【摘 要】
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车载雷达是智能交通系统中重要的安全保障。其中车载毫米波雷达依靠其带宽高、穿透能力强、测试距离远等优势成为智能交通系统驾驶辅助应用中不可或缺的技术。车载雷达模组在出厂前需要经受全面、系统的性能测试,而当前车载毫米波雷达测试场景的搭建存在着一些不足,本文主要针对这些不足开发了几款专用于车载雷达测试场景的人工电磁表面,为车载雷达测试技术的改进提供支持。针对车载雷达碰撞测试中模型车辆所加载的反射增强装置与
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车载雷达是智能交通系统中重要的安全保障。其中车载毫米波雷达依靠其带宽高、穿透能力强、测试距离远等优势成为智能交通系统驾驶辅助应用中不可或缺的技术。车载雷达模组在出厂前需要经受全面、系统的性能测试,而当前车载毫米波雷达测试场景的搭建存在着一些不足,本文主要针对这些不足开发了几款专用于车载雷达测试场景的人工电磁表面,为车载雷达测试技术的改进提供支持。针对车载雷达碰撞测试中模型车辆所加载的反射增强装置与模型车身共形性能差且不能很好地模拟真实车辆的雷达散射特性的问题,1)基于聚酰亚胺（PI）基片和带阻型频率选择表面设计出工作在24GHz和77GHz车载雷达频段且对入射波角度和极化极不敏感的单频和双频柔性强反射表面,用来有效模拟真实车辆金属车身部位对电磁波的反射特性。仿真结果表明所得单频强反射表面设计在10%以上相对带宽的工作频带内对全方位角和60°以内的俯仰角以及TE、TM两种极化的入射波都可实现90%以上的反射率;双频强反射表面设计在10%以上相对带宽的工作频带内对全方位角和30°以内的俯仰角以及TE、TM两种极化的入射波都可实现90%以上的反射率;2)基于PI基片和电阻性频率选择表面开发出工作在24GHz频段且对入射波角度和极化不敏感的柔性部分反射表面,用来有效模拟真实车辆的玻璃车窗部位对电磁波的部分反射特性。仿真结果表明所设计的部分反射表面在10%以上相对带宽的工作频带内对全方位角和30°以内的俯仰角以及TE、TM两种极化的入射波所表现出的反射系数与真实车窗玻璃相比偏差小于1.5dB。针对车载雷达射频性能封闭测试环境中吸收杂散雷达波的角锥吸波材料尺寸过大的问题,以电阻性方环和电阻性方贴片嵌套结构作为基本单元,设计出工作在24GHz和77GHz车载雷达频段且对入射波角度和极化不敏感的两款分别具有单方阻值和双方阻值的超薄双频电路模拟吸波表面,用来代替传统的角锥吸波材料。仿真结果表明,双方阻值吸波表面设计在两个工作频带内对全方位角和20°以内的俯仰角以及TE、TM两种极化的入射波都可实现对电磁波的有效吸收,而单方阻值吸波表面设计在两个工作频带内对全方位角和40°以内的俯仰角以及TE、TM两种极化的入射波都可实现对电磁波的有效吸收。以上各人工电磁表面设计的性能均通过实物加工与自由空间反射实验得到了进一步验证。本文设计的人工电磁表面具有体积小、重量轻、加工简便等特点,具备较好的工程应用价值。
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