天线罩测量系统和方法

文档序号:590004 发布日期:2021-05-25 浏览:5次 >En<

阅读说明:本技术 天线罩测量系统和方法 (Antenna housing measuring system and method ) 是由 弗洛里安·法伊弗 于 2019-10-10 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种被配置为执行天线罩测量的天线罩测量系统。该系统可以包括至少一个发射天线、至少一个接收天线和测量装置;至少一个发射天线可被配置用于发出电磁波;至少一个接收天线可被配置用于接收电磁波;测量装置可被配置为测量所发射的电磁波和所接收的电磁波之间的至少一个差值,以用于推断可以定位在至少一个发射天线和至少一个接收天线之间的天线罩的特征。本发明还涉及一种使用天线罩测量系统来测量天线罩对穿过天线罩的电磁波的影响的方法,该方法包括:在至少一个发射天线和至少一个接收天线之间设置天线罩;触发至少一个发射天线以辐射电磁波;至少一个接收天线处接收所发射的电磁波;测量所发射的电磁波和所接收的电磁波之间的至少一个差值;以及基于所发射的电磁波和所接收的电磁波之间的至少一个差值来推断天线罩的特征。(The present invention relates to a radome measurement system configured to perform radome measurements. The system may include at least one transmit antenna, at least one receive antenna, and a measurement device; the at least one transmitting antenna may be configured to emit electromagnetic waves; the at least one receiving antenna may be configured for receiving electromagnetic waves; the measuring device may be configured to measure at least one difference between the transmitted electromagnetic waves and the received electromagnetic waves for inferring characteristics of a radome that may be positioned between the at least one transmitting antenna and the at least one receiving antenna. The invention also relates to a method of measuring the effect of a radome on an electromagnetic wave passing through the radome using a radome measurement system, the method comprising: disposing a radome between the at least one transmit antenna and the at least one receive antenna; triggering at least one transmitting antenna to radiate electromagnetic waves; receiving the transmitted electromagnetic waves at least one receiving antenna; measuring at least one difference between the transmitted electromagnetic wave and the received electromagnetic wave; and inferring a characteristic of the radome based on at least one difference between the transmitted electromagnetic wave and the received electromagnetic wave.)

天线罩测量系统和方法

技术领域

本发明总体上涉及用于测试天线罩的方法和系统。更具体地,提出了一种用于测量天线罩的介电特性的方法和系统。

背景技术

雷达是使用电磁波确定物体的范围、角度或速度的探测系统或传感器。雷达通常由辐射电磁波的发射单元或天线组成。发出的电磁波的频率或雷达的工作频率可以在电磁频谱的宽范围内,通常在频谱的无线电和微波部分内,并且取决于雷达的使用场景。雷达的工作频率越低,探测范围就越大,这是因为所发射的电磁波衰减或受外部因素(例如天气条件、雷达覆盖等)的影响较小。另一方面,高频由于波长更短而具有更好的探测精度和分辨率,但同时极易受到衰减的影响。

一项新兴技术是在汽车工业中使用雷达系统。更特别地,工作在例如20至130GHz,通常在70至90GHz之间的高频中的雷达可以提供非常高范围的分辨率和可达到的精度。此特征使此类雷达更适合用于泊车辅助、盲点监控、制动辅助系统等。但是,由于工作频率很高,因此此类雷达系统会遭受高信号衰减。

通常将雷达设置为在露天条件下工作。因此,雷达暴露于不同的天气条件、灰尘或其他外部颗粒以及可能损坏雷达和/或降低雷达的测量精度的力。在汽车中,出于审美原因,希望雷达被遮盖,以使其不可见。为了解决这个问题,在雷达周围实施天线罩,也称为雷达天线罩或雷达罩,从而保护了雷达免受外部因素的影响和/或使雷达不可见。

天线罩可能会对雷达的工作产生负面影响。由于天线罩材料的介电特性,天线罩可能会导致不想要的反射、衰减、波束偏转、波束展宽、旁瓣增加等。这些副作用可能会在雷达感测中引入误差。当雷达在高频下工作时,由天线罩引起的不想要的影响(尤其是衰减)会变得很明显。例如,通常在汽车工业中使用的在高频下工作的雷达极易受到天线罩引起的衰减和其他不想要的影响的影响。

因此,一方面,出于各种原因(例如,抵御天气条件或外部因素或力和/或改进车辆设计)的优势,用天线罩覆盖雷达传感器是有利的,而另一方面,天线罩引入许多不想要的影响(例如信号衰减),这可能会增加不准确性或降低雷达的探测或感测能力。

此外,在车辆中使用雷达系统,例如用于停车辅助、盲点监控、制动辅助等,容易受到法律标准设定的严格要求,从而可以确保交通参与者的最大安全性。这些标准或法规通常要求高探测精度。

解决该问题的一些尝试已经在现有技术中出现。它们主要基于雷达传感器的测量结果,其中雷达测试目标(通常是反射器)被定位在距雷达传感器一定距离的范围内,并在有或没有天线罩的情况下测量反射功率。两个功率值之间的差用于量化由天线罩引起的衰减。

例如,US 5,371,505A公开了一种用于确定天线罩的选定区域的信号传输特性的方法,该方法包括以下步骤:向所述天线罩的所述选定区域辐射测试信号,从预定的第一反射位置反射所述测试信号,在所述测试信号已经通过所述天线罩的所述选定区域之后,提供反射测试信号,接收所述反射测试信号,存储代表所述反射测试信号的数据,重复上述步骤,将所述预定的第一反射位置更改为预定的第二反射位置,并处理所存储的数据,以提供代表所述天线罩的所述选定区域的信号传输特性的数据。

US 3,936,736A公开了一种手持式通用天线罩测试仪,该手持式通用天线罩测试仪是用于定位天线罩壁内的不连续和杂质并确定天线罩外表面上抗静电涂料质量的仪器。它包括微波段和dc段,微波段以不连续/杂质模式工作以测量天线罩壁反射的能量;dc段以抗静电涂料测试仪模式工作以对兆欧/平方的电阻进行测量。该测试仪是电池供电的,使其成为完全便携式的设备。

如上所述,上述出版物基于经由反射测量的间接测量结果。但是,基于反射的天线罩介电性能的测量可能会引入测量误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于测量雷达系统中使用的天线罩的介电性能的更好的和/或替代的系统和方法。通过所提出的系统和方法实现的测量可以提供对由天线罩引起的预期的不想要的影响的更多见解,因此允许撤销或补偿这种影响。这可以提高雷达传感器的探测精度以及探测范围。

在第一实施例中,公开了一种天线罩测量系统。天线罩测量系统被配置为执行天线罩测量。

天线罩或雷达天线罩是围绕雷达传感器(或雷达)实施的结构性外壳,用于保护雷达。天线罩可以是防风雨的,因此可以保护雷达传感器不受湿度、温度、灰尘等的影响。在某些情况下,可以专门为保护雷达而建造天线罩,而在其他情况下,可以将雷达隐藏在结构后面,这样可以起到天线罩的作用。例如,在汽车或机器人中,出于审美原因或为了保护雷达,雷达可以隐藏在汽车或机器人的外壳内(例如,隐藏在汽车的保险杠后面)。外壳将充当天线罩,隐藏雷达传感器并保护其免受外部因素(例如天气)的影响。

但是,由于天线罩中断了雷达传感器发射和接收的信号的路径,因此天线罩可能会影响这些信号,因此可能会降低雷达感测的灵敏度和精度。例如,天线罩可能导致经过它的电磁波衰减、反射、折射、散射等。

因此,一方面,将天线罩用于保护雷达和/或出于审美原因可能是有利的,而另一方面,天线罩会干扰雷达的感测。本发明的第一实施例通过提供一种配置为执行天线罩测量的系统来解决这个问题。

天线罩测量可以包括测量天线罩、天线罩材料、天线罩样品的电磁、透射和/或反射性能。例如,在天线罩测量期间,可以测量和/或推断出天线罩对其所覆盖的天线(或雷达或传感器)造成的以下影响:穿过天线罩的电磁波的衰减,撞击天线罩的电磁波的反射,天线主波束的偏转,天线波束宽度的增加,天线旁瓣的延伸等。可替代地或附加地,在天线罩测量过程中,可以测量和/或计算和/或推断散射参数或S参数。

通过测量天线罩可能对穿过天线罩的电磁波产生的影响而获得的信息可用于补偿雷达感测期间天线罩的影响。因此,可以提高由天线罩覆盖的雷达的感测和精度。

此外,天线罩测量系统还可以提供一种测试天线罩是否满足预设要求的方式。例如,天线罩测量系统可以在一定的频率范围内测量由天线罩引起的信号衰减,并可以确定天线罩是否满足预设要求,预设要求说明天线罩可以对电磁波造成的最大容许衰减。

这在用于汽车的雷达,即汽车雷达上是特别有利的。一方面,汽车雷达在诸如70-90GHz的高频范围内工作。因此,天线罩在该高频信号中的影响可能很大。另一方面,有关当局可能对汽车雷达传感器应包括的精度提出严格要求,以确保交通参与者的安全。因此,测试天线罩及其效果可能有利于证明(或反驳)天线罩或雷达系统满足预设要求。

天线罩测量系统包括被配置为发出电磁波的至少一个发射天线和被配置为接收电磁波的至少一个接收天线。因此,测量信号或电磁波可以从至少一个发射天线发射到至少一个接收天线。另外,天线罩测量系统包括测量装置,该测量装置被配置为测量所发射的电磁波和所接收的电磁波之间的至少一个差值。如果将天线罩或天线罩样品定位在至少一个发射天线和至少一个接收天线之间,则使用所发射的电磁波和所接收的电磁波之间的至少一个差值来推断天线罩的特征。换句话说,如果由至少一个发射天线发出的电磁波在被至少一个接收天线接收之前穿过天线罩或天线罩样品,则所发射的电磁波和所接收的电磁波之间的至少一个差值用于推断天线罩的特征。天线罩的推断或推论出的特征可以包括天线罩可能引起的衰减、反射、折射、散射等的水平。天线罩的推断或推论出的特征还可以包括决定或确定天线罩是否满足有关该天线罩可能对雷达传感器的感测产生的影响的一个或更多个预设要求。天线罩的推断或推论出的特征也可以用于推断其中打算使用被测天线罩的雷达系统的精度或感测指示器。

在一些实施例中,由至少一个发射天线发射的电磁波可以穿过天线罩的至少一段或至少一部分。即,天线罩可以被定位在发射天线和接收天线之间,使得天线罩的表面之一可以面向至少一个发射天线。尽管在一些实施例中,天线罩的整个表面可以被由至少一个发射天线发出的电磁波穿过,但是在一些其他实施例中,天线罩的所述区域的仅一部分或一段可以被穿过或被选择为由至少一个发射天线发出的电磁波穿过。这样可以允许选择或针对天线罩的特定部分进行测试。也就是说,在某些情况下,天线罩可以包括较大的结构或可以是较大结构的一部分,而可以预期,只有天线罩(或较大结构)的特定部分才能被由天线罩所覆盖的雷达发射和/或接收的信号穿过。因此,代替测试整个天线罩(或较大结构),可以选择或针对可能对应于预期由天线罩所覆盖的雷达所发射和/或接收的信号所穿过的部分的一部分或一段来进行测试。

