CN217655287U - 毫米波雷达射频发射机测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种毫米波雷达射频发射机测试系统，旨在通过可移动台架在暗箱内按照测试工位的要求精密移动至所需位置进行测试的方式，来实现对待测射频组件(例如雷达或待测PCB板)阵面进行射频性能方面的精确测试，具有适用性强、占用场地少、测试数据准确的优点。

Description

毫米波雷达射频发射机测试系统

技术领域

本实用新型涉及毫米波雷达技术领域，特别涉及一种毫米波雷达射频发射机测试系统。

背景技术

对于雷达整机测试而言，常用技术采用空馈式(空气传播)接收待测雷达的信号，通过夹具或是手动摆放的方式，将雷达放置与频谱分析仪连接的喇叭天线的前端，通过摆放位置来确定测试位置，再通过频谱分析仪进行读取测试。

然而对于汽车毫米波雷达(射频频段在76～81GHz)整机测试，例如是芯片或者雷达直接搭载在PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)板上的整机测试，由于天线布局在整机的PCB板面的位置不一定，且存在位置的高低，和天线之间稀疏程度的影响，其接收到的雷达信号已经过多根天线的空间耦合，接收到的信号对单根天线的具体信号强度无法对应。单根单天线测试时由于空间布局过大，量级相对于雷达射频板面尺寸而言相差较大，故无法实现精确定位和校准。而且天线如存在高低放置，在进行整机射频测试时，也无法在多个空间维度上进行有效的识别和定位分析。且由于空间占地较大，相配套的仪器设备亦有所增加，成本相对而言比较高昂。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种毫米波雷达射频发射机测试系统，以解决现在技术中毫米波雷达射频发射机测试系统的测试精密性不佳问题。

本实用新型的目的采用以下技术方案实现：

根据本实用新型的一方面，提供毫米波雷达射频发射机测试系统，包括：暗箱，所述暗箱包括电磁屏蔽壳体以及设置在所述电磁屏蔽壳体内的可移动台架，所述可移动台架用于承载待测射频组件；喇叭天线，所述喇叭天线设于所述暗箱内，用于接收所述待测射频组件发射的射频信号；频谱分析仪，所述频谱分析仪设于所述暗箱之外且与所述喇叭天线电连接，用于处理并分析所述喇叭天线接收到的所述射频信号；驱动机构，所述驱动机构与所述可移动台架相连接，用于根据控制指令驱动所述可移动台架移动至预期的位置；控制器，所述控制器分别与所述驱动机构以及所述频谱分析仪电连接，用于向所述驱动机构发送所述控制指令以及接收来自所述频谱分析仪的分析数据。

进一步地，所述可移动台架与所述喇叭天线之间间隔预设的距离。

进一步地，所述电磁屏蔽壳体为方形体，并且所述方形体最大内径不大于1m。

进一步地，所述电磁屏蔽壳体的内壁上设置有吸波材料。

进一步地，所述可移动台架在三个彼此垂直的方向中的至少两个方向上可移动。

进一步地，所述可移动台架包括两个精密移动臂；所述两个精密移动臂中的一个横置安装于另一个之上，并且所述两个精密移动臂的移动方向彼此垂直。

进一步地，所述可移动台架上设置有具有定位孔的支架，用于安装所述待测射频组件，并且每个所述精密移动臂的移动量级为微米级。

进一步地，所述可移动台架面向所述喇叭天线的一侧贴附有吸波材料。

进一步地，在所述电磁屏蔽壳体的远离所述可移动台架的侧壁的中心位置处设置有开孔，以安装放置所述喇叭天线。

进一步地，所述开孔内设置有枢转结构，所述喇叭天线通过所述枢转结构固定在所述电磁屏蔽壳体的侧壁上，并且所述枢转结构上设置有对应0°、45°及90°三个位置的定位孔，以通过将所述枢转结构定位在不同的孔位来切换所述喇叭天线的极化方向。

