在智能駕駛技術(shù)加速落地，77GHz毫米波雷達(dá)憑借其高精度、抗干擾性強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，已成為前向探測(cè)雷達(dá)的主流選擇。然而，隨著量產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，傳統(tǒng)測(cè)試方法在效率、精度和成本上的局限性日益凸顯。以羅德與施瓦茨(R&S)為代表的測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商，通過(guò)集成矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)與高速并行測(cè)量技術(shù)，構(gòu)建了覆蓋研發(fā)到量產(chǎn)的全周期測(cè)試解決方案，為行業(yè)提供了可復(fù)制的技術(shù)范式。

77GHz雷達(dá)量產(chǎn)測(cè)試的核心挑戰(zhàn)

量產(chǎn)測(cè)試需平衡效率與精度。以加特蘭微電子的ALPS系列77GHz雷達(dá)芯片為例，其單芯片集成4發(fā)4收通道，支持FMCW調(diào)制方式，可實(shí)現(xiàn)超短距雷達(dá)功能。但量產(chǎn)測(cè)試中，需在1秒內(nèi)完成對(duì)每個(gè)通道的相位噪聲、功率精度、距離分辨率等20余項(xiàng)參數(shù)的驗(yàn)證。傳統(tǒng)串行測(cè)試方案因設(shè)備切換耗時(shí)，單臺(tái)設(shè)備日產(chǎn)能不足500顆，難以滿(mǎn)足主機(jī)廠百萬(wàn)級(jí)年需求。

此外，77GHz頻段對(duì)測(cè)試環(huán)境要求嚴(yán)苛。毫米波信號(hào)在自由空間傳播時(shí)易受金屬反射干擾，需在緊縮場(chǎng)(CATR)暗箱中構(gòu)建靜區(qū)。R&S的ATS1500C暗箱采用雙向拋物面反射器，可在1.3m2空間內(nèi)形成直徑30cm的靜區(qū)，將環(huán)境反射噪聲抑制至-80dBm以下，確保測(cè)試數(shù)據(jù)穩(wěn)定性。

從參數(shù)驗(yàn)證到量產(chǎn)校準(zhǔn)

矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀是雷達(dá)測(cè)試的核心設(shè)備，其動(dòng)態(tài)范圍、頻率分辨率直接影響測(cè)試精度。R&S的ZVA系列VNA支持76-81GHz頻段，中頻帶寬達(dá)10MHz，可同時(shí)測(cè)量S參數(shù)、噪聲系數(shù)和群延遲。在TI的AWR1642雷達(dá)傳感器測(cè)試中，ZVA通過(guò)單次連接完成發(fā)射功率、接收靈敏度、天線(xiàn)方向圖等12項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)驗(yàn)證，將測(cè)試時(shí)間從傳統(tǒng)方案的15分鐘/顆壓縮至3分鐘/顆。

量產(chǎn)校準(zhǔn)環(huán)節(jié)，VNA需與自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備(ATE)深度集成。R&S的RadEsT雷達(dá)基礎(chǔ)測(cè)試儀內(nèi)置動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬器，可生成距離、速度、角度可調(diào)的虛擬目標(biāo)。在蔚來(lái)ET7雷達(dá)產(chǎn)線(xiàn)中，RadEsT通過(guò)GPIB接口與機(jī)械臂聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)上料、測(cè)試、分揀全流程，單線(xiàn)日產(chǎn)能提升至2000顆，校準(zhǔn)精度達(dá)±0.1dBm。

突破產(chǎn)能瓶頸

并行測(cè)試技術(shù)通過(guò)多通道同步采集，將測(cè)試效率提升數(shù)倍。R&S的AREG800A汽車(chē)?yán)走_(dá)回波發(fā)生器支持8通道獨(dú)立控制，可同時(shí)模擬8個(gè)動(dòng)態(tài)目標(biāo)。在小鵬P7雷達(dá)產(chǎn)線(xiàn)中，AREG800A與4臺(tái)ZVA組成測(cè)試矩陣，單次測(cè)試覆蓋32個(gè)收發(fā)通道，將測(cè)試時(shí)間從240秒/顆縮短至15秒/顆，設(shè)備利用率提升至92%。

