CN215833602U - 紧缩场雷达自动化测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了紧缩场雷达自动化测试系统，包括测试暗室、测试机器人、雷达模拟器及紧缩场反射面，测试机器人设于测试暗室内并用于携带待测雷达在紧缩场静区内进行空间运动，所述雷达模拟器包括设于测试暗室内的收发天线，所述紧缩场反射面用于将待测雷达发射的电磁波反射到收发天线并将收发天线对应的回波信号反射成平面波进而形成所述紧缩场静区。通过设置反射面，将雷达模拟器的收发天线发射的回波信号由伞状电磁波转化平面波并形成紧缩场静区，由于平面波几乎没有发散，因此电磁波能量在路径上的传输损耗极小，测试系统的动态范围较远场有较大的提高，信号幅度足够大，能够确保测试系统能够考察雷达宽角度范围的性能指标。

Description

紧缩场雷达自动化测试系统

技术领域

本实用新型涉及雷达测试技术领域，具体而言，本实用新型涉及一种紧缩场雷达自动化测试系统。

背景技术

汽车雷达的测试一般在暗室内完成，待测试雷达安装于伺服转动机构之上，放置于暗室的一端；角反射器或雷达回波模拟装置放置于暗室另一端。测试时由待雷达发射电磁波，电磁波经空间传输到达目标后(角反射器或雷达回波装置)反射，再由待雷达接收，由雷达后处理功能提取目标的信息，将该信息与已知的目标信息做对比从而考察雷达的性能。

这种测试系统要求待测雷达和角反射器处于彼此的远场范围，因此两者需要拉开一定的距离，这带来两方面的不利因素：1)暗室要足够长，以使暗室能够容纳雷达的远场测试；2)雷达和目标较远，对于高频信号特别是毫米波传输来说，空间损耗太大，例如对于79GHz雷达来说，5m距离的单程84dB，空间损耗过大会导致系统测试的动态范围变小，雷达宽角度性能由于信号幅度下降太快，低于雷达灵敏度的信号将不能被雷达识别，所以这种情况下难以获得雷达在宽角范围内的性能指标。

如图1所示，待测雷达所发射的信号经过一定的路径损耗之后被雷达模拟器10的接收天线11所接收；该接收信号经雷达模拟器10，加入时延和多普勒频移后，再经雷达模拟器10的发射天线12发射，经相同的空间路径损耗之后，被待测雷达14所接收。5m距离的情况下，路径损耗中，发射通路15和接收通路16均为84dB，那么对于雷达双向传输衰减之后，单计算空间路径损耗高达168dB，若雷达发射机的输出功率为10dBm，雷达模拟器收发天线增益均为20dB，模拟器内部增益也为40dB，那么雷达接收到的返回波功率为-78dBm，而雷达典型的灵敏度为-100dBm，那么意味着该测试系统的动态范围为22dB。若待测雷达因为对准、偏角等原因导致信号幅度下降22dB以上，雷达将无法接收到模拟器的回波信号。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种具有较高的雷达测试动态范围的紧缩场雷达自动化测试系统。

为实现以上目的，本实用新型提供以下技术方案：

本实用新型提供了一种紧缩场雷达自动化测试系统，包括测试暗室、测试机器人、雷达模拟器及紧缩场反射面，所述测试机器人设于测试暗室内并用于携带待测雷达在紧缩场静区内进行空间运动，所述雷达模拟器包括设于测试暗室内的收发天线，所述紧缩场反射面用于将待测雷达发射的电磁波反射到收发天线并将收发天线对应的回波信号反射成平面波进而形成所述紧缩场静区。

可选地，所述雷达模拟器包括模拟器主机、上变频器、下变频器及环形器，所述上变频器和下变频器各自一端分别与模拟器主机连接，各自另一端对应连接到环形器的两个相互收发隔离的端口，所述收发天线连接在环形器另一个端口。

