Vérification d'appareil LoRa

LoRa est l'une des technologies de réseau à capteurs sans fil faible puissance les plus populaires pour l'implémentation de l'internet des objets (IoT), proposant des communications longues portées en comparaison aux technologies telles que Zigbee. Son nom est dérivé de "long range" et elle fonctionne dans des bandes ISM libres de licence. LoRa est une technique de communications radio physique propriétaire qui est basée sur des techniques de modulation à spectre étalé dérivées de la technologie CSS (chirp spread spectrum).

Sonde de puissance RF R&S®NRP8E (10 MHz à 8 GHz) avec unité de base R&S®NRX
Sonde de puissance RF R&S®NRP8E (10 MHz à 8 GHz) avec unité de base R&S®NRX

Votre tâche

La fonctionnalité longue portée du LoRa est mieux utilisée en maximisant la puissance émise autorisée sans dépasser les limites réglementaires. La question est de savoir comment sélectionner l'appareil LoRa avec les meilleures caractéristiques de transmission ?

Solution Rohde & Schwarz

La meilleure manière d'effectuer des mesures de puissance précises est d'utiliser un appareil conçu pour la tâche de mesure de puissance avec une précision de pointe, par exemple une sonde de puissance RF. Les capteurs de puissance RF sont capables de mesurer une puissance avec une précision qui est supérieure à celle d'un oscilloscope ou même d'un analyseur de spectre haut de gamme.

Des mesures précises de puissance sont mieux effectuées avec une sonde de puissance RF car ces appareils peuvent mesurer une puissance absolue avec une précision extrême. Cependant, des sondes de puissance de pointe nécessitent généralement un investissement qui peut ne pas être acceptable pour les amateurs, les universités ou les petits laboratoires R&D. La nouvelle série de sondes de puissance à diode R&S®NRPxE prend également en compte ces considérations relatives au coût.

Il s'agit de la ligne de sondes de puissance RF la plus abordable de la gamme Rohde & Schwarz, elle prend pourtant en charge des mesures de puissance très précises. Pour une configuration de test de vérification d'appareil LoRa typique, d'autres équipements sont nécessaires :

  • Une chaîne de signaux caractérisés constituée de composants RF de haute qualité couplés au DUT
  • Des câbles et des connecteurs
  • Des atténuateurs et des coupleurs afin d'obtenir le signal à approximativement 0 dBm, ce qui est le niveau idéal pour des sondes de puissance RF
  • Un analyseur de réseaux vectoriels (VNA) pour caractériser la chaîne de signaux

La tâche de mesure est composée des étapes suivantes :
1. Configurer et caractériser le trajet du signal depuis l'appareil.
2. Mesurer le signal de sortie des appareils LoRa avec une sonde de puissance RF, en prenant en compte les pertes de mesure.
3. Sélectionner le meilleur appareil LoRa et régler la puissance à un niveau adapté sur l'antenne.
4. Vérifier ensuite l'appareil lorsqu'il est utilisé de manière normale.

De petites astuces et pratiques supplémentaires sont décrites ci-dessous :

  • Caractérisez le coupleur et l'atténuateur avec un VNA abordable, puis charger le fichier de résultat .s2p sur la sonde de puissance à diode R&S®NRPxE et activez la correction de données pour prendre en compte les pertes de trajet du signal.
  • Appliquer le couple approprié en utilisant une clé dynamométrique.
  • Avec un signal modulé ou chirp/salve/impulsion, réglez le temps d'ouverture sur la durée de la période entière, idéalement au moins trois périodes.
  • La fonctionnalité "rapport cyclique" prend en compte les temps on/off du signal afin de mesurer la puissance moyenne réelle.
  • L'utilisation d'un filtre de moyennage, qui utilise plusieurs cycles pour calculer une moyenne plus précise, améliore encore davantage le résultat de mesure.
Application mobile R&S®PowerViewer
Application mobile R&S®PowerViewer
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Avantage supplémentaire : Mesures mobiles

Des mesures de puissance précises vont généralement de pair avec une configuration T&M sophistiquée. Cependant, une configuration sophistiquée peut ne pas toujours être disponible. Plus, parfois une lecture rapide de puissance précise peut s'avérer utile. En utilisant l'application mobile gratuite R&S®PowerViewer disponible sur l'app store Android officiel, des mesures peuvent dorénavant être effectuées depuis votre téléphone mobile avec une sonde de puissance R&S®NRP connectée. Le câble d'interface R&S®NRP-ZKC nécessaire est fourni avec le connecteur USB-C correspondant.

Sonde de puissance RF R&S®NRP8E (10 MHz à 8 GHz) avec unité de base R&S®NRX
Sonde de puissance RF R&S®NRP8E (10 MHz à 8 GHz) avec unité de base R&S®NRX
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La fonctionnalité longue portée du LoRa est mieux utilisée en maximisant la puissance émise autorisée sans dépasser les limites réglementaires. La question est de savoir comment sélectionner l'appareil LoRa avec les meilleures caractéristiques de transmission ?

Mesures mobiles avec la sonde de puissance RF R&S®NRP8E (10 MHz à 8 GHz)
Mesures mobiles avec la sonde de puissance RF R&S®NRP8E (10 MHz à 8 GHz)