天线罩测量系统可以被配置为测量穿过天线罩的电磁波的衰减。替代地或附加地,天线罩测量系统可以被配置为测量由天线罩引起的电磁波的反射。替代地或附加地,天线罩测量系统可以被配置为测量发射器天线的主波束的偏转。替代地或附加地,天线罩测量系统可以被配置为测量发射天线的波束宽度的增加。替代地或附加地,天线罩测量系统可以被配置为测量发射天线的旁瓣的延伸。替代地或附加地,天线罩测量系统可以被配置为测量散射参数或S参数,散射参数或S参数描述了电磁波从至少一个发射天线通过被测天线罩到至少一个接收天线的传输。

该至少一个发射天线和该至少一个接收天线可以对准,使得至少一个发射天线(10T)的主瓣和所述至少一个接收天线的主瓣可以相交。当使用多个发射天线和多个接收天线时,可以一对一、一对多、多对一或多对多地进行对准,一对一对准中每个发射天线与一个接收天线对准,一对多对准中多个接收天线可以从相同的发射天线接收;多对一对准中一个接收天线可以从多个发射天线接收,多对多对准中任何发射天线均可以向任何接收天线发射。不同的对准配置可以提供执行天线罩测量的多种方式。例如,在一对一对准中,可以通过对准的发射和接收天线对来完成对天线罩的单次测量或多次独立测量,即,每个一对一的发射和接收天线对可以对天线罩的对应区域进行测量。

至少一个发射天线可以被配置为发出或辐射频率范围为20–130GHz,优选为70–90GHz的电磁波。

至少一个接收天线可以被配置为接收频率范围为20–130GHz,优选为70–90GHz的电磁波。

优选地,至少一个发射天线和至少一个接收天线可以被配置为在相同的频率范围上工作。这可以允许从至少一个发射天线发射的信号被至少一个接收天线接收。更优选地,对准的发射和接收天线对可以被配置为在相同的频率范围上工作。即,不同的对准的对可以在不同的频率范围上工作,而对准的对内的天线以相同的频率工作。这可以允许针对测量信号的不同频率范围同时进行多个天线罩测量。

此外,20-130GHz之间的频率范围,优选70-90GHz之间的频率范围可能是有利的,因为它与雷达(尤其是汽车雷达)使用的工作频率范围相匹配。因此,可以测试天线罩对汽车雷达的影响。

在一些实施例中,天线罩可以被定位在天线之间,使得天线罩可以偏离在至少一个发射天线与天线罩之间和/或在至少一个接收天线与天线罩之间产生的反射。以倾斜(即不与信号传输路径或发射天线的视轴正交)的方式定位天线罩可能是有利的。天线罩的倾斜角可以为20°至160°。天线罩的倾斜度可以通过根据水平和/或垂直旋转轴旋转天线罩而产生,(在顺时针和逆时针方向两者上的)旋转角优选达到70°。在这种情况下,水平和垂直方向被定义为由天线观察到的。例如,平行于发射天线的视轴的轴线既不是垂直的也不是水平的。根据上下方向,与发射天线的视轴正交的轴线表示垂直轴。类似地,根据左右方向,与发射天线的视轴正交的轴线表示水平轴。注意,轴的上限(和旋转方向)仅用于说明目的,并不严格。

在一些实施例中,可以以与从发射天线发射并由接收天线接收的频率范围相同的频率范围,将接收信号提供给测量装置,即,将RF信号直接分配给测量装置。在这样的实施例中,测量装置可以通过相应的连接器直接连接到至少一个发射天线和至少一个接收天线,并且其中连接器可以包括电导体(例如同轴电缆)和/或波导。

在另一实施例中,可以使用至少一个变频器。更特别地,可以在测量装置和至少一个发射天线之间使用上变频器,并且可以在至少一个接收天线和测量装置之间使用下变频器。因此,该测量装置可以在例如1–6GHz的中频(IF)或(例如0–3GHz的)基频下工作,而天线可以以更高的频率(例如,例如70–90GHz的RF范围)发射和/或接收RF信号。这是有利的,因为测量装置可以被配置为在一定的低频范围(例如,IF范围或基频)下工作,而与在发射天线和接收天线之间发射的信号的RF范围无关。

在一些实施例中,天线罩测量系统还可包括定位在至少一个发射天线与天线罩之间(即在发射侧)的至少一个反射器。替代地或附加地,天线罩测量系统可以包括定位在天线罩和至少一个接收天线之间的至少一个反射器。反射器可以被配置为使可能在至少一个发射天线与天线罩之间和/或在至少一个接收天线与天线罩之间产生的反射偏离。因此,以倾斜(即,不与信号传输路径或发射天线的视轴正交)的方式定位至少一个反射器可能是有利的。至少一个反射器的倾斜角可以在30°至80°之间或在100°至150°之间。反射器的倾斜度可以通过根据水平旋转轴和/或垂直旋转轴旋转反射器来产生,其中(在顺时针和逆时针方向两者上的)旋转角优选地在10°至60°之间。在这种情况下,水平和垂直方向被定义为由天线观察到的。例如,平行于发射天线的视轴的轴线既不是垂直的也不是水平的。根据上下方向,与发射天线的视轴正交的轴线表示垂直轴。类似地,根据左右方向,与发射天线的视轴正交的轴线表示水平轴。注意,轴的上限(和旋转方向)仅用于说明目的,并不严格。

在一些实施例中,至少一个发射天线可以被安装在至少一个发射器支架上,并且至少一个接收天线可以被安装在至少一个接收器支架上,其中发射器支架和接收器支架可以被配置用于安装和支撑至少一个天线。天线支架可以是有利的,因为它们可以允许在至少一个发射天线和至少一个接收天线之间对准,使得由至少一个发射天线发出的信号可以被至少一个接收天线接收。天线支架还有助于在天线罩测量期间以稳定的方式支撑天线。

在一些实施例中,天线罩测量系统可以进一步包括夹具结构,该夹具结构包括夹具的发射器支架、夹具的接收器支架和基座;夹具的发射器支架被配置用于安装至少一个发射天线;夹具的接收器支架被配置用于安装至少一个接收器天线;夹具的发射器支架和夹具的接收器支架被附接至基座,使得可以形成夹具的基本上U形的结构。夹具结构可以为至少一个发射天线和至少一个接收天线提供支撑,并且可以促进将至少一个发射天线和至少一个接收天线彼此面对地定位。另外,至少在天线罩测量期间,夹具结构,特别是基架,可以有助于保持至少一个发射天线与至少一个接收天线之间的距离恒定。另外,夹具结构可以是有利的,因为它可以允许改变至少一个发射天线和至少一个接收天线的位置,而无需改变它们之间的相对位置。因此,可以在不改变天线之间的对准的情况下运输天线。

在其中可以设置发射器支架和接收器支架的天线罩测量系统的一些实施例中,可以通过将发射器支架和接收器支架附接在基架的相对侧上来形成夹具结构。在这样的实施例中,夹具结构可以更灵活。例如,基架可以包括用于天线支架的多个固定点,因此允许在至少一个发射天线和至少一个接收天线之间的不同配置或对准。

在一些其他实施例中,夹具结构可以形成为单个零件,即,无需将较小的零件安装或组装或附接在一起。在这样的实施例中,夹具结构可以更稳定或更耐外力。

在其中设置了至少一个反射器的雷达罩测量系统的一些实施例中,该至少一个反射器可以被附接到夹具结构。这是有利的,因为可以在不改变天线和反射器之间的相对位置的情况下移动天线和反射器。

天线罩测量系统可以进一步包括至少一个定位设备,该至少一个定位设备可以被配置为移动至少一个发射天线和至少一个接收天线。该至少一个定位设备可以被配置为独立地移动至少一个发射天线和至少一个接收天线。因此,通过至少一个定位设备独立地移动天线,可以在至少一个发射天线和至少一个接收天线之间呈现不同的对准。定位设备可以可替代地或附加地被配置为一起移动至少一个发射天线和至少一个接收天线,使得天线之间的相对位置不变。例如,至少一个发射天线和至少一个接收天线可以被安装在夹具结构上,并且夹具结构可以被安装在定位设备上,其中定位设备可以被配置为移动夹具结构。此外,定位设备可以被配置为将天线定位在天线罩的不同部分或段上。因此,可以测量天线罩的多个部分或段。

天线罩测量系统还可以包括多个定位设备,其中定位设备中的每一个都可以被配置为支撑和运输对应的发射天线和接收天线。因此,可以在天线罩的不同部分上同时测量天线罩。

在一些实施例中,定位设备可以是机械臂。机械臂可以包括机械臂基座,该机械臂基座可以被配置为支撑机械臂,即,保持机械臂稳定并处于站立位置。机械臂还可包括第一延长构件和第二延长构件。第一延长构件可以在其一端上附接有机械臂基座,而在其另一端上附接有第二延长构件。第二延长构件可以在其一端上附接有第一延长构件,而在其另一端上附接有至少一个接收天线和至少一个发射天线。替代地或附加地,第二延长构件可以附接有至少一个发射天线和至少一个接收天线的相应安装结构,例如天线支架或夹具结构。

机械臂可以被配置为允许机械臂基座与第一延长构件之间的相对运动或使得机械臂基座与第一延长构件之间的相对运动成为可能。替代地或附加地,机械臂可以被配置为允许第一延长构件和第二延长构件之间的相对运动或使得第一延长构件和第二延长构件之间的相对运动成为可能。

在一些实施例中,其中至少一个发射天线和至少一个接收天线可以被安装在夹具结构上,并且夹具结构可以被安装在定位设备上,夹具结构和定位设备之间的接头可以被配置为提供夹具结构的旋转。这可以允许调节测量信号在天线罩表面上的入射角,而与天线罩的位置无关。因此,在进行天线罩测量时,还可以考虑测量信号在天线罩表面上的入射角。

通常,定位设备可以包括任何自由度。这可以允许获得至少一个发射天线和至少一个接收天线之间的多个相对位置。因此,可以测量天线罩的不同部分或段。

在一些实施例中,天线罩测量系统可以包括可以被配置为移动天线罩的天线罩操纵设备。即,天线罩操纵设备可以被配置为抓握并支撑天线罩的重量。此外,天线罩操纵设备可以被配置为移动或运输天线罩。例如,天线罩操纵设备可以被配置为从存储位置抓握天线罩并运输天线罩,直到天线罩的一部分或一段或全部可以被定位在至少一个发射天线和至少一个接收天线之间。在执行天线罩测量之后,天线罩操纵设备可以将天线罩从定位在测量天线之间移开,并将天线罩运输到其他(或初始)存储位置(或在天线罩操纵设备可到达的范围内的任何其他位置)。另外,在天线罩测量期间,可以将天线罩操纵设备配置为(例如以之字形图案)移动天线罩,使得可以通过测量天线来扫描和测量天线罩的一段、一部分或全部。

