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[经验] 毫米波汽车雷达测试小结

2018-8-4 12:56:17  2019 毫米波雷达 Keysight
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现代车辆通常配备有各种传感器,以使驾驶更容易和安全,所以使得先进驾驶辅助系统(ADAS)成为汽车电子产业的热点之一。

相关软硬件厂家无不使出洪荒之力开发最新方案来抢占市场。这当中被热议的技术包括:



▲ 自适应巡航系统ACC



▲ 盲点检测BSD



▲ 变道辅助LCA



▲ 后方横向交通告警RCTA

……此处省略N种技术……

毫米波雷达因其波束窄、分辨高的能力,相比激光雷达其传播特性受气候影响小、具有全天候特性,最终成为了传感器技术中备受瞩目的关键技术。也是基于毫米波雷达的这些特性,这项技术被用在了像无人机、智能家居等领域。

然而,毫米波汽车雷达的使用环境复杂,在设计时必须将各种干扰、杂波、噪声等进行考虑,这对信号处理专业提出了很高的要求。同时由于毫米波技术的引入,也对测试测量带来了一系列的困扰。

下面我们将通过设计评估、信号产生与分析、元件及材料测试和功能验证(目标模拟)等完整的解决方案,与您共同迎接先进汽车科技的机会与挑战。

一、设计模拟及评估

1.  系统设计及基带算法

SystemVue中包含丰富的汽车雷达库,结合毫米波汽车雷达系统仿真模版,能够快速搭建用户自定义的汽车雷达系统,并可通过场景仿真模型构建真实汽车雷达工作场景。在整个系统设计完成后,还能够和Keysight的仪表进行无缝连接,快速构建专业测试平台;

2.  射频微波电路

针对数模混合电路或微波电路,能够使用ADS 进行精确仿真,将MMIC、LTCC、键合线、封装、接头、天线等进行有机集成;

3.   针对阵列天线、天线罩等的设计

使用EMPro,能够方便的将波导功分网络、波导至同轴转换、同轴至微带转换以及微带功分网络、微带辐射片等在一个环境中进行整体仿真,能够加快仿真效率。



二、信号产生及分析

1.  通过使用信号产生套件(Signal Studio)搭配任意波形发生器(AWG)及高性能信号源(PSG),可以轻松产生FMCW、Pulse等雷达测试信号;

2.  利用高性能信号分析仪(UXA)搭配矢量信号分析软件(VSA)可以完成精确的波形分析。Keysight拥有业界单表最高达到110GHz的频谱仪,搭配示波器更可轻松拥有最高5GHz的分析带宽;

3.  弹性搭配混频器或其他变频器,可以轻松架设24GHz、77GHz、79GHz及更高频段的雷达测试环境。



三、功率及元器件和天线罩材料特性测试

1.  功率及元器件表征和测试

功率及元器件一直是射频和微波系统的重要组成部分。围绕着这部分的测试和调试向来是射频微波攻城狮的专(ku)攻(bi)方(sheng)向(huo)。由于内容较多,我们在另一篇文章“有源器件测试知多少”中会详细介绍。

2.  天线罩材料特性测试

在雷达系统中,另一个重要组成部分就是天线罩。天线罩能够防止环境的影响和干扰,提高雷达系统的工作效率和可靠性,其性能直接影响到雷达系统的功能。对其材料介电特性的精确测量,准确地获得电气参数,恰当地运用这些材料是雷达系统设计的关键。基于Keysight最新推出的110GHz 毫米波网络分析仪N5290A和材料测量套件N1500A,能够提供完整的W 波段雷达天线罩材料特性测试解决方案,满足更宽频率覆盖范围(900Hz~110GHz),提供出色的测量精度和稳定性。

这也是业界唯一的商业化W波段材料测试解决方案(传输线法、谐振腔法和自由空间法)。



四、功能验证(雷达目标模拟器)

对于汽车防撞雷达这样工作环境复杂的系统,任何单一的测试项目都无法代替系统性的测试验证。然而传统的外场,由于天气环境的变化及不确定干扰等因素,难以保证测试验证的一致性。

通过Keysight的雷达目标模拟器,可以轻松在实验室环境下对所探测的目标进行距离、目标RCS以及相对速度的模拟。





通过以上设计评估、信号产生与分析、元器件及材料测试和系统功能验证(目标模拟)等一系列的开发和验证工作之后,装备精良的汽车可以为我们交通运输带来更多的安全性和舒适度。


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