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Radares en automóviles: cómo garantizar su rendimiento

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Debido al aumento del número de radares en automóviles y al papel que desempeñan en los sistemas avanzados de asistencia a la conducción (ADAS), es esencial disponer de un entorno que facilite un proceso de prueba repetible, rápido y simple.

A continuación, veremos cómo se puede utilizar un generador de ecos de radar para realizar pruebas de producción de fin de línea con la finalidad de garantizar la funcionalidad y la calidad de los sensores de radar en automóviles.

Radares en automóviles: cómo garantizar su rendimiento

Todavía nos queda mucho por hacer para fabricar y certificar vehículos completamente automatizados para usar en las vías públicas, porque la magnitud de los problemas que surgen con la creación de vehículos realmente seguros se ha hecho más evidente. A pesar de ello, se siguen adoptando sistemas avanzados de asistencia a la conducción (ADAS) como el sistema de aviso de cambio de carril, el control de crucero adaptativo y el sistema anticolisión. Cada vez se implementan más sistemas ADAS y con ello aumenta el número de sistemas de radares por vehículo para proporcionar un mejor conocimiento de la situación.

Estos sistemas de radares en automóviles miden la distancia, la velocidad radial y el tamaño de los objetos cerca de un vehículo a través de la evaluación del retardo del eco del radar, el desplazamiento de frecuencia Doppler y la amplitud. Evidentemente es muy importante que las mediciones se realicen de forma precisa y bajo las mismas condiciones. Los pequeños errores al medir las distancias pueden ser cruciales en un sistema de frenado de emergencia autónomo (AEBS), ya sea en el caso de una parada por seguridad o una colisión.

Los fabricantes de equipos originales (OEM) y sus asociados de sistemas tienen que asegurar que los módulos de radar se ajusten al funcionamiento de los vehículos de forma segura y constante, no solo al efectuarse la entrega, sino también durante muchos años de la vida útil del vehículo. El desafío es la evaluación de los parámetros clave del rendimiento del radar, como por ejemplo la precisión del efecto Doppler y de la distancia, pues requiere mucho tiempo y dinero. Y esto no es compatible con las necesidades de los entornos productivos, que requieren pruebas de fin de línea rápidas y simples para asegurar el control de calidad y la funcionalidad del radar antes de que un sistema pueda suministrarse al cliente.

De esta forma, las líneas de producción modernas, eficientes y versátiles necesitan sistemas que ocupen poco espacio y que ofrezcan alta fiabilidad, excelente repetibilidad de las pruebas, configuraciones de pruebas personalizables, manejo sencillo y máximo rendimiento.

Pruebas de producción bajo condiciones uniformes

generador de ecos de radar para automóviles AREG100A

La respuesta a este desafío es una solución como el generador de ecos de radar para automóviles AREG100A. Este equipo admite líneas de retardo fijo definido por el usuario para simular objetos artificiales en la banda ISM de 24 GHz y en la banda E de 77 GHz y 79 GHz definible por el usuario. En total, se pueden definir hasta cuatro distancias de objetos estáticos con una sección transversal de radar seleccionable junto con un desplazamiento de frecuencia controlable para simular la velocidad de un objeto.

Además, admite front-ends de RF para todas las bandas de radar comunes para automóviles (banda E y banda ISM de 24 GHz).

Por otro lado, el generador de ecos de radar funciona del siguiente modo: recibe una señal del radar sometido a prueba en la banda de frecuencias definida, la convierte a una frecuencia intermedia (FI) y, a continuación, introduce un retardo de tiempo fijo (para simular la distancia), el desplazamiento de frecuencia Doppler (para simular la velocidad radial) y la atenuación (para simular el tamaño del objeto). La señal de FI se convierte de nuevo a RF y se vuelve a transmitir al radar sometido a prueba, que la recibe, la procesa y, a continuación, informa de la distancia detectada, el desplazamiento de frecuencia Doppler y la sección transversal de radar del objeto artificial.

Normativas para los radares

Debido a la relevancia que presentan los sistemas ADAS para la seguridad (basados, entre otros, en sensores de radar de automóviles) han pasado a ser el foco de atención de las autoridades encargadas de los procesos de normalización.

La Directiva sobre los Equipos Radioeléctricos (RED) y las normas relacionadas se han convertido en ley en Europa. El generador de ecos AREG100A es el elemento central de un sistema para comprobar que los sensores de radar para automóviles cumplan la RED.

Tiene una salida de FI calibrada para probar la potencia isotrópica radiada equivalente (PIRE) del sensor del radar. La conexión de un sensor de potencia NRP8S a esta salida permite comprobar la conformidad PIRE del generador con las normas de compatibilidad electromagnética, como ETSI EN 301091-1 y ETSI EN 302264-1. Se puede utilizar un puerto de FI adicional en el generador de ecos de radar para conectar un analizador de señal y espectro (por ejemplo, el modelo FSW8) con la finalidad de llevar a cabo mediciones de espectro, como pruebas con máscaras para señales espurias.

También es posible conectar un generador vectorial o analógico, como el SMW200A en configuración de 6 GHz, al puerto de entrada de FI para superponer la señal que se desee sobre el eco con el fin de comprobar la inmunidad del radar frente a interferencias. La configuración de esta prueba se simplifica por el hecho de que la señal del eco de radar y la interferencia inyectada comparten el front-end en el AREG100A para la conversión ascendente a la banda de radar.

Con una configuración basada en este equipo, no se necesita ningún equipo complicado de T&M de ondas milimétricas, lo cual permite a los ingenieros centrarse completamente en la ejecución de las pruebas.

Entorno para las realizar las pruebas sin fallos

cámara anecoica ATS1500A

Es importante que los sistemas de radar se prueben en entornos con las mismas condiciones para que los resultados no puedan ser invalidados por las señales interferentes de otras fuentes o reflexiones imprevistas. Para solucionar este problema, Rohde & Schwarz ofrece la cámara anecoica ATS1500A, que proporciona un entorno repetible con apantallamiento de RF para llevar a cabo mediciones de campo lejano en sensores de radar para automóviles.

La combinación de esta cámara con un posicionador 2D preciso facilita las pruebas de cobertura de azimut y elevación de los sensores de radar para automóviles. Con el posicionador, también es posible medir con precisión el diagrama de antena del sensor de radar.

Para acelerar el desarrollo de los procedimientos de prueba utilizando esta mezcla de herramientas, y para automatizar las pruebas en la producción, el fabricante ofrece su software QuickStep, que también se puede utilizar para generar los informes respectivos. Este permite coordinar el generador AREG100A con otros equipos de T&M para obtener la funcionalidad definida por el usuario completamente automática y para evaluar la calidad de los sensores de radar para automóviles.

El resultado final de la integración de estas herramientas son pruebas rápidas, bajo las mismas condiciones y de alta calidad de la funcionalidad de los sistemas de radar de automóviles para que los OEM y sus clientes puedan confiar en que las prestaciones actuales de los ADAS y los futuros sistemas automatizados de vehículos funcionen de forma precisa, fiable y constante durante toda la vida útil del vehículo.

Para obtener más información, visite: https://www.rohde-schwarz.com/radar-target-simulation

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