應對V2X時代的復雜天線測試挑戰(zhàn)，MVG為汽車搭建球形近場測試平臺

據(jù)一家名為Data Bridge Market Research的報告稱，汽車智能天線的市場需求增長勢頭強勁，2020 年至 2027 年以 14.8% 的復合年增長率增長，預計到2027年市場規(guī)模將達到大概58億多美元。這種需求來自智能互聯(lián)的汽車普及，不僅給射頻器件模組廠商帶來了巨大的機遇，對于天線測試也提出了更高的要求。在天線測試領域的領先廠商MVG近日也召開了發(fā)布會，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，重點介紹了其完整的汽車天線測試解決方案。

智能出行帶來的汽車天線發(fā)展趨勢

汽車已經(jīng)成為了手機之外，人們生活的另一個重要的智慧終端。從新勢力廠商、到大IT廠商、手機廠商紛紛發(fā)力造車，足可見其重要性。從MVG的洞察來看，汽車將成為無線技術(shù)的一個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；后來隨著移動通信技術(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、自動駕駛、V2V、V2X等趨勢發(fā)展，天線的種類增多，除了上述的傳統(tǒng)天線外，還新增了雷達測試天線、WiFi、藍牙、NFC等等。目前一輛車上有多達20個天線在車體不同部位分布。

總結(jié)下來汽車天線的發(fā)展呈現(xiàn)了幾個大的趨勢：一是一輛車上的天線種類和數(shù)量越來越多，二是天線的集成度越來越高，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。因此對于汽車天線的測試也提出了更高的挑戰(zhàn)。“汽車天線測試一個很重要的難點在于天線布局位置的不確定，天線放在不同位置會有不同的性能。另一個難點在于通信協(xié)議在不斷增加，不同的天線測試協(xié)議都會使天線測試需求變化，所以MVG很多工作都是基于這兩部分在做。”Mathieu Mercier分享到，“汽車測試與天線測試相比測試時間更長、測試方法更復雜，這部分將來會是MVG主要業(yè)務的增長點，我們也非?？春闷嚋y試、天線測試領域。”

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

汽車天線測試的方法與最優(yōu)解

不少汽車天線的測試方法可以借鑒成熟的消費類電子終端上的測試經(jīng)驗，例如藍牙、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試挑戰(zhàn)。汽車雷達等新型的天線也要制定新的測試方案。據(jù)Mathieu Mercier分享，天線測試分為兩種形式，一種是無源測試，即直接將汽車天線與線纜之間連接進行測試。這種測試方式雖然很簡單，但是只能測試天線本身性能，并不能構(gòu)建天線與收發(fā)信機之間的測試模式；所以另一種測試方式——OTA測試更為合理，這種測試方式會先將收發(fā)信機與天線相連，然后進行振興天線工作狀態(tài)的測試。

而現(xiàn)代汽車測試解決方案又分為近場和遠場兩種形式，遠場測試是把待測物體和饋源距離做得足夠遠，采用一種直接的方式，這樣測試結(jié)果就是實際得到的結(jié)果；近場測試是將天線放置在一個較小環(huán)境中測試，進行近場到遠場數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化，同時獲得遠場測試結(jié)果。

MVG認為主要球面近場的測試系統(tǒng)，這種測試系統(tǒng)相比傳統(tǒng)遠場測試系統(tǒng)有很多優(yōu)勢。遠場動輒幾十上百公里的開闊環(huán)境并不是那么容易搭建，而且面對汽車天線復雜化的情況，愿簡單的遠場也無法滿足其測試需求。相比另一種緊鎖場的測試方式，需要被測物體進行3D方向旋轉(zhuǎn)，而這對于汽車這種大型物體來講過難度非常大，因此緊鎖場會更適合衛(wèi)星和基站天線等設備。綜合多重因素來考慮，最為合適的汽車天線測試方式即球面近場的測試方案。

MVG汽車球面近場測試方案的優(yōu)勢

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

通過在軟件中加載不同的路面材質(zhì)的模型進行仿真，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試結(jié)果。

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

圖：SG3000F拱門-莫仕美國&德國

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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（車載天線測試方法）TR（技術(shù)報告）第一版》中涵蓋的包括無源測試、有源OTA測試等，MVG也都有提出相應的提案。在中國本地化業(yè)務拓展方面，MVG在深圳也設有分公司和一些小型多探頭測試系統(tǒng)的生產(chǎn)，預計未來將繼續(xù)拓展更多本地化運作的可能。