CN110146748A - 一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，属于车载天线测量装置技术领域，包括调整车载雷达天线测试位置的承载转台、二维平面机械扫描架、RF子系统及主控计算机，RF子系统包括用于扫描的扫描探头、发射链路的功率放大器、参考探头、接收链路的低噪声放大器、矢量网络分析仪、毫米波发射单元、毫米波接收单元和中频本振单元，承载转台和二维平面机械扫描架均设置在微波暗室内，主控计算机设置在控制室内。本发明通过主控计算机控制探头在二维平面机械扫描架上做二维平面扫描，逐点采集车载雷达天线整机的幅度和相位数据，采集的数据经RF子系统上传至主控计算机进行分析处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车车载雷达天线整机近场测试，特别是涉及一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，属于车载天线测量装置技术领域。
背景技术
目前，汽车毫米波雷达在主动巡航系统、自动紧急制动、前向碰撞预警等领域应用广泛，对汽车雷达天线测试尤其是车载雷达天线整机测试的需求越来越多，但是，目前在国内汽车天线测试环境的不足，尤其汽车车载毫米波雷达天线整机测试，在一定程度上制约了汽车业相关领域的发展。
天线测量系统一般布置在微波暗室内，主要包括远场、紧缩场和近场测量系统，如果暗室条件满足远场测量条件，可选择传统远场测量法。如果测量距离不够远场条件，可以选择紧缩场，但作为汽车车载雷达天线整机测试，作为载体的汽车通常体积较大重量较重，一般紧缩场与远场测试中，测试静区相对有限，整机测试需要架设至暗室中轴线高度，测量空间三维辐射特性使用很不方便，整体制造成本很高。
除了远场和紧缩场测量外，平面近场测量技术是高增益天线测试较为理想的测量手段，适用于汽车雷达天线这种高增益、窄波束天线类型，平面近场测试下的汽车天线整机测试架设很方便，只需要将安装在汽车不同位置的雷达天线调整至对准测试探头，探头在天线辐射近场区域内采集天线辐射场的数据，再经近场-远场变换理论，由计算机处理得到汽车雷达天线整机的远场特性。
传统的对有源天线的近场测试需采用发射源或者矢量网络分析仪，分别从发射源或者功率放大器端耦合一路参考信号至测量仪表，与测量天线的相位进行对比，得到采样的相位信息，针对某些新型一体化车载有源雷达天线没有预留用于上述设备的参考接口，则无法采用上述参考源的方式对有源天线的相位进行测试。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，能够进行汽车车载雷达天线测试，真实的测试出汽车天线整机辐射性能。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，包括调整车载雷达天线测试位置的承载转台、二维平面机械扫描架、RF子系统及主控计算机，所述RF子系统包括用于扫描的扫描探头、发射链路的功率放大器、参考探头、接收链路的低噪声放大器、矢量网络分析仪、毫米波发射单元、毫米波接收单元和中频本振单元，所述承载转台和所述二维平面机械扫描架均设置在微波暗室内，所述主控计算机设置在控制室内。
优选的，停放在所述承载转台上的车辆上设置有车载雷达天线，所述二维平面机械扫描架上设置所述扫描探头。
优选的，由所述扫描探头至所述车载雷达天线之间依次设置所述低噪声放大器、所述矢量网络分析仪和所述功率放大器，所述低噪声放大器连接所述参考探头，所述车载雷达天线上设置所述毫米波发射单元。
优选的，所述扫描探头上设置所述毫米波接收单元，所述矢量网络分析仪与所述功率放大器之间设置中频本振单元，所述中频本振单元还分别与所述参考探头和所述毫米波接收单元连接。
优选的，所述矢量网络分析仪分别与所述功率放大器和所述低噪声放大器之间通过柔性电缆组件连接，所述扫描探头与所述低噪声放大器之间通过另一柔性电缆组件连接，所述中频本振单元分别与所述参考探头和所述毫米波接收单元之间通过另一柔性电缆组件连接。
优选的，所述主控计算机的LAN口控制所述扫描探头在所述二维平面机械扫描架上做二维平面扫描，逐点采集所述车载雷达天线的幅度和相位数据，所述矢量网络分析仪采集的数据通过LAN口上传至所述主控计算机进行分析处理。
优选的，所述RF子系统的配置分别针对所述车载雷达天线的典型工作频段24GHz及77GHz。
优选的，所述RF子系统中的所述参考探头为无参考接口的车载有源雷达天线整机测试提供参考相位信息。
优选的，所述承载转台用于调整车载雷达天线测试位置，所述承载转台的直径为8m，其定位精度为0.1°。
优选的，所述二维平面机械扫描架的有效扫描行程为：
横向X：3m；
纵向Y：2.5m；
平面度RMS：<0.04mm。
本发明的有益技术效果：本发明提供的汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，可以准确、全面地测试车载雷达天线的整机辐射性能，主控计算机通过控制探头进行平面扫描采集的幅相数据，并通过软件分析和输出数据分析结果，为车载雷达天线的改进提供准确的数据依据，同时也大幅提高汽车雷达整机出厂测试的效率，同时针对无参考接口的车载有源雷达天线整机测试提供了一个简单快捷的解决方案。
附图说明