至少一个发射天线和至少一个接收天线之间的距离可以在10到100厘米之间。应注意,至少一个发射天线和至少一个接收天线之间的距离越小,对反射进行补偿越难(例如,使用时间选通,请参见下文),因为(从发射天线到接收天线的)直接路径和(跟随有反射的)非直接路径之间的时间差很小,因此很难测量。简而言之,如果天线之间的距离很小,则直接路径波和反射几乎同时到达接收器天线,这使得分离或区分它们变得更加困难。另一方面,如果至少一个发射天线和至少一个接收天线之间的距离较大,则当到达天线罩和接收器天线时,至少一个发射天线的波束可能太宽。这可能会增加天线罩的边缘和/或接收天线衍射由至少一个发射天线发射的电磁波的可能性。这些衍射会干扰测量信号并可能影响测量结果。通常,至少一个发射天线和至少一个接收天线之间的10–100厘米之间的距离可有助于避免这种影响。

在一些实施例中,至少一个发射天线和至少一个接收天线可以是收发器天线,即,可以被配置用于信号发射和接收两者。这可以允许在两个方向上执行天线罩测量。

天线罩测量系统可以包括1至100个发射天线和1至100个接收天线。天线数量的增加可允许同时测量天线罩的更多测量点(或段)–因此,可以更快地执行天线罩测量。但是,天线数量的增加可能会增加天线罩测量系统的复杂性,尤其是天线罩测量系统的测量装置的复杂性,其中可能需要更多的计算功率。

如在先前的实施例中所讨论的,至少一个发射天线和至少一个接收天线可以被对准,使得至少一个发射天线的主瓣和至少一个接收天线的主瓣可以相交。例如,如果发射天线的视轴与接收天线的视轴重合,则可以实现完美的接收。然而,可以容忍发射天线和接收天线之间的未对准。天线的中心可以以0.05mm,优选0.1mm,甚至更优选1mm的可容许最大距离未对准。

在另一个实施例中,天线罩测量系统可以包括被配置为支撑和操纵至少一个发射天线的第一机械臂和被配置为支撑和操纵至少一个接收天线的第二机械臂。在这样的实施例中,可以通过第一机械臂和第二机械臂之间的校准步骤来促进至少一个发射天线和至少一个接收天线之间的对准。

在第二实施例中,公开了一种使用根据前述系统实施例中的任一个的天线罩测量系统来测量天线罩对穿过天线罩的电磁波的影响的方法。

该方法包括:在至少一个发射天线和至少一个接收天线之间设置天线罩。因此,可以对定位在至少一个发射天线和至少一个接收天线之间的天线罩进行测量。类似地,天线罩样品可以被定位在至少一个发射天线和至少一个接收天线之间,并且可以用于测量天线罩。

该方法还包括:触发至少一个发射天线以辐射电磁波,并通过至少一个接收天线接收所发射的电磁波。即,可以从至少一个发射天线发射测量信号,并且可以由至少一个接收天线接收测量信号。因此,测量信号可以穿过设置在至少一个发射天线和至少一个接收天线之间的(一个或更多个)介质。因此,由于可以在至少一个发射天线和至少一个接收天线之间设置天线罩,因此测量信号可以在被至少一个接收天线接收之前穿过天线罩。

另外,该方法包括:测量所发射的电磁波与所接收的电磁波之间的至少一个差值。即,可以将由至少一个发射天线发射的电磁波与由接收天线接收的对应的电磁波进行比较。可以测量电磁波的至少一个特征(例如信号功率)的变化。换句话说,如上所述,测量信号可以穿过设置在至少一个发射天线和至少一个接收天线之间的(一个或更多个)介质,(一个或更多个)介质包括天线罩(或天线罩样品)。天线罩(和/或天线之间的其他介质)会影响(例如衰减、偏转)穿过天线罩的信号。因此,可以在从至少一个发射天线到至少一个接收天线的传输期间改变测量信号。例如,可以通过比较所发射的电磁波的特征(例如信号功率)与所接收的电磁波的特征来测量该差值。

此外,该方法包括:基于所发射的电磁波与所接收的电磁波之间的至少一个差值来推断天线罩的特征。天线罩的推断或推论出的特征可以包括天线罩可能引起的衰减、反射、折射、散射等的水平。天线罩的推断或推论出的特征还可以包括决定或确定天线罩是否满足关于天线罩可能对雷达传感器的感测产生的影响的一个或更多个预设要求。天线罩的推断或推论出的特征也可以用于推断其中打算使用被测天线罩的雷达系统的精度或感测指示器。

在一些实施例中,该方法可以包括:执行对空测量结果的参考。对空测量结果的参考可以包括:在至少一个发射天线和至少一个接收天线之间未设置天线罩的情况下进行测量。也就是说,在至少一个发射天线与至少一个接收天线之间未设置天线罩的情况下,可以触发至少一个发射天线以辐射电磁波,该电磁波可以被至少一个接收天线接收。这意味着测量信号在到达至少一个接收天线之前不会穿过天线罩。此外,在所发射的电磁波和所接收的电磁波之间测量至少一个差值。对空测量结果的参考可能是有利的,因为可以推断出发射天线和接收天线之间的介质(无天线罩情况下)的特征。介质的特征或测量结果可以用来补偿在天线罩测量期间介质对天线罩测量信号的影响。因此,可以仅考虑天线罩对(从至少一个发射天线发射到至少一个接收天线的传输)测量信号的影响。

换句话说,天线罩测量的过程基于测量至少一个发射天线和至少一个接收天线之间的介质的影响。测量信号可能会受到其穿过的介质中的每一种的影响,并且至少一个发射天线和至少一个接收天线之间的介质可以包括天线罩、空气、反射器(例如,参见包括反射器的天线罩测量系统实施例)等。然而,仅天线罩对测量信号的影响可以被有利地测量以推断天线罩的特征。因此,以空测量结果为参考,可以允许测量在没有天线罩的情况下在至少一个发射天线与至少一个接收天线之间的所有其他介质的影响。因此,当执行天线罩的测量时,可以补偿其他介质的影响。

以类似的方式,以空测量结果为参考可以允许进一步的补偿误差。例如,发射天线与接收天线之间的未对准可能会导致所发射的电磁波与所接收的电磁波之间的额外差值。由天线之间的未对准引起的对测量信号的进一步影响可以在参考空测量结果期间进行测量,因此可以在执行天线罩测量时得到补偿。

以空测量结果为参考可以允许补偿由温度变化引起的测量误差。环境温度的变化会导致天线罩测量系统部件的变化。这可能会影响系统部件的工作,例如,变频器(如果设置了的话)的转换增益会随温度变化。此外,当温度变化时,发射天线和接收天线之间的介质的传播性能也会发生变化。上述影响(以及可能由环境温度变化引起的其他影响)可以通过参考空测量结果来补偿。

此外,由于例如温度、湿度、灰尘等的变化导致天线之间的(一个或更多个)介质改变,在天线罩测量之前不久(例如1到10秒)执行对空测量结果的参考可能是有利的。通常,外部因素对测量信号的影响(例如,除天线罩以外的其他介质的影响、天线的未对准等)越新,天线罩测量的结果越准确。

在一些实施例中,该方法可以包括:在推断天线罩的特征之前,执行至少一次(例如1至100次)天线罩测量。也就是说,触发至少一个发射天线以辐射电磁波,通过所述至少一个接收天线接收所发射的电磁波以及测量所发射的电磁波与所接收的电磁波之间的至少一个差值的步骤可以被重复多次。在步骤的至少一次重复期间测量的在所发射的电磁波和所接收的电磁波之间的至少一个差值可以被认为是用于推断天线罩的特征。简而言之,可以执行多次天线罩测量,并且可以考虑使用这些测量结果中的至少一个来推断天线罩的特征。

在一些实施例中,该方法可以进一步包括改变天线罩和至少一个发射天线之间的相对位置的步骤。这可以通过移动天线罩或至少一个发射天线或两者的组合来实现。此步骤可以允许对天线罩的不同段或不同部分进行测量或测试。在上文中,仅讨论了在天线罩和至少一个发射天线之间的相对位置。然而,与改变天线罩和至少一个发射天线之间的相对位置类似或因此,可以改变天线罩和至少一个接收天线之间的相对位置。

在一些实施例中,该方法包括:执行天线罩测量,以及在推断天线罩的特征之前至少一次(例如1至100次)改变天线罩与至少一个发射天线之间的相对位置的步骤。即,测量天线罩的多个部分或多个段,并且基于测量结果中的至少一个,可以推断出天线罩的特征。天线罩和/或至少一个发射天线的平移运动可以允许对天线罩进行扫描,其中可以测量天线罩的区域,即在不同的测量点对天线罩进行测试。替代地或附加地,天线罩和/或至少一个发射天线的旋转运动可以允许对由至少一个发射天线发出的测量信号的不同入射角执行天线罩测量。

虽然在以上实施例中,在不同的测量点上执行多次天线罩测量之后推断出天线罩特征,但是在一些其他实施例中,可以执行多次天线罩测量,其中在每次天线罩测量之后都可以推断出天线罩的特征,并且其中在每次推断出天线罩特征后,天线罩与至少一个发射天线之间的相对位置发生改变。换句话说,在进行天线罩测量之后,可以推断出天线罩的特征,然后可以改变天线罩和天线之间的相对位置,并可以针对天线罩和天线之间的其他位置重复该过程。

在一些实施例中,该方法可以进一步包括:在测量所发射的电磁波和所接收的电磁波之间的至少一个差值的步骤之前,执行时间选通,使得在测量所发射的电磁波和所接收的电磁波之间的至少一个差值的同时,可以最小化所考虑的接收信号的干扰。更特别地,在至少一个接收天线处的接收信号可以包括直接从至少一个发射天线传输到至少一个接收天线的测量信号以及由测量信号穿过或撞击的天线罩表面和/或天线和/或其他结构产生的测量信号的反射。随着沿着比直接传输更长的路径的反射,反射在直接传输之后以一定的延迟到达至少一个接收天线。因此,可以预期,沿直接路径(即,没有反射)的测量信号和沿较长路径的反射在时间上是分开的。时间选通技术可以允许仅考虑没有反射的接收信号,以测量所发射的电磁波与所接收的电磁波之间的至少一个差值。

在一些实施例中,可以使用门(例如电子开关)实现反射与测量信号的分离,该门可以在信号从直接路径到达至少一个接收天线的间隔期间被激活(即允许通过),直到第一反射到达接收天线。因此,当反射到达接收器时,门可以位于打开位置,因此不允许由在接收天线处的反射所产生的信号通过。因此,仅考虑测量信号进行测量。

替代地或附加地,可以测量整个接收信号(包括反射)。结果,可以测量或观察多个峰值(或局部最大值),其中峰值中的一个对应于直接路径信号(即最短路径信号),而其他峰值则对应于反射、衍射和/或噪声。基于直接路径比反射路径短的基本原理,具有最短路径(即较早到达)的接收信号对应于直接路径信号。因此,通过仅考虑具有最短路径的峰值(例如,高于预定阈值的第一测量峰值),可以仅考虑直接路径信号,并且可以避免来自反射的影响。但是,这可能需要在测量接收信号时使用合适的测量带宽。即,如果选择小的测量带宽,则可能难以区分直接路径信号和反射。因此,峰值功率的测量值会受到反射的影响。另一方面,如果测量带宽较高,则可以预期反射和直接路径信号之间的更好的分离,这可以使得最大接收功率和直接路径信号的功率之间更准确的匹配。