可选地，所述上变频器、下变频器及环形器均设于测试暗室内，所述模拟器主机设于测试暗室外侧。

进一步地，测试系统还包括一对设于紧缩场反射面和测试机器人之间的吸波挡板，所述收发天线、上变频器、下变频器及环形器均设于该对吸波挡板之间。

可选地，所述模拟器主机包括依次连接的放大器、多普勒模块及延时模块。

进一步地，测试系统还包括均设于测试暗室外侧的上位机及伺服控制系统，所述伺服控制系统连接于上位机与测试机器人之间。

可选地，所述收发天线设于反射面斜下方并且其信号发射方向朝向反射面。

可选地，所述收发天线为喇叭或波纹喇叭天线，所述反射面为抛物反射面，收发天线设于反射面的焦点。

可选地，所述测试暗室各墙壁和天花板均设有吸波材料。

可选地，所述测试机器人为工业六轴机器人。

本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是：通过设置反射面，将雷达模拟器的收发天线发射的回波信号由伞状电磁波转化平面波并形成紧缩场静区，由于近似的平面波几乎没有发散，因此电磁波能量在路径上的传输损耗极小，几乎可以忽略不计，因此紧缩场相对于远场测试系统，其电磁波损耗极小，其测试系统的动态范围较远场有较大的提高，信号幅度足够大，能够确保测试系统能够考察雷达宽角度范围的性能指标。相对于现有测试系统，可以大大缩小收发天线与待测雷达之间的间距，也即缩小测试暗室的长度尺寸，空间更为紧凑，利用率较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为现有雷达测试系统的结构示意图；

图2为本实用新型一种实施例提供的紧缩场雷达自动化测试系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本实用新型的实施例。虽然附图中显示了本实用新型的某些实施例，然而应当理解的是，本实用新型可以通过各种形式来实现，而且不应该被解释为限于这里阐述的实施例，相反提供这些实施例是为了更加透彻和完整地理解本实用新型。应当理解的是，本实用新型的附图及实施例仅用于示例性作用，并非用于限制本实用新型的保护范围。

应当理解，本实用新型的方法实施方式中记载的各个步骤可以按照不同的顺序执行，和/或并行执行。此外，方法实施方式可以包括附加的步骤和/或省略执行示出的步骤。本实用新型的范围在此方面不受限制。

本文使用的术语“包括”及其变形是开放性包括，即“包括但不限于”。术语“连接”可以是直接相接，也可是通过中间部件(元件)间接连接。术语“一个实施例”表示“至少一个实施例”；术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”；术语“一些实施例”表示“至少一些实施例”。其他术语的相关定义将在下文描述中给出。

参见图2，本实用新型涉及一种紧缩场雷达自动化测试系统(以下简称“测试系统”)，适用于76～81GHz毫米波雷达的辐射性能测试，提高雷达测试的准确性和测试速度，具有较高的自动化程度。

所述测试系统包括测试暗室1、测试机器人3、雷达模拟器、反射面20、伺服控制系统5及上位机6。

所述测试暗室1各墙壁及天花板均设有吸波材料，用于提供无反射的测试环境，模拟开放空间的无反射特性。

可选地，所述测试机器人3为工业六轴机器人，其设于测试暗室1内，用于安装待测雷达并携带待测雷达4进行方位和俯仰转动，能够实现虚拟目标的角度模拟。

所述雷达模拟器用于接收待测雷达发射的电磁波并输出对应的回波信号，其包括模拟器主机10、上变频器24、下变频器23、环形器25及收发天线22，所述上变频器和下变频器各自一端与模拟器主机对应端口连接，上变频器和下变频器各自另一端连接到环形器两个相互收发隔离的端口，所述收发天线连接于环形器的另一个端口。具体地，收发天线连接于环形器与上、下变频器连接的两个端口之间，实现收发复用。所述模拟器主机设于测试暗室外侧，上变频器、下变频器、环形器及收发天线均设于测试暗室内侧。

另外，模拟器主机包括依次连接的放大器、多普勒模块及延时模块，用于对进入雷达模拟器的信号进行幅度放大、延时和多普勒频率叠加，其中幅度由雷达模拟器内部增益决定，反映目标的距离、目标雷达反射截面积、天线方向图调制等信息；目标回波的时延决定目标距离雷达的直线距离；多普勒频移决定虚拟目标与雷达的径向相对速度。

可选地，所述反射面20优选为抛物反射面，设于测试暗室内远离测试机器人的一端，所述收发天线为喇叭或波纹喇叭天线，所述收发天线设于抛物反射面的斜下方并位于抛物反射面的焦点上，并且信号发射方向朝向抛物反射面，因而抛物反射面可将收发天线所发出的对应回波信号反射为平面波并形成紧缩场静区26，以供待测雷达在静区内完成测试。

在该实施方式中，收发天线发射的伞状电磁波经反射面反射后形成近似平面波。由于近似的平面波几乎没有发散，因此电磁波能量在路径上的传输损耗极小，几乎可以忽略不计，因此紧缩场相对于远场测试系统，其电磁波损耗极小，其测试系统的动态范围较远场有较大的提高，信号幅度足够大，能够确保测试系统能够考察雷达宽角度范围的性能指标。

