere avec de nouvelles normes de diffusion il
est indispensable de reacutealiser des tests approfondis Cela vaut eacutegalement pour le passage de la norme teacuteleacute-
vision DVB-T agrave DVB-T2 La radio et teacuteleacutevision bavaroise Bayerischer Rundfunk a lanceacute agrave cet effet en 2010
agrave Munich un essai grandeur nature que RohdeampSchwarz a soutenu en fournissant les eacutequipements de
mesure et drsquoeacutemission correspondants
Un long chemin ndash de la norme au reacuteseau inteacutegralement testeacute Les premiers deacutetails techniques de la nouvelle norme de radiodiffusion terrestre DVB-T2 ont eacuteteacute publieacutes au printemps 2007 RohdeampSchwarz a finaliseacute fin 2009 lrsquoimpleacutementa-tion de la nouvelle norme dans le systegraveme de test de diffu-sion RampSregSFU de sorte que des essais sur reacutecepteurs grand public ont pu ecirctre reacutealiseacutes Les premiers reacuteseaux de test en 2010 ont eacuteteacute initialement installeacutes sous forme de reacuteseaux multi-freacutequence (MFN) On ne disposait alors drsquoaucune expeacute-rience avec les reacuteseaux DVB-T2 isofreacutequence (SFN) pour la norme DVB-T2 car les passerelles T2 neacutecessaires agrave cet effet restaient encore agrave deacutevelopper
Deacutebut 2010 la radio bavaroise (BR) a lanceacute une initiative drsquoun nouvel essai grandeur nature dans le but de tester lrsquoopeacuteration-naliteacute des reacuteseaux DVB-T2 isofreacutequence et de construire un reacuteseau de distribution baseacute IP qui puisse alimenter les stations eacutemettrices avec le train de transport DVB-T2-MI Pour cela les experts ont choisi trois sites eacutemetteur de la radio bavaroise se precirctant bien aux tests MISO situeacutes agrave une distance drsquoenviron 10 km les uns des autres et couvrant principalement le peacuteri-megravetre urbain de Munich (fig 1) Le principal objectif de test eacutetait en effet de comparer la meacutethode laquo Distributed MISO raquo avec la configuration classique en DVB-T SISO
MFN avec trois eacutemetteursEn septembre 2010 le premier site de Munich-Freimann eacutequipeacute drsquoune antenne haute de 110 megravetres et drsquoune PAR drsquoenviron 5 kW a eacuteteacute mis en fonctionnement avec un dia-gramme de rayonnement purement omnidirectionnel Lrsquoeacutemetteur de moyenne puissance de 800 W refroidi par air RampSregNV8302V installeacute sur le site a eacuteteacute tout drsquoabord exploiteacute avec les paramegravetres de fonctionnement 16K normal Code Rate = 23 g = 116 SISO Single PLP puis commuteacute ulteacuterieu-rement sur 32K laquo extended carrier raquo Un reacuteseau MFN avec une contribution TS-ASI avait eacuteteacute initialement preacutevu mais le flux de transport eacutetait deacutejagrave inteacutegreacute dans un reacuteseau de distribution IP
En automne 2010 lrsquoeacutequipe de mesure a installeacute des panneaux drsquoantennes sur le macirct BR agrave Ismaning agrave une hauteur de 210 m en direction de Freimann et avec une PAR drsquoenviron 5 kW eacutegalement Ces antennes ont eacuteteacute relieacutees agrave un eacutemetteur com-pact refroidi par air RampSregSCV8302R drsquoune puissance de sor-tie de 600 W En Mars 2011 le projet a eacuteteacute compleacuteteacute par lrsquoins-tallation drsquoune station du mecircme type agrave la Maison de la Radio du BR pregraves de la gare principale de Munich Ainsi les trois sites eacutetaient laquo agrave lrsquoantenne raquo en mode MFN SISO Des mesures reacutealiseacutees en mobile dans ce reacuteseau DVB-T2 ont deacutejagrave reacuteveacuteleacute des deacutebits de donneacutees drsquoenviron 26 Mbits soit le double de ceux des reacuteseaux DVB-T et ce avec la mecircme robustesse Et comme avec le DVB-T des chutes de niveaux destructrices quasi-identiques et des diffeacuterences de temps de propagation de quelques microsecondes entre deux sites drsquoeacutemission ont eacutegalement eacuteteacute constateacutees dans le spectre (fig 2)
Fig 1 Secteur du reacuteseau expeacuterimental DVB-T2 agrave Munich
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Superposition des signaux dans le SFN
+Eacutemetteur 1
Sans MISO Avec MISO
Eacutemetteur 2
Reacuteseau isofreacutequence en mode MISOLe reacuteseau a eacuteteacute successivement mis agrave niveau pour MISO et la pleine fonctionnaliteacute DVB-T2 en inteacutegrant sur chaque site la Transmitter System Extension RampSregTSE800 et converti en mode multi-PLP en nrsquoutilisant qursquoune seule PLP Le reacuteseau a eacuteteacute ensuite configureacute pour fonctionner en isofreacutequence et les tests en mode MISO ont eacuteteacute lanceacutes au printemps 2012
A lrsquoaide drsquoun logiciel de planification reacuteseau lrsquoeacutequipe a pu deacutefinir des emplacements de mesure pertinents pour reacuteali-ser les mesures de couverture mobile (drive-test) preacutevues Ce logiciel a faciliteacute la seacutelection en permettant de visualiser claire-ment sur des cartes et diagrammes notamment le niveau de champ calculeacute les reacuteponses impulsionnelles et les emplace-ments agrave diffeacuterences de temps de propagation identiques
Les veacutehicules de la BR et de lrsquoInstitut de la technologie de radiodiffusion (IRT Institut fuumlr Rundfunktechnik) lesquels ont eacuteteacute eacutequipeacutes drsquoappareils de mesure de RohdeampSchwarz ont exeacutecuteacute de nombreux trajets de mesure dans le SFN Des reacutesultats de mesure de champ compleacutementaires ont eacuteteacute obte-nus avec une antenne directionnelle orientable installeacutee dans les locaux de RohdeampSchwarz Des eacutetalons de temps et de freacutequence GPS ont synchroniseacute le SFN sur les sites drsquoeacutemis-sion la passerelle RohdeampSchwarz a eacuteteacute synchroniseacutee via un serveur NTP relieacute au GPS
Avec le reacutecepteur de mesure RampSregETL lrsquoeacutequipe de mesure a eacutevalueacute la situation de reacuteception sur tous les sites de mesure concernant le niveau la constellation le MER le spectre et la reacuteponse impulsionnelle Le veacutehicule de mesure de la radio bavaroise a eacuteteacute eacutequipeacute drsquoune antenne omnidirectionnelle agrave polarisation horizontale avec gain drsquoantenne et ou facteur-k
Paramegravetres techniques de lrsquoessai grandeur reacuteelle Freacutequence 706 MHz canal 50 Sites drsquoeacutemetteurs du reacuteseau SFN Site Freimann PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 800 W antenne omnidirectionnelle 110 m Site Ismaning PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 600 W antenne directionnelle SO 210 m Site Maison de la radio BR PAR 5 kW puissance agrave la sortie de lrsquoeacutemetteur 600 W antenne directionnelle NE 90 m
Playout Center Ismaning avec des contenus-live adapteacutes en deacutebit (programmes SD et HD de lrsquoARD et de la BR) drsquoabord avec des ensembles composeacutes drsquoeacutequipements de mesure puis avec des eacuteleacutements tecircte de reacuteseau standard et enfin avec la nou-velle tecircte de reacuteseau RampSregAVHE100 de RohdeampSchwarz
Paramegravetres opeacuterationnels de lrsquoeacutemetteur en geacuteneacuteral 32K ext Code Rate = 23 g = 116 MPLP avec une PLP (les paramegravetres de reacuteseau T2 ont eacuteteacute varieacutes)
Fig 2 Effet de la superposition des signaux dans le reacuteseau SFN avec
MISO et SISO Il nrsquoexiste pas de correacutelation entre les signaux de lrsquoeacutemet-
teur 1 et de lrsquoeacutemetteur 2
Principales abreacuteviationsERP Effective Radiated Powerg Intervalle de gardeMER Modulation Error RatioMFN Multi Frequency NetworkMIMO Multiple Input Multiple OutputMISO Multiple Input Single OutputNTP Network Time ProtocolPLP Physical Layer PipeSFN Single Frequency Network (reacuteseau isofreacutequence)SISO Single Input Single Output
connu Le signal reccedilu a pu ecirctre affaibli par des pas preacutecis agrave lrsquoaide drsquoun atteacutenuateur commutable Le RampSregETL et diffeacute-rents reacutecepteurs grand public ont eacuteteacute alternativement connec-teacutes agrave cet atteacutenuateur Lrsquoeacutequipe de mesure a deacutetermineacute avec une reacutesolution drsquoun dixiegraveme de deacutecibel pour chaque reacutecep-teur lrsquoaffaiblissement maximal possible du signal etou le point dit laquo Fall-off-the-Cliff raquo et ce sur chaque site de mesure et pour diffeacuterentes configurations de reacuteseau (SISO MISO etc ) La base consideacutereacutee pour deacuteterminer cette valeur drsquoaffaiblissement a eacuteteacute lrsquoeacutevaluation manuelle visuelle et acoustique des signaux videacuteo et audio du reacutecepteur La capaciteacute du reacutecepteur agrave geacuterer la situation etou les paramegravetres reacuteseau deacutefinis eacutetait drsquoautant plus performante que la valeur drsquoaffaiblissement eacutetait eacuteleveacutee
ConclusionLrsquoessai grandeur reacuteelle a permis de collecter des informa-tions pratiques et preacutecieuses sur les nombreux paramegravetres de conception de reacuteseaux isofreacutequence DVB-T2 ce qui a contribueacute de faccedilon importante agrave optimiser de tels reacuteseaux en matiegravere de technique de couverture
Roland Janik (Bayerischer Rundfunk) Walter Fischer Peter Knidlberger (RohdeampSchwarz)
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Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande Les fuites sont inacceptables Cette eacutevidence connue de longue date des plombiers et des agents secrets a
reacutecemment susciteacute la controverse chez les opeacuterateurs de reacuteseaux large bande En effet suite agrave la numeacuterisa-
tion de la teacuteleacutevision terrestre une partie de la bande UHF preacuteceacutedemment utiliseacutee pour la TV est deacutesormais
disponible sous forme de laquo dividende numeacuterique raquo pour les services de radiocommunications mobiles Ces
services peuvent ecirctre exposeacutes agrave des perturbations massives causeacutees par des rayonnements non deacutesireacutes en
provenance de reacuteseaux cacircbleacutes large bande interfeacuterences qui doivent alors ecirctre rapidement eacutelimineacutees
