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产业新闻
 
MVG亚太区技术总监谈汽车天线测试
录入时间:2021/9/1 11:47:51

近日,法国Microwave Vision Group(MVG)举办了一场线上媒体交流会。MVG亚太区技术总监Mathieu Mercier介绍了汽车天线测试的技术趋势和MVG的解决方案。

汽车天线发展趋势

概括来说,汽车天线经历了从一到多,从简单到复杂的演变。

早期的汽车天线只有调幅或调频广播天线。后来有2G、3G、4G无线通信天线以及GNSS天线。现在,车载天线比原来多了很多,外部多了雷达天线,在汽车内部还有Wi-Fi、蓝牙、NFC天线等。未来大概至少会有20根天线分布于汽车的各个地方。

早期的天线形式比较简单,从外观上一般可以看得到,如鲨鱼鳍天线等。但现在的汽车天线更多是进行了一些集成,从外观上很难看到,比如放在后视镜里的天线、雷达天线、后玻璃天线。这给测试造成了很大困难,因为看不到的情况下,没有办法对天线进行完整和准确的测试。

因为无法取出天线,所以在测试时要和整车一起进行测试。同样的模块,如形状发生变化或车的外形发生变化时,整个天线工作的性能也会发生一定变化,这就要求我们在做汽车天线测试时要和车体一起进行测试。

汽车天线测试方法

汽车天线测试有不同的方式,一种方式是用电缆连接汽车天线进行测试,这种方式叫做无源测试,它是一种很简单的方法,缺点在于它测的是天线本身,实际工作中汽车天线是和收发信机连接的,要得到完整的真实的测试结果就需要进行OTA测试,OTA测试是更强调真实天线工作状态的测试,会把天线和收发信机连接之后进行测试。

OTA天线测试分为近场测试和远场测试。远场测试把待测物体和馈源距离做得足够远,这样测试结果就是实际结果。近场测试不需要待测物体和馈源保持足够远的距离,能在一个小环境中完成测试,然后进行从近场到远场数据的转化,得到远场的结果。

远场测试需要找一个开阔的室外场地。另外,当做一些特定的测试比如GPS时,这个距离会更远。对于现在的汽车来讲,各种复杂天线在汽车上越来越多,这样简单的远场已经越来越难以完成测试任务了。

还有一种测量方法叫做紧缩场,它是一种非直接的远场测试。这种测试是点对点的,所以如果想要完成整个车的3D方向图测试的话,就需要对车辆进行旋转,但这是比较难的,所以它并适合汽车天线测试。

MVG的汽车天线测试解决方案

MVG现在主要做的是球面近场测试系统,它是用一个测试环(下图橙色部分)将汽车包裹,在汽车旋转时完成整个3D测试,测试完成之后,通过数据进行远近场之间的转换,来得到最后的测试结果。在测试结果基础上可以加载软件仿真,提供了测试系统的可扩展能力和灵活能力。它的占地面积小很多,也是比较现实可靠的一种测量方法。

近场测试有不同的形式:多探头测试系统(MVG汽车天线测试解决方案),测试环上会覆盖一系列的探头,从近到远,这些探头在测试时进行切换,完成天线测试,测试时车体可以进行旋转,每测一个角度旋转一次,直到转完。还有一种是单探头方式,在测试时摆臂会旋转,同时车体在底下旋转,完成近场测试。多探头测试系统的测试时间要比单探头测试系统快很多。可以想象如果车上有20根天线都要进行测试,用单探头摆臂近场测试就会非常耗时间,对于整个研发和测试机构都是很浪费时间的一件事情。而且多探头系统可移动机械部件比单探头要少,这样测试精度也可以得到足够保证。

MVG的汽车天线测试案例

下图是MVG完成的一套测试系统,主要包含了测试环(拱形部分)、测试转台(右图)、以及地上的吸波海绵等。这套系统有101个400MHz-6GHz和70~400MHz测试探头探头。环形结构加载探头之后频率覆盖范围为70MHz-6GHz,内径是6米,整个测试系统可以完成天线球面测试。

转台专门针对汽车测试进行了设计,可以前后移动和升降,汽车可以直接放置在转台上面进入暗室,不需要把吸波海绵从地上挪走,缩短了测试时间,也简化了测试步骤。

下图是MVG在德国伊尔梅瑙工业大学完成的测试系统,相对小一点,内部半径在4米左右,环测试频率分两部分,一个是低频部分,一个是中高频部分。

下图是MVG SG3000M,一个可移动的测试系统(参见用于全尺寸汽车天线测量的多探头测量系统),优势在于可以利用现有的暗室进行改造之后完成汽车天线测试。测试结束之后把环放下来,推出暗室,暗室又可以恢复其他用途。

MVG积极参与标准工作

目前有几种不同的天线测试标准:CTIA更多是在终端测量时会提到,目前对于汽车天线测试定义是把天线放在地面上进行测试,所以并不适合于整车测试。3GPP测试标准,更多讨论的是一些无线的协议技术,比如LTE、C-V2X等等,也并没有提及太多整车天线测试。目前MVG合作更多的是5GAA,更多是侧重于把车辆作为整体进行汽车天线测试,也是MVG公司现在更关注的一个测试标准。

MVG公司和5GAA有深度合作,2021年4月份已经发布了第一版的测量报告和测量技术,其中涵盖了无源测试、有源OTA测试,都由MVG公司做了一些提案。目前MVG公司已经做了一些实体汽车天线测试实验,这些测试结果向5GAA提交了测试报告,其中一个是在德国的伊尔梅瑙工业大学完成的。

可以访问www.mvg-world.com 了解更多。


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