图1为按照本发明的汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置的一优选实施例有参考接口的24GHz车载雷达天线整机连接结构示意图，图中未表示出微波暗室；
图2为按照本发明的汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置的一优选实施例有参考接口的24GHz车载雷达天线整机发射状态结构示意图，图中未表示出微波暗室；
图3为按照本发明的汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置的一优选实施例有参考接口的77GHz车载雷达天线整机接收状态结构示意图，图中未表示出微波暗室；
图4为按照本发明的汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置的一优选实施例有参考接口的77GHz车载雷达天线整机发射状态结构示意图，图中未表示出微波暗室。
图中：1-承载转台，2-车载雷达天线，3-二维平面机械扫描架，4-扫描探头，5-功率放大器，6-低噪声放大器，7-柔性电缆组件，8-矢量网络分析仪，9-参考探头，10-毫米波发射单元，11-毫米波接收单元，12-中频本振单元，13-主控计算机。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1-图4所示，本实施例提供的汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，包括调整车载雷达天线2测试位置的承载转台1、二维平面机械扫描架3、RF子系统及主控计算机13，其特征在于，RF子系统包括用于扫描的扫描探头4、发射链路的功率放大器5、参考探头9、接收链路的低噪声放大器6、矢量网络分析仪8、毫米波发射单元10、毫米波接收单元11和中频本振单元12，承载转台1和二维平面机械扫描架3均设置在微波暗室内，主控计算机13设置在控制室内。
在本实施例中，如图1-图4所示，停放在承载转台1上的车辆上设置有车载雷达天线2，二维平面机械扫描架3上设置扫描探头4，由扫描探头4至车载雷达天线2之间依次设置低噪声放大器6、矢量网络分析仪8和功率放大器5，低噪声放大器6连接参考探头9，车载雷达天线2上设置毫米波发射单元10，扫描探头4上设置毫米波接收单元11，矢量网络分析仪8与功率放大器5之间设置中频本振单元12，中频本振单元12还分别与参考探头9和毫米波接收单元11连接。
在本实施例中，如图1-图4所示，矢量网络分析仪8分别与功率放大器5和低噪声放大器6之间通过柔性电缆组件7连接，扫描探头4与低噪声放大器6之间通过另一柔性电缆组件7连接，中频本振单元12分别与参考探头9和毫米波接收单元11之间通过另一柔性电缆组件7连接。
在本实施例中，如图1-图4所示，主控计算机13的LAN口控制扫描探头4在二维平面机械扫描架3上做二维平面扫描，逐点采集车载雷达天线2的幅度和相位数据，矢量网络分析仪8采集的数据通过LAN口上传至主控计算机13进行分析处理。
在本实施例中，RF子系统的配置分别针对车载雷达天线2的典型工作频段24GHz及77GHz，RF子系统中的参考探头9为无参考接口的车载有源雷达天线整机测试提供参考相位信息，承载转台1用于调整车载雷达天线测试位置，承载转台1的直径为8m，其定位精度为0.1°。
在本实施例中，二维平面机械扫描架3的有效扫描行程为：
横向X：3m；
纵向Y：2.5m；
平面度RMS：<0.04mm。
在本实施例中，如图1所示，汽车车载雷达天线整机平面测试系统位于微波暗室内，内部铺设有吸波材料。
在本实施例中，承载转台将汽车车载雷达天线调整至探头正前方。
在本实施例中，针对24GHz汽车车载雷达天线整机测试采用“24GHz扫描探头-柔性电缆-矢量网络分析仪-主控计算机”的架构模式。
在本实施例中，如图1所示，对于有参考接口的车载雷达天线，发射源采用矢量网络分析仪的内部源提供参考支路相位信息。
在本实施例中，如图2所示，对于无参考接口的车载雷达天线，由于待测雷达天线固定不动使参考探头接收的相位信息稳定，在汽车车载雷达天线前方合适处朝向被测件中心，架设一增益：25dB，波导接口：BJ220的标准增益喇叭天线朝向待测天线中心，经柔性电缆传输至矢量网络分析仪提供参考相位信息。
在本实施例中，主控计算机控制24GHz扫描探头在汽车车载雷达天线前方近场区测量表面的确定位置有规则地逐点采集车载雷达天线整机的幅度和相位数据，通过扫描架探头对这些位置处场值的记录，采集的数据经柔性电缆传输至矢量网络分析仪，主控计算机对矢量网络分析仪采集的数据进行处理得到幅度和相位信息。
在本实施例中，针对77GHz汽车车载雷达天线整机测试采用“扫描探头-毫米波单元-柔性电缆-矢量网络分析仪-主控计算机”的架构模式。
在本实施例中，如图3所示，对于有参考接口的车载雷达天线，发射源采用矢量网络分析仪的内部源经毫米波发射单元Tx波导直接方式接入参考接口，耦合一路回矢量网络分析仪提供参考支路相位信息。
在本实施例中，毫米波发射单元Tx用于实现发射链路变频传输，解决毫米波段同轴线缆传输损耗问题，包括倍频器、波导混频器、波导耦合器。
在本实施例中，如图4所示，对于无参考接口的车载雷达天线，由于待测雷达天线固定不动使接收的参考相位信息稳定，在汽车车载雷达天线前方合适处朝向被测件中心，架设一增益：25dB，波导接口：BJ900的标准增益喇叭天线，波导直连毫米波接收单元Rx经柔性电缆传输至矢量网络分析仪提供参考相位信息。