Conflits potentiels reacuteseaux LTE et teacuteleacutevision par cacircble dans la bande UHFApregraves finalisation de la numeacuterisation de la teacuteleacutevision terrestre de nombreux pays ont cesseacute de diffuser les programmes TV dans la bande UHF Cette plage de freacutequence ainsi libeacutereacutee ndash eacutegalement appeleacutee laquo dividende numeacuterique raquo ndash a eacuteteacute vendue aux enchegraveres agrave des opeacuterateurs priveacutes pour la planification de reacuteseaux LTE dans la gamme UHF lesquels sont destineacutes agrave lrsquoInternet mobile haut deacutebit et agrave la connectiviteacute Internet dans les zones rurales Les nouveaux proprieacutetaires de ces licences veillent de tregraves pregraves agrave ce qursquoaucune interfeacuterence ne puisse affecter la qualiteacute de leurs services dans la partie du spectre qui leur a eacuteteacute attribueacutee et qursquoaucune nuisance ne puisse gecircner leur exploitation Contrairement agrave la teacuteleacutevision terrestre la teacuteleacutevision par cacircble continue drsquoutiliser la bande UHF qui se chevauche donc avec celle des nouveaux reacuteseaux LTE En cas de fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande la survenance de perturbations est alors ineacutevitable
Rocircle pionnier des Eacutetats-UnisDepuis fort longtemps deacutejagrave lrsquoautoriteacute de reacutegulation nord-ameacute-ricaine FCC a fixeacute des limites strictes relatives aux eacutemissions dans la bande aeacuteronautique VHF de 108 MHz agrave 139 MHz Mais plus reacutecemment des limites ont eacutegalement eacuteteacute fixeacutees pour la gamme de freacutequences de fonctionnement des nou-veaux reacuteseaux LTE entre 700 MHz et 800 MHz (fig 2) Lrsquoob-jectif des valeurs limites FCC est de proteacuteger ces reacuteseaux LTE contre les rayonnements non deacutesireacutes en provenance de reacuteseaux cacircbleacutes large bande Cela engage la responsabiliteacute des cacircblo-opeacuterateurs car les opeacuterateurs de reacuteseau LTE peuvent en tant que proprieacutetaires du spectre engager des poursuites en cas de non-respect des valeurs limites
La responsabiliteacute des cacircblo-opeacuterateurs engageacuteeLes opeacuterateurs de reacuteseaux cacircbleacutes ne sont pas encore tous eacutequipeacutes des appareils de mesure approprieacutes permettant de deacutetecter les eacutemissions de perturbations dans la bande UHF Il est vrai que lrsquoon dispose depuis longtemps drsquoappareils de mesure pour la bande VHF aeacuteronautique mais ceux-ci sont geacuteneacuteralement conccedilus en technologie bande eacutetroite et ne peuvent par conseacutequent pas deacuteceler la preacutesence de signaux UHF Cette capaciteacute est pourtant indispensable eacutetant donneacute que les fuites sont geacuteneacuteralement nettement plus fortes agrave des freacutequences plus eacuteleveacutees qursquoagrave de basses freacutequences Car si dans la bande VHF le niveau de champ des eacutemissions provo-queacutees par des fiches mal serreacutees est agrave peine perceptible dans la bande UHF en revanche il peut deacutepasser largement les limites autoriseacutees
Un outil approprieacute pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande doit ecirctre suffisamment sensible et doteacute drsquoune largeur de bande correspondante pour pouvoir mettre en eacutevidence de faccedilon sucircre les deacutepassements des limites
Fig 1 RampSregEFL110 avec antenne
directionnelle RampSregEFL-Z100 FCC Electronic Code of Federal Regulations Title 47 Part 76 bdquoMultichannel video
and cable television servicerdquo sect76605
DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutecepteurs de mesure
Localisation drsquoune source de perturbations
Aucune eacutemission de perturbations deacutetecteacutee
Lrsquoantenne directionnelle est dirigeacutee directement vers la source de perturbations
Lrsquoantenne directionnelle a eacuteteacute eacuteloigneacutee de la source de perturbations
Reacuteorientation vers la source de perturbations
Les eacutemissions de perturbations preacuteceacutedemment deacutetecteacutees sont deacuteplaceacutees lentement vers le bas dans le diagramme en cascade
Mouvement
de lantenne
Mouvement
de lantenne
strictes aussi bien dans la bande VHF que dans la bande UHF Il doit ecirctre assez rapide pour pouvoir deacutetecter les perturba-tions sporadiques qursquoil doit afficher suffisamment longtemps pour que les utilisateurs puissent eacutegalement les voir
Recherche des perturbations avec analyse FFT et antenne directionnelleLrsquoanalyse FFT ensemble avec le spectrogramme est lrsquooutil ideacuteal pour la recherche de perturbations Elle permet de cap-ter la bande de freacutequences agrave examiner soit entiegraverement soit en plusieurs sous-bandes et calcule ensuite le spectre du signal agrave partir de cette capture Le spectrogramme est uti-liseacute pour visualiser les effets sporadiques et ce pendant une certaine dureacutee Pour cela le reacutecepteur de mesure inscrit le spectre FFT codeacute en couleur dans la ligne supeacuterieure du spec-trogramme et les reacutesultats de mesure plus anciens sont alors deacuteplaceacutes vers le bas Crsquoest pourquoi ce type de repreacutesenta-tion est eacutegalement appeleacute diagramme en cascade
Mais la preuve drsquoune perturbation rayonneacutee seule ne suf-fit pas Il est en effet eacutegalement important de bien deacutetecter la cause et localiser la source des interfeacuterences et une antenne directionnelle est alors indispensable Si cette antenne est dirigeacutee vers une source drsquointerfeacuterence le reacutecepteur de mesure enregistre un niveau plus eacuteleveacute qui reste visible dans le spectrogramme pendant un certain temps (fig 3) Les
eacutemissions de perturbations sont alors toujours apparentes agrave lrsquoeacutecran mecircme si lrsquoantenne nrsquoa eacuteteacute que briegravevement dirigeacutee vers elles Le spectrogramme permet ainsi aux utilisateurs de cerner efficacement une source drsquointerfeacuterence Cela repreacute-sente en outre un avantage lorsque lrsquoappareil de mesure pro-duit un signal acoustique dont la freacutequence varie en fonction du niveau de champ mesureacute
Reacutecepteurs de mesure personnaliseacutes de RohdeampSchwarzLe deacutetecteur de fuites sur cacircbles RampSregEFL110 et lrsquoanalyseur de teacuteleacutevision par cacircble et deacutetecteur de fuite RampSregEFL210 sont deux nouveaux reacutecepteurs de mesure speacutecialement conccedilus pour deacutetecter les fuites sur reacuteseaux cacircbleacutes large bande (fig 1) Ces deux appareils comprennent un analyseur FFT avec spectrogramme et un analyseur de spectre agrave balayage Ils reacutealisent des mesures dans la gamme de freacutequences de 5 MHz agrave 2500 MHz Pour pouvoir deacutemontrer le respect des limites FCC leur sensibiliteacute est optimiseacutee pour les bandes de 108 MHz agrave 139 MHz et de 700 MHz agrave 800 MHz Une antenne VHF UHF directionnelle est disponible en tant qursquoacces-soire Le RampSregEFL210 comprend eacutegalement un reacutecepteur de mesure TV pour la norme de teacuteleacutevision par cacircble US-ameacuteri-caine J83B ainsi que pour la teacuteleacutevision analogique NTSC PAL et SECAM Cela permet agrave lrsquoutilisateur de veacuterifier la qualiteacute du signal TV apregraves eacutelimination de lrsquoerreur Le RampSregEFL110 et le RampSregEFL210 sont optimiseacutes pour les travaux exteacuterieurs Ils sont par conseacutequent de petite taille leacutegers robustes et fonc-tionnent sur batterie Leur eacutecran de 57 srsquoadapte agrave la lumiegravere ambiante et reste parfaitement lisible mecircme en plein soleil gracircce agrave un mode speacutecial exteacuterieur
Les reacutecepteurs de mesure RampSregEFL110 et RampSregEFL210 sont drsquoexcellents outils qui permettent aux cacircblo-opeacuterateurs de deacutetecter rapidement et avantageusement en termes de coucirct des fuites dans leurs reacuteseaux ndash avant intervention des autoriteacutes
Peter Lampel
Gamme de freacutequences
Valeurs limites pour eacutemis-sions de perturbations
f le 54 MHz 15 μVm agrave 30 m de distance
54 MHz lt f le 216 MHz (comprend la bande aeacuteronautique de 108 MHz agrave 139 MHz)
20 μVm agrave 3 m de distance
f gt 216 MHz (comprend la bande LTE de 700 MHz agrave 800 MHz)
15 μVm agrave 30 m de distance
Fig 2 Valeurs limites du FCC pour eacutemissions de perturbations dans les
gammes VHF et UHF
Fig 3 Lrsquoantenne
directionnelle et lrsquoaf-
fichage du spectro-
gramme permettent
de localiser rapide-
ment une source de
perturbations
ACTUALITEacuteS 20813 69
DIFFUSION RADIO ET TV | Reacutecepteurs de mesure
70
Refonte totale des antennes de commu-nication et drsquointerception pour naviresMecircme sur les grandes plates-formes militaires flottantes la place se fait rare pour installer les nombreuses
antennes neacutecessaires agrave la communication navigation et interception ainsi qursquoaux systegravemes drsquoarmes et
drsquoalerte radar Ces systegravemes drsquoantennes doivent en outre ecirctre optimiseacutes individuellement en termes de
gamme de freacutequences et de caracteacuteristiques de directiviteacute Dans ces applications critiques en effet aucune
concession nrsquoest permise au niveau performances Rohde amp Schwarz a meneacute dans ce sens des eacutetudes appro-
fondies pour la Marine allemande et mis au point sur la base des reacutesultats obtenus des produits innovants
Systegravemes drsquoantennes la simpliciteacute est souvent un plusOn a de plus en plus besoin de lignes de communications et drsquoapplications compleacutementaires utilisant des antennes agrave bord des navires une tendance qui devrait se confirmer agrave lrsquoavenir Les concepteurs sont confronteacutes agrave des tacircches difficiles ils doivent en effet positionner sur une surface reacuteduite lrsquoen-semble des antennes de faccedilon agrave compromettre le moins pos-sible leurs performances La conception et lrsquoimplantation des antennes neacutecessitent un savoir-faire agrave la hauteur de ce deacutefi car elles ne doivent en effet ni subir lrsquoinfluence des supers-tructures et des antennes voisines ni en affecter drsquoautres agrave leur tour Les conseacutequences seraient deacutesastreuses et lrsquoeffi-caciteacute des systegravemes de communication concerneacutes en serait diminueacutee La circulariteacute des antennes normalement omnidi-rectionnelles pourrait ainsi se deacutegrader ou leur caracteacuteristique verticale de rayonnement perdre en qualiteacute avec pour conseacute-quence un deacutecalage du lobe principal de rayonnement et une diminution du gain drsquoantenne dans la direction requise sans parler de zeacuteros de rayonnement dans certaines directions drsquoazimut et drsquoeacuteleacutevation Il serait alors quasiment impossible de reacutepondre aux exigences militaires speacutecifiques ( STANAG) comme par exemple celles de couvertures omnidirection-nelles pour les liaisons de communication
