실험실에서 잘못된 휴대 전화 수신 시뮬레이션

현재 uBlox SARA-U260 gsm / 3G 모뎀을 사용하는 사물 인터넷 장치를 개발 중입니다.

현장 테스트에서 사하라 사막 이남 아프리카 지역에서의 휴대폰 수신 불량으로 인해 소프트웨어 / 펌웨어 문제가 심각했습니다.

셀 수신이 너무 좋기 때문에 실험실의 문제를 복제하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 모뎀에 연결된 안테나가 없어도 여전히 셀 네트워크 인터넷에 연결할 수 있습니다!

그래서 모뎀이 수신이 좋지 않다고 생각하지 못하게하는 가장 좋은 방법을 찾고 있습니다.

안테나의 동축 케이블을 잘라 내고 gnd 슈라우드와 중앙 도체 사이에 저항을 납땜해야한다고 생각했습니다. 이게 효과가 있을까요? 어떤 크기의 저항이 의미가 있습니까? 아마도 상당히 낮은 값의 저항 (50 ohm?)

안테나가 없어도 모뎀이 여전히 연결될 수있는 이유가 혼란 스러워요. 정상적인 작동 중에 모뎀이 전송 중일 때 접지 및 중앙 도체를 단락시켜야한다고 생각했습니다 (따라서 전송 버스트와 관련된 높은 전류).

정상적인 상황에서 안테나 내부의 짧은 위치는? 그렇다면 동축의 중심 도체가 항상 접지 전위에 있지 않습니까 (예 : 수신 중)?

편집하다:

답장을 보내 주셔서 감사합니다. 나는 내일 DUT를 장착 할 준비가 된 내 책상에 큰 금속 상자를 가지고있다.

불량한 셀 수신을 "시뮬레이션"하기 위해 보드와 안테나 사이에 RF 감쇠기 를 사용할 수 있습니다 . RX와 TX 모두에서 RF 전력을 매우 예측 가능하게 감쇠시키는 네트워크를 구축하는 다중 저항으로 구성되어 있으며 모뎀과 안테나에서 볼 때 제안자 RF 임피던스를 유지합니다. 전력 정격이 제한되어 있습니다.

RF 출력이 열려 있거나 단락 된 상태에서 모뎀을 실행하지 마십시오. RF 증폭기는 전혀 마음에 들지 않습니다.

SMA 플러그가있는 소형 감쇠기의 가격은 일반적으로 약 10-20 €입니다 ( https://www.minicircuits.com/WebStore/dashboard.html?model=VAT-3%2B ). SARA-U260은 평균 33dBm (2W)의 최대 값을 방출 할 수 있습니다. 모뎀쪽에 연결된 2 또는 3dB 감쇠기 (1W 정격)로 대량의 전력 소비를 시작한 다음 감쇠기를 더 추가하여 전력을 더욱 줄이고 마지막으로 안테나를 연결하십시오. 안테나가없는 시스템은 이상하게 작동 할 수 있으며 감쇠기는 안테나를 대체하지 않습니다.

큰 감쇠 (> 40 dB의 감쇠)의 경우 적층 감쇠기는 안테나 포트 (PCB의 작은 RF 추적 부분, 전력 공급 등). 그런 다음 상자 안에 감쇄기가 있고 상자 밖에 감쇄기 가있는 RF 차폐 상자 (예 : http://www.jretest.com/jre-0709-P.htm )가 필요합니다 . 모뎀은 상자 안에 넣고 안테나는 바깥에 유지하며 상자에는 제어 된 방식으로 상자 안팎으로 신호를 가져 오는 RF 커넥터가 장착되어 있습니다.

예산이 있다면, 6 개의 고정 감쇠기, 차폐 상자 및 가변 감쇠기 (예 : https://www.aliexpress.com/item/2Watt-0-90dB-Coaxial-Adjustable-Key- Press-NKK-RF-step-Attenuator-Stepping-DC-to / 32779942411.html )는 동적 RF 조건을 제어 된 방식으로 시뮬레이션하는 데 매우 편리 할 수 있습니다 .

수신 장애가 근처의 간섭 원으로 인해 발생 하는 경우 해당 문제를 에뮬레이션하려면 RF 신호 발생기 (RF "티"및 절연 상자)가 필요합니다. 이것은 싸지 않다.