如以上段落中所讨论的,使用高测量带宽来执行时间选通测量可能是有利的。然而,在时间选通测量期间,如上所述,在测量带宽上对测量结果进行平均。在某些情况下,此效果可能不是有利的,因为在(将被天线罩覆盖的)雷达的工作频率范围中执行测量可能是优选的。

在上文中,仅讨论了将直接路径信号与反射分离的一些示例性方法(时间选通和电子开关)。通常,在不改变本发明的核心的情况下,也可以使用其他方法。

在第三实施例中,公开了使用根据前述系统实施例中的任何一个的系统和根据前述方法实施例中的任何一个的方法来测量雷达罩对穿过雷达罩的电磁波的影响,其中,雷达罩旨在覆盖至少一个雷达。

在第四实施例中,公开了使用根据前述系统实施例中的任何一个的系统和根据前述方法实施例中的任何一个的方法来测量雷达罩对穿过雷达罩的电磁波的影响,其中,雷达罩旨在覆盖车辆中使用的至少一个雷达。

在第五实施例中,公开了在生产雷达罩或包括雷达罩的系统期间,使用根据前述系统实施例中的任何一个的系统和根据前述方法实施例中的任何一个的方法。

在第六实施例中,公开了一种生产系统,其包括根据以上讨论的任何天线罩测量系统实施例的天线罩测量系统。该生产系统可以是制造系统、生产线和/或组装系统,并且可以在生产阶段之一中包括天线罩测量系统。生产系统可以被配置用于生产天线罩和/或包括至少一个天线罩的产品并且用于测试天线罩(即,进行天线罩测量)。

在一些实施例中,生产系统可以被配置为制造天线罩并使用天线罩测量系统测试所生产的天线罩中的至少一个。即,该生产系统可以生产或制造至少一个天线罩,并且可以使用天线罩测量系统来测量该天线罩对穿过该天线罩的电磁波的影响。

在一些实施例中,其中生产系统可以被配置为生产车辆,并且其中所生产的车辆中的至少一个可以包括雷达罩,并且可以使用天线罩测量系统来测试雷达罩。例如,在车辆中,将雷达隐藏或定位在车辆结构(例如汽车的保险杠、标志等)的后面可能是有利的或所希望的。知道雷达罩(例如,保险杠、标志)可能对由被覆盖的雷达所发射和/或接收的信号的影响,可以提高雷达的精度。因此,生产系统可以使用天线罩测量系统来测量汽车雷达罩(例如,保险杠、标志)对由被覆盖的雷达所发射和接收的信号的影响。

在生产系统的一些实施例中,天线罩测量系统可以使用根据上述方法实施例的方法来测试(或测量)天线罩。

在一些实施例中,天线罩测量系统可以用于研究和开发目的。例如,用于测试实施雷达罩的新材料、结构和/或形状。在这样的实施例中,天线罩测量系统允许在开发期间测试天线罩(或旨在用作雷达罩的其他结构)。

在一些实施例中,天线罩测量系统也可以用于天线罩检验目的。就是说,天线罩测量系统可以(例如由相应的机构)用于测试或检查天线罩(或用作雷达罩的其他结构)是否满足特定要求(例如天线罩引起的雷达信号衰减量)。

在一些实施例中,天线罩测量系统可以用在维修天线罩和/或用作天线罩的结构的修理厂中。修理或更换损坏的天线罩后,测试修理好的或新的天线罩并测量其对雷达信号的影响可能是有利的。

本发明还涉及以下被编号的实施例。

被编号的实施例

下面,将讨论系统实施例。这些实施例以字母“S”后跟数字缩写。在本文中只要提及“系统实施例”,就意味着这些实施例。

S1.一种被配置为执行天线罩测量的天线罩测量系统,包括:

-至少一个发射天线(10T),至少一个发射天线(10T)被配置用于发出电磁波;以及

-至少一个接收天线(10R),至少一个接收天线(10R)被配置用于接收电磁波;以及

-测量装置(14),测量装置(14)被配置为测量所发射的电磁波和所接收的电磁波之间的至少一个差值,以推断定位在至少一个发射天线(10T)和至少一个接收天线(10R)之间的天线罩(15)的特征。

S2.根据前述实施例的天线罩测量系统,其中,由所述至少一个发射天线(10T)发射的电磁波穿过天线罩(15)的至少一段。

S3.根据前述实施例中任一个的天线罩测量系统,其中,该系统被配置为测量以下各项中的至少一个:

-穿过天线罩(15)的电磁波的衰减,

-由天线罩(15)引起的电磁波的反射,

-发射器天线(10T)的主波束的偏转,

-发射天线(10T)的增加的波束宽度,

-发射天线(10T)的旁瓣的延伸,

-电磁波从发射天线(10T)到接收器天线(10R)的传输的散射参数或S参数。

S4.根据前述实施例中任一个的天线罩测量系统,其中,至少一个发射天线(10T)和至少一个接收天线(10R)对准,使得至少一个发射天线(10T)的主瓣与至少一个接收天线(10R)的主瓣相交。

S5.根据前述实施例中任一个的天线罩测量系统,其中,发射天线(10T)被配置为发出或辐射具有特定频率的电磁波,特定频率诸如至少20GHz并且至多130GHz,优选地,至少70GHz且至多90GHz。

S6.根据前述实施例中任一个的天线罩测量系统,其中,接收天线(10T)被配置为接收具有特定频率的电磁波,特定频率诸如至少20GHz并且至多130GHz,优选地,至少70GHz且至多90GHz。

S7.根据前述实施例中任一个的天线罩测量系统,其中,由所述发射天线(10T)发射的电磁波的入射角在20°至160°之间,例如90°。

S8.根据前述实施例中任一个的天线罩测量系统,其中,测量装置(14)通过相应的连接器(142)连接到至少一个发射天线(10T)和至少一个接收天线(10R),其中连接器(142)包括以下各项中的至少一个:

-电导体;

-波导。

S9.根据前述实施例中任一个的天线罩测量系统,其中,天线罩测量系统包括至少一个变频器,例如:

-在测量装置和发射天线之间的至少一个上变频器,至少一个上变频器被配置为在将来自测量装置的信号提供给至少一个发射天线之前,将该信号变换到更高的频带,以及

-在测量装置和至少一个接收天线之间的至少一个下变频器,至少一个下变频器被配置为在将从接收天线接收的信号提供给测量装置之前,将该信号变换到较低的频带。

S10.根据前述实施例中任一个的天线罩测量系统,其中该系统可以包括至少一个反射器(18),并且其中该至少一个反射器可以定位在以下各项之间:

发射天线(10T)与天线罩(15);

和/或

接收天线(10R)与天线罩(15)。

S11.根据前述实施例的天线罩测量系统,其中,至少一个反射器(18)以30°至80°之间或100°至150°之间的倾斜角倾斜放置。

S12.根据前述系统实施例中的任一个的天线罩测量系统,其中,至少一个发射天线(10T)被安装在至少一个发射器支架(11T)上,并且至少一个接收天线(10R)被安装在至少一个接收器支架(11R)上,其中,发射器支架(11T)和接收器支架(11R)被配置为安装和支撑至少一个天线(10)。

S13.根据前述实施例中任一个的天线罩测量系统,还包括夹具结构(20),该夹具结构(20)包括:

-夹具的发射器支架(24T),夹具的发射器支架(24T)被配置用于安装至少一个发射天线(10T),以及

-夹具的接收器支架(24R),夹具的接收器支架(24R)被配置用于安装至少一个接收器天线(10R),以及

-基架(22),夹具的发射器支架(24T)和夹具的接收器支架(24R)被附接到基架(22),从而形成夹具(20)的大致U形结构。

S14.根据前述两个实施例的天线罩测量系统,其中,通过将发射器支架(11T)和接收器支架(11R)附接到基架(22)来形成夹具结构(20)。

S15.根据前述两个实施例中任一个的天线罩测量系统,其中,夹具结构(20)形成为单个零件,即,没有将较小的零件安装或组装或附接在一起。

S16.根据前述三个实施例中的任一个并且具有实施例S10的特征的天线罩测量系统,其中,至少一个反射器(18)被附接到夹具结构(20)。

S17.根据前述实施例中任一个的天线罩测量系统,还包括至少一个定位设备(30),所述定位设备(30)被配置为移动至少一个发射天线(10T)和至少一个接收天线(10R)。

S18.根据前述实施例并且具有实施例S13的特征的天线罩测量系统,其中,夹具结构(20)被附接到定位设备(30),并且定位设备(30)能够移动夹具结构(20)。

S19.根据前述两个实施例中任一个的天线罩测量系统,其中,定位设备(30)是机械臂(30),机械臂(30)包括:

-机械臂基座(31),机械臂基座(31)被配置为支撑机械臂(30),以及

-第一延长构件(32),第一延长构件(32)在其一端上附接有机械臂基座(31),在另一端上附接有第二延长构件(34),以及

-其中第二延长构件(34)可被配置为支撑至少一个发射天线(10T)和至少一个接收天线(10R)和/或至少一个发射天线(10T)与至少一个接收天线(10R)的相应安装结构。

S20.根据前述实施例的天线罩测量系统,其中,机械臂(30)被配置为允许以下各项中的至少一项:

-机械臂基座(31)和第一延长构件(32)之间的相对运动,

-第一延长构件(32)和第二延长构件(34)之间的相对运动。

S21.根据四个前述实施例中的任一个并且具有实施例S18的特征的天线罩测量系统,其中,夹具结构(20)和定位设备(30)之间的接头被配置为提供夹具结构(20)的旋转。

S22.根据前述实施例中任一个的天线罩测量系统,其中,该系统还包括天线罩操纵设备(40)。

S23.根据前述实施例中任一个的天线罩测量系统,其中,天线罩操纵系统被配置为移动天线罩(15)。

S24.根据前述实施例中任一个的天线罩测量系统,其中,至少一个发射天线(10T)与至少一个接收天线(10R)之间的距离在10cm至1m之间。

S25.根据前述实施例中的任一个的天线罩测量系统,其中,至少一个发射天线(10T)和至少一个接收天线(10R)被配置为收发器天线(10),即,被配置为发射和接收电磁波。

S26.根据前述实施例中的任一个的天线罩测量系统,其中,系统可以包括1至100个发射天线(10T)和1至100个接收天线(10R)。

S27.根据前述实施例中的任一个并且具有实施例S4的特征的天线罩测量系统,其中,在至少一个发射天线(10T)和至少一个接收器天线(10R)之间可以容许最大0.05mm,优选地最大0.1mm,甚至更优选地最大1mm的未对准。

S28.根据前述实施例中任一个的天线罩测量系统,还包括被配置为支撑和操纵至少一个发射天线(10T)的第一机械臂和被配置为支撑和操纵至少一个接收天线(10R)的第二机械臂。

S29.根据前述实施例并且具有实施例S4的特征的天线罩测量系统,其中通过在第一机械臂和第二机械臂之间的校准步骤来促进至少一个发射天线(10T)和至少一个接收天线(10R)之间的对准。

下面,将讨论方法实施例。这些实施例以字母“M”后跟数字缩写。在本文中只要提及“方法实施例”,就意味着这些实施例。

M1.一种使用根据前述系统实施例中的任一个的天线罩测量系统来测量天线罩对穿过天线罩的电磁波的影响的方法,该方法包括以下步骤:

