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雷达通信电子战：雷达回波模拟器在汽车雷达测试中的应用( 二 )


然而 ， 数字解决方案中的一个关键参数是相关信号处理引起的延迟 。 将雷达波形从模拟域转换到数字域需要至少几个数字时钟周期 。 由于雷达信号以光速传播 ， 每纳秒的延迟将对应大约15厘米的距离 ， 这是无法补偿的 。 虽然模拟雷达回波发生器用于验证测试和生产线 ， 但数字发生器更多地用于研发 ， 有可能测试更复杂的雷达场景 。
单雷达回波发生器可用于验证目标简单径向运动的跟踪算法 。 例如 ， 在许多自动巡航控制（ACC）方案中都会出现这种情况 。 为了测试诸如变道辅助等功能 ， 必须改变目标方位角 ， 因此需要通过模拟器前端模拟到达角 。 未来的测试方法
由于高度自动化驾驶带来的巨大需求 ， 汽车雷达的开发周期正在缩短 。 雷达性能、功能和应用都在不断提高 。 随着应用程序数量的增加 ， 应用程序和雷达传感器必须进行最终测试的场景也相应增加 。
雷达通信电子战：雷达回波模拟器在汽车雷达测试中的应用
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在一个功能被确认之前 ， 需要行驶一百万公里的测试里程 。 考虑到每年都有新的传感器和新车 ， 要跟上驾驶测试是不可能的 。 此外 ， 使用“旧传感器”数据训练的决策网络可能不再有效 ， 因为训练数据和分类算法依赖于传感器本身 。
这意味着 ， 一个新的传感器需要一个新的训练和测试数据集 ， 这就意味着另一个百万公里测试 。 由于未来生产的汽车将是高度自动化和完全自主的 ， 我们需要找到方法来减少驾驶测试所需的公里数 。 对于旧车 ， 车辆在环路（VeHIL）试验台是可用的 。 但对于依赖雷达传感器信息所生产的新型汽车 ， 这些试验台必须用额外的试验设备进行更新 。
在许多情况下 ， 试验台上的汽车在雷达被控制之前甚至不会加速 。 雷达回波发生器和通过电子控制单元（ECU）接口模拟雷达传感器回波是一个很好的起点 。 虽然雷达传感器的软件仿真可以很全面 ， 满足很多需求 ， 但并不能真正复制雷达的真实行为 。
雷达回波模拟器测试雷达 ， 模拟距离、多普勒和方位角 。 然而 ， 目前雷达回波产生器无法对传感器在正常环境中检测到的许多方位角和仰角产生真实的场景 。 这是因为雷达回波发生器的发射和接收天线数量有限 ， 因此无法模拟被测雷达传感器角度方向的变化 。 如前所述 ， 这足以进行简单的功能测试或性能测试 ， 如精度、检测阈值或分辨率 ， 但绝对不适用于高级驾驶员辅助系统和自动车辆的功能测试 。
雷达回波模拟器可能需要数百个接收器和发射器来捕获、操作和重新传输与典型雷达回波信号一样真实的回波信号 。 除了角度限制 ， 现在的雷达回波模拟器也不能模拟分布式目标 。
行人并不是一个倒影 。 它们有多个反射点 ， 躯干、腿和手臂有不同的速度 。 车辆不仅仅表现为一个单散射点 ， 而是在距离和方位上都有分布的散射点 ， 主要由一个多普勒分量组成 。 在从场景和功能角度测试跟踪、分类和决策过程生成所需的真实雷达回波信号时 ， 必须考虑所有这些要求 。
下图显示了一个概念 ， 其中雷达回波发生器由一个天线阵列安装在屏幕后面 。 屏幕显示支持驾驶员辅助系统的摄像头传感器的驾驶场景 ， 例如高速公路场景 。
雷达通信电子战：雷达回波模拟器在汽车雷达测试中的应用
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一个完全电子控制的天线阵列 ， 有数千个发射端和一个数字处理后端 ， 可以用来模拟复杂目标及其机动的雷达传感器 。 传感器位于测量系统前 ， 测量系统接收雷达发射信号 ， 实时控制距离、多普勒、雷达散射截面（RCS） ， 并将回波信号传送到天线阵列内的特定天线 ， 从而得到被测雷达的方位角和仰角 。
这种模块化方法的优点在于 ， 回波信号的反射将与现实生活中一样 。 在这个频率范围内 ， 存在大型天线阵列 ， 并且可以用于雷达测试 ， 但目前还没有商业雷达回波生成解决方案 ， 可以从这样的天线阵列生成复杂的点云目标 。


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