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Mediciones de fase, unas técnicas de calibración cruciales

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Limitaciones de la guía de ondas

La calibración del VNA resulta fundamental para poder verificar los diseños utilizando estas tecnologías. Es particularmente relevante, ya que las mediciones mmWave deben realizarse por el aire (OTA).

La caracterización de un dispositivo requiere un barrido desde casi DC hasta mucho más allá de las frecuencias armónicas para proporcionar modelos precisos. Anteriormente, los ingenieros usaban guías de ondas diferentes para las medidas de alta frecuencia. Las guías de ondas se prefieren en aplicaciones de suministro de energía, pero existen algunos inconvenientes para los diseños de mayor frecuencia. Una desventaja de este enfoque es la posibilidad de emparejar incorrectamente las aberturas, lo que afectará a la repetibilidad. La fuga de radiofrecuencia (RF) y el análisis del dominio de tiempo más lento y limitado, también son aspectos negativos en las técnicas de calibración.

No obstante, quizá el mayor inconveniente para los diseños de alta frecuencia se encuentra en que las guías de ondas tienen limitación de banda. Como consecuencia, los ingenieros deben llevar a cabo las medidas al verificar sus productos mmWave. Esto supone un gran aumento del tiempo de ensayo, pérdida de precisión y una vez más, de repetibilidad. Un sistema VNA de banda ancha puede eliminar la necesidad de guías de ondas al efectuar los barridos de todo el rango para un modelado más fiable.

Técnicas de calibración

Las pruebas a frecuencias mmWave también conllevan nuevos y diferentes retos de medida. Minimizar la incertidumbre de medición es un aspecto primordial en el desarrollo de nuevas tecnologías.

La calibración es una forma de conseguir este objetivo.

Figura 2: Los módulos mmWave no se pueden colocar directamente en el  DUT.
Figura 2: Los módulos mmWave no se pueden colocar directamente en el  DUT.

La calibración es importante debido a la estructura interna del VNA, así como a factores externos que incluyen cables fixtures. Todos ellos tienen características de comportamiento, como el desequilibrio de frecuencia, que hay que corregir para obtener medidas precisas. Las correspondientes técnicas de calibración necesitan realizarse en el extremo DUT de los cables para conseguir los mejores resultados posibles.

Los ingenieros deben llevar a cabo rutinas de calibración tediosas para hacer desaparecer los efectos de amplitud y fase de estos cables y guía de ondas añadidos para las medidas de parámetros-S. Por esta razón, los cables tienen que ser evitados a frecuencias más altas porque plantean desafíos a la calibración. Afortunadamente, se han desarrollado módulos mmWave que no requieren cables (Figura 2) que contribuyen a mejorar la repetibilidad y la estabilidad al eliminar la necesidad de calibración de los cables. También reducen los costes asociados a los cables en sí.

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