现代汽车天线测量技术

1.聚焦细分领域痛点：填补中文市场汽车天线测量专业书籍空白，针对性解决智能网联汽车时代车载天线数量激增、集成度提升带来的测量难题，为行业提供稀缺的系统性参考资料。

2.理论与应用深度融合：涵盖被动天线测量、近场远场转换、暗室设计、OTA测量、高级后处理等核心技术，既详解经典球模式理论、等效电流法等基础原理，又提供仿真驾驶测量、无人机/手持系统实操方案，兼顾学术深度与工程实用性。

3.技术前沿性突出：紧跟行业趋势，重点介绍MIMOOTA测量、稀疏恢复新方法、V2V/V2X耦合评估等前沿技术，同时探讨无人机定位采样、极限近场手持测量等创新方案，助力读者把握技术发展方向。

4.适用场景广泛全面：无论是汽车电子工程师、天线设计工程师的工程实践，无线电测量人员的现场操作，还是高校相关专业师生的教学科研，都能从书中获取精准指导，满足多类人群的专业需求。

随着汽车智能化、网联化的飞速发展，车载天线数量急剧增加，且集成度要求日益提高，其性能评估面临天线位置复杂、宽频带工作以及在整车环境下难以构建理想远场测量条件的严峻挑战。因此，行业亟需结合先进的电磁理论、创新的测量方法与高精度环境构建技术，开发高效、可靠且贴近真实驾驶场景的车载天线测量解决方案。车载天线测量的趋势是将天线、设备和车辆进行系统性整合。由于天线位置的差异大、频率范围宽，人们期望的远场测量条件在简单的测量设置中难以实现。本书将理论与应用相结合，对车载天线现代的测量技术进行了详尽的介绍，阐述了被动天线测量和OTA汽车测量参数，解释了远场转换原理，聚焦经典蝶模式理论和等效电流法，分析了波室的设计方法、电波暗室种类、吸波材料的规格以及静区的评估方法，介绍了先进后处理技术以及仿真驾驶测量，总结了两个重要的车载天线测量现场采集系统，重点探讨了使用无人机解决参考、定位、采集轨迹的采样问题，以及在车辆附近极限近场内使用手持系统进行测量的可行性。

本书适用于汽车电子工程师、天线设计工程师、无线电测量工程师、实验技术人员、汽车制造商与一级供应商的研发人员，以及高校车载天线测量相关专业的高年级本科生与研究生学习参考。

拉斯·J.福吉德（Lars J.Foged），于1966年出生于丹麦，1990年于加州理工学院获得电气工程硕士学位。目前，他担任Microwave Vision Group的科学总监。 自2004年起，他一直担任IEEE天线标准委员会的秘书，现任该委员会副主席。此前，他曾担任APS/SC IEEE标准149工作组的副主席，如今是APS/SC IEEE标准1720工作组的主席。2016-2017年，福吉德领导了IEEE APS的工业倡议委员会（IIC）。此外，自2010年以来，他一直参与国际电工委员会（IEC）制订人体暴露于电磁场的相关标准。2009年至2012年，福吉德是EurAAP代表大会的成员，负责天线测量工作组。他分别于2011年和2022年担任EuCAP会议的副主席，2012年、2014年和2017年担任工业主席，2016年和2021年担任技术方案主席。自2006年以来，他一直是欧洲天线学院（ESoA）的董事会成员和课程组织者。福吉德是AMTA的董事会成员、研究员以及杰出成就奖获得者。他在天线设计和测量领域以第一作者身份发表或与人合著了300多篇期刊和会议论文，并于2012年AMTA研讨会上荣获最佳技术论文奖，在EuCAP 2021会议上获得最佳测量论文奖。

曼努埃尔·西埃拉·卡斯塔涅尔（Manuel Sierra Casta？er）于1970年出生在西班牙萨拉戈萨。他1994年获得电信工程硕士学位，2000年获得马德里理工大学（UPM）的博士学位。1995年至1997年，他在移动通信公司Airtel任职，1997年至1998年在Alfonso X大学任职。自1998年起，他在马德里理工大学任职，并于2017年晋升为正教授。此外，他曾在东京工业大学和EPFL担任访问研究员。西埃拉目前的研究兴趣涵盖平面天线和天线测量技术。他荣获过多项奖项，包括IEEE APS 2007年的Schelkunoff最佳论文奖，论文题目为《用于空间应用的双极化双覆盖反射阵列》。目前，他是IEEE的高级会员，并因其在天线测量理论方面的贡献，成为AMTA协会的研究员。2016年至2021年，他一直是EurAAP董事会成员，过去三年担任副主席。他也是欧洲天线学院董事会的成员，组织了在马德里、巴黎、上海和北京举办的课程，并在阿尔托大学授课。西埃拉曾参与组织欧洲天线和传播会议，并在2022年版的欧洲天线和传播会议（EuCAP 2022）中担任总主席，该会议于2022年在马德里举行。此外，自2021年5月以来，他一直担任马德里理工大学电信工程学院的院长，该学院是西班牙最古老的电信工程学院。自2019年以来，他一直担任马德里理工大学辐射研究小组（天线领域）的负责人。

