面向整车级车载无线通信天线性能测量方法及装置与流程

1.本发明涉及天线性能测试技术领域，尤其涉及面向整车级车载无线通信天线性能测量方法及装置。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.自动驾驶汽车和智能网联汽车的出现对无线连接测试领域提出了更高要求，尤其是汽车行业正在推行的蜂窝车联网(c-v2x)技术。这项前沿技术将允许车辆与其它车辆及其环境进行通信，提高了车辆对周围环境的感知。通过提供更高水平的态势感知能力，以增强道路安全性和交通效率。如何在自动驾驶汽车投放市场之前确保c-v2x技术的绝对可靠，是一个至关重要的问题。
4.为了满足c-v2x关键任务通信的高带宽和低延迟的技术要求，这些天线的性能都需要进行充分的测试测量。对所设计的车载天线进行准确、快速、完整的测试，尤其是对整车级车载无线通信天线辐射性能的系统级评估，以保证汽车无线连接所带来的可靠性、合规性和消费者体验，对于对于智能网联汽车的发展而言至关重要。
5.为了保证整车级无线通信性能的可靠性及可用性，必须有一套严格的整车级车载无线通信天线测试流程。目前，行业内对于整车级车载无线通信天线性能的检测，通常采用基于直接远场及间接远场的传统测试方案。对于整车级大尺寸待测设备，基于直接远场的测试方案动辄需要上百米的测试距离，这将导致极大的暗室尺寸和路径损耗，并产生巨大的暗室建设成本及严重的系统动态范围问题；基于间接远场的测试方案，包括反射面紧缩场及平面波发生器等。对于整车级大尺寸待测设备，所需反射面尺寸极为庞大，这将导致巨大的暗室建设及反射面加工/拼接成本。另一方面，直接远场及紧缩场测试系统均为组合轴测试系统，也即，由于无法旋转(直接远场)测量天线或反射面，只能通过待测车辆的三维旋转来实现三维空间辐射特性的有效测量。对于整车类待测设备，即便采用白车身的测试方式，待测物重量依然超过1吨，精确旋转如此重的负载需要大型转台定位结构并导致及其昂贵的转台设计、加工、维护成本。因此，传统的测试方法对于整车类大尺寸待测设备并不适用。
6.另一种现有整车级天线测试方案基于近远场变换的测量方法。近场采样探头在整车辐射近场区对车载天线辐射场的幅值和相位进行采样，并通过近远场变换算法计算得到整车级天线远场辐射特性。相比于直接远场及紧缩场的测量方法，该方案能够在较近的测试距离内完成整车级天线辐射特性的测量，具有相对较高的测试效率，并且能够大幅降低所需的暗室建设成本。该方案的缺点在于：
7.(1)考虑到整车的尺寸及重量，依然需要相对较大的暗室、转台尺寸及转台承载能力。整车的尺寸通常在5米左右，该方法所需的近场测试距离通常为3-4米，暗室外尺寸不低于12m
×
12m
×
15m。暗室建设成本高昂；
8.(2)近场测试对于车辆转台及探头摇臂/滑轨有较高的精度要求；
9.(3)对于整车级大尺寸待测设备，只能满足俯仰面0-100
°
角度范围内的采样，无法进行全球面采样。
10.除此之外，面对整车级大尺寸待测设备，上述方案均存在测试布置极为复杂的问题，需要大量测试准备及实施的时间，时间成本高昂。


技术实现要素：

11.本发明实施例提供一种面向整车级车载无线通信天线性能测量方法，用以解决现有测量方法使用真实待测车辆进行通信性能测试，存在暗室建设成本高昂，测试布置极为复杂的问题，以及需要大量测试准备及实施的时间，时间成本高昂的技术问题，该方法包括：
12.基于预设的缩比因子，构建待测车辆及车载天线的等效缩比模型；
13.基于预设的缩比因子确定测试频率，并将所述等效缩比模型置于暗室中；
14.基于所述测试频率，对待测车辆及车载天线的等效缩比模型的远场辐射特性进行测量，计算得到真实的整车级车载无线通信天线的远场辐射性能指标。
15.本发明实施例还提供一种面向整车级车载无线通信天线性能测量装置，用以解决现有测量方法使用真实待测车辆进行通信性能测试，存在暗室建设成本高昂，测试布置极为复杂的问题，以及需要大量测试准备及实施的时间，时间成本高昂的技术问题，该装置包括：
16.等效缩比模型构建模块，用于基于预设的缩比因子，构建待测车辆及车载天线的等效缩比模型；
17.测试频率确定模块，用于基于预设的缩比因子确定测试频率，并将所述等效缩比模型置于暗室中；
18.测量模块，用于基于所述测试频率，对待测车辆及车载天线的等效缩比模型的远场辐射特性进行测量，计算得到真实的整车级车载无线通信天线的远场辐射性能指标。
