L e (petit) monde de la radiofréquence (RF) et des hyperfréquences (HF) connaît depuis un peu plus d'un an une nouvelle effervescence toute particulière autour des technologies millimétriques. Il n'y a pas une manifestation, une journée technique, une conférence en ligne dans le domaine du test et de la mesure qui ne soit pas l'occasion de mettre en avant les avancées scientifiques en cours et les solutions de test pour répondre aux exigences des communications de demain (la fameuse 5 ^e génération ou 5G) ou à celles des technologies radar que l'on retrouvera dans les véhicules d'ici quelques années.

Et l'édition londonienne d'European MicrowaveWeek (EuMW), qui s'est déroulée du 3 au 7 octobre au ExCel Exhibition Center ( voir encadré ci-dessous ), n'a pas dérogé à la règle. En attendant que la finalisation des choix technologiques et des normes, étapes obligées pour que les fabricants de composants et de sous-systèmes se lancent réellement sur le marché, ce sont donc les acteurs du test et de la mesure –toujours en avance de phase– qui jouent actuellement les premiers rôles. Les visiteurs d'EuMW ne pouvaient donc pas manquer les différentes démonstrations sur les stands des principaux fabricants.

Keysight Technologies a une nouvelle fois marqué le salon, en dévoilant en avant-première l'analyseur de spectre UXA N9041B (en haut), le premier modèle intégré (sans mélangeurs externes) du marché, et les analyseurs de spectre temps réel portables FieldFox (en bas).

Telles que des solutions pour les systèmes de communication de nouvelle génération, la Reference Solution pour l'étalonnage d'antennes multicanaux, la solution de caractérisation de matériau jusqu'aux fréquences teraHertz et les tests ultra-large bande, aérospatiaux et de satellites avec les systèmes d'émula-tion de canaux Propsim chez l'américain Keysight Technologies. Ou encore la première solution radiologicielle millimétrique du marché pour la recherche en 5G, une démonstration de test sans fil millimétrique IEEE 802.11ad et la dernière version de LabView Communications pour le prototypage rapide en 5G chez son compatriote National Instruments, une solution de mesure d'antennes et une autre pour la caractérisation de matériaux (en partenariat avec le Fraunhofer FHR et l'University RWTH Aachen), toutes les deux travaillant en E-Band et reposant sur un analyseur de réseau vectoriel USB ShockLine MS46522B chez le japonais Anritsu, ainsi que la solution de mesure optimisée pour les tests en production des capteurs radar automobiles chez l'allemand Rohde & Schwarz.

L'édition londonienne d'European Microwave Week (EuMW), qui s'est déroulée du 3 au 7 octobre, n'a pas dérogé à la règle de ce qui se déroule actuellement dans le monde de la radiofréquence (RF) et des hyperfréquences (HF). Il connaît en effet une nouvelle effervescence toute particulière autour des technologies millimétriques (5G, technologies radar).

« Le simulateur de cibles radar ARTS9510, associé à la chambre d'essais RF TS7124 et une sonde de puissance USB NRP8S installée dans la chambre, permet de tester de longues distances,différentes vitesses,différentes tailles d'optiques, dans un environnement de laboratoire », explique Lutz Fischer, Product Manager Complementary Products chez Rohde & Schwarz. Autre démonstration sur le stand de l'allemand, le générateur de signal vectoriel SMW200A, l'analyseur de signal et de spectre FSW85 et le logiciel de sondage de canaux ( channel sounding ) TS 5GCS forment une solution flexible pour caractériser les bandes de fréquence et les canaux sans fil possibles pour la 5G.

Les visiteurs ont pu découvrir, sur le stand de Rohde & Schwarz, la première solution de mesure de puissance OTA destinée aux prochains composants 5G et WLAN. Autre nouveauté, l'analyseur de réseau vectoriel ZNBT20 est un « vrai » analyseur multiport doté de 16 ports de test.

