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为何近场测试更适合测试汽车天线?——对话MVG亚太区技术总监

时间:2021-09-03 作者:关丽 阅读:
在汽车领域,大家对MVG可能不太熟悉,但“MVG目前在天线测试领域居全球第一,服务超过660家客户,在全球前20家最大的高科技公司中,有11家已成为MVG的客户。”MVG亚太区技术总监Mathieu Mercier在近日的“汽车天线测试”线上媒体交流会向各媒体记者宣布道。
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在汽车领域,大家对MVG可能不太熟悉,但“MVG目前在天线测试领域居全球第一,服务超过660家客户,在全球前20家最大的高科技公司中,有11家已成为MVG的客户。”MVG亚太区技术总监Mathieu Mercier在近日的“汽车天线测试”线上媒体交流会向各媒体记者宣布道。

MVG亚太区技术总监Mathieu Mercier

2020年MVG全球营收9870万欧元,每年会安装超过100台测试系统。据Mathieu Mercier介绍,其实MVG公司业务主要分三大块: AMS(天线测试系统) 、EMC电磁兼容领域因为电磁波在实际环境中是不可视的,MVG公司通过自己的专利技术MV-Scan使这种电磁波可视化,比如在手机行业的应用就是很好的案例。另外还有EIC,集中于一些小型化的电磁安全测试系统。此次交流会的主题则专注于“汽车天线测试”。

天线测试与“汽车天线测试”

基于不同用户对于天线测试的不同要求,MVG公司生产各种各样不同的产品,如多探头测试系统、紧缩场的测试系统、紧缩场馈源探头,以及测试软件等等。MVG所提供的产品覆盖不同用户的要求,并提供不同的测试产品与之相对应。其中,汽车天线测试是目前市场热点,用户需求越来越多,也是MVG重点关注的市场之一。

MVG多探头测试技术的测试系统分成不同种类。较小型化的测试系统,用于测试小型天线。基于相类似技术可以做比较大的测试系统。下方图一是测试汽车的测试系统。MVG也提供用于5G毫米波OTA测试的解决方案,主要是给5G测试准备的一种测试系统,可以测平板电脑、手机等等(图二)。

汽车测试系统 (图一)

MVG 5G毫米波OTA测试的解决方案(图二)

除上述提到的之外,MVG 也提供紧缩场的测试系统,使用比较大的反射面去完成测试,用于雷达测试系统或是测试基站。针对不同测试用户的测试场景,MVG可以提供不同的测试系统。而今天重点讲解的是汽车天线测试系统。

汽车的车载天线经历了从简单到复杂的演进过程,早期的汽车天线只有AM或FM天线,类似于汽车屁股后面竖起的天线。后来会有连接2G、3G之类的汽车天线,包括连接GNSS天线,大部分形态是鲨鱼鳍在车顶上的天线形式。现在,车载天线比原来多了很多,除了传统连接AM、FM、2G、3G、4G的天线之外,还多了雷达测试天线,在汽车内部还有WiFi、蓝牙、NFC天线等,所以现在大概至少有20根天线覆盖在汽车的各个地方。

而天线测试分为远场测试和近场测试。远场测试又称直接测试,把待测物体和馈源距离做得足够远,这样测试结果就是实际得到的结果;而近场测试不需要待测物体和馈源保持足够远的距离,但能在一个小环境中完成测试,然后进行从近场到远场数据的转化,同时得到一个远场的结果。

而MVG公司认为近场测试是更适合测试汽车天线。

近场测试如何解决汽车天线测试的难点?

MVG现在主要做的是球面近场的测试系统,这种测试系统相比传统远场测试系统有很多优势。传统的远场测试系统,为了达到远场测试距离,测试环境需要保持上百米甚至几公里的距离, 这样的测试距离需要找一个开阔的外面场地来实现,很难在室内实现。当做一些特定的测试协议,比如GPS之类测试时这个距离会更远。对于现在的汽车来讲,这种复杂天线在汽车上越来越多,这样简单的远场已经越来越难以完成测试任务了。

而MVG的球面近场测试方式是用一个测试环将汽车包裹,在汽车旋转时完成整个3D面上的测试,测试完成之后,通过数据进行远近场之间的转换,来得到最后的测试结果,它的占地面积小了很多,也是比较现实可靠的一种测量方法。

Mathieu Mercier还介绍道,其实还有一种测量方法叫做紧缩场,它也是一种远场测试,但是叫做非直接的远场测试。这种测试是点对点的,所以如果想要完成整个车的3D方向测试的话,就需要对车体进行旋转。这种旋转对于基站天线或卫星天线来讲是比较容易实现,但是对于车体进行旋转难度就变得非常大,所以它也并不是非常适合于这种汽车测试。

随着下一代高级驾驶辅助系统的出现以及车载信息娱乐设备的日益普及,越来越多的车辆开始大量使用无线技术来实现车对车(V2V)、车对基础设施(V2I)、车对网(V2N)的连接。“为了满足关键任务通信的C-V2X高带宽和低延迟要求,天线性能对于汽车制造商至关重要。”Mathieu Mercier强调道,在5G技术中,基于蜂窝的车辆到万物(C-V2X)将成为汽车行业游戏规则的改变者,能够驱动多种革命性服务的发展。“MVG从组件评估到全面的OTA评估,对设计天线进行准确,完整的测试,可以根据其支持环境对所有集成天线进行调整和精确对准。”

相较于其它领域的天线测试,汽车天线测试的一大难点在于天线布局位置的不确定,天线放在不同位置会有不同的性能;另一大难点是通信协议的不断增加,不同的天线测试协议会使天线测试需求发生变化。

因此,去年年底,MVG正式推出了多探头测量系统——SG 3000M(https://www.eet-china.com/info/64433.html),专为全尺寸汽车天线测量和OTA测试而设计,可将现有吸波暗室升级为用于互联车辆的天线测量和OTA测试设备。SG 3000M的MV-Scan多探头技术和嵌入式过采样功能可确保准确、高效的天线测量。其宽频带覆盖范围从200MHz到10GHz,使其能够支持开发汽车连接性大多数现有的端到端测试协议。

据预测,到2025年,5G技术将占所有蜂窝连接的20%。随着5G基础设施开始得到更广泛的部署,关于网络覆盖能力的数据收集将变得至关重要。MVG的汽车天线测试是怎样应对5G网络的部署?针对《电子工程专辑》记者的提问,Mathieu Mercier回答如下:

早期的2G、3G、4G时都会强调数据的传输速率,MVG测试产品已经可以完全兼容2G、3G、4G的测试协议,在5G中有两个变化。一是毫米波的测试,现在为了适应5G毫米波的测试已经提出了相关测试方案,可以完全适应5G的无线通信中数据收集的测试功能。

同时针对这种数据功能越来越多的要求,还有IoT,重要的组成部分是传感器,如电视上或冰箱上都会加载这种传感器,在测试时对于待测物体就会变得比较大,比如一整台电视或冰箱,MVG都已经有了对应的产品能够完成比较大型加载传感器的待测物体,同时覆盖5G的通信协议,包括6GHz以下的5G以及毫米波,都是MVG公司现在对于5G网络针对数据收集方面部署的策略。

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关丽
电子工程专辑(EETimes China)资深产业研究员。
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