일반적으로 WWLAN 테스트 및 디버그는 외부 타워 신호 (또는 로컬 3G-4G 리피터 / 재 번역기)가 너무 강한 실험실의 전자기 차폐 케이지에서 수행됩니다. 테스트는 일반적으로 신호 레벨을 변경하고 약한 수신을 시뮬레이션하는 모든 기능을 갖춘 Agilent LTE 테스터 와 같은 특수 계측기로 수행됩니다 . 정상적인 작동에서 LTE 테스터는 DUT 자체 안테나를 우회하여 DUT (Device Under Test)의 안테나 대신 연결됩니다. 또는 간단한 온 방향성 안테나를 LTE 테스터 출력에 바로 연결하고 DUT natve 안테나를 사용할 수 있지만 거리를 제어하고 RF 채널을 다시 교정해야합니다.

소프트웨어 / 펌웨어가 아니라 하드웨어에 문제가있을 수 있습니다. 무선 장치는 일반적으로 수신기 채널뿐만 아니라 송신기 채널에서도 자동 이득 제어를 사용합니다. 수신이 약한 경우 DUT는 셀 타워에서 멀리 떨어져 있다고 가정하므로 더 높은 전송 전력을 사용해야합니다. 전송 버스트의 전력은 최대 1-5W 일 수 있으며, 이는 보드 레이아웃을 방해 할 수 있으며 PCB 설계가 제대로 수행되지 않으면 다른 모든 DUT 기능, 다른 모든 센서 등을 방해 할 수 있습니다.

RF는 까다 롭습니다.

나는 안테나를 엉망으로 만들지 않을 것입니다. 제품을 최종 구성으로 테스트해야한다고 생각합니다. 그 이유는 간단합니다. 수신이 실제로 나쁠 때 송신기는 최대 값으로 전력을 증가시킬 것이고, 크랭크가 발생하는 (거의) 엄청난 양의 RF가 마이크로를 손상 시킬지 알고 싶어 할 것입니다. 아날로그 센서 또는 다른 흑 마법 RF가 무고한 방관자 회로에서 할 수있는 모든 것.

PCB의 칩 관점에서 볼 때, 몇 와트의 RF를 생성하는 GSM 모듈은 미니 핵과 같습니다.

당신은 정말로 그것을 정말로 시험하고 싶어하며, 더 낮은 효율을 위해 안테나를 모딩하면 달성하지 못할 것입니다!

전자 레인지, 압력솥 등의 패러데이 케이지 안에 전체 제품을 넣는 것이 좋습니다.

시스루로도 이용 가능 ...

이제 패러데이 케이지를 통해 와이어를 연결하면 RF가 올라갑니다. 적절한 피드 스루 필터를 사용해야하며 기본적으로 Do It Right가 필요합니다.

대체 솔루션으로 : 건물의 지하실에서 테스트를 수행하십시오.

수신 불량은 낮은 신호뿐만 아니라 셀 타워 까지 의 거리 에서도 발생할 수 있습니다 .

특히 GSM은 약 35km 이상을 주행하도록 설계되었습니다. 그렇지 않으면 RF 신호의 송신자와 수신자 사이의 "타이밍 진행"이 사용중인 프로토콜에 비해 너무 클 것입니다.

이에 대한 자세한 내용은 https://en.wikipedia.org/wiki/GSM 및 기타 리소스를 참조하십시오.

적절한 장비 없이는 시뮬레이션하기가 어렵습니다. 아마도 이것을 위해 실험실을 고용해야합니다. 대규모 통신 회사에는 이러한 테스트 기능이 있습니다.

몇 가지 가능성 :

1. 안테나를 더미로드에 연결
2. 이중 차폐 동축을 사용하여 안테나와 무선 장치 사이에 스텝 감쇠기를 사용하십시오.
3. 차폐 된 방 / 인클로저에서 실험을 수행하십시오.

적절한 감쇠기는 단순한 저항이 아닙니다. 임피던스 정합 입력 및 출력을 갖는 저항성 패드로 구성됩니다. T 패드 저항 감쇠기를 찾으십시오. 대부분은 감쇠의 dB로 지정됩니다. > 100dB의 감쇠를 가진 계단 형 버전은 실험실 액세서리로 쉽게 사용할 수 있습니다. 누설 경로를 줄이려면 이중 또는 4 중 차폐 동축과 함께 사용하십시오.

현장 테스트에서 장치는 장치 자체의 문제가 아니라 환경 (기술적으로 지리적?) 문제의 영향을받습니다. 따라서 벽이나 금속 상자와 같은 물리적 인 막힘으로 장치를 분리하지 마십시오 (위의 답장에서).

일부 건물에는 전화 안테나가 내장되어 있으므로 (어떻게 전화하든) 장치를 다른 곳에서 사용해보십시오.