L'offre en analyse de spectre en temps réel se renforce

Derrière toutes ces solutions, n'oublions pas en effet toute l'importance des briques matérielles et logicielles. Revenons alors sur le stand de Keysight Technologies, pour découvrir en avantpremière l'une des grandes innovations dévoilées lors de l'édition 2016 du salon, à savoir l'analyseur de spectre UXA N9041B. « Les ondes millimétriques sont l'une des grandes tendances actuelles dans l'électronique, et c'est un marché dans lequel nous investissons depuis des années », rappelle Guy Sené, Senior Vice President Worldwide Sales de Keysight Technologies. L'apparition de nouveaux besoins (des bandes passantes plus importantes pour supporter des débits accrus, par exemple) s'accompagne aussi de défis technologiques pour les fabricants d'instrumentation.

« L'analyseur de spectre UXA N9041B est le premier modèle intégré (sans mélangeurs externes) du marché capable de balayer en une seule fois les fréquences de 3 Hz à 90 ou 110 GHz. Et cerise sur le gâteau, avec une largeur d'analyse de 1 GHz en interne (25 MHz en standard) et de 5 GHz via un oscilloscope numérique externe », annonce Guy Sené. Citons également deux autres caractéristiques remarquables, à savoir un DANL de - 150dBm/Hz et la présence en face avant d'un second connecteur (2,4mm) pour les signaux jusqu'à 50GHz (nous y reviendrons).

Le fabricant américain a également dévoilé, lors d'EuMW 2016, les analy-seurs de spectre temps réel portables FieldFox. « Dans le passé,l'analyse de spectre en temps réel se trouvait dans un boîtier séparé, avec les contraintes que cela pouvait imposer. Avec la disponibilité de l'option 350, les utilisateurs ont dans un seul et unique appareil les deux fonctionnalités », explique Rolland Zhang, Product Manager RF/MW Handheld Analyzers chez Keysight Technologies. Sur les seize modèles de la série (N991xA, N995xA, N993xA et N996xA, voir Mesures n° 879 ), l'analyseur de spectre N9962A et l'analyseur combiné (mesure de câbles et d'antennes, analyse de spectre et de réseau vectoriel) N9952A sont d'ailleurs les premiers analyseurs de spectre du marché travaillant en temps réel à une fréquence de 50GHz. Ils proposent une largeur d'analyse en temps réel de 10MHz, une dynamique sans parasites de 63dB et la détection d'impulsions de seulement 22ns. « La durée minimale d'un signal avec une probabilité d'interception de 100 % (POI) n'est que de 12,2 µs, ce qui assure de ne perdre aucun événement survenant dans n'importe quel signal, du moment que le traitement est suffisamment rapide », poursuit-il.

Du côté de l'allemand Aaronia, les visiteurs pouvaient découvrir,enavant-pre-mière, le logiciel RTSA Ultra View qui permet de visualiser presque sans limite les données provenant d'un analyseur de spectre en temps réel portable SpectranV5. Parmi les autres nouveautés, citons la dernière génération des analyseurs de spectre en temps réel Spectran (V4 HF-60100) et V5, qui affiche un DANL maximum de - 170dBm/Hz, avec pré-amplification externe (-150dBm/Hz typique avec pré-amplification interne), à 5,5GHz, ainsi que l'antenne de poursuite RF isotrope IsoLog 3D. Cette dernière, qui intègre un réseau à haute densité et personnalisable d'antennes log-périodiques, peut contenir un ensemble complet de 64 antennes indépendantes au maximum: par exemple 8 à 36 antennes log-périodiques de polarisation horizontale et verticale, plus 8 à 16 antennes dédiées aux basses fréquences.

Grâce à la gamme de fréquence couverte (9kHz à 40GHz), il n'est plus nécessaire de changer d'antennes durant la mesure, d'où un gain de temps –l'antenne se monte facilement sur un véhicule pour des contre-mesures ou la détection de drones, qui faisait d'ail-leurs l'objet d'une démonstration sur le stand– et la réduction des coûts du système.

