CN107479040A - 一种紧缩场车载毫米波雷达测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种紧缩场车载毫米波雷达测试系统，用于车载毫米波雷达天线的单通道测试和/或雷达的收、发链路测试，包括控制单元、放置架、反射面、矢量网络分析仪和馈源装置；放置架可转动；矢量网络分析仪用于触发馈源装置或待测目标发射信号；馈源装置包括转台、第一馈源和第二馈源；第一馈源和第二馈源设置在转台上；转台与所述控制单元相连接；放置架与控制单元相连接；矢量网络分析仪同时与转台和待测目标相连接。本发明的紧缩场车载毫米波雷达测试系统不但同时具有两种馈源，可根据测试目的，切换不同的馈源进行测试，而且将馈源设置在固定台上，无需人工摆放，满足馈源的安装位置精度要求。

Description

一种紧缩场车载毫米波雷达测试系统

技术领域

本发明涉及雷达测试系统，尤其涉及一种紧缩场车载毫米波雷达测试系统。

背景技术

雷达是一种通过发射电磁波和接收回波，对目标进行探测和测试目标信息的设备，即用无线电方法发现目标并测定它们在空间的位置。现代雷达的任务不仅是测量目标的距离、方位和仰角，而且还包括测量目标速度，毫米波雷达作为车载主动安全系统的主要传感器,对它的技术指标进行精准测量是研发，测试验证中必不可少的手段，其准确可靠的性能是保证车辆安全的基本要求。

目前常规的测试通常在紧缩场暗室中进行。紧缩场暗室的工作原理是在一个相对紧缩的空间里产生出传统远场天线测试所需要的平面波，通过一个或两个反射面来延伸辐射平面波测量区域。

对于测试雷达天线的暗室测试、雷达系统发射链路测试和接收链路测试性能测试，在紧缩场暗室测试系统中都能顺利完成。但是对于车载雷达系统的自收、发链路性能测试就存在以下不足：

1、无法有效摆放反馈物或被测体；

2、馈源无法有效模拟目标物以及反射体大小；

3、如采用雷达模拟器方式来测试，雷达模拟器设计、加工昂贵，成本高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种紧缩场车载毫米波雷达测试系统，旨在解决现有技术中无法有效摆放反馈物或被测体、馈源无法有效模拟目标物以及反射体大小和雷达模拟器设计、加工昂贵，成本高的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种紧缩场车载毫米波雷达测试系统，用于车载毫米波雷达天线的单通道测试和/或雷达系统的收、发链路测试，包括用于信号控制的控制单元、用于放置待测目标的放置架、用于反射信号的反射面、矢量网络分析仪和馈源装置；所述放置架可转动；所述矢量网络分析仪用于触发馈源装置或待测目标发射信号；

所述馈源装置包括转台、用于测试雷达天线单通道的第一馈源和用于测试雷达的收、发链路的第二馈源；所述第一馈源和第二馈源设置在转台上；

所述转台与所述控制单元相连接；

所述放置架与所述控制单元相连接；

所述矢量网络分析仪同时与所述转台和待测目标相连接。

优选地，所述转台包括固定台和转台控制器，所述转台控制器设置在所述固定台的下方，且与所述控制单元相连接，用于控制固定台转动。

优选地，所述放置架包括扫描架和扫描架控制器，所述扫描架控制器设置在所述扫描架的下方，且与所述控制单元相连接，用于控制扫描架转动。

优选地，所述第二馈源为正四面体结构的反射体，用于模拟汽车。

优选地，所述正四面体结构的反射体的截面积的计算公式为：σ=(4πL4)/(3λ2 )，其中L为反射体目标长度，σ为反射体截面积，λ为雷达反射信号波长。

优选地，所述的正四面体结构的反射体上的其中一条边上设置有定位孔；所述固定台上设置有与定位孔大小形状相匹配的凸起；所述凸起卡入定位孔中，使反射体固定在固定台上。

本发明的馈源装置设置了两种馈源，第一馈源用于测试雷达天线单通道，第二馈源用于测试雷达的收、发链路，用户可根据测试目的，切换不同的馈源。与现有技术相比，本发明具有以下优势：

