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[导读]据一家名为Data Bridge Market Research的报告称,汽车智能天线的市场需求增长势头强劲,2020 年至 2027 年以 14.8% 的复合年增长率增长,预计到2027年市场规模将达到大概58亿多美元。

据一家名为Data Bridge Market Research的报告称,汽车智能天线的市场需求增长势头强劲,2020 年至 2027 年以 14.8% 的复合年增长率增长,预计到2027年市场规模将达到大概58亿多美元。这种需求来自智能互联的汽车普及,不仅给射频器件模组厂商带来了巨大的机遇,对于天线测试也提出了更高的要求。在天线测试领域的领先厂商MVG近日也召开了发布会,MVG的亚太区技术总监Mathieu Mercier为记者分享了汽车天线的发展趋势,重点介绍了其完整的汽车天线测试解决方案。

智能出行带来的汽车天线发展趋势

汽车已经成为了手机之外,人们生活的另一个重要的智慧终端。从新势力厂商、到大IT厂商、手机厂商纷纷发力造车,足可见其重要性。从MVG的洞察来看,汽车将成为无线技术的一个HUB。Mathieu Mercier给记者分享了汽车上天线的发展历史:早期的天线只有AM/FM天线,很多在外观上采用一种收缩的天线的样式;后来随着移动通信技术的发展,陆续出现了2G、3G之类的汽车天线,包括链接GNSS天线,这些天线大部分采用鲨鱼鳍的外观样式;而到现在,随着智能座舱、自动驾驶、V2V、V2X等趋势发展,天线的种类增多,除了上述的传统天线外,还新增了雷达测试天线、WiFi、蓝牙、NFC等等。目前一辆车上有多达20个天线在车体不同部位分布。

总结下来汽车天线的发展呈现了几个大的趋势:一是一辆车上的天线种类和数量越来越多,二是天线的集成度越来越高,三是安装位置和外形不再固定,车内车外,隐藏和外露的天线形式均有。因此对于汽车天线的测试也提出了更高的挑战。“汽车天线测试一个很重要的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。另一个难点在于通信协议在不断增加,不同的天线测试协议都会使天线测试需求变化,所以MVG很多工作都是基于这两部分在做。”Mathieu Mercier分享到,“汽车测试与天线测试相比测试时间更长、测试方法更复杂,这部分将来会是MVG主要业务的增长点,我们也非常看好汽车测试、天线测试领域。”

MVG亚太区技术总监Mathieu Mercier

汽车天线测试的方法与最优解

不少汽车天线的测试方法可以借鉴成熟的消费类电子终端上的测试经验,例如蓝牙、WiFi、NFC等。但由于天线在车体的分布的不同,仍然面临着不同的测试挑战。汽车雷达等新型的天线也要制定新的测试方案。据Mathieu Mercier分享,天线测试分为两种形式,一种是无源测试,即直接将汽车天线与线缆之间连接进行测试。这种测试方式虽然很简单,但是只能测试天线本身性能,并不能构建天线与收发信机之间的测试模式;所以另一种测试方式——OTA测试更为合理,这种测试方式会先将收发信机与天线相连,然后进行振兴天线工作状态的测试。

而现代汽车测试解决方案又分为近场和远场两种形式,远场测试是把待测物体和馈源距离做得足够远,采用一种直接的方式,这样测试结果就是实际得到的结果;近场测试是将天线放置在一个较小环境中测试,进行近场到远场数据的转化,同时获得远场测试结果。

MVG认为主要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。远场动辄几十上百公里的开阔环境并不是那么容易搭建,而且面对汽车天线复杂化的情况,愿简单的远场也无法满足其测试需求。相比另一种紧锁场的测试方式,需要被测物体进行3D方向旋转,而这对于汽车这种大型物体来讲过难度非常大,因此紧锁场会更适合卫星和基站天线等设备。综合多重因素来考虑,最为合适的汽车天线测试方式即球面近场的测试方案。

MVG汽车球面近场测试方案的优势

球面近场测试方案在具体的实施方向上也有所不同,而MVG的方案也融合了诸多从实际应用出发考量。MVG采用电子多探头拱门测试系统,从近到远,这些探头在测试时进行切换,完成无线测试功能,另外下图中也可以看到在地面的布设上,也有极大的差别。MVG的地面也采用了吸波海绵,中间的待测汽车测试时车体可以进行旋转。在测试的效率、精准度上都有明显的大幅提升。尤其是对于当前汽车上天线数量较多的情况下,多探头的拱门式测试方案更具备效率优势。另外还有一种近场测试方法,用的是单探头方式,在测试时摆臂会进行旋转,同时车体在底下进行旋转,完成近场测试。

通过在软件中加载不同的路面材质的模型进行仿真,就可以获得汽车在柏油、土地等不同材质地面上的不同天线测试结果。而传统的采用金属的地面,则不能如此灵活的获得多种不同路面状况下的天线测试结果。

目前MVG的主推汽车天线测试场型号为SG3000F,该系统已经在诸多大型车厂的汽车测试中获得良好的反馈。此外,MVG也在SG3000M可移动多探头拱门测试方案的基础上积极开发新型测试系统,增加一个超采样的功能,从物理上增加测试探头数量。

图:SG3000F拱门-莫仕美国&德国

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据Mathieu Mercier分享,MVG与3GPP5GAA均保持着密切的合作:在今年4月份发布的《5GAA VATM(车载天线测试方法)TR(技术报告)第一版》中涵盖的包括无源测试、有源OTA测试等,MVG也都有提出相应的提案。在中国本地化业务拓展方面,MVG在深圳也设有分公司和一些小型多探头测试系统的生产,预计未来将继续拓展更多本地化运作的可能。

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