在毫米波雷达测试中EIRP和方向图采集的关系


前言

对于毫米波雷达模块,EIRP 采集和方向图采集本质上是同一套射频辐射性能测试中,两个不同层面的测量结果:

  • EIRP 采集:测量雷达向某个方向辐射的等效全向功率,关注“这个方向发射有多强”。
  • 方向图采集:测量雷达在一系列角度上的辐射强度,关注“信号在空间各个方向是如何分布的”。

在毫米波雷达量产测试中,两者通常可以共用测试暗箱、测试天线、转台和射频测量设备,但具体是否共用采集流程,取决于测试系统的设计。

1.两者的关系

关键点是:方向图采集可以使用各个角度的 EIRP 测量值作为原始数据,但方向图不一定是绝对 EIRP 图。 如果把各角度功率减去最大功率进行归一化,得到的就是相对方向图。

2.用一个实际例子理解

模拟数据;各角度绝对 EIRP 测量值及其相对最大值的差值。

在这个例子中:

  • 0° 方向的 EIRP 最大,为 20 dBm。
  • ±15° 方向为 18 dBm,比最大值低 2 dB。
  • ±30° 方向为 14 dBm,比最大值低 6 dB。
  • 将所有角度的 EIRP 减去 20 dBm,就可以得到相对方向图。
    例如,0° 对应 0 dB,±15° 对应 -2 dB。实际方向图通常会覆盖更宽的角度范围,以便观察旁瓣和后瓣。

注意:这里的曲线是 EIRP 随角度变化的示例,不是实际测试数据。若要判断 3 dB 波束宽度,需要找出曲线下降到最大值以下 3 dB 时的两个角度,再计算夹角。天线方向图及波束宽度的测量原理可参考毫米波天线测试资料。

3.量产测试中如何实现两种采集?

步骤 1:建立测试环境
将雷达模块固定在转台上,对准经过校准的接收天线,设置发射测试模式和测量参数。

步骤 2:采集绝对功率
在指定角度测量接收功率,根据校准系数、接收天线增益和传播损耗,得到该方向的 EIRP。

步骤 3:旋转扫描并生成方向图
控制转台逐角度扫描,保存角度与 EIRP 数据,生成水平面和垂直面方向图。

毫米波测试通常需要认真处理暗箱反射、天线校准、测试距离和仪器测量不确定度。对于集成天线的雷达模块,OTA(空中)测试尤其重要。

4.EIRP 和方向图能否共用一次扫描?

通常可以,前提是测试设备、测量模式和校准方式支持。

项目 EIRP 单点采集 方向图扫描
转台 可固定在指定角度 按设定角度步进
功率数据 指定方向的绝对值 每个角度的绝对值
数据处理 校准、补偿、限值判定 校准、补偿、绘图及方向性指标计算
输出结果 一个或多个 EIRP 值 EIRP 随角度变化的曲线
量产判定 是否处于功率上下限内 主瓣方向、波束宽度、旁瓣等是否符合规格

不过,如果要求的是最大 EIRP,单独测量 0° 未必够,因为实际主瓣可能偏离 0°。扫描方向图可以帮助找到最大值所在的方向。

还有一点容易混淆:以上讨论的是雷达的发射方向图。如果要测试雷达对目标的实际探测能力,则还涉及接收方向性、发射与接收的综合方向图以及目标反射特性,不能直接用发射 EIRP 方向图代替。

文章摘自:https://www.cnblogs.com/chenshibao/p/23413810