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車聯時代,汽車天線的可靠性如何保障?

2021-09-09 來源:蓋世汽車

早期,天線對于汽車而言主要是接收外界信號,同步釋放汽車外殼積累的靜電,以保護乘客安全。而今,隨著5G商用化和車聯時代的到來,車輛外部信號越來越復雜,天線的需求量不斷增加,性能要求亦越來越高。在此背景下,如何保障天線的性能變得極為重要。當中,測試環節的作用再度被拔高。


汽車天線的演進及變化


縱觀汽車天線的發展,經歷了從簡單到復雜,從少到多,從醒目到隱形的過程。


早期的汽車天線主要用來接收收音機信號。后來,隨著汽車導航系統、衛星廣播、ETC的出現,天線的多功能化需求越來越多。


現今,隨著下一代高級駕駛輔助系統的出現和車載信息娛樂設備的日益普及,車輛正在使用大量的無線技術來實現車對車(V2V)車對基礎設施(V2I)和車對網(V2N)的連接,這當中包括Wi-Fi(用于車載熱點)、藍牙、3G/LTE蜂窩、5G以及GNSS定位等,天線的功能增加,數量也隨之增長。據介紹,目前一輛車中,多者有20多個天線分布在各個部位。


除了數量和功能增多外,天線的形狀也發生了較大變化。早期的天線為柱桿形,多安裝于車頂。后來隨著消費者越來越注重車體外形設計和顏色匹配度,短桿型和鰭型天線誕生。現今,天線的設計傾向于集成化,隱藏型天線已成主流。隱藏型天線因完全被隱藏在車體的內部而得名,它可以安裝在車頂,行李箱蓋,擾流板和保險杠等部位。


汽車天線


天線的變化給相關行業帶來了新的機遇。有相關機構指出,2019年全球汽車天線模塊市場規模達到了119億元,預計2026年將達到142億元,年復合增長率(CAGR)為2.5%。不過挑戰也同時存在,尤其是前期測試方面,難度不斷加大。


新形勢下的車載天線測試挑戰


對于新的技術趨勢下車載天線面臨的挑戰,MVG亞太區技術總監Mathieu Mercier在接收蓋世汽車采訪時表示,汽車天線測試目前主要有兩大核心難點:


第一個難點是天線布局位置的不確定性,放在不同位置會有不同的性能。“對于此,我們會在前期一些驗證工作中把天線放在車的不同位置,看看區別有多大,最終討論如何解決這種區別的問題。”Mathieu Mercier說到。


不僅如此,Mathieu Mercier還表示,除了布局的不確定性外,現今天線的布局隱藏性亦給測試工作帶來很大難度,因為在外觀看不到的情況下,沒有辦法對天線進行完成和準確的測試。


第二個難點在于通信協議不斷增加,不同的天線測試協議會使天線測試需求有所變化。“關于汽車協議,我們已經做了很多準備工作,即便是在未來有新的協議出現,MVG都可以比較靈活地面對況。”


除了Mathieu Mercier先生提到的以上兩點外,一位業內人士補充指出,新能源汽車由于其需要電力驅動的特點,與天線極易發生電磁干擾,這是需要天線測試時需要注意的一點。

測試解決方案


作為全球無線連接測試專家,MVG依據其多年實踐經驗,針對目前汽車產業發展趨勢,從產品開發、設計和安置的所有階段,提供專門的獨立天線測試、空中(OTA)測量解決方案和模擬軟件。


汽車天線

 

■  聯網汽車測量


MVG根據聯網車輛中無線通信可能性的發展提出了新的測試方法,以支持新的駕駛體驗的出現,提高用戶的安全性并接受聯網移動的生活方式。


■ 全規模的車輛測量 


在自由空間條件下測量全尺寸車輛,以實現真實可靠的測量。MVG開發了市場領先的測量系統和先進的后處理軟件,用于全尺寸車輛測試和模擬真實世界的復雜通信條件。


■ OTA測試解決方案


OTA測試是未來天線領域一個新的增長點。MVG公司在這部分已經開始提前布局,此外,在MIMO測試方面也在提供一些現有系統中考慮未來升級的可能性。


近日,MVG推出了多探頭測量系統SG 3000M。SG 3000M專為全尺寸汽車天線測量和OTA測試而設計,可將現有吸波暗室升級為用于互聯車輛的天線測量和OTA測試設備。SG 3000M的MV-Scan多探頭技術和嵌入式過采樣功能可確保準確、高效的天線測量。其寬頻帶覆蓋范圍從200MHz到10GHz,能夠支持開發汽車連接性大多數現有的端到端測試協議。


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MVG SG 3000M


■ 防碰撞雷達測試


為了確保有條件的自動化或實現完全自動化(3至5級),高級駕駛輔助系統(ADAS)使用了許多傳感器,包括達到短、中、長距離的雷達(無線電探測和測距)。防碰撞雷達子系統用于定位和估計視線內和非視線(NLOS)內物體的速度和方向,是安全關鍵應用中的關鍵組成部分。因此,在產品開發階段對車輛雷達傳感器進行組件級測試是非常重要的,一旦雷達傳感器在車輛無線通信系統中運行,就必須在系統級進行測試。


MVG在實施測試環境和安靜區方面的經驗使我們能夠提供汽車雷達測試系統、試驗室和控制軟件,特別是在汽車雷達傳感器的精度方面。


■ 汽車子系統測試


將汽車子系統測試與數值建模工具相結合,可以在性能優化和天線放置階段節省寶貴的時間。汽車子系統的測量在很多情況下不需要大型測量設備。通過緊湊的便攜式測量系統,近場測量范圍可用于對進行模擬的平臺附近的汽車子系統進行準確和有效的測量。這些緊湊的解決方案配有Insight--世界上唯一能夠從測量的近場或遠場數據中計算出被測天線上真實的電磁電流分布和極端近場的軟件,然后可以集成到仿真軟件中,分析其在安裝到汽車上后的表現。


由此來看,盡管挑戰重重,但解決方案也在不斷推陳出新。在上下游廠家的共同努力下,汽車天線的市場潛力將會迎來新的釋放。


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