Moyens de Mesure

  • Home/
  • Moyens de Mesure

Le laboratoire du LEAT bénéficie d’une reconnaissance internationale dans le domaine des mesures de systèmes rayonnés. L’expertise du laboratoire est issue de la synergie unique entre une unité mixte (UCA/CNRS) et Orange Labs au sein du laboratoire CREMANT. De nombreux systèmes de mesure originaux ont ainsi été développés pour permettre la mesure de différents types d’antennes et pour de nombreuses applications.

La chambre anéchoïque et le scanner sphérique permette de faire les mesures suivantes :

  • Diagrammes de rayonnement 3D
  • Mesure de directivité
  • Mesure de gain
  • Mesure du taux d’ellipticité

La chambre anéchoïque et le scanner sphérique ont été installés en 2016 dans le bâtiment Forum du campus SophiaTech et ont été financés par Orange.

La base compacte (installée en 2018 dans la chambre anéchoïque), les modules électroniques 110-260 GHz  (installés en 2018) et le scanner plan (installé en 2020) sont les 3 équipements acquis dans le cadre du programme CPER 2014-2020 SophiaTech2.0 (projet RANDOM).

La chambre anéchoïque a été installé par la société COMTEST (cage de Faraday) et Greyminence (absorbants électromagnétique). Le scanner sphérique, la base compacte et les logiciels ont été installés par la société ASYSOL.

Le banc 3D a été installé en 2015. Elle est le fruit d’une collaboration entre NSI et le LEAT pour la construction d’un banc de mesure compatible avec les mesures sous pointes et les mesures de diffraction en millimétrique.

RANDOM@SophiaTech2.0

Plateforme de mesure de Rayonnements électromagnétique d’ANtennes et de Diffraction jusqu’au Ondes Millimétriques, d’objets communicants, de capteurs et de systèmes radar

RANDOM est l’une plateforme du programme CPER SophiaTech2.0. (2014-2020) qui comprend des scanners sphériques, une base compacte et un scanner plan pour faire des mesures de rayonnement et de diffraction entre 1 GHz et 260 GHz. RANDOM a été financé à hauteur de 50% par le Fond Européen de Développement Régional, de 15% par l’Etat et de 35% par Région Sud (Provence, Alpes, Côte d’Azur). Le projet (achats et installations des équipements) s’est déroulé du 17 Mars 2017 au 31 Août 2021 et a été porté par Université Côte d’Azur.

Ce projet a permis d’étendre les fonctionnalités d’équipements déjà existants en propre à l’Université Côte d’Azur ou dans le cadre du CREMANT (laboratoire de recherche commun entre Orange, Université Côte d’Azur et le CNRS) à d’autres fonctionnalités grâce à l’acquisition d’une base compacte, d’un scanner plan et de modules millimétriques permettant de faire des mesures en rayonnement et en diffraction jusqu’à 260 GHz.

Des informations plus détaillées sur ce projet sont disponibles dans ce document.

D’autre part, ces équipements sont présentés ci-dessous.

Chambre anéchoïque

La chambre anéchoïque permet d’analyser les performances des systèmes antennaires dans un environnement dénué de tout obstacle réfléchissant et de signaux externes perturbateurs. Elle est constituée d’une enceinte métallique qui permet, d’une part, de s’affranchir de l’environnement électromagnétique ambiant susceptible de perturber les mesures et d’autre part d’éviter que le dispositif de mesure ne vienne perturber le spectre radioélectrique. Les parois intérieures de la chambre (sol, plafond, murs) ainsi que le scanner sphérique installé dans la pièce sont recouverts de matériaux absorbants pour éviter que les ondes électromagnétiques réfléchies par l’enceinte métallique ne viennent perturber les mesures réalisées autour de l’antenne sous test.

Spécifications :
Dimensions hors tout : L=10 m, l=5 m, h = 4 m
Blindage : acier galvanisé, épaisseur 2 mm
Absorbants ECOSORB VHP-18 : réflectivité max -30 dB à 500 MHz
Dimensions utiles : L=9 m, l=4 m, h = 3 m

Base compacte

La base compacte est un dispositif qui permet de mesurer le digramme de rayonnement d’une antenne directement dans des conditions de champ lointain sans avoir besoin d’effectuer une transformation champ proche/champ lointain. Elle est également installée dans la chambre anéchoïque pour bénéficier de l’environnement anéchoïque. Elle est composée d’un réflecteur à profil parabolique de dimensions 1,3 m x 1,3 m qui transforme une onde sphérique, issue de la source située au point focal du réflecteur, en une onde plane qui illumine l’antenne sous test. Cet équipement est indispensable pour mesurer des diagrammes de rayonnement quand il n’est pas possible de mesurer la phase du champ (ex : antenne active de station de base 5G). Financé dans le cadre du projet RANDOM@SophiaTech2.0.

