17世紀工業革命以來,人類開始進入汽車時代。
時至今日,現代車輛通常配備有各種傳感器,以使駕駛更容易和安全,所以使得先進駕駛輔助系統(ADAS)成為汽車電子產業的熱點之一。
相關軟硬件廠家無不使出洪荒之力開發最新方案來搶占市場。這當中被熱議的技術包括:
▲ 自適應巡航系統ACC |
▲ 盲點檢測BSD |
▲ 變道輔助LCA |
▲ 后方橫向交通告警RCTA |
……此處省略N種技術……
毫米波雷達因其波束窄、分辨高的能力,相比激光雷達其傳播特性受氣候影響小、具有全天候特性,最終成為了傳感器技術中備受矚目的關鍵技術。也是基于毫米波雷達的這些特性,這項技術被用在了像無人機、智能家居等領域。
然而,毫米波汽車雷達的使用環境復雜,在設計時必須將各種干擾、雜波、噪聲等進行考慮,這對信號處理專業提出了很高的要求。同時由于毫米波技術的引入,也對測試測量帶來了一系列的困擾。
下面我們將通過設計評估、信號產生與分析、元件及材料測試和功能驗證(目標模擬)等完整的解決方案,與您共同迎接先進汽車科技的機會與挑戰。
一、設計模擬及評估
1. 系統設計及基帶算法
SystemVue中包含豐富的汽車雷達庫,結合毫米波汽車雷達系統仿真模版,能夠快速搭建用戶自定義的汽車雷達系統,并可通過場景仿真模型構建真實汽車雷達工作場景。在整個系統設計完成后,還能夠和Keysight的儀表進行無縫連接,快速構建專業測試平臺;
2. 射頻微波電路
針對數模混合電路或微波電路,能夠使用ADS 進行精確仿真,將MMIC、LTCC、鍵合線、封裝、接頭、天線等進行有機集成;
3. 針對陣列天線、天線罩等的設計
使用EMPro,能夠方便的將波導功分網絡、波導至同軸轉換、同軸至微帶轉換以及微帶功分網絡、微帶輻射片等在一個環境中進行整體仿真,能夠加快仿真效率。
二、信號產生及分析
1. 通過使用信號產生套件(Signal Studio)搭配任意波形發生器(AWG)及高性能信號源(PSG),可以輕松產生FMCW、Pulse等雷達測試信號;
2. 利用高性能信號分析儀(UXA)搭配矢量信號分析軟件(VSA)可以完成精確的波形分析。Keysight擁有業界單表最高達到110GHz的頻譜儀,搭配示波器更可輕松擁有最高5GHz的分析帶寬;
3. 彈性搭配混頻器或其他變頻器,可以輕松架設24GHz、77GHz、79GHz及更高頻段的雷達測試環境。
三、功率及元器件和天線罩材料特性測試
1. 功率及元器件表征和測試
功率及元器件一直是射頻和微波系統的重要組成部分。圍繞著這部分的測試和調試向來是射頻微波攻城獅的專(ku)攻(bi)方(sheng)向(huo)。由于內容較多,我們在另一篇文章“有源器件測試知多少”中會詳細介紹。
2. 天線罩材料特性測試
在雷達系統中,另一個重要組成部分就是天線罩。天線罩能夠防止環境的影響和干擾,提高雷達系統的工作效率和可靠性,其性能直接影響到雷達系統的功能。對其材料介電特性的精確測量,準確地獲得電氣參數,恰當地運用這些材料是雷達系統設計的關鍵。基于Keysight最新推出的110GHz 毫米波網絡分析儀N5290A和材料測量套件N1500A,能夠提供完整的W 波段雷達天線罩材料特性測試解決方案,滿足更寬頻率覆蓋范圍(900Hz~110GHz),提供出色的測量精度和穩定性。
這也是業界唯一的商業化W波段材料測試解決方案(傳輸線法、諧振腔法和自由空間法)。
四、功能驗證(雷達目標模擬器)
對于汽車防撞雷達這樣工作環境復雜的系統,任何單一的測試項目都無法代替系統性的測試驗證。然而傳統的外場,由于天氣環境的變化及不確定干擾等因素,難以保證測試驗證的一致性。
通過Keysight的雷達目標模擬器,可以輕松在實驗室環境下對所探測的目標進行距離、目標RCS以及相對速度的模擬。
通過以上設計評估、信號產生與分析、元器件及材料測試和系統功能驗證(目標模擬)等一系列的開發和驗證工作之后,裝備精良的汽車可以為我們交通運輸帶來更多的安全性和舒適度。