Reduzca la degradación del rendimiento de sensores radar en automóviles ocasionada por radomos y parachoques
Su aplicación
Los sistemas radar de vehículos emiten «chirps» de ondas continuas moduladas en frecuencia (FMCW) y después miden el retardo de propagación y el desplazamiento de frecuencia Doppler de la señal reflejada, la cual luego se utiliza para calcular las distancias de otros objetos (como otros vehículos o transeúntes) y las correspondientes velocidades radiales. Los sensores radar actuales miden el azimut (ángulo en el plano horizontal) entre la dirección de desplazamiento y un objeto detectado, así como también la elevación (ángulo en el plano vertical) entre el vehículo y otros objetos.
Los sensores radar en automóviles deben ser precisos y confiables, ya que los sistemas de control de vehículos utilizan sus datos para analizar el entorno y decidir si deben intervenir o no en la conducción. Un cálculo erróneo del sensor radar de un grado, entre dos vehículos a una distancia de 100 m, puede resultar en una desviación de 1.7 m y puede traer consecuencias desastrosas.
La reflectividad del radomo y de los parachoques puede ocasionar puntos ciegos o llevar a cálculos erróneos
La reflectividad del radomo y de los parachoques puede ocasionar puntos ciegos o llevar a cálculos erróneos
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Por cuestiones de estética, los sensores radar normalmente se instalan detrás del emblema de vehículos o parachoques. Esto tiene desventajas funcionales debido a que las señales del radar tienen que atravesar materiales con un efecto atenuante. Los radomos y los parachoques son parte del sistema de sensores de alta frecuencia y pueden tener un gran impacto negativo en el rendimiento y la precisión de la detección.
Los radomos y los parachoques pueden atenuar la señal del radar en varios dB, lo que ocasiona que el sistema autónomo de asistencia al conductor (ADAS) alcance un rango total más corto o provoque estrabismo en el radar lateral. Los radomos y parachoques pueden también ocasionar una desadaptación entre el material de la base y las señales del radar. Las propiedades de los materiales de las partes plásticas moldeadas y el recubrimiento de las superficies semimetálicas son a menudo heterogéneas, lo que genera distorsiones de señal impredecibles, como distorsiones de fase.
Millones de radares de automóviles se producen cada año y los fabricantes de automóviles están empezando a instalarlos como equipamiento estándar en todos los vehículos de alta gama y después se continuará con los vehículos de gama media y económica. Los sensores radar son vitales para la conducción autónoma, lo que los hace de suma importancia para la seguridad del vehículo. Está surgiendo la demanda de probar durante la producción el impacto de cada radomo y parachoques en el sistema. De esta manera, se puede asegurar la seguridad general de los vehículos autónomos.
El desafío
Al desarrollar e integrar sensores radar, el desafío es asegurar un determinado nivel de rendimiento a pesar de las diversas incertidumbres sistemáticas inherentes. Cualquier reducción en la incertidumbre sistemática hace más fácil alcanzar el rendimiento requerido. Los fabricantes de sensores radar pueden calibrar sus productos, pero los diseñadores de sistemas de radiofrecuencia se están dando cuenta que los fabricantes de sensores no pueden saber en qué tipo de radomos o parachoques serán instalados sus sensores o, cómo los radomos y parachoques serán pintados o qué irregularidad en el material puedan tener.
Es necesario medir los radomos/parachoques junto con el sensor para tener la seguridad de que todo el sistema funcione correctamente. Los fabricantes de radomos y parachoques son responsables de probar y validar las propiedades de sus productos en todas las fases, desde la fase inicial de diseño hasta el final de la línea de producción. Los fabricantes de radomos y parachoques necesitan pruebas detalladas, sólidas y confiables en cada fase, de manera particular en la producción.
El R&S®QAR50 se puede ensamblar en forma de C y U, e integrar de manera fácil en sistemas de pruebas.
El R&S®QAR50 se puede ensamblar en forma de C y U, e integrar de manera fácil en sistemas de pruebas.
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La solución de Rohde & Schwarz
El rendimiento del sistema radar del vehículo está volviéndose cada vez más importante, por lo que Rohde&Schwarz ha desarrollado el probador de la calidad de radomos para automóviles R&S®QAR50.
El R&S®QAR50 es ideal para probar con precisión la calidad del radomo y del parachoques para la gama de frecuencias del radar de automóviles en cada fase del producto, desde pruebas durante I+D hasta el final de la línea de producción (EOL). Cientos de antenas de recepción y transmisión caracterizan de manera rápida materiales, radomos y parachoques. La tecnología de imágenes de microondas se enfoca en la electrónica y permite un posicionamiento del dispositivo más flexible. Los dos clústers y las bandas de frecuencias personalizables permiten al R&S®QAR50 realizar mediciones de la atenuación de transmisión unidireccional, la reflexión en ambos lados y la fase de transmisión en un ciclo de medición de cuatro segundos. Los resultados pueden compararse de manera directa con las mediciones de espacio libre del analizador de redes vectoriales.
