CN211856880U - 雷达测试*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种雷达测试***，包括微波暗室、均设于所述微波暗室内的射频测试设备和第一机械手，所述射频测试设备与所述第一机械手电连接，所述第一机械手用于安装待测雷达并可带动所述待测雷达对准所述射频测试设备沿预设轨迹扫描，所述微波暗室设有供所述第一机械手伸出更换待测雷达的上料窗口。本实用新型提供的雷达测试***通过微波暗室模拟自由空间环境，能够实现全天候的雷达测试工作，不受环境因素干扰；其次，通过第一机械手携带待测雷达进行高精度的扫描测试，定位精度高，能够实现精准测试；并且由于微波暗室设有上料窗口，在进行批量测试时无需人员进出所述微波暗室内更换待测雷达，测试效率高。

Description

雷达测试***

技术领域

本实用新型涉及雷达测试技术领域，尤其涉及一种雷达测试***。

背景技术

目前，随着智能汽车技术的快速发展，在车身上设置的辅助雷达已经能够有效感知周围环境、探测障碍物位置、计算周边车辆的距离和速度，以及提醒驾驶员做出合理反应等，甚至可以辅助汽车完成自动驾驶。通过雷达可准确预测道路上很多的潜在危险并采取一定防御措施，从而有机会避免因驾驶员走神、疲劳以及技术不过关等原因造成的交通事故。

汽车辅助雷达的测试需要进行整机测试，属于有源天线测试领域，其待测指标包含雷达的天线方向图、等效发射功率、环境噪声以及等效灵敏度等，且测试需求还会伴随着不断改进的天线指标的标定而增加，包括更准确的增益、交叉极化以及第五代移动通信空口参数等特性需求。然而，无论是研发测试还是产线测试，目前针对于汽车辅助雷达领域的雷达测试***，国内外均还处于技术空白的阶段。

实用新型内容

本实用新型的目的旨在提供一种能够满足雷达的研发测试和生产测试需求的雷达测试***。

为了实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种雷达测试***，包括微波暗室、均设于所述微波暗室内的射频测试设备和第一机械手，所述射频测试设备与所述第一机械手电连接，所述第一机械手用于安装待测雷达并可带动所述待测雷达对准所述射频测试设备沿预设轨迹扫描，所述微波暗室设有供所述第一机械手伸出更换待测雷达的上料窗口。

优选地，所述第一机械手设有至少两个，其并排设于所述上料窗口前并可交替地从所述上料窗口更换待测雷达进行测试。

优选地，所述上料窗口设为可自动开合的第一屏蔽门。

优选地，所述射频测试设备包括第二机械手和均设于所述第二机械手上并可由所述第二机械手分别带动对准待测雷达的多个射频器件，以及均与多个所述射频器件电连接的射频分析仪器。

进一步地，所述射频器件包括一个标准增益喇叭天线和三个不同RCS 的角反射器。

优选地，所述雷达测试***还包括配置于所述第一机械手上并用于辅助所述第一机械手将待测雷达对准所述射频测试设备的激光校准装置。

优选地，所述第一机械手为六轴机器手。

优选地，所述微波暗室包括由金属材料制成的屏蔽室和贴装于所述屏蔽室内的吸波材料。

更优地，所述微波暗室还设有供人员进出的第二屏蔽门，所述吸波材料包括角锥型吸波材料和平板型吸波材料，所述平板型吸波材料铺设于所述屏蔽室的底部并形成将所述第二屏蔽门、第一机械手和射频测试设备连接起来的走道，所述角锥型吸波材料铺设于所述屏蔽室的侧壁、顶部及底部未被所述平板型吸波材料覆盖的位置上。

进一步地，所述雷达测试***还包括设于所述微波暗室外并与所述射频测试设备电连接的显控设备。

相比现有技术，本实用新型的方案具有以下优点：

1.本实用新型提供的雷达测试***通过微波暗室模拟自由空间环境，能够实现全天候的雷达测试工作，不受环境因素干扰；其次，通过第一机械手携带待测雷达进行高精度的扫描测试，定位精度高，能够实现精准测试；并且由于微波暗室设有上料窗口，在进行批量测试时无需人员进出所述微波暗室内更换待测雷达，测试效率高。

2.本实用新型提供的雷达测试***设有两个第一机械手，从而能够交替地从上料窗口更换待测雷达进行测试，可有效提高测试效率，降低雷达在研发测试和生产测试中的测试成本。

3.本实用新型提供的雷达测试***中，射频测试设备包括多个射频器件，且多个射频器件可由第二机械手进行切换，以根据实际测试需求灵活切换不同的测试类型，并且能保障雷达测试的稳定性，避免人为操作带来的测试误差。

