專為自動化設(shè)計(jì)驗(yàn)證、測試和測量而設(shè)計(jì)

NI車載雷達(dá)測試系統(tǒng)(VRTS) 為76至81 GHz的汽車?yán)走_(dá)系統(tǒng)提供了自動化雷達(dá)測量和障礙物模擬功能。工程師可利用VRTS來測試汽車硬件及軟件子系統(tǒng)，包括雷達(dá)傳感器、ADAS子系統(tǒng)和嵌入式軟件。VRTS具有靈活的障礙物生成功能，可模擬各種生成的場景，幫助工程師測試?yán)走_(dá)及其他先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS) 的嵌入式軟件。此外，高性能毫米波射頻前端和PXI矢量信號收發(fā)器(VST) 相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)精確的RF測量，幫助工程師分析和測試波束。因此，工程師可以在ADAS和雷達(dá)系統(tǒng)開發(fā)的各個階段，即從研發(fā)到批量制造測試，均使用相同的測量硬件。

VRTS是平臺化測試和測量方法的一部分， 因此它可以輕松地與其他PXI測量硬件集成，以構(gòu)成完整的汽車測試系統(tǒng)。對于傳感器融合測試應(yīng)用，工程師可以將VRTS與其他測量硬件組合并同步，以同時模擬多種類型的傳感器。測試系統(tǒng)通常作為硬件在環(huán)(HIL) 仿真的一部分，通過模擬環(huán)境的行為來測試嵌入式軟件。

VRTS詳解

VRTS是一種模塊化系統(tǒng)，能夠在77和79 GHz汽車?yán)走_(dá)波段內(nèi)提供汽車?yán)走_(dá)障礙物生成和測量功能。VRTS的核心是PXI系統(tǒng)，里面包含了PXIe-5840矢量信號收發(fā)器和NI-5692可變延遲發(fā)生器（VDG）。這些模塊與NI mmRH-3608毫米波射頻前端配合使用，可為雷達(dá)傳感器提供射頻接口。這款毫米波射頻前端還具有對中激光器，可確保雷達(dá)DUT與測試系統(tǒng)射頻前端之間精確對準(zhǔn)。典型測試配置框圖如圖1所示。VRTS的一個關(guān)鍵組件是PXIe-5480 VST。該儀器為系統(tǒng)提供兩個關(guān)鍵功能：校準(zhǔn)雷達(dá)測量和障礙物模擬。工程師利用VST的板載FPGA， 可模擬雷達(dá)障礙物的復(fù)雜運(yùn)動。執(zhí)行雷達(dá)障礙物模擬時，VRTS最多可模擬四個或更多物體。如果障礙物出現(xiàn)在4到300m的距離內(nèi)，則距離分辨率為10cm到12cm，距離越近分辨率越高。除距離外，用戶可在軟件中動態(tài)設(shè)置目標(biāo)雷達(dá)截面(RCS) 和速度（多普勒效應(yīng)）。

圖1.典型VRTS配置框圖

VST的射頻信號發(fā)生器和分析儀為自動化雷達(dá)傳感器測試提供經(jīng)過校準(zhǔn)的測量結(jié)果。基于該儀器，VRTS可幫助工程師進(jìn)行各種測量，包括天線波束輻射方向圖、全向有效輻射功率（EIRP）、相位噪聲、 頻譜占有率、波束寬度、線性調(diào)頻信號調(diào)制解調(diào)等。將障礙物模擬和測量功能集于一體，可減少總測試時間，而且也意味著您無需分別購買具有這兩種功能的專用測試系統(tǒng)，這樣可減少儀器數(shù)量，進(jìn)而減少生產(chǎn)測試所需的占地空間。

VRTS的模塊化特性使得NI聯(lián)盟合作伙伴可定制硬件配置，來精準(zhǔn)地滿足特定應(yīng)用的需求。

生產(chǎn)測試用9槽系統(tǒng)

對于生產(chǎn)測試應(yīng)用，VRTS采用一個VST和最多兩個VDG配置，如圖2所示。該配置支持生成最多兩個遠(yuǎn)距離雷達(dá)障礙物，而且占地面積和成本也保持最小。生產(chǎn)測試用的VRTS還具有全部的雷達(dá)測量功能，包括波束特征測試、EIRP測量和功能測試。圖2 的系統(tǒng)配置包括：

·  1個PXIe-1078 9槽機(jī)箱
·  1個PXIe-8840多核嵌入式控制器
·  1個PXIe-5840矢量信號收發(fā)儀
·  2個NI-5692可變延遲發(fā)生器

