在過去數(shù)年中，汽車?yán)走_(dá)的應(yīng)用越來越廣泛。這些汽車?yán)走_(dá)大大擴(kuò)展了汽車的功能，而且這些雷達(dá)能夠探測周邊環(huán)境信息，從而使駕駛變得更加輕松、安全。汽車?yán)走_(dá)大多工作在60至90GHz頻帶內(nèi)，而這段頻率被稱之為E波段。

對(duì)于保險(xiǎn)杠制造商而言，如何測量生產(chǎn)材料的屬性及其對(duì)雷達(dá)發(fā)射信號(hào)的影響顯得尤為重要。雷達(dá)通常放置在保險(xiǎn)杠后面的某個(gè)位置，以垂直于保險(xiǎn)杠或特定角度放置。因此，保險(xiǎn)杠的厚度，材料屬性，油漆涂層，安裝角度等，都可能影響雷達(dá)信號(hào)的傳輸，因此這些參數(shù)都必須測量清楚。

在對(duì)保險(xiǎn)杠的材料屬性進(jìn)行測量之前，必須考慮幾個(gè)注意事項(xiàng)。首先，為了模擬影響雷達(dá)信號(hào)傳輸?shù)恼鎸?shí)環(huán)境，應(yīng)進(jìn)行空口(OTA)測試。其次，考慮到測量最終可能在產(chǎn)線上進(jìn)行，該測試系統(tǒng)應(yīng)盡可能易于配置和使用，同時(shí)堅(jiān)固耐用，能夠承受嚴(yán)苛的生產(chǎn)條件。

圖1. 汽車?yán)走_(dá)與保險(xiǎn)杠相對(duì)位置示意圖

矢網(wǎng)與測試設(shè)置

ShockLineTM系列MS46522B矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的E波段解決方案(選件82或83)非常適合此類測量。它的簡單性，穩(wěn)定性和頻率范圍使其成為此類測量的理想選擇。ShockLineTM系列的MS46522B矢網(wǎng) E波段解決方案由小型集成接收器模塊和主機(jī)組成。前端的模塊通過1或5米電纜固定在機(jī)箱上，從而使其成為緊湊的，隨時(shí)可用的E波段矢網(wǎng)。前端混頻模塊是WR-12波導(dǎo)接口，可方便地與典型的波導(dǎo)設(shè)備(例如在OTA測量常用的喇叭天線等)相連接。

圖2.  E波段Shockline系列矢網(wǎng)

ShockLineTM系列 MS46522B——E波段VNA也可以通過編程和腳本進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測量。同時(shí)具有TCP/IP接口，支持LabView、Matlab、Python等編程開發(fā)。

表征保險(xiǎn)杠材料屬性，僅需要進(jìn)行簡單的S參數(shù)(S11，S12，S21和S22)測量。有別于傳統(tǒng)的傳導(dǎo)測量，這里只需要搭配合適的天線進(jìn)行輻射測量即可。

圖3. E波段矢網(wǎng)測量保險(xiǎn)杠材料示意圖

至于天線，需要注意下列事宜。首先，必須滿足遠(yuǎn)場條件才能進(jìn)行相干測量。考慮到工作頻率范圍，這很容易實(shí)現(xiàn)(在75 GHz，與天線大約4 cm的距離即可滿足遠(yuǎn)場條件）。除頻率外，天線的方向性還應(yīng)足夠高，以避免在材料邊緣發(fā)生色散。WR-12波導(dǎo)接口的天線（例如喇叭天線或增益更高的電介質(zhì)天線）可用于此類應(yīng)用。

校準(zhǔn)測量

與矢網(wǎng)的常規(guī)測量一樣，都必須對(duì)矢網(wǎng)進(jìn)行校準(zhǔn)，才能獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。這些OTA測量所使用的校準(zhǔn)方法是LRM (Line-Reflect-Match)法，我們將使用反射平面進(jìn)行反射校準(zhǔn)，一條用于傳輸校準(zhǔn)的線，以及匹配負(fù)載。為了簡化校準(zhǔn)流程，提高校準(zhǔn)準(zhǔn)確性和可重復(fù)性，校準(zhǔn)件將在端口間由一塊簡單的金屬板組成，垂直放置時(shí)形成反射，旋轉(zhuǎn)成45度時(shí)進(jìn)行匹配校準(zhǔn)。

圖4. LRM校準(zhǔn)示意圖

測量

校準(zhǔn)后，就可以測量S參數(shù)了。如圖5所示，將樣本材料放置于兩個(gè)天線端口中間位置，即可進(jìn)行S參數(shù)的幅度以及相位測量了。

圖5. 測量設(shè)置示意圖

S參數(shù)結(jié)果即可反映保險(xiǎn)杠材料對(duì)于雷達(dá)信號(hào)的反射率以及雷達(dá)信號(hào)的衰減程度(圖6)。若添加了時(shí)域門選件，可以去除外部反射影響，從而獲得更精確的結(jié)果。

圖6. 汽車?yán)走_(dá)能量傳輸測量結(jié)果

總結(jié)

ShockLineTM 系列MS46522B E波段矢網(wǎng)是一種經(jīng)濟(jì)有效的解決方案，通過兩個(gè)獨(dú)特的混頻器模塊配置(選件82和83)，將矢網(wǎng)頻率進(jìn)一步擴(kuò)展到了E頻段(55至92GHz），而不像競品需要進(jìn)行額外的設(shè)置，ShockLineTM 系列MS46522B E波段VNA是開箱即用。選件82配有1米延長線，選件83配有5米延長電纜，將E波段混頻模塊/測量模塊連接到主機(jī)機(jī)箱上。每個(gè)測量模塊都有一個(gè)WR-12波導(dǎo)接口，可非常方便地連接大多數(shù)E波段待測件。1米長線纜的E波段VNA旨在用于E波段設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)測試，而5米選件則針對(duì)天線和類似待測件進(jìn)行OTA空口測試。

配合WR-12電介質(zhì)天線的ShockLineTM系列MS46522B E波段矢網(wǎng)是測量汽車產(chǎn)業(yè)塑料和油漆涂料等材料性能的理想選擇。其簡單的設(shè)置，堅(jiān)固的設(shè)計(jì)和先進(jìn)的結(jié)構(gòu)有助于降低E波段產(chǎn)品的測試成本，并加快產(chǎn)品上市速度。

遠(yuǎn)程控制儀器具有更大的靈活性，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測量，以減少設(shè)置錯(cuò)誤并簡化測試。具有選件82或83的ShockLineTM系列MS46522B矢網(wǎng)為汽車工業(yè)提供了最佳的解決方案，可以用于測量隱藏或保護(hù)雷達(dá)的各種材料屬性，并研究它們?nèi)绾斡绊懤走_(dá)信號(hào)的傳輸。