4.本实用新型提供的雷达测试***中，第一机械手上配置有激光校准装置，由所述激光校准装置辅助将待测雷达对准射频器件，可进一步提高第一机械手的定位精度，以实现高精度测试。

5.本实用新型提供的雷达测试***采用六轴机械手作为雷达扫描测试的驱动件，其可在三维空间中灵活定位坐标位置和方位角指向，能够将待测雷达高精度地驱动至任意位置、任意角度，从而稳定地对待测雷达进行全方位的扫描测试，保证测试数据的准确性。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本实用新型实施例提供雷达测试***的立体图；

图2为图1所示的雷达测试***的内部结构示意图；

图3为图1所示的雷达测试***另一角度的内部结构示意图；

图4为图1所示的雷达测试***俯视角度的内部结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、零/部件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、零/部件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称零/部件被“连接”到另一零/部件时，它可以直接连接到其他零/部件，或者也可以存在中间零/部件。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。

图1至图4共同示出了本实用新型实施例提供的雷达测试***1000，该***适用于高精密微波、毫米波天线的辐射参数测量及标定，能够满足汽车辅助雷达整机的研发测试和生产测试需求，提供全天候的校准测试所需的静区环境，并可实现高精准且高效的雷达参数测试。

具体地，所述雷达测试***1000包括微波暗室1、第一机械手2和射频测试设备3，所述第一机械手2和射频测试设备3电连接且二者均设于所述微波暗室1内，所述第一机械手2用于安装待测雷达(图未示，下同)，所述待测雷达通过所述第一机械手2与所述射频测试设备3电连接形成信号链路，且所述待测雷达可被所述第一机械手2带动对准所述射频测试设备3沿预设轨迹扫描，例如带动所述待测雷达沿半球面的轨迹移动，从而通过所述射频测试设备3全面采集所述待测雷达的辐射数据，并通过所述射频测试设备3分析计算得出所述待测雷达的方向图和增益等性能参数，完成对所述待测雷达的性能测试。

优选地，所述微波暗室1在靠近所述第一机械手2位置的侧壁上开设有可自动开合的第一屏蔽门111，所述第一屏蔽门111作为所述第一机械手2的上料窗口，在必要时可自动打开供所述第一机械手2伸出所述微波暗室1外更换待测雷达。从而在进行批量测试工作时，无需人员进出所述微波暗室1内更换待测雷达，测试效率更高。

在本实施例中，由于无需进行大规模的雷达测试，为节省成本，对于待测雷达的更换操作可在所述第一机械手2伸出所述微波暗室1后由所述微波暗室1外部的操作人员手动完成拆卸和安装工序而实现。而在其他实施方式中，也可在所述微波暗室1外对应所述第一屏蔽门111的位置处设置上料机械手，通过所述上料机械手实现自动更换待测雷达，进一步提升雷达测试效率。其次，还可根据需求设置相应的输送流水线来传输多个待测雷达和已测雷达，实现全自动、智能化的雷达测试。

在图3和图4中示出，优选地，所述第一机械手2设有两个，其并排设于所述第一屏蔽门111前。所述雷达测试***1000通过两个第一机械手2交替地对待测雷达进行测试，在其中一个第一机械手2携带所述待测雷达进行测试作业时，另一第一机械手2可在所述第一屏蔽门111处完成待测雷达的更换操作，即两个所述第一机械手2可交替地从所述第一屏蔽门111更换待测雷达进行测试，进一步提高测试效率，降低雷达在研发测试和生产测试中的测试成本。

在其他实施方式中，还可设置更多的第一机械手2，其具体数量可根据所述微波暗室1的空间大小、所述射频测试设备3的性能和对雷达的测试数量需求等因素而调整。相应的，所述第一屏蔽门111的数量也可根据所述第一机械手2数量的增加而增加，并不局限于仅开设有一个。

优选地，所述第一机械手2为六轴机器手，其可在三维空间中灵活定位坐标位置和方位角指向，能够将所述待测雷达高精度地驱动至任意位置、任意角度，从而稳定地对待测雷达进行全方位的扫描测试，保证测试数据的准确性。

进一步地，所述第一机械手2的旋转关节内部为中空结构，其内各关节处加入滑环将自身的射频线缆连接成联轴旋转结构(或连通旋转体)，实现射频信号的对接传输，射频线缆在轴内可360度旋转，而不会发生扭曲、信号传输不稳定、线缆损伤老化等问题。

更优地，所述第一机械手2上配置有激光校准装置(图未示，下同)，所述第一机械手2可在所述激光校准装置的辅助下实现实时定位，从而可更加精准地将待测雷达对准所述射频测试设备3进行测试。具体地，所述激光校准装置由激光器、感光器和相应的计算电路构成。