圖2.生產(chǎn)測試的VRTS配置

用于驗(yàn)證、特性分析和研發(fā)的18槽系統(tǒng)

對于高級應(yīng)用，工程師可使用PXIe-1085 18 槽機(jī)箱來支持生成多達(dá)四個全范圍雷達(dá)障礙物。該配置包括兩個VST和四個VDG，如圖3所示。無論是生產(chǎn)測試用VRTS， 還是高級應(yīng)用所需的VRTS，均可通過擴(kuò)展電纜連接至其他PXI機(jī)箱進(jìn)行擴(kuò)展，以生成更多模擬雷達(dá)障礙物。圖3的系統(tǒng)配置包括：

·  1個PXIe-1085 18槽機(jī)箱
·  1個PXIe-8840多核控制器
·  2個PXIe-5840矢量信號收發(fā)儀
·  4個NI-5692可變延遲發(fā)生器

請注意，圖3的配置還包含一個空PXI插槽，用于添加更多儀器或控制其他PXI機(jī)箱。適用的儀器包括電源、示波器、數(shù)據(jù)采集模塊、CAN/以太網(wǎng)接口模塊等。

圖3.高級VRTS最多可生成四個雷達(dá)障礙物

毫米波射頻前端選項(xiàng)

除了多種PXI配置外，VRTS還具有多個射頻前端選項(xiàng)，適用于收發(fā)分置和收發(fā)一體天線配置。收發(fā)分置選項(xiàng)具有獨(dú)立的接收和發(fā)射端口以及高達(dá)50 dB的收發(fā)隔離。而收發(fā)一體選項(xiàng)則只有一個混合信號收發(fā)端口，收發(fā)隔離最高達(dá)30 dB。收發(fā)分置射頻前端如圖4所示。

圖4.收發(fā)分置VRTS毫米波收發(fā)器射頻 前端（帶蓋和不帶蓋）

雷達(dá)障礙物模擬

VRTS的靈活性可允許NI聯(lián)盟伙伴高度定制軟件應(yīng)用程序，以精準(zhǔn)滿足特定應(yīng)用的需求。NI聯(lián)盟合作伙伴可利用LabVIEW和LabVIEW FPGA所提供的強(qiáng)大圖形化編程環(huán)境（圖5所示），開發(fā)從獨(dú)立障礙物模擬器到全功能HIL模擬系統(tǒng)等各種規(guī)模的軟件應(yīng)用程序。對于這些軟件應(yīng)用程序，NI聯(lián)盟合作伙伴可基于底層VRTS硬件API，使用定制軟件對其進(jìn)行功能增強(qiáng)和擴(kuò)展。

圖5.使用LabVIEW和LabVIEW FPGA自定義測量和場景。

NI靈活的障礙物生成架構(gòu)提供了一個顯著優(yōu)勢：工程師可在可靠性標(biāo)準(zhǔn)和需求發(fā)生變化時增加新的測試用例。例如，在涉及嵌入式ADAS軟件測試的應(yīng)用中，工程師可以使用NI聯(lián)盟合作伙伴的軟件來模擬常見的駕駛場景，如圖6所示，包括星型圖案、車道變換和對象穿越街道。VRTS在這三個場景的行為均可通過三個關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行控制； 距離、速度和雷達(dá)截面。

圖6.常見駕駛場景

工程師可對VRTS進(jìn)行各種配置，以模擬符合表1所列條件的各種障礙物。

表1.VRTS障礙物模擬規(guī)范

雷達(dá)測試和測量

除了障礙物模擬之外，VRTS還可以對雷達(dá)傳感器和系統(tǒng)進(jìn)行射頻測量。NI VRTS的底層硬件控制還納入了典型雷達(dá)測量所需的測量功能。這些測量功能均以NI-RFmx測量API為基礎(chǔ)，可快速提供精確的測量結(jié)果。VRTS支持的典型測量包括：

·  輻射方向圖
·  等效全向輻射功率（EIRP)
·  噪聲
·  頻譜占有率
·  波束寬度
·  線性調(diào)頻分析：線性度、過沖、記錄、標(biāo)簽

表2.VRTS硬件性能

關(guān)于NI?

NI以軟件為中心的平臺集成了模塊化硬件和龐大的生態(tài)系統(tǒng)，助力工程師和科學(xué)家應(yīng)對各種挑戰(zhàn)。?這一久經(jīng)驗(yàn)證的方法可讓用戶完全自主地定義所需的一切來加速測試測量和控制應(yīng)用的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。NI解決方案可幫助用戶構(gòu)建超出預(yù)期的高性能系統(tǒng)，快速適應(yīng)需求的變化，最終改善我們的生活。