行业痛点破局之作，填补国内空白

智能化、网联化浪潮下，无线通信是自动驾驶的“生命线”。针对整车噪声耦合机理不清、偏心测量误差难控、动态场景复现失真等卡脖子难题，本书首次系统提出天线噪声温度理论、偏轴测量技术及近场多接收机方案，直击智能汽车无线性能测量的核心盲区。

中国自主标准扛鼎之作

书中详解的“辐射两步法”是我国拥有自主知识产权的无线空口国际测量标准。相比传统方案，它在整车场景下具备可行性，兼具精度更高、流程更简、成本更低的三大优势，是支撑国内外标准体系建设的关键技术指南。

理论+实战，从天线到整车的全链路覆盖

作为国际经典著作OVER-THE-AIR MEASUREMENTS的权威续作，本书将研究对象从终端扩展至大型智能汽车。内容层层递进：从天线偏心误差分析、SISO/MIMO OTA测量，到动态噪声加载与行驶场景复现，不仅夯实电磁微波基础理论，更给出可直接落地的系统框架与算法细节。

无论您是车企研发工程师、通信测试从业者，还是高校科研工作者，这本书都是您攻克“整车无线性能评价”难题的案头必备。懂天线、懂测量、更懂汽车，一本书打通学科壁垒。

本书以汽车无线性能测量为背景，从汽车无线性能测量指标及框架开始，层层递进引入天线测量基础技术、天线偏心测量误差分析、偏轴测量方法、近场收发机测量方法、近场信道建模和MIMO测量方法、车辆动态噪声加载、测量系统开发细节、软硬件算法等，涵盖了天线测量基础技术、单输入单输出（SISO）通信测量技术、行驶场景复现和多接收机（MIMO）测量技术，以及车辆动态运行情况下的通信稳定性测量等内容。

本书适合对智能网联汽车以及电磁场和微波技术感兴趣的读者，包括开发者、设计者、科研工作者以及刚入门的人员。本书还适合有相关知识背景的从业人员在通过本书对汽车无线性能测量技术进行深入学习研究时参考。

沈鹏辉，深圳市通用测试系统有限公司副总经理，负责测量系统的研发设计管理工作。沈鹏辉博士深耕电磁微波测量细分领域十余年，坚持以理论指导实践，解决行业一线问题，发表相关IEEE文章18篇，申请专利40余项。因解决辐射两步法测量中的关键问题，推动辐射两步法成为3GPP测量标准，沈博士成为3GPP MIMO测量标准贡献者。截至目前，其主导研发的测量系统，主要包括大型球面近场测量系统、紧缩场测量系统，已得到各大车企、车辆检测机构、卫星天线设计制造单位、雷达制造单位的广泛认可。