所述射频测试设备3包括第二机械手31和设于所述第二机械手31上并可由所述第二机械手31带动对准待测雷达的射频器件32，以及与所述射频器件32电连接的射频测试仪器33。所述射频测试仪器33由网络分析仪或者同等的信号源与频谱分析仪设备，以及电缆组件和其他相关的射频配件组成完整的射频测试闭环。其中，电缆组件可采用高频电缆以覆盖71～86GHz的频率范围，适用性更广。

优选地，所述射频器件32设有多个，具体可包括一个标准增益喇叭天线和三个不同RCS的角反射器，多个射频器件32可由所述第二机械手 31分别带动对准所述待测雷达，以根据实际的测试需求灵活切换不同的测试类型，例如实现雷达天线测量、RCS测量等，并且能保障雷达测试的稳定性，避免人为操作带来的测试误差。在其他实施方式中，还可根据不同的测试需求配置其他射频器件32。

对于雷达的射频测试可包含以下类型：1)单程EIRP测试，采用DUT、接收喇叭、射频电缆、频谱分析仪等设备；2)双程目标测试，采用DUT、角反射器等设备；3)双程角分辨率测试，采用DUT、导轨、双角反射器等设备；4)目标模拟测试，采用雷达模拟器、射频电缆、发射喇叭、DUT 等设备；5)噪底测试，仅DUT参与测试，其他设备静默处理。

具体地，EIRP可反映雷达工作时发射的信号功率，测试中需要使用频谱分析仪等仪器完成，可采用远场或者紧缩场测试方法。其次，由于测试在无线环境进行测试，空间传播损耗较大，实际接收信号强度低，需要分析仪表配置外置的前置低噪声放大器或内置放大器选件。在实际雷达测试中，由于不同厂家雷达的实际发射信号的波形参数是不同的，在雷达的工作状态下，信号参数还会基于不同的工作场景或任务而变化，因此需要根据实际情况采用对应的频谱测试方法。

针对不同参数的测试，可分别采用以下方法：

(1)雷达发射正弦波信号的测试：可通过雷达上位机将待测雷达设置于正弦波发射工作状态，再使用微波信号分析仪的频谱工作模式对信号功率进行测试。

(2)雷达发射复杂调制信号的测试：可将待测雷达工作于复杂调制信号状态，再使用微波信号分析仪的矢量分析功能来对雷达发射信号进行接收，利用FFT(快速傅里叶变换)测试功能来测试复杂信号的功率参数。分析仪表的频率范围需要覆盖雷达输出最高频率，分析带宽需要大于雷达输出信号带宽。

(3)雷达发射峰值功率、输出信号功率平坦度的测试：可将待测雷达工作于复杂调制信号状态，使用微波信号分析仪的矢量分析功能来对雷达发射信号进行接收，利用功率时域(Time)测试功能来测试复杂信号的功率参数。分析仪表的频率范围需要覆盖雷达输出最高频率，分析带宽需要大于雷达输出信号带宽。

请结合图1和图4，所述微波暗室1包括由金属材料制成的屏蔽室11 和贴装于所述屏蔽室11内的吸波材料12，以尽可能地减小信号的反射，通过所述微波暗室1模拟自由空间环境，从而能够实现全天候的雷达测试工作，不受外界环境因素的干扰。其次，所述微波暗室1还能够有效防止外来电磁波的干扰，使其内部的测试作业不受外界电磁环境的影响，还能防止内部的测试信号向外辐射形成干扰源，避免污染周围电磁环境，保证各测试设备可正常工作。

优选地，所述屏蔽室11可采用2mm的镀锌钢板拼装完成，相互连接的两块镀锌钢板采用孔距为75mm的螺栓连接拼装，在各镀锌钢板之间可填充镀锌铜网以保证无电磁泄漏，且板缝与板缝之间错位相连，提升连接处的密封性。其次，由于所述镀锌钢板具备优异的屏蔽性能并具有较长的使用寿命，不仅确保了所述微波暗室1的性能，也使得所述微波暗室1具有更长的使用寿命，更加先进、可靠。

