Sistema y procedimiento de simulación de entornos electromagnéticos que comprende una red de una pluralidad de sondas.

Sistema de simulación de entornos electromagnéticos, que comprende:

- una red (200) de una pluralidad de sondas (Si) de emisión y/o de recepción de radiaciones 5 electromagnéticas hacia o desde un punto de prueba distante de las sondas (Si) para someter a prueba por lo menos una antena de prueba (300) situada en el punto de prueba,

- una multiplicidad de canales (C) de unión de las sondas a un emulador (600) de canales,

- una primera unidad (400) de emisión de señal,

- una segunda unidad (410) de recepción de señal,

- estando una de las primera y segunda unidades (400, 410) unida al emulador (600) de canales, caracterizado por que comprende un dispositivo de conmutación (100) que presenta una primera posición de medición, en la que el dispositivo de conmutación (100) une el emulador (600) a respectivamente por lo menos una (Si) de las sondas a través del por lo menos un canal asociado (C) y une la otra de las primera y segunda unidades (410, 400) a la antena de prueba (300), y una segunda posición de calibración de los canales (C), en la que el dispositivo de conmutación (100) une el emulador (600) a la otra de las primera y segunda unidades (410, 400) a través del por lo menos un canal asociado (C) sin pasar por la red (200) de sondas (Si), siendo la segunda posición distinta de la primera posición.

Sistema y procedimiento de simulación de entornos electromagnéticos que comprende una red de una pluralidad de sondas.

La invención se refiere a un sistema de generación de entornos electromagnéticos que comprende por lo menos una red de sondas de emisión de radiaciones electromagnéticas hacia una zona de prueba para someter a prueba un objeto bajo prueba situado en esta zona de prueba. El objeto bajo prueba consiste en por lo menos una antena. La configuración de la red de sondas de emisión se puede extrapolar a una configuración de red de sondas de recepción.

Un ámbito de aplicación del sistema de generación de entornos electromagnéticos es someter a prueba diferentes objetos bajo prueba que comprenden una o varias antenas a las que se puede acceder de manera individual o bien simultáneamente, pudiendo dichas antenas estar unidas o no a uno o varios receptores o emisores integrados. Estos objetos bajo prueba pueden ser por ejemplo unos teléfonos portátiles, aparatos denominados inalámbricos o cualquier otro dispositivo con antena para aplicaciones civiles, aeronáuticas o militares, asociado a uno o varios receptores incorporados. Por ejemplo, un tipo de pruebas conocido por el experto en la materia se refiere a la caracterización de los aparatos denominados MIMO de múltiples entradas y múltiples salidas (en inglés: Múltiple Input Múltiple Output).

De este modo se pretende poder someter a prueba el objeto bajo prueba sometiéndolo a diferentes radiaciones electromagnéticas procedentes de las sondas, sondas que están distribuidas por ejemplo de manera angular alrededor de la zona de prueba.

Está previsto por lo menos un generador de señal para crear una o varias señales de radiofrecuencia (señales RF). El generador de señal puede ser por ejemplo un analizador de red o un sintetizador de frecuencias que genera una señal RF a frecuencias discretas, un aparato de prueba de radiocomunicación que genera una señal RF modulada según un protocolo de comunicación o cualquier otra fuente de señal RF. Está previsto por lo menos un receptor de señal para recibir una o varias señales de radiofrecuencia. El receptor de señal puede estar integrado en el generador de señal como en el caso del analizador de red o del aparato de prueba de radiocomunicación o bien estar separado del generador como en el caso de un receptor asociado a un sintetizador de frecuencia. El receptor permite recoger la respuesta del objeto bajo prueba para poder evaluarla a continuación en cuanto a transmisión o calidad de comunicación por ejemplo.

