汽車毫米波雷達收發系統主要包括發射機測試、接收機性能測試、以及抗干擾性能測試，發射機需要信號分析設備評估雷達發射信號的性能指標。接收機需要信號源模擬回波，從FMCW信號，到復雜的多目標模擬以及干擾信號生成，甚至多個背景發射機或者存在多種干擾場景下的更加復雜的信號，利用這些復雜信號來驗證接收機的性能。泰克提供的汽車毫米波雷達測試與測量解決方案，能夠生成、測量和分析毫米波雷達信號，確保傳感器無故障運行，保證安全駕駛。

圖1 汽車毫米波雷達信號測試原理圖

泰克超寬帶汽車毫米波雷達信號測試方案包括雷達信號產生、雷達信號分析和抗干擾測試，測試系統包括高性能任意波形發生器AWG70000B系列、內置本振的上變頻器、內置本振的下變頻器、高性能示波器MSO64或DPO70000CDXSX系列、實時頻譜分析儀、以及相關軟件。AWG70000B系列任意波形發生器產生FMCW雷達中頻信號，通過上變頻器到76GHz至81GHz毫米波雷達信號，接收到的毫米波雷達信號通過下變頻器變到中頻，然后利用高性能示波器MSO64或DPO70000CDXSX系列采集雷達中頻信號，最后利用FMCW雷達信號分析軟件分析寬帶雷達信號，對于射頻性能指標可以利用實時頻譜分析儀RSA5126B進行驗證和測試。并且AWG70000B可以與高性能示波器實現整個系統的閉環幅度與相位校準和波形預失真，AWG還可以對高性能示波器采集的波形數據進行回放。

圖2 泰克汽車毫米波雷達信號測試框圖

圖2為泰克超寬帶毫米波雷達信號生成和采集分析處理閉環測試系統框圖。SourceXpress軟件生成FMCW雷達信號，任意波形發生器通過高速D/A輸出該信號，然后利用上變頻器完成上變頻至76GHz-81GHz頻率及功率調整后送至天線發射出去，下變頻器接收到天線的信號后把該射頻信號下變頻至高速數字熒光示波器A/D直接采集的頻段范圍，泰克高性能實時示波器利用FMCW雷達信號分析軟件完成對采集的數據進行全面分析，同時在頻域/時域/調制域完成對信號的全面測量。實時示波器采集的波形數據文件同樣還可以發送至SourceXpress信號生成軟件或第三方工具軟件進行二次“加工”后，再次交給任意波形發生器生成預失真信號，從而完成信號的閉環統測試。

圖3 毫米波雷達信號測試

1.1 泰克汽車毫米波雷達接收機性能測試方案

雷達接收端測試主要評估接收機的性能指標，要驗證雷達接收機的性能指標，需要產生毫米波雷達信號來測試汽車雷達接收端的探測性能，所以需要復雜的毫米波雷達信號模擬器。泰克的汽車毫米波雷達信號模擬系統由高性能任意波形發生器AWG70000B系列、內置本振的上變頻器以及雷達信號生成軟件組成，見圖4。從生成FMCW雷達信號，到復雜的多目標模擬以及干擾信號生成，甚至多個背景發射機或者存在多種干擾場景下的更加復雜的信號，AWG都可以輕松產生。

泰克的雷達信號產生系統以泰克的AWG任意波形發生器和上變頻器作為硬件基礎，配合外圍的仿真軟件、信號生成軟件組成了功能強大超寬帶毫米波雷達信號仿真系統。

圖4 超寬帶毫米波雷達信號生成

AWG70000B系列高性能任意信號發生器能夠在DC～20GHz的頻率覆蓋范圍內產生、校準20GHz瞬時帶寬的矢量信號，具備業內無可比擬的采樣率、帶寬和信號保真度，結合SourceXpress信號高級RF/IF/IQ波形生成和編輯軟件，可以輕松產生FMCW、Pulse等雷達測試信號，方便的產生超寬帶雷達信號。

