R&S QAT100 進階天線陣列
定義 ADAS/AD 雷達測試的全新標準

革命性的電子操控天線陣列技術，為先進駕駛輔助系統與自動駕駛打造高真、可重複的硬體 迴路 (HIL) 驗證環境

隨著汽車產業邁向更高等級的自動駕駛（Level 3, Level 4+），車輛對周遭環境的感知能力成為安全的核心，毫米波雷達（Automotive Radar）因其在惡劣天氣下的穩健性，已成為先進駕駛輔助系統（ADAS）中不可或缺的感測器，然而，傳統的測試方法正面臨巨大挑戰：實路測試成本高昂且難以重現危險場景；而傳統實驗室測試若使用機械移動式天線來模擬目標角度，則受限於物理移動速度，難以模擬高速橫越或多目標複雜場景。

R&S QAT100 進階天線陣列 正是為解決此產業難題而生的創新解決方案，它是全球首款專為汽車雷達目標模擬設計的電子操控天線陣列，能夠在不移動硬體的情況下，透過電子切換瞬間改變目標的方位角（Azimuth）與仰角（Elevation）。

這項技術的重要性在於它填補了實驗室模擬與真實道路測試之間的鴻溝，在 ADAS/AD 開發的 V 模型中，QAT100 結合 R&S AREG800A 雷達回波產生器，能夠在實驗室內精確模擬複雜的交通場景（如 Euro NCAP 測試情境），支援從研發初期的功能驗證到生產線的終端測試，它不僅解決了傳統機械臂震動與延遲的問題，更透過支援開放模擬介面（OSI），無縫整合至硬體 迴路（HIL）與整車 迴路（ViL）的測試系統中，大幅加速產品上市時間並降低測試成本。

R&S QAT100 進階天線陣列面板特寫，採用 96 個發射天線與精密的電子切換技術，無需機械移動即可模擬雷達目標的方位角變化。
 

解決方案特色：全電子式的高效能模擬

R&S QAT100 的設計核心在於其獨特的平面天線陣列架構，這使其在性能上遠超傳統測試設備。

全電子式波束轉向，零機械延遲

QAT100 內部由 96 個發射天線（Transmit Antennas）組成，並分為四個獨立區段（Segments），透過電子高速切換，它可以模擬目標在雷達視野（FOV）中的橫向移動，完全消除了機械移動帶來的物理慣性與震動影響，這對於模擬高速切入（Cut-in）或緊急閃避等高動態場景至關重要。

 

極致的頻寬與解析度

該解決方案支援 76 GHz 至 81 GHz 的完整汽車雷達頻段，提供高達 4 GHz 的瞬時頻寬，這代表它能夠測試最新的高解析度雷達感測器，確保在寬頻操作下的信號完整性，其角度解析度極高，在近距離（如 0.5 公尺氣隙）下可達 0.4 度，確保了對目標位置的精確模擬。

靈活的運作模式：Line Mode 與 Segment Mode

QAT100 提供兩種主要運作模式以適應不同測試需求：

• Line Mode（線模式）：
  將整個天線陣列視為單一巨大天線，用於模擬單一目標在極寬視野內的連續移動。
• Segment Mode（分段模式）：
  將陣列分為四個獨立區段，每個區段可連接至 AREG800A 的不同 IF 通道。這允許同時模擬多達四個獨立目標，每個目標具有不同的距離、速度（都卜勒）和雷達散射截面（RCS）。

針對近距離雷達（SRR）的最佳化

傳統模擬器難以處理極短距離的回波。QAT100 結合 AREG800A，能夠模擬低至雷達氣隙（Air Gap）距離的物體（例如 4 公尺以內），這對於自動緊急煞車（AEB）與停車輔助系統的測試是決定性的功能。

潔淨的射頻環境 (Clean RF)

QAT100 的設計考量了電波暗室（Anechoic Chamber）的特性，其前面板與外殼設計極大化地減少了自身的雷達反射，確保受測雷達（RUT）接收到的僅是模擬生成的訊號，而非測試設備本身的雜訊干擾。

透過 R&S AREG800A 的圖形化介面，使用者可以直觀地監控由 QAT100 產生的多個獨立目標及其方位角分佈。
 

解決方案應用：從元件開發到整車驗證

R&S QAT100 與 R&S AREG800A 的組合提供了極高的擴充性，涵蓋了汽車雷達生命週期的各個階段。

ADAS 場景模擬與功能驗證

這是 QAT100 最核心的應用，透過模擬真實道路上的複雜交通狀況，工程師可以在實驗室中反覆測試 ADAS 演算法。

• Euro NCAP 測試：
  可模擬車輛對行人（VRU）、自行車騎士及其他車輛的反應，包括自動緊急煞車（AEB）場景。
• ACC 自適應巡航控制：
  模擬前車加速、減速或變換車道的情境，驗證雷達的追蹤性能。
• 多感測器融合：
  透過多台 QAT100 的同步運作，可以覆蓋車輛前方、側面及後方，測試如盲點偵測（BSD）或路口輔助（Cross Traffic Assist）等需要多雷達協同的功能。