Se utiliza un emulador de canales para poder multiplexar y transformar la o las señales de radiofrecuencia procedentes del generador de señales a través de uno o varios canales. La señal de cada canal se transmite en modo de conducción a una sonda que la irradia hacia la zona de prueba. El emulador de canales permite por ejemplo de manera independiente para cada canal hacer variar la fase, la amplitud, la frecuencia y el tiempo de grupo de la señal emitida por la sonda. Las sondas pueden presentar una única polarización circular o lineal o bien dos polarizaciones ortogonales. Para transmitir la señal en cada polarización de sonda de manera individual y dado el caso de manera diferente de las otras polarizaciones de las otras sondas, cada polarización de sonda puede estar asociada a un canal por el cual recibe la señal a emitir.

Por tanto, el sistema de prueba constituido por el generador y por el receptor de señales RF, por el emulador de canales y por la red de sondas puede servir para generar unos entornos electromagnéticos con los que el objeto bajo prueba se puede encontrar en el transcurso de su utilización normal en un entorno real fuera de la prueba. Un dispositivo de este tipo se conoce por ejemplo a partir del documento US-A-28/5634.

De manera general, se conoce que para calibrar el sistema de generación de escenarios electromagnéticos, se utilizan diferentes dipolos de respuestas conocidas de antemano y colocados como antenas en el centro de la zona de prueba.

Dichos dipolos adolecen del inconveniente de ser de banda estrecha en frecuencia, lo cual requiere utilizar un gran número de los mismos para realizar la calibración, y además de ser de polarización única, lo cual requiere para cada banda de frecuencias la utilización de dos dipolos de polarizaciones diferentes en el centro de la zona de prueba en el caso de un sistema equipado con una red de sondas bipolarizadas.

Por medio de las mediciones asi realizadas con dipolos conocidos y colocados en el centro de la zona de prueba se corrigen las características de cada canal para hacer corresponder la respuesta de los dipolos a una señal de consigna predefinida. Esta corrección tiene como objetivo principal uniformizar la respuesta de cada canal en cuanto a respuesta de tiempo de grupo, amplitud y fase desde el generador de señal hasta el dipolo. También se sabe que el experto en la materia podrá utilizar unas antenas de tipo antenas de hendiduras o bucles magnéticos por ejemplo en lugar de los dipolos, pero estos últimos adolecen de desventajas similares a las de los dipolos.

Por consiguiente, esta calibración es larga, complicada, laboriosa y difícil de poner en práctica.

Otro inconveniente importante de esta técnica de calibración por medio de los dipolos es la ausencia de calibración de la red de sondas en sí misma. En efecto, la técnica de calibración que utiliza los dipolos corresponde principalmente a una uniformización de las rutas de transmisión entre el generador de señales pasando por el emulador de canales y la red de sondas hasta el dipolo. Esto no corresponde en ningún caso a la calibración de la red de sondas en sí misma que permite por ejemplo la uniformización del eje radioeléctrico de cada una de las polarizaciones de las sondas sin la que no se pueden garantizar unas mediciones de calidad por medio de la red de sondas.

Por último, otro inconveniente importante de esta técnica de calibración por medio de los dipolos es la inestabilidad intrínseca de la corrección aplicada. En efecto, una vez calibrado con este método, el sistema de generación de escenarios electromagnéticos no presenta una respuesta estable en el tiempo, lo cual pone en tela de juicio las mediciones efectuadas con los diferentes objetos bajo prueba para los que se desea caracterizar el comportamiento a radiaciones emitidas por las sondas. Esto se debe principalmente al hecho de que el emulador de canal y los propios canales comprenden unos elementos de hiperfrecuencia activos cuyas respuestas varían a lo largo del tiempo y en función de la temperatura por ejemplo. Esto se traduce en fluctuaciones, a lo largo del día, de las respuestas medidas del objeto bajo prueba: la prueba efectuada a primera hora del día a partir de primeras señales con un primer objeto bajo prueba proporcionará una primera respuesta del mismo y la misma prueba efectuada a una segunda hora del día a partir de las mismas primeras señales en el mismo primer objeto bajo prueba podrá proporcionar una segunda respuesta diferente de la primera respuesta y no predecible. Por consiguiente, las pruebas no son reproducibles, salvo si la calibración por medio de los dipolos se repite frecuentemente a lo largo del día, lo cual resulta muy desventajoso en cuanto al ritmo de medición. Esto se puede agravar por el hecho de que determinados emuladores de canales requieren una calibración en cada puesta en marcha.