Rohde amp Schwarz srsquointeacuteresse depuis longtemps agrave ce thegraveme deacutelicat et a eacutelaboreacute des solutions dans le cadre de vastes eacutetudes pour la Marine allemande Les reacutesultats theacuteoriques obtenus au fur et agrave mesure de ces travaux de recherche se mateacuterialisent aujourdrsquohui par la creacuteation drsquoantennes de com-munication de conception nouvelle et drsquoun systegraveme drsquoan-tennes de radiogoniomeacutetrie et de surveillance agrave haute inteacute-gration Ces nouveaux systegravemes neacutecessitent tous beaucoup moins drsquoantennes diffeacuterentes et satisfont parfaitement aux exigences techniques complexes accrues de mise en œuvre sur les navires
De nouveaux concepts pour eacuteviter la profusion drsquoantennes agrave bordRohde amp Schwarz se devait non seulement drsquoassurer une cou-verture omnidirectionnelle parfaite mais aussi drsquooptimiser le diagramme de rayonnement dans le plan drsquoeacuteleacutevation En effet les diagrammes de rayonnement des antennes convention-nelles ndash du moins lorsqursquoil ne srsquoagit pas drsquoantennes agrave bande eacutetroite ndash preacutesentent souvent de tregraves nombreuses pointes Le gain chute notablement dans le plan horizontal Conseacute-quence le lobe principal ne couvre pas entiegraverement ce der-nier De plus des zeacuteros de rayonnement peuvent entraicircner des ruptures de liaison deacutefauts reacutedhibitoires notamment lors de communications avec des avions en approche
Ces exigences de conception eacuteleveacutees en matiegravere drsquoantennes trouvent leur illustration concregravete dans les impressionnants diagrammes de rayonnement de la nouvelle antenne de com-munication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW (fig 1) qui fonctionne dans une gamme de freacutequences particuliegravere-ment large de 118 MHz agrave 453 MHz Mais la caracteacuteristique essentielle de cette antenne crsquoest qursquoelle est composeacutee drsquoeacuteleacute-ments rayonnants disposeacutes en cercle et interconnecteacutes via un reacuteseau de commutation conformateur de faisceaux le Beam Forming Network (BFN) Ce concept ingeacutenieux assure au dia-gramme de rayonnement une circulariteacute parfaite de plusmn06 dB typique et permet drsquoutiliser le dispositif en guise drsquoantenne multi-liaison (Multiple Link) Agrave cet effet plusieurs lignes radioeacutelectriques VHF et UHF (ou toutes les lignes selon le type de radiocommunication) sont relieacutees agrave une antenne agrave bord du navire et exploiteacutees simultaneacutement (fig 2) Le nombre drsquoantennes neacutecessaires sur un navire et par conseacute-quent la multitude de problegravemes causeacutes par les interactions se trouvent ainsi consideacuterablement reacuteduits
Pour obtenir le deacutecouplage entre branche eacutemettrice et branche reacuteceptrice neacutecessaire agrave une reacuteception parfaite il est conseilleacute drsquoutiliser une seconde antenne identique monteacutee au-dessus de la premiegravere Gracircce au concept de deacutecouplage optimiseacute du
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
ndash12 dBndash24 dB
f = 118 MHz f = 200 MHz f = 250 MHz
f = 300 MHz f = 350 MHz f = 400 MHz f = 453 MHz
VHF ndash UHF TX 1
VHF ndash UHF TX 2
VHF ndash UHF TX 3
VHF ndash UHF TX 4
UHF TX 5
UHF TX 6
UHF TX 7
UHF TX 8
Reacuteseau de couplage
BFN
Antenne
Diplexeur
Coupleur
Fig 1 Nouvelle antenne de communication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW avec ses diagrammes de rayonnement dans le plan vertical (inten-
siteacute relative du champ eacutelectrique)
Fig 2 Scheacutema de principe drsquoune antenne
multi-liaison (Multi-Link) agrave reacuteseau de commuta-
tion avec huit lignes radio
ACTUALITEacuteS 20813 71
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
72
Fig 3 Fonctionnant dans la gamme de freacutequences de 960 MHz agrave
1220 MHz lrsquoantenne de communication agrave large bande RampSregAD016M se
precircte ideacutealement agrave une utilisation dans une Liaison 16 (standard de liaison
de donneacutees tactiques) Gracircce agrave sa capaciteacute drsquoempilement lrsquoextreacutemiteacute du
macirct reste libre pour drsquoautres capteurs
macirct de lrsquoantenne RampSregAD066FW il est possible drsquoobtenir des valeurs drsquoisolation eacuteleveacutees de 40 dB et plus mecircme en cas de superposition directe Lrsquoarchitecture modulaire de lrsquoantenne autorise une adaptation aux diamegravetres de macirct les plus divers pour des caracteacuteristiques eacutelectriques comparables Un reacuteseau BFN deacutecentraliseacute et interchangeable renforce les possibiliteacutes de superposition et facilite la maintenance
Avantage suppleacutementaire des antennes ainsi conccedilues on peut eacutegalement les monter en un endroit deacutegageacute sur un macirct aux dimensions adapteacutees Conduisant jusqursquoau point le plus eacuteleveacute du navire ce macirct peut accueillir en dessous et au-des-sus de lrsquoantenne RampSregAD066FW des antennes eacutemettrices ou des capteurs suppleacutementaires beacuteneacuteficiant sur le plan des per-formances de la laquo vue panoramique raquo Crsquoest le cas notam-ment des antennes au standard LDT (Liaison de donneacutees tactiques) et en particulier de la nouvelle antenne de commu-nication agrave large bande RampSregAD016M (fig 3) de conception similaire agrave lrsquoantenne RampSregAD066FW
Fonctionnant dans la gamme de freacutequences de 960 MHz agrave 1220 MHz lrsquoantenne RampSregAD016M se precircte ideacutealement agrave une utilisation dans une Liaison 16 au standard LDT Gracircce agrave la possibiliteacute de montage en superposition il nrsquoest pas neacuteces-saire pour cette application drsquoavoir un macirct deacutedieacute ni de recou-rir agrave un bras de deacuteport qui ne manquerait pas de nuire agrave la circulariteacute du diagramme de rayonnement Enfin exigence fondamentale des concepts drsquoantennes innovants lrsquoextreacute-miteacute du macirct reste libre pour drsquoautres eacutequipements En effet lrsquoextreacutemiteacute drsquoun macirct doit ecirctre obligatoirement reacuteserveacutee aux antennes par nature utiliseacutees au point le plus haut du navire comme les capteurs de systegravemes drsquointerception sensibles
Un faible encombrement gracircce agrave un systegraveme drsquoantennes hautement inteacutegreacuteRohde amp Schwarz propose des appareils et des antennes des-tineacutes aux systegravemes drsquointerception depuis des deacutecennies Ces dispositifs sont ameneacutes agrave couvrir des plages de freacutequence toujours plus larges Aussi les systegravemes drsquoantennes inteacutegrant des capteurs pour les bandes de freacutequences les plus diverses ont un rocircle de plus en plus important agrave jouer Rohde amp Schwarz reacutepond agrave ces besoins avec son nouveau systegraveme drsquoantennes de radiogoniomeacutetrie et de surveillance agrave haute inteacutegration le systegraveme drsquoantennes compact CESMRESM (mesures de soutien eacutelectronique communicationsradars) RampSregACD001 (fig 4) couvre en effet les freacutequences de 1 MHz agrave 18 GHz et mecircme jusqursquoagrave 40 GHz avec son option inteacutegrable Installeacute de preacutefeacuterence en haut drsquoun macirct ce systegraveme drsquoantennes affiche des caracteacuteristiques geacuteneacuterales remarquables dans les sys-tegravemes eacutequipeacutes de radiogoniomegravetres numeacuteriques de reacutecep-teurs et drsquoanalyseurs de signaux Rohde amp Schwarz
Principales caracteacuteristiques du systegraveme drsquoantennes RampSregACD001 Reacuteception de signaux verticaux horizontaux et circulaires Diagrammes omnidirectionnels et directionnels en simultaneacute sur lrsquoensemble de la gamme de freacutequences
Utilisation possible comme antenne de radiogoniomeacutetrie et de surveillance
Protection puissante contre la foudre (indispensable du fait du montage agrave lrsquoextreacutemiteacute du macirct)
Blindage CEM tregraves performant (notamment pour la protec-tion contre les signaux radar)
Le systegraveme drsquoantennes RampSregACD001 peut ecirctre utiliseacute seul ou associeacute aux antennes superposables preacutesenteacutees plus haut
Fig 4 Systegraveme drsquoantennes inteacute-
greacute CESMRESM RampSregACD001
pour une gamme de freacutequences de
1 MHz agrave 18 (40) GHz
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
Systegraveme dantennes inteacutegreacute CESMRESMRampSregACD0011 MHz agrave 18 (40) GHz
Montage sur un macirct cf exemple agrave gauche
Antenne UHF agrave rayonnement circulaire RampSregAD066ST
Dipocircle coaxialVHFUHF RampSregHK014E
Dipocircle coaxialVHFUHFRampSregHK014E
Antenne de communication VHFUHF agrave large bandeRampSregAD066FW118 MHz agrave 453 MHz
Antenne de communication VHFUHF agrave large bandeRampSregAD066FW118 MHz agrave 453 MHz
Antenne de communication agrave large bande RampSregAD016M960 MHz agrave 1020 MHz
Le choix des antennes approprieacutees et leur montage judi-cieux sur le navire permettent de reacutepondre agrave de nombreuses contraintes dans un espace tregraves reacuteduit La figure 5 illustre une possibiliteacute de montage compact drsquoantennes sur un macirct et le positionnement de ces diffeacuterentes configurations hautes per-formances sur les navires
Les antennes Rohde amp Schwarz reacutesistent toutes aux condi-tions environnementales les plus seacutevegraveres leur emplacement exposeacute inheacuterent aux contraintes radioeacutelectriques exige un niveau eacuteleveacute de reacutesistance aux chocs et une grande immuniteacute aux deacutecharges eacutelectriques Dans le mecircme temps la surface eacutequivalente radar des antennes a eacuteteacute reacuteduite afin de garantir le meilleur niveau possible de protection contre la reconnais-sance adverse
Fig 5 Exemple de montage sur macirct et drsquoagencement sur un navire
Tour drsquohorizon des autres nouveauteacutesPour reacutepondre au renforcement des contraintes environne-mentales Rohde amp Schwarz a eacutegalement ameacutelioreacute ndash parallegravele-ment au deacuteveloppement des nouvelles laquo antennes inteacutegreacutees raquo ndash sa palette drsquoantennes conventionnelles pour navires Les antennes preacutesenteacutees ci-dessous sont speacutecialement conccedilues pour les applications navales et optimiseacutees de faccedilon agrave preacute-senter des performances eacuteleveacutees en RF un poids reacuteduit et un encombrement limiteacute
