Development of a low cost RF Lab

Abstract

Com o aumento dos serviços de rede móvel disponíveis é necessária uma utilização mais eficiente dos recursos disponíveis. Para conseguir isso, são necessárias ferramentas de simulação e equipamentos de medida com boa precisão. A comunidade cientifica tem proposto novos equipamentos que permitem uma melhor caracterização de dispositivos de rádio frequência, como o Vector Network Analyzer (VNA). Neste trabalho são desenvolvidos alguns instrumentos de medida, usando componentes comerciais versáteis e de baixo custo. Os instrumentos implementados são um medidor de Potência, um osciloscópio e um VNA. Para o medidor de Potência é utilizado um detector de Potência e uma Field Programmable Gate Array (FPGA) para processar e exibir o resultado. Para o osciloscópio e para o VNA é utilizado um transceiver de rádio frequência para converter para banda base o sinal de rádio frequência e para converter para rádio frequência o sinal de banda base e uma FPGA para controlar o transceiver e para processamento. Foi criada uma interface para o utilizador recorrendo ao MATLAB R Graphical User Interface (GUI). Por m, as medidas efectuadas por cada um dos sistemas implementados são discutidas. A potência medida pelo medidor de potência é comparada com os valores de referência. O osciloscópio é avaliado pelas guras de mérito comuns e os parâmetros S medidos pelo VNA são comparados com os medidos por um VNA de referência.

With the increase of available mobile network services, it is needed a more e cient management of resources. To accomplish that, accurate simulation tools and measuring equipments are required. The scienti c community have proposed new equipments that allow a better characterization of Radio Frequency (RF) devices, as the VNAs. In this work some demonstrative measuring instruments are developed, using low cost and versatile/recon gurable commercial components. The implemented instruments are a power meter, an oscilloscope and a VNA. For the power meter it is used a power detector and a FPGA to process and display the result. For the oscilloscope and VNA it is used a RF transceiver to down-convert the RF signal and up-convert the baseband signal and a FPGA to control the RF transceiver and processing. An user interface for oscilloscope and VNA was created using MATLAB R GUI. Lastly, the measurements performed by each one of the implemented systems are discussed. The power level measured by the power meter is compared with the reference values. The oscilloscope is evaluated by common respective gures of merit and the Scattering Parameters (S-parameters) measured by the VNA are compared with the ones measured by a reference VNA.