Analysis, design and automated performance testing of RF bench

In this thesis, the aspects of automation of Radio Frequency (RF) line measurements and its Python-based data processing and management are covered. The thesis includes the specifications for the hardware, the design and programming of an RF bench and the structure of the Python code in order to automatize the measurements. The goal was to create a test suite that would be able to perform measurements, store data, and process it in a single interface. Manual radio frequency measurements and checking if it respects the global standards takes a lot of time, and the aim was to reach only a fraction of the time spent. The test setup contains six Flann rotary vane attenuators and ultra-broadband transceivers connected to switch matrices that are controlled by Robot framework (it uses a keyword-driven testing technology and can be extended by testing libraries implemented in Python) . This RF bench is tested at 18 GHz frequency band. The code controls the attenuators, changes the equipment configuration, performs measurements, retrieves and stores data from the transceiver in a user-defined file location. After measurements, the data can be processed in order to verify if they respect the specifications in the same test suite. In the first phase of my work, the attenuators were characterized based on their insertion loss (the amount of energy that a signal loses as it travels along each attenuator) in order to have a view of their accuracy. Then, based on their accuracy level, we have set up a bench able to measure important radio performances verifying their compliancy with requirements. The main result of the thesis work is a testing station that simplifies and speeds up the test process.

Nella seguente tesi verrà trattata l'automazione delle misurazioni della linea RF e l'elaborazione dei dati basata su Python. La tesi include le specifiche per l'hardware, la progettazione e programmazione di un banco RF e la struttura del codice Python per l’automatizzazione delle misure. L'obiettivo è stato quello di creare una suite di test in grado di eseguire misure, archiviare dati ed elaborarli in un'unica interfaccia. Le misure radio eseguite in manuale e il controllo del rispetto degli standard globali possono richiedere molto tempo, per questo ci si è posti l'obiettivo di ridurre il tempo impiegato. La configurazione del test contiene sei attenuatori variabili Flann e ricetrasmettitori a banda ultralarga collegati a matrici di commutazione controllate dal Framework Robot (utilizza una tecnologia di test basata su parole chiave e può essere estesa mediante librerie di test implementate in Python). Questo banco RF è testato su una banda di frequenza di 18 GHz. Il codice controlla gli attenuatori, modifica la configurazione dell'apparecchiatura, esegue misurazioni, recupera e memorizza i dati dal ricetrasmettitore in una posizione di file definita dall'utente. Dopo le misurazioni, i dati possono essere elaborati per verificare se rispettano le specifiche nella stessa suite di test. In primo luogo, gli attenuatori sono stati caratterizzati in base alla loro perdita di inserzione rispetto al controllo per avere una visione della loro accuratezza. Quindi, in base al loro livello di accuratezza, è stato allestito un banco in grado di misurare importanti prestazioni radio verificandone la rispondenza ai requisiti. Il risultato finale del lavoro di tesi è quello di avere una stazione di test che semplifica e velocizza il processo di test.