Solution de test Adas pour les radars

Du côté de Rohde & Schwarz, les visiteurs ont pu découvrir la première solution de mesure de puissance Over-the-Air (OTA) destinée aux prochains composants 5G et WLAN (IEEE 802.11ad et IEEE 802.11ay). « Les technologies de communication large bande requièrent l'utilisation d'antennes réseaux à commande de phase,contrôlant la direction de l'émission via la formation de faisceaux ( beamforming ),au niveau des points d'accès, des stations de base et dans les appareils sans fil. La solution NRPM, qui fonctionne dans la gamme de fréquence de 27,5 à 75 GHz, permet aux concepteurs et aux ingénieurs de production d'étalonner la puissance de sortie d'une antenne et de tester la fonction de formation de faisceaux. Il s'agit d'une configuration de test simple, entièrement étalonnée et sans logiciel supplémentaire », explique Dr.Rainer Lenz,Product Manager for Signal Generators and Power Meters de Rohde & Schwarz. Une chambre d'essais RF de 19 pouces (TS7124) peut également être ajoutée pour des mesures RF.

Parmi la pléthore de produits récemment introduits, citons encore l'unité d'extension ZVAX-TRM (4 ports ; 10MHz à 24, 40, 50 ou 67GHz) pour l'analyseur de réseau vectoriel ZVA, l'option SMW-B9 (largeur de modulation RF de 2GHz) pour le générateur de signal vectoriel SMW200A, la sonde de puissance LAN/USB NRP-40SW (une version «vide» pour les applications de satellites de la série NRP) et l'analyseur de réseau vectoriel ZNBT20. Ce dernier est un «vrai» analyseur multiport doté de 16 ports de test, chacun affichant les mêmes caractéristiques – il n'y a aucune commutation en interne. Avec une gamme de fréquence de 100kHz à 20GHz (la version ZNBT8 couvre la gamme de 9kHz à 8GHz), une dynamique typique de 125 dB entre 2 et 10GHz, un temps de cycle inférieur à 5,5ms (201 points et fréquence centrale de 5,1GHz), un niveau de puissance de - 30 à +8dBm (1 à 10GHz, sans option), ce nouvel analyseur est particulièrement adapté aux mesures en production, la possibilité de caractériser en parallèle des composants multiports passifs ou actifs accroissant significativement la cadence.

Passons sur le stand voisin, celui de National Instruments, où la démonstration d'une solution de test Adas ( Advanced Driver Assistance Systems ), pour les radars automobiles, attirait l'attention de nombre de visiteurs. « Il s'agit d'un système simulant une cible, par exemple, avec une résolution jusqu'à 10cm et une largeur d'analyse en temps réel de 1GHz, pour caractériser les radars automobiles de courte et longue portées,fonctionnant dans la gamme de fréquence de 76-81GHz », expliqueVictor Fournier, ingénieur d'applications chez National Instruments France. La solution repose sur des abaisseurs et élévateurs de fréquence millimétriques du fabricant, ainsi que sur son transcepteur de signal vectoriel (VST), dont la 2 ^e génération (PXIe-5840) a été introduite cet été ( voir Mesures n° 887 ). « Nous travaillons avec un partenaire, l'allemand KonradTechnologies,qui a développé les scénarii (voiture qui double, par exemple) qui sont ensuite téléchargés dans le VST », ajoute Victor Fournier.