(a)在至少一个发射天线(10T)和至少一个接收天线(10R)之间设置天线罩(15);

(b)触发至少一个发射天线(10T)以辐射电磁波;

(c)通过至少一个接收天线(10R)接收在步骤(b)中发射的电磁波;

(d)测量所发射的电磁波和所接收的电磁波之间的至少一个差值;和

(e)基于所发射的电磁波和所接收的电磁波之间的至少一个差值来推断天线罩(15)的特征。

在全文中,步骤(b)、(c)和(d)可以被称为天线罩测量。

M2.根据前述实施例的方法,还包括:在至少一个发射天线(10T)和至少一个接收天线(10R)之间设置天线罩(15)之前,通过执行步骤(b)、(c)和(d)来执行对空测量结果的参考。

M3.根据前述实施例中任一个的方法,所述方法包括:在执行步骤(e)之前执行步骤(b)、(c)和(d)至少一次,例如1至100次。

M4.根据前述实施例中的任一个的方法,该方法还包括以下步骤:

(f)改变天线罩(15)和至少一个发射天线(10T)之间的相对位置。

M5.根据前述实施例的方法,其中在执行步骤(e)之前,执行步骤(b)、(c)、(d)和(f)至少一次,例如1至100次。

M6.根据实施例M4的方法,其中执行步骤(b)、(c)、(d)、(e)和(f)至少一次,例如1至100次。

M7.根据前述实施例中的任一个的方法,其中,该方法还包括:在步骤(d)之前执行时间选通,使得在步骤(d)中考虑的接收信号的干扰最小化。

下面,将讨论用途实施例。这些实施例以字母“U”后跟数字缩写。在本文中只要提及“用途实施例”,就意味着这些实施例。

U1.使用根据前述系统实施例中任何一个的系统和根据前述方法实施例中任何一个的方法来测量雷达罩对穿过雷达罩的电磁波的影响,其中,雷达罩旨在用于覆盖至少一个雷达。

U2.使用根据前述系统实施例中任何一个的系统和根据前述方法实施例中任何一个的方法来测量雷达罩对穿过雷达罩的电磁波的影响,其中,雷达罩旨在用于覆盖车辆中使用的至少一个雷达。

U3.在生产雷达罩或包括雷达罩的系统期间,使用根据前述系统实施例中任何一个的系统和根据前述方法实施例中任何一个的方法。

下面,将讨论生产系统实施例。这些实施例以字母“P”后跟数字缩写。在本文中只要提及“生产系统实施例”,就意味着这些实施例。

P1.一种生产系统,包括根据前述实施例S1至S29中任一个的天线罩测量系统。

P2.根据前述实施例的生产系统,其中,生产系统被配置为制造天线罩并使用所述天线罩测量系统测试所生产的天线罩中的至少一个。

P3.根据前述三个实施例中的任一个的生产系统,其中,生产系统被配置为生产车辆,其中,所生产的车辆中的至少一个包括雷达罩,其中,使用天线罩测量系统对雷达罩进行测试。

P4.根据前述四个实施例中的任一个的生产系统,其中,天线罩测量系统使用根据方法实施例M1至M7的方法来测试天线罩。

附图说明

图1A至1D示出了根据本发明实施例的天线罩测量系统的示意图;

图2A和2B示出了包括夹具结构的天线罩测量系统的示意图;

图3A和3B示出了包括至少一个定位设备和夹具结构的天线罩测量系统的示意图;

图4示出了包括天线罩操纵设备和夹具结构的天线罩测量系统的示意图;

图5示出了包括安装在夹具结构中的多个发射天线和多个接收天线的天线罩测量系统的示意图;

图6示出了测量天线罩的介电特性的方法的流程图;

图7A和7B示出了如何测量天线罩的区域。

具体实施方式

在下文中,将参考附图描述本发明的示例性实施例。提供这些示例以有助于进一步理解本发明,而不限制本发明的范围。

在以下描述中,描述了一系列特征和/或步骤。本领域技术人员将理解,除非上下文需要,否则特征和步骤的顺序对于所得的配置及其效果并不关键。此外,对于技术人员将显而易见的是,与特征和步骤的顺序无关,步骤之间的时间延迟可以存在于所描述的一些或所有步骤之间。

在整个说明书中,为了简洁起见,将测量天线罩的过程称为天线罩测量。将理解的是,天线罩测量可以包括测量天线罩的电磁、透射和/或反射性能。例如,在天线罩测量期间,可以测量由天线罩引起的对天线罩覆盖的天线(或雷达或传感器)的以下影响:穿过天线罩的电磁波的衰减和/或相位(例如复杂测量),撞击到天线罩的电磁波的反射,天线主波束的偏转,天线波束宽度的增加,天线旁瓣的延伸等。可替代地或附加地,在天线罩测量过程中,可以测量和/或计算和/或推断散射参数或S参数。

可替代地或附加地,天线罩测量可以包括在天线罩的多个点上测量穿过天线罩的电磁波的相位。即,电磁波被传输成使得电磁波可以穿过天线罩的不同测量点(或区域),并且可以测量电磁波的相位。此外,可以检查电磁波的测量相位的一致性(或稳定性)。即,可以测量(或计算或观察)穿过天线罩的不同部分或测量点的电磁波的测量相位彼此是否不同和/或相差多少。相位测量,特别是穿过天线罩的不同测量点的电磁波的相位测量,可以有助于推断天线罩对旨在被天线罩覆盖的雷达传感器的角度测量(即到达角的探测)的影响。例如,如果相位测量结果表明天线罩的各个点之间的相位是稳定的,或者在天线罩的不同测量点上的相位变化小于阈值,则可以推断出天线罩对雷达传感器到达方向的探测的影响是可以容忍的。

图1A示出了根据本发明的实施例的第一天线罩测量系统1。天线罩测量系统1被配置用于执行天线罩测量。

天线罩测量系统1可以包括两个天线10,更具体地说,包括发射天线10T(也称为发射器10T)和接收天线10R(也称为接收器10R)。将理解的是,天线罩测量系统1可以包括多于两个的天线10(例如,参见图5)。

发射天线10T可以被配置用于发出或辐射具有特定频率的电磁波,特定频率诸如至少20GHz且至多130GHz,优选地至少70GHz且至多90GHz。发射天线10T可以被配置为在对准线12(也称为传输路径12)所示出的方向上发出电磁辐射。即,天线10T的主瓣根据传输路径12被定向。应当理解,(用虚线示出的)传输路径12不代表任何结构,而是被提供来说明发射天线10T的传输方向。发射天线10T可以被配置为发射具有至少1微瓦(即,-30dBm)和至多1瓦(即,30dBm)的功率的电磁波。

接收天线10R可以被配置用于接收具有特定频率的电磁信号,特定频率诸如至少20GHz并且至多130GHz,优选地至少70GHz并且至多90GHz。接收天线10R可以被配置为接收从对准线12(也称为传输路径12)所示出的方向到达的电磁波。即,天线10R的主瓣根据传输路径12被定向。

在优选的实施例中,天线10,特别是发射天线10T,在测量天线罩15时可以被配置为匹配旨在使用雷达罩15的雷达传感器的性能。这些性能可能包括:工作频率范围,视野(或覆盖角度),极化等。

如图1A所示,发射天线10T和接收天线10R可以根据对准线12彼此对准。即,发射天线10T和接收天线10R可以被布置为使得发射天线10T的主瓣和接收天线10R的主瓣可以彼此相交。该布置能够使接收天线10R接收从发射天线10T发射的电磁波。

可以通过天线支架11,更特别地,通过发射器支架11T和接收器支架11R来促进如图1A所描述和所示的天线10的对准。天线支架11可以被构造为使得至少一个天线10可以被安装在其中,并且天线支架11可以支撑各自安装的天线10。此外,包括发射器天线支架11T(或发射器支架11T)和接收器天线支架11R(或接收器支架11R)的一对天线支架11可以被配置为使得可以在安装在接收器支架11R上的接收天线10R处实现由安装在发射器支架11T上的发射器天线10T发出的电磁波的视线或无反射直接路径或最短路径接收。

传输路径12可以被被测物体15拦截。被测物体15可以是天线罩15或天线罩15的一部分或天线罩15的表示(例如,待测试的表示包括与天线罩相同的材料和/或结构)。为简便起见,将被测物体15称为天线罩15。因此,可以将天线罩15放置在发射天线10T和接收天线10R之间的空间中。因此,由发射天线10T发出的电磁波可以接触天线罩15,并且所发出的波的一部分可以穿过天线罩15并且可以被接收天线10R接收。

天线罩15可以被放置在天线10之间的不同位置。优选地,天线罩15被定位在天线10之间的位置对应于正常使用下的天线罩的位置。在天线罩测量期间,天线罩15的这种定位可以允许预测天线罩15对天线罩在使用期间将覆盖的雷达传感器的感测的影响。

通常,天线罩15包括平坦(或弯曲不太强烈)的结构,即其中一个尺寸明显小于其他两个尺寸。例如,天线罩15可以很薄,以使电磁波必须穿过天线罩15的路径最小化。因此,天线罩15可以放置在天线10之间,使得由发射天线发出的电磁波穿过天线罩15内的最小距离。图1A示出了天线罩15在天线10之间的优选位置,其中示出了可以被发射天线10T发出的电磁波穿过的天线罩的最小尺寸(其他两个尺寸未显示)。然而,应当理解,通常,天线罩15可以在天线10之间的任何位置和取向上定位和测试。

此外,天线罩15可以以一定的倾斜度放置在天线10之间。一方面,天线罩15的倾斜度可以是有利的,因为它可以引导反射(即,沿与传输线12不同的方向)远离天线10,从而避免了天线罩15和天线10之间的反射来回反弹。也就是说,反射的电磁波和入射的电磁波与天线罩的入射表面的法线所成的角度相等。当天线罩15的入射表面的法线与传输线12平行或重合时(如图1A所示,角度α为90°),由天线罩15产生的反射将被更多地引向发射天线10T和接收天线10R。然而,设置天线罩15倾斜,即在天线罩15的表面的法线与传输线12之间形成不同于0°的一定角度,可以将由天线罩15产生的更少的反射引向发射天线10T和接收天线10R。

可以将天线罩15设置成在垂直或水平方向上倾斜,或者设置成在垂直或水平方向两者的组合上倾斜(即,对角倾斜)。例如,在图1A中,天线罩15的垂直倾斜度由角度α表示,该角度α由传输线12和天线罩15的面向发射器天线10T的表面形成,其中角度α被设置为90°。天线罩15在任何方向上的倾斜度可以高达±70°(即,在两个旋转方向(顺时针和逆时针方向)上均高达70°)。在优选的实施例中,可以将天线罩15设置成在垂直方向上倾斜高达±15°(即,角度α可以在75°至105°之间)和/或在水平方向上倾斜高达±70°,其中水平和垂直方向的倾斜度也可以组合。注意,在此上下文中,垂直和水平方向被定义为由天线10T观察到的。