上位机6及伺服控制系统5均设于测试暗室外侧，并且所述伺服控制系统连接于上位机与测试机器人之间，用于根据上位机的控制指令控制测试机器人的运动轨迹，实现待测雷达的方位角及俯仰角运动。

进一步地，测试系统还包括一对设于紧缩场反射面和测试机器人之间的吸波挡板21，所述收发天线、上变频器、下变频器及环形器均设于该对吸波挡板之间，以减小测试暗室内部发散的信号对测试结果的影响。

本实用新型的测试系统的工作原理是：

雷达发射电磁波信号经反射面后由馈源喇叭接收，经环形器后下变频，进入雷达模拟器进行幅度放大、延时和多普勒频率叠加；回波信号经上变频提升至76～81GHz频段，经环形器由馈源喇叭发射，再经反射面反射回给待测雷达。在测试过程中，测试机器人在上位机控制下带动待测雷达运动，实现方位角和俯仰角调整。

其中，雷达信号途径路径和仪器基本与图1相同，由于紧缩场的路径损耗较小，假设路径损耗(已计入馈源和反射面增益)接收通路和发射通路的损耗均为30dB，那么对于雷达双向传输损耗为60dB，若雷达发射机的输出功率为10dBm，模拟器内部增益也为40dB，那么雷达接收到的返回波功率为-10dBm，而雷达典型的灵敏度为-100dBm，那么意味着该测试系统的动态范围为90dB，因而可见紧缩场测试系统使得雷达的回波信号动态范围得到了极大的改善。

以上描述仅为本实用新型的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本实用新型中所涉及的实用新型范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离上述实用新型构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本实用新型中实用新型的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

尽管已经采用特定于结构特征和/或方法逻辑动作的语言描述了本主题，但是应当理解所附权利要求书中所限定的主题未必局限于上面描述的特定特征或动作。相反，上面所描述的特定特征和动作仅仅是实现权利要求书的示例形式。

Claims (10)

1.一种紧缩场雷达自动化测试系统，包括测试暗室及设于测试暗室内并用于携带待测雷达在紧缩场静区内进行空间运动的测试机器人，其特征在于，还包括雷达模拟器和紧缩场反射面，所述雷达模拟器包括设于测试暗室内的收发天线，所述紧缩场反射面用于将待测雷达发射的电磁波反射到收发天线并将收发天线对应的回波信号反射成平面波进而形成所述紧缩场静区。

2.根据权利要求1所述的紧缩场雷达自动化测试系统，其特征在于，所述雷达模拟器包括模拟器主机、上变频器、下变频器及环形器，所述上变频器和下变频器各自一端分别与模拟器主机连接，各自另一端对应连接到环形器的两个相互收发隔离的端口，所述收发天线连接在环形器另一个端口。

3.根据权利要求2所述的紧缩场雷达自动化测试系统，其特征在于，所述上变频器、下变频器及环形器均设于测试暗室内，所述模拟器主机设于测试暗室外侧。

4.根据权利要求2所述的紧缩场雷达自动化测试系统，其特征在于，还包括一对设于紧缩场反射面和测试机器人之间的吸波挡板，所述收发天线、上变频器、下变频器及环形器均设于该对吸波挡板之间。

5.根据权利要求2所述的紧缩场雷达自动化测试系统，其特征在于，所述模拟器主机包括依次连接的放大器、多普勒模块及延时模块。

6.根据权利要求1所述的紧缩场雷达自动化测试系统，其特征在于，还包括均设于测试暗室外侧的上位机及伺服控制系统，所述伺服控制系统连接于上位机与测试机器人之间。

7.根据权利要求1所述的紧缩场雷达自动化测试系统，其特征在于，所述收发天线设于反射面斜下方并且其信号发射方向朝向反射面。

8.根据权利要求7所述的紧缩场雷达自动化测试系统，其特征在于，所述收发天线为喇叭或波纹喇叭天线，所述反射面为抛物反射面，收发天线设于反射面的焦点。

9.根据权利要求1所述的紧缩场雷达自动化测试系统，其特征在于，所述测试暗室各墙壁和天花板均设有吸波材料。

10.根据权利要求1所述的紧缩场雷达自动化测试系统，其特征在于，所述测试机器人为工业六轴机器人。

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