Configuración de medición
Las mediciones de transmisión y reflexión repetibles y precisas dependen de un posicionamiento exacto. La mayor parte de configuraciones de prueba y medición tienen espacio limitado entre sus dispositivos y las antenas de recepción y transmisión. Voluminosos parachoques delanteros y traseros hacen difícil encontrar suficiente espacio. El R&S®QAR50 tiene un amplio espacio de inserción de 990 mm (38.98 in.) entre los clústers para facilitar la colocación manual o automática de un radomo o parachoques. El R&S®QAR puede integrarse y funcionar verticalmente en una posición C o U dependiendo de los requerimientos y la estructura de la línea de producción. Esto permite un posicionamiento flexible, simplifica el manejo y minimiza los requerimientos de integración.
A pesar del amplio espacio de inserción, el R&S®QAR50 tiene un tamaño de solo 310 mm × 1420 mm × 970 mm (12.2 in. × 55.9 in. × 38.2 in.) y puede caber en la mayoría de sistemas de pruebas. Rohde & Schwarz ofrece con su aliado Löhnert Elektronik una solución lista para usar. El software de medición y automatización basado en PC del fabricante de sistemas, Löhnert Instant Scripting RunTime (LisRT V3), puede controlar el sistema de pruebas junto con SPS de Siemens. En modo autónomo, el R&S®QAR50 puede controlarse con comandos SCPI sin ningún costo adicional.
El R&S®QAR50-K30 muestra una imagen de alta resolución que permite la rápida detección de interferencias y hace visible de manera clara la estructura de montaje de los parachoques.
El R&S®QAR50-K30 muestra una imagen de alta resolución que permite la rápida detección de interferencias y hace visible de manera clara la estructura de montaje de los parachoques.
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Configuración del instrumento
Los dos clústers en el R&S®QAR50 realizan mediciones de la atenuación de transmisión unidireccional, la reflexión en ambos lados en la gama de frecuencias en un barrido entre las bandas de 76 GHz a 77 GHz y de 76 GHz a 81 GHz.
Antes de las pruebas de EOL del radomo y del parachoques, es también importante conocer la homogeneidad de las partes. El R&S®QAR50 puede equiparse con una opción adicional de máscara de fase para realizar mediciones en la fase de transmisión. Esto permite el análisis de la homogeneidad del radomo y del parachoques sin la necesidad de algún movimiento mecánico.
La geometría y los bordes de los radomos también pueden influir de manera significativa en la señal radar. La tecnología de microondas permite al R&S®QAR50 mostrar una imagen de la reflexión en alta resolución para una rápida detección de anomalías. También hace que la estructura de montaje sea claramente visible para un posicionamiento del dispositivo rápido y correcto.
El R&S®QAR50-K20 realiza mediciones de la fase de transmisión y permite el análisis de homogeneidad del radomo y del parachoques.
El R&S®QAR50-K20 realiza mediciones de la fase de transmisión y permite el análisis de homogeneidad del radomo y del parachoques.
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Cuando los radomos y parachoques se encuentran en la prueba de producción, la interfaz de usuario simplificada proporciona toda la información necesaria de un vistazo. El menú de navegación simplificado permite que incluso las personas que recién se inician en la tecnología de RF puedan operar la unidad. El instrumento muestra los valores numéricos de reflexión, así como las mediciones de transmisión y proporciona información sobre el posicionamiento del dispositivo. Todo esto hace que los valores sean fáciles de leer y entender. Esto también lo hace ideal para pruebas de final de la línea de producción.
El R&S®QAR50-K10 amplía la gama de frecuencias de 72 GHz a 82 GHz y muestra la respuesta en frecuencia de las mediciones de atenuación de transmisión y reflexión.
El R&S®QAR50-K10 amplía la gama de frecuencias de 72 GHz a 82 GHz y muestra la respuesta en frecuencia de las mediciones de atenuación de transmisión y reflexión.
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Algunos fabricantes de equipos originales (OEM) tienen pliegos de condiciones más altos en sus pruebas de final de la línea de producción. La opción R&S®QAR50-K10 puede ampliar la frecuencia para ambas bandas en el rango de 72 GHz a 82 GHz, lo que revela la respuesta en frecuencia a la atenuación de transmisión y reflexión. Esto permite la adaptación correcta de la frecuencia para detectar el material y ajustar el espesor de este según se necesite. En la producción, los valores mínimos de reflexión permiten la detección de desadaptaciones y fluctuaciones en los dispositivos.
El R&S®QAR50 calcula los resultados numéricos, la reflexión media para los clústers 1 y 2 y las bandas de frecuencias 1 y 2, así como la atenuación promedio de transmisión para las bandas de frecuencias 1 y 2 en una determinada área del dispositivo.
El R&S®QAR50 calcula los resultados numéricos, la reflexión media para los clústers 1 y 2 y las bandas de frecuencias 1 y 2, así como la atenuación promedio de transmisión para las bandas de frecuencias 1 y 2 en una determinada área del dispositivo.
