雷達如何實現(xiàn)環(huán)境感知？汽車上玻璃鋼天線罩的工作原理是發(fā)射連續(xù)的高頻信號，然后測量其反射信號的傳播延遲和多普勒頻移，這樣可以計算車輛與其他物體之間的距離及其徑向速度。帶有陣列天線的高級雷達系統(tǒng)還可以測量車輛行駛路徑與檢測物體之間的方位角（水平面的角度）和仰角（垂直面的角度）。

汽車上玻璃鋼天線罩雷達系統(tǒng)工作的準確性和可靠性很重要，因為車輛的控制系統(tǒng)需要根據(jù)它們提供的數(shù)據(jù)來了解車身周圍環(huán)境并做出實時的操縱決策。錯誤的數(shù)據(jù)將導致致命的決策。例如，如果在兩輛車相距100米時，汽車上玻璃鋼天線罩雷達系統(tǒng)的角度測量誤差為1度，那么當它們靠近時彼此的距離或間隔的誤差就有1.5米。這個距離誤差足以影響這兩輛車是能夠安全駛過他們的車道，還是不幸地迎面相撞。

麻煩的雷達“天線罩”

雷達傳感器通常隱藏在車輛散熱器格柵上的品牌標志或其保險杠后面。這主要出于美觀考慮，不過代價是在雷達信號傳播的路徑中引入了衰減材料。這些標志或保險杠將成為雷達傳感器的“穹頂”或“天線罩”，成為其射頻（RF）系統(tǒng)的一部分，它們會改變傳輸信號，在某種程度上可能影響雷達的探測性能和準確性。

這會產(chǎn)生什么影響呢？根據(jù)平方反比定律，雷達發(fā)射信號的功率隨目標距離r的平方而線性衰減，這意味著雷達傳感器接收的反射信號的功率將是其發(fā)射功率的1/r4。例如，如果一個輸出功率為3W和天線增益為25dBi的77GHz雷達，要能夠探測的雷達截面積為10m2且最小信號為-90dBm的目標，那么它的最大雷達探測距離將為109.4m。但是如果增加了天線罩，會導致雙向衰減3dB，那么雷達的探測距離會減少16%，實際值僅為92.1m，比沒有天線罩時少了幾個車長。

汽車上玻璃鋼天線罩還產(chǎn)生了其他的問題。在基材與雷達信號之間可能產(chǎn)生射頻失配。通常塑料制品的材料特性不均勻，這會導致不可預測的信號失真。光潔的金屬表面引起的射頻散射也會產(chǎn)生類似的影響。由此產(chǎn)生的干擾信號會降低雷達接收器的探測靈敏度。解決這些問題的方法之一是安裝天線罩，使發(fā)射的雷達信號不會直接反射回接收器。但是，這種方法受到車輛設(shè)計的限制，并且不能消除寄生反射的問題。

通過校準提高系統(tǒng)性能

雷達系統(tǒng)設(shè)計人員面臨的挑戰(zhàn)是，盡管他們的系統(tǒng)存在多種不確定性，雷達的性能都必須要達到一定的水平。任何可減少系統(tǒng)不確定性因素的方法，都將有助于更容易達到性能要求。

例如，雷達傳感器制造商可以對其產(chǎn)品進行校準。然而，RF系統(tǒng)設(shè)計人員知道，汽車上玻璃鋼天線罩制造商無法預測他們的傳感器將安裝在哪種天線罩下，用的什么涂漆工藝以及它的材料特性變化。所以，傳感器的校準只是解決方案的一部分，以達到必要的系統(tǒng)性能。

讓性能更加確定的另一個步驟是為天線罩供應(yīng)商測試和驗證其產(chǎn)品的屬性，以便讓雷達系統(tǒng)設(shè)計人員知道他們使用的是怎樣的天線罩。但是，在車輛生產(chǎn)線上測試和調(diào)整每種天線罩的性能的替代方案成本太過昂貴。

因此，汽車上玻璃鋼天線罩供應(yīng)商需要對他們的產(chǎn)品做詳細且可靠的生產(chǎn)級測試。他們通常使用參考雷達系統(tǒng)來測試他們的產(chǎn)品，該參考雷達是由多個雷達反射器組成的固定裝置。在有和無天線罩兩種狀態(tài)下，在各種距離和角度下進行對比測量，并創(chuàng)建參考規(guī)范。當天線罩的測量值在參考測量值規(guī)定的公差范圍內(nèi)時，天線罩便通過測試。