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基于硬件在环(HIL)的毫米波雷达仿真与测试技术

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【摘要】:
随着毫米波雷达在辅助驾驶、智能驾驶、智慧感知等场景应用的快速增长,24GHz、60GHz、77GHz以及120GHz毫米波雷达的需求已更加广泛。近几年国内开展毫米波雷达芯片、传感器、传感域控制器研发和生产的机构和企业逐步增多,毫米波雷达也开始走入量产。

随着毫米波雷达在辅助驾驶、智能驾驶、智慧感知等场景应用的快速增长,24GHz、60GHz、77GHz以及120GHz毫米波雷达的需求已更加广泛。近几年国内开展毫米波雷达芯片、传感器、传感域控制器研发和生产的机构和企业逐步增多,毫米波雷达也开始走入量产。

 

工业毫米波雷达普遍采用MIMO体制,这样可以大大提高目标探测的角分辨率,同时利用空间功率合成技术还可以提高雷达的探测距离。这类技术目前也在军用雷达上得到广泛应用,比如空间遥感雷达、目标识别雷达、导引头雷达。而运动中的MIMO体制雷达的仿真与测试则是这类产品研发过程的一个难题。

 

基于硬件在环(HIL)测试技术是当前世界流行的一种传感器仿真与测试技术。HIL系统集成了场景仿真、运动仿真、目标仿真和传感器数据闭环等一系列技术。该技术可以实现在实验室环境模拟传感器野外工况,极大地节约了测试成本,提高了开发效率,并被越来越多的传感器研发单位所采用。

 

铭剑电子自2018年开始就与国内主要的雷达传感器厂家一起合作,联合南京理工大学、西安电子科技大学等国内雷达研发一线高校,共同开发了基于数字储频(DFRM)技术的雷达目标模拟器产品——TeraSight®E3000系列雷达目标模拟器。E3000目标模拟器是整个雷达硬件在环仿真测试系统的核心设备,可以对雷达的大部分电参数进行仿真测试。

 

基于E3000系列模拟器,铭剑电子开发了针对当前主流民用雷达和军用雷达频段的标准化仿真测试系统平台。该系统平台在微波暗室内采用雷达模拟器、微波测试机、姿态平台、运动仿真设备、网络通信等硬件结合铭剑电子TestSpirit®软件的雷达测试套件—S2000系列可以实现4D毫米波雷达及其他雷达的射频性能测试、雷达功能及目标场景仿真测试等功能。

 

应用E3000+S2000系列雷达测试平台,可快速验证毫米波雷达的性能,并极大地降低汽车雷达仿真测试与验证成本,可广泛应用于汽车雷达前期设计、标定、检测和评估等。

 

系统由目标模拟系统、微波暗室系统、运动仿真系统、射频测试系统几大部分构成。

 

 

目录

CONTENTS

01.目标模拟系统

02.微波暗室系统

03.运动仿真

04.射频测试系统

 

PART ONE

 

 

目标模拟系统

 

 

 

 

E3000系列雷达目标模拟器,是整个目标模拟器系统的核心组成部分,通过通用的数字处理主机配合不同的射频前端,可以实现L波段到太赫兹波段的雷达目标模拟。通过扩展,可以实现最多8个独立通道,每通道8个批次目标,共计64个批次目标的模拟能力。

 

图1—目标模拟器实物图

 

图2—目标模拟器升级结构图

 

模拟器的技术参数指标如下:

图3—批次目标模拟信号时域波形

 

图4—基于T1公司12T16R标准雷达测试结果

 

 

 

PART TWO

 

 

微波暗室系统

 

 

 

 

微波暗室提供了较好地空间电磁静区,为雷达天线测试、雷达目标模拟提供了理想的测试环境。

 

微波暗室的技术参数指标如下:

图5—微波仿真暗室布局图

 

 

 

 

PART THREE

 

 

运动仿真

 

 

 

 

为了仿真和定标目标在运动过程中的回波特征,在被测雷达的正前方通过运动姿态模拟装置实现目标的运动姿态。

 

运动场景技术参数指标如下:

该部分涉及公司相关专利技术,暂不对外公开,请咨询各地区客户代表。

 

 

 

PART FOUR

 

 

射频测试系统

 

 

 

 

射频系统主要有射频前端和标准仪表组成。

其中射频前端的参数如下:

射频测试仪表的参数和功能如下:

射频测试功能如下:

图6—毫米波前端实物图(依次为E波段UC、WR1.5UC, W波段UC)

 

图7—多通道矩阵与测试仪表机柜

 

铭剑电子雷达仿真与测试系统采用硬件模块化结构,可以快速实施系统交付及扩充。大部分硬件都可以提供国家级计量机构提供的计量证书(110GHz以上提供测试报告),为客户的测试结果提供了可靠的溯源性。

 

标准模拟器的选型表如下:

 

来源铭剑电子 高速射频百花潭

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