在本实施例中，毫米波接收单元Rx用于实现接收链路变频传输，解决毫米波段同轴线缆传输损耗问题，包括混频器、双工器。
在本实施例中，本实施例提供的汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，其工作原理如下：
在扫描探头后侧添加了毫米波接收单元Rx，将扫描探头接收到的77GHz毫米波信号提前进行下变频处理，将毫米波信号转化为18GHz以下的中频信号，然后再将中频信号采用柔性同轴电缆传输至矢量网络分析仪，主控计算机对矢量网络分析仪接收的中频信号进行处理得到近场探头的幅度和相位信息，过然后通过近远场变换得到车载雷达天线整机的远场辐射特性。
在本实施例中，本实施例提供的汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，可以准确、全面地测试车载雷达天线的整机辐射性能，主控计算机通过控制探头进行平面扫描采集的幅相数据，并通过软件分析和输出数据分析结果，为车载雷达天线的改进提供准确的数据依据，同时也大幅提高汽车雷达整机出厂测试的效率，同时针对无参考接口的车载有源雷达天线整机测试提供了一个简单快捷的解决方案。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，包括调整车载雷达天线(2)测试位置的承载转台(1)、二维平面机械扫描架(3)、RF子系统及主控计算机(13)，其特征在于，所述RF子系统包括用于扫描的扫描探头(4)、发射链路的功率放大器(5)、参考探头(9)、接收链路的低噪声放大器(6)、矢量网络分析仪(8)、毫米波发射单元(10)、毫米波接收单元(11)和中频本振单元(12)，所述承载转台(1)和所述二维平面机械扫描架(3)均设置在微波暗室内，所述主控计算机(13)设置在控制室内。
2.根据权利要求1所述的一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，其特征在于，停放在所述承载转台(1)上的车辆上设置有车载雷达天线(2)，所述二维平面机械扫描架(3)上设置所述扫描探头(4)。
3.根据权利要求1所述的一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，其特征在于，由所述扫描探头(4)至所述车载雷达天线(2)之间依次设置所述低噪声放大器(6)、所述矢量网络分析仪(8)和所述功率放大器(5)，所述低噪声放大器(6)连接所述参考探头(9)，所述车载雷达天线(2)上设置所述毫米波发射单元(10)。
4.根据权利要求1所述的一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，其特征在于，所述扫描探头(4)上设置所述毫米波接收单元(11)，所述矢量网络分析仪(8)与所述功率放大器(5)之间设置中频本振单元(12)，所述中频本振单元(12)还分别与所述参考探头(9)和所述毫米波接收单元(11)连接。
5.根据权利要求1所述的一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，其特征在于，所述矢量网络分析仪(8)分别与所述功率放大器(5)和所述低噪声放大器(6)之间通过柔性电缆组件(7)连接，所述扫描探头(4)与所述低噪声放大器(6)之间通过另一柔性电缆组件(7)连接，所述中频本振单元(12)分别与所述参考探头(9)和所述毫米波接收单元(11)之间通过另一柔性电缆组件(7)连接。
6.根据权利要求1所述的一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，其特征在于，所述主控计算机(13)的LAN口控制所述扫描探头(4)在所述二维平面机械扫描架(3)上做二维平面扫描，逐点采集所述车载雷达天线(2)的幅度和相位数据，所述矢量网络分析仪(8)采集的数据通过LAN口上传至所述主控计算机(13)进行分析处理。
7.根据权利要求1所述的一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，其特征在于，所述RF子系统的配置分别针对所述车载雷达天线(2)的典型工作频段24GHz及77GHz。
8.根据权利要求1所述的一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，其特征在于，所述RF子系统中的所述参考探头(9)为无参考接口的车载有源雷达天线整机测试提供参考相位信息。
9.根据权利要求1所述的一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，其特征在于，所述承载转台(1)用于调整车载雷达天线测试位置，所述承载转台(1)的直径为8m，其定位精度为0.1°。
10.根据权利要求1所述的一种汽车车载雷达天线整机平面近场测试装置，其特征在于，所述二维平面机械扫描架(3)的有效扫描行程为：
横向X：3m；
纵向Y：2.5m；
平面度RMS：<0.04mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190820 |