高頻信號(hào)的同步性是并行測(cè)試的關(guān)鍵。R&S的NRPM OTA功率測(cè)量解決方案采用10MHz參考時(shí)鐘同步技術(shù)，確保多設(shè)備間相位誤差<0.5°。在理想L9雷達(dá)測(cè)試中，NRPM系統(tǒng)在20GHz帶寬內(nèi)實(shí)現(xiàn)±0.2dB的功率測(cè)量精度，滿(mǎn)足ASIL-D功能安全等級(jí)要求。

從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)線(xiàn)的技術(shù)遷移

博世77GHz雷達(dá)量產(chǎn)線(xiàn)

博世采用R&S的ZVA67 VNA與ATS1500C暗箱組合，構(gòu)建了全自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)支持-40℃至+85℃溫變測(cè)試，可模擬雨雪、霧霾等極端環(huán)境。在大眾ID.4雷達(dá)量產(chǎn)中，系統(tǒng)通過(guò)動(dòng)態(tài)目標(biāo)模擬驗(yàn)證雷達(dá)在80km/h跟車(chē)場(chǎng)景下的距離分辨率，將虛警率從0.3%降至0.05%。

華為60GHz+77GHz雙頻雷達(dá)測(cè)試

華為自主研發(fā)的毫米波雷達(dá)測(cè)試平臺(tái)，集成R&S的FSW信號(hào)分析儀與自定義算法庫(kù)，實(shí)現(xiàn)60GHz與77GHz雙頻段同步測(cè)試。在問(wèn)界M9雷達(dá)產(chǎn)線(xiàn)中，該平臺(tái)通過(guò)頻譜占用度分析，優(yōu)化雷達(dá)工作頻點(diǎn)，使多雷達(dá)共存時(shí)的干擾概率降低76%。

加特蘭ALPS SoC芯片測(cè)試

加特蘭采用R&S的CMP200無(wú)線(xiàn)通信測(cè)試儀，對(duì)ALPS系列芯片的CMOS工藝性能進(jìn)行驗(yàn)證。CMP200支持256QAM調(diào)制測(cè)試，可評(píng)估芯片在高速數(shù)據(jù)傳輸下的誤碼率。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，ALPS芯片在77GHz頻段下的EVM(誤差矢量幅度)僅為1.8%，優(yōu)于行業(yè)平均水平2.5%。

從硬件集成到AI賦能

隨著AI技術(shù)的滲透，雷達(dá)測(cè)試正從規(guī)則驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)。R&S與NOFFZ Technologies聯(lián)合開(kāi)發(fā)的AI校準(zhǔn)算法，可通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)自動(dòng)優(yōu)化測(cè)試參數(shù)。在奔馳S級(jí)雷達(dá)產(chǎn)線(xiàn)中，該算法將校準(zhǔn)時(shí)間從120秒/顆壓縮至45秒/顆，同時(shí)將測(cè)試數(shù)據(jù)量減少60%。

未來(lái)，太赫茲頻段(240GHz以上)雷達(dá)的量產(chǎn)測(cè)試將推動(dòng)技術(shù)進(jìn)一步升級(jí)。R&S已發(fā)布支持300GHz頻段的ZVA-Z300 VNA，其動(dòng)態(tài)范圍達(dá)120dB，可滿(mǎn)足下一代高分辨率雷達(dá)的測(cè)試需求。

結(jié)語(yǔ)

77GHz雷達(dá)的量產(chǎn)測(cè)試已從單一參數(shù)驗(yàn)證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)級(jí)效率優(yōu)化。通過(guò)VNA系統(tǒng)集成與高速并行測(cè)量技術(shù)的深度融合，測(cè)試設(shè)備供應(yīng)商正助力車(chē)企構(gòu)建“零缺陷”產(chǎn)線(xiàn)。數(shù)據(jù)顯示，采用R&S方案的雷達(dá)產(chǎn)線(xiàn)，綜合良率提升18%，單顆測(cè)試成本下降42%。隨著智能駕駛滲透率突破50%，這一技術(shù)范式將成為行業(yè)標(biāo)配，推動(dòng)毫米波雷達(dá)向更高集成度、更低成本的方向演進(jìn)。