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北京經(jīng)緯恒潤科技股份有限公司
  • 聚焦移動和固定業(yè)務(wù)毫米波雷達干擾等關(guān)鍵性問題,毫米波雷達無線電研究(內(nèi)江)外場試驗即將開展  
  • 發(fā)布時間:2020/5/13 10:00:38   修改時間:2021/5/19 11:33:32 瀏覽次數(shù):1459
  • 聚焦移動和固定業(yè)務(wù)毫米波雷達干擾等關(guān)鍵性問題,毫米波雷達無線電研究(內(nèi)江)外場試驗即將開展
  • 一、背景概述

            隨著ADAS產(chǎn)業(yè)和無人駕駛行業(yè)的快速發(fā)展,毫米波雷達作為智能汽車核心傳感器之一,在推動自動駕駛、主動安全和無人駕駛過程中發(fā)揮著不可或缺的作用,同時毫米波雷達也在農(nóng)業(yè)、安防、醫(yī)療等領(lǐng)域存在著廣泛用途,是物聯(lián)網(wǎng)時代重要的基礎(chǔ)器件。根據(jù)相關(guān)信息統(tǒng)計,未來僅僅智能汽車領(lǐng)域的毫米波雷達年出貨數(shù)量將達到2億臺/年,產(chǎn)值達數(shù)十億美元。為此,毫米波雷達成為世界發(fā)達國家、資本和產(chǎn)業(yè)高度關(guān)注的領(lǐng)域,紛紛投入巨資開展毫米波雷達的創(chuàng)新和應(yīng)用工作。 

            但是在毫米波雷達應(yīng)用過程中,大量的整車和零部件產(chǎn)商發(fā)現(xiàn)毫米波雷達在同頻、鄰頻工作時,存在著不同程度的干擾和串?dāng)_等電磁兼容性問題。部分研究試驗甚至發(fā)現(xiàn)在飽和使用的條件下,嚴(yán)重的干擾甚至導(dǎo)致毫米波雷達的功能性能嚴(yán)重衰減,無法有效感知外部環(huán)境,對車輛、行人安全造成嚴(yán)重影響,因此世界各國和相關(guān)國際技術(shù)組織高度關(guān)注毫米波雷達的干擾串?dāng)_問題,并采取各種積極手段以保證毫米波雷達的安全可靠使用。

            在歐洲,汽車?yán)走_傳感器的輸出功率由歐洲電子通訊委員會(ECC)指定,基于ECC(04)03 決議授權(quán)“頻段77 至81 GHz 至被指定用于汽車短程雷達”,歐洲郵電電信管理局(CEPT)指定了79 GHz 頻段用于不受干擾和保護的短程雷達(SRR)設(shè)備。而且,平均功率密度限定為-3 dBm / MHz EIRP,峰值功率密度限制為55 dBm EIRP,并且SRR 設(shè)備產(chǎn)生的車外平均功率密度不得超過 –9 dBm / MHz EIRP。所有在這些頻段中運行的汽車?yán)走_傳感器必須滿足這些標(biāo)準(zhǔn):ETSI 標(biāo)準(zhǔn)EN 301 091-1 和EN 301091-2 已經(jīng)對77GHz 雷達的測試條件、輻射功率和雜散等方面進行了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化,但沒有提及任何有關(guān)干擾抑制的內(nèi)容,79GHz 頻段制定的ETSI 標(biāo)準(zhǔn)EN 302 264-1 以及EN 302 264-2 的情況也是如此。

            針對上述情況,于2019年正式啟動的國家毫米波雷達無線電研究試驗項目在總體牽頭單位:車載信息服務(wù)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用聯(lián)盟(TIAA)的牽頭下,組織國家無線電監(jiān)測中心檢測中心(SRTC)、北京理工大學(xué)、電子科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、東南大學(xué)、經(jīng)緯恒潤等幾十家企事業(yè)單位先后完成理論研究、仿真試驗、試驗室測試、外場測試方案等工作,并計劃近期在國家新型工業(yè)化產(chǎn)業(yè)示范基地:四川省內(nèi)江市開展外場試驗,重點評估毫米波雷達同頻和鄰頻干擾串?dāng)_問題,并提出解決措施和建議供國家有關(guān)部門在頻段規(guī)劃和管理工作中參考。