另外,天线罩15也可以相对于与传输线12平行的旋转轴(例如与传输线12重合的轴)旋转。

简单地说,天线罩15的定位可以包括天线罩15在任何方向上的平移和/或倾斜和/或旋转。天线罩15的定位可以促进在天线罩测量期间天线罩15和发射天线10T之间的相对位置与在雷达传感器和天线罩的正常使用期间天线罩15与被覆盖的雷达传感器的相对位置进行匹配。这可以允许更好地预测天线罩15对由天线罩15覆盖的雷达传感器的感测的影响。天线罩15的定位还可以有助于测量以特定取向或位置定位的天线罩15的特定部分或段。

在优选的实施例中,发射天线10T和接收天线10R可以是喇叭天线。喇叭天线由于其实质的方向性是有利的,该方向性允许将发射的波引向诸如传输路径12的优选方向。因此,发射器喇叭天线10T可以用于朝向天线罩15或朝向天线罩15的一部分(例如,可以在不改变天线10和天线罩15之间的相对位置的情况下进行测量的天线罩15的最小部分,见图7A)发出电磁波。此外,喇叭天线也是有利的,因为它允许实现与露天匹配的阻抗从而允许有效的波辐射的逐渐过渡的结构。

此外,喇叭天线可以发出线性极化的电磁波。将发射天线10T和接收天线10R的极化与由被测天线罩15覆盖的雷达的极化进行匹配可能是有利的,因为可以获得更准确的结果(测试条件与实际条件越相似,可以预期的结果越准确)。雷达可以被配置为发射具有(例如线性(水平或垂直)、圆形(顺时针或逆时针)、癫痫(epileptic)等)不同极化的电磁波。通常,雷达传感器被配置为发出具有线性极化的电磁波。因此,优选使用喇叭天线来测试发出线性极化电磁波的雷达的天线罩。然而,发射天线10T和接收天线10R也可以被配置用于发出和/或接收具有其他极化(例如圆形或癫痫极化)的电磁波。

另外,天线罩测量系统1可包括测量装置14。测量装置14可通过发射器连接器142T与发射天线10T连接,并通过接收器连接器142R与接收天线10R连接。测量装置14可以触发发射天线10T以发出具有时间和频率特定模式的电磁波。例如,测量装置14可以触发发射天线10T发出具有以特定频率为中心的特定带宽的电磁波脉冲。可以理解,测量装置14可以触发发射天线10T发出在发射天线10T支持的频率和带宽范围内的电磁波(即,基于发射天线10T的几何形状或物理结构,一定范围的频率可以有效传输)。测量装置可以触发至少一个发射天线发射单音,其中每个音每次以(例如对应于应被测量天线罩的带宽的)特定频率范围内的频率发射。可替代地,当可以同时执行多个测量(例如,提供多个发射和接收天线,参见图5)时,测量装置可以触发每个发射天线发送唯一的音。因此,可以一次发送多个音。可替代地,测量信号可以触发至少一个发射天线10T以发射调制信号(即,多个单音的合成信号),这可以允许同时发射多个音。

类似地,测量装置14可以接收由接收天线10R提供的信号。测量装置14可以被配置为识别接收天线10R的信号接收(或者可选地,识别何时接收天线10R只是简单地“监听”背景噪声)。当识别到信号接收时,测量装置14可以使用关于发射信号的信息和关于接收信号的信息来测量发射天线10T和接收天线10R之间的(一个或更多个)介质的介电性能。

可以使用功率静噪来实现接收天线10R处的信号接收(即,由发射天线10T发射的信号的接收)与背景噪声(和/或干扰)的区别–即,只有高于一定功率电平的信号才能被视为信号接收,其余被视为背景噪声。

如所讨论的,在从发射天线10T到接收天线10R的信号传输期间,天线罩15的表面(和/或边缘)和天线10会产生反射和/或衍射。应当理解,优选地,由测量装置14测量和/或分析仅由发射天线10T产生、传输通过天线罩15并由接收天线10R接收的直接路径信号。然而,反射或衍射可以由接收天线10R接收,并且会破坏测量结果–因此降低了测量的精度。因此,识别和抑制或不考虑反射(或反射的至少一部分)可能是有利的。

与从发射天线10T发射并且通过天线罩15发射至接收天线10R的直接路径信号相比,反射(和衍射)遵循更长的路径。因此,可以预期在反射和衍射之前在接收天线10R处接收到发射信号。换句话说,发射信号和反射在时域中是分开的(或多路复用的)。该原理可以用于将直接路径信号与反射和/或衍射分离。

在一些实施例中,可以通过使用诸如电子开关(未在任何附图中示出)之类的门来实现直接路径信号(或最短路径信号)与反射和/或衍射的分离。开关可以设置在接收天线10R和测量装置14之间,并且仅可以在直接路径信号不受反射和/或衍射干扰(即反射/衍射尚未到达接收天线10R)的时间段(或在时隙中)被激活。因此,仅对应于直接路径信号的、不受反射和/或衍射干扰的信号可以被认为用于收集用于测量信号的数据。这可以提供更好的结果,因为直接路径信号在从至少一个发射天线10T传输到至少一个接收天线10R的同时仅穿过天线罩,因此仅受到天线罩的影响。例如,如果测量装置14被配置为测量仅由天线罩15引起的信号的衰减,则由于以下原因(然而,不仅限于这些原因),使用电子开关的如上所述的测量可以提供更好的结果:不考虑通常是由于路径较长以及天线10和天线罩15的表面多次入射而导致其较高的反射衰减以及反射和发射信号之间的干扰(相长或相消)。

替代地或附加地,可以通过时间选通技术(也称为时间选通的测量)来实现反射和/或衍射与直接路径信号的分离。即,可以在(例如,使用示波器装置的)时域或(例如,使用网络分析仪的)频域中测量信号。例如,除其他之外,可以在时域和/或频域中测量信号的功率和/或相位。可以通过在带宽内传输多个单音或通过调制信号使其可以在预定带宽内包含多个音来在预定带宽上完成测量。预定带宽可以对应于将由被测天线罩15覆盖的雷达的工作带宽。例如,测量信号的带宽可以在20至130GHz之间,优选地在70至90GHz之间。

可以理解,最初将测量直接路径信号(因为它较早到达),然后测量结果可能会受到反射和衍射的影响。此外,与反射相比,可以预期以更高的功率接收直接路径信号。基于这些原理,可以将直接路径信号与反射(和/或衍射)区分开或分离。例如,可以仅考虑第一峰值接收功率,该第一峰值接收功率被预期与直接路径信号(即最短路径信号)的接收功率相对应。

发射器连接器142T和接收器连接器142R可以是电导体,例如电线,例如同轴电缆。在这样的实施例中,测量装置14可以由通过导体142T发送电信号来触发天线10T,并且发射器天线10T将电信号转换成电磁辐射。接收天线10R将电磁辐射转换为电信号,并通过导体142R将电信号传输至测量装置14。

在另一个实施例中,发射器连接器142T和接收器连接器142R可以是波导142。在这样的实施例中,测量装置14可以被配置为通过产生电磁波并将电磁波通过波导142T发射到发射器天线10T来触发发射天线10T。发射器天线10T提供了波导142T与露天之间的界面,以有效地传输波。接收天线10R接收电磁辐射,并通过波导142R将电磁辐射传输到测量装置14。

在一些实施例中,可以将接收信号以与从发射天线10T发射并由接收天线10R接收的相同的频率范围提供给测量信号,即,RF信号被直接分配给测量装置14。

在另一个实施例中,可以在发射器天线10T和接收天线10R处使用变频器。更具体地,可以在测量装置14和发射器天线10T之间使用上变频器,并且可以在接收天线10R和测量装置14之间使用下变频器。因此,测量装置14可以在中频IF(例如1–6GHz)或基频(0–3GHz)下工作,而天线10可以以更高的频率(例如,70–90GHz的RF范围)发射和/或接收RF信号。这可以是有利的,因为测量装置14可以被配置为在一定的低频范围(例如,IF范围或基频)下工作,而与在发射天线10T和接收天线10R之间发射的信号的RF范围无关。

因此,该测量装置可以在中频(IF)(例如1–6GHz)或基频(例如0–3GHz)下工作,而天线可以以更高的频率(例如,70–90GHz的RF范围)发射和/或接收RF信号。

图1B示出了天线罩测量系统1的另一实施例。在图1B中(以及整个附图的描述中),相同的附图标记表示相同的结构。此外,以上结合图1A描述的特征和特性也用于图1B所示的实施例中。为了描述的简洁,在下文中,仅讨论在图1B所示的天线罩测量系统1的实施例中存在的附加特征(相同的原理也适用于附加附图的描述)。

在图1B的实施例中,附加地,将波反射器18(也称为反射器18)提供给天线罩测量系统1。设置波反射器18以使来自天线罩15的反射转向至到达天线10并将来自天线10的反射转向至到达天线罩15。可以设置两个反射器18:发射器侧的反射器18T和接收器侧的反射器18R。发射器侧的反射器18T可以被放置在发射天线10T和天线罩15之间。接收侧上的反射器18R可以被放置在天线罩15和接收天线10R之间。因此,反射器18可以避免在发射天线10T与天线罩15之间以及在天线罩15与接收器天线10R之间来回反弹的电磁波的反射。

在图1B中,反射器18设置在发射器侧和接收器侧。然而,在一些实施例中,反射器18(或多个反射器18)可以仅设置在天线罩15的一侧。也就是说,在一些实施例中,可以将反射器18T仅设置在发射器侧(即,在发射天线10T和天线罩15之间),并且在一些其他实施例中,可以将反射器18R仅设置在接收器侧(即,在接收天线10R和天线罩15之间)。

在天线罩15的发射器侧和接收器侧使用两个反射器18可能是有利的,因为与使用一个或不使用反射器18的情况相比,它提供了更好的反射去除。然而,由于发射天线10T发出的测量信号在到达接收天线10R之前经过反射器18,所以如果反射器18的数量增加,则可能导致测量信号的更高衰减。因此,使用一个定位在接收器侧或发射器侧的反射器18也是有利的,因为与使用两个或更多个反射器18的情况相比,可以导致的测量信号的衰减较小。

为了避免天线10和天线罩15之间的反射反弹,可以将反射器设置成倾斜的。发射器侧的反射器18T的倾斜角由角度β表示,并且接收侧的反射器18R的倾斜角由角度γ表示。倾斜角β和γ可以是100°至150°或30°至80°。

在图1B中,仅反射器18T和18R的垂直倾斜度分别由角度β和γ示出。然而,以类似的方式,反射器18T和18R也可以以在100°至150°或30°至80°之间的水平倾斜角水平地倾斜。水平和垂直倾斜度也可以组合,即反射器18同时在垂直和水平方向上倾斜。在此上下文中,垂直方向和水平方向被定义为由发射天线10T观察到的。

通常,反射器18应该被配置为使得其可以包括某些程度的反射率(使得它可以将反射反射走),而且同时包括某些程度的透射率(使得所发射的信号可以经过反射器18、撞击天线罩15并到达接收天线10R)。反射器18可以优选地包括塑料材料。

图1C和1D分别示出了根据图1A和图1B的实施例的天线罩测量系统1。为了不使附图过载,省略了元件的参考编号和字母以及对准线12,但是应该参考图1A和1B来推断所示出元件的参考编号和字母。图1C和1D示出了电磁波在发射天线10T和接收天线10R之间的传播路径。

