Sensores de radar a prueba

Fig. 1: El generador de ecos de radar para la industria automotriz R&S AREG100A se compone de una unidad base y un frontend separado que puede elegirse de acuerdo con la banda de radar utilizada.

Los sistemas de asistencia a la conducción que utilizan radares (por ejemplo, el control de velocidad inteligente) dependen del correcto funcionamiento de los sensores de radar integrados. El hecho de que un sensor en particular incorporado en un vehículo sea capaz de registrar correctamente la distancia, el tamaño, la dirección y la velocidad de un objeto depende por un lado de la calidad del sensor, y por otro, de su posición de montaje. Ambos aspectos son relevantes para la seguridad, por ello son necesarios ensayos funcionales tanto por parte del proveedor del sensor durante su producción como en la línea de ensamblaje del fabricante del automóvil.

Para evaluar la idoneidad de cubiertas de sensores (radomos), Rohde & Schwarz ha lanzado recientemente al mercado el sistema de pruebas R&S QAR. Para los sensores propiamente dichos existe ya desde hace tiempo la posibilidad de realizar pruebas exhaustivas durante el proceso de desarrollo con el generador de ecos digital ARTS 9510, especialmente con blancos simulados en movimiento. Una vez que se ha alcanzado el nivel desarrollo apto para la producción del sensor y el radomo para un modelo de automóvil con ayuda de estos instrumentos, en la producción en serie basta con probar el cumplimiento de los valores límite previamente especificados de parámetros clave.

Esta prueba se puede ejecutar con toda facilidad y fiabilidad con el nuevo generador de ecos de radar analógico para la industria automotriz R&S AREG100A (figs. 1 y 2). Éste permite evaluar sensores de radar actuales y futuros con toda fiabilidad, tanto en la banda ISM de 24 GHz como en las bandas E de 77 GHz y 79 GHz. Con el fin de brindar la máxima flexibilidad durante las pruebas y facilitar el manejo, el instrumento se compone de dos módulos:

1. La unidad base incorpora todos los componen-tes necesarios para generar hasta cuatro objetos artificiales a distancias fijas con valores de sección equivalente de radar y velocidad radial configurables de forma individual. El cliente puede indicar en su pedido cuatro distancias fijas para los objetos artificiales y obtener así una solución a la medida de su escenario de prueba.
2. El frontend instalado por separado mezcla la señal que proviene del sensor de radar en una banda de frecuencia intermedia inferior. Después de generar el eco en la unidad base, la señal vuelve a mezclarse en la banda del radar y se envía de vuelta al sensor de radar.

El R&S AREG100A admite ya en la banda E anchos de banda de hasta 4 GHz y simula incluso distancias de objetos sumamente cortas a partir de 4 m, si el cliente elige una distancia de 0,8 m entre el frontend y el dispositivo examinado. Con estas características, se trata de una solución orientada al futuro para probar rada-res de campo cercano y lejano.

Fig. 2: El R&S AREG100A y la cámara R&S ATS1500A conforman una solución de sistema para probar sensores de radar, también, y en especial, para la fabricación en serie.

Hasta hace poco tiempo, las interferencias recíprocas entre los sensores de radar de automóviles no se consideraban un gran problema, puesto que su presencia se limitaba al escaso segmento de los vehículos de lujo equipados con sistemas de asistencia basados en radares. Sin embargo, esta situación ha cambiado ya que su uso se ha popularizado y extendido a la gama media y económica. Paralelamente, también la cantidad de sensores y sistemas basados en radares dentro de un mismo vehículo está aumentando. Como resultado de estas dos tendencias, la probabilidad de interferencias recíprocas entre los sensores de radar es cada vez mayor. Por eso es necesario realizar pruebas de inmunidad. Desde junio de 2017 están vigentes regulaciones que exigen esta certificación, concretamente la norma europea sobre equipos radioeléctricos RED y normas asociadas como ETSI EN 303396. Para probar la inmunidad de los sensores de radar frente a interferencias, Rohde & Schwarz ofrece una solución de referencia basada en el R&S AREG100A (fig. 3).

El frontend del R&S AREG100A puede mezclar la señal interferente generada por un generador junto con los ecos generados en la banda del radar. Por lo tanto, un generador de señales con una frecuencia superior de 6 GHz es suficiente.

Puesto que la directiva RED solamente prescribe pruebas con interferencias CW, basta con un generador de señales analógico como el R&S SMB100B. Igualmente, pueden simularse también escenarios de interferencias más complejos, por ejemplo, con secuencias chirp de FM, es decir, señales típicas de los radares. La utilización de un software de simulación como el R&S Pulse Sequencer en combinación con un generador vectorial de señales como el R&S SMW 200A es la elección perfecta en estos casos. Junto con el R&S AREG100A se puede simular cualquier escenario de interferencias, por muy complejo que sea.

Fig. 3: Con el R&S AREG100A, la cámara R&S ATS1500 y un generador de señales de FI analógico como el R&S SMB100B se pueden realizar con facilidad las pruebas de inmunidad a perturbaciones en sensores especificadas en la directiva RED.

La directiva de equipos radioeléctricos RED especifica también un límite superior para la máxima potencia de emisión permitida. Gracias a los caminos de recepción calibrados del R&S AREG100A es posible incluir la verificación del cumplimiento de estos límites en el ensayo funcional final de los sensores durante la producción en serie. La conversión de la señal de radar de la banda ISM o E a la frecuencia intermedia a través del frontend del R&S AREG100A simplifica considerablemente la configuración.

Para medir la potencia isotrópica radiada equivalente (PIRE) basta con conectar un medidor de potencia R&S NRP 8S a la salida calibrada de frecuencia intermedia del R&S AREG100A. Un analizador de señal y espectro como el R&S FSW 8 en una salida de FI adicional mide simultáneamente parámetros clave como el ancho de banda ocupado, la linealidad de chirp o la duración de chirp.

Para evaluar la idoneidad de cubiertas de sensores (radomos), Rohde & Schwarz ha lanzado recientemente al mercado el sistema de pruebas R&S QAR. Para los sensores propiamente dichos existe ya desde hace tiempo la posibilidad de realizar pruebas exhaustivas durante el proceso de desarrollo con el generador de ecos digital ARTS 9510, especialmente con blancos simulados en movimiento