對于汽車毫米波雷達，頻率在76~81GHz范圍，載波頻率大于20GHz寬帶雷達信號產生，由Tektronix公司的任意波發生器AWG70000B和第三方NDK的上變頻器組成，能夠在76GHz～81GHz的頻率覆蓋范圍內產生、校準4GHz瞬時帶寬的矢量信號，上變頻器內置本振，不需要外接外部本振，這樣可以滿足76 GHz～81 GHz 頻率范圍4GHz 帶寬內測試汽車毫米波雷達信號的需求，并能夠仿真各種信號，以進行廣泛的汽車雷達測試。

圖5 AWG +上變頻器到76GHz~81GHz方案

1.1.1 雷達信號產生軟件

基于AWG70000B系列配合SourceXpress中的Radar plug-in雷達信號生成插件，可方便的生成豐富而易用的基帶/中頻/射頻雷達信號。可以利用Radar plug-in來產生復雜電磁環境下的雷達信號，實現多雷達目標信號模擬的重要手段，干擾信號模擬，復雜電磁環境模擬等，為接收機的調試提供了有力的工具。還具有模擬復雜信道、任意在波形內加入噪聲、干擾、跌落、IQ不匹配等“非理想”信號功能。通過SourceXpress軟件中的雷達信號生成插件能夠模擬各種雷達信號，從而執行廣泛的汽車雷達測試。

雷達信號產生軟件特點

l創建一個或多個脈沖組，形成相參或不相參脈沖串

l獨立定義每個脈沖組

l定義脈沖間和脈沖內的跳頻碼型、頻率和幅度

l定義所有脈沖參數，包括開始時間、上升時間、結束時間、下降時間、脈寬、衰落、過沖和波紋

l使用斜坡或用戶自定義輪廓，定義參差PRI

l建立自定義脈沖序列，使用AWG的序列模式以優化內存、建立更多脈沖串

l支持各種脈內調制類型，包括FMMCW,掃頻、步進調頻、巴克碼、多相碼、用戶自定義步進調頻和代碼及自定義調制

l定義天線波束特性，模擬目標回波

l模擬多目標雷達信號

圖6 產生FMCW雷達信號

1.1.2 預失真校準

AWG70000B的SourceXpress校準功能可以進行信號預失真處理，使得AWG輸出的寬帶調制信號具有平坦的頻響和線性相位響應。此外，還可以校準fs/2和fs之間的映像，從而為采樣不足的信號提供平坦的響應，只需簡單的操作就可以完成整個系統的校準。由于獨有的在線閉環校準功能，通過簡單的參數設置，便快捷地完成信號預失真，保證輸出寬帶調制信號有很好的平坦度和線性相位響應，完全能夠達到寬帶調制信號分析和測量的要求。校準軟件界面見下圖7。

汽車雷達FMCW信號的帶寬大于500MHz，最大可達4GHz調制帶寬，為保證信號的帶內平坦度，需要進行預失真校準。可以利用泰克示波器或頻譜儀對信號的幅度和相位進行閉環校準，以獲得平坦的頻率和線性相位響應。用戶均可以通過指定起始和截止頻率（射頻和中頻）或帶寬（IQ/IQ 調制器）定義補償帶寬。預補償插件適用于多種調制波形類型和應用，包括射頻、中頻或者 IQ 信號等。

圖7 預失真校準

從圖8中，可以看到，校準完成后，AWG在校準的頻帶范圍內，幅度和相位的補償情況。校準后可以把DAC、電纜和ADC的幅度起伏和相位失真等影響消除，由于獨有的在線閉環校準功能，該系統既可產生高保真寬帶矢量信號，也可生成人為損傷信號，甚至是回放其它設備采集到的“真實世界”信號，即可知、可控及可重復地生成各種寬帶矢量信號。

圖8 預失真校準幅頻特性圖

1.1.3 泰克雷達信號產生系統指標

泰克毫米波雷達信號生成平臺由任意波形產生器和內置本的上變頻器以及SourceXpress軟件組成，主要性能指標如下：

1) 頻率范圍：76GHz ~81GHz

2) 調制帶寬：>4GHz

3) 垂直分辨率：10位

4) 產生雷達FMCW等復雜信號產生軟件

5) 多目標雷達信號和干擾信號生成軟件

6) 對2通道以上配置，可以擴充多個設置

7) 上變頻器內置本振

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