Тестер качества антенных обтекателей для анализа интеграции автомобильных радаров

Измерительная задача

Поскольку радарные датчики используются для контроля обстановки вокруг автомобиля, способы встраивания таких датчиков часто являются результатом компромисса между требованиями конструкции автомобиля и характеристиками датчика. Ввиду строгих требований, предъявляемых к проектированию автомобилей, многие автопроизводители хотят, чтобы датчики были полностью скрыты. Это достигается за счет размещения радарных датчиков за фирменными эмблемами или бамперами, из-за чего возникают дополнительные проблемы — необходимо убедиться, что радар сможет выдавать требуемые характеристики при наличии обтекателя произвольной формы из материалов с меняющимся качеством.

Электрические свойства деталей, укрывающих радарный датчик, оказывают критическое влияние на его характеристики. Если материал выбран неправильно, отражения и потери радиолокационного сигнала в секторе обзора датчика могут серьезно ухудшить его работу. С учетом важности задач, решаемых с помощью радарных датчиков, неверный выбор материала может привести к недопустимой погрешности измерений.

Контрольно-измерительное решение

Тестер качества антенных обтекателей автомобильных радаров R&S®QAR — это специализированный прибор для измерения, анализа и оценки совместимости радаров с обтекателями и бамперами.

R&S®QAR представляет собой систему визуализации, работающую в миллиметровом диапазоне, выделенном для автомобильных радаров (диапазон E). Измеряя отражения сигнала с высоким пространственным разрешением, этот прибор предлагает наглядный и эффективный способ оценки характеристик обтекателя. Высокое разрешение полученных изображений позволяет идентифицировать даже минимальные возмущения из-за колебаний толщины обтекателя. Поскольку частотный диапазон измерений R&S®QAR соответствует частотам автомобильных радаров 77 ГГц и 79 ГГц, любые нарушения, наблюдаемые в миллиметровом диапазоне, напрямую отражают ухудшение радиолокационного сигнала.

Помимо измерения отражения сигнала с высоким пространственным разрешением R&S®QAR также позволяет выполнять детальные спектральные измерения потерь, вносимых обтекателем при распространении сигнала.

Измерение характеристик отражения

Измерение характеристик отражения помогает определить количество энергии, отражаемой испытуемым устройством (обтекателем). Эта энергия не проходит через обтекатель, что вызывает ухудшение характеристик радарного датчика. Отражение передаваемого сигнала ухудшает характеристики радара и даже может мешать приему сигнала, что ведет к снижению чувствительности радарного датчика, уменьшению точности или блокировке радиоволн. Области с высоким отражением могут возникать из-за дефектов материала, нежелательного взаимодействия между несколькими слоями разных материалов, чрезмерного количества определенных материалов, толстого слоя краски, посторонних предметов и других причин.

R&S®QAR измеряет отражение сигнала с пространственным разрешением путем согласования пространственной привязки данных, собираемых распределенными передающими и принимающими антеннами. Полученное изображение миллиметрового диапазона дает возможность легко оценить отражающие свойства конкретного материала.

Графический пользовательский интерфейс программного обеспечения QAR формирует изображение, соответствующее пространственной картине отражения сигнала в миллиметровом диапазоне. Полученные данные можно экспортировать для последующего использования в других приложениях.

Измерение потерь при распространении сигнала

Общая энергия радиолокационных сигналов, проходящих через обтекатель, оказывает существенное воздействие на характеристики радара. Высокий уровень потерь уменьшает максимальную дальность, на которой радар может обнаружить цель. Например, если из-за обтекателя потери составляют 3 дБ при передаче в прямом и обратном направлениях, то максимальная дальность действия радара, согласно основному уравнению радиолокации, уменьшится на 16 %.

Чтобы определить вносимые обтекателем потери, R&S®QAR можно оснастить дополнительным модулем передатчика, который размещается за испытуемым устройством. Этот модуль предоставляет спектральную информацию о ВЧ-характеристиках испытуемого устройства в полосе частот, выделенной для работы радара — 77 ГГц или 79 ГГц. При этом измерение спектра не зависит от фактической формы сигнала, используемого радарным датчиком, что облегчает проведение испытаний и оптимизацию обтекателя, помогая обеспечить его совместимость с радиолокационными системами следующих поколений.

Преимущества и ключевые особенности

• Поддерживает диапазоны автомобильных радаров 77 ГГц и 79 ГГц
• Для испытаний не требуется дорогостоящий радиолокационный датчик
• Возможность испытаний образцов материалов разной формы размером до 30 × 50 см
• Дополнительное экранирование в большинстве случаев не требуется
• Доступ к полному набору результатов измерений
• Готовое автономное решение
• Удобный графический пользовательский интерфейс
• Возможность полностью автоматизированного дистанционного управления для испытаний с высокой степенью автоматизации
• Сбор данных менее чем за 100 мс
• Результаты отображаются через несколько секунд
• Небольшие габариты

Результаты измерений антенного обтекателя с помощью R&S®QAR. Слева результаты измерения характеристик отражения демонстрируют повышенный коэффициент отражения на поверхности логотипа. Справа отображаются потери спектрального пропускания.