« La solution de test Adas permet d'émuler des cibles en mouvement, différents cas de tests. Mais la simulation de radars automobiles n'est qu'un exemple de la flexibilité et de l'ouverture que peut offrir une plateforme PXI pour relever les défis imposés par les prochaines technologies. Un signal LTE avec cinq porteuses, la caractérisation des amplificateurs de puissance de nouvelle génération et le massive MIMO pour la 5G sont d'autres exemples », précise Jason White, Director of Marketing RF &WirelessTest de National Instruments. Signalons enfin, parmi les dernières nouveautés du fabricant texan, l'ajout au Semiconductor Test System (STS) de capacités RF supplémentaires dédiées à la transmission et à la réception haute puissance (ports RF pouvant transmettre à +38dBm et recevoir à +40dBm au niveau des connecteurs, mesures de paramètres S à 26GHz), à la prédistorsion numérique et au suivi d'enveloppe temps réel basé sur FPGA.

Anritsu présentait le Power Master MA24507A, la première sonde de puissance RF USB du marché à sélection de fréquence (Frequency Selectable), ainsi que deux démonstrations mettant en œuvre un analyseur de réseau vectoriel USB ShockLine MS46522B.

Sur le stand de National Instruments était faite la démonstration d'une solution de test Adas (Advanced Driver Assistance Systems). Il s'agit d'un système simulant une cible, par exemple, pour caractériser les radars automobiles de courte et longue portées.

La RF réussit à l'instrumentation modulaire

L'innovation était également au rendez-vous du côté d'Anritsu, avec en particulier le Power Master MA24507A. « Il s'agit de la première sonde de puissance RF du marché à sélection de fréquence ( Frequency Selectable ).Au lieu d'une sonde de puissance à diode pour une mesure large bande, il s'agit en fait d'un analyseur de puissance millimétrique alimenté par USB. L'utilisateur peut ainsi sélectionner des bandes de fréquences (Wi-Fi, LTE, Bluetooth) et disposer de niveaux de performances dignes de ceux d'un analyseur de spectre, mais pour le prix d'un wattmètre », affirme Éric Fauxpoint, directeur du développement des nou-velles activités EMEA chez Anritsu. Citons quelques caractéristiques: une gamme de fréquence de 9 kHz à 70GHz, une amplitude maximale de + 15 dBm en deçà de 6,15 GHz, un plancher de bruit moyen de - 90dBm (mesure en onde entretenue [CW] maximale et résolution moyenne) ou de - 64dBm (mesure de puissance dans le canal et une largeur de canal de 10 MHz) et des dimensions de 155x84x27mm pour une masse de 282g.

Autre nouveauté présentée lors du salon EuMW, le Site Master S331P vient étendre la gamme d'analyseurs de câbles et d'antennes portables du japonais. Pas plus grand qu'une sonde de puissance USB du constructeur (52x148x36mm) – c'est le plus léger et le plus petit appareil du marché, selon la société–, le nouveau modèle peut se brancher au plus près de là où travaille l'opérateur et permet de s'affranchir de la gestion difficile des accessoires. Fonctionnant dans une gamme de fréquence de 500kHz à 4 ou 6GHz (à partir de 150kHz en option), le Site Master S331P affiche un niveau de puissance en sortie typique de - 5 dBm, une vitesse de mesure typique de 500µs/point, la présence d'une fonction d'aide intégrée, etc. « Enfin, nous proposons maintenant une famille reposant sur la technologie vectorielle propriétaire ShockLine presque complète, avec des analyseurs de réseau vectoriel 1 port au format USB, 2 ports avec PC intégré, ou non, et 4 ports. Sans oublier l'extension vers la bande E (fréquences entre 55 et 92 GHz),grâce à l'option - 082 des modèles 2 et 4 ports MS46500B [ voir Mesures n° 884 ] », ajoute Éric Fauxpoint.

