汽车雷达测试5 g的经验教训

位于微波和红外波之间的毫米波频段之间的光谱带30兆赫(GHz)和300 GHz。用于高速无线通信和被广泛认为是给未来带来5 g的方法分配更多的带宽提供更快、更高质量的视频和多媒体内容和服务。汽车雷达的入口点到毫米波测试。

汽车雷达已经发展在过去的几年里,与一级企业生产和开发设计各种不同的应用程序。汽车被认为是一个关键的垂直市场5 g技术——其他人包括移动宽带、医疗衣物、增强和虚拟现实(AR / VR)和智能家居——雷达系统在车辆其他毫米波应用程序可以提供宝贵的见解。

5 g标准承诺新的水平移动和无线通信的速度和容量大大提高灵活性和延迟相比,3 g和4 g / LTE技术。然而,其独特的芯片结构将创建新的挑战测试和测量。通过理解的极限测试设备、系统和硬件,我们可以更好地解决实际问题与实现这一技术的承诺。

测试和测量的挑战
从测量的角度来看,5 g和汽车雷达功能共同的特征,需要测量,如信号阻塞,辐射干扰和波束宽度的选择。是信号穿透损失,另一方面雷达具有优势的领域光学技术,可以让雨或雪。乐队分配给汽车雷达、76 - 81 ghz可以大大提高距离分辨率的准确性,并夹在点对点(P2P)乐队两边。

5 g的挑战需要解决测试类似于那些与汽车相关的雷达。挑战在毫米波应用程序包括:

•处理多个港口设备经济
•提供功能和测试优化特性和生产
•无线环境下由于包集成天线
•High-port-count切换/多路复用(4×4,8×8,等等),通常在相同的设备
•高水平的设备特性死——单片机+内存+广播+高速数字

多个天线提高功率效率自指出它需要更多的能量,和方向盘,可以跟踪多个目标。这提供了改进的功能和应用程序广泛扩展到“包围”安全特性,vehicle-vehicle协调/沟通。增加了复杂性的设备扩展到多个传输和接收的组合。

此功能将大大提高vehicle-to-animal /人类/对象识别和规避,以及同时跟踪多个目标。

收发器的设计是很重要的,他们可以根据需要优化作为一个低收入或zero-intermediate频率(如果)设计。5 g汽车和收音机看起来几乎一样,类似的IP块,例如,相移,本地振荡器、射频放大器和混频器(图1)。主要的区别是5克收音机调制能力。上下两个可能包括转换,但5 g,市场正在寻找信息带宽增加。从测试的角度这是相当困难的,因为它需要复杂的模拟设备如高性能示波器。这方面仍是一个正在进行的工作。

图1所示。收发机设计在汽车和5 g系统非常相似。

四个主要毫米在汽车雷达问题必须解决和注意事项。这也适用于5克,这四个问题——雨衰减,菲涅耳区,路径损耗,和地面反射——都是有问题的,无论你是开车还是在塔设备。图2显示了所有的领域中,雷达用于汽车,并进一步强调了挑战与有效的测试这些系统从系统级别的角度来看。

图2。雷达区车辆继续用自动化内容增加。

解决的一些操作毫米挑战的一种方法是通过波束形成。这个技术是雷达发射机和接收器在一个特定的方向。波束形成可以被动或主动,尽管前者是限制其有效性。活跃的射频波束形成,越来越多的首选方法,将改变局面:它使跟踪多个对象,移动和静态(人、汽车、建筑等)在不同的速度,同时进行。这允许汽车雷达积极引导光束独立对象和跟踪它们。因为梁可以定位由于有如此多的可能性,以这种方式测试目前反问句,尽管一些汽车制造商正在研究解决方案。5克,梁通常会点到其他塔或个人手机和跟踪它们。基站将天线阵列,可以引导跟踪患者5 g手机——这将是一个重要的成功因素在实现信息带宽的承诺。

测试的经验教训
效果显著的自动化测试设备已经被部署到测试汽车雷达四年多来,测试从18兆赫到81兆赫,包括无线千兆(WiGig)测试60 ghz范围,这可能也适用于5克。

目前,重点在于设备测试,但这种情况正在改变。毫米波的应用程序提供了一个理想的机会远离级测试和更向更高层次模型和端到端系统级测试。图3中凸显出日益增长的趋势与系统级测试。指出,这里有一些关键教训显著汽车雷达的工作空间,利用其证明V93000测试平台。

图3。需求和系统级测试是在上升的机会。

1. 权力的准确性是至关重要的。这将是非常重要的去理解和解决,因为当我们接近内建自测试(BIST),设备必须能够准确测量电力发电。现在,我们仍在学习如何获得射频CMOS和阿拉伯学者一起工作给一个精确的功率测量。
2. 计量是很困难的。考虑到各种连接器和波导必须导航,很少有可靠的方法进行准确的计量装置,连接器,loadboards,和其他组件。也有系统退化的问题——每次测试一个新的部分,由于使用的材料,略有降低,并随着时间的推移,套接字或膜开始恶化。此外,当最后需要改变测试系统,必须进行校准,可以导致细微的变化在测量结果结合退化问题。
3. 限制需要建立。设备越来越复杂和更好的和正在努力扩展雷达范围——两个关键因素发挥作用:
   ◦在射频信号相位噪声——这关键参数影响无线电系统在各方面的性能。重要的是要理解什么时候相位噪声性能和成本效益的影响。
   ◦噪声图——这个测量信噪比的退化,造成的组件在一个射频信号链,使雷达更有效是至关重要的。在这方面的关键问题是,什么是我能看到的最小的信号(与动态范围)?
4. 毫米是昂贵的“东西”。目前,有大量的成本与毫米波技术,将很可能在未来几年下降。与此同时,一些芯片制造商试图实现毫米波技术较小的终端产品,如雷达测距设备,但他们不能建立他们,因为他们不知道如何测试他们小规模的经济。解决方案可能依赖于未来的技术仍在发展。
5. 测试工程知识匮乏。这也许是最关键的因素,因此,拯救它。毫米技术工程师的数量相对较小,和公司想要进入空间不能简单地实现工程师精通雷达技术与产品开发来帮助他们——特别是当大多数工程项目的主要重点是数字技术,而不是模拟/射频。这意味着人才是昂贵的,它可以把一个真正的抑制公司能够做什么。我们需要训练主管工程师对毫米波强烈动机和热情。


总结
汽车雷达技术是现在,虽然目前主要在优质品牌的汽车,我们的目标是降低单位成本,使其成为整个汽车行业标准的设备。要做到这一点,必须解决的挑战,包括解决与测试相关的复杂性。显著坚定地致力于这个市场取得领导地位和在寻找这些解决方案和应用他们其他毫米波应用程序随着市场继续增长,包括快速崛起的5 g的。