Les technologies de demain, à l'honneur du salon des RF et micro-ondes

Le 18/01/2018 à 14:00  

La technique d'imagerie au cœur du système QAR de Rohde & Schwarz est issue des scanneurs corporels mis en œuvre dans les aéroports, par exemple. Elle permet de mesurer très rapidement la réflectivité des radars, tels que les radômes logos et les pare-chocs fonctionnant entre 77 et 79 GHz.

C. Lardière

N uremberg. S'il fallait résumer en un mot ou, dans ce cas précis, en une image l'édition 2017 du salon European Microwave Week (EuMW), qui s'est tenue du 8 au 13 octobre dernier, à Nuremberg (Allemagne), ce serait l'illustration d'un véhicule avec ses différentes technologies de détection et de communication. Est-ce que le fait d'être en Allemagne y a contribué ? En tout cas, dès le hall d'entrée, une zone accueillait une exposition dédiée à des démonstrateurs technologiques et des véhicules d'essais de noms tels que les allemands Mercedes-Benz, Bosch et Hella, ainsi que le français Valeo. Un simulateur de conduite intelligent offrait aux visiteurs une expérience pratique, et les véhicules d'essais, équipés de radars, étaient disponibles à l'extérieur du parc d'exposition pour des tests dans l'environnement urbain de Nuremberg.

Du côté des conférences techniques, l'accent était mis sur les systèmes d'aide à la conduite avancée ( Advanced Driver Assistance Systems ou ADAS) dans le cadre de la conduite hautement automatisée ( Highly Automated Driving ou HAD) dans le futur, avec quatre ateliers et trois sessions au sein de l'European Radar Conference (EuRAD) abordant le sujet. Preuve, s'il fallait encore en douter, du rôle essentiel que jouent les technologies RF et hyperfréquences dans l'évolution de l'industrie. Et les fabricants de test et de mesure sont d'ailleurs aux avant-postes, à commencer par l'américain National Instruments et l'allemand Rohde & Schwarz.

À l'occasion d'une conférence de presse organisée le premier jour de l'exposition, le premier a dévoilé le Vehicle Radar Test System (VRTS ; voir Mesures n°899) – une version bêta avait d'ailleurs été présentée l'année précédente. « Il s'agit d'une plateforme unique pour la simulation des cibles radar et les mesures RF. Ce n'est pas un rejeu, mais une simulation en temps des cibles radar, une très bonne synchro-nisation étant assurée avec le châssis PXI pour les applications HIL ( Hardware-In-the-Loop ) et de test ADAS », affirme Matt Spexarth, responsable principal pour les produits RF dans les applications automobiles chez National Instruments. Le VRTS se compose d'une tête radio millimétrique mmRH-3608, fonctionnant entre 76 et 81 GHz, d'un Vector Signal Transceiver (VST) de 2 e génération au format PXI Express (PXIe-5840), proposant une bande passante de 1 GHz, d'un ou plusieurs générateur(s) de délais variables NI-5692 et d'un logiciel applicatif.

C. Lardière Entre les véhicules connectés et autonomes, la technologie 5G et les drones, les fabricants de solutions de test et de mesure doivent s'adapter à de nouvelles exigences en termes de performances, de compacité, etc. L'édition 2017 du salon EuMW a été l'occasion pour les visiteurs et les conférenciers de découvrir les innovations et d'échanger sur ces thèmes.

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Comme le VRTS est disponible auprès de certains de ses partenaires, National Instruments a en fait mis en avant deux solutions clé-en-main, à savoir l'Auto-motive Radar Test System (ARTS) de l'allemand Konrad Technologies et le Radar Test System (RTS) de son compatriote Noffz Technologies. La première solution est un système de test radar configurable – l'utilisateur définit le nombre de cibles, les scénarii d'objets et l'angle d'arrivée (AoA) –, pour la validation des algorithmes et la vérifi-cation fonctionnelle en production des capteurs. Quant au RTS, il s'agit d'une solution de test automatisée intégrée en fin de ligne de production à fort volume (ou hors ligne). Elle est basée sur l'Uni-versal Tester Platform (UTP) 6010 de la société, à laquelle a été ajouté le nouvel adaptateur RF UTP 5060.

Des solutions de test pour les ADAS

Sur son stand dédié aux solutions de test pour l'automobile – c'était la première fois que le fabricant disposait d'un autre stand que celui, traditionnel, situé à l'entrée de l'exposition –, Rohde & Schwarz présentait ses nouveaux systèmes de test AREG100A et QAR pour les radars, qui seront disponibles début 2018. « La technique d'imagerie au cœur du système QAR est issue des scanneurs corporels mis en œuvre dans les aéroports, par exemple. Elle permet de mesurer très rapidement la réflectivité des radars, tels que les radômes logos et les pare-chocs fonctionnant entre 77 et 79 GHz », explique-t-on chez Rohde & Schwarz. En connaissant l'atténuation du matériau, les constructeurs automobiles peuvent localiser et identifier avec précision les éventuelles erreurs matérielles ou les matériaux hétérogènes susceptibles d'affecter les performances du capteur.

