毫米波雷达目标模拟器模拟雷达目标的测试研究-绵羊汽车生活记录

小序：先容雷达方向模仿器的道理,对毫米波雷达正在雷达方向模仿器上的静态、动态方向识别才能举办测试,认识雷达方向模仿器存正在的亏损,为雷达方向模仿器的使用供应参考。

跟着汽车对主动平和本能的需求连接扩张, 驾驶辅助体例的使用越来越通俗。榜样的驾驶辅助体例如自符合巡航、重要制动、变道辅助等 , 重要凭借毫米波雷达举动境遇感知传感器。现阶段驾驶辅助体例的平和本能测试重要凭借场所测试+高里程道试。

场所测试运用软体假车、假人、后台车等组成榜样的测试场景, 场所测试的工况不足丰饶, 且存正在测试反复性差、可控性差、矫捷性差和本钱较高的过失;高里程的道道测试能有用触发体例成效的场景概率很低,于是测试本钱高况且测试功效分外低。

采用软件正在环、硬件正在环仿真测试手腕, 将海量基数的测试场景通过软件和硬件加快测试的格式, 不妨大大抬高测试功效、下降测试本钱, 不妨为高级别驾驶辅助体例的感知、决定算法的急迅迭代供应技艺支持。

毫米波雷达举动驾驶辅助体例厉重的传感器,正在硬件正在环仿真测试计划中重要采用雷达方向模仿器模仿雷达方向,而模仿中失实方向的显示直接影响硬件正在环仿真测试结果。

因而,雷达正在雷达方向模仿器中的测试对考虑雷达硬件正在环仿真测试表面具有厉重事理。本文拟正在这方面发展测试考虑, 为驾驶辅助体例硬件正在环仿真测试伎俩供应参考。

雷达方向模仿器是毫米波雷达的射频信号正在环仿真体例的要害部件,通过射频天线吸收端吸收雷达信号后,采用间隔-傅里叶变换、速率-傅里叶变换算法对该电磁波信号举办时域、频域认识, 解析雷达波信号特性。

再依照场景软件中雷达模子转达的被模仿方向速率、间隔、雷达散射截面 RCS( Radar Cross Section) 值音信,运用射频信号技艺对雷达方向模仿器吸收到的雷达波举办回波延时、众普勒频移、信号增益与衰减三项操作, 告终雷达目标信号的速率、间隔、RCS 值的模仿。

雷达方向模仿注重要由信号发射与继承前端、信号调制模块和吸波暗箱构成 , 构成构造如图 1 所示。信号发射与继承前端和雷达暗箱内的构造容易酿成失实方向。失实方向不是雷达方向模仿器模仿的方向,丰饶的工程体味和安排创制工艺才智避免失实方向显示。

认识毗连两束正弦波调制的雷达波信号, 若物体维持静止,对搜集的时域信号举办傅里叶变换后, 则会正在其肖似的频率 f名望显示峰值。

雷达方向模仿器模仿间隔 d 的物体估量为式(1) , 雷达方向模仿器吸收到雷达的电磁波信号后,通过延时发送模仿的物体雷达反射信号,通过发射和吸收的岁月差估量模仿间隔 d rts 。

若模仿方向速率为 v,则毗连两次信号解析的结果存正在相位差, 纠合两束波发射岁月间隔 T c ,雷达方向模仿器用式(2) 可能通过信号的相位差估量模仿方向速率 v

雷达散射截面 RCS 是指雷达入射倾向上单元立体角内返回散射功率与目标截面积的功率密度之比,表征了目标正在雷达波照耀下所形成回波强度的一种物理量。RCS 值的界说为:

式中:E s 是照耀到方向处的入射波的电场强度; E i 是雷达所正在处的散射波的电场强度; R 0 为雷达与方向之间的间隔。

雷达方向模仿注重要对信号参数 G rts 举办增益、衰减,通过调动回波信号功率密度 P r , 从而到达模仿分别雷达反射强度方向的 RCS 值。雷达方向模仿器对雷达回波信号的模仿方程如下:

为雷达波长; R 1 为被测雷达与雷达方向模仿器信号收发射频器的间隔; P t 为雷达的发射功率; G t为雷达发射天线增益;G r 为雷达吸收天线增益; G rts 为雷达方向模仿器对回波信号的功率增益参数。

雷达方向模仿器的重要技艺目标有: 管事频段76 ~81 GHz;瞬时带宽逸1 G;模仿 RCS 值规模-20 ~30 dBsm;模仿间隔规模 1. 75 ~ 300 m;间隔模仿精度

0.2 m;间隔分辩率 10 ~ 50 cm; 模仿速率规模 0 ~300 km/h ;模仿速率精度

雷达方向模仿器的间隔分辩率与模仿方向间隔相闭,模仿方向间隔 2 ~ 3. 5 m 的分辩率为 50 cm,3.5 ~30 m 的分辩率为 25 cm, 30 m 以上的分辩率为 10cm。被测毫米波雷达为 77 GHz 的外资品牌雷达, 最大探测间隔 d radar 为 0. 2 ~ 250 m, 正火线方向间隔精度

测试时雷达目标模仿器的形式永诀为静态单方向测试和动态方向转移测试。静态单方向测试指雷达方向模仿器模仿的方向 RCS 值、速率 v、间隔 d 通过单点手动装备,而动态方向转移测试指雷达方向模仿器模仿方向的 RCS 值自动增益赔偿、速率预先设定、间隔依照速率和岁月估量。

1) 雷达方向模仿间隔 d-雷达目标 RCS 模仿值测试。将雷达方向模仿器的速率 v 值筑树为 0 km/h,通过调解雷达方向模仿器的模仿间隔 d 和方向 RCS值举办雷达近间隔方向识别本能测试。

测试结果如图 3 所示。雷达能检测到方向的最小间隔为 2. 5 m,此时对应的模仿器模仿方向的 RCS 值为 3 dBsm; 正在70 m 时的方向模仿,最小的方向 RCS 值为-14 dBsm。

2) 雷达方向模仿间隔 d-雷达方向模仿速率 v 测试。正在雷达方向模仿器上开始将雷达目标模仿速率v 值筑树为 0 km/h、模仿间隔筑树为近来间隔 2. 5 m、模仿方向 RCS 值筑树为 30 dBsm,随后逐步增大模仿速率筑树值,直至雷达无法识别雷达目标模仿器模仿的方向为止, 测试结果如图 4 所示。

模仿间隔 2. 5 m时能识别到的模仿方向最大转移速率 v 为22.3 km/h,100 m 时能识别到的模仿目标最大转移速率 v 为32. 4 km/h, 250 m 时能识别到的模仿方向最大转移速率 v 为 54.2 km/h,间隔越远可识别速率越高。