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Testsystem für Automotive-Radarsensoren

Auch quer bewegte Objekte elektronisch simulieren

Radartestsystem Rohde & Schwarz
Mit dem R&S RTS lassen sich Tests, die heute im Fahrversuch durchgeführt werden, ins Labor verlagern.
© Rohde & Schwarz

Mit einem neuen Testsystem von Rohde & Schwarz ist es möglich, Fahrszenarien für den Test von radarbasierten ADAS oder die Radarsensorik von autonom fahrenden Autos über die Luftschnittstelle zu simulieren. Das System besteht aus einem Radarechogenerator und einem Antennenarray.

Radarsensoren sind eine der Schlüsselkomponenten für das autonome Fahren. Die Anzahl der Radarsensoren im Fahrzeug wächst, da neben den vom NCAP (New Car Assessment Programme) geforderten Long-range-Radaren zunehmend Seitenradare verbaut werden, die auch den Querverkehr überwachen können. Die neueste Generation von Radarsensoren integriert HF-Antennen und Signal­prozessoren für die Objekterkennung in einem Chip. Deshalb ist beim Test der Radarsensoren eine Simulation der zu erkennenden Objekte über die Luftschnittstelle erforderlich.

Mit dem Radartestsystem R&S RTS, bestehend aus dem R&S AREG800A Backend und dem R&S QAT100 Antennenarray Frontend, stellt Rohde & Schwarz einen Target-Simulator zur Erzeugung von dynamischen Radarechos zur Verfügung, der von der Vorentwicklung über das Hardware-in-the-Loop-Testlabor bis zur Validierung von ADAS/AD-Funktionen im Gesamtfahrzeug eingesetzt werden kann.

Das Backend erzeugt eine große Zahl an voneinander unabhängigen, künstlichen Objekten und variiert dabei Abstand, Objektgröße (Radar Cross Section) und Radial­geschwindigkeit dynamisch. Eine Bandbreite von 4 GHz zwischen 76 GHz und 81 GHz deckt den typischen Frequenzbereich heutiger und zukünftiger Automotive-Radarsensoren ab.

Das Frontend ermöglicht die Simulation von sich quer zur Fahrtrichtung bewegenden Objekten durch bis zu 192 einzeln schaltbarer Antennen. Das garantiert eine sehr feine Auflösung, hohe Umschaltgeschwindigkeit und hohe Wiederholgenauigkeit. Die elektronische Umschaltung der Antennen verursacht keinen Verschleiß an HF-Kabeln oder anderen beweglichen Teilen wie bei mechanischer Bewegung der Antennen sonst üblich.

Mittels einer optionalen Sendezeile können zwei sehr nah benachbarte, sich quer bewegende Objekte simuliert werden. Die kleinen Patch-Antennen sorgen zusammen mit der von Absorbern bedeckten Oberfläche für ein reflexionsarmes HF-Frontend mit sehr geringem Radarquerschnitt. Das reduziert das Grundrauschen des Sensors und unterdrückt Nahziele sowie potenzielle Mehrwegreflexionen. Der Antennenabstand von nur 3,7 mm bietet eine sehr feine Winkelauflösung. Um größere Sichtfelder von Radarsensoren abzudecken, lassen sich mehrere Frontends miteinander kombinieren. Eine Winkelauflösung kleiner 0,5° ist realisierbar.

Ausgehend von einfachen Szenarien wie den Automatic Break Assist (AEB), kann das Testsystem aufgrund seiner Modularität und Skalierbarkeit auch für komplexe Szenarien mit mehreren Radarsensoren erweitert werden. Dazu lässt sich eine beliebige Anzahl von Frontends (R&S QAT100) und Backends (R&S AREG800A) kombinieren. Eines der Backends übernimmt die Synchronisation aller im Setup verbauten Komponenten. Über die grafische Benutzeroberfläche mit Touchscreen ist der Testaufbau einfach einzurichten und zu konfigurieren.

Zur Testautomatisierung mit den branchenüblichen Tools besitzt das R&S RTS eine Hardware-in-the-Loop-Schnittstelle gemäß ASAM Open Simulation Interface.

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