进一步地，所述电磁屏蔽壳体的靠近所述可移动台架的侧壁上设置有可开合窗口，用于安装及更换所述待测射频组件。

相比现有技术，本实用新型提供的毫米波雷达射频发射机测试系统，旨在通过可移动台架在暗箱内按照测试工位的要求精密移动至所需位置进行测试的方式，来实现对待测射频组件(例如雷达或待测PCB板)阵面进行射频性能方面的精确测试，具有适用性强、占用场地少、测试数据准确的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的一种毫米波雷达射频发射机测试系统的结构示意图。

图2是图1中暗箱外部的结构示意图。

图3A是图1中暗箱内部的侧视结构示意图。

图3B是图1中暗箱内部的正视结构示意图。

图4A是图1中喇叭天线安装的侧视结构示意图。

图4B是图1中喇叭天线安装的正视结构示意图。

图5是图1中待测射频组件的平面结构示意图。

图6A是图1中电磁屏蔽壳体的可开合窗口的侧视结构示意图。

图6B是图1中电磁屏蔽壳体的可开合窗口的正视结构示意图。

具体实施方式

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1是本实用新型实施例提供的一种毫米波雷达射频发射机测试系统的结构示意图。

参考图1所示，本实用新型提供一种毫米波雷达射频发射机测试系统1000，包括：暗箱110，所述暗箱110包括电磁屏蔽壳体111以及设置在所述电磁屏蔽壳体111内的可移动台架112，所述可移动台架112用于承载待测射频组件120；喇叭天线130，所述喇叭天线130设于所述暗箱110内，用于接收所述待测射频组件120发射的射频信号；频谱分析仪210，所述频谱分析仪210设于所述暗箱110之外且与所述喇叭天线130电连接，用于处理并分析所述喇叭天线130接收到的所述射频信号；驱动机构140，所述驱动机构140与所述可移动台架112相连接，用于根据控制指令驱动所述可移动台架112移动至预期的位置；控制器310，所述控制器310分别与所述驱动机构140以及所述频谱分析仪210电连接，用于向所述驱动机构140发送所述控制指令以及接收来自所述频谱分析仪210的分析数据。

频谱分析仪210和与可移动台架112所属的驱动机构140接入控制器310，该控制器310为一控制电脑，可将待测射频组件120阵面的各个发射天线的位置信息输入在控制器310的控制端，并在其对应的运动控制界面上进行待测射频组件120的精密移动，直至待测射频组件120的中心正对喇叭天线130，随之通过采集软件控制频谱分析仪210进行采集待测射频组件120发射的射频信号，并进行解析。

本实用新型实施例提供的毫米波雷达射频发射机测试系统旨在通过可移动台架在暗箱内按照测试工位的要求精密移动至所需位置进行测试的方式，来实现对待测射频组件(例如雷达或待测PCB板)阵面进行射频性能方面的精确测试。并在控制器上可以输入不同射频正面尺寸和天线布局的样式，实现控制可移动台架的高精密位移，具有适用性强、占用场地少、测试数据准确的优点。

图2是图1中暗箱外部的结构示意图，图3A是图1中暗箱内部的侧视结构示意图，图3B是图1中暗箱内部的正视结构示意图。

如图2-图3B所示，其中，暗箱110是封闭的，为毫米波雷达射频发射机测试系统100提供一个较为干净的物理测试环境，以减少外界电磁波的干扰。由于本实施例中的待测射频组件120本身所发射的信号为射频信号，针对其的射频测试不需要在远场距离(即Fraunhofer区，弗朗霍法区)下进行，所以暗箱110尺寸可以进行小型化设定，将暗箱110尺寸设定为1m*1m*1m，也即所述电磁屏蔽壳体111为方形体，并且所述方形体最大内径不大于1m。所述电磁屏蔽壳体111的箱体材质为电木，内壁上粘贴吸波材料1101，可以有效减少箱体内的回波反射。此外，该小型化的箱体可有效安装成台架测试，固化测试场景和测试工位，适用于实验室测试和生产线测试。并且1m的长度也有利于空间损耗的简便计算。暗箱110内的远端放置可移动台架112，所述可移动台架112与所述喇叭天线130之间间隔预设的距离，所述喇叭天线130另一端可通过线缆连接至频谱分析仪210上，用于分析接收到的射频信号。由于可移动台架112为金属构造，其在远离喇叭天线130的一侧表面粘贴吸波材料1102可有效减少干扰回波发射信号。

