El nuevo Sistema de Posicionamiento de Antena Grande (LAPS) del NIST utiliza dos brazos robóticos para medir y probar antenas para aplicaciones tales como sistemas avanzados de comunicaciones. Los investigadores del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) continúan siendo pioneros en nuevos métodos de medición de antenas, esta vez para futuros sistemas de comunicaciones inalámbricas 5G.

Los investigadores continúan desarrollando nuevos sistemas

El nuevo Sistema de Posicionamiento de Antena Grande (LAPS) del NIST tiene dos brazos robóticos diseñados para colocar antenas inteligentes o adaptables, que pueden montarse en estaciones base que manejan señales hacia y desde un gran número de dispositivos.

Los futuros sistemas 5G operarán a frecuencias más altas y ofrecerán más de 100 veces la capacidad de carga de datos de los teléfonos celulares de hoy en día, al tiempo que conectan a miles de millones de usuarios de banda ancha móvil en entornos de señal complejos y llenos de gente. Entre sus muchas capacidades especiales, los LAPS pueden probar transmisiones desde y hacia antenas ubicadas en dispositivos móviles de rápido movimiento, lo que requiere coordinación entre el tiempo de las señales de comunicación y el movimiento del robot. Los dispositivos móviles de hoy en día, como los teléfonos celulares, los sistemas Wi-Fi para consumidores y las radios de seguridad pública, operan principalmente en frecuencias inferiores a 3 gigahertz (GHz), una parte abarrotada del espectro. Las comunicaciones móviles de la próxima generación están comenzando a utilizar las bandas de frecuencia más abiertas en longitudes de onda milimétricas (30-300 GHz), pero estas señales se distorsionan fácilmente y es más probable que se vean afectadas por barreras físicas, como muros o edificios.

El LAPS ha reemplazado a los escáneres convencionales de NIST

La nueva instalación es la próxima generación de la instalación de antenas robóticas milimétricas configurables (CROMMA) del NIST, que tiene un solo brazo robótico. CROMMA, desarrollado en NIST, se ha convertido en una herramienta popular para mediciones de antenas de alta frecuencia. Las empresas que integran los sistemas de medición de antenas heredados están comenzando a usar brazos robóticos en sus líneas de productos, lo que facilita la transferencia de esta tecnología a compañías como The Boeing Co. CROMMA solo puede medir antenas físicamente pequeñas. El NIST desarrolló el concepto de LAPS de un sistema de brazo robótico dual, un robot en una posición fija y el otro montado en un tobogán de carril lineal grande para acomodar antenas más grandes y estaciones base. El sistema fue diseñado e instalado por NSI-MI Technologies [VIDEO]. El LAPS también tiene una unidad de seguridad, que incluye un radar diseñado para evitar colisiones de robots y antenas dentro del entorno y para proteger a los operadores.

Las capacidades de medición de LAPS para los sistemas 5G incluyen geometrías de escaneo flexibles, seguimiento de haz de dispositivos móviles y precisión mejorada y repetibilidad en mediciones móviles. La técnica de campo cercano mide la señal radiada muy cerca de la antena en un entorno controlado y, utilizando algoritmos matemáticos desarrollados en NIST, calcula el rendimiento de la antena a su distancia operativa, conocida como campo lejano. Pero el objetivo final de LAPS es realizar pruebas dinámicas, por aire, de los futuros sistemas de comunicación 5G. La validación inicial muestra que la operación mecánica básica de los LAPS está dentro de las tolerancias de diseño especificadas para las pruebas inmóviles y móviles de al menos 30 GHz. La validación final está en curso.