汽車雷達測試裝置的製作方法
2023-09-18 21:45:30 1
本實用新型屬於高級駕駛輔助系統（ADAS）技術領域，特別涉及一種用於汽車駕駛輔助系統中雷達的測試系統。
背景技術：
隨著科技的不斷發展，目前智能汽車、無人駕駛已成為一個新的技術交匯和創新高地。ADAS系統是自動駕駛的基礎功能要求，具有主動制動系統的ADAS系統是自動駕駛核心安全功能。這些主動安全技術就是通過使用雷達、攝像頭和雷射雷達傳感器等的高級駕駛輔助系統實現的。因此汽車雷達性能的是否符合要求是自動駕駛技術能否實現的一個關鍵，因此如何能夠更加方便、科學的對汽車雷達進行檢測已成為本領域技術人員普遍關心的一個技術問題。
在汽車雷達測試中，雷達發射機性能測試和雷達功能測試是測試重點；現有測試方式存在以下三方面存在局限性。首先，現有測試多將發射機性能測試和雷達功能測試分成兩個獨立的系統進行測試。測試時間長，測試設備冗餘。其次，在測試設備的選用上，國內的研究單位或者汽車廠商主要採用進口傳統設備，並在設備上進行二次開發,對設備本身的分析質量及功能的開發缺少有效的解決手段和優化方案。第三，對測試產生的測量結果等數據，整合相對鬆散，很難實現數據追蹤。例如雷達測試過程中產生的產品信息、校準數據、測試結果、測試環境等難以有效的記錄、組織、整合。
目前市面上可以尋找到多樣的雷達測試解決方案，有的來自於射頻儀器廠商，有的來自於微波測試研究機構。然而，這類系統並不滿足雷達的實驗室測試或產線測試的需要。汽車雷達的測試除了關注射頻測試設備外，對測試環境、測試方法、待測設備本身同樣關注。雷達微波測試並非汽車廠商或供應商擅長的領域，對於系統缺乏整合能力。
綜上，現有測量方式存在如下缺陷：多套系統協同完成測試，導致測試時間增長，測試成本增加；傳統儀器功能單一，很難實現新功能開發、性能優化；無法記錄長期的測試數據，缺乏有效的組織，不便於數據的長期追蹤。有鑑於此，如今迫切需要設計一種新的測量方式，以便克服現有測試方式存在的上述缺陷。
技術實現要素：
鑑於以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在於提供一種使用簡單、測試速度快、能對汽車雷達性能進行各種試驗測試的系統。
為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種汽車雷達測試裝置，其包括：測試暗箱，所述測試暗箱用於提供雷達測試所需的電磁環境；旋轉雲臺，所述旋轉雲臺設置在測試暗箱內，所述旋轉雲臺用於帶動待測雷達運動；接收喇叭，所述接收喇叭位於所述測試暗箱內，所述接收喇叭用於接收所述待測雷達發射的微波信號；發射喇叭，所述發射喇叭位於所述測試暗箱內，所述發射喇叭用於發射微波信號；微波模組，所述微波模組與所述接收喇叭、發射喇叭連接，所述微波模組用於將接收喇叭接收到的微波信號轉換為射頻信號或將接收到的射頻信號轉換為微波信號發送給發射喇叭；射頻模組，所述射頻模組與所述微波模組連接，所述射頻模組用於將接收到的射頻信號進行分析或產生射頻信號給所述微波模組；控制主機，所述控制主機與所述射頻模組連接，所述用於接收所述射頻模組發送的分析數據。
優選的，所述測試暗箱由待測設備段、空間傳輸段和測試儀器段拼接而成，所述待測設備段、測試儀器段分別位於所述空間傳輸段的兩端，所述旋轉雲臺位於所述待測設備段內，所述接收喇叭、發射喇叭位於所述測試儀器段內。
優選的，所述旋轉雲臺上設有測試夾具，所述測試夾具用於固定待測雷達。
優選的，該汽車雷達測試裝置還包括一運動模組，所述運動模組與所述旋轉雲臺、控制主機連接，所述運動模組用於控制所述旋轉雲臺移動。
優選的，該汽車雷達測試裝置還包括一通信模組，所述通信模組用於實現控制主機與待測雷達通信。
優選的，所述測試暗箱位於測試臺架上，所述測試臺架的底部設有隔震結構。
如上所述，本實用新型的汽車雷達測試裝置具有以下有益效果：該汽車雷達測試裝置把接收喇叭、發射喇叭、旋轉雲臺設置在一個測試暗箱內，這樣就把雷達發射機的性能測試、雷達功能測試集中至一個系統，使用汽車雷達測試變得簡單，而且測試速度更快。測試暗箱使用3段式設計，方便根據雷達產品規格和用戶需求，修改暗箱尺寸。該測試裝置可在一套系統上實現雷達發射機的性能測試、天線方向圖測試、距離測量與校準、角度測量與校準、目標仿真與識別等功能；該系統把所有測試數據統一整合至一個可擴展的數據結構中，方便後續數據分析和呈現。
附圖說明
圖1為本實用新型實施例的結構示意圖。
元件標號說明
1、測試暗箱；2、待測設備段；3、空間傳輸段；4、測試儀器段；5、旋轉雲臺；6、測試夾具；7、接收喇叭；8、發射喇叭；9、微波模組；10、射頻模組；11、運動模組；12、CAN模組；13、控制主機；14、儀器櫃；15、電氣櫃；16、測試臺架。
具體實施方式
以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術的人士可由本說明書所揭露的內容輕易地了解本實用新型的其他優點及功效。