应理解，封闭暗箱110的空间距离，可通过雷达方程计算空间损耗，最终实测值、空间损耗、频谱分析仪210的线缆损耗、以及喇叭天线130增益的总和，即为真实的待测射频组件120的发射功率。

进一步地，所述可移动台架112在三个彼此垂直的方向中的至少两个方向上可移动。示例性地，例如所述可移动台架112基于所述控制器310生成的控制指令在所述电磁屏蔽壳体111内沿X、Y、Z轴方向移动。

可选地，如图3A所示，所述可移动台架112包括两个精密移动臂1121、1122；所述两个精密移动臂1121、1122中的一个横置安装于另一个之上，并且所述两个精密移动臂1121、1122的移动方向彼此垂直。示例性地，精密移动臂1121为在X-方向移动的移动臂，精密移动臂1122为在Y-方向移动的移动臂，精密移动臂1121横置安装于精密移动臂1122上，即可实现水平(X)和垂直(Y)2个方向的精密移动。

由于本实用新型为非天线测试，故不需要进行方位角和俯仰角的旋转，无需引入角度的误差在内。在水平放置的可移动台架112上安装带有定位孔的支架1123，用于安装待测射频组件120，并且每个所述精密移动臂1121的移动量级为微米级，能够满足雷达阵天线的精确定位。

需要说明的是，本实用新型实施例采用的可移动台架112可以在控制器310发出的控制指令下进行高精密的移动，从而可以准确定位发射端口或发射天线的位置，由于目前车载雷达或交通雷达较多的使用MIMO技术，有多根发射天线从射频端口引出，由于不同天线/馈线的布局方式不同，存在不同天线之间的高低和稀疏程度的区别，示例性地，如图5所示，Tx2和Tx3存在左右位置的区别，Tx1与其他发射天线有形状和高低的区别。通过上述可移动台架112进行高精密的移动，可以分别移动至各天线位置处，来测试各天线发射功率的区别。同时可以实现对单一天线之间不同位置的测量，或是对PCB板面整机的不同位置区域测量，也有助于对板级元器件和天线布局的重新考量。并且，上述可移动台架112的高精密移动特性还可以快速测试射频芯片的不同天线输出的一致性，有助于对芯片级的射频组件120的分析以及故障天线位置的排除。

结合图2所示，在所述电磁屏蔽壳体111的远离所述可移动台架112的侧壁的中心位置处设置有开孔114，以安装放置所述喇叭天线130。

图4A是图1中喇叭天线安装的侧视结构示意图，图4B是图1中喇叭天线安装的正视结构示意图。

如图4A-图4B所示，所述开孔114内设置有枢转结构131，所述喇叭天线130通过所述枢转结构131固定在所述电磁屏蔽壳体111的侧壁上，并且所述枢转结构131上设置有对应0°、45°及90°三个位置的定位孔1311，以通过将所述枢转结构131定位在不同的孔位来切换所述喇叭天线130的极化方向。

示例性地，所述枢转结构131是旋转轴承(法兰轴承)，该旋转轴承在0°、45°、90°的三个位置设定有定位孔，通过不同的孔位来进行喇叭天线130的垂直极化、水平极化、以及45°的极化的切换，该45°的孔位可以针对未知极化的天线布局进行测试，理论依据是，该45°的孔位可以同时兼容垂直极化和水平极化，几乎可以完全覆盖市面上雷达的极化方式，并且该45°的极化方向所接收到的射频信号功率刚好是发射的射频信号功率的一半，符合量化测试的指标，理论上45°的极化方向与水平/垂直极化方向的信号功率能量差值在3dB左右。

图6A是图1中电磁屏蔽壳体的可开合窗口的侧视结构示意图，图6B是图1中电磁屏蔽壳体的可开合窗口的正视结构示意图。

如图6A-图6B所示，所述电磁屏蔽壳体111的靠近所述可移动台架112的侧壁上设置有可开合窗口140，用于安装及更换所述待测射频组件120。

示例性地，在所述可开合窗口140处设置有可开合窗口板以作为待测射频组件120的装卸面板，该可开合窗口板为装有快捷插销的开合窗口板，用于安装及更换待测射频组件120，具有密闭及防尘效果，同时可以作为可移动台架112的维修和保养的通道。