            本次外場試驗主要包括動態(tài)和靜態(tài)抗干擾測試,測試將針對移動(車載和機載)和固定(交通流量監(jiān)控)業(yè)務(wù)雷達展開,根據(jù)所有參試企業(yè)前向雷達、后向角雷達在多種現(xiàn)實場景下的車車、車路以及和無人飛行器之間的干擾性測試數(shù)據(jù),實時記錄測試數(shù)據(jù)并分析,同時組織全體參試單位進一步地研究毫米波雷達干擾規(guī)避、電磁兼容的相關(guān)技術(shù)要求,為解決毫米波雷達間干擾問題提供技術(shù)建議和理論支撐。 

    二、經(jīng)緯恒潤車用毫米波雷達復(fù)雜電磁環(huán)境仿真系統(tǒng)解決方案

    系統(tǒng)概述
            車用毫米波雷達是駕駛輔助系統(tǒng)(ADAS)中的主要傳感器,已普遍應(yīng)用于主動式巡航控制(ACC)、盲點檢測(BSD)、和并線輔助(LCA)系統(tǒng)中。



            隨著車用毫米波雷達的量產(chǎn)裝車,以及ADAS系統(tǒng)的逐漸普及,雷達在實際應(yīng)用中將面對越來越復(fù)雜的電磁環(huán)境。在復(fù)雜電磁環(huán)境中,毫米波雷達能否正常工作,其功能和性能是否受到影響,以及ADAS系統(tǒng)的可靠性是否下降,這些復(fù)雜工況需要進行評估和驗證,以確保設(shè)備和系統(tǒng)運行的準(zhǔn)確性和可靠性。

    解決方案
            北京經(jīng)緯恒潤科技有限公司基于多年積累的射頻仿真經(jīng)驗,推出集成建設(shè)車用毫米波雷達復(fù)雜電磁環(huán)境仿真系統(tǒng)解決方案,該系統(tǒng)能夠在實驗暗室內(nèi)逼真地模擬實際道路復(fù)雜電磁環(huán)境,完成車用毫米波雷達系統(tǒng)的開環(huán)、閉環(huán)半實物仿真試驗,以及基于雷達系統(tǒng)的控制系統(tǒng)、射頻綜合以及數(shù)據(jù)融合等方面的仿真試驗。

      

            上圖為車用毫米波雷達復(fù)雜電磁環(huán)境仿真系統(tǒng)的系統(tǒng)組成,系統(tǒng)主要由陣面、輻射天線、饋電系統(tǒng)、仿真設(shè)備以及維護平臺等組成,用于實現(xiàn)目標(biāo)回波信號、干擾信號和環(huán)境信號等在指定空間角度的輻射模擬。

            車用毫米波雷達復(fù)雜電磁環(huán)境仿真系統(tǒng)具有高性價比、高逼真度的特點,除能夠代替完成大部分外場試驗外,還可以完成由于條件復(fù)雜而外場無法進行的特殊試驗,為雷達系統(tǒng)提供性能測試、技術(shù)驗證和成熟性評估的綜合試驗平臺。

            通過對車用毫米波雷達的應(yīng)用場景進行半實物仿真和模擬,系統(tǒng)可以檢驗和評估毫米波雷達在實際道路復(fù)雜電磁環(huán)境下的工作性能,驗證雷達的準(zhǔn)確性和可靠性,有利于加快ADAS系統(tǒng)的研制進度,降低研制成本,減少研制風(fēng)險以及提高研制水平。

            車用毫米波雷達復(fù)雜電磁環(huán)境仿真系統(tǒng)主要包括以下幾個部分:
        ?  道路目標(biāo)回波模擬
        ?  道路環(huán)境噪聲模擬
        ?  同頻雷達干擾模擬
        ?  蓄意壓制干擾模擬
        ?  蓄意欺騙干擾模擬


            系統(tǒng)主控與分析軟件主要由界面控制顯示以及模型分析軟件組成。軟件根據(jù)界面設(shè)置參數(shù)計算各個設(shè)備工作所需的相應(yīng)參數(shù),并將參數(shù)下發(fā)給各個設(shè)備單元。

      

            結(jié)合車輛動力學(xué)仿真模型,車用毫米波雷達復(fù)雜電磁環(huán)境仿真系統(tǒng)可在實驗室內(nèi)實現(xiàn)不同道路場景的模擬,仿真驗證毫米波雷達在道路測試時的各項指標(biāo)和性能;結(jié)合攝像頭和激光雷達的仿真模擬設(shè)備,可以進一步驗證整個ADAS系統(tǒng)的性能。

    ?  道路目標(biāo)回波模擬解決方案

      