Destiné au test des capteurs radar en production, le générateur d'écho radar automobile AREG100A prend en charge toutes les bandes radar automobiles (24, 76 et 79 GHz) et jusqu'à trois distances radar fixes définissables par l'utilisateur, plus un décalage Doppler optionnel pour la simulation de la vitesse radiale. Associé au système de test d'antennes ATS1000 – une chambre blindée transportable couvrant la gamme de fréquence de 18 à 87 GHz – et au logiciel d'exécution de test QuickStep du constructeur, l'AREG100A devient un processus standardisé pour le contrôle continu de la qualité des capteurs radar en fin de ligne.

Sur son stand « historique », le fabricant allemand mettait en avant l'analyseur de spectre et de signal FPL1000 et la série d'analyseurs de réseau vectoriels ZNL, après avoir lancé la série ZNLE ( voir Mesures n° 898 ), dévoilés une dizaine de jours avant l'ouverture de l'événement, ainsi que la solution de calibrage intégrée ZN-Z3x pour les analyseurs de réseau vectoriels. Les modules ZN-Z32 et ZN-Z33 couvrent en effet les fréquences de 10 MHz à respectivement 8,5 et 40 GHz, ils s'installent au plus près du composant sous test (DUT), et d'une manière permanente contrairement aux unités de calibrage traditionnelles. Cela représente une solution idéale pour les applications où un recalibrage est fréquemment requis ou dans le cas où le DUT est inaccessible (dans des conditions de vide, par exemple).

L'offre pour la 5G continue de grandir

Au-delà des radars automobiles et du véhicule autonome, l'édition 2017 de la manifestation EuMW faisait, encore une fois, une place importante à la technologie 5G, au travers de différentes sessions d'European Microwave Conference (EuMC), telles que celle sur les antennes « intelligentes », les systèmes d'antennes avec techniques numériques de formation de faisceaux et les antennes MIMO, ou celle sur l'émulation de canaux et le test Over-the-Air (OTA). Du côté des innovations dans le domaine du test et de la mesure, l'américain Keysight Technologies a notamment dévoilé l'adaptateur vectoriel agile N5194A.

Avec l'adaptateur vectoriel agile N5194A, Keysight Technologies étend les fonctionnalités de ses générateurs de signal UXG, en fournissant des formes d'onde et des signaux complexes basés sur des paires IQ pour les applications de guerre électronique ou de stress des amplificateurs de puissance.

D'autres nouveautés vues sur les stands…

AtlanTecRF : accessoires de câble 0.086 et 0.141, et câbles de test (petit diamètre, ultra-flexible, très faible perte, etc.)

Amplifier Research (AR) Europe : accord de distribution avec l'américain Wireless Telecom Group (WTG) pour les marques Boonton Electronics (wattmètres et voltmètres RF, mesureurs audio et de modulation, testeurs PIM) et Noisecom (générateurs de bruit)

China Electronics Technology Instruments Co. (CETC), distribué par AR Europe : analyseur de réseau vectoriel AV3672 (10 MHz à 67 GHz, selon la version)

Colby Instruments : lignes de retard programmables jusqu'à 18 GHz, avec une résolution de 0,5 ps, via des techniques électronique (diodes) et mécanique (adaptateurs de type « trombone »)

Focus Microwave : adaptateur d'impédance de 20 à 110 GHz MPT-110200

Holzworth Instrumentation , distribué en France par AA group : nouvelle interface utilisateur pour son analyseur de bruit de phase HA7000C.

L'adaptateur étend les fonctionnalités des générateurs de signal agiles de la série X UXG, en fournissant des formes d'onde et des signaux complexes basés sur des paires IQ (signaux à impulsions avec temps de montée et descente, chirps non linéaires et schémas de modulation variables) pour plusieurs applications. « Dans le cadre de la guerre électronique, les ingénieurs sont en mesure de créer des scénarii pour simuler des menaces encore plus réalistes. Ou alors il est possible de créer des signaux très larges pour stresser des amplificateurs de puissance et d'autres composants, afin de voir comment ils se comportent avec des signaux non linéaires », explique Giovanni D'Amore, EMEAI Marketing Brand Manager chez Keysight Technologies.

L'adaptateur vectoriel agile N5194A fonctionne dans la gamme de fréquence allant de 50 MHz à 20 GHz, intègre un générateur en bande de base à 2 Géch/s, pour la fourniture de signaux large bande jusqu'à 1,6 GHz, et un atténuateur à semi-conducteur de plage d'amplitude agile de 120 dB, pour reproduire les modèles de balayage d'antennes et les scénarii d'AoA. L'adaptateur se distingue également par une pureté spectrale typique de - 70 dBc en bande X, un bruit de phase de - 132 dBc/Hz à 10 kHz d'une porteuse de 1 GHz ou - 109 dBc/Hz avec une porteuse de 10 GHz en mode Oscillateur local externe, une vitesse de commutation de 220 ns (large bande et mode Oscillateur local externe).

