En antennkammare för mätning av millimetervågor och teraherz-frekvenser har nyligen installerats på Chalmers. Antennkammaren är en toppmodern infrastruktur för utbildning och forskning om antennteknik. Motsvarigheten finns bara på några få andra platser i Europa.
– Detta är en investering för framtiden, säger Marianna Ivashina, professor och ledare för forskargruppen inom antennsystem vid Chalmers. Den nya antennkammaren positionerar Chalmers som en viktig aktör i utvecklingen mot terahertz-frekvenser och massiva MIMO-system (Multiple Input Multiple Output), där antenner, elektronik och digital signalbehandling i hög grad är integrerade med varandra.
Antenner är en viktig del i alla trådlösa kommunikations- och sensorsystem som använder energin från elektromagnetiska vågor för att överföra information trådlöst genom luft och rymd. Idag finns det många olika användningsområden som driver utvecklingen av antennsystem framåt. Till de vanligaste hör telekommunikation, radar, transport, astronomi och rymdvetenskap.
Antennlabbet är en ekofri kammare; ett avskärmat och isolerat rum som är utformat för att dämpa den elektromagnetiska vågenergin hos ekon, det vill säga reflekterade elektromagnetiska vågor. De inre ytorna i rummet är täckta av kilformat absorberande material. Utrustningen som ska testas tar emot signaler från en signalkälla i kammaren utan att de överförda vågorna reflekteras vidare. Detta säkerställer att antennen som testas inte påverkas vare sig av externt eller internt reflekterat brus.
Ett flexibelt mätsystem
Mätutrustningen i det nya antennlabbet kan användas för karakterisering av alla standarder och parametrar för passiva och aktiva antennsystem, inklusive antenner och enheter som är utvecklade för 5G- och 6G-kommunikation samt efterföljande system. Mätsystemet är flexibelt och kan konfigureras och anpassas för alla typer av antenntester, från forskning och utveckling till prototyper och godkännande av slutprodukter.
Investeringen är en strategisk gemensam satsning som Chalmers institution för elektroteknik gör tillsammans med företag i Göteborgsområdet som arbetar med antennteknik, exempelvis Ericsson, QAMCOM, Gapwaves, Bluetest, Provinn och RanLOS.
– Vi erbjuder forskare och studenter, som vill utforska vilken potential den här toppmoderna infrastrukturen har, att samarbeta med oss och använda kammaren i utbildningssyfte eller i vetenskapliga projekt, säger Ashraf Uz Zaman, som är ansvarig för millimetervåg/teraherz-kammaren.
På väg mot teraherz-frekvenser
Det finns bara ett fåtal andra antennmätkammare i Europa som har jämförbara egenskaper och liknande kapacitet som den som nu börjar användas på Chalmers. Dessa antennkammare kommer från samma leverantör och finns i Frankrike, Italien och Storbritannien.
För närvarande sträcker sig mätfrekvensområdet för kammaren på Chalmers från 700 MHz upp till 300 GHz. Installationen kan uppgraderas ytterligare så att den även omfattar frekvenser i teraherz-området. I det elektromagnetiska spektrumet finns terahertz-vågor mellan mikrovågor och infrarött ljus, mellan forskningsfälten elektronik och optik.
– Inom några år planerar vi för en uppgradering för att kunna utföra mätningar även bortom 300 GHz, säger Marianna Ivashina. Den typen av mätningar närmar sig gränsen för vad som för närvarande är möjligt att åstadkomma, och är därför utmanande och kräver mycket avancerad teknik.
Företaget Antenna Systems Solutions, ASYSOL, är huvudleverantör för antennkammaren. ASYSOL är en världsledande leverantör av antennsystem för försvarsindustri, myndigheter och företag inom trådlös kommunikation.
Fakta om vilka mätningar som kan utföras på Chalmers
Antennkammaren innehåller en inställningsbar mekanisk konstruktion som möjliggör olika typer av mätningar:
- direkta fjärrfältsmätningar (FF) som använder ett större avstånd mellan signalkällan och antennen som testas (AUT)
- sfäriska närfältsmätningar (SNF) för elektriskt större antenner
- indirekta fjärrfältsmätningar för elektriskt större antenner, där ett system för kompakt antenntestomfång (CATR) används
- MIMO-mätningar (Multiple-input Multiple-Output), kalibrering, algoritmutvärdering etc i MATE-testbädden. Testbädden har både ett system för millimetervågor vid 29 GHz och konfigurationer i området 1-3 GHz samt ett webbgränssnitt för fjärrstyrning.
Läs mer om antennkammaren och Chalmers forskning på antennsystem (på engelska)
Exempel på forskningsprojekt där den nya antennkammaren används:
Kontaktuppgifter för mer information
- Enhetschef, Kommunikation, Antenner och Optiska Nätverk, Elektroteknik
- Senior forskare, Kommunikation, Antenner och Optiska Nätverk, Elektroteknik