在图1C中,由发射天线10T发射的波由实线箭头示出,其中仅具有用虚线指示的通过天线罩15传播的波的一部分。通过虚线箭头表示反射。应该注意的是,箭头的数量与发射或反射的波的数量不对应,它们仅用于说明目的。

如图1C所示,由发射天线10T发出的一部分电磁波被引向天线罩15,可以穿过天线罩15并在接收天线10R处被接收。在穿过天线罩15期间,电磁波受到天线罩15的材料的影响(例如被衰减)。

此外,由发射天线10T辐射的电磁能量的一部分被天线罩15反射(并且不经过天线罩15)。这些反射然后可以被引向发射天线10T,发射天线10T可以再次将它们反射回来。因此,反射可以在发射天线10T和天线罩15之间来回反弹(如虚线箭头所示)。这种反射是不想要的效果,因为它们会使发射天线10T发出的电磁波失真,从而影响天线罩测量的精度。

类似地,到达接收天线10R的电磁波也可以被接收天线10R的表面朝向天线罩15反射。此外,反射可以再次被天线罩15的表面朝向接收天线10R反射,因此在天线罩15和接收天线10R之间来回反弹。这种反射是不想要的效果,因为它们会使到达接收天线10R的电磁波失真,从而影响天线罩测量的精度。

如所讨论的,使用反射器18可以避免或减少反射。这在图1D中示出。如图1D所示,来自天线罩15的通常将到达发射天线10T的反射被发射器侧的反射器18T反射走。类似地,由接收天线10R产生的反射被接收器侧的反射器18R反射走。

应当注意,从发射天线10T到反射器18T以及从天线罩15到反射器18R的路径上的电磁波也可以被反射(由向上反射的虚线表示)。这是不想要的效果,因为它对发射天线10T和接收天线10R之间的测量信号的衰减有贡献。因此,反射器18的使用伴随着在接收天线10R处的接收信号的功率与避免反射之间的权衡。

图2A示出了第二天线罩测量系统2的示意图,第二天线罩测量系统2也被称为具有夹具的天线罩测量系统2(或者为简便起见,被称为天线罩测量夹具2)。除了关于图1A和1B讨论的天线罩测量系统1之外,天线罩测量夹具2可包括夹具结构20(也称为夹具20)。夹具20可以包括基架22。在基架22上,可以附接两个天线支架24。更具体地,可以将夹具的发射器支架24T附接在基架22的一端上,并且可以将夹具的接收器支架24R附接在另一端上。因此,夹具的发射器支架24T、夹具的接收器支架24R以及基架22可以形成U形结构或“夹具”形结构。

在一些实施例中,可以通过将夹具的发射器支架24T和夹具的接收器支架24R附接或固定在基架22的两个相对侧上来制造夹具20。在一些其他实施例中,可以通过将天线支架11T、11R(参见图1A)附接到基架22的相对侧来形成夹具20。在又一些其他实施例中,夹具20可以被制造为单个零件,即,无需将较小的零件安装或组装或附接在一起来形成夹具20。

夹具20可以为待安装的天线10提供稳定的结构。如所讨论的,使发射天线10T和接收天线10R彼此对准使得由发射天线10T发出的大部分辐射电磁波可以被接收天线10R接收可能是有利的。夹具结构20的形状可以促进这种对准。此外,可能有利的是,至少在天线罩测量期间,两个天线10之间的距离保持恒定。夹具结构20,更具体地讲是基架22,可以保持发射天线10T和接收天线10R之间的距离恒定。

夹具结构20还可以被配置为允许将天线支架24T和24R固定在基架22的不同部分上。这可以允许调整两个天线支架24T和24R之间的相对位置,例如,调整天线支架24T和24R之间的距离。例如,基架22可包括多个固定位置,其中天线支架24T和24R可固定到基架22。

天线罩测量夹具2还可以包括发射器连接器142和接收器连接器142R(见图1A),它们可以被隐藏设置在夹具结构20内。

图2B示出了天线罩测量夹具2的另一实施例。除了图2A中示出的天线罩测量夹具2之外,图2B的天线罩测量夹具2还包括反射器18(也在图1B中讨论)。反射器18可以例如使用反射器安装结构26安装在夹具结构20上。更具体地,可以使用反射器安装结构26T将发射器侧的反射器18T安装在夹具上的发射器支架24T上。类似地,可以使用反射器安装结构26R将接收器侧的反射器18R安装在夹具的接收器支架24R上。

反射器安装结构26和反射器18之间的接头可以是旋转接头(未示出)。即,可以使反射器18相对于接头旋转。这可以进一步允许调节反射器18的倾斜角(即,β和γ)。反射器18相对于具有反射器安装结构的接头的旋转既可以通过在反射器18上施加力或扭矩来实现,也可以通过可以设置在接头上的马达(未示出)来实现。使用马达来旋转反射器可以是有利的,因为它可以允许倾斜角β和γ的自动调节。可替代地,反射器安装结构26和反射器18之间的接头可以是固定接头,因此允许固定反射器18的倾斜角(即,β和γ)。

在一些实施例中,反射器18可以从夹具20的结构移除。也就是说,反射器18可以与相应的反射器安装结构26分离并且重新附接至相应的反射器安装结构26,和/或反射器安装结构26可以与夹具20分离并且重新附接至夹具20。因此,根据这些实施例,可以在有或没有反射器18的情况下完成天线罩测量。

图3A示出了第三天线罩测量系统3。第三天线罩测量系统3包括安装在诸如机械臂30的定位设备30上的天线罩测量夹具2。应当注意,在图3A和3B中提供并且在以下讨论中描述的机械臂30仅仅是定位设备30的特定示例。通常,任何致动器系统都可用于操纵、搬运和/或移动测量夹具2。为简洁起见,在图3A中并未示出天线罩测量夹具2的所有元件。但是,有关天线罩测量夹具2的更多详细信息,参见图2A和图2B以及对应的说明。

机械臂30可包括附接到机械臂基座31的第一延长构件32。第一延长构件32和机械臂基座31之间的附接件可被配置为允许调节在第一延长构件的垂直中心轴线32A和平行于机械臂基座31的上表面的水平线31A之间形成的角度θ。更一般地,第一延长构件32可以相对于机械臂基座31倾斜,因此导致角度θ发生改变或者角度θ的改变会导致第一延长构件32的倾斜度改变。

此外,机械臂30可包括第二延长构件34。第二延长构件34可与第一延长构件32附接。第二延长构件的中心轴线34A与第一延长构件的中心轴线32A之间形成的角度δ可以允许通过第一延长构件32和第二延长构件34之间的接头来改变。简单地说,第二延长构件34可以相对于第一延长构件32移动。

另外,可以设置第二延长构件34的旋转运动,如圆形双箭头32R所示。该旋转运动可以通过允许第二延长构件34相对于第一延长构件32旋转和/或允许第一延长构件32和第二延长构件34相对于机械臂基座31共同旋转来提供,和/或通过允许机械臂基座31、第一延长构件32和第二延长构件34如圆形双箭头32R所示的旋转来提供。

如所讨论的,第二延长构件34可在其一端上附接到第一延长构件32。可将天线罩测量夹具2附接到第二延长构件34的另一端上。天线罩测量夹具2和第二延长构件34之间的接头可以被配置为允许天线罩测量夹具2的旋转运动,如圆形双箭头2R所示。

如在先前的段落中讨论的,可以通过在各个接头上使用致动器(例如马达)来促进机械臂30的每个移动。马达(未示出)可以(例如,通过测量装置14,见图2A或2B)被控制。致动器的使用可能是有利的,因为其允许自动控制机械臂30。

机械臂30和天线罩测量夹具2的移动可以促进天线罩15的倾斜度(例如角度α,见图1A)的调整。

如图3A所示,机械臂30可以朝向天线罩15接近天线罩测量夹具2,使得发射和接收天线10T和10R(在图3A中未示出)在天线罩15的相对侧上。因此,可以进行天线罩测量。此外,通过移动天线罩测量夹具2,可以完成天线罩15的多个部分的测量。例如,机械臂30可以移动天线罩测量夹具2,使得可以实现对天线罩15的一部分(或全部)的扫描。

当待测量的天线罩15很大时,使用第三天线罩测量系统3可以特别有利。机械臂30可以以规则的模式移动天线罩测量夹具2,使得可以扫描和测量天线罩15的一部分或全部。

第三天线罩测量系统3对于在天线罩15和/或可以包括天线罩15的系统的生产线中使用也是有利的。可以在生产、制造或组装期间直接测量天线罩15。机械臂30可以允许第三天线罩测量系统3集成在生产线中,使得它可以与生产线的其他阶段同步地工作。换句话说,第三天线罩测量系统3促进了天线罩15和/或包括天线罩15的系统的生产线中的天线罩测量的集成。示例可以是汽车生产线中的天线罩测量的集成,其中雷达系统在汽车保险杠的后面实施–因此,保险杠充当了天线罩15,可以测量保险杠的介电性能。

第三天线罩测量系统3在图3A中被示出并且在对应的段落中被讨论为仅包括附接到一个机械臂30的一个天线罩测量夹具2。然而,将理解的是,可以使用多个定位设备30。该实施例在图3B中示出,具有两个机械臂30,两个机械臂30中的每一个都附接到对应的天线罩测量夹具2并同时测量天线罩15。第三天线罩测量系统3具有多个机械臂30,其中,多个机械臂30中的每一个均可以操纵相应的天线罩测量夹具2,可以用来测量同一天线罩15或被测物体15的多个目标区域56(见图7B)。

图4示出了第四天线罩测量系统4。第四天线罩测量系统4包括天线罩操纵设备40。此外,在图4中,示出了天线罩测量夹具2。图4中还设置了三维笛卡尔参考系,并且在本文中将其用作描述天线罩15的移动的参考。

如通过下面的描述将阐明的,图4中所示的第四天线罩测量系统4和图3A中所示的第三天线罩测量系统3之间的区别在于,天线罩15被移动而不是测量夹具2被移动。即,在图3A的实施例中,测量夹具2被附接到定位设备30,该定位设备30可以被配置为将测量夹具2移动到不同的位置。在图4中,天线罩15可以附接到天线罩操纵设备40,该天线罩操纵设备40可以被配置为用于移动天线罩15。此外,尽管未在任何附图中示出,但是两者的组合是可能的或者甚至是优选的。即,测量夹具2和天线罩15两者都可以由各自的设备(即定位设备30和天线罩操纵设备40)来操纵。

天线罩操纵设备40可以被配置为移动天线罩15。它可以包括安装架40。安装架40可以被配置为支撑天线罩操纵设备40和天线罩15的重量。

附接到安装架42的可以是细长部件44。细长部件44可以在另一端与抓握元件46接合。抓握元件46可以滑过细长部件44,从而实现根据箭头40z所示的z轴的移动。

抓握元件46可以被配置为抓握并保持天线罩15。抓握元件可以包括附接元件48,例如可以定位在天线罩15的两侧的两个附接元件48,两个附接元件48与天线罩15附接并将天线罩15固定到抓握元件15。抓握元件46可以被配置为还释放天线罩15。换句话说,抓握元件40可以被配置为多次抓握和释放天线罩15。