1、同时具有两种馈源，可根据测试目的，切换不同的馈源进行测试；

2、可真实模拟雷达实际工作时的收、发链路性能；

3、将馈源设置在固定台上，无需人工摆放，满足馈源的安装位置精度要求；

4、可通过公式计算出反射体的大小，有效模拟目标物。

附图说明

图1为本发明的测试系统结构示意图；

附图标记说明：

1为控制单元；2为放置架；21为扫描架；22为扫描架控制器；3为反射面；4为矢量网络分析仪；5为馈源装置；51为第一馈源；52为第二馈源；53为固定台；54为转台控制器；55为凸起；6为待测目标。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本实施例通过设计模拟实际目标的第二馈源52，以及搭建紧缩场暗室测试系统实现雷达自收、发链路测试。

如图1所示，本实施例提供一种紧缩场车载毫米波雷达测试系统，用于车载毫米波雷达天线的单通道测试和/或雷达的收、发链路测试，包括用于信号控制的控制单元1、用于放置待测目标6的放置架2、用于反射信号的反射面3、矢量网络分析仪4和馈源装置5；矢量网络分析仪4用于触发馈源装置5或待测目标6发射信号；馈源装置5包括转台、用于测试雷达天线单通道的第一馈源51和用于测试雷达的收、发链路的第二馈源52；第一馈源51和第二馈源52设置在转台上；转台控制器54设置在所述固定台53的下方，且与控制单元1相连接，用于控制固定台53转动；放置架2包括扫描架21和扫描架控制器22，扫描架控制器22设置在扫描架21的下方，且与所述控制单元1相连接，用于控制扫描架21转动；矢量网络分析仪4同时与转台和待测目标6相连接。

本实施例在紧缩场的馈源装置上，相比现有的紧缩场馈源装置，设置了两种馈源，第一馈源51和第二馈源52，第一馈源51是雷达天线单通道测试馈源，第二馈源52是测试雷达系统自收、发链路的馈源；待测目标6为待测雷达或待测雷达天线。

测试时，当测试待测雷达天线的自收或自发链路时，将待测雷达天线放置在放置架2中的扫描架21上，控制单元1发射控制信号到扫描架控制器22，扫描架控制器22接收到控制信号后，控制扫描架21转动，调整待测雷达天线的测试角度；控制单元1发射信号到转台控制器54，转台控制器54接收到控制信号后，控制固定台53转动，将第一馈源51转动到对准反射面3的位置。

当测试待测雷达天线或待测雷达的单接收链路性能时，矢量网络分析仪4触发第一馈源51馈源装置5发射信号至反射面3，反射面3反射信号至待测雷达天线或待测雷达，分析测试待测雷达天线或待测雷达的接收信号，得出测试结果。

当需测试雷达天线的单发射链路状态是否正常时，矢量网络分析仪4触发雷达天线发射信号至反射面3，反射面3反射信号至第一馈源51，测试分析雷达天线的发射信号，得出测试结果。

当需测试待测雷达的单发射链路状态是否正常时，将待测雷达放置在放置架2中的扫描架21上，控制单元1发射控制信号到扫描架控制器22，扫描架控制器22接收到控制信号后，控制扫描架21转动，调整待测雷达的测试角度；控制单元1控制待测雷达发射链路发射特定点频信号，该点频信号至反射面3，反射面3反射信号至第一馈源51，第一馈源51再将接收信号传至矢量网络分析仪4，矢量网络分析仪4分析接收到的点频信号，再传至控制单元1，得出测试结果。

当需要测试待测雷达的系统自收发状态是否正常时，控制单元1发射信号到转台控制器54，转台控制器54控制转台转动，进行馈源切换，将第一馈源51切换成第二馈源52进行待测雷达收、发链路系统测试，当第二馈源52的中心对准反射面3时反射信号最强。待测雷达正常工作，其发射链路发射扫频调制波形，经过反射面3，再到第二馈源52，经第二馈源52再反射回反射面3，再到待测雷达，待测雷达分析接收的信号，分析接收信号，计算出系统收、发链路参数是否正常。