Crsquoest le cas notamment de lrsquoantenne omnidirectionnelle UHF RampSregAD066ST (fig 6) au profil eacutelanceacute tregraves robuste meacutecani-quement Elle convient parfaitement aux systegravemes de com-munication agiles en freacutequence fonctionnant dans la gamme de 225 MHz agrave 400 MHz et neacutecessitant un deacutecouplage impor-tant entre branches drsquoeacutemission et de reacuteception
Fig 6 Antenne
omnidirectionnelle
UHF RampSregAD066ST
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COUP DE PROJECTEUR | Antennes
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Fig 8 Dipocircle coaxial VHFUHF RampSregHK014E
un eacutequipement seacuteduisant par ses caracteacuteris-
tiques optimiseacutees en RF et sa caracteacuteristique de
directiviteacute ameacutelioreacutee
Pour la nouvelle antenne UHF agrave rayonnement circulaire RampSregAD033V3 (fig 7) un principe similaire agrave celui de lrsquoantenne de communication VHFUHF agrave large bande RampSregAD066FW (fig 1) a eacuteteacute utiliseacute Hormis sa gamme de freacute-quences (uniquement UHF de 225 MHz agrave 450 MHz) elle preacute-sente des caracteacuteristiques comparables Elle est cependant plus petite et plus leacutegegravere
Le dipocircle coaxial VHFUHF omnidirectionnel RampSregHK014 agrave tregraves large bande (malgreacute sa taille) utiliseacute avec succegraves depuis des deacutecennies dans les applications civiles et mili-taires les plus varieacutees a eacuteteacute modifieacute par Rohde amp Schwarz pour prendre en compte le renforcement des contraintes environ-nementales Reacutesultat le nouveau dipocircle coaxial VHFUHF RampSregHK014E (fig 8) qui ne manque pas drsquoimpressionner par ses performances optimiseacutees en RF et son diagramme de rayonnement ameacutelioreacute
La nouvelle antenne drsquoeacutemission compacte agrave large bande RampSregAD016MC (fig 9) peut ecirctre utiliseacutee comme alternative agrave lrsquoantenne de communication agrave large bande RampSregAD016M sauf dans le cas ougrave un montage en superposition srsquoimpose Malgreacute une puissance transmissible identique cette antenne est beaucoup plus compacte et leacutegegravere que lrsquoantenne RampSregAD016M Sa large gamme de freacutequences de 800 MHz agrave 8000 MHz permet de lrsquoutiliser dans drsquoautres applications que la Liaison 16
Fig 9 Antenne drsquoeacutemission compacte agrave large bande
RampSregAD016MC gracircce agrave une large gamme de freacutequences
(800 MHz agrave 8000 MHz) elle peut ecirctre utiliseacutee pour drsquoautres
applications que la Liaison 16
Fig 7 Antenne UHF agrave rayonnement circulaire
RampSregAD033V3 pour freacutequences de 225 MHz agrave
450 MHz
En reacutesumeacuteRohde amp Schwarz a consideacuterablement eacutetoffeacute et entiegraverement refondu sa gamme drsquoantennes individuelles et de systegravemes drsquoantennes pour les navires Il est deacutesormais possible de reacuteali-ser des installations qui reacutepondent aux contraintes eacutelectriques et meacutecaniques les plus seacutevegraveres et prennent en compte les exi-gences particuliegraveres des clients
Klaus Fischer Andreas Knuumlttel
COUP DE PROJECTEUR | Antennes
RampSregEB510 radiosurveillance sans discontinuiteacute dans la gamme des ondes courtesLes liaisons de communication par ondes courtes demeurent tregraves inteacuteressantes car elles offrent des avan-
tages non neacutegligeables mecircme agrave lrsquoegravere de lrsquoInternet et des liaisons SATCOM agrave lrsquoeacutechelle mondiale entraicirc-
nant une demande toujours aussi forte en radiosurveillance dans le domaine HF Quelques exemples citeacutes
dans cet article nous permettent drsquoillustrer lrsquoutilisation universelle proposeacutee agrave cet effet par le reacutecepteur de
surveillance HF RampSregEB510
Fig 1 Reacutecepteur
de surveillance HF
RampSregEB510 ici dans
sa version avec eacutecran
Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510Les ondes courtes restent un moyen de communication tregraves attractif car elles atteignent de grandes distances sans infras-tructures techniques complexes (voir encadreacute page 77) La neacutecessiteacute drsquoune radiosurveillance dans la gamme HF est par conseacutequent toujours aussi actuelle et le reacutecepteur de surveil-lance HF compact et ultrasensible RampSregEB510 (fig 1) lequel couvre la gamme de freacutequences de 9 kHz agrave 32 MHz est tout particuliegraverement indiqueacute pour cette tacircche Il propose des bandes passantes temps reacuteel jusqursquoagrave 32 MHz et des donneacutees IQ numeacuteriques jusqursquoagrave 5 MHz Ses excellentes caracteacuteris-tiques HF (par exemple eacutechantillonnage direct avec faible bruit de phase) sa puissance de traitement du signal numeacute-rique et ses nombreuses fonctions fort utiles (par exemple ses diffeacuterents modes de balayage et sa deacutemodulation multi-
canal) lui permettent de couvrir toutes les tacircches de radio-surveillance civiles et militaires nœud de capteurs reacutecepteur deacuteporteacute reacutecepteur de surveillance autonome pour la radiosur-veillance gestion de freacutequences et bien plus encore
Balayage de freacutequence rapide agrave haute reacutesolutionLes eacutemetteurs actifs sont immeacutediatement perceptibles au sein du spectre HF gracircce agrave la bande passante temps reacuteel de 32 MHz du RampSregEB510 Lrsquooption Scan panoramique (RampSregEB500-PS) permet pour des reacutesolutions plus fines (lar-geurs de pas infeacuterieures agrave 10 kHz) de reacuteduire la bande pas-sante jusqursquoagrave 01 kHz indeacutependamment de la gamme de freacute-quence concerneacutee Ces reacutesolutions reacuteduites offrent une sen-sibiliteacute plus eacuteleveacutee une plage dynamique eacutelargie et une
ACTUALITEacuteS 20813 75
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Reacutecepteurs
1
2 3 45
6
1 2 3 4 5 6
76
Fig 4 Surveillance drsquoun maximum de quatre signaux simultaneacutement
Fig 5 Affichage drsquoune liaison de communication eacutetablie selon la
meacutethode CTCSS
meilleure immuniteacute aux signaux des canaux adjacents per-mettant ainsi la deacutetection drsquoun plus grand nombre de signaux au sein du spectre (fig 2)
Polyvalence du RampSregEB510 exemples drsquoapplicationsSurveillance du trafic radio en mode Memory-ScanLes communications par ondes courtes sont soumises agrave de nombreux facteurs comme par exemple les fluctua-tions de la hauteur et de lrsquointensiteacute des couches ioniseacutees les peacuteriodes de forte activiteacute solaire ou les influences saison-niegraveres entraicircnant pour lrsquoutilisateur la neacutecessiteacute de seacutelection-ner les freacutequences respectives approprieacutees pour eacutetablir une connexion radio en fonction de la saison de lrsquoheure du jour et de la distance agrave parcourir Pour faciliter la tacircche des opeacute-rateurs de radiosurveillance soumis agrave ces diverses et nom-breuses conditions de travail le RampSregEB510 dispose de 10 000 emplacements de meacutemoire programmables permet-tant de stocker les freacutequences inteacuteressantes qui peuvent ecirctre appeleacutees avec une vitesse de balayage de 1600 canaux par seconde Chaque emplacement meacutemoire peut contenir la freacute-quence une description individuelle la bande passante et le type de deacutemodulation lrsquoatteacutenuation et les valeurs de reacuteduc-tion de bruit (fig 3) Les freacutequences enregistreacutees peuvent ecirctre copieacutees dans une liste dite drsquoexclusion afin de ne pas en tenir compte lors de lrsquoanalyse
Surveillance multi-canalLe reacutecepteur dispose avec lrsquooption RampSregEB510-DDC de trois abaisseurs numeacuteriques (DDC Digital Down Converter) lui per-mettant ensemble avec le deacutemodulateur principal de sur-veiller jusqursquoagrave quatre signaux simultaneacutement (fig 4) Des reacuteglages de deacutemodulation identiques mais eacutegalement indivi-duels peuvent ecirctre affecteacutes aux canaux par exemple pour la bande passante et le type de deacutemodulation de sorte que les
Fig 3 Menu de configuration pour les meacutemoires de freacutequence
Fig 2 En haut mode freacutequence fixe (FFM) dans la bande passante temps
reacuteel de 32 MHz avec une reacutesolution de 10 kHz En bas en mode Pscan
(Panorama scan ndash balayage panoramique) agrave reacutesolution de seulement 1 kHz
un plus grand nombre drsquoeacutemissions sont intercepteacutees (marqueacute en rouge)
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Reacutecepteurs
Avantages des communications via ondes courtesLa gamme des ondes courtes (3 agrave 30 MHz) permet drsquoeacutetablir des liaisons de communication aussi bien sur de courtes que sur de tregraves grandes distances Outre la propagation par ondes directes (ligne de vue) il existe deux autres formes de propagation agrave savoir par ondes de sol et par onde drsquoespace
Les ondes de sol dans la gamme HF agrave freacutequences rela-tivement basses et par conseacutequent agrave grandes lon-gueurs drsquoonde preacutesentent une grande robustesse et peuvent mecircme traverser des fluides comme par exemple lrsquoeau de mer voire des obstacles solides
Les ondes drsquoespace se propagent sur de tregraves grandes distances gracircce aux multiples reacuteflexions entre le sol et lrsquoionosphegravere Dans des conditions favorables elles peuvent mecircme atteindre lrsquoautre cocircteacute du globe En cas de propagation par ondes drsquoespace les communica-tions radio exigent des connaissances en matiegravere drsquoef-fets ionospheacuteriques drsquoactiviteacute solaire et des freacutequences approprieacutees en fonction de la saison et de lrsquoheure de la journeacutee ainsi que de la distance agrave parcourir
Les systegravemes de communication HF sont faciles agrave ins-taller et ne neacutecessitent pas drsquoinfrastructure reacuteseau com-plexe Les freacutequences dans la gamme HF sont geacuteneacute-ralement utiliseacutees pour les communications longues distances Ces systegravemes sont utiliseacutes non seulement pour les communications vocales sol-air mais eacutega-lement pour le controcircle du trafic aeacuterien les commu-nications maritimes et la diffusion des informations meacuteteacuteorologiques
Principales caracteacuteristiques du RampSregEB510 Gamme de freacutequence de 9 kHz agrave 32 MHz Bande passante temps reacuteel jusqursquoagrave 32 MHz et deacutemodulation en parallegravele avec bandes passantes de 100 Hz agrave 5 MHz
Mode laquo Scan panoramique raquo rapide jusqursquoagrave 60 GHzs sur toute la gamme de freacutequence
Modes laquo Frequency Scan raquo et laquo Memory Scan raquo ultrarapides jusqursquoagrave 1600 canauxs