Les visiteurs pouvaient également (re) découvrir d'autres nouveaux produits sur le stand de Keysight Technologies, à commencer par les analyseurs de réseau large bande 2 ou 4 ports N5290A et N5291A, dont la gamme de fréquence s'étend de 10 MHz à 110 GHz (jusqu'500 Hz avec l'extension basse fréquence [LFE] matérielle), le générateur de signaux micro-ondes au format PXI Express M9383A ( voir Mesures n°898 ) ou les deux nouvelles fonctionnalités des analyseurs portables FieldFox. « Ils peuvent désormais être connectés au logiciel d'analyse des signaux vectoriels 89600, ce qui rend possibles la conception et le dépannage des équipements APCO-25 et TETRA (radio de sécurité publique), IEEE 802.11p (communications sans fil au niveau des véhicules), les réseaux longue portée basse consommation pour les objets connectés, les communications cellulaires GSM, LTE, W-CDMA, etc. », annonce Giovanni D'Amore. L'autre nouveauté est l'option 351 qui fournit un mode d'analyse I/Q (largeur d'analyse de 10 MHz) pour la capture et l'analyse de paires I/Q directement dans les appareils ou via le logiciel 89600.

Les analyseurs vont partout !

Toujours dans le domaine des solutions de test et de mesure pour la technologie 5G, le japonais Anritsu présentait l'analyseur de signal MS2850A, qui est désormais doté, pour la première fois sur le marché, d'une interface PCI Express 4.0. « Si l'interface Gigabit Ethernet permettait de transférer chaque capture en 45 s, l'interface PCIe 4.0 rend l'outil encore plus rapide ; il suffit de 0,4 s pour réaliser le transfert des mêmes données », indique Jonathan Borrill, directeur de l'ingénierie et de la technologie d'Anritsu. Lancé quelques mois auparavant pour répondre aux exigences de R&D et de production des futurs systèmes 5G New Radio (NR), le modèle haut de gamme et économique complète les analyseurs de spectre et de signal MS296xA, MS2830A et MS2840A.

Le MS2850A bénéficie notamment d'une largeur de bande d'analyse de 255 MHz en standard, et jusqu'à 1 GHz en option, et permet l'évaluation simul-tanée de signaux 5G à porteuses multiples. Parmi les autres spécifications, citons une gamme de fréquence de 9 kHz à 32 ou 44,5 GHz, un bruit de phase de - 123 kHz/Hz à 10 kHz d'une porteuse de 1 GHz, un DANL de - 143,5 dBm/Hz à 13 GHz (sans pré-amplification) ou - 160,5 dBm/Hz (avec pré-amplification), la présence de fonctions de mesure du facteur de bruit et du bruit de phase, etc.

Les autres innovations présentes sur le stand du japonais étaient notamment une démonstration d'une solution compacte de mesures de puissance dans les bandes millimétriques, basée sur une application réelle du Fraunhofer Institute et où le logiciel expert de puissance s'exécute sur le même PC que celui où se trouve la surveillance de spectre. « Nous mettons également en avant l'analyseur de spectre compact MS2760A [voir Mesures n° 893] via deux démonstrations. Dans la première, il est associé à une tête millimétrique externe d'un analyseur de réseau vectoriel, ce qui permet de faire des mesures entre 10 et 110 GHz, au plus près des sondes de wafers. Dans la seconde application, un MS2760A monté sur un drone permet de caractériser exactement une antenne (mesures de propagation, de couverture et formation de faisceau en 3D) ou de faire de la recherche d'interférences », explique Jonathan Borrill.

De par sa compacité, l'analyseur de spectre MS2760A d'Anritsu peut être monté sur un drone, ce qui permet de caractériser une antenne (mesures de couverture, formation de faisceau en 3D) ou de faire de la recherche d'interférences.

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Parmi les « nouvelles » nouveautés vues à Nuremberg ( voir encadré page 42 ), citons par exemple l'analyseur de réseau vectoriel 1 port USB R180 (1 MHz à 18 GHz) et les analyseurs de réseau vectoriels Cobalt C1209/C1409, C2209/ C2409, C4209/C4409, C1220/ C1420, C2220/C2420 et C4220/ C4420 de l'américain Copper Mountain Technologies, qui avait aussi un drone sur son stand – ces modèles 2 ou 4 ports USB concurrencent les modèles de table pour la mesure des paramètres S, avec leur dynamique de 158 dB ou de 143 dB (au-delà de 1 MHz), sur une gamme de fréquence allant de 100 kHz à 9 ou 20 GHz, et un temps de mesure inférieur à 10 ou 12 µs par point. Ou encore le testeur d'altimètres radar ATS 384 ( nous y reviendrons ) de Noise eXtented Technologies (XT) du groupe français Spherea Test & Services, le châssis PXI 4 emplacements portable 60-105, le multiplexeur microonde LXI 60-800, les mulitplexeurs microondes PXI 40784A et 40-785B du britannique Pickering Interfaces.