19.本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述面向整车级车载无线通信天线性能测量方法。
20.本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述面向整车级车载无线通信天线性能测量方法。
21.本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述面向整车级车载无线通信天线性能测量方法。
22.本发明实施例中，与现有技术中使用真实待测车辆进行通信性能测试的技术方案相比，通过基于预设的缩比因子，构建待测车辆及车载天线的等效缩比模型；基于预设的缩比因子确定测试频率，并将所述等效缩比模型置于暗室中；基于所述测试频率，对待测车辆及车载天线的等效缩比模型的远场辐射特性进行测量，计算得到真实的整车级车载无线通信天线的远场辐射性能指标。采用本发明取代传统的整车级车载无线通信天线性能测量方
法，能够在较小的天线测量场地内快速、高效地对整车级车载无线通信天线性能进行测量，极大地提升测试效率，并且大幅降低整车级天线测量暗室建设及测试成本。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
24.图1为本发明实施例中面向整车级车载无线通信天线性能测量方法流程图；
25.图2为本发明实施例中整车级等效缩比模型天线示意图；
26.图3为本发明实施例中一种完整的具体的面向整车级车载无线通信天线性能测量方法流程图；
27.图4为本发明实施例中面向整车级车载无线通信天线性能测量装置结构框图。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合附图对本发明实施例做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
29.在本说明书的描述中，所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。参考术语“一个实施例”、“一个具体实施例”、“一些实施例”、“例如”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。各实施例中涉及的步骤顺序用于示意性说明本技术的实施，其中的步骤顺序不作限定，可根据需要作适当调整。
30.图1为本发明实施例中面向整车级车载无线通信天线性能测量流程图一，如图1所示，该方法包括：
31.步骤101：基于预设的缩比因子，构建待测车辆及车载天线的等效缩比模型；
32.步骤102：基于预设的缩比因子确定测试频率，并将所述等效缩比模型置于暗室中；
33.步骤103：基于所述测试频率，对待测车辆及车载天线的等效缩比模型的远场辐射特性进行测量，计算得到真实的整车级车载无线通信天线的远场辐射性能指标。
34.本发明构建待测车辆及车载天线的等效缩比模型。通过对整车级等效缩比模型天线的远场辐射特性进行快速精确的测量，计算得到真实的整车级车载无线通信天线的远场辐射性能指标。
35.具体的，所述待测车辆及车载天线的等效缩比模型(即整车级等效缩比模型天线，如图2所示)，通过将待测车辆及车载天线的各项尺寸等比例缩小而得到。所述待测车辆的等效缩比模型，其尺寸可以通过对待测车辆的实际测试而获取。所述待测车辆的等效缩比模型，为了降低其加工难度，可以只保留车身金属部件，并去掉后视镜、轮胎等细节部件。
36.具体的，本发明使用的暗室，其尺寸远远小于现有技术中不低于12m
×
12m
×
15m的暗室。
37.在本发明实施例中，按照如下公式基于预设的缩比因子确定测试频率：
[0038][0039]
其中，fm为所选择的测试频率，sm为待测车辆及车载天线的等效缩比模型的尺寸；ff为待测整车级车载无线通信天线真实的工作频率，sf为待测车辆及车载天线的真实尺寸。例如，对于长度5m的待测车辆，其车载天线工作于3ghz频段，当测试频率设置为30ghz时(也即待测车载天线的等效缩比模型天线工作频率)，整车的等效缩比模型尺寸将缩减至0.5m。在30ghz频率下对长度0.5m的整车级等效缩比模型天线进行测量，并计算得到真实的整车级(长度5m)车载无线通信天线在真实工作频率下(3ghz)的远场辐射性能指标。大大降低对于测试暗室场地尺寸及建设成本的要求。
[0040]
具体的，所述选择的新的测试频率高于待测整车级车载天线的工作频率。
[0041]
