淺談汽車(chē)?yán)走_(dá)仿真在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的必要性

發(fā)布日期：2020-06-15 17:11:53關(guān)鍵字：毫米波雷達(dá)仿真行易道

全球最大的工程仿真線上會(huì)議 - Ansys仿真全球大會(huì)（Simulation World）于6月10日至11日面向全球教育界、工程師、研發(fā)和制造專(zhuān)業(yè)人員，免費(fèi)分享來(lái)自不同領(lǐng)域的專(zhuān)家學(xué)者在該行業(yè)工程仿真的洞察力。行易道有幸受邀在ADAS和自動(dòng)駕駛版塊就汽車(chē)?yán)走_(dá)仿真發(fā)表演講。

車(chē)載電子產(chǎn)品在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)改善過(guò)程中，可以利用工程仿真來(lái)獲得更精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)支持，并幫助提升產(chǎn)品開(kāi)發(fā)效率。Ansys HFSS等軟件具有較高的仿真精度，行易道在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果與測(cè)量結(jié)果吻合較好。

評(píng)估溫度和振動(dòng)的影響

變形分析有助于評(píng)估溫度和振動(dòng)對(duì)雷達(dá)的影響，提升產(chǎn)品的可靠性。

評(píng)估雷達(dá)罩和汽車(chē)保險(xiǎn)杠等外罩的影響

雷達(dá)罩是雷達(dá)和天線罩的總稱(chēng)，是雷達(dá)的重要組成部分，保護(hù)天線免受不利環(huán)境的影響。不會(huì)引起電磁信號(hào)衰減的雷達(dá)罩材料需要經(jīng)過(guò)選擇，以達(dá)到“透明”外罩的效果。通過(guò)仿真設(shè)計(jì)可以使雷達(dá)罩對(duì)雷達(dá)工作的影響最小化。

另外，汽車(chē)?yán)走_(dá)通常安裝在車(chē)輛前部和四角的保險(xiǎn)杠后。為了獲得雷達(dá)波的高穿透性，保險(xiǎn)杠的材質(zhì)和厚度需要經(jīng)過(guò)評(píng)估和選擇。保險(xiǎn)杠材料厚度通常是一半有效波長(zhǎng)的倍數(shù)。保險(xiǎn)杠的形狀和涂裝也會(huì)影響雷達(dá)的性能，特別是棱紋輪廓、銳邊、厚度突變和金屬漆等。通過(guò)仿真模擬可以預(yù)測(cè)汽車(chē)?yán)走_(dá)的安裝環(huán)境，也可以對(duì)于汽車(chē)保險(xiǎn)杠材料的選擇提出量化建議。

以77GHz角雷達(dá)仿真為例了解仿真精度和參數(shù)變化分析的重要性

在不同的保險(xiǎn)杠介電常數(shù)下，雷達(dá)的功率方向圖和角精度的性能表現(xiàn)有差異。

圖A：不同保險(xiǎn)杠介電常數(shù)對(duì)雷達(dá)表現(xiàn)的影響

圖A中水平軸表示方位角；左圖垂直軸表示雷達(dá)的功率方向圖，功率方向圖越大越好；右圖垂直軸表示方位角誤差，方位角誤差越小越好。以上結(jié)果隨著保險(xiǎn)杠的介電常數(shù)變化而變化，保險(xiǎn)杠的介電常數(shù)取決于保險(xiǎn)杠的材料及其形狀。顯然，形狀是一個(gè)明顯的影響因素。

圖B：比較安裝在保險(xiǎn)杠下的雷達(dá)和未覆蓋保險(xiǎn)杠的雷達(dá)的工作表現(xiàn)

圖B中有保險(xiǎn)杠的雷達(dá)性能為紅線標(biāo)記，無(wú)保險(xiǎn)杠的雷達(dá)性能為藍(lán)線標(biāo)記。結(jié)果表明，前者的功率模式比后者少4db。因此我們當(dāng)然需要優(yōu)化保險(xiǎn)杠。不過(guò)它們的角度精度幾乎相同。

滿(mǎn)足不同功能的后角雷達(dá)有不同的聚焦區(qū)域，比如“盲點(diǎn)檢測(cè)（BSD）”和“變道輔助（LCA）”功能聚焦車(chē)輛的側(cè)后方，而“后方碰撞預(yù)警（RCW）”和“后方橫向交通預(yù)警（RCTA）”功能則聚焦車(chē)輛的后方及側(cè)后方。所以后角雷達(dá)設(shè)計(jì)波形覆蓋范圍需要能夠在一定的安裝角度下同時(shí)滿(mǎn)足所需不同的功能。

圖C：不同安裝角度下的雷達(dá)性能

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