雷达自收、发链路关系的理论公式是：Pr=(Pt*Gt*Gr*σ*λ)/((4π) ³*R⁴ )，

公式中：Pr=雷达接收端功率；Pt=雷达发射功率；Gt=雷达发射天线增益；Gr=雷达接收天线增益；σ=雷达反射体截面积；λ=雷达发射信号波长；R=雷达与目标反射体距离。

其中λ可以通过公式λ=C/f算出，C为光速，F为雷达发射波频率。

通过上述公式可知，雷达系统自收、发链路测试，是被测雷达发射功率为Pt的功率信号，该信号波长为λ，经由增益为Gt的发射天线发射出去，再通过一个离被测雷达距离为R的，反射截面积为σ的目标反射体，将发射的信号反馈回来，再经由被测雷达系统中增益为Gr的接收天线接收信号，接收的功率与距离的四次方成反比。通过Pr来验证被测雷达系统发射链路、接收链路的损耗。

本实施例中的第二馈源52为正四面体结构的反射体，用于模拟汽车，其中正四面体结构的反射体截面积的计算公式为：σ=(4πL⁴)/(3λ² ) 其中L为反射体目标长度，σ为反射体截面积λ为雷达反射信号波长。

根据公式Pr=(Pt*Gt*Gr*σ*λ)/((4π) 3*R4 )和公式σ=(4πL⁴)/(3λ² )，当采用24GHz雷达时，取σ=10m²面积模拟汽车，求得L=0.139m，根据此尺寸，设计正四面体结构的反射体，并在正四面体的其中一条边上设置一定位孔，在固定台53上设置一与定位孔大小形状相匹配的凸起，并将凸起卡入到定位孔上，使反射体固定在固定台53上。

本实施例的馈源装置5可转动，当需要做雷达系统的收、发链路测试时，只要将馈源装置5切换第二馈源52，用于模拟远场反射体目标，从而实现雷达系统的在紧缩场暗室里收、发链路测试。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种紧缩场车载毫米波雷达测试系统，用于车载毫米波雷达天线的单通道测试和/或雷达的收、发链路测试，其特征在于，包括用于信号控制的控制单元、用于放置待测目标的放置架、用于反射信号的反射面、矢量网络分析仪和馈源装置；所述矢量网络分析仪用于触发馈源装置或待测目标发射信号；

所述馈源装置包括转台、用于测试雷达天线单通道的第一馈源和用于测试雷达的收、发链路的第二馈源；所述第一馈源和第二馈源设置在转台上；

所述转台与所述控制单元相连接；

所述放置架与所述控制单元相连接；

所述矢量网络分析仪同时与所述转台和待测目标相连接。

2.如权利要求1所述的紧缩场车载毫米波雷达测试系统，其特征在于，所述转台包括固定台和转台控制器，所述转台控制器设置在所述固定台的下方，且与所述控制单元相连接，用于控制固定台转动。

3.如权利要求1所述的紧缩场车载毫米波雷达测试系统，其特征在于，所述放置架包括扫描架和扫描架控制器，所述扫描架控制器设置在所述扫描架的下方，且与所述控制单元相连接，用于控制扫描架转动。

4.如权利要求1所述的紧缩场车载毫米波雷达测试系统，其特征在于，所述第二馈源为正四面体结构的反射体，用于模拟汽车。

5.如权利要求4所述的紧缩场车载毫米波雷达测试系统，其特征在于，所述正四面体结构的反射体的截面积的计算公式为：σ=(4πL⁴)/(3λ² )，其中L为反射体目标长度，σ为反射体截面积λ为雷达反射信号波长。

6.如权利要求4所述的紧缩场车载毫米波雷达测试系统，其特征在于，所述的正四面体结构的反射体上的其中一条边上设置有定位孔；所述固定台上设置有与定位孔大小形状相匹配的凸起；所述凸起卡入定位孔中，使反射体固定在固定台上。