多年以來，雷達(dá)在汽車行業(yè)中一直發(fā)揮著重要作用，尤其在安全性（緊急自動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)、盲點(diǎn)探測和后部碰撞保護(hù)）和便利性（自適應(yīng)巡航控制、停車-起步和停車輔助）方面。在無人駕駛系統(tǒng)中，雷達(dá)的作用變得更為重要。

為了在重要功能中可靠地完成任務(wù)，汽車?yán)走_(dá)測試面臨的壓力越來越大。為了表征更高的頻率（77GHz和79GHz）、更寬的帶寬（2GHz、4GHz及其以上帶寬）、多天線以及其它汽車?yán)走_(dá)技術(shù)，例如微多普勒等，工程師需要更復(fù)雜的設(shè)計(jì)和測試解決方案。更高性能的測量設(shè)備，例如更佳的顯示平均噪聲電平（DANL）、更高的動(dòng)態(tài)范圍、100GHz以上頻率、4GHz及以上帶寬的信號分析，正在幫助汽車?yán)走_(dá)開發(fā)人員實(shí)現(xiàn)他們的測試目標(biāo)。不過，未來的先進(jìn)汽車?yán)走_(dá)測試需要綜合性的仿真和測量解決方案，其中包括功能強(qiáng)大的仿真軟件和高性能測試設(shè)備，以便應(yīng)對更復(fù)雜的測試挑戰(zhàn)。

綜合性的仿真和測量解決方案

隨著對汽車?yán)走_(dá)更高目標(biāo)距離分辨率和更小、更輕的傳感器的持續(xù)需求，相應(yīng)的汽車?yán)走_(dá)的頻率要更高、帶寬要更寬。為了驗(yàn)證這些高頻、寬帶寬的汽車?yán)走_(dá)信號，多家測試與測量公司已經(jīng)推出了高性能的信號分析和生成解決方案，例如Keysight N9041B UXA信號分析儀。

除了需要高性能測量設(shè)備提供寬帶寬毫米波信號表征功能之外，先進(jìn)的汽車?yán)走_(dá)測試還需要更完整的仿真和測量綜合解決方案，以便加快開發(fā)速度，實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)的開發(fā)。例如，先進(jìn)汽車?yán)走_(dá)仿真軟件（如Keysight W1908 SystemVue汽車?yán)走_(dá)模型庫）可以提供多散射目標(biāo)參數(shù)化仿真模型，從而實(shí)現(xiàn)并顯示目標(biāo)的微多普勒效應(yīng)。

汽車?yán)走_(dá)是無人駕駛系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵部件——通過探測車輛周圍的交通要素，它應(yīng)該能夠在交通繁忙的復(fù)雜場景中，辨別城市環(huán)境中的要素與環(huán)境周圍的其它要素，包括眾多行人。采用微多普勒技術(shù)的汽車?yán)走_(dá)能夠分辨行人和行駛中的車輛，因?yàn)楫?dāng)行人步行或奔跑時(shí)，他們的手臂、肘部、手、膝蓋、腳趾和身體的其它部位會自然地活動(dòng)，因而與他們的軀干產(chǎn)生不同的微多普勒位移。先進(jìn)汽車?yán)走_(dá)的開發(fā)人員需要仿真和測試微多普勒效應(yīng)，以便驗(yàn)證他們的雷達(dá)能否探測出緩慢移動(dòng)的行人。考慮到汽車?yán)走_(dá)測試涉及大量復(fù)雜的測試場景，微多普勒目標(biāo)模型仿真與測試對人們的生活有著非常重要的影響。

圖5中顯示了一個(gè)行人步行的場景。新的軟件解決方案能夠針對不同的場景，例如步行或奔跑的行人、行駛中的汽車，或者是特殊場景的自定義軌跡，在頻譜中顯示出不同的信號反射，例如微多普勒特征。該軟件功能可以為行人步行場景提供超過10個(gè)散射場景，以便利用汽車?yán)走_(dá)完整地建立微多普勒效應(yīng)模型。

圖5：利用SystemVue汽車?yán)走_(dá)模型庫中的微多普勒效應(yīng)顯示獲得的行人軌跡示例。
當(dāng)完成仿真后，開發(fā)人員可以使用測試設(shè)備生成類似的波形和場景。例如用任意波形發(fā)生器（AWG）直接生成模型仿真信號，或者利用測試設(shè)備捕獲處理后的信號，從而加快從仿真到原型設(shè)計(jì)的產(chǎn)品開發(fā)周期。隨著汽車?yán)走_(dá)采用的技術(shù)日益復(fù)雜，這個(gè)協(xié)作式仿真軟件和測量設(shè)備解決方案將能夠解決未來很多雷達(dá)中的先進(jìn)問題，譬如微多普勒技術(shù)。

為何選擇任意波形發(fā)生器？

隨著更寬帶寬測試對于未來先進(jìn)汽車?yán)走_(dá)的重要性與日俱增，現(xiàn)在，任意波形發(fā)生器在測試過程中發(fā)揮著多重作用。它們能夠生成極寬的調(diào)制帶寬，例如從直流到32GHz，使工程師們能夠辨別緊密相鄰的目標(biāo)。由于任意波形發(fā)生器生成的是數(shù)字波形，因此它們能夠同時(shí)生成不同頻率的多個(gè)信號（圖6）。這樣，便能真實(shí)仿真有多個(gè)發(fā)射機(jī)同時(shí)發(fā)射信號的雷達(dá)場景。另外，任意波形發(fā)生器通常會提供多個(gè)同步通道，工程師能夠用其測量多通道雷達(dá)接收機(jī)并進(jìn)行仿真，例如特定的入射角（AOA）。使用直接從DAC發(fā)出的射頻信號，脈沖間和通道間的相位是100%可重復(fù)的，這對于保持重復(fù)的測試結(jié)果非常重要。使用任意波形發(fā)生器的另一優(yōu)勢是其具有靈活的調(diào)制制式——因此適合用于開發(fā)干擾能力更強(qiáng)的雷達(dá)調(diào)制信號。此外，任意波形發(fā)生器能夠生成可以從仿真軟件工具（如SystemVue）直接下載的仿真信號。

圖6：1GHz（a）和4GHz（b）帶寬雷達(dá)測試結(jié)果比較——帶寬較寬的測試可以驗(yàn)證兩個(gè)獨(dú)立的、緊密相鄰的信號。
未來的汽車?yán)走_(dá)測試既需要軟件仿真，也需要高性能的測量設(shè)備，以便提高雷達(dá)的性能和精度，縮短開發(fā)時(shí)間，降低開發(fā)成本。目前市場上的高級軟件可以幫助工程師基于基本的汽車?yán)走_(dá)場景，利用各種示范的工作區(qū)創(chuàng)建自己的仿真：例如微多普勒、多目標(biāo)探測、天線三維掃描、混亂地面（瀝青、水泥或泥土）的雷達(dá)場景仿真、行人、多散射目標(biāo)、方向角（DOA）計(jì)算及相位比較、雨天傳播損耗和MIMO雷達(dá)。