硬體 迴路 (HIL) 整合測試

QAT100 支援開放模擬介面（OSI），能與主流的場景模擬軟體（如 Vector DYNA4, IPG CarMaker, AVL Model.CONNECT）無縫對接。

• 閉迴路測試：
  模擬軟體產生虛擬場景，將目標參數即時傳送給 AREG800A/QAT100，QAT100 產生相應的射頻訊號刺激雷達感測器。雷達的決策結果再回傳至模擬系統，形成完整的閉迴路驗證。
• 即時動態模擬：
  藉由 AREG800A 內建的 HIL 協同處理器，系統能以極低的延遲（< 0.15 ms）更新場景，滿足高速動態測試的需求。

整車 迴路 (ViL) 測試

在整車測試階段，QAT100 可被安裝在車輛動力計（Dyno）周圍，由於 QAT100 不含機械移動部件，它對測試環境中的震動完全免疫，非常適合在車輛行駛於滾輪上時進行精確的雷達目標模擬，這讓 OEM 車廠能在受控的室內環境中，執行原本需要在試車場進行的高風險測試。

4D 成像雷達開發

對於新一代的 4D 成像雷達，除了方位角，仰角（Elevation）資訊同樣重要。將 QAT100 旋轉 90 度安裝，即可用於模擬垂直方向的目標移動，協助開發人員驗證雷達的俯仰角解析能力。

R&S QAT100 與 AREG800A 的硬體迴路 (HIL) 測試架構，透過 OSI 介面與場景模擬軟體無縫整合，實現閉迴路雷達驗證。
 

產業應用與客製化矩陣

為了滿足不同層級客戶的需求，QAT100 提供了高度的配置彈性。以下矩陣展示了針對不同產業角色的應用配置建議。

客製化選項：

• QAT-B2 選項：
  擴充發射天線數量，增加獨立區段以支援更多目標模擬。
• 遮蔽系統 (Shielding System)：
  提供 QAT-Z50 等遮蔽配件，減少實驗室環境反射，確保測試的純淨度。
• MIMO 與 SIMO 版本：
  針對不同的雷達天線架構需求，提供單輸入多輸出（SIMO）與多輸入多輸出（MIMO）的最佳化版本。

其他解決方案：構建完整的測試生態系

R&S QAT100是龐大汽車雷達測試生態系的一部分，為了滿足全方位的測試需求，我們提供多種互補的解決方案：

R&S AREG800A 汽車雷達回波產生器

這是 QAT100 必備的後端核心，它負責處理都卜勒頻移、延遲與 RCS 衰減。

• 強大核心：
  支援多達 4 個前端單元，可同時產生大量動態目標。
• 干擾測試：
  可選配 IF 輸入介面，連接向量訊號產生器（如 SMW200A）來模擬複雜的電磁干擾環境，測試雷達的抗干擾性能。

R&S ATS1500C 天線測試隔離箱

對於需要極高精度的遠場（Far-field）天線場型量測與校正，ATS1500C 結合緊縮場（CATR）技術，在有限的實驗室空間內提供高品質的測試環境，它常與傳統的毫米波前端搭配使用，用於 4D 成像雷達的精確校正。

R&S RadEsT 雷達基礎測試儀

針對生產線或維修中心的快速診斷需求，RadEsT 提供了一個輕便、一體化的解決方案，它整合了目標模擬與功率量測功能，適合進行基本的雷達功能確認與校準，是高性價比的入門選擇。

6G 與 ISAC 研究支援

AREG800A 搭配 R&S FE44S 前端模組，更將測試能力延伸至 FR2 頻段（24-44 GHz），支援通訊與感測融合（ISAC）的前瞻研究，為 6G 技術的發展鋪路。

Caption：R&S AREG800A 具有高度擴充性，除了連接 QAT100 進行場景模擬外，亦可連接毫米波前端與功率感測器，執行精確的 EIRP 量測與頻譜分析。
 

資源下載

深入了解 R&S QAT100 與相關測試技術，請參考以下技術文件與應用指南：

• 產品型錄 (Brochure): R&S QAT100 進階天線陣列 完整規格與功能介紹
• 教育手冊 (Educational Note): 深入探討 HIL 測試原理與案例分析