現(xiàn)在大家看的比較多的天線(xiàn)是12級(jí)天線(xiàn)，車(chē)外做好的天線(xiàn)不是非常多，好的天線(xiàn)在車(chē)內(nèi)。現(xiàn)在車(chē)身級(jí)基本還是鋼結(jié)構(gòu)，可以說(shuō)這些車(chē)內(nèi)天線(xiàn)處在鋼結(jié)構(gòu)的環(huán)境下工作的，環(huán)境也是比較惡劣的。這個(gè)圖是說(shuō)現(xiàn)在車(chē)上的天線(xiàn)越來(lái)越多，包括我們剛才說(shuō)的各種場(chǎng)景。
簡(jiǎn)單把車(chē)載天線(xiàn)用一個(gè)坐標(biāo)軸體現(xiàn)，橫坐標(biāo)是頻率，做EMC或者做射頻比較關(guān)注的是頻率。縱坐標(biāo)是車(chē)載天線(xiàn)發(fā)展的應(yīng)用階段，早期的車(chē)是收音電臺(tái)的應(yīng)用，后面有移動(dòng)通訊的應(yīng)用需求，我把導(dǎo)航等需求方在這個(gè)階段。再往后有娛樂(lè)交互應(yīng)用需求，再往后有車(chē)身舒適性的應(yīng)用階段，這個(gè)時(shí)候主要是4G，胎壓監(jiān)測(cè)，比如說(shuō)無(wú)線(xiàn)充電，儀表傳感器放在這個(gè)地方，現(xiàn)在目前比較熱的智能網(wǎng)聯(lián)階段，EWB做定位，ETC做前裝的開(kāi)發(fā)需求，然后自動(dòng)駕駛雷達(dá)的應(yīng)用，現(xiàn)在還有NFC的應(yīng)用在這個(gè)范圍內(nèi)。總體上看到車(chē)載天線(xiàn)應(yīng)用的頻段越來(lái)越寬，大概從100K到100G的范圍，它應(yīng)用的內(nèi)容越來(lái)越多，也就是現(xiàn)階段車(chē)上車(chē)載天線(xiàn)這么一個(gè)情況。
前面說(shuō)了這么一個(gè)大概的車(chē)上天線(xiàn)的應(yīng)用情況，這個(gè)地方是把我們企業(yè)的一些典型車(chē)載無(wú)線(xiàn)電收發(fā)零件、系統(tǒng)列了一個(gè)表在這里。比如動(dòng)力電池，按照頻率從低到高，比如動(dòng)力電池的無(wú)線(xiàn)充電，125K的應(yīng)用，像無(wú)鑰匙進(jìn)入，鑰匙低頻的應(yīng)，手機(jī)無(wú)線(xiàn)充電的應(yīng)用。然后是收音電臺(tái)的AM、FM、DAB，然后是43鑰匙的高頻，433的TPNS，然后是移動(dòng)通信1G、2G、3G、4G、5G的頻段，然后下面是導(dǎo)航定位GNSS的頻段，然后是wifi是DT的，包括wifi的5G頻段，然后UWB的定位，然后UTC的，然后V2X，以及車(chē)載雷達(dá)的，還有4G，這些天線(xiàn)會(huì)涉及到一些系統(tǒng)零件，右邊這一列是說(shuō)它涉及到哪些系統(tǒng)零部件，可能每家車(chē)企表現(xiàn)形式稍微有一點(diǎn)差別。
前面說(shuō)了車(chē)上有這么多的天線(xiàn)，我們是不是可以做一個(gè)總結(jié)概括，就是這些天線(xiàn)看上去各個(gè)需求都不一樣，平臺(tái)也不一樣，應(yīng)用也不一樣。我們簡(jiǎn)單概括一下車(chē)上的天線(xiàn)是怎么樣的情況，這個(gè)大框，我們車(chē)上的天線(xiàn)可以是單零件，也可以是多零件組成的系統(tǒng)，這是目前的狀態(tài)。下面綠框，首先我們肯定有天線(xiàn)和收發(fā)機(jī)，這兩個(gè)是實(shí)的綠框。