34

Besser als Real-Life: Radarechos vom ZielsimulatorDie Radarsensorik war bisher eines der letzten Elektronikbereiche im Automobilbau, die sich realitätsnahen

Tests in Labor und Fertigung entzogen. Szenarien mit mehreren bewegten und statischen Zielen in unter-

schiedlichsten Entfernungen ließen sich einfach nicht mit vertretbarem Aufwand innerhalb eines Gebäudes

nachbilden. Mit dem Automotive Radar Target Simulator ARTS9510 wird genau das zur einfachen Übung.

BILD 1: Radar-Sensoren finden sich heute schon in allen Fahrzeugklassen. Der Radar-Zielsimulator ARTS9510 ermöglicht erstmals den Aufbau flexibler

Testeinrichtungen unter Laborbedingungen dafür.

Als wesentliche Komponenten fortgeschrittener Fahrerassis-tenzsysteme (ADAS) haben Radarsensoren innerhalb weni-ger Jahre eine ganz neue Klasse an Komfort- und Sicherheits-funktionen in den Fahrzeugen möglich gemacht. ADAS-Appli-kationen wie Bremsassistent, Spurwechselassistent oder auto-matische Distanzregelung greifen aktiv in die Fahrzeugfüh-rung ein und sind daher hochgradig sicherheitsrelevant. Ent-sprechend streng sind die Anforderungen an die Zuverlässig-keit dieser Systeme. Ausgiebige Feldversuche müssen der

Markteinführung vorausgehen. Vorher jedoch sollten Labor-tests bereits alle wesentlichen Situationen in realitätsnahen Testszenarien vorweggenommen haben. Dies auch aus wirt-schaftlichen Gründen, denn Testfahrten sind teuer und zeitauf-wendig, Labortests dagegen relativ preiswert, zügig durchführ-bar und – in der Messtechnik immer erwünscht – unter defi-nierten Bedingungen wiederhol- und variierbar. Diese Vorzüge kommen mit dem Radar-Zielsimulator ARTS9510 jetzt auch Tests an allen Bordsystemen zugute, die Radarsensoren nutzen.

Allgemeine Messtechnik | Signalerzeugung und -analyse

Für alle Einsatz- und Radar-SzenarienDie ARTS9510-Familie wurde speziell für den Automotive-Bereich entwickelt, also für Radare in den Frequenzbändern 24 GHz und 77 GHz. Dank ihrer flexiblen, zukunftssicheren Architektur können die Geräte aber nicht nur mit FMCW-Sig-nalen umgehen, sondern beherrschen das komplette Spek-trum der Radartechnologien. Vielseitigkeit ist auch sonst in jeder Hinsicht Trumpf. Passend für den vorgesehenen Einsatz-fall und die abzubildenden Radareigenschaften lässt sich die Geräteplattform maßgeschneidert konfigurieren. Die Varia-tionsmöglichkeiten umfassen sowohl die Bauweise (Desktop-gerät mit integriertem PC und grafischer Bedienoberfläche oder fernbedientes Systemgerät) als auch die Modulbestü-ckung (Frequenzbereiche, Bandbreiten, optionale Erweiterun-gen). Was die simulierten Entfernungen, Auflösungen und Objektgeschwindigkeiten betrifft, erfüllt ARTS alle gegenwär-tigen und zukünftigen Anforderungen. Nahbereichsradare, etwa für Parkassistenten, werden ebenso präzise bedient wie weit vorausschauende Systeme, denen Objekte bis zu einer Entfernung von 2,4 km und mit Radialgeschwindigkeiten bis 700 km/h vorgespiegelt werden können. Optional lässt sich sogar die Tangentialkomponente der Objektbewegung dar-stellen (angle of arrival).

Ob im Labor oder in der Produktionshalle: ARTS passt! Die Hornantenne (optional ist auch bistatischer Betrieb mit zwei Antennen zur Steigerung der Dynamik möglich) kann hin-ten, seitlich oder am Geräteboden platziert werden, sodass bequeme Tischaufbauten ebenso wie die Bestückung hori-zontaler und vertikaler Testkammern möglich sind (BILD 2). Ein zusätzlicher Freiheitsgrad ergibt sich durch die Montage des Mikrowellen-Transceivers entweder für horizontale oder vertikale Polarisation der Signale. Wem selbst diese Möglich-keiten noch nicht reichen, kann das hochkompakte, nur etwa streichholzschachtelgroße Transceiver-Modul auch abgesetzt betreiben, was die Einsatzmöglichkeiten, z. B. in EMV-Kam-mern, noch einmal drastisch erweitert.

