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E波段矢量网络分析仪在汽车工业的应用

保险杠材料的测量


  来源: 安立通讯科技Anritsu测试测量 时间:2020-06-16 编辑:清风
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在过去数年中,汽车雷达的应用越来越广泛。这些汽车雷达大大扩展了汽车的功能,而且这些雷达能够探测周边环境信息,从而使驾驶变得更加轻松、安全。汽车雷达大多工作在60至90GHz频带内,而这段频率被称之为E波段。


对于保险杠制造商而言,如何测量生产材料的属性及其对雷达发射信号的影响显得尤为重要。雷达通常放置在保险杠后面的某个位置,以垂直于保险杠或特定角度放置。因此,保险杠的厚度,材料属性,油漆涂层,安装角度等,都可能影响雷达信号的传输,因此这些参数都必须测量清楚。


在对保险杠的材料属性进行测量之前,必须考虑几个注意事项。首先,为了模拟影响雷达信号传输的真实环境,应进行空口(OTA)测试。其次,考虑到测量最终可能在产线上进行,该测试系统应尽可能易于配置和使用,同时坚固耐用,能够承受严苛的生产条件。



图1. 汽车雷达与保险杠相对位置示意图


矢网与测试设置

ShockLineTM系列MS46522B矢量网络分析仪的E波段解决方案(选件82或83)非常适合此类测量。它的简单性,稳定性和频率范围使其成为此类测量的理想选择。ShockLineTM系列的MS46522B矢网 E波段解决方案由小型集成接收器模块和主机组成。前端的模块通过1或5米电缆固定在机箱上,从而使其成为紧凑的,随时可用的E波段矢网。前端混频模块是WR-12波导接口,可方便地与典型的波导设备(例如在OTA测量常用的喇叭天线等)相连接。


图2.  E波段Shockline系列矢网


ShockLineTM系列 MS46522B——E波段VNA也可以通过编程和脚本进行远程控制,实现自动化测量。同时具有TCP/IP接口,支持LabView、Matlab、Python等编程开发。


表征保险杠材料属性,仅需要进行简单的S参数(S11,S12,S21和S22)测量。有别于传统的传导测量,这里只需要搭配合适的天线进行辐射测量即可。



图3. E波段矢网测量保险杠材料示意图


至于天线,需要注意下列事宜。首先,必须满足远场条件才能进行相干测量。考虑到工作频率范围,这很容易实现(在75 GHz,与天线大约4 cm的距离即可满足远场条件)。除频率外,天线的方向性还应足够高,以避免在材料边缘发生色散。WR-12波导接口的天线(例如喇叭天线或增益更高的电介质天线)可用于此类应用。


校准测量


与矢网的常规测量一样,都必须对矢网进行校准,才能获得准确的结果。这些OTA测量所使用的校准方法是LRM (Line-Reflect-Match)法,我们将使用反射平面进行反射校准,一条用于传输校准的线,以及匹配负载。为了简化校准流程,提高校准准确性和可重复性,校准件将在端口间由一块简单的金属板组成,垂直放置时形成反射,旋转成45度时进行匹配校准。


图4. LRM校准示意图


测量


校准后,就可以测量S参数了。如图5所示,将样本材料放置于两个天线端口中间位置,即可进行S参数的幅度以及相位测量了。


图5. 测量设置示意图


S参数结果即可反映保险杠材料对于雷达信号的反射率以及雷达信号的衰减程度(图6)。若添加了时域门选件,可以去除外部反射影响,从而获得更精确的结果。

关键词:矢量网络分析仪 测量 汽车雷达    浏览量:892

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