中間兩個(gè)虛的綠框根據(jù)需求，你的實(shí)際零件的天線(xiàn)如果有匹配的需求，會(huì)增加一些匹配。再中間如果是有天線(xiàn)的，肯定需要有放大器，這里面把濾波放大，這個(gè)濾波可以根據(jù)你實(shí)際的需求，是增加濾波，或者做一些調(diào)整，放大的話(huà)也可以根據(jù)你的需求做一些放大的需求。收發(fā)機(jī)這一頭不同天線(xiàn)根據(jù)應(yīng)用需求可以緊收，也可以是緊發(fā)，也可以收發(fā)都有。所以車(chē)載天線(xiàn)形式總結(jié)一下就是這么一個(gè)表現(xiàn)形態(tài)。
下面說(shuō)一下零件級(jí)的開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證，這邊是一個(gè)流程，零件級(jí)的車(chē)載天線(xiàn)怎么做開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證。第一步要明確開(kāi)發(fā)的需求，需求主要是頻率范圍，零件有多大的尺寸可以做設(shè)計(jì)，然后這個(gè)天線(xiàn)是全向天線(xiàn)還是定向天線(xiàn)，方向性的要求，然后射頻性能的指標(biāo)要求，基于這些需求來(lái)選擇特定的天線(xiàn)形式。這里的天線(xiàn)形式可以有很多種，常規(guī)見(jiàn)到的是一些個(gè)PCB板載天線(xiàn)，還有GPS經(jīng)常用的陶瓷天線(xiàn)，還有螺旋天線(xiàn)，也有PCB的螺旋天線(xiàn)，還有桿天線(xiàn)，還有玻璃天線(xiàn)，還有放在零件內(nèi)部用一種軟膜貼片技術(shù)的，各種天線(xiàn)形式都可以根據(jù)你的要求選擇合適的做設(shè)計(jì)。
選擇天線(xiàn)之后怎么做設(shè)計(jì)?天線(xiàn)的設(shè)計(jì)肯定是要靠仿真實(shí)現(xiàn)的，天線(xiàn)仿真精度的確比電磁兼容仿真的精度高很多。第一步我們要做仿真設(shè)計(jì)，仿真設(shè)計(jì)的點(diǎn)涉及到諧振頻率、特性阻抗、駐波、增益，如果你是單天線(xiàn)，別人是多個(gè)天線(xiàn)，你要考慮隔離度，隔離度設(shè)計(jì)是否達(dá)到要求。基于這些仿真設(shè)計(jì)出來(lái)的方案之后，下面就是做一個(gè)原型調(diào)試，可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的模型上做一些銅模貼片，再做實(shí)體的測(cè)試驗(yàn)證，基于原型調(diào)試，調(diào)試完之后，基于原型調(diào)試的方案再做最終的制板打樣，制板打樣包括天線(xiàn)端的，低噪放的設(shè)置，基于這些制板打樣。制板打樣回來(lái)之后做車(chē)載級(jí)零件的一些測(cè)試驗(yàn)證，包括常規(guī)的EMC、環(huán)境、可靠性、材料，這些是必須要做的。對(duì)于天線(xiàn)的零件必須要做天線(xiàn)的性能，以及硬件的性能是不是能達(dá)到前面提到的射頻指標(biāo)的要求。
重點(diǎn)說(shuō)一下仿真設(shè)計(jì)以及后面的測(cè)試驗(yàn)證，仿真設(shè)計(jì)說(shuō)一下仿真的方法，主要是看左上角駐波的仿真結(jié)果，左下角是有隔離度的仿真結(jié)果，中間是二維的增益仿真結(jié)果，右上角是三維的方向圖，基于駐波、增益、方向圖、隔離度這些指標(biāo)來(lái)和目標(biāo)做匹配，看看天線(xiàn)單體設(shè)計(jì)是不是達(dá)到零件級(jí)單體的要求。