Ganzheitlich gedacht: ARTS als Komponente in HIL-SystemenDer Trend zu autonomen Fahrzeugen wird immer mehr und anspruchsvollere Testfälle generieren, um die Komplexi-tät realer Situationen möglichst umfassend abzudecken. Dabei genügt es nicht mehr nur, den Signalverkehr über die leitungs gebundenen Bussysteme (CAN, FlexRay, LIN etc.) zu stimulieren und auszuwerten; vielmehr ist es für eine realitäts-nahe Systemnachbildung unabdingbar, alle Regelkreise über die involvierten HF-Verbindungen (GPS, Radar, C2C, eCall etc.) zu schließen. HIL-Systeme (Hardware-in-the-Loop) dafür müssen dazu mit diversen Luft-(=Funk-)Schnittstellen aus-gerüstet werden. ARTS ist eine solche Schnittstelle, alle wei-teren lassen sich über das Rohde & Schwarz-Messgeräte-programm ergänzen. Der Radar-Zielsimulator selbst gibt sich

BILD 2: ARTS9510-Bau- und -Betriebsarten: Tischgerät mit Touch-Bedien-

oberfläche und rückseitiger Antennenplatzierung, Systemgerät mit seitli-

cher oder bodenseitiger Antennenanordnung.

NEUES 213/15 35

Beispiel für ein Automotive-Radar-Testsetup

Automotive-Radarsensor

Signal- und Spektrumanalysator R&S®FSW Oszilloskop R&S®RTO Vektor-Signalgenerator R&S®SMW200A 3-Pfad-LeistungssensorR&S®NRPxxS

ARTS-Bedienoberfläche

Produktions-Steuerrechner

LAN

Kontroll-Ein- / Ausgänge

36

kontakt- und anpassungsfähig. So kann der Anwender über die mitgelieferten DLL /API-Bibliotheken eigene Signal- und Steuerungs-Routinen entwickeln, um zum Beispiel nicht-lineare Bewegungsprofile zu generieren. Dank der großen Speichertiefe sind darüber hinaus auch Multiziel-Szenarien programmierbar, die sich über einen langen Zeitraum (20 bis 30 Minuten, je nach Anzahl der Zielparameter und deren Wechselhäufigkeit) entwickeln und jedes Ziel mit einer indivi-duellen Dynamik ausstatten.

Ein ZF-Kontrollausgang erlaubt die Analyse des empfange-nen Signals mittels externer Messgeräte. BILD 3 zeigt mög-liche Erweiterungen, mit deren Hilfe ein Radarsignal einge-hend untersucht werden kann. Insbesondere die Kombination mit einem Signal- und Spektrumanalysator R&S®FSW ergibt ein umfassendes Bild. Dient ARTS primär zur funktionalen Bewertung von Radarsensoren und zum Schließen des Sig-nalwegs im Rahmen von HIL-Szenarien, erlaubt der R&S®FSW eine exakte automatische Vermessung der Signale selbst.

Mögliche Schwachstellen und Optimierungspotenziale von Sensoren lassen sich so schnell identifizieren (siehe Artikel auf Seite 30).

FazitARTS9510 ist ein weiterer wichtiger Entwicklungsschritt in dem Bemühen, die steigende Komplexität des Systems Auto-mobil durch hoch entwickelte Messtechnik funktional und sicherheitstechnisch unter Kontrolle zu halten. Automobil-hersteller, Tier-1-Ausrüster, Sensor- und Chipset- Hersteller können mit diesem Gerät jetzt in jeder Phase des Entwi-cklungs- und Herstellungsprozesses reproduzierbare, ver-lässliche Testbedingungen schaffen, um den Aufwand für Testfahrten sowie die Entwicklungszeiten drastisch zu reduzieren. Ergänzt um weitere HF-Messgeräte aus dem Rohde & Schwarz-Programm, lässt sich ARTS9510 zu einer vollständigen Testumgebung für Radartechnologie erweitern.

Udo Reil; Lutz Fischer; Volker Bach

BILD 3: Der Zielsimulator ARTS9510 in einem beispielhaften Setup mit ergänzenden Messgeräten: Signal- und Spektrumanalysator mit Radar-Analyse-

software, Oszilloskop zur Signalvisualisierung, Signalgenerator zur Signalbeeinflussung, Leistungssensor zur präzisen Messung der Sendeleistung.

Allgemeine Messtechnik | Signalerzeugung und -analyse