Spécifications :
Bande de fréquence : 0.6-260 GHz
Zone calme : cylindre de 1 m de diamètre et 1 m de long
Précision : 0.3 dB
Plus grande dimension de l’antenne sous test
Poids maximum de l’antenne sous test : 50 kg

Scanner Plan

Le scanner plan permet de mesurer le champ proche d’une antenne directive sur un plan de mesure de dimensions maximales 1,3 m x 1,3 m et de calculer ensuite le champ lointain dans un demi-espace à l’aide d’une transformée champ proche/champ lointain. La flexibilité de ce système permet également de l’utiliser pour mesurer le champ diffracté par un objet sur une surface plane (configuration mono-statique et bi-statique) et pour estimer les pertes dans des matériaux. Financé dans le cadre du projet RANDOM@SophiaTech2.0.

Spécifications :
Scanner plan
Bande de fréquence : 10-260 GHz
Couverture de la zone de mesure : 1.3 m x 1.3 m
Précision : 0.5 dB
Dimension maximum de l’objet sous test : 0.3 m
Poids maximum de l’objet sous test : 2 kg

ATS800B

Le système de mesure ATS800B est une base compacte miniature optmisée pour le mesure 5G FR2 entre 20 et 50GHz. Le système étant ouvert, il est parfaitement adapté pour les mesures rapide d’antenne active millimétrique.

Spécifications :
Scanning: Azymuth rotation stage
Frequency range: 20-50 GHz
Size: 2 x 1 x 1 m
Accuracy: 0.5 dB
Max DUT size: 0.3 m 0.3 m
Max DUT weight: 2 kg

Scanner Sphérique

Le scanner sphérique est capable de prélever des échantillons du champ électromagnétique sur une surface sphérique entourant l’antenne sous test. Une fois les mesures récoltées (champ proche), un logiciel permet de reconstituer la répartition du champ électromagnétique à grande distance (champ lointain). Le logiciel de traitement de mesures permet entre autres de visualiser les digrammes de rayonnement d’une antenne en 2D (plans de coupe) ou 3D.

Spécifications :
Scanner Sphérique
Bande de fréquence : 0.6-260 GHz
Max DUT size: 1.9 m
Max DUT weight: 50 kg

Near Field Station (SATIMO)

La station de mesure en champs proche utilise des probes bipolarisation placée sur une arche et permet de mesurer très rapidement le diagramme de rayonnement 3D d’une antenne. Le support de l’antenne sous test est en matériaux à faible permittivité (mousse) et l’arche permet une mesure sur la totalité de la sphère entourant l’antenne sous test. Ce système de mesure est particulièrement adapté aux antennes miniature et peu directive.

Spécifications :
Scanning: spherical
Frequency range: 0.8-18 GHz
Size: 2 x 2 x 2 m
Accuracy: 1 dB
Max DUT size: 0.4 m
Max DUT weight: 2 kg
Head and hand phantom

Banc 3D pour la mesure de rayonnement et de diffraction aux ondes mm

La sonde de mesure associé à un module de mélange de fréquence millimétrique est montée sur un bras robotisé sur 3 axes (polarisation, azymuth et élévation). Ainsi, l’antenne sous test est immobile durant la mesure avec la sonde qui scanne une sphère autour de l’antenne à environ 50cm de distance. Cela permet alors de mesurer le rayonnement d’antennes sur puce. La flexibilité de cet équipement permet également de mesurer, aux ondes millimétriques, le champ diffracté par des objets en configuration mono et bi-statique.

Spécifications :
Scanner sphérique
Dimensions L=2 m, l= 2 m, h = 2 m
Bande de fréquence : 6-260 GHz
Précision : 0.5 dB
Dimension maximale de l’objet sous test : 0.3 m
Poids maximal de l’objet sous test : 2 kg

Modules millimétriques pour montée en fréquence

Le projet RANDOM a permis d’étendre les capacités de mesure entre 110 GHz à 260 GHz. Cela est réalisé par l’utilisation de modules millimétriques VDI qui sont intégrés dans la chaine électronique des différents scanners et de la base compacte pour permettre de faire des mesures en rayonnement et diffraction jusqu’à 260 GHz. Financé dans le cadre du projet RANDOM@SophiaTech2.0.

Spécifications :
Bande 110 GHz-170 GHz : un module TX/RX et un module RX
Bande 170 GHz-260 GHz : un module TX/RX et un module RX