Verificación de dispositivos LoRa

LoRa es una de las tecnologías más populares de redes de sensores inalámbricos de baja potencia para la implementación del Internet de las cosas (IoT), y ofrece comunicaciones de más amplio alcance frente a otras tecnologías como Zigbee. Su nombre procede del inglés, «long range», y funciona en las bandas ISM no sujetas a licencia. LoRa es una tecnología patentada de capa física de radiocomunicaciones basada en métodos de modulación de espectro ensanchado derivados de la tecnología de espectro ensanchado de chirps (CSS).

Sensor de potencia de RF R&S®NRP8E (de 10 MHz a 8 GHz) con unidad base R&S®NRX
Sensor de potencia de RF R&S®NRP8E (de 10 MHz a 8 GHz) con unidad base R&S®NRX

Su misión

El objetivo consiste en utilizar la función de largo alcance de LoRa aprovechando al máximo la potencia de transmisión permitida, pero sin exceder los límites reglamentarios. Por lo tanto, se trata de elegir el dispositivo LoRa que mejores características de transmisión ofrece.

Solución Rohde & Schwarz

La mejor forma de realizar medidas de potencia precisas es utilizando un dispositivo diseñado específicamente para medir potencia con la máxima precisión, p. ej., un sensor de potencia de RF. Los sensores de potencia de RF pueden medir la potencia con una precisión que supera en un orden de magnitud a la de un osciloscopio o incluso a la de un analizador de espectro de alta gama.

Los sensores de potencia de RF son excelentes para obtener medidas de potencia exactas, ya que estos equipos son capaces de medir la potencia absoluta con una precisión extrema. Pero también es cierto que los sensores de potencia modernos suponen una inversión que no siempre está al alcance de aficionados, universidades o pequeños laboratorios de I+D. La nueva serie de sensores de diodos R&S®NRPxE se ha desarrollado pensando también en los costes.

Se trata de la línea de sensores de potencia de RF más económica de la gama de Rohde & Schwarz, pero, a pesar de ello, permite realizar medidas de potencia con la más alta precisión. Para una configuración de medida típica con un dispositivo LoRa se necesita el siguiente equipamiento adicional:

  • una cadena de procesamiento de señales caracterizada, formada por componentes de RF de alta calidad acoplados al dispositivo bajo prueba
  • cables y conectores
  • atenuadores y acopladores para ajustar la señal a aprox. 0 dBm, que es el nivel ideal para sensores de potencia de RF
  • un analizador de redes vectoriales (VNA) para caracterizar la cadena de señales

La tarea de medida abarca los siguientes pasos:
1. Configurar y caracterizar el camino de señal desde el dispositivo.
2. Medir la señal de salida de dispositivos LoRa con un sensor de potencia de RF teniendo en cuenta las pérdidas de medida.
3. Seleccionar el mejor dispositivo LoRa y adaptar la potencia a un nivel adecuado en el punto de alimentación de la antena.
4. Comprobar el dispositivo sucesivamente durante el uso normal.

A continuación se ofrecen algunos consejos y recomendaciones prácticas:

  • Caracterice el acoplador y el atenuador con un analizador de redes vectoriales económico, cargue el archivo .s2p resultante al sensor de diodos R&S®NRPxE y active los datos de corrección para tener en cuenta la pérdida del camino de señal.
  • Aplique el par adecuado con una llave dinamométrica.
  • Con una señal modulada o de chirp/ráfaga/pulso, ajuste el tiempo de apertura a la duración de período como valor entero, en el caso ideal, como mínimo tres periodos.
  • La función «duty cycle» (ciclo de trabajo) considera los tiempos de activación/desactivación de la señal para medir la potencia media real.
  • Utilizando el filtro de promediación, que emplea varios ciclos de apertura para calcular un promedio más preciso, se obtienen aún mejores resultados de medida.
Aplicación móvil R&S®PowerViewer
Aplicación móvil R&S®PowerViewer
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Ventaja adicional: medidas móviles

Generalmente, para obtener medidas de potencia precisas se necesita una configuración de test y medida con características avanzadas. El problema es que no siempre se tiene a disposición una configuración de medida tan sofisticada. Además, a veces puede ser necesario realizar una lectura de la potencia rápida pero precisa. Utilizando la aplicación móvil gratuita R&S®PowerViewer, disponible a través de la app store oficial de Android, ahora pueden realizarse medidas a través del teléfono móvil con un sensor de potencia R&S®NRP conectado. El cable de interfaz R&S®NRP-ZKC necesario para ello incluye el conector USB-C apropiado.

Sensor de potencia de RF R&S®NRP8E (de 10 MHz a 8 GHz) con unidad base R&S®NRX
Sensor de potencia de RF R&S®NRP8E (de 10 MHz a 8 GHz) con unidad base R&S®NRX
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Su misión

El objetivo consiste en utilizar la función de largo alcance de LoRa aprovechando al máximo la potencia de transmisión permitida, pero sin exceder los límites reglamentarios. Por lo tanto, se trata de elegir el dispositivo LoRa que mejores características de transmisión ofrece.

Medidas móviles con el sensor de potencia de RF R&S®NRP8E (de 10 MHz a 8 GHz)
Medidas móviles con el sensor de potencia de RF R&S®NRP8E (de 10 MHz a 8 GHz)