Et l'instrumentation modulaire a aujourd'hui trouvé sa place dans le domaine du test et de la mesure en RF et hyperfréquence. Pour preuve encore l'offre désormais disponible chez certains fabricants, tels que l'américain Copper Mountain Technologies. « En partenariat avec [l'irlandais] Farran Technology, nous avons conçu la technologie d'extension de fréquence CobaltFx pour les mesures de paramètres S en ondes millimétriques.Le premier modèle utilisant cette technologie est l'analyseur de réseau vectoriel C4209 qui se présente selon trois configurations différentes de guides d'onde : une gamme de fréquence de 50 à 75 GHz (CobaltFx 15), de 60 à 90 GHz (CobaltFx 12) et de 75 à 110 GHz (CobaltFx 10). Les utilisateurs disposent ainsi d'une solution économique et complète,avec kit de calibration,câbles,etc. », liste Ben Maxson, Engineering Manager chez Copper Mountain Technologies, distribué en France par FI Science.

Le fabricant présentait également les analyseurs de réseau vectoriel S5065 et S5085, ainsi que le réflectomètre vectoriel R60. Avec une gamme de fréquence allant de 9kHz à respectivement 6,5 et 8,5 GHz, les modèles 2 ports USB S5065 et S5085 complètent les analyseurs de réseau vectoriel S5048 et TR5048 limités jusque-là entre 20kHz et 4,8GHz. Les deux nouveaux modèles affichent une dynamique de 125dB (de 300kHz à 4,8GHz) et de 120dB au-delà, un niveau de puissance en sortie de - 50 à +5dBm, un temps de mesure typique de 70µs par point (au lieu de 250µs avec les S5048 et TR5048),etc.« Quant au R60 qui complète les modèles R54 et R140, cet analyseur de réseau vectoriel 1 port est dédié aux mesures de paramètre S11 dans la gamme de fréquence de 1MHz à 6GHz,à savoir les bandes établies et émergeantes (Wi-Fi, objets connectés) », indique Ben Maxson. De par sa compacité (157,5x66x30,5mm pour environ 350g), il peut être installé directement sur l'équipement sous test, et peut donc améliorer la justesse de mesure en s'affranchissant des instabilités liées au câblage.

Des nouveautés en CEM, aussi

Le spécialiste britannique de la commutation Pickering Interfaces, lui, présentait pour la première fois le châssis USB/LXI à deux emplacements 60-104. « En plus d'être notre premier châssis développé en interne, il complète notre offre de châssis LXI dotés de 7 et 18 emplacements, en répondant à de petites applications de commutation, à savoir des applications portables ou avec de fortes contraintes d'encombrement », explique Nick Hickford, Sales Manager chez Pickering Interfaces UK & Ireland.

Pouvant accueillir n'importe quel module PXI 3U du britannique, le nouveau châssis peut être contrôlé depuis un PC ou une tablette numérique supportant le format HTML, via une interface USB 3 ou LXI.

Pickering Interfaces mettait également en avant le tout dernier module PXI 3U 41-760, destiné à la simulation de voies thermocouples ou millivolt. « Nous pro-posons déjà des modules de simulation PXI pour les résistances programmables standard et de précision, les résistances de platine et les jauges de contraintes. Avec le 41-760, nous étendons ainsi notre gamme », affirme Nick Hickford. Il existe quatre versions différentes du module 41-760, selon le nombre de canaux (8, 16, 24 ou 32), chaque canal fournissant une faible tension en sortie au travers de deux pins du connecteur capable de fournir une tension de ± 20 mV (résolution de 0,7µV), de ± 50 mV (1,7 µV) ou de ±100mV (3,3µV).

Toujours dans le domaine de l'instrumentation modulaire, mais au-delà de la RF et des hyperfréquences, Innovative Integration, qui a été racheté au mois d'avril dernier par l'américain Molex et est distribué en France par Acquisys, mettait en avant notamment ses transceivers nu-mériques robustes K706 et K707, ainsi que la carte PC intégré SBC-Nano et le mini-PC ePC-Duo –tous les deux combinent un module processeur COM Express de l'industrie avec deux sites XMC– et la carte COPious, la première carte porteuse PXIe pour modules XMC et FMC du marché ( voir Mesures n° 888 ). « Destinés à la surveillance et/ou à l'enregistrement de spectre large bande ou en bande étroite,le transceiver K706 intègre deux entrées pour antenne, quatre canaux DDC indépendants, deux canaux DUC et un analyseur de spectre embarqué dans un FPGA Xilinx Kintex-7 et le transceiver K707,deux modules enfichables FMC-310 assurant jusqu'à six entrées antennes, 128 canaux indépendants DDC et un analyseur de spectre », explique Craig Petrie, Director International Business Development d'Innovative Integration.