Spectre FI polychrome garantissant une deacutetection fiable des signaux pulseacutes
Reacutecepteur de surveillance HF RampSregEB510 dans sa ver-
sion sans eacutecran pour utilisation en mode teacuteleacutecom-
mandeacute via une interface LAN
contenus audio respectifs peuvent ecirctre deacutemoduleacutes Tous les canaux ou chaque canal individuellement peuvent ecirctre trans-mis via un reacuteseau local et enregistreacutes pour une classification ulteacuterieure (par exemple avec le logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430)
Identification drsquoappels seacutelectifsPour la communication radio mobile terrestre ou marine des appels seacutelectifs sont geacuteneacuteralement utiliseacutes Ainsi un sous-ensemble de reacutecepteurs deacutetermineacutes ou un seul en particu-lier peut ecirctre appeleacute directement Cela eacutevite une perturbation mutuelle sur des canaux radio partageacutes Le reacutecepteur affiche automatiquement la norme drsquoappels seacutelectifs reccedilue ou per-met de filtrer les reacutesultats par des appels seacutelectifs speacutecifique-ment rechercheacutes
Avec lrsquooption Selective Call RampSregEB510-SL le RampSregEB510 peut deacutecoder et afficher de nombreux appels seacutelectifs CCIR1 CCIR7 CCITT EEA EIA EURO DCS DTMF CTCSS NATEL VDEW ZVEI1 et ZVEI2 Lrsquoexemple preacutesenteacute en figure 5 illustre la deacutetection drsquoun signal codeacute selon CTCSS (Continuous Tone Coded Squelch System) Les deux tonaliteacutes attribueacutees se situent sur les freacutequences de 976 Hz et 2503 Hz (Ndeg 13 et 51)
ConclusionAvec sa large bande passante en temps reacuteel et le traitement du signal en continu innovant sans aucun temps mort le reacutecepteur de surveillance RampSregEB510 intercepte des signaux LPI (Low Probability of Intercept) ou agrave sauts de freacutequence ainsi que des signaux radar et peut deacutemoduler de nombreux signaux analogiques (AM FM USB et LSB) Gracircce agrave sa com-patibiliteacute drsquointerfaccedilage il peut ecirctre aiseacutement et efficacement inteacutegreacute dans des systegravemes existants et peut remplacer des reacutecepteurs de conception plus ancienne comme par exemple le RampSregESMB et le RampSregEB200
Nellie Pang Peter Kronseder
ACTUALITEacuteS 20813 77
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78
Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430 avec une capaciteacute de traitement porteacutee agrave 4 canauxInstalleacute sur un PC le logiciel drsquoanalyse et de traitement de signaux RampSregGX430 deacutetecte classifie deacutemodule
et deacutecode des signaux analogiques et numeacuteriques La nouvelle version 4 de ce logiciel eacuteprouveacute offre des
caracteacuteristiques tregraves performantes telles que le traitement simultaneacute des signaux sur 4 canaux de faccedilon
entiegraverement automatique et selon des regravegles configurables par lrsquoutilisateur
Preacutesentation geacuteneacuterale de la nouvelle version 4 du logicielSolution de surveillance radio autonome ayant fait ses preuves depuis de nombreuses anneacutees le RampSregGX430 ana-lyse classifie deacutemodule et deacutecode des signaux analogiques et numeacuteriques Baseacutee sur PC et rapidement installeacutee sous Windowsreg crsquoest une solution particuliegraverement conviviale Le PC est connecteacute via Ethernet agrave des reacutecepteurs de surveillance ou des radiogoniomegravetres de Rohde amp Schwarz Ce logiciel a reacutecemment beacuteneacuteficieacute drsquoun grand nombre drsquoameacuteliorations et drsquoextensions Traitement simultaneacute des signaux sur 4 canaux (versions preacute-ceacutedentes 1v 1 canal) en combinaison avec des reacutecepteurs ou des radiogoniomegravetres eacutequipeacutes de convertisseurs abais-seurs numeacuteriques (DDC Digital Down Converter) comme crsquoest le cas du reacutecepteur de surveillance radio large bande RampSregESMD
Traitement automatique des signaux selon des regravegles speacuteci-fieacutees par lrsquoutilisateur
Compatibiliteacute avec les reacutecepteurs de fabricants tiers gracircce agrave la possibiliteacute de deacutevelopper et drsquointeacutegrer des programmes pilotes speacutecifiques aux eacutequipements utiliseacutes
Enregistrement des signaux agrave lrsquoaide du systegraveme drsquoenregis-trement et de reproduction de signaux RampSregAMREC Repro-duction des signaux avec leur spectre de vue synoptique
Radiosurveillance multicanauxILes sceacutenarios radio agrave forte densiteacute spectrale neacutecessitent un traitement simultaneacute de plusieurs canaux Crsquoest alors que le reacutecepteur de surveillance large bande RampSregESMD com-plegravete ideacutealement le logiciel RampSregGX430 gracircce agrave sa capaciteacute agrave couvrir une gamme de freacutequences eacutetendue ses caracteacuteris-tiques de reacuteception exceptionnelles sa bande passante temps reacuteel de 20 MHz (avec possibiliteacute drsquoextension agrave 80 MHz) et agrave de nombreuses autres fonctionnaliteacutes attractives Lrsquooption RampSregESMD-DDC permet drsquoeacutequiper ce reacutecepteur de quatre convertisseurs abaisseurs numeacuteriques (DDC) Configurables
individuellement ces quatre DDC fonctionnent simultaneacute-ment dans la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur La voie de deacutemodulation large bande est ainsi compleacuteteacutee par 4 canaux de signal numeacuteriques connecteacutes par un reacuteseau local via Ethernet Ces 4 canaux permettent au logiciel RampSregGX430 drsquoutiliser jusqursquoagrave 4 signaux abaisseacutes suppleacutementaires en fonc-tion de la configuration du systegraveme avec Reacutecepteur RampSregESMD radiogoniomegravetre RampSregDDF255 4 DDC internes (largeur de bande (4 times 1 MHz) reacutepartis libre-ment sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pou-vant atteindre 80 MHz (figures 1 agrave 3)
Reacutecepteur de radiosurveillance RampSregEB500 radiogonio-megravetre RampSregDDF205 3 DDC internes (largeur de bande (3 times 1 MHz) librement reacutepartis sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pouvant atteindre 20 MHz
Principales caracteacuteristiques du RampSregGX430 NOUVEAU Surveillance simultaneacutee des signaux de 4 canaux (bande passante de traitement temps reacuteel jusqursquoagrave 4 times1 MHz)
NOUVEAU Traitement automatique des signaux selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisateur
NOUVEAU Inteacutegration des pilotes de reacutecepteurs tiers NOUVEAU Enregistrement des signaux sur un systegraveme drsquoenregistrement et de reproduction RampSregAMREC
Deacutetection classification deacutemodulation et deacutecodage de signaux analogiques et numeacuteriques
Traitement de signaux en ligne et hors ligne Mesure automatique et manuelle des signaux Classification du type de modulation et de lrsquoeacutemetteur Classificateur performant et bibliothegraveque tregraves complegravete de deacutemodulateurs et deacutecodeurs
Recherche automatique et classification de signaux dans une gamme de freacutequences reacuteglable
Mesure exacte des paramegravetres techniques de signaux (largeur de bande niveau type de modulation deacutebit de symboles deacutecalage de freacutequence etc)
Mesures conformeacutement agrave la recommandation UIT-R SM1600
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DDC 1 DDC 2 DDC 3 DDC 4
Antenne
RampSregESMD avec option RampSregESMD-DCC Software RampSregGX430
Q
W
E R
Fig 1 Exemple drsquoune
configuration systegraveme
inteacutegrant le reacutecepteur
de surveillance large
bande RampSregESMD
Gracircce agrave ce dernier le
logiciel RampSregGT430
dispose de 4 canaux
DDC reacutepartis sur une
gamme de 9 kHz agrave
265 GHz drsquoune lar-
geur de 1 MHz chacun
Ces quatre canaux
peuvent ecirctre librement
reacutepartis sur la bande
passante temps reacuteel de
80 MHz du reacutecepteur
Reacutecepteur de radiosurveillance RampSregEB510 3 DDC internes (3 times 150 kHz) librement reacutepartis sur la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur pouvant atteindre 32 MHz
Fig 2 Le logi-
ciel drsquoanalyse de
signaux RampSregGX430
est capable de traiter
jusqursquoagrave 4 canaux en
utilisant les DDC du
reacutecepteur
Traitement entiegraverement automatique des signauxLrsquoassociation des fonctions de deacutetection et classification drsquoune part et de traitement automatique (deacutemodulation deacutecodage et
Fig 3 Exemple drsquoun
traitement de trois
signaux
Q spectre large bande
du reacutecepteur RampSreg
ESMD avec position
des trois DDC acti-
veacutees
W spectre du premier
signal
E reacutesultat de classi-
fication du deuxiegraveme
signal
R texte deacutecodeacute du
troisiegraveme signal
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SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Systegravemes
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Fig 4 Exemple drsquoun script de regravegles speacutecifieacutees
par lrsquoutilisateur (en lrsquooccurrence pour le traite-
ment automatique de signaux POCSAG TETRA
et FM analogique) Chaque action est deacuteclen-
cheacutee automatiquement Le traitement auto-
matique des signaux deacutetecteacutes permet ainsi de
deacutecharger lrsquoopeacuterateur
Fig 5 Spectro-
gramme offrant la
vue drsquoensemble drsquoun
enregistrement de
signaux drsquoune dureacutee
de 5 minutes La
reproduction couvre
un segment de
30 secondes
enregistrement) drsquoautre part est une nouvelle caracteacuteristique importante du RampSregGX430 gracircce agrave elle ce logiciel est deacutesor-mais capable de surveiller une gamme de freacutequences eacutetendue agrave la place de lrsquoopeacuterateur ainsi libeacutereacute du travail monotone drsquoune
surveillance radio laquo manuelle raquo Le reacutecepteur de surveillance fonctionne en freacutequence fixe ou en mode Scan Un deacutetec-teur automatique relegraveve lrsquoeacutenergie spectrale des signaux Les canaux DDC disponibles sont affecteacutes aux signaux deacutetecteacutes
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en vue de leur classification Le logiciel lance ensuite des actions automatiques en fonction du type de signal selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisateur au niveau drsquoune interface script conviviale Parmi les actions possibles figurent notamment le deacuteclenchement drsquoalarmes et lrsquoenvoi de messages lrsquoenregistre-ment la deacutemodulation ou le deacutecodage (fig 4)
