Artículo de fondo escrito por la compañia Rohde & Schwarz sobre los nuevos Sistemas Avanzados de Asistencia a la Conducción (ADAS) y su implementación en el universo del automóvil.
En los últimos años, la tecnología de radar ha adquirido cada vez más importancia dentro de los vehículos.
Gracias a los esfuerzos del Programa Europeo de Evaluación de Automóviles Nuevos (Euro NCAP), los sistemas de asistencia como el frenado de emergencia autónomo (AEB) forman parte de las valoraciones de seguridad de vehículos.
Junto con el control de crucero adaptativo (ACC) y otras tecnologías, este sistema se basa en como mínimo un radar de largo alcance y utilizará otros radares de corto alcance.
Estos Sistemas Avanzados de Asistencia a la Conducción (ADAS, por sus siglas en inglés) se están abriendo camino también en los modelos de clase media y básicos, lo que significa que se necesitan soluciones de prueba económicas y completas que cubran desde la fase del diseño inicial en I+D hasta la fabricación.
Desde el laboratorio hasta el asfalto: un aliado de confianza como Rohde & Schwarz permite que los ingenieros y proveedores de la industria de la automoción puedan superar cualquier reto con soluciones de prueba y medida adaptadas a los sistemas ADAS basados en radares.
Trabajando desde el laboratorio
Dentro del entorno del laboratorio, los ingenieros de investigación y desarrollo en la automoción necesitan comprobar el rendimiento de todos los componentes que intervendrán en la solución de radar, así como el impacto potencial del envejecimiento y de temperaturas extremas a lo largo de la vida útil del vehículo.
El rendimiento de transmisión de los chipsets se puede verificar con un generador de señales, como el R&S SMA100B, que es usado como fuente de reloj de referencia de alta precisión con alta potencia de salida para el análisis de la calidad de la señal. El análisis de señales propiamente dicho se puede realizar con un analizador de señal y espectro FSW en el dominio frecuencial. El FSW ofrece una sensibilidad extraordinaria y muy bajo ruido de fase. Los sistemas de radar MiMo se pueden analizar con hasta 4 canales enganchados en fase del osciloscopio RTP en combinación con mezcladores de armónicos de alta precisión FS-Z90 en el dominio temporal.
Otro elemento crítico en el proceso de diseño son las características 3D de la antena. Para la caracterización se requiere generalmente una cámara anecoica con apantallamiento de RF y con un posicionador de eje dual de alta precisión capaz de replicar las condiciones de campo lejano en un formato compacto para el laboratorio, como el sistema ATS1500C. La dirección del haz del sistema de antenas se puede controlar a través de un posicionador 3D de alta precisión dentro de la cámara. Las ruedas de la cámara permiten desplazarla por el laboratorio con toda facilidad.
El rendimiento de recepción y la estabilidad del sistema de radar se pueden examinar utilizando un generador de ecos radar de automoción específico, como el AREG100A, en combinación con un generador de señales de radar como el SMW. El generador de ecos crea hasta cuatro objetos de radar reproducibles con alta precisión. El generador de señales puede añadir señales interferentes complejas reproducibles para pruebas de resistencia.
Incluso la solución de radar de mejor calidad dará resultados insatisfactorios si su radomo no está optimizado. El radomo se considera como uno de los componentes de RF y repercute en la precisión de la resolución angular. Pequeños errores pueden afectar a la calidad de detección de los objetos, lo cual influye a su vez en la función de ADAS relevante para la seguridad.
Seguridad en las pruebas
Los requisitos de seguridad son cada vez mayores y exigen un control de las características del material durante el desarrollo y en la producción. Para disimular los antiestéticos módulos de radar, los fabricantes de automóviles optan por integrarlos detrás del emblema del vehículo o dentro de elementos de plástico de la carrocería.
Estos dificultan todavía más su funcionamiento al tener superficies irregulares.
El comprobador de radomos para automoción QAR permite llevar a cabo medidas de alta resolución espacial para determinar la reflectividad y la atenuación de transmisión en radomos o parachoques. Esta tecnología exclusiva permite realizar análisis de material rápidos y fiables y facilita la optimización del diseño necesaria.
Pruebas reales para el funcionamiento correcto
Tras la fase de desarrollo, las soluciones de radar deben ser sometidas a pruebas en condiciones reales y a la certificación. Las pruebas en condiciones reales son un elemento esencial para detectar errores y problemas potenciales, pero resolverlos puede resultar sumamente difícil si no es posible reproducir la interferencia causante.
Los sistemas de grabación como el IQW se pueden emplear para guardar y reproducir datos en diferentes escenarios de RF con un ancho de banda de hasta 512 MHz. Junto con un generador vectorial de señales SMW y la opción Pulse Sequencer pueden generarse escenarios de interferencias a medida.
Normativas de cumplimiento obligatorias
También puede ser necesaria la certificación del cumplimiento de los estándares de ETSI para la directiva europea sobre los equipos radioeléctricos RED o las normas FCC estadounidenses, así como de los estándares ISO o el GB de China de compatibilidad electromagnética, u otros estándares nacionales.
Rohde & Schwarz ofrece apoyo profesional a la hora de determinar sus necesidades y de suministrar soluciones llave en mano que incluyen instrumentos de medida y cámaras anecoicas. Como aliado de confianza, le ayudamos a garantizar que su sistema cumpla con los estándares y las normas más actuales.
Los ingenieros de Rohde & Schwarz cuentan con una amplia experiencia en la instalación de sistemas compactos para test de inmunidad electromagnética (EMS) de componentes de vehículos según los estándares ISO relevantes. Los sistemas generan opcionalmente pulsos de radar de hasta 600 V/m tal y como exigen algunos fabricantes de vehículos. Para realizar ensayos de compatibilidad electromagnética, estos sistemas se pueden combinar con el AREG100A y la solución de generación de ecos e interferencias SMW, lo que permite verificar la resistencia durante el funcionamiento bajo tensión electromagnética.
Los radares tienen una importancia crítica para la seguridad del automóvil, por eso los sistemas son sometidos a pruebas exhaustivas durante la producción de los vehículos. Los módulos de radar se pueden probar al final de la línea de producción tanto para verificar su funcionamiento correcto según la especificación del fabricante, como para garantizar que la potencia de transmisión no exceda las especificaciones de ETSI EN301 091-1 o ETSI EN 302 264-1. El AREG100A junto con una cámara anecoica permiten realizar ensayos de fin de línea altamente reproducibles y precisos, así como la calibración en un entorno de producción automatizado. El concepto flexible y modular del AREG100A permite configurar hasta cuatro objetos a distancias fijas con sección equivalente de radar y desplazamiento Doppler ajustables.
El QAR de alta resolución mide la reflectividad y la capacidad de transmisión en un tiempo mínimo. Junto con el análisis automatizado de los resultados de medida, esta solución facilita un control de calidad rentable y próximo a la producción para radomos y parachoques. Además, la solución se puede utilizar para medir la precisión de montaje del radar en la línea de montaje de los vehículos del fabricante y garantizar que la calibración del radar se cumpla en el lapso determinado, y así obtener el máximo rendimiento de producción.
Los instrumentos son aptos para la aplicación en todas las fases. Este es un factor crítico que favorece la transferencia del conocimiento adquirido desde el departamento de I+D hasta la producción, mientras que las interfaces de control programables y el software pueden optimizarse para el tipo de usuario y el caso de aplicación.
Asimismo, los clientes también pueden beneficiarse de la amplia experiencia de Rohde & Schwarz en aplicaciones de alta frecuencia para el entorno de la automoción.
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