L'une des principales difficultés pour les fabricants de smartphones est le temps très long nécessaire pour les tests, les mesures de DAS. Pour aller encore plus loin dans l'automatisation des mesures, le système de test Art-Man d'Art-Fi est entièrement automatisé et auto-étalonné.

Comme les années précédentes, la manifestation EuMW a par ailleurs été l'occasion pour les industriels intéressés par les équipements de test en Compatibilité électromagnétique (CEM) de découvrir quelques nouveautés ( voir encadré page 40 ). Comme le dernier systèmeArt-Man du françaisArt-Fi. « L'une des principales difficultés pour les fabricants de smartphones est le temps très long nécessaire pour les tests, les mesures de DAS [ Débit d'absorption spécifique ou SAR en anglais, ndlr ] requérant par exemple beaucoup de manipulations par un opérateur. Pour aller encore plus loin dans l'automatisation des mesures, nous avons développé le premier système de test DAS entièrement auto-matisé et auto-étalonné, ce qui permet d'atteindre des cadences de l'ordre de 1 500 à 2 000 tests par jour », explique Benoît Derat, CEO et président d'Art-Fi.

Du côté du groupe français Microwave Vision Group (MVG), qui regroupe aujourd'hui Satimo, Antennessa (racheté en 2007 par Satimo), Orbit/ FR et AEMI, était présentée entre autres la dernière version du logiciel EMF Visual. « Le déploiement de la 4G, et ensuite de la 5G, s'ac-compagne de craintes de la part du grand pu-blic.Pour montrer patte blanche,les opérateurs de télécommunications mettent en œuvre notre logiciel. Après presque dix ans d'existence, l'EMF Visual vient d'être entièrement refondu », rappelle Nicolas Doaré, Sales Manager EIC Division chez MVG Industries. Il s'agit désormais de pou-voir intégrer des objets 3D, pour créer des scènes virtuelles en 3D, et une zone plus large d'une ville, d'où un intérêt accru pour les municipalités qui surveillent le bruit, par exemple. Les améliorations portent également au niveau du cœur du logiciel, avec une puissance suffisante pour prendre en compte, dans un temps raisonnable, toutes les réflexions possibles sur les bâtiments dans une zone élargie.

Que ce soit en CEM, en instrumentation modulaire et dans les instruments RF et hyperfréquences plus classiques, l'édition 2016 d'EuMW a été une nouvelle fois une occasion indispensable pour les spécialistes du secteur de découvrir les dernières innovations technologiques. Et n'oublions pas non plus les trois cycles de conférences organisés en pa-rallèle, à savoir la 46 ^e European Microwave Conference (EuMC), la 11 ^e European Microwave Integrated Circuits Conference (EuMIC) et la 13 ^e European Radar Conference (EuRAD). En espérant que la prochaine édition, qui se déroulera du 8 au 13 octobre 2017, à Nuremberg (Allemagne), soit à la hauteur.

En partenariat avec Farran Technology, Copper Mountain Technologies a conçu la technologie d'extension de fréquence CobaltFx pour les mesures de paramètres Sen ondes millimétriques. Le premier modèle utilisant cette technologie est l'analyseur de réseau vectoriel C4209.

Du côté de Microwave Vision Group (MVG), les visiteurs pouvaient découvrir la dernière version du logiciel EMF Visual, qui a été entièrement refondu. Il s'agit désormais de pouvoir intégrer des objets 3D, une zone plus large d'une ville, etc.