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MVG:赋能汽车天线测试,推动车联万物

来源:荣格-《国际汽车设计及制造》     发布时间:2021-11-02
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汽车工业经历百年的变革,正走向创新的洪流中,车载天线也经历了从简单到复杂的演进过程。早期的汽车天线只有AM或FM等在汽车尾部竖起的天线;后来随着连接2G、3G、GNSS信号的天线出现,大部分天线形状似鲨鱼鳍安装在车顶上,都是可视的状态。


随着下一代高级驾驶辅助系统的出现和车载信息娱乐设备的日益普及,车辆正在使用大量的无线技术来实现V2X(vehicle to everything,车联万物),车载天线比原来更多、更复杂。除了传统的天线之外,还有雷达测试天线、WiFi、蓝牙、NFC等至少20根天线集成在汽车的各个地方,并且在外观上很难看到,这就给测试带来了很大的挑战。


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随着5G技术发展,基于蜂窝的车辆到万物(C-V2X)将成为汽车行业的游戏规则改变者。为了满足关键任务通信的C-V2X高带宽和低延迟要求,天线性能对于汽车制造商至关重要。从组件评估到全面的OTA评估,对设计天线进行准确,完整的测试,可以根据其支持环境对所有集成天线进行调整和精确对准。


总部在法国的天线测试企业MVG公司凭借专利技术,在过去的25年里一直保持增长态势。MVG在汽车天线测试领域有哪些优势?其还有哪些经验分享?对于未来行业的发展,MVG又有哪些看法并且付诸了什么样的行动?让我们来听一听MVG亚太区技术总监Mathieu Mercier先生的见解。

针对汽车天线测试的特点


天线测试分为直接测试即远场测试和近场测试。远场测试需要把待测物体和馈源距离做得足够远,这样测试结果就是实际得到的结果;而近场测试不需要待测物体和馈源保持足够远的距离,在一个小环境中就可以完成,然后进行从近场到远场的数据转化,可以同时得到近场和远场的测试结果。


Mathieu Mercier告诉我们,MVG现在主要做球面近场的测试系统,用一个测试环将汽车包裹并在旋转时完成整个3D面上的测试,测试完成之后通过数据进行远近场之间的转换以得到最后的测试结果。相比传统远场测试,其不需要开阔的场地,在室内就可以完成,测试结果也非常可靠。


近场测试又分为多探头和单探头的测试系统:多探头测试系统测试环上会覆盖一系列的探头,从近到远,测试时车体旋转,每旋转一个角度测试一次直至每个角度都覆盖到;单探头方式在测试时摆臂进行旋转,同时车体在底下进行旋转以完成近场测试。“我们认为近场测试是更适合测试汽车天线的。”Mathieu Mercier说道,“多探头测试系统可以极大地缩减测试时间,而且多探头可移动的机械部件比单探头要少,这样测试精度也可以得到足够保证。”


此外,在汽车测试的时候还需要考虑的一个关键因素就是地面情况。例如在金属地面,汽车开进去就可以进行测试,但是其得到的结果只是单一的金属面的测量结果。如果采用吸波海绵方式处理地面,整个车体被架在空中形成一个自由空间,可以借助测试数据再加载不同地面模型进行仿真,得到同一辆汽车同一种天线在不同路面上所形成的测试效果,为测试系统提供了可扩展能力和灵活性。

应对测试标准的变化


谈到天线测试技术,测试标准是一个绕不开的话题。目前相关的测试标准有:在终端测量时用到的CTIA标准,需要把天线放到地面上进行测试;3GPP测试标准更多地涉及无线协议技术,例如LTE、C-V2X等;MVG更多地侧重于把车体作为整体进行汽车天线测试,因此更关注5GAA这一测试标准的发展。


据悉,MVG公司和5GAA有深度合作,在2021年4月份已经发布了第一版测量报告和测量技术,其中涵盖了无源测试、有源OTA测试。目前,MVG公司做的实体汽车天线测试实验结果已在5GAA上提交了测试报告,其中一个实验是在德国的伊尔梅瑙工业大学完成的。“测试时用的是MVG公司的天线测试系统SG3000F,测试的天线是集成在车顶和车顶后部这两个地方的,无源和有源OTA都进行了测试。” Mathieu Mercier告诉我们。
谈及汽车天线测试的难点,Mathieu Mercier表示主要在两个方面,一个是天线在不同位置的性能不同,需要确定天线的位置布局。另一方面,随着通信协议的不断增加,天线测试需求是变化的,MVG需要随时准备应对变化。


“目前天线测试的主流还是无源测试,例如雷达天线等,但我认为未来整车OTA测试会发展,复杂环境的MIMO测试会成为未来天线测试领域新的增长点。MVG公司在这部分也已经开始提前布局,包括OTA测试的对比,对MIMO测试系统进行升级。”对于未来天线领域测试的增长点,Mathieu Mercier如是判断。

结语


MVG在全球有五大基地,主要分布在中东、欧洲及美国,在中国深圳也开设分公司,进行本土化的服务。MVG看到了汽车测试领域的机会,针对汽车测试推出相应的产品和方案。“MVG公司对于中国市场未来的预期和举措并不局限在某一个无线通信的领域,包括基站、手机、汽车等等所有与无线相关的领域我们都会参与其中,并贡献自己的力量。”采访尾声,Mathieu Mercier展望道。



来源:荣格-《国际汽车设计及制造》


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