译者序

第1章 车载天线及设备测量导论1

第2章 汽车测量中的挑战与指标4

2.1 天线测量4

2.1.1 天线增益和OTA测量5

2.1.2 校准天线8

2.1.3 测量参数9

2.2 近场与远场测量12

2.3 近场远场转换理论17

2.4 射频系统18

第3章 近场远场转换20

3.1 基于球面波扩展的近场远场转换21

3.1.1 球面波扩展21

3.1.2 截断球形近场测量31

3.1.3 先进的球面波扩展技术36

3.2 等效电流技术45

3.2.1 公式45

3.2.2 特征46

3.3 近场远场转换的新方法47

3.3.1 球面波系数的稀疏恢复47

3.3.2 最优采样插值48

第4章 暗室设计与分析49

4.1 测量场49

4.2 设计标准51

4.2.1 吸波器和铁氧体51

4.2.2 矩形暗室53

4.2.3 锥形暗室55

4.2.4 具有导电地板的暗室56

4.3 分析方法56

4.3.1 全波模型56

4.3.2 射线追踪求解器57

4.3.3 基于镜像理论的技术58

4.3.4 采用比例模型法进行测量60

4.4 利用测量进行静区评估64

4.4.1 静区上的场探针天线测量64

4.4.2 天线方向图比较66

第5章 汽车测量场的实施与校准68

5.1 吸波器和导电地板系统69

5.1.1 增益校准69

5.1.2 增益校准精度71

5.1.3 测量示例73

5.2 远场测量场75

5.3 单探针天线无损近场系统77

5.3.1 使用宽频带探针天线79

5.3.2 使用宽频带和双极化探针天线82

5.4 多探针天线近场系统87

5.4.1 与探针天线相关的设计挑战89

5.4.2 多探针天线系统中的采样89

5.4.3 汽车多探针天线系统的不同实现方式90

5.4.4 低频测量91

5.4.5 高频测量93

5.5 缩比测量95

第6章 OTA测量98

6.1 OTA测量设置98

6.2 OTA测量参数99

6.3 OTA系统校准99

6.4 OTA测量方法101

6.4.1 利用相位恢复进行近场/远场转换101

6.4.2 利用传导射频进行单独测量101

6.4.3 两步测量法或组合法102

6.4.4 直接OTA测量102

6.4.5 利用视差进行近场至准远场转换103

6.4.6 在有限地平面上对设备进行TRP/TIS测量104

6.5 OTA采样104

6.6 OTA 测量示例106

6.7 MIMO OTA测量108

6.7.1 简介108

6.7.2 直接MIMO OTA测量109

6.7.3 两阶段法111

第7章 高级后处理技术113

7.1 利用等效电流法进行后处理113

7.1.1 诊断和滤波114

7.1.2 截断区域外推法115

7.1.3 根据等效电流计算近场116

7.1.4 测量与仿真之间的链接117

7.2 自由空间汽车系统中截断误差的测量与缓解119

7.2.1 案例研究描述和截断误差影响调查119

7.2.2 减少截断误差121

7.3 完美导电体汽车系统中的自由空间响应检索123

7.3.1 去除完美导电体的空间滤波技术124

7.3.2 缩比测量示例125

第8章 仿真驾驶测量130

8.1 仿真驾驶测量概述130

8.2 测量与仿真之间的关系132

8.3 根据测量结果对复杂场景进行仿真134

8.4 测量车载天线的不同地面模拟136

8.5 V2V和V2X耦合评估140

第9章 汽车测量的现场采集系统：无人机和手持系统143

9.1 简介143

9.2 基于无人机的天线测量技术144

9.2.1 基于无人机的天线测量技术概述144

9.2.2 利用等效电流确定天线特性147

9.2.3 应用案例148

9.3 手持系统153

9.3.1 手持系统概述153

9.3.2 手持系统描述154

9.3.3 手持系统的特殊性155

9.3.4 应用案例156

9.4 结语159

第10章 汽车测量和虚拟驾驶测量的实际问题161

10.1 汽车天线测量面临的挑战161

10.1.1 汽车天线测量场的局限性161

10.1.2 车身对天线设计和安装状态测量的影响164

10.2 面向应用的汽车天线测量后处理167

10.2.1 相位中心确定167

10.2.2 汽车天线性能指标169

10.3 在虚拟环境中进行系统验证的OTA车辆在环方法171

10.3.1 概念171

10.3.2 LTE和V2X仿真172

10.3.3 汽车雷达177

参考文献181