CST毫米波雷达仿真方案（一）：流程介绍

作者 | Zhou Ming

在ADAS自动驾驶体系中，毫米波雷达是系统感知层不可或缺的重要部件，它能够在汽车行驶中反馈距离、高度、角度、速度等信息。毫米波雷达依据多普勒效应完成测速，提供发射毫米波长的电磁波并接收回波，让系统可以精准获得远方物体二维水平坐标信息。近年来，4D毫米波雷达的应用进一步弥补了传统毫米波雷达的不足。4D毫米波雷达采用MIMO阵列天线技术，对目标物体的感知维度和精度实现了双提升，可以获得更为立体精准的四维数据。

毫米波雷达在设计面临很多技术上的挑战，包括：雷达传感器设计、雷达整车集成、雷达虚拟测试以及虚拟驾驶模拟等不同维度。

达索系统Simulia CST具有完备的毫米波雷达仿真解决方案，涵盖从天线设计到雷达检测的跨尺度仿真能力，可以帮助天线和雷达设计工程师提高设计效率，提升产品质量。

首先，我们先从雷达天线设计开始。目前行业内采用最多的是微带型毫米波雷达天线，这种天线直接集成在PCB上，具备体积小、集成度高、生产一致性好、成本低等特点，因此被广大厂家作为首选。在微带天线设计时，工程师要花费很多时间来调节天线的尺寸，费时费力。借助CST专用的天线库Antenna Magus，工程师只需要输入天线的规格要求，软件将自动帮您生成3D模型，从而极大地提高了天线建模的效率。

完成单独的天线阵子设计后，就需要考虑阵列设计。CST具备完整的阵列天线设计流程，用户可以在Array Factor表格中输入不同的幅值和相位，直接combine合成阵列波束，进而通过改变参数优化阵列波束。

另外，对于馈电单元的优化也非常关键。这一步需要考虑匹配和串扰问题。借助CST的优化工具，用户可以先在电路图中对馈电网络进行优化，然后自动生成3D模型（如下图黄色部分），从而极大减少了馈电网络的优化时间。

天线的阵子和馈电网络设计完成之后，用户可以对天线的S参数及远场性能做评估，符合要求后输出近场源或者远程源，为下一步的仿真做准备。