优选地，所述吸波材料12由泡沫材料制成，主要为角锥型吸波材料 121，使所述屏蔽室11内部的反射极小，可实现较好地模拟自由空间。经研究，当吸波材料12的厚度与信号入射波波长之比d/λ分别为0.25、1、 2.5、8时,其垂直入射的反射衰减对应为：-20dB、-30dB、-40dB、-50dB (材料实际的测试指标在5G以上则可达-45dB，在10G以上则可达-50dB)。因此，所述屏蔽室11对应所述第一机械手2与所述射频测试设备3后方的部分墙面作为静区性能影响最大的主反射区，可铺设500mm高的角锥型吸波材料121，以满足静区性能。在所述屏蔽室11的顶部和底部中间的菲涅尔区(收发天线之间，由电波的直线路径与折线路径的行程差为nλ /2的折点形成的、以收发天线位置为焦点，以直线路径为轴的椭球面)，以及相对所述第一机械手2与射频测试设备3连续的两侧的侧壁上均可采用500mm高的角锥型吸波材料121进行铺设，其余墙面位置可铺设200mm 高的角锥型吸波材料121，便可满足雷达的测试环境需求。

所述微波暗室1还设有供人员和测试设备进出的第二屏蔽门112。对应地，所述吸波材料12还包括平板型吸波材料122，所述平板型吸波材料122铺设于所述屏蔽室11的底部并形成将所述第二屏蔽门112、第一机械手2和射频测试设备3连接起来的走道，该走道宽度可设为500毫米，以便于人员和测试设备进出所述微波暗室1。

更优地，所述屏蔽室11内部的拐角处可采用所述平板型拐角材料与斜劈型吸波材料相结合的方式进行铺设。

为确保所述微波暗室1的安全性，所述微波暗室1内还设有照明装置、排风装置、烟雾报警装置、视频监控装置等辅助装置。

进一步地，所述雷达测试***1000还包括与所述第一机械手2电连接的伺服控制箱5，所述第一机械手2由所述伺服控制箱5驱动。

优选地，所述伺服控制箱5和所述射频测试仪器33均设于所述微波暗室1外，保证所述微波暗室1的内部环境无干扰，避免由于在所述微波暗室1内设置过多设备而对雷达测试数据的准确性造成影响。

进一步地，所述微波暗室1上还设有多个线缆接口113，所述伺服控制箱5可采用线缆通过所述线缆接口113与所述第一机械手2电连接，所述射频测试仪器33可采用线缆通过所述线缆接口113与所述射频器件32 电连接。

如图1所示，所述雷达测试***1000还包括与所述射频测试设备3 电连接并设于所述微波暗室1外的显控设备4，所述显控设备4用于操控各个装置及实时显示相关数据。具体地，所述显控设备4至少包括显示面板41和操控键盘42，以便测试人员操控***运行及实时观察测试数据、统计数据等。

以上所述仅是本实用新型的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种雷达测试***，其特征在于，包括微波暗室、均设于所述微波暗室内的射频测试设备和第一机械手，所述射频测试设备与所述第一机械手电连接，所述第一机械手用于安装待测雷达并可带动所述待测雷达对准所述射频测试设备沿预设轨迹扫描，所述微波暗室设有供所述第一机械手伸出更换待测雷达的上料窗口。

2.根据权利要求1所述的雷达测试***，其特征在于，所述第一机械手设有至少两个，其并排设于所述上料窗口前并可交替地从所述上料窗口更换待测雷达进行测试。

3.根据权利要求1所述的雷达测试***，其特征在于，所述上料窗口设为可自动开合的第一屏蔽门。

4.根据权利要求1所述的雷达测试***，其特征在于，所述射频测试设备包括第二机械手和均设于所述第二机械手上并可由所述第二机械手分别带动对准待测雷达的多个射频器件，以及均与多个所述射频器件电连接的射频分析仪器。

5.根据权利要求4所述的雷达测试***，其特征在于，所述射频器件包括一个标准增益喇叭天线和三个不同RCS的角反射器。

6.根据权利要求1所述的雷达测试***，其特征在于，还包括配置于所述第一机械手上并用于辅助所述第一机械手将待测雷达对准所述射频测试设备的激光校准装置。

7.根据权利要求1所述的雷达测试***，其特征在于，所述第一机械手为六轴机器手。

8.根据权利要求1所述的雷达测试***，其特征在于，所述微波暗室包括由金属材料制成的屏蔽室和贴装于所述屏蔽室内的吸波材料。

9.根据权利要求8所述的雷达测试***，其特征在于，所述微波暗室还设有供人员进出的第二屏蔽门，所述吸波材料包括角锥型吸波材料和平板型吸波材料，所述平板型吸波材料铺设于所述屏蔽室的底部并形成将所述第二屏蔽门、第一机械手和射频测试设备连接起来的走道，所述角锥型吸波材料铺设于所述屏蔽室的侧壁、顶部及底部未被所述平板型吸波材料覆盖的位置上。

10.根据权利要求1所述的雷达测试***，其特征在于，还包括设于所述微波暗室外并与所述射频测试设备电连接的显控设备。

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