Inteacutegration de reacutecepteurs fabriqueacutes par des tiersIl est conseilleacute drsquoutiliser le logiciel RampSregGX430 en com-binaison avec des radiogoniomegravetres et des reacutecepteurs Rohde amp Schwarz tels que RampSregESMD RampSregEB500 ou RampSregEB510 Lrsquointeacutegration de programmes pilotes deacuteveloppeacutes speacutecialement pour les eacutequipements du client est cependant possible ce qui confegravere agrave ce logiciel une souplesse drsquoutilisa-tion et une polyvalence optimales Le client peut notamment utiliser des reacutecepteurs fabriqueacutes par des tiers
Lrsquoutilisateur peut lui-mecircme deacutevelopper et installer les pilotes drsquointerface neacutecessaires Le RampSregGX430 gegravere ces pilotes speacute-cifiques sous forme drsquoune bibliothegraveque de liens dynamiques Windowsreg (DLL) Les pilotes convertissent les commandes et formats de donneacutees des reacutecepteurs tiers en messages utiliseacutes par les reacutecepteurs Rohde amp Schwarz Rohde amp Schwarz propose un code source en C++ ainsi que lrsquointervention de formateurs expeacuterimenteacutes pour aider les programmateurs du client
Enregistrement des signaux avec RampSregAMRECLe logiciel RampSregGX430 est deacutesormais capable drsquoacceacuteder directement aux supports de stockage large bande de lrsquoenre-gistreur RampSregAMREC par exemple RampSregGX425 RampSregGX460 et RampSregGX465 Lrsquoenregistrement des signaux en vue drsquoune analyse ulteacuterieure est drsquoautant plus utile que le sceacutenario radio est complexe Le RampSregGX430 peut enregistrer et reproduire les signaux eacutegalement via le disque dur local
Ce logiciel comprend eacutegalement une fonctionnaliteacute de ges-tion des signaux enregistreacutes ceux-ci sont visualiseacutes dans un spectre de vue synoptique ougrave lrsquoopeacuterateur les seacutelectionne pour reproduction agrave lrsquoaide drsquoun curseur (fig 5) Le RampSregGX430 cal-cule les lignes spectrales agrave mesure que le curseur se deacuteplace sur le spectrogramme de faccedilon agrave faciliter la deacutefinition des points drsquoextreacutemiteacute de la boucle de reproduction Cette nou-velle fonctionnaliteacute preacutesente plusieurs avantages Navigation confortable mecircme en cas drsquoenregistrements drsquoune dureacutee de plusieurs heures
Vue drsquoensemble bien structureacutee du sceacutenario complet enregistreacute
Certitude de repeacuterer les activiteacutes de signalisation rechercheacutees
Reacuteduction du temps de reproduction par ciblage du segment seacutelectionneacute drsquoun signal
Critegravere RampSregGX430 RampSregGX 435
Nombre maximal de reacutecepteurs de surveil-lance geacutereacutes simultaneacutement
1 plusieurs
Nombre maximal de canaux traiteacutes par reacutecep-teur de surveillance
4 126
Nombre maximal de canaux traiteacutes en cas de reproduction de sceacutenarios de signalisation enregistreacutes
1 32
Possibiliteacute de teacuteleacutecommande via LAN ou WAN
non oui
FIG 6 Principales diffeacuterences entre RampSregGX430 et RampSregGX435
Comparaison entre RampSregGX430 and RampSregGX435Le logiciel RampSregGX430 et le systegraveme drsquoanalyse de signaux multicanaux RampSregGX435 (voir article pages 82 et suivantes) preacutesentent des caracteacuteristiques similaires mais sont destineacutes agrave des domaines drsquoapplication diffeacuterents (fig 6) Conccedilu pour lrsquoinstallation sur un PC Windowsreg le RampSregGX430 est piloteacute par lrsquoutilisateur sans possibiliteacute de teacuteleacutecommande Ce logiciel gegravere un seul reacutecepteur et peut traiter 4 canaux agrave la fois En mode reproduction crsquoest-agrave-dire priveacute des 4 DDC du reacutecepteur il ne peut traiter qursquoun seul canal Les interfaces suivantes permettent agrave ce logiciel de communiquer avec les systegravemes de la famille RampSregRAMON ReportEdit Master Slave Hando-ver Reporting to RAMON signal database AllAudio
Le systegraveme drsquoanalyse multicanaux RampSregGX435 est quant agrave lui conccedilu pour des configurations agrave plusieurs reacutecepteurs de sur-veillance et il est capable de traiter jusqursquoagrave 126 canaux par reacutecepteur En mode reproduction sa capaciteacute de traitement est de 32 canaux car il utilise ses propres DDC Le RampSregGX435 srsquointegravegre parfaitement dans les systegravemes RampSregRAMON en combinaison avec drsquoautres capteurs ndash et offre ainsi une fonc-tionnaliteacute de teacuteleacutecommande via reacuteseau LAN ou WAN
Nouveaux donglesLes utilisateurs peuvent acheter une mise agrave jour pour passer de la version 028x agrave la version 4 du logiciel Le dongle une cleacute USB contenant la licence et une protection anti-copie est alors remplaceacute par la nouvelle solution de protection disponible au choix sur une cleacute USB une mini-cleacute USB ou une carte SD
ConclusionDestineacute agrave la surveillance manuelle ou entiegraverement automa-tique de sceacutenarios radio selon des regravegles deacutefinies par lrsquoutilisa-teur le logiciel RampSregGX430 est conccedilu pour fonctionner sur un PC Windowsreg standard La nouvelle version 4 permet de sur-veiller jusqursquoagrave 4 canaux agrave la fois Pouvant accueillir les pilotes neacutecessaires agrave lrsquointeacutegration de reacutecepteurs tiers ce logiciel offre en outre la possibiliteacute drsquoenregistrer et de reproduire des signaux sur des systegravemes RampSregAMREC
YingSin Phuan
ACTUALITEacuteS 20813 81
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Radiosurveillance automatique avec le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435Le systegraveme de deacutetection classification et traitement automatiques RampSregGX435 impressionne par des
performances et une polyvalence exceptionnelles Destineacute aux systegravemes de radiodeacutetection multicanaux il
est utiliseacute avec des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz et couvre les gammes HF agrave SHF
Preacutesentation du RampSregGX435 Le systegraveme drsquoanalyse de signaux multicanaux RampSregGX435 est conccedilu pour un large eacuteventail drsquoapplications allant du trai-tement et de lrsquoanalyse manuels drsquoun seul signal jusqursquoagrave la deacutetection automatique de toutes les eacutemissions drsquoun sceacutena-rio large bande Ce logiciel est mis en œuvre sur des compo-sants mateacuteriels agrave maintenance conviviale pouvant ecirctre com-bineacutes de faccedilon modulaire (fig 1) relieacutes agrave des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz Ce mode de mise en œuvre lui confegravere une eacutevolutiviteacute exceptionnelle autorisant des sys-tegravemes drsquoune capaciteacute aussi bien de quelques canaux que de 126 canaux par reacutecepteur Les interfaces ouvertes du RampSregGX435 permettent en outre drsquointeacutegrer les eacutequipements de traitement du signal speacutecifiques au client
Le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX435 associe des classificateurs performants agrave une bibliothegraveque tregraves complegravete de deacutemodulateurs et de deacutecodeurs aux proceacutedures de trai-tement du signal automatiseacutees Lrsquoutilisateur dispose ainsi drsquoun vaste ensemble de ressources facilement adaptables agrave
ses regravegles et ses exigences Le RampSregGX435 offre par ailleurs trois modes drsquoexploitation garantissant une recherche et une deacutetection efficaces des signaux
Deacutetection de signaux agrave freacutequence fixe et en salvesGeacuteneacuteraliteacutesLe RampSregGX435 est speacutecialement conccedilu pour une recherche une surveillance et un traitement entiegraverement automatiseacutes des signaux Ce systegraveme est donc capable de geacuterer un pro-cessus complet de deacutetection et de classification automatiques des signaux suivi de leur traitement automatiseacute (deacutemodula-tion deacutecodage et enregistrement)
La fonctionnaliteacute de radiodeacutetection automatique srsquoapplique agrave des signaux agrave freacutequence fixe et en salves dans des gammes de freacutequence seacutelectionneacutees Le deacutetecteur relegraveve ainsi des eacuteveacute-nements dans le spectre FFT du reacutecepteur quand leur eacutenergie spectrale deacutepasse un seuil reacuteglable en fonction du plancher de bruit Chaque signal reacutepondant agrave des critegraveres preacutedeacutefinis
Fig 1 Le RampSregGX435 est conccedilu autour de deux modules mateacuteriels inteacute-
grant des composants de serveur PC multicœur Lrsquouniteacute RampSregGX435PU-S
de traitement et drsquoenregistrement de signaux (bas) pilote le systegraveme
deacutetecte les signaux effectue les calculs neacutecessaires au fonctionnement
des convertisseurs abaisseurs numeacuteriques et assure lrsquoenregistrement et la
reproduction des signaux gracircce agrave sa meacutemoire de 8 teacuteraoctets Lrsquouniteacute de
traitement du signal RampSregGX435PU est capable de classifier et deacutecoder
jusqursquoagrave 24 signaux agrave la fois
Ce systegraveme a eacuteteacute preacutesenteacute sous le nom de laquo Sous-systegraveme de capteurs RampSregGX435 raquo dans Actualiteacutes (2011) No 204 pages 58 agrave 61 et figure deacutesor-mais commercialiseacute sous le nom laquo Systegraveme drsquoanalyse de signaux multica-naux RampSregGX435 raquo avec des caracteacuteristiques eacutetendues et de nouveaux modules mateacuteriels
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Q
W
E
(largeur de bande niveau etc) fait lrsquoobjet drsquoune note horoda-teacutee geacuteneacutereacutee par le logiciel laquelle est compareacutee peacuteriodique-ment agrave celles des cycles de traitement preacuteceacutedents La classi-fication et la mesure des signaux sont ainsi automatiques Le systegraveme indique les eacuteveacutenements particuliers suivants Nouveaux signaux (premier deacutepassement drsquoun seuil deacutetermineacute)
Nouvelle caracteacuteristique drsquoune eacutemission connue (niveau largeur de bande ou freacutequence centrale)
Eacutemissions inactives (niveau descendu sous un seuil deacutetermineacute)
Fin du signal
Le deacutetecteur surveille la trajectoire des eacutemissions deacutetermine les paramegravetres et surveille les signaux en fonction drsquoun identi-fiant qui leur a eacuteteacute attribueacute
Pour la recherche et la classification automatiseacutees des signaux lrsquoutilisateur saisit le nombre des classificateurs agrave
appliquer la profondeur de classification souhaiteacutee ainsi que les regravegles de traitement automatiseacute des signaux deacutetecteacutes Les classificateurs deacuteterminent de faccedilon autonome les para-megravetres de modulation et le codage des eacutemissions deacutetecteacutees Plus le nombre de classificateurs est eacuteleveacute plus le nombre de signaux classifieacutes simultaneacutement est grand et plus vite le sceacute-nario radio est identifieacute Lrsquoutilisateur peut disposer drsquoun trai-tement du signal entiegraverement automatiseacute en configurant les regravegles deacutefinissant les seacutequences opeacuteratoires