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Resultados de la medición
El potente hardware de cálculo en el R&S®QAR50 puede procesar grandes cantidades de datos en muy poco tiempo. Las imágenes resultantes y los gráficos de frecuencia están disponibles en segundos. Dependiendo de los parámetros seleccionados y de los datos guardados, es posible obtener tiempos de ciclos extremadamente rápidos de menos de cuatro segundos. Esto hace que el R&S®QAR50 sea perfecto para líneas de producción de alto rendimiento.
La precisión, la confiabilidad y la solidez de los instrumentos de medición son vitales para los equipos utilizados en las pruebas de producción. Las reflexiones tienen una influencia particularmente grande en la calidad del radomo y del parachoques y la precisión es esencial. El R&S®QAR50 es el único probador de final de la línea de producción que mide de manera directa la reflexión, y no basa sus cálculos en la información de la fase de transmisión y la pérdida (las cuales pueden ser inexactas). Las mediciones cronológicas aseguran productos optimizados y una calidad uniforme en el proceso de fabricación.
Set de verificación conforme con los patrones nacionales e internacionales.
Set de verificación conforme con los patrones nacionales e internacionales.
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Para asegurar resultados de medición más precisos y repetibles, Rohde & Schwarz es el único proveedor que realiza mediciones/caracterizaciones acreditadas de espacios abiertos. Las placas de verificación del R&S®QAR50-Z44 permiten la verificación de mediciones de atenuación de transmisión y de reflexión según los patrones nacionales e internacionales.
Pueden guardarse los reportes de manera fácil y rápida como .csv (incluye todos los valores numéricos en formato .csv), .json/.xml (incluye todos los valores numéricos en forma .csv), .png (todas las imágenes activadas), .mat (incluye todas las matrices de imágenes y/o los volúmenes reconstruidos) en un dispositivo USB o en la red vía SCPI.
El R&S®QAR50 muestra los valores medidos para las reflexiones, la atenuación de transmisión, así como las máscaras de fase y la imagen de la reflexión. Los resultados de medición permiten una fácil comparación con los analizadores de redes vectoriales, los cuales se utilizan como una referencia en I+D.
El R&S®QAR50 muestra los valores medidos para las reflexiones, la atenuación de transmisión, así como las máscaras de fase y la imagen de la reflexión. Los resultados de medición permiten una fácil comparación con los analizadores de redes vectoriales, los cuales se utilizan como una referencia en I+D.
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Mantenimiento del instrumento
El correcto mantenimiento del instrumento es esencial y decisivo en las pruebas de final de la línea de producción, debido a que es la única forma de asegurar un alto rendimiento en un periodo de uso más largo. Para minimizar mantenimientos imprevistos, un elemento esencial fue asegurarnos de reducir al mínimo las piezas móviles dentro del R&S®QAR50. Esto reduce el desgaste al mismo tiempo que minimizara el tiempo de inactividad y los costos de mantenimiento.
Los equipos de prueba y medición necesitan recalibrarse regularmente para obtener resultados sólidos y confiables y un rendimiento adecuado dentro de los límites establecidos. Al calibrar equipos de prueba y medición estándar, generalmente deben retirarse y configurarse para un procedimiento de calibración especial con kits de calibración. Esto lleva tiempo y requiere de habilidades especiales. El R&S®QAR50 utiliza reflectores esféricos integrados para que se calibre de manera instantánea mientras permanece en su lugar. Esto hace fácil y factible el procedimiento de calibración, incluso para aquellas personas sin ninguna habilidad de RF.
Debido a los reflectores esféricos integrados, el R&S®QAR50 puede calibrarse de manera instantánea mientras permanece en su lugar.
Debido a los reflectores esféricos integrados, el R&S®QAR50 puede calibrarse de manera instantánea mientras permanece en su lugar.
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Precisión y confiabilidad de los datos cruciales para la seguridad
Los sistemas autónomos de asistencia a la conducción necesitan acceso a datos confiables de alta calidad provenientes de diversos sensores radar para detectar objetos a su alrededor. Los radomos y parachoques tienen un gran impacto en la calidad y confiabilidad de estos datos debido a las propiedades inconsistentes de los materiales en el trayecto de la señal de radiofrecuencia.
Probar y adaptar las propiedades del radomo y del parachoques es muy compleja, costosa y lleva tiempo después de que se hayan instalado en un vehículo. Los fabricantes deben probar y validar el rendimiento de RF de cada radomo y parachoques antes de que se instalen en un vehículo.
El R&S®QAR50 es ideal para probar de manera precisa la calidad del radomo y de la batería en la gama de frecuencias del radar de automóviles en todas las fases de la producción, de manera especial en la fase de final de la línea. Tiene suficiente espacio para acomodar de manera sencilla parachoques voluminosos y realiza mediciones distribuidas en el espacio para evaluar la homogeneidad de diseños de emblemas. El innovador concepto de hardware permite tiempos de medición muy rápidos y el concepto de software modular puede adaptarse a requerimientos específicos. El R&S®QAR50 proporciona pruebas de radomos y parachoques rápidas y precisas a un precio muy atractivo.
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