應(yīng)對(duì)V2X時(shí)代的復(fù)雜天線測(cè)試挑戰(zhàn)，MVG為汽車搭建球形近場(chǎng)測(cè)試平臺(tái)

據(jù)一家名為Data Bridge Market Research的報(bào)告稱，汽車智能天線的市場(chǎng)需求增長(zhǎng)勢(shì)頭強(qiáng)勁，2020 年至 2027 年以 14.8% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2027年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到大概58億多美元。這種需求來(lái)自智能互聯(lián)的汽車普及，不僅給射頻器件模組廠商帶來(lái)了巨大的機(jī)遇，對(duì)于天線測(cè)試也提出了更高的要求。在天線測(cè)試領(lǐng)域的領(lǐng)先廠商MVG近日也召開了發(fā)布會(huì)，MVG的亞太區(qū)技術(shù)總監(jiān)Mathieu Mercier為記者分享了汽車天線的發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)介紹了其完整的汽車天線測(cè)試解決方案。

智能出行帶來(lái)的汽車天線發(fā)展趨勢(shì)

汽車已經(jīng)成為了手機(jī)之外，人們生活的另一個(gè)重要的智慧終端。從新勢(shì)力廠商、到大IT廠商、手機(jī)廠商紛紛發(fā)力造車，足可見其重要性。從MVG的洞察來(lái)看，汽車將成為無(wú)線技術(shù)的一個(gè)HUB。Mathieu Mercier給記者分享了汽車上天線的發(fā)展歷史：早期的天線只有AM/FM天線，很多在外觀上采用一種收縮的天線的樣式；后來(lái)隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，陸續(xù)出現(xiàn)了2G、3G之類的汽車天線，包括鏈接GNSS天線，這些天線大部分采用鯊魚鰭的外觀樣式；而到現(xiàn)在，隨著智能座艙、自動(dòng)駕駛、V2V、V2X等趨勢(shì)發(fā)展，天線的種類增多，除了上述的傳統(tǒng)天線外，還新增了雷達(dá)測(cè)試天線、WiFi、藍(lán)牙、NFC等等。目前一輛車上有多達(dá)20個(gè)天線在車體不同部位分布。

總結(jié)下來(lái)汽車天線的發(fā)展呈現(xiàn)了幾個(gè)大的趨勢(shì)：一是一輛車上的天線種類和數(shù)量越來(lái)越多，二是天線的集成度越來(lái)越高，三是安裝位置和外形不再固定，車內(nèi)車外，隱藏和外露的天線形式均有。因此對(duì)于汽車天線的測(cè)試也提出了更高的挑戰(zhàn)?！捌囂炀€測(cè)試一個(gè)很重要的難點(diǎn)在于天線布局位置的不確定，天線放在不同位置會(huì)有不同的性能。另一個(gè)難點(diǎn)在于通信協(xié)議在不斷增加，不同的天線測(cè)試協(xié)議都會(huì)使天線測(cè)試需求變化，所以MVG很多工作都是基于這兩部分在做。”Mathieu Mercier分享到，“汽車測(cè)試與天線測(cè)試相比測(cè)試時(shí)間更長(zhǎng)、測(cè)試方法更復(fù)雜，這部分將來(lái)會(huì)是MVG主要業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)點(diǎn)，我們也非常看好汽車測(cè)試、天線測(cè)試領(lǐng)域?！?/p>

MVG亞太區(qū)技術(shù)總監(jiān)Mathieu Mercier

汽車天線測(cè)試的方法與最優(yōu)解

不少汽車天線的測(cè)試方法可以借鑒成熟的消費(fèi)類電子終端上的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)，例如藍(lán)牙、WiFi、NFC等。但由于天線在車體的分布的不同，仍然面臨著不同的測(cè)試挑戰(zhàn)。汽車?yán)走_(dá)等新型的天線也要制定新的測(cè)試方案。據(jù)Mathieu Mercier分享，天線測(cè)試分為兩種形式，一種是無(wú)源測(cè)試，即直接將汽車天線與線纜之間連接進(jìn)行測(cè)試。這種測(cè)試方式雖然很簡(jiǎn)單，但是只能測(cè)試天線本身性能，并不能構(gòu)建天線與收發(fā)信機(jī)之間的測(cè)試模式；所以另一種測(cè)試方式——OTA測(cè)試更為合理，這種測(cè)試方式會(huì)先將收發(fā)信機(jī)與天線相連，然后進(jìn)行振興天線工作狀態(tài)的測(cè)試。