Le RampSregGX435 permet de choisir entre trois modes de deacutetec-tion des signaux 1 Mode Fixed Frequency (FFM)2 Mode Scan (plusieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes)3 Mode Stepping (un seul reacutecepteur large bande)
1 Mode Fixed Frequency (FFM)Domaine drsquoapplication deacutetection et surveillance automatiseacutees drsquoun sceacutenario radio dans une bande passante temps reacuteel
Fig 2 En mode Fixed Frequency (FFM) le systegraveme recherche et deacutetecte tous les signaux gracircce agrave la mesure de leur puissance spectrale (Q) dans une
gamme de freacutequences deacutefinie agrave lrsquointeacuterieur de la bande passante temps reacuteel du reacutecepteur Le RampSregGX435 attribue automatiquement les classificateurs agrave
chacun des signaux puis reacuteunit les reacutesultats obtenus dans une liste (W) Une proceacutedure deacutefinie par lrsquoutilisateur est exeacutecuteacutee pour chaque signal deacutetecteacute
Les opeacuterations automatiques de cette proceacutedure font lrsquoobjet drsquoun historique inteacutegreacute dans la liste des reacutesultats (E)
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Reacutecepteur deacuteporteacute 1 Reacutecepteur deacuteporteacute 2
RampSregESMD
RampSregGX435
RampSregEB500
Suchempfaumlnger
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maximale de 80 MHz en vue drsquoun traitement ulteacuterieur auto-matiseacute des signaux ainsi que de lrsquoidentification de leur contenu
Les reacutecepteurs de surveillance et le systegraveme RampSregGX435 communiquent par LAN via une interface Ethernet Dans sa configuration standard chaque reacutecepteur est capable de transmettre un flux de donneacutees IQ avec une bande passante temps reacuteel de 10 MHz Des convertisseurs abaisseurs numeacute-riques (DDC Digital Down Converter) assurent lrsquoextraction des contenus en vue de leur traitement simultaneacute (classifi-cation deacutemodulation deacutecodage) et de lrsquoenregistrement des donneacutees IQ fig 2) Chaque DDC est capable drsquoadapter sa freacute-quence centrale et sa bande passante dans les limites de la largeur de bande temps reacuteel du reacutecepteur de surveillance Le systegraveme RampSregGX435 donne les reacutesultats optimaux en combi-naison avec des reacutecepteurs de surveillance Rohde amp Schwarz notamment les modegraveles RampSregESMD RampSregEB500 et RampSregEB510 Des pilotes deacuteveloppeacutes par lrsquoutilisateur peuvent ecirctre inteacutegreacutes en vue drsquoune mise en œuvre en combinaison avec des reacutecepteurs de fabricants tiers
Les reacutecepteurs de surveillance large bande tels que le RampSregESMD ou le radiogoniomegravetre RampSregDDF225 peuvent ecirctre eacutequipeacutes en option drsquoune carte drsquoacceacuteleacuteration mateacuterielle de traitement du signal Eacutequipeacutee de 4 composants FPGA (Field Programmable Gate Array) cette carte permet drsquooptimiser les performances de traitement du signal notamment en portant la bande passante de deacutetection agrave 80 MHz et en augmentant consideacuterablement le nombre de signaux pouvant ecirctre extraits par chaque DDC Le systegraveme drsquoanalyse de signaux multica-naux RampSregGX435 reccediloit alors des sceacutenarios temps reacuteel drsquoune
largeur de bande pouvant aller jusqursquoagrave 80 MHz (HF 20 MHz) par reacutecepteur pour un traitement simultaneacute drsquoun maximum de 32 canaux (HF 126)
2 Mode Scan (plusieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes)Domaine drsquoapplication recherche continue de nouvelles eacutemissions dans une gamme de freacutequences eacutetendue avec traitement simultaneacute des signaux deacutetecteacutes
Seul un reacutecepteur de recherche permet de deacutetecter des signaux quand la gamme de freacutequences balayeacutee est eacutetendue Ce reacutecepteur utiliseacute en mode Scan doit ecirctre combineacute agrave plu-sieurs reacutecepteurs deacuteporteacutes Agrave lrsquointeacuterieur de la gamme de freacute-quences choisie le reacutecepteur de recherche eacutequipeacute de lrsquooption Scan panoramique surveille continuellement le spectre dans lequel le deacutetecteur automatique du RampSregGX435 identifie les signaux Les reacutecepteurs deacuteporteacutes servent de canaux de traite-ment parallegraveles capables de classifier deacutemoduler et deacutecoder les signaux deacutetecteacutes (fig 3)
3 Mode Stepping (un seul reacutecepteur de surveillance large bande)Domaine drsquoapplication deacutetection et surveillance automa-tiques de signaux dans une gamme de freacutequences eacutetendue agrave lrsquoaide drsquoun seul reacutecepteur de surveillance large bande Ce mode drsquoexploitation est particuliegraverement adapteacute aux systegravemes agrave ressources limiteacutees
Agrave la diffeacuterence du mode Scan deacutecrit ci-dessus le mode Stepping (mode pas-agrave-pas) ne neacutecessite qursquoun seul reacutecep-teur large bande doteacute drsquoune fonction Scan Ce reacutecepteur est drsquoabord en mode Scan pour chercher des eacutemissions dans la gamme de freacutequences choisie Le mode scan est ensuite arrecircteacute et le deacutetecteur automatique scrute le spectre agrave la
Fig 3 Utiliseacute en mode Scan comme reacutecepteur de recherche le reacutecepteur
de surveillance large bande RampSregESMD balaye sans cesse la gamme de
freacutequences deacutefinie agrave la recherche drsquoeacutemissions Deux reacutecepteurs de surveil-
lance RampSregEB500 deacuteporteacutes lui servent de voies de traitement pour classi-
fier deacutemoduler et deacutecoder les signaux
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Q
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recherche drsquoeacutemissions selon les principes deacutecrits pour le mode Fixed Frequency Les signaux sont ensuite traiteacutes par pas de 10 MHz les DDC assurant lrsquoextraction des signaux La gamme couverte agrave chaque pas peut ecirctre augmenteacutee agrave 80 MHz si les reacutecepteurs RampSregESMD ou le radiogoniomegravetre RampSregDDF255 sont eacutequipeacutes de la carte drsquoacceacuteleacuteration mateacute-rielle de traitement du signal
Deacutetection de signaux de courte dureacutee et agrave sauts de freacutequenceApplication surveillance des communications radio agiles en freacutequence
Outre les signaux agrave freacutequence fixe et en salves le systegraveme RampSregGX435 est capable de deacutetecter automatiquement les signaux de courte dureacutee et agiles en freacutequence gracircce agrave un deacutetecteur optimiseacute pour cette fonction Ce deacutetecteur analyse chaque saut de freacutequence pour en deacuteterminer les caracteacuteris-tiques techniques neacutecessaires agrave sa classification et son attri-bution agrave un eacutemetteur Le logiciel conduit une analyse statis-tique des paramegravetres et affiche le reacutesultat sous forme drsquoun
Fig 4 Spectre et diagramme cascade preacutesentant un signal agrave saut de freacute-
quence dans la gamme de freacutequences deacutefinie (Q) Les histogrammes
(W) illustrent certaines caracteacuteristiques de lrsquoeacutemission (dureacutee et largeur de
bande du saut de freacutequence type de modulation deacutebit de symboles etc)
histogramme (fig 4) Il preacutesente ensuite le reacutesultat dans une liste des signaux de courte dureacutee accompagneacutes de leur para-megravetres tels que la freacutequence la largeur de bande la puis-sance ainsi que des informations relatives au deacutebut et agrave la fin de lrsquoeacutemission du signal sans oublier ni le type ni les para-megravetres de modulation Ces donneacutees permettent ensuite de deacuteterminer les eacutemetteurs agrave sauts de freacutequence actifs ainsi que les terminaux radio correspondants
ConclusionLe systegraveme RampSregGX435 est une solution modulaire de radio-deacutetection automatiseacutee pour lrsquoanalyse et le traitement mul-ticanaux de signaux analogiques et numeacuteriques Ses diffeacute-rents modes drsquoexploitation ainsi que ses deacutetecteurs haut de gamme assurent une deacutetection rapide fiable et preacutecise des signaux ndash suivie de leurs classification deacutemodulation deacuteco-dage et lrsquoenregistrement
Lrsquointroduction drsquoun nouveau deacutetecteur capable de reconnaicirctre les signaux en fonction de leur profil spectral est drsquoailleurs preacutevue au cours du deuxiegraveme semestre 2013 Les utilisateurs pourront alors deacutefinir librement les formes spectrales qui les inteacuteressent ndash qursquoil srsquoagisse de signaux traiteacutes en direct ou de signaux enregistreacutes
YingSin Phuan
ACTUALITEacuteS 20813 85
SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO | Systegravemes
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RohdeampSchwarz a ouvert deacutebut deacutecembre 2012 sa nouvelle usine de fabrication en Malaisie Johann Kraus qui dirige lrsquousine de Teisnach a eacuteteacute nommeacute directeur geacuteneacuteral de RohdeampSchwarz Technologies Malaysia Sdn Bhd Ce nouveau site de production situeacute agrave Johor Bahru compte 25 employeacutes Les principales activiteacutes sont lrsquoassemblage et le controcircle final des eacutequipements de test et mesure destineacutes au marcheacute mondial
RohdeampSchwarz approvisionne lrsquoAgence feacutedeacuterale des reacuteseaux
Dans un appel drsquooffres lanceacute agrave lrsquoeacutechelle europeacuteenne par lrsquoAgence feacutedeacuterale alle-mande des reacuteseaux (Bundesnetzagentur) RohdeampSchwarz a su srsquoimposer face agrave la concurrence Le systegraveme goniomeacutetrique moderne composeacute du radiogoniomegravetre large bande RampSregDDF550 et des antennes cor-respondantes neacutecessaires sera donc bien-tocirct utiliseacute par lrsquoAgence feacutedeacuterale des reacuteseaux RohdeampSchwarz eacutequipera ainsi lrsquoautoriteacute de reacutegulation de sa sixiegraveme geacuteneacuteration de sys-tegravemes de radiogoniomegravetres La commande inclut 20 jeux drsquoeacutequipements ainsi qursquoune option sur cinq autres radiogoniomegravetres RohdeampSchwarz est eacutegalement responsable de lrsquoinstallation et la mise en service des sys-tegravemes goniomeacutetriques Les goniomegravetres seront inteacutegreacutes dans le reacuteseau de mesure et de radiolocalisation existant (FuMOS) de lrsquoAgence feacutedeacuterale