此外,,细长构件44和抓握元件46可以根据如分别由箭头40x和40y所示出的x轴和y轴移动。因此,参照图4中设置的参考系,天线罩15可以根据x、y和z方向在空间中移动。此外,细长构件44和抓握元件46可以相对于z轴顺时针旋转和逆时针旋转,还如圆形箭头40R所示。另外,天线罩15可以倾斜(即,可以调节入射角α,见图1A至2B)。

优选地,天线罩操纵设备40的移动可以由致动器(未示出)产生。在这样的实施例中,(例如在测量装置14内的)控制系统可以被配置为控制天线罩操纵系统40的致动器,以移动天线罩15。因此,可以自动完成天线罩的移动。

安装架42还可被配置为引导天线罩操纵设备40的移动,特别是根据x轴和y轴的移动。例如,可以在安装架42中设置导轨,细长部件44可以在导轨中滑动或被引导。

当待测量的天线罩15很大时,天线罩操纵设备40可能特别有利。天线罩操纵设备40可以使天线罩15相对于天线罩测量夹具2移动,使得可以测量天线罩15的一部分或全部(即,可以定位在发射天线10T和接收天线10R的视线内,见图2A、2B)。

天线罩操纵设备40还可以有利地用于天线罩15和/或可以包括天线罩15的系统的生产线中。可以在生产、制造或组装期间直接测量天线罩15。天线罩操纵设备40可以允许在生产线中集成天线罩测量台,并且天线罩操纵设备40可以被配置为与生产线的其他台和装置同步地工作。例如,天线罩操纵系统40可以将天线罩15从第一位置(例如,天线罩15的存储或缓冲位置)运输到其中可以测量天线罩的天线罩测量夹具2。此外,天线罩移动系统40可以将天线罩15运输到生产线的另一个缓冲位置或台。之后,天线罩操纵系统40可以与另一个天线罩15重复该过程,因此可以由天线罩测量夹具顺序地测量多个天线罩15。

图5示出了天线罩测量夹具2的另一实施例(也参见图2A和2B)。在图2A和2B所示的实施例中,天线罩测量夹具2包括一个发射天线10T和一个接收天线10R。在图5所示的实施例中,天线罩测量夹具2取而代之包括多个发射天线10T和多个接收天线10R(如图5中的天线罩测量夹具2的两个不同视图所示)。多个发射天线10T和多个接收天线10R可以彼此对准。例如,发射天线10T和接收天线10R可以成对对准,使得从一对发射天线10T发射的信号被成对接收天线10R接收。

还可以布置多个天线10,使得由至少一个单个发射天线10T发射的电磁波被多个接收天线10R接收,或者反过来由多个发射天线10T发射的电磁波被至少一个单个接收天线10R接收。

使用多个天线10T和10R可能是有利的,因为它允许同时测量多个点(或部分)或天线罩15。因此,与仅使用一对天线10(例如,如图2A所示)时所需的时间相比,可以在更短的时间内实现天线罩测量的过程。

在该实施例中,单个天线罩测量可以包括触发所有发射天线10T和所有接收天线10R。在这种情况下,可以同时测量多个测量点54(见图7A)。也可以通过激活不同数量的发射天线10T和接收天线10R来实现测量。例如,可以触发一个发射天线10T,并且可以激活四个接收天线10R以接收由发射天线10T发出的电磁波。

在关于图1A至图5的各个实施例的整个描述中,发射天线10T仅被配置为电磁波辐射器,而接收天线10R仅被配置为电磁波接收器。然而,在一些实施例中,发射天线10T和接收天线10R可以被配置为收发器天线10,即,可以发射和接收电磁波。在一些实施例中,电磁波的发射和接收可以在时间上复用,即,收发器天线10可以在一段时间内用作发射天线10T,并且在另一时间段内用作接收天线10R。替代地或附加地,电磁波的发射和接收可以在频域中复用,即,收发器天线10可以同时充当接收天线10R和发射天线10T,但是每种工作模式使用不同的频带。使用时间多路复用和/或频率多路复用可以避免在发射的信号和接收的信号之间可能产生的干扰。可替代地,收发器天线10可以同时在相同的频带上作为发送器和接收器工作,并且信号处理技术可以用于避免由在相同的频带和时间带上工作的发射信号和接收信号引起的干扰。

图6示出了测量天线罩的介电特性的方法的流程图。图6中示出的方法可以由在图1A至图5中示出和描述的任何系统实施例使用或执行。因此,在图6的方法的描述期间,参考在图1A至5中示出和描述的系统实施例的元件。此外,在以下描述图6的段落中的术语“系统”可以指代在图1A至图5中示出和描述的任何系统。

在步骤S1中,该方法可以包括:参考空测量结果。该步骤包括:在天线罩15未定位在天线10之间时进行测量(即执行步骤S3、S4、S5和S6)。该测量允许测量发射天线10T与接收天线10R之间的(一个或更多个)介质的介电性能。步骤S1可以提供更好的天线罩测量精度,因为可以在天线罩测量期间测量并补偿天线10之间的介质的介电性能(例如,在步骤S6中)。此外,由于天线10之间的(一个或更多个)介质可能例如由于温度、湿度、灰尘等的变化而改变,在天线罩测量之前不久(例如1到10秒)以空测量结果为参考可能是有利的。

步骤S1可以包括:在天线罩15未被定位在至少一个发射天线10T与至少一个接收天线10R之间时,从至少一个发射天线10T发射测试信号并且在至少一个接收天线10R处接收测试信号。此外,步骤S1可以包括:计算测试信号的衰减,其中,测试信号的衰减是由至少一个发射天线10T和至少一个接收天线10R之间的(一个或更多个)介质引起的。

在步骤S2中,可以呈现该系统,使得可以将天线罩15的至少一部分或全部放置在至少一个发射天线10T和至少一个接收天线10R之间。因此,由发射天线10T发射的电磁波可以穿过天线罩15并且可以在接收天线10R处被接收。结果,可以测量定位在天线10之间的天线罩的一部分的介电特性。

在步骤S3中,可以触发至少一个发射天线10T以发出电磁波。由至少一个发射天线10T发出的电磁波可以经过天线罩15并且可以到达接收天线10R。在步骤S4中,所发出的电磁波可以被至少一个接收天线10R接收。

在电磁波从至少一个发射天线10T通过天线罩15到至少一个接收天线10R的传输期间,会产生反射。如前所述,可以使用时间选通来避免反射。因此,在步骤S5中,该方法包括:执行时间选通的测量,使得仅可以在选定时隙上测量接收信号,在该选定时隙中,信号不会受到反射的干扰(或至少只略微受到干扰)。即,步骤S5有助于忽略反射和/或衍射,使得可以仅测量或考虑天线罩15对直接路径(或最短路径)信号的影响。

在步骤S6中,可以使用步骤S3中由发射天线10T使用的发射功率与步骤S4中接收到的电磁波的功率之差,来测量从发射天线10T到接收天线10R的传播过程中电磁波所经历的衰减。衰减是由天线10和天线罩15之间的介质引起的。为了获得更准确的结果,可以使用步骤S1上的参考测量结果来补偿天线之间的介质的衰减。因此,仅可以考虑由天线罩15引起的衰减。

此外,在步骤S7中,可以将测得的信号衰减映射到天线罩15的特征。例如,在该步骤中,可以基于测得的衰减(和/或天线罩的其他透射或反射特性)来确定天线罩15是否与有关将天线罩15与雷达系统配合使用的预定要求一致。

在步骤S8中,可以呈现用于测量天线罩的系统,以便可以在天线10之间定位天线罩15的不同区域。这可以通过更改天线10和天线罩15之间的相对位置(即移动天线罩15或天线10,或移动天线罩15和天线10两者)来实现。步骤S8可以允许测量天线罩15的不同区域。

在步骤S8之后,该方法可以继续步骤S3并且如上所述进行。

图7A和图7B示出了如何能够测量天线罩15的区域。在图7A中,示出了发射天线10T。例如,发射天线10T可以是喇叭天线10T。发射天线10T可以被配置为沿特定方向发出电磁波,如发射波束52所示。发射波束52表示其中可以集中由发射天线10T辐射的大部分电磁能量的体积。发射波束52可以对应于发射天线10T的主瓣。在图7A中,发射波束52被示出为截锥形。通常,发射波束52的形状取决于天线10T的形状、结构、类型和/或取决于发射天线10T的工作频带。

发射波束52与天线罩15的交点包括测量区域54。测量区域54可以是可以使用一个发射天线10T并且在一次测量期间(即在电磁波从发射天线10T到接收天线10R(在该图中未示出)的一次传输期间)进行测量的天线罩15的最小区域。测量区域54也可以被定义为在一次测量期间被由发射天线10T发射并由至少一个接收天线10R接收的电磁波(在该图中未示出)穿过的天线罩15的一部分。即,在完成一次测量之后(即,一次测量可以对应于图6中示出的方法的一个循环),测量天线罩的测量区域54。

图7B示出了仅天线罩15的一些目标区域的测量。目标区域56可以包括天线罩15中需要测量的部分。目标区域可以包括整个天线罩15或天线罩15的一部分。在后一种情况下,可能需要测量多个目标区域56。如图7B所示,需要测量3个目标区域56A、56B和56C。目标区域可以包括规则的形状,例如矩形(例如目标区域56B)、三角形、椭圆形(例如目标区域56C)、六边形、八边形等。通常,目标形状可以包括任何形状,例如目标区域56A的不规则形状。

可以使用关于图1A至图5讨论的用于天线罩测量的任何系统,通过“扫描”目标区域56来测量目标区域56。可以通过测量位于目标区域54内或部分地位于目标区域54内的至少一个测量点54来测量目标区域56。

除非上下文另有指示,本文(包括在权利要求书中)所使用的术语的单数形式应被解释为也包括复数形式。因此,应当注意,除非上下文另外明确指出,本文所使用的单数形式的“一个”、“一种”和“该”包括复数引用。

在整个说明书和权利要求书中,术语“包括”、“包含”、“具有”和“含有”及其变型应被理解为意思是“包括但不限于”,并且不旨在排除其他部件。

在将术语、特征、值和范围等与诸如大约、约、大致、基本上、大体上、至少等的术语结合使用的情况下,本发明也涵盖了确切的这些术语、特征、值和范围等(即“大约3”也应覆盖正好3,或“基本常数”也应覆盖正好常数)。

术语“至少一个”应理解为意指“一个或更多个”,因此包括具有一个或多个部件的两个实施例。此外,当特征被称为“该”和“该至少一个”时,引用描述具有“至少一个”的特征的独立权利要求的从属权利要求具有相同的含义。

将理解的是,可以对本发明的前述实施例进行变型,同时仍落入本发明的范围内。除非另有说明,否则,具有相同、等同或相似目的的替代特征可以替代说明书中公开的特征。因此,除非另有说明,否则所公开的每个特征都代表一系列等同或相似特征的示例。

诸如“举例”、“诸如”、“例如”之类的示例性语言的使用仅旨在更好地说明本发明,而不表示对本发明范围的限制,除非如此要求保护。除非上下文另外明确指出,否则说明书中描述的任何步骤可以以任何顺序或同时执行。

说明书中公开的所有特征和/或步骤可以以任何组合进行组合,除非其中至少一些特征和/或步骤是互斥的组合。特别地,本发明的优选特征适用于本发明的所有方面,并且可以以任何组合使用。

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