天線(xiàn)零件出來(lái)之后做測(cè)試驗(yàn)證，關(guān)于測(cè)試驗(yàn)證我分了兩大類(lèi)，第一大類(lèi)是研發(fā)測(cè)試，第二大類(lèi)是無(wú)線(xiàn)電收發(fā)的認(rèn)證測(cè)試。研發(fā)測(cè)試?yán)锩姘▋纱髩K，第一塊是天線(xiàn)性能的測(cè)試，包括增益、效率、駐波、隔離度、方向圖等等。低噪放硬件測(cè)試，包括增益、駐波比、帶外抑制、特性阻抗、噪聲電平系數(shù)，AGC動(dòng)態(tài)范圍，還要關(guān)注一下二階三階互調(diào)產(chǎn)物。對(duì)認(rèn)證測(cè)試主要分四大塊，第一塊是RF的認(rèn)證測(cè)試要求，第二是電磁兼容的認(rèn)證測(cè)試要求，第三是健康的，第四塊是安全的。安全主要是一些帶寬類(lèi)的測(cè)試要求，功率類(lèi)、靈敏度測(cè)試要求，以及帶外、雜散、鄰道、阻塞、互調(diào)的、自適應(yīng)測(cè)試要求。EMC主要是發(fā)射測(cè)試和抗擾測(cè)試。健康主要是電磁場(chǎng)暴露，安全主要是起火和燙傷的風(fēng)險(xiǎn)，以及電池的天線(xiàn)零件的安全要求。
這邊有幾張照片，左上角是天線(xiàn)零件的增益測(cè)試場(chǎng)地，左上角的場(chǎng)地是接收天線(xiàn)或者發(fā)射天線(xiàn)在遠(yuǎn)端，被測(cè)天線(xiàn)在轉(zhuǎn)臺(tái)，這個(gè)轉(zhuǎn)臺(tái)兩個(gè)軸向可以調(diào)節(jié)，橫向可以360度轉(zhuǎn)，縱向可以360度轉(zhuǎn)，這樣可以實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)360度增益、方向圖的測(cè)試。下面是常規(guī)的大家經(jīng)常看到的多探頭的，我們直接把被測(cè)部置于多探頭的中心，通過(guò)多探頭測(cè)天線(xiàn)3D的增益、方向圖，這是目前天線(xiàn)里經(jīng)常采用的兩種方式。
下面是整車(chē)級(jí)的，首先說(shuō)一下為什么要做整車(chē)級(jí)的性能儲(chǔ)備和驗(yàn)證。這里有一個(gè)圖，我們是不是簡(jiǎn)單理解天線(xiàn)單體，我再關(guān)注整車(chē)本身的，把兩個(gè)做一個(gè)疊加，是不是知道天線(xiàn)裝到整車(chē)之后天線(xiàn)的性能表現(xiàn)是什么樣子，這個(gè)其實(shí)是要打一個(gè)問(wèn)號(hào)的，會(huì)受各種環(huán)境的影響，我們也仿真測(cè)試，結(jié)果還是會(huì)有比較大的差別。所以我們要做整車(chē)級(jí)的性能匹配和驗(yàn)證。
同樣，我們整車(chē)級(jí)主要關(guān)注點(diǎn)就是增益方向圖的分析，我們首先要出整車(chē)的模型，這個(gè)整車(chē)模型會(huì)做一些簡(jiǎn)報(bào)，保證大體的模型不差。天線(xiàn)周?chē)哪Ｐ褪潜仨氁模绊懱炀€(xiàn)性能的要比較完整的。天線(xiàn)上了整車(chē)之后，方向圖的仿真結(jié)果主要關(guān)注的是增益，包括最大、最小和平均增益，右側(cè)是3D的結(jié)果。