Le Mobile World Congress de Barcelone eacuteveacute-nement le plus important en matiegravere de teacuteleacute-phonie mobile srsquoest deacuterouleacute en 2013 pour la premiegravere fois au nouveau parc des exposi-tions RohdeampSchwarz y a preacutesenteacute sur une surface de 132 megravetres carreacutes les produits des domaines des eacutequipements de mesure de radiocommunications mobiles et des appareils de communications seacutecuriseacutes Le testeur de radiocommunications mobiles RampSregCMW500 a eacuteteacute comme deacutejagrave les anneacutees preacuteceacutedentes sous le feu des projecteurs avec des solutions concernant le Wi-Fi Offloading lrsquoanalyse IP le eCall (appel drsquourgence LBS LTE) et lrsquoagreacute-gation de porteuses LTE-Advanced un des
Le ruban symbolique a eacuteteacute coupeacute par (de
gauche agrave droite) Patrick Poumltschke (Conseil de
Surveillance) Peter Riedel (Conseil de Surveil-
lance) Dr Guumlnter Gruber (Ambassadeur drsquoAlle-
magne en Malaisie) Manfred Fleischmann (PDG
de RohdeampSchwarz) Dr Dirk-Eric Loebermann
(Directeur de la production et de la gestion des
matiegraveres) et Johann Kraus (Directeur geacuteneacuteral de
RSTMY)
Le stand de RohdeampSchwarz a eacuteteacute entiegraverement
placeacute sous le signe laquo RampS 4Genius ndash Your Com-
panion for new technologies raquo
sujets top niveau du salon RohdeampSchwarz a exposeacute sur son stand un total de plus drsquoune douzaine drsquoapplications de mesure De nombreux appareils de mesure de RohdeampSchwarz ont eacuteteacute eacutegalement preacutesen-teacutes sur les stands de clients et partenaires Eacutetaient aussi preacutesentes sur leurs stands res-pectifs les deux filiales SwissQual et ipoque dont les produits ont compleacuteteacute la gamme de RohdeampSchwarz destineacutee aux opeacuterateurs de reacuteseaux de radiocommunications mobiles
Avec des thegravemes et des applications de premier plan au salon MWC 2013
Ouverture drsquoune nouvelle usine de production en Malaisie
BREgraveVES | International
Le Video Test Center RampSregVTC de RohdeampSchwarz srsquoest vu deacutecerner pas moins de deux prix lors du semestre eacutecouleacute Pendant le salon DesignCon 2013 agrave Santa Clara en Californie le RampSregVTC a reccedilu le laquo Best in Test Award raquo suite agrave un vote de lecteurs organiseacute tous les ans par la revue TestampMeasurement World de renommeacutee internationale
Le vote des lecteurs a eacuteteacute eacutegalement deacutecisif dans le choix des laquo Produits TIC de lrsquoanneacutee raquo reacutealiseacute tous les ans par la revue technique allemande Funkschau Le RampSregVTC a remporteacute mi-octobre 2012 le premier prix dans la cateacutegorie laquo Appa-reils de mesure raquo Selon les commentaires de la reacutedaction la principale raison de ce choix a reposeacute sur le fait que le RampSregVTC propose agrave lui seul pratiquement tous les tests et analyses neacutecessaires
Pour la deuxiegraveme fois les lecteurs de la revue technique allemande laquo Elektronik raquo ont eacutelu les oscilloscopes de laboratoire de RohdeampSchwarz laquo Produit de lrsquoanneacutee raquo Comme en 2011 la famille RampSregRTO a eacuteteacute primeacutee dans la cateacutegorie laquo Eacutequi-pements de mesure raquo Crsquoest le modegravele 4 GHz qui cette anneacutee a remporteacute la pre-miegravere place Les lecteurs de la revue Elektronik ont eacutelu leurs favoris de lrsquoanneacutee parmi les 111 produits les plus innovants sur un total de dix cateacutegories
Un nombre record de visiteurs a eacuteteacute enre-gistreacute lors de la semaine de la technologie organiseacutee agrave la mi-novembre 2012 pour la dixiegraveme fois par RohdeampSchwarz Taiwan Environ 850 participants ont afflueacute agrave Taipei et Hsinchu pour ce 10egraveme anniversaire Outre les seacuteminaires de RohdeampSchwarz les confeacuterenciers des socieacuteteacutes ST-Ericsson SGS Wistron NeWeb Corp et GCT Semiconduc-tors ont eacutegalement conquis le public Les thegravemes abordeacutes ont eacuteteacute notamment les solu-tions mobiles 4G les deacutefis en matiegravere de tests de conformiteacute et la tendance de deacuteve-loppement chez les opeacuterateurs de reacuteseau Lors de lrsquoexposition tenue en parallegravele des produits et applications des divisions test et mesure diffusion radio et TV ainsi que radio-surveillance et radiolocalisation ont eacuteteacute eacutegale-ment preacutesenteacutes
Coopeacuteration avec Dolby
Depuis feacutevrier 2013 RohdeampSchwarz coo-pegravere avec Dolby Laboratories Inc et appro-visionne les speacutecialistes en formats audio numeacuteriques avec des analyseurs audio Les plateformes RampSregUPP et RampSregUPV ont eacuteteacute doteacutees agrave cet effet drsquoun nouveau logiciel Ainsi les beacuteneacuteficiaires de la licence Dolby peuvent effectuer rapidement et aiseacutement des essais de conformiteacute selon les speacutecifica-tions Dolby
Reacutedacteur en
chef adjoint de la
revue Funkschau
Markus Kien (agrave
droite) feacutelicite
lrsquoeacutequipe de deacuteve-
loppement du
RampSregVTC pour sa
victoire rempor-
teacutee dans la cateacute-
gorie laquo Appareils
de mesure raquo
Wolfgang
Hascher eacutedi-
teur de la revue
Elektronik (agrave
droite) remet agrave
Guido Schulze
directeur produits
oscilloscopes le
tropheacutee de la pre-
miegravere place
Directeur de succursale Tsai Chi-Wen de
RohdeampSchwarz Taiwan (au centre) entoureacute
des confeacuterenciers de ST-Ericsson SGS GCT et
WNC
Les deux socieacuteteacutes se sont reacuteunies mi-novembre pour conclure les neacutegociations Wolfgang Kernchen
directeur de la division Geacuteneacuterateurs de signaux analyseurs audio et wattmegravetres (quatriegraveme agrave par-
tir de la droite) et Mathias Bendull directeur de la Consumer Audio Broadcast Business Group de
Dolby Laboratories (deuxiegraveme agrave partir de la droite)
RampSregRTO ndash eacutelu produit de lrsquoanneacutee pour la deuxiegraveme fois
RampSregRampSregVTC deux fois reacutecompenseacute
Technology Week Record drsquoaffluence de visiteurs pour lrsquoanneacutee jubilaire
ACTUALITEacuteS 20813 87
BREgraveVES | International
Le nouveau geacuteneacuterateur de signaux vectoriels pour systegravemes de communication large bandeSeul geacuteneacuterateur avec bande de base calcul de signal fading MIMO AWGNet geacuteneacuteration RF inteacutegreacutes en un seul appareil Deux voies jusqursquoagrave 6 GHz Modulariteacute totaleUn controcircle tactile qui vous permet en outre de maicirctriser souverainement tous les signaux et cepour les sceacutenarios 3G et 4G ainsi que les domaines de llsquoaeacuterospatiale et la deacutefense
Bande passante de modulation IQ 160 MHz en bande de base interne Tous les principaux modes MIMO dont 3times3 4times4 et 8times2 Toutes les normes de communication actuelles Nombreux assistants agrave llsquoutilisation pour un travail efficace Excellentes caracteacuteristiques de modulation et de RF
RampSregSMW200A La haute eacutecole de la geacuteneacuteration des signaux
wwwrohde-schwarzcomadsmw-mr
Voir la videacuteo
Bande de base amp RFMIMO amp FadingRohde amp Schwarz SMW200A
- TABLE DES MATIEgraveRES 1
- TABLE DES MATIEgraveRES 213
- Agrave LA UNE13
- TECHNOLOGIES SANS FIL13
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- Premier systegraveme de test reacuteglementaire au monde pour systegravemes radio dans les bandes de 24 GHz et 5 GHz13
- Services geacuteodeacutependants avec 13GPS GLONASS Galileo et OTDOA
- RampSregFSWthinsp mesures sur faisceaux 13hertziens dans la bande E
- RLAN IEEE 80211acthinsp mesures deacutesormais possibles avec des appareils de milieu de gamme13
- Geacuteneacuteration de signaux NFC conformes agrave la norme et deacutefinis dans le moindre deacutetail sur simple pression drsquoune touche13
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- INSTRUMENTATION GENERALE13
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- La sonde de puissance agrave connecteur coaxial de 1 mm reacutealise des mesures de DC agrave 110 GHz sans discontinuiteacute13
- Le meilleur choixthinsp sondes de puissance USB de RohdeampSchwarz13
- Le nouveau RampSregRTM2000thinsp reacutesultats en un clin drsquoœil13
- Les oscilloscopes RampSregRTO veacuterifient la conformiteacute des interfaces USB 2013
- Mesures preacutecises sur signaux de systegravemes drsquoaide agrave lrsquoatterrissage par satellites13
- Analyseurs de spectre et de signaux RampSregFSWthinsp le haut de gamme deacutesormais disponible jusqursquoagrave 50 GHz13
- Mesures de temps de propagation de groupe preacutecises rapides et large bande13
- Analyse de lrsquoincertitude de mesure preacutecise et conviviale gracircce aux kits de veacuterification13
- RampSregZNBthinsp analyse de reacuteseaux conviviale jusqursquoagrave 32 ports13
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- CEM MESURE DE CHAMP13
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- Amplificateur large bande pour13 applications hyperfreacutequences
- Rapides et simplesthinsp 13mesures de diagnostic et de 13preacute-certification avec le RampSregESRP13
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- COUP DE PROJECTEUR13
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- Refonte totale des antennes de communication et drsquointerception pour navires13
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- DIFFUSION RADIO ET TV13
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- Famille drsquoeacutemetteurs TV RampSregTMU9thinsp 13coucirct de fonctionnement minimal ndash 13flexibiliteacute maximale13
- Eacutemetteurs TV faible puissance RampSregMLxthinsp il suffit de connecter lrsquoalimentation et les antennes13
- Essai DVB-T2 in situ par la 13Bayerischer Rundfunk agrave Munich13
- Des reacutecepteurs sur mesure pour traquer les fuites dans les reacuteseaux cacircbleacutes large bande 13
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- SURVEILLANCE ET LOCALISATION RADIO13
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- RampSregEB510thinsp 13radiosurveillance sans discontinuiteacute 13dans la gamme des ondes courtes13
- Logiciel drsquoanalyse de signaux RampSregGX430thinsp avec une capaciteacute de shytraitement porteacutee agrave 4 canaux13
- Radiosurveillance automatique avec le systegraveme drsquoanalyse de signaux RampSregGX43513
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- BREgraveVES 113
- BREgraveVES 213
- INFORMATONES EacuteDITEUR13
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