- Rohde & Schwarz et Greenerwave ont mené une campagne de mesures conjointes démontrant qu’un système de test en champ proche permet de caractériser le diagramme de rayonnement complet d’une antenne réseau à commande électronique (ESA) de 50 cm en bande Ku en seulement 30 minutes.
- Les résultats obtenus correspondent aux modèles de simulation à moins de 1 dB près, offrant ainsi une alternative rapide et fiable pour vérifier les performances des antennes Satcom, sans nécessiter de chambres anéchoïques de grande taille.
Les antennes ESA (Electronically Steerable Array) jouent un rôle croissant dans les systèmes de communication par satellite (Satcom), notamment pour les orbites LEO, MEO et GEO. Cependant, leur caractérisation précise pose un défi majeur : les tests en champ lointain traditionnels exigent des chambres anéchoïques de dimensions souvent incompatibles avec les contraintes industrielles, en particulier pour les antennes de grande taille (50 cm ou plus). Les systèmes CATR (Compact Antenna Test Ranges), bien que plus compacts, restent volumineux et nécessitent un positionnement à double axe long et fastidieux pour cartographier le diagramme de rayonnement.
Greenerwave développe des terminaux utilisateurs Satcom basés sur des surfaces intelligentes reconfigurables (RIS), permettant de concevoir des antennes ESA à faible consommation énergétique et moins dépendantes des semi-conducteurs que les solutions conventionnelles.
Une solution de test en champ proche validée
Pour cette campagne de mesures, Rohde & Schwarz a fourni son système R&S TS8991, dédié aux tests en over-the-air et à la caractérisation d’antennes, équipé d’un positionneur conique, ainsi que son analyseur de réseau vectoriel de la gamme R&S ZNA. Ces outils ont permis d’évaluer une antenne ESA passive à une seule ouverture, utilisant la technologie RIS pour le formage de faisceau.
L’antenne testée, d’une ouverture de 50 x 50 cm, a été conçue pour une intégration facile et une faible consommation d’énergie. Les mesures ont couvert un hémisphère supérieur étendu jusqu’à un angle polaire de 120 degrés, avec un pas de 1 degré. Dix fréquences en bande Ku ont été enregistrées en 32 minutes, grâce à la fonction de déclenchement matériel du système. Les données ont ensuite été traitées avec le logiciel R&S AMS32, qui a appliqué un algorithme de transformation champ proche-champ lointain (FIAFTA).
La comparaison avec les simulations basées sur un modèle de jumeau numérique et avec les résultats obtenus via un système CATR a montré des variations maximales de 1 dB (et typiquement de 0,3 dB) pour le gain maximal ou la directivité, confirmant la précision de la solution en champ proche. Les données peuvent également être exportées pour une analyse complémentaire dans des outils comme CST Microwave Studio ou Matlab.
Avantages pour les fabricants de systèmes Satcom
Cette approche démontre que même les grandes antennes Satcom peuvent être caractérisées rapidement et avec précision en utilisant le système R&S TS8991 en configuration champ proche. Cette méthode offre une alternative pratique aux chambres de test en champ lointain ou aux CATR, qui sont souvent coûteux et encombrants.
Le système peut être intégré plus facilement dans des environnements de laboratoire de recherche et permet de réduire les cycles de test, diminuant ainsi les coûts globaux de développement. Il s’adresse particulièrement aux fabricants de systèmes Satcom testant des antennes large bande, IoT ou de backhaul, où un contrôle flexible du faisceau et des débits de données élevés sont requis.
