MVG亚太区技术总监谈汽车天线测试
近日，法国Microwave Vision Group（MVG）举办了一场线上媒体交流会。MVG亚太区技术总监Mathieu Mercier介绍了汽车天线测试的技术趋势和MVG的解决方案。
概括来说，汽车天线经历了从一到多，从简单到复杂的演变。
早期的汽车天线只有调幅或调频广播天线。后来有2G、3G、4G无线通信天线以及GNSS天线。现在，车载天线比原来多了很多，外部多了雷达天线，在汽车内部还有Wi-Fi、蓝牙、NFC天线等。未来大概至少会有20根天线分布于汽车的各个地方。
早期的天线形式比较简单，从外观上一般可以看得到，如鲨鱼鳍天线等。但现在的汽车天线更多是进行了一些集成，从外观上很难看到，比如放在后视镜里的天线、雷达天线、后玻璃天线。这给测试造成了很大困难，因为看不到的情况下，没有办法对天线进行完整和准确的测试。
因为无法取出天线，所以在测试时要和整车一起进行测试。同样的模块，如形状发生变化或车的外形发生变化时，整个天线工作的性能也会发生一定变化，这就要求我们在做汽车天线测试时要和车体一起进行测试。
汽车天线测试有不同的方式，一种方式是用电缆连接汽车天线进行测试，这种方式叫做无源测试，它是一种很简单的方法，缺点在于它测的是天线本身，实际工作中汽车天线是和收发信机连接的，要得到完整的真实的测试结果就需要进行OTA测试，OTA测试是更强调真实天线工作状态的测试，会把天线和收发信机连接之后进行测试。
OTA天线测试分为近场测试和远场测试。远场测试把待测物体和馈源距离做得足够远，这样测试结果就是实际结果。近场测试不需要待测物体和馈源保持足够远的距离，能在一个小环境中完成测试，然后进行从近场到远场数据的转化，得到远场的结果。
远场测试需要找一个开阔的室外场地。另外，当做一些特定的测试比如GPS时，这个距离会更远。对于现在的汽车来讲，各种复杂天线在汽车上越来越多，这样简单的远场已经越来越难以完成测试任务了。
还有一种测量方法叫做紧缩场，它是一种非直接的远场测试。这种测试是点对点的，所以如果想要完成整个车的3D方向图测试的话，就需要对车辆进行旋转，但这是比较难的，所以它并适合汽车天线测试。
MVG现在主要做的是球面近场测试系统，它是用一个测试环（下图橙色部分）将汽车包裹，在汽车旋转时完成整个3D测试，测试完成之后，通过数据进行远近场之间的转换，来得到最后的测试结果。在测试结果基础上可以加载软件仿真，提供了测试系统的可扩展能力和灵活能力。它的占地面积小很多，也是比较现实可靠的一种测量方法。
近场测试有不同的形式：多探头测试系统（MVG汽车天线测试解决方案），测试环上会覆盖一系列的探头，从近到远，这些探头在测试时进行切换，完成天线测试，测试时车体可以进行旋转，每测一个角度旋转一次，直到转完。还有一种是单探头方式，在测试时摆臂会旋转，同时车体在底下旋转，完成近场测试。多探头测试系统的测试时间要比单探头测试系统快很多。可以想象如果车上有20根天线都要进行测试，用单探头摆臂近场测试就会非常耗时间，对于整个研发和测试机构都是很浪费时间的一件事情。而且多探头系统可移动机械部件比单探头要少，这样测试精度也可以得到足够保证。
下图是MVG完成的一套测试系统，主要包含了测试环（拱形部分）、测试转台（右图）、以及地上的吸波海绵等。这套系统有101个400MHz-6GHz和70~400MHz测试探头探头。环形结构加载探头之后频率覆盖范围为70MHz-6GHz，内径是6米，整个测试系统可以完成天线球面测试。
转台专门针对汽车测试进行了设计，可以前后移动和升降，汽车可以直接放置在转台上面进入暗室，不需要把吸波海绵从地上挪走，缩短了测试时间，也简化了测试步骤。
下图是MVG在德国伊尔梅瑙工业大学完成的测试系统，相对小一点，内部半径在4米左右，环测试频率分两部分，一个是低频部分，一个是中高频部分。
下图是MVG SG3000M，一个可移动的测试系统（参见用于全尺寸汽车天线测量的多探头测量系统），优势在于可以利用现有的暗室进行改造之后完成汽车天线测试。测试结束之后把环放下来，推出暗室，暗室又可以恢复其他用途。
目前有几种不同的天线测试标准：CTIA更多是在终端测量时会提到，目前对于汽车天线测试定义是把天线放在地面上进行测试，所以并不适合于整车测试。3GPP测试标准，更多讨论的是一些无线的协议技术，比如LTE、C-V2X等等，也并没有提及太多整车天线测试。目前MVG合作更多的是5GAA，更多是侧重于把车辆作为整体进行汽车天线测试，也是MVG公司现在更关注的一个测试标准。
MVG公司和5GAA有深度合作，2021年4月份已经发布了第一版的测量报告和测量技术，其中涵盖了无源测试、有源OTA测试，都由MVG公司做了一些提案。目前MVG公司已经做了一些实体汽车天线测试实验，这些测试结果向5GAA提交了测试报告，其中一个是在德国的伊尔梅瑙工业大学完成的。