具体的，所述f
mff
的比值不低于8。
[0042]
具体的，所述测试频率不低于24ghz。
[0043]
具体的，对于整车级等效缩比模型天线的测量，可基于直接远场、紧缩场及近远场测量。
[0044]
具体的，对待测车辆及车载天线的等效缩比模型的远场辐射特性进行测量，包括：
[0045]
对待测车辆及车载天线的等效缩比模型的远场辐射特性进行全球面测量，其中全球面测量的俯仰面采样范围为0～180
°
，方位面采样范围为0～360
°
。
[0046]
图3为本发明实施例中一种完整的具体的面向整车级车载无线通信天线性能测量方法流程图。
[0047]
本发明实施例中还提供了一种面向整车级车载无线通信天线性能测量装置，如下面的实施例所述。由于该装置解决问题的原理与面向整车级车载无线通信天线性能测量方法相似，因此该装置的实施可以参见面向整车级车载无线通信天线性能测量方法的实施，重复之处不再赘述。
[0048]
图4为本发明实施例中面向整车级车载无线通信天线性能测量装置结构框图，如图4所示，该装置包括：
[0049]
等效缩比模型构建模块02，用于基于预设的缩比因子，构建待测车辆及车载天线的等效缩比模型；
[0050]
测试频率确定模块04，用于基于预设的缩比因子确定测试频率，并将所述等效缩比模型置于暗室中；
[0051]
测量模块06，用于基于所述测试频率，对待测车辆及车载天线的等效缩比模型的远场辐射特性进行测量，计算得到真实的整车级车载无线通信天线的远场辐射性能指标。
[0052]
具体的，可以是等效缩比模型构建模块02先基于预设的缩比因子，构建一个待测车辆及车载天线的等效缩比模型(数字模型)，然后基于这个数字模型制造出一个真实的模型。
[0053]
在本发明实施例中，测试频率确定模块具体用于：
[0054]
按照如下公式基于预设的缩比因子确定测试频率：
[0055][0056]
其中，fm为所选择的测试频率，sm为待测车辆及车载天线的等效缩比模型的尺寸；ff为待测整车级车载无线通信天线真实的工作频率，sf为待测车辆及车载天线的真实尺寸。
[0057]
在本发明实施例中，所述f
mff
的比值不低于8。
[0058]
在本发明实施例中，所述测试频率不低于24ghz。
[0059]
在本发明实施例中，测量模块具体用于：
[0060]
对待测车辆及车载天线的等效缩比模型的远场辐射特性进行全球面测量，其中全球面测量的俯仰面采样范围为0～180
°
，方位面采样范围为0～360
°
。
[0061]
本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述面向整车级车载无线通信天线性能测量方法。
[0062]
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述面向整车级车载无线通信天线性能测量方法。
[0063]
本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述面向整车级车载无线通信天线性能测量方法。
[0064]
本发明实施例中，与现有技术中使用真实待测车辆进行通信性能测试的技术方案相比，通过基于预设的缩比因子，构建待测车辆及车载天线的等效缩比模型；基于预设的缩比因子确定测试频率，并将所述等效缩比模型置于暗室中；基于所述测试频率，对待测车辆及车载天线的等效缩比模型的远场辐射特性进行测量，计算得到真实的整车级车载无线通信天线的远场辐射性能指标。采用本发明取代传统的整车级车载无线通信天线性能测量方法，能够在较小的天线测量场地内快速、高效地对整车级车载无线通信天线性能进行测量，极大地提升测试效率，并且大幅降低整车级天线测量暗室建设及测试成本。
[0065]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0066]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0067]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或
多个方框中指定的功能。
[0068]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0069]
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。