            道路目標(biāo)回波模擬單元的主要功能是根據(jù)接收的雷達發(fā)射信號和待仿真的目標(biāo)信息(距離、方位、運動速度、以及大小等),模擬目標(biāo)回波信號。本單元主要由天線、波導(dǎo)、多級下變頻、功率調(diào)理、多級上變頻、功率調(diào)整、基帶回波信號處理等模塊組成。本單元還可以通過光纖網(wǎng)絡(luò)接入整車硬件在環(huán)(HIL)系統(tǒng),實時接收場景產(chǎn)生軟件生成的目標(biāo)參數(shù),進行目標(biāo)回波的實時仿真。

    ?  道路環(huán)境噪聲模擬解決方案

      

            道路環(huán)境噪聲模擬單元的主要功能是模擬實際道路上其他電子設(shè)備的輻射信號,如ETC設(shè)備,民用通信設(shè)備,道路監(jiān)測設(shè)備,其他車輛安裝的電子設(shè)備等,外部電子設(shè)備的電磁輻射會對雷達產(chǎn)品產(chǎn)生電磁干擾,從而影響雷達的工作性能。本單元主要通過模擬實際道路上常見的電磁信號,檢驗毫米波雷達在復(fù)雜電磁環(huán)境下的工作性能,以及對其他電子信號的電磁兼容能力。

    ?  同頻雷達干擾模擬解決方案

      

            同頻雷達干擾模擬單元的主要功能是仿真多部不同型號,不同品牌的毫米波雷達在同一區(qū)域內(nèi)工作時相互之間的影響和干擾。車用毫米波雷達主要工作在24-24.5G,76-81G兩個頻段內(nèi),隨著毫米波雷達的裝車量增大,將面臨在局部區(qū)域內(nèi)或某頻段內(nèi)的頻譜占用率過高的情況,如停車場,道路堵車等場景,這必然會導(dǎo)致雷達回波信噪比下降,檢測性能下降。本單元可以模擬工作在同一頻段,不同型號,不同廠商的雷達信號,可以定制模擬不同數(shù)量的雷達產(chǎn)品,對待測雷達的抗干擾性能進行定量評估,檢驗不同型號雷達在高頻譜占用率情況下的工作能力。

    ?  蓄意壓制干擾模擬解決方案


            蓄意壓制干擾模擬單元的主要功能是模擬毫米波雷達處于蓄意壓制干擾情況下的工作性能,當(dāng)外部電磁環(huán)境特別惡劣,雷達工作頻段被干擾設(shè)備大功率占據(jù)時,雷達的抗干擾能力尤其重要。本單元可以模擬雷達在遇到大功率信號壓制干擾時的工作性能,可以定量測試?yán)走_對干擾的抑制能力。上圖為某商用雷達在大功率信號干擾時,出現(xiàn)目標(biāo)檢測錯誤和虛假目標(biāo)大量出現(xiàn)的現(xiàn)象,雷達功能基本喪失。

    ?  蓄意欺騙干擾模擬解決方案


            蓄意欺騙干擾模擬單元的主要功能是模擬毫米波雷達在遭遇蓄意欺騙干擾時的抗干擾能力。上圖為某雷達遇到蓄意欺騙干擾前后的結(jié)果比較,當(dāng)雷達遭遇蓄意欺騙干擾時,雷達檢測結(jié)果與正常使用時并沒有區(qū)別,雷達難以意識到自身是否受到干擾,但通過對目標(biāo)的運行軌跡、幅度大小等綜合判斷,可以對欺騙干擾進行去除。

    應(yīng)用領(lǐng)域
            車用毫米波雷達復(fù)雜電磁環(huán)境仿真系統(tǒng)是經(jīng)緯恒潤憑借豐富的雷達射頻經(jīng)驗以及在汽車電子咨詢服務(wù)等方面的專業(yè)實力的綜合研發(fā)成果。目前,該系統(tǒng)可應(yīng)用檢驗車用毫米波雷達在真實復(fù)雜電磁環(huán)境下的ADAS系統(tǒng)仿真與測試等方面,為實現(xiàn)汽車安全駕駛和智能駕駛提供有力的技術(shù)支持。



    經(jīng)緯恒潤
    北京市海淀區(qū)知春路7號致真大廈D座6層
    郵箱:market_dept@hirain.com
    網(wǎng)址:www.hirain.com
  • 企業(yè)介紹
經(jīng)緯恒潤成立于2003年,股票代碼688326。專注于為汽車、無人運輸?shù)阮I(lǐng)域的客戶,提供電子產(chǎn)品、研發(fā)服務(wù)和高級別智能駕駛整體解決方案。公司總部位于北京,在天津、南通、馬來西亞建有研發(fā)中心和現(xiàn)代化工廠,形成了完善的研發(fā)、生產(chǎn)、營銷、服務(wù)…  更多>>
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