請參閱圖1。須知，本說明書所附圖式所繪示的結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示的內容，以供熟悉此技術的人士了解與閱讀，並非用以限定本實用新型可實施的限定條件，故不具技術上的實質意義，任何結構的修飾、比例關係的改變或大小的調整，在不影響本實用新型所能產生的功效及所能達成的目的下，均應仍落在本實用新型所揭示的技術內容得能涵蓋的範圍內。同時，本說明書中所引用的如「上」、「下」、「左」、「右」、「中間」及「一」等的用語，亦僅為便於敘述的明了，而非用以限定本實用新型可實施的範圍，其相對關係的改變或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本實用新型可實施的範疇。
如圖1所示，本實用新型提供一種汽車雷達測試裝置，該系統主要用於76-82GHz汽車雷達的測試，該測試系統包括一測試暗箱1，測試暗箱1用於提供雷達測試所需的電磁環境。測試暗箱1由待測設備段2、空間傳輸段3和測試儀器段4拼接而成，待測設備段2、測試儀器段4分別位於空間傳輸段的兩端。採用這種結構，方便根據雷達產品規格和用戶需求對測試暗箱的尺寸進行修改。
在測試暗箱1的待測設備段2設有旋轉雲臺5，旋轉雲臺5上設能夠與有測試夾具6，測試夾具6用於固定待測雷達，旋轉雲臺5用於帶動待測雷達旋轉（但不僅限於旋轉），旋轉雲臺5、測試夾具6與運動模組11連接，運動模組11用於控制旋轉雲臺5、測試夾具6動作。運動模組11與控制主機13連接，這樣通過控制主機13就可控制待測雷達的動作和姿勢。
在測試暗箱1的測試儀器段4內設有接收喇叭7、發射喇叭8和微波模組9，接收喇叭7、發射喇叭8均與微波模組9連接，微波模組9與射頻模組10連接。接收喇叭7用於接收待測雷達發射的微波信號並將其傳送給微波模組9。發射喇叭8用於接收微波模組9發送的微波信號並將其向外發送。微波模組9用於將接收喇叭7接收到的微波信號轉換為射頻信號並傳送給射頻模組10或將接收到的射頻模組10發送的射頻信號轉換為微波信號發送給發射喇叭8。
射頻模組10與控制主機13連接，射頻模組10用於對接收到的微波模組9發送的射頻信號進行分析，或者接收控制主機13發送的信號轉換為相應的射頻信號發送給微波模組9。作為一種具體實施方式，射頻模組10採用FPGA技術和PXIe（PCI Express Extensions for Instruments總線技術）平臺技術，可實現多目標仿真，射頻模組內設有目標仿真模塊和頻率分析模塊，目標仿真模塊內的仿真信號包含速度信息，便於測試接收機的都卜勒效應。頻率分析模塊能夠實現測量頻率的一階和高階導數，可分析頻率牽引、天線失配、系統隨機噪聲及電源對發射機頻率的影響。
控制主機13為數字式測量終端，主要用於提供人機界面、數據存儲，人機界面可提供自動化測試模式和手動測試模式，可以人為勾選需要測試的內容。控制主機13用於接收射頻模組10發送的分析數據並進行存儲，控制主機將採集到的測試雷達的數據整合到一個能擴展的數據結構中，這樣方便後續數據的分析和呈現。所有的數據被整合記錄至同一個數據結構中，而並非獨立存在，所有的數據記錄包含時間戳信息，這樣方便數據的追蹤及後期的統計與分析。該汽車雷達測試裝置還包括一CAN模組12作為通信模組，通信模組用於實現控制主機13與待測雷達通信連接。在控制主機13內設有一晶振頻率採集存儲模塊，晶振頻率採集存儲模塊用於採集待測雷達晶振的頻率信號並進行存儲，射頻模組10可採集待測雷達的晶振頻率信號並通過晶振頻率採集存儲模塊進行長期數據記錄，這樣可為續測量信號分析提供分析依據。
為了滿足雷達測試對環境的苛刻要求，可將測試暗箱1設置在測試臺架16上，並在測試臺架16的底部設置隔震結構。同時可在測試臺架16上設置儀器櫃14和電氣櫃15，射頻模組10、運動模組11、CAN模組12及控制主機13設置在儀器櫃14內。電氣櫃15為整個系統提供電氣控制的行為。
該汽車雷達測試裝置把接收喇叭、發射喇叭、旋轉雲臺設置在一個測試暗箱內，在使用時接收喇叭、發射喇叭與旋轉雲臺上的雷達位置相對，這樣就可通過接收喇叭接收雷達發射的信號、通過發射喇叭向雷達發射信號，這樣就可對雷達進行測試。這樣就把雷達發射機的性能測試、雷達功能測試集中至一個系統，使用汽車雷達測試變得簡單，而且測試速度更快。
測試暗箱使用3段式設計，方便根據雷達產品規格和用戶需求，修改暗箱尺寸。射頻模組可實現運動目標仿真，仿真信號內包含速度信息，便於測試接收機的都卜勒效應。射頻模組可實現測量頻率的一階和高階導數，分析頻率牽引、天線失配、系統隨機噪聲及電源對發射機頻率的影響。該系統可在一套系統上實現雷達發射機的性能測試、天線方向圖測試、距離測量與校準、角度測量與校準、目標仿真與識別等功能；該系統把所有測試數據統一整合至一個可擴展的數據結構中，方便後續數據分析和呈現。該汽車雷達測試裝置包括系統結構、系統架構，硬體模組的選擇，以及數據整合和分析方法。同一系統既可以用於實驗室測試，也可以用於產線測試，實現平臺的統一。所以，本實用新型有效克服了現有技術中的種種缺點而具高度產業利用價值。
上述實施例僅例示性說明本實用新型的原理及其功效，而非用於限制本實用新型。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本實用新型的精神及範疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬技術領域中具有通常知識者在未脫離本實用新型所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本實用新型的權利要求所涵蓋。