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Tesla雷达天线浅析#2更新

10月前浏览2689

Ghostautonomy公司团队对Tesla雷达做了具体的拆解,雷达的成品非常漂亮且精致。从分析手段看,基本是基于天线测试性能以及上车测试效果。因此引用过来作为上期Tesla雷达天线浅析更正和扩充,希望对大家有所帮助。

和之前的文章里提到的一样,雷达采用德州仪器的2243芯片,FMCW工作体制,虽然2243支持76-81 GHz,但为了符合法规,但雷达带宽将被天线限制在76-77GHz。中心频率为76.5GHz,双芯片级联实现 6 个 TX 和 8 个 RX 通道,最大虚拟通道数为 48。芯片发射功率13dBm,接收天线和发射天线都为13dBi,馈线和介质损耗LTx=5dB,LRX=3dB,天线罩双向损耗=2dB,保险杠双向损耗2dB,NTD=3,Nvirtual=19。

根据以上参数,代入雷达方程,则可以得到不同RCS下雷达的最远探测距离关系。

RCS vs Distance

PCB和关键尺寸

MIMO 虚拟孔径分析

见上图,第一种(蓝色线条)是增加方位角范围来提升角度分辨率的模式。该模式下无法进行远距离测量,同时虚拟阵元的间距(~1.2 波长)。

第二种(橙色线条)是提供目标位置的方位角和仰角测量的模式,主要增加俯仰探测能力。

Rx 天线(图片来源:Ghostautonomy

第二个和第三个(左起)RX 天线具有与其他接收天线方位面角度及间距不一样。这样设计的好处在于可以灵活配置8个RX的工作状态;

要获得更高角度分辨率,可以用Rx2和Rx3同时工作,此时天线性能和其余接收天线一致,而且变为了间距4.5mm的均匀阵列(若Rx2和Rx3都采用和其余接收天线一样的形式,虽然接收天线孔径变大,但在发射天线位置固定的前提下,虚拟阵列重叠的个数会增加,利用率降低)。此时重叠的虚拟阵元为2个。为获得更低的旁瓣电平,只使用接收天线1-4,此时为非均匀阵列,但两者的方位角度是不一样的。  

不同模式的虚拟阵列分布

不同模式的方向图

上面给出了不同模式下的虚拟阵列形式,且给出了相应的方向图结果。Tesla天线布局不仅实现了高分辨率同时优化了旁瓣电平。

不同发射组合俯仰

不同发射组合方位

根据参数优化后的性能见上;

来源:雷达天线站
天线布局芯片参数优化
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首次发布时间:2023-07-10
最近编辑:10月前
雷达天线站
硕士 专注天线仿真和设计
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