而現(xiàn)代汽車測(cè)試解決方案又分為近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)兩種形式，遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試是把待測(cè)物體和饋源距離做得足夠遠(yuǎn)，采用一種直接的方式，這樣測(cè)試結(jié)果就是實(shí)際得到的結(jié)果；近場(chǎng)測(cè)試是將天線放置在一個(gè)較小環(huán)境中測(cè)試，進(jìn)行近場(chǎng)到遠(yuǎn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，同時(shí)獲得遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試結(jié)果。

MVG認(rèn)為主要球面近場(chǎng)的測(cè)試系統(tǒng)，這種測(cè)試系統(tǒng)相比傳統(tǒng)遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)有很多優(yōu)勢(shì)。遠(yuǎn)場(chǎng)動(dòng)輒幾十上百公里的開闊環(huán)境并不是那么容易搭建，而且面對(duì)汽車天線復(fù)雜化的情況，愿簡(jiǎn)單的遠(yuǎn)場(chǎng)也無(wú)法滿足其測(cè)試需求。相比另一種緊鎖場(chǎng)的測(cè)試方式，需要被測(cè)物體進(jìn)行3D方向旋轉(zhuǎn)，而這對(duì)于汽車這種大型物體來(lái)講過(guò)難度非常大，因此緊鎖場(chǎng)會(huì)更適合衛(wèi)星和基站天線等設(shè)備。綜合多重因素來(lái)考慮，最為合適的汽車天線測(cè)試方式即球面近場(chǎng)的測(cè)試方案。

MVG汽車球面近場(chǎng)測(cè)試方案的優(yōu)勢(shì)

球面近場(chǎng)測(cè)試方案在具體的實(shí)施方向上也有所不同，而MVG的方案也融合了諸多從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)考量。MVG采用電子多探頭拱門測(cè)試系統(tǒng)，從近到遠(yuǎn)，這些探頭在測(cè)試時(shí)進(jìn)行切換，完成無(wú)線測(cè)試功能，另外下圖中也可以看到在地面的布設(shè)上，也有極大的差別。MVG的地面也采用了吸波海綿，中間的待測(cè)汽車測(cè)試時(shí)車體可以進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在測(cè)試的效率、精準(zhǔn)度上都有明顯的大幅提升。尤其是對(duì)于當(dāng)前汽車上天線數(shù)量較多的情況下，多探頭的拱門式測(cè)試方案更具備效率優(yōu)勢(shì)。另外還有一種近場(chǎng)測(cè)試方法，用的是單探頭方式，在測(cè)試時(shí)擺臂會(huì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，同時(shí)車體在底下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，完成近場(chǎng)測(cè)試。

通過(guò)在軟件中加載不同的路面材質(zhì)的模型進(jìn)行仿真，就可以獲得汽車在柏油、土地等不同材質(zhì)地面上的不同天線測(cè)試結(jié)果。而傳統(tǒng)的采用金屬的地面，則不能如此靈活的獲得多種不同路面狀況下的天線測(cè)試結(jié)果。

目前MVG的主推汽車天線測(cè)試場(chǎng)型號(hào)為SG3000F，該系統(tǒng)已經(jīng)在諸多大型車廠的汽車測(cè)試中獲得良好的反饋。此外，MVG也在SG3000M可移動(dòng)多探頭拱門測(cè)試方案的基礎(chǔ)上積極開發(fā)新型測(cè)試系統(tǒng)，增加一個(gè)超采樣的功能，從物理上增加測(cè)試探頭數(shù)量。

圖：SG3000F拱門-莫仕美國(guó)&德國(guó)

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據(jù)Mathieu Mercier分享，MVG與3GPP、5GAA均保持著密切的合作：在今年4月份發(fā)布的《5GAA VATM（車載天線測(cè)試方法）TR（技術(shù)報(bào)告）第一版》中涵蓋的包括無(wú)源測(cè)試、有源OTA測(cè)試等，MVG也都有提出相應(yīng)的提案。在中國(guó)本地化業(yè)務(wù)拓展方面，MVG在深圳也設(shè)有分公司和一些小型多探頭測(cè)試系統(tǒng)的生產(chǎn)，預(yù)計(jì)未來(lái)將繼續(xù)拓展更多本地化運(yùn)作的可能。