由上述内容可知，本实用新型实施例提供的毫米波雷达射频发射机测试系统，通过高精密的定位和移动，能够实现对待测射频组件(例如雷达或待测PCB板)阵面进行射频性能方面的精确测试。并在控制器上可以输入不同射频正面尺寸和天线布局的样式，控制可移动台架的高精密位移。产生的有益效果如下：

1.适用性强，可兼容车载雷达和交通雷达等不同阵面尺寸的雷达。

2.占用场地少，形成可移动台架测试。

3.有效过滤外界影响，固化测试环境，方便回归测试。

4.精密定位，数据精确。

5.频谱仪实时监控待测射频组件的辐射信号状态。

6.待测射频组件随精密可移动台架一起移动，可以覆盖待测射频组件的射频阵面的每一个位置。

上文仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，凡依本实用新型权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本实用新型的权利要求范围内。

Claims (11)

1.一种毫米波雷达射频发射机测试系统，其特征在于，包括：

暗箱，所述暗箱包括电磁屏蔽壳体以及设置在所述电磁屏蔽壳体内的可移动台架，所述可移动台架用于承载待测射频组件；

喇叭天线，所述喇叭天线设于所述暗箱内，用于接收所述待测射频组件发射的射频信号；

频谱分析仪，所述频谱分析仪设于所述暗箱之外且与所述喇叭天线电连接，用于处理并分析所述喇叭天线接收到的所述射频信号；

驱动机构，所述驱动机构与所述可移动台架相连接，用于根据控制指令驱动所述可移动台架移动至预期的位置；

控制器，所述控制器分别与所述驱动机构以及所述频谱分析仪电连接，用于向所述驱动机构发送所述控制指令以及接收来自所述频谱分析仪的分析数据。

2.如权利要求1所述的毫米波雷达射频发射机测试系统，其特征在于，

所述可移动台架与所述喇叭天线之间间隔预设的距离。

3.如权利要求2所述的毫米波雷达射频发射机测试系统，其特征在于，

所述电磁屏蔽壳体为方形体，并且所述方形体最大内径不大于1m。

4.如权利要求3所述的毫米波雷达射频发射机测试系统，其特征在于，

所述电磁屏蔽壳体的内壁上设置有吸波材料。

5.如权利要求4所述的毫米波雷达射频发射机测试系统，其特征在于，

所述可移动台架在三个彼此垂直的方向中的至少两个方向上可移动。

6.如权利要求5所述的毫米波雷达射频发射机测试系统，其特征在于，

所述可移动台架包括两个精密移动臂；

所述两个精密移动臂中的一个横置安装于另一个之上，并且所述两个精密移动臂的移动方向彼此垂直。

7.如权利要求6所述的毫米波雷达射频发射机测试系统，其特征在于，

所述可移动台架上设置有具有定位孔的支架，用于安装所述待测射频组件，并且每个所述精密移动臂的移动量级为微米级。

8.如权利要求5所述的毫米波雷达射频发射机测试系统，其特征在于，

所述可移动台架面向所述喇叭天线的一侧贴附有吸波材料。

9.如权利要求2所述的毫米波雷达射频发射机测试系统，其特征在于，

在所述电磁屏蔽壳体的远离所述可移动台架的侧壁的中心位置处设置有开孔，以安装放置所述喇叭天线。

10.如权利要求9所述的毫米波雷达射频发射机测试系统，其特征在于，

所述开孔内设置有枢转结构，所述喇叭天线通过所述枢转结构固定在所述电磁屏蔽壳体的侧壁上，并且所述枢转结构上设置有对应0°、45°及90°三个位置的定位孔，以通过将所述枢转结构定位在不同的孔位来切换所述喇叭天线的极化方向。

11.如权利要求2所述的毫米波雷达射频发射机测试系统，其特征在于，所述电磁屏蔽壳体的靠近所述可移动台架的侧壁上设置有可开合窗口，用于安装及更换所述待测射频组件。

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