La invención pretende obtener un dispositivo de calibración simplificado y automatizable de cada canal. Esta calibración de cada uno de los canales es independiente de la calibración de la propia red de sondas y permite evitar los inconvenientes descritos anteriormente.

Para ello, un primer objeto de la invención es un sistema de simulación de entornos electromagnéticos, que comprende:

- una red (2) de una pluralidad de sondas (S¡) de emisión y/o de recepción de radiaciones electromagnéticas hacia o desde un punto de prueba distante de las sondas (S¡) para someter a prueba por lo menos una antena de prueba (3) situada en el punto de prueba,

- una multiplicidad de canales (C) de unión de las sondas a un emulador (6) de canales,

- una primera unidad (4) de emisión de señal,

- una segunda unidad (41) de recepción de señal,

- estando una de las primera y segunda unidades (4, 41) unida al emulador (6) de canales,

caracterizado por que comprende un dispositivo de conmutación (1) que presenta una primera posición de medición, en la que el dispositivo de conmutación (1) une el emulador (6) a respectivamente por lo menos una (S¡) de las sondas a través del por lo menos un canal asociado (C) y une la otra de las primera y segunda unidades... [Seguir leyendo]

1. Sistema de simulación de entornos electromagnéticos, que comprende:

- una red (2) de una pluralidad de sondas (S¡) de emisión y/o de recepción de radiaciones electromagnéticas hacia o desde un punto de prueba distante de las sondas (S¡) para someter a prueba por lo menos una antena de prueba (3) situada en el punto de prueba,

- una multiplicidad de canales (C) de unión de las sondas a un emulador (6) de canales,

- una primera unidad (4) de emisión de señal,

- una segunda unidad (41) de recepción de señal,

- estando una de las primera y segunda unidades (4, 41) unida al emulador (6) de canales,

caracterizado por que comprende un dispositivo de conmutación (1) que presenta una primera posición de medición, en la que el dispositivo de conmutación (1) une el emulador (6) a respectivamente por lo menos una (S¡) de las sondas a través del por lo menos un canal asociado (C) y une la otra de las primera y segunda unidades (41, 4) a la antena de prueba (3), y una segunda posición de calibración de los canales (C), en la que el dispositivo de conmutación (1) une el emulador (6) a la otra de las primera y segunda unidades (41, 4) a través del por lo menos un canal asociado (C) sin pasar por la red (2) de sondas (S¡), siendo la segunda posición distinta de la primera posición.

2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por que el emulador (6) de canales está unido a la primera unidad (4) de emisión de señal, el dispositivo (1) de conmutación en la primera posición de medición une el emulador (6) a respectivamente por lo menos una (S¡) de las sondas a través del por lo menos un canal asociado (C) y une la segunda unidad (41) de recepción de señal a la antena de prueba (3), y el dispositivo (1) de conmutación en la segunda posición de calibración de los canales (C) une el emulador (6) a la segunda unidad (41) de recepción de señal a través del por lo menos un canal asociado (C) sin pasar por la red (2) de sondas (S¡).

3. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado por que el emulador (6) de canales está unido a la segunda unidad (41) de recepción, el dispositivo (1) de conmutación en la primera posición de medición une el emulador (6) a respectivamente por lo menos una (S¡) de las sondas a través del por lo menos un canal asociado (C) y une la primera unidad (4) de emisión de señal a la antena de prueba (3), y el dispositivo (1) de conmutación en la segunda posición de calibración de los canales (C) une el emulador (6) a la primera unidad (4) de emisión a través del por lo menos un canal asociado (C) sin pasar por la red (2) de sondas (S¡).

4. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de conmutación (1) en la primera posición de medición une una multiplicidad de accesos (A) del emulador (6) a respectivamente la pluralidad de las sondas (S¡) a través de la multiplicidad de los canales asociados (C) y une la otra de las primera y segunda unidades (41, 4) a la antena de prueba (3), y el dispositivo de conmutación (1) en la segunda posición de calibración de los canales (C) une la multiplicidad de accesos (A) del emulador (6) a la otra de las primera y segunda unidades (41, 4) a través de la multiplicidad de los canales asociados (C) sin pasar por la red (2) de sondas (S¡), siendo la segunda posición distinta de la primera posición.

5. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el emulador de canales 6 presenta unos medios (T) de transformación controlables para hacer variar de manera individual para cada canal (C) por lo menos una de entre la frecuencia, la fase, la amplitud y las polarizaciones de la señal de cada sonda (S¡) asociada.

6. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende unos medios (116, 122, 135) de mando del dispositivo de conmutación (1) para hacerlo pasar entre una y otra de las primera y segunda posiciones y para mantenerlo en cualquiera de las primera y segunda posiciones.

7. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de conmutación (1) comprende unos conmutadores o análogos (11, 13) que presentan dichas posiciones para garantizar dichos enlaces.

8. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una unidad (7) de generación de dos primera y segunda polarizaciones ortogonales entre sí para dividir la señal transportada por dicho por lo menos un canal (C) en dos primera y segunda vías (71) que presentan respectivamente las dos primera y segunda polarizaciones ortogonales entre sí, estando las dos vías unidas a la sonda asociada (S¡), estando unos medios de ponderación previstos para ponderar cada una de las dos primera y segunda vías (71) en amplitud y en fase.

9. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la antena de prueba (3) está unida a la otra de las primera y segunda unidades (41, 4) de manera alámbrica por medio de por lo menos un cable (33).

1. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por que la antena de prueba (3) está unida de manera inalámbrica a la otra de las primera y segunda unidades (41, 4) por medio de por lo menos un enlace de radio con un emisor y/o receptor incorporado (32).

11. Sistema según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el dispositivo de conmutación (1) está colocado entre el emulador (6) de canales y la red (2) de sondas (S¡).

12. Procedimiento de simulación de entornos electromagnéticos con ayuda de un sistema (1) según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el sistema una red (2) de una pluralidad de sondas (S¡) de emisión y/o de recepción de radiaciones electromagnéticas hacia o desde un punto de prueba distante de las sondas (S¡) para someter a prueba por lo menos una antena de prueba (3) situada en el punto de prueba, una multiplicidad de canales (C) de enlace de las sondas a un emulador (6) de canales, una primera unidad (4) de emisión de señal, una segunda unidad (41) de recepción de señal, estando una de las primera y segunda unidades (4, 41) unida al emulador (6) de canales,

caracterizado por que

- se coloca el dispositivo de conmutación (1) en la segunda posición de calibración de los canales (C), en la que el dispositivo de conmutación (1) une el emulador (6) a la otra de las primera y segunda unidades (41, 4) a través del por lo menos un canal asociado (C) sin pasar por la red (2) de sondas (S¡),

- se obtiene en la segunda posición de calibración de los canales (C) el valor de un coeficiente de transmisión complejo en cada canal (C) entre la primera unidad (4) de emisión de señal y la segunda unidad (41) de recepción de señal pasando por el emulador (6) de canales sin pasar por la red (2) de sondas (S¡),

- después se coloca el dispositivo de conmutación (1) en la primera posición de medición, en la que el dispositivo de conmutación (1) une el emulador (6) a respectivamente por lo menos una (S¡) de las sondas a través del por lo menos un canal asociado (C) y une la otra de las primera y segunda unidades (41, 4) a la antena de prueba (3),

- se somete a prueba la antena de prueba (3) en la primera posición de medición enviando por lo menos una señal de la primera unidad (4) de emisión de señal a la segunda unidad (41) de recepción de señal a través de dicho por lo menos un canal (C) por dicha por lo menos una sonda (S¡) y aplicando a la señal una corrección calculada en función por lo menos del valor que se ha obtenido del coeficiente de transmisión complejo en dicho por lo menos un canal (C).

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por que la corrección se calcula en función por lo menos del valor que se ha obtenido del coeficiente de transmisión complejo en dicho por lo menos un canal (C) y además en función de parámetros de transmisión que han sido medidos previamente en el dispositivo.