再說(shuō)一下整車(chē)級(jí)的測(cè)試，最大的問(wèn)題主要一個(gè)是太重，前面天線(xiàn)的場(chǎng)地做整車(chē)級(jí)的測(cè)試基本不可能實(shí)現(xiàn)。第二個(gè)它不可能支撐在原型廠(chǎng)的中間，它需求的頻率段非常寬，你如果想滿(mǎn)足整車(chē)前面提的所有關(guān)注頻率段的性能，這個(gè)場(chǎng)地是一個(gè)多種測(cè)試場(chǎng)地高度融合的方案。
這里面說(shuō)一下有哪些場(chǎng)地的形式，第一種是我們常說(shuō)的直接測(cè)量法里面的傳統(tǒng)遠(yuǎn)場(chǎng)，隔著遠(yuǎn)場(chǎng)測(cè)天線(xiàn)上整車(chē)之后它的增益結(jié)果，這地方是必須要達(dá)到遠(yuǎn)場(chǎng)的條件。包括室內(nèi)的遠(yuǎn)場(chǎng)，也包括室外的遠(yuǎn)場(chǎng)。第二，通過(guò)個(gè)緊縮場(chǎng)的形式，通過(guò)反射面來(lái)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)場(chǎng)條件，就是通過(guò)發(fā)射面，可以是單反射面，也可以是多反射面緊縮場(chǎng)的形式直接測(cè)量遠(yuǎn)場(chǎng)的方式。第二塊是間接測(cè)量法，可以是單探頭或者多探頭，按照測(cè)試場(chǎng)地的形式可以是一個(gè)平面近場(chǎng)，也可以是柱面近場(chǎng)，也可以是一個(gè)球面近場(chǎng)，不同的測(cè)量場(chǎng)地是不同的形式。通過(guò)近遠(yuǎn)場(chǎng)算法來(lái)實(shí)現(xiàn)得到關(guān)注遠(yuǎn)場(chǎng)的測(cè)量結(jié)果。
車(chē)上的需求非常多，靠一種場(chǎng)地來(lái)實(shí)現(xiàn)這么多頻段，從低頻段，我們從FM開(kāi)始70多兆，一直到雷達(dá)80G，靠一種場(chǎng)地實(shí)現(xiàn)非常困難，需要多種場(chǎng)地融合。現(xiàn)在也看到復(fù)合場(chǎng)地，比如多探頭近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)的融合，各種融合的形式，也可以是多種場(chǎng)地做分開(kāi)的形式。右邊是示意圖，這是一個(gè)效果圖。
我們也會(huì)在一些實(shí)際場(chǎng)地做相關(guān)的測(cè)試驗(yàn)證，左上角是一個(gè)室外遠(yuǎn)場(chǎng)，被測(cè)物擱在轉(zhuǎn)臺(tái)上，被測(cè)天線(xiàn)在隔著30米的地方，是室外遠(yuǎn)場(chǎng)的測(cè)試，可以測(cè)一定遠(yuǎn)場(chǎng)的2D方向圖。左下角是單探頭的進(jìn)場(chǎng)的測(cè)試場(chǎng)地，這個(gè)探頭是通過(guò)遙地形式實(shí)現(xiàn)3D的測(cè)試，中間是多探頭的探頭孔的測(cè)試場(chǎng)地，來(lái)實(shí)現(xiàn)整車(chē)的天線(xiàn)增益測(cè)試結(jié)果。除了天線(xiàn)增益的測(cè)試以外，我們也會(huì)關(guān)注車(chē)上這些天線(xiàn)處于通訊狀態(tài)的情況下我們來(lái)驗(yàn)證它的EMC性能是不是能夠達(dá)到我們的要求，我們也會(huì)在EMC場(chǎng)地實(shí)現(xiàn)天線(xiàn)通訊的狀態(tài)來(lái)驗(yàn)證它的天線(xiàn)性能在EMC的條件下是不是可以。
