淺談汽車(chē)雷達仿真在產(chǎn)品設計中的必要性

發(fā)布日期：2020-06-15 17:11:53關(guān)鍵字：毫米波雷達仿真行易道

全球最大的工程仿真線(xiàn)上會(huì )議 - Ansys仿真全球大會(huì )（Simulation World）于6月10日至11日面向全球教育界、工程師、研發(fā)和制造專(zhuān)業(yè)人員，免費分享來(lái)自不同領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者在該行業(yè)工程仿真的洞察力。行易道有幸受邀在A(yíng)DAS和自動(dòng)駕駛版塊就汽車(chē)雷達仿真發(fā)表演講。

車(chē)載電子產(chǎn)品在設計開(kāi)發(fā)和設計改善過(guò)程中，可以利用工程仿真來(lái)獲得更精準的設計支持，并幫助提升產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率。Ansys HFSS等軟件具有較高的仿真精度，行易道在使用過(guò)程中發(fā)現仿真結果與測量結果吻合較好。

評估溫度和振動(dòng)的影響

變形分析有助于評估溫度和振動(dòng)對雷達的影響，提升產(chǎn)品的可靠性。

評估雷達罩和汽車(chē)保險杠等外罩的影響

雷達罩是雷達和天線(xiàn)罩的總稱(chēng)，是雷達的重要組成部分，保護天線(xiàn)免受不利環(huán)境的影響。不會(huì )引起電磁信號衰減的雷達罩材料需要經(jīng)過(guò)選擇，以達到“透明”外罩的效果。通過(guò)仿真設計可以使雷達罩對雷達工作的影響最小化。

另外，汽車(chē)雷達通常安裝在車(chē)輛前部和四角的保險杠后。為了獲得雷達波的高穿透性，保險杠的材質(zhì)和厚度需要經(jīng)過(guò)評估和選擇。保險杠材料厚度通常是一半有效波長(cháng)的倍數。保險杠的形狀和涂裝也會(huì )影響雷達的性能，特別是棱紋輪廓、銳邊、厚度突變和金屬漆等。通過(guò)仿真模擬可以預測汽車(chē)雷達的安裝環(huán)境，也可以對于汽車(chē)保險杠材料的選擇提出量化建議。

以77GHz角雷達仿真為例了解仿真精度和參數變化分析的重要性

在不同的保險杠介電常數下，雷達的功率方向圖和角精度的性能表現有差異。

圖A：不同保險杠介電常數對雷達表現的影響

圖A中水平軸表示方位角；左圖垂直軸表示雷達的功率方向圖，功率方向圖越大越好；右圖垂直軸表示方位角誤差，方位角誤差越小越好。以上結果隨著(zhù)保險杠的介電常數變化而變化，保險杠的介電常數取決于保險杠的材料及其形狀。顯然，形狀是一個(gè)明顯的影響因素。

圖B：比較安裝在保險杠下的雷達和未覆蓋保險杠的雷達的工作表現

圖B中有保險杠的雷達性能為紅線(xiàn)標記，無(wú)保險杠的雷達性能為藍線(xiàn)標記。結果表明，前者的功率模式比后者少4db。因此我們當然需要優(yōu)化保險杠。不過(guò)它們的角度精度幾乎相同。

滿(mǎn)足不同功能的后角雷達有不同的聚焦區域，比如“盲點(diǎn)檢測（BSD）”和“變道輔助（LCA）”功能聚焦車(chē)輛的側后方，而“后方碰撞預警（RCW）”和“后方橫向交通預警（RCTA）”功能則聚焦車(chē)輛的后方及側后方。所以后角雷達設計波形覆蓋范圍需要能夠在一定的安裝角度下同時(shí)滿(mǎn)足所需不同的功能。

圖C：不同安裝角度下的雷達性能

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