通過生產一致性測試確保汽車雷達性能

汽車雷達不斷發展，在高級駕駛輔助系統 (ADAS) 中的作用也不斷提升，因此測試環境必須能夠實現快速、簡單、可重復的測試流程。本文將介紹如何使用雷達回波發生器進行下線生產測試，從而保證汽車雷達傳感器的功能和質量。

隨著制造真正安全的車輛涉及到各種實際問題的重要性越來越明顯，我們距離制造并認證能在公共道路上使用的全自動駕駛車輛還有相當長一段路要走。盡管如此，車道保持、自適應巡航控制和防撞機制等高級駕駛輔助系統 (ADAS) 仍在加快普及。隨著 ADAS 的實施不斷增加，每輛車上提供環境感知雷達系統的數量也在增加。

這些雷達系統需要通過計算雷達回波延遲、多普勒頻移和幅度來測量車輛附近目標的距離、徑向速度和大小。顯然這些測試必須保證準確性和一致性。 在自動緊急制動系統 (AEBS) 中，微小的距離測量誤差至關重要，無論是安全停車還是防撞。

主機廠及其零部件廠商需要確保車輛上安裝的雷達模塊不僅在交付時，而且在車輛多年的壽命期限內都能夠安全、穩定地工作。多普勒頻移和距離精度等關鍵雷達性能參數的測試挑戰在于既耗時而且代價又昂貴。這不符合產線測試需求，生產需要快速而簡單的下線檢測，確保在將系統交付給客戶之前控制雷達的質量和功能。現代化、精益化和多功能的生產線需要提供小型且高度可靠的測試系統，保證出色的測試可重復性、配置可定制化、操作簡單化和效率最大化。

應對這一挑戰的方法是采用羅德與施瓦茨公司的 R&S AREG100A 汽車雷達回波發生器進行測試。R&S AREG100A 支持用戶自定義延遲線，可在 24 GHz ISM 頻段以及77 GHz 和 79 GHz E 波段中進行目標模擬。總共可以模擬多達四個不同距離的靜態目標，每個目標都可定義不同的雷達散射截面積、以及通過控制頻偏模擬目標速度。回波發生器支持所有常見汽車雷達頻段、24 GHz ISM 頻段和 E 波段的 RF 前端。

雷達回波發生器的工作原理是：在定義的頻段內接收來自被測雷達的雷達信號，將其轉換為中頻 (IF)，然后引入固定的時間延遲（模擬距離）、多普勒頻移（模擬徑向速度）和衰減（模擬目標大小）。將 IF 信號上變頻至 RF后，送回被測雷達，由被測雷達接收并處理后報告檢測到的目標距離、多普勒偏移和雷達散射截面積。 

它可以為汽車雷達傳感器提供基于 ADAS 的安全性，因而備受標準化機構的關注。隨著歐盟無線電設備指令 (RED) 和相關適用標準的發布，強制性框架在歐洲成為法律。R&S AREG100A 是汽車雷達傳感器 RED 一致性測試系統的核心設備。回波發生器具有經過校準的 IF 輸出，可測試雷達傳感器的等效全向輻射功率 (EIRP)。將 R&S NRP8S 功率計連接到此IF輸出，可以檢查雷達傳感器的 EIRP 是否符合 ETSI EN 301091-1 和 ETSI EN 302264-1 等電磁兼容性標準。雷達回波發生器上還有一個 IF 端口，可用于連接信號與頻譜分析儀（例如 R&S FSW8），以執行頻譜測量，如雜散發射等測試。還可以將模擬或矢量信號發生器（包括 6 GHz 配置的 R&S SMW200A）連接到 IF 輸入端口，這樣可以將任何干擾信號疊加到回波上，以便測試雷達的抗擾性。雷達回波信號和加載的干擾信號共用 R&S AREG100A 中的射頻前端，然后上變頻到雷達波段，從而簡化了這項測試的設置。基于 AREG100A 的測試設置無需復雜的毫米波測試和測量設備，測試工程師可以集中全部精力執行測試。

雷達系統的測試必須保證環境的一致性，這樣才不會受其他干擾源的雜散信號或不期望的反射而導致結果無效。針對這個問題，羅德與施瓦茨公司推出 R&S ATS1500A 屏蔽室，為汽車雷達傳感器的遠場測試提供可重復的射頻屏蔽環境。與精確的 2D 定位器結合使用，可以輕松執行汽車雷達傳感器的方位角和仰角覆蓋測試。借助定位器，還可以精確測量汽車雷達傳感器的天線方向圖。

為了更快地使用這種工具和設施組合的開發測試程序，并最終自動化，羅德與施瓦茨公司推出 QuickStep 測試執行軟件，該軟件也可用于生成測試報告。使用QuickStep 控制R&S AREG100A 汽車雷達回波發生器以及其他測試與測量設備，可以對汽車雷達傳感器進行用戶定義的全自動化功能和質量測試。

通過集成這些工具，最終實現對汽車雷達系統功能進行快速、一致、高質量的檢查，讓主機廠及其客戶相信，當前的 ADAS 功能和未來的汽車自動駕駛系統能夠在車輛使用壽命期間準確、可靠、一致地工作。