雷达天线仿真分析规范

雷达天线仿真分析规范目次TOC\o"1-2"\f\h\z\u1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 软件设施 25 输入数据 26 分析流程及方法 27 数据处理及结果评价 38 输出物 4雷达天线仿真分析规范范围本规范规定了乘用车毫米波雷达天线仿真分析的要求，目的是规范仿真工程师对乘用车ACC系统毫米波雷达天线分析的参数设置，规范化乘用车整车天线布局EMC仿真分析的流程，提高乘用车毫米波雷达天线分析的仿真精度。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。整车EMC仿真模型建模规范GB/T29259-2012道路车辆电磁兼容术语ISO11452-1:2015道路车辆电气电子部件对窄带辐射电磁能的抗扰性试验方法第一部分：一般原则和术语术语和定义术语和定义参照GB/T29259、ISO11452-1及IEC/TR361000-1-1执行，下列术语和定义适用于本标准。自适应巡航系统（AdaptiveCruiseControl）自适应巡航系统简称为ACC系统，是一种智能化的自动控制系统，在车辆行驶过程中，通过安装在车辆前部的车距传感器（毫米波雷达或激光雷达）持续扫描车辆前方道路，同时轮速传感器采集车速信号。当与前车之间的距离过小时，ACC控制单元可以通过与制动防抱死系统、发动机控制系统协调动作，使车轮适当制动，并使发动机的输出功率下降，以使车辆与前方车辆始终保持安全距离。雷达天线用来辐射和接收电磁波并决定其探测方向的设备。ACC雷达通常工作在24~80GHz频率段，其波长通常在12~3mm之间，又称毫米波雷达。波瓣宽度天线方向图中主波瓣电磁场半功率点(0.707场强点)间的宽度，有水平波瓣宽度和垂直波瓣宽度。在雷达工作波长固定的条件下，天线口径尺寸越大，波瓣宽度越窄。在天线口径尺寸固定的条件下，工作波长越短，波瓣宽度越窄。天线波瓣宽度与雷达的测角精度和角分辨力直接有关，波瓣窄，测角精度高，角分辨力强。天线增益表示雷达天线聚集波束的能力，其大小为雷达天线在最大辐射方向所辐射的功率与各个方向都均匀辐射的天线在同一方向上辐射的功率之比(在两天线输入功率相同的条件下)。在雷达工作波长固定时，天线口径面积越大，天线增益越高；如果天线口径面积固定，则工作波长越短，增益越高。天线增益常用单位dBi和dBd，dBi表征天线相对于理想全向天线的功率能量密度之比，dBd表征天线相对于理想偶极子天线的功率能量密度之比。旁瓣电平旁瓣的最大电磁场强度与主瓣的最大电磁场强度之比，用分贝表示。雷达天线有很多旁瓣，因此有最大旁瓣电平和平均旁瓣电平两项性能指标。根据雷达反干扰性能的要求，天线旁瓣电平越低越好。软件设施本规范采用AltairFeko2017及以上版本作为电磁仿真分析软件。输入数据建立有限元模型，输入数据应符合《整车EMC仿真模型建模规范》中第5章节的要求，包含以下数据和参数：雷达天线及天线罩的结构数据；雷达天线及天线罩的材料参数；天线的工作频率、阻抗及激励源参数。分析流程及方法雷达天线仿真用于雷达天线阵列的方位视角、俯仰视角及旁瓣抑制电平。模型几何数据如图1所示，网格尺寸不超过工作波长的1/6。图1ACC雷达天线结构（示例）加载天线阻抗、工作频率。求解器采用多层快速多极子算法（MLFMM），如图2所示。定义远场扫描，水平方位角和垂直俯仰角的扫描间隔≤5°。图2选择MLFMM求解器数据处理及结果评价数据处理输出水平和垂直方向上的场强图，如图3、图4所示。例如，该雷达天线水平方位和垂直俯仰的天线增益≥3dBi，根据图3可以得到天线阵列的方位角约为30°；同理，根据图4可以得到天线阵列的俯仰角约为105°。根据图3中主瓣峰值电平与副瓣峰值电平的差值，可得旁瓣抑制电平约为20dBi。图3水平方向场强图（示例）图4垂直方向场强图（示例）输出雷达天线的3D远场图，如图5所示。图5雷达天线远场图（示例）结果评价参照VTS及STSS相关指标对整车雷达天线进行评价。输出物计算结果输出完整计算模型及结果文件并存档，文件名称参考《整车EMC仿真模型建模规范》中的文件命名规则。分析报告针对不同的车型统一命名为《XX