如何对雷达进行下线生产测试 确保汽车雷达性能

汽车雷达不断发展，在高级驾驶辅助系统 (ADAS) 中的作用也不断提升，因此测试环境必须能够实现快速、简单、可重复的测试流程。本文将介绍如何使用雷达回波发生器进行下线生产测试，从而保证汽车雷达传感器的功能和质量。

随着制造真正安全的车辆涉及到各种实际问题的重要性越来越明显，我们距离制造并认证能在公共道路上使用的全自动驾驶车辆还有相当长一段路要走。尽管如此，车道保持、自适应巡航控制和防撞机制等高级驾驶辅助系统 (ADAS) 仍在加快普及。随着 ADAS 的实施不断增加，每辆车上提供环境感知雷达系统的数量也在增加。

这些雷达系统需要通过计算雷达回波延迟、多普勒频移和幅度来测量车辆附近目标的距离、径向速度和大小。显然这些测试必须保证准确性和一致性。 在自动紧急制动系统 (AEBS) 中，微小的距离测量误差至关重要，无论是安全停车还是防撞。

主机厂及其零部件厂商需要确保车辆上安装的雷达模块不仅在交付时，而且在车辆多年的寿命期限内都能够安全、稳定地工作。多普勒频移和距离精度等关键雷达性能参数的测试挑战在于既耗时而且代价又昂贵。这不符合产线测试需求，生产需要快速而简单的下线检测，确保在将系统交付给客户之前控制雷达的质量和功能。现代化、精益化和多功能的生产线需要提供小型且高度可靠的测试系统，保证出色的测试可重复性、配置可定制化、操作简单化和效率最大化。

应对这一挑战的方法是采用罗德与施瓦茨公司的 R&S AREG100A 汽车雷达回波发生器进行测试。R&S AREG100A 支持用户自定义延迟线，可在 24 GHz ISM 频段以及77 GHz 和 79 GHz E 波段中进行目标模拟。总共可以模拟多达四个不同距离的静态目标，每个目标都可定义不同的雷达散射截面积、以及通过控制频偏模拟目标速度。回波发生器支持所有常见汽车雷达频段、24 GHz ISM 频段和 E 波段的 RF 前端。

雷达回波发生器的工作原理是：在定义的频段内接收来自被测雷达的雷达信号，将其转换为中频 (IF)，然后引入固定的时间延迟（模拟距离）、多普勒频移（模拟径向速度）和衰减（模拟目标大小）。将 IF 信号上变频至 RF后，送回被测雷达，由被测雷达接收并处理后报告检测到的目标距离、多普勒偏移和雷达散射截面积。 

它可以为汽车雷达传感器提供基于 ADAS 的安全性，因而备受标准化机构的关注。随着欧盟无线电设备指令 (RED) 和相关适用标准的发布，强制性框架在欧洲成为法律。R&S AREG100A 是汽车雷达传感器 RED 一致性测试系统的核心设备。回波发生器具有经过校准的 IF 输出，可测试雷达传感器的等效全向辐射功率 (EIRP)。将 R&S NRP8S 功率计连接到此IF输出，可以检查雷达传感器的 EIRP 是否符合 ETSI EN 301091-1 和 ETSI EN 302264-1 等电磁兼容性标准。雷达回波发生器上还有一个 IF 端口，可用于连接信号与频谱分析仪（例如 R&S FSW8），以执行频谱测量，如杂散发射等测试。还可以将模拟或矢量信号发生器（包括 6 GHz 配置的 R&S SMW200A）连接到 IF 输入端口，这样可以将任何干扰信号叠加到回波上，以便测试雷达的抗扰性。雷达回波信号和加载的干扰信号共用 R&S AREG100A 中的射频前端，然后上变频到雷达波段，从而简化了这项测试的设置。基于 AREG100A 的测试设置无需复杂的毫米波测试和测量设备，测试工程师可以集中全部精力执行测试。

雷达系统的测试必须保证环境的一致性，这样才不会受其他干扰源的杂散信号或不期望的反射而导致结果无效。针对这个问题，罗德与施瓦茨公司推出 R&S ATS1500A 屏蔽室，为汽车雷达传感器的远场测试提供可重复的射频屏蔽环境。与精确的 2D 定位器结合使用，可以轻松执行汽车雷达传感器的方位角和仰角覆盖测试。借助定位器，还可以精确测量汽车雷达传感器的天线方向图。

为了更快地使用这种工具和设施组合的开发测试程序，并最终自动化，罗德与施瓦茨公司推出 QuickStep 测试执行软件，该软件也可用于生成测试报告。使用QuickStep 控制R&S AREG100A 汽车雷达回波发生器以及其他测试与测量设备，可以对汽车雷达传感器进行用户定义的全自动化功能和质量测试。

通过集成这些工具，最终实现对汽车雷达系统功能进行快速、一致、高质量的检查，让主机厂及其客户相信，当前的 ADAS 功能和未来的汽车自动驾驶系统能够在车辆使用寿命期间准确、可靠、一致地工作。