前　言

第 1 章　概述 1

1.1　智能网联汽车的无线系统1

1.2　天线及空口测量背景3

1.2.1　天线及OTA测量起源3

1.2.2　国内外组织和标准4

1.2.3　从部件到系统的无线性能评价8

第 2 章　汽车无线性能测量指标及框架 11

2.1　OTA测量评价射频系统的无线性能11

2.1.1　共模电流11

2.1.2　接收灵敏度自干扰12

2.2　汽车无线性能测量指标12

2.2.1　天线测量指标和意义12

2.2.2　SISO测量指标和意义24

2.2.3　MIMO测量指标和意义29

2.3　测量系统框架37

2.3.1　机械结构37

2.3.2　采样理论38

2.3.3　静区设计42

2.3.4　地面材料45

2.3.5　探头设计47

2.3.6　偏心验证51

第 3 章　汽车天线测量 53

3.1　智能汽车的“耳朵与眼睛”：天线 53

3.1.1　AM/FM鞭形天线 54

3.1.2　玻璃天线 55

3.1.3　鲨鱼鳍天线 58

3.2　汽车天线测量的特征 61

3.2.1　偏心 63

3.2.2　近场远场 66

3.2.3　球面波展开的概念 69

3.2.4　交叉极化比 70

3.3　球面波展开 73

3.3.1　球面波展开基础 73

3.3.2　球面波阶数截断 93

3.3.3　加密采样解决偏心问题 98

3.3.4　探头模式造成的不确定度 99

3.3.5　实例分析 104

3.4　偏轴测量方法 106

3.4.1　区域探头系数和有效/干扰探头模式 107

3.4.2　偏轴情况下探头模式引入误差 109

3.4.3　实例分析 112

3.5　汽车天线测量不确定度分析概述 113

3.5.1　交叉极化和轴比测量误差 114

3.5.2　探头耦合和干扰 116

3.6　小结 118

第 4 章　SISO OTA测量 120

4.1　TRP、TIS的定义 122

4.2　标准测量流程 124

4.3　基于RSSI的TIS测量方法 126

4.3.1　基于RSSI的高精度TIS测量方法 127

4.3.2　提高RSSI分辨率的方法 127

4.4　收发同频TIS测量方法 128

4.5　基于无源的SISO测量方法 129

4.6　多收多发TRP、TIS测量方法 131

4.7　SISO测量不确定度 136

4.7.1　小型终端SISO测量不确定度分析 136

4.7.2　汽车SISO测量不确定度分析 139

4.8　精度验证中的砝码方法 139

第 5 章　MIMO OTA测量 143

5.1　信道建模 143

5.1.1　信道建模理论概述 143

5.1.2　MPAC方法 146

5.1.3　RTS方法 147

5.1.4　基于RTS的整车MIMO测量技术路线 151

5.2　空口直连的建立：电磁逆矩阵 152

5.2.1　问题描述 152

5.2.2　逆矩阵自动搜索算法156

5.3　主要误差的消除161

5.3.1　吞吐率测量结果的定义162

5.3.2　回报误差的来源和影响163

5.3.3　回报系统误差消除方法165

5.3.4　随机误差对测量结果的影响169

5.3.5　整车无源测量方向图归一化170

5.4　基于ODC的现网构造前景172

5.5　MIMO吞吐率模型和快速测量方法175

5.5.1　吞吐率建模176

5.5.2　模型验证183

5.5.3　吞吐率影响因子分析187

5.5.4　快速吞吐率测量方法190

第 6 章　车辆动态噪声加载192

6.1　分段式噪声分析和重构193

6.1.1　带噪声加载的SISO测量194

6.1.2　带噪声加载的MIMO测量195

6.2　测算融合式车辆动态性能测量196

6.2.1　测量部分197

6.2.2　计算部分198

附录　常用缩写词206

智能化、网联化重新定义了汽车，而可靠的无线通信是支撑行车安全和自动驾驶的必要条件。如今，智能汽车无线性能测量面临噪声耦合机理不适用、球面波展开误差分析不完善、近场多接收机相关测量技术缺失、近场通信场景复现失真、以及动态性能测量方法不完备等问题。本书提出的天线噪声耦合理论，诠释了空口测量中新的噪声耦合机理；提出的球面波展开中的探头误差分析理论，解释了球面波展开无法有效抑制偏心测量误差的问题；提出的偏心测量技术，实现了高精度智能汽车天线性能测量；提出的近场多接收机测量技术，弥补了相关技术空白；提出的近场行驶场景复现技术和动态噪声复现技术，实现了精确的智能汽车实际行驶情况下的无线性能测量。本书弥补了电磁微波学科中无线测量领域的部分空白，支撑起国内外测量标准体系建设，为智能汽车及类似行业的无线性能的研究提供引导。

无线性能测量技术涉及电磁微波学科。本书提出的天线噪声温度理论和球面波展开中的探头误差分析理论是对本学科基础理论的扩展和延伸；提出的小尺寸天线偏心测量技术、超大被测件的近场多接收机测量技术、整车行驶场景复现技术、动态噪声复现技术对无人机、卫星互联网、无人车等行业具备科学研究价值。本书提出的4项测量技术正中行业热点，不仅能支持国内外标准的体系建设，还可以牵引智能汽车无线性能高质量的发展。尤其书中提出的辐射两步法是我国唯一拥有自主知识产权的无线空口国际测量标准，相比于其他方法，辐射两步法在小型终端测量场景上具备精度更高、过程更简洁、复杂性更低、更加经济的特点，而对于智能汽车的无线性能测量场景，辐射两步法是目前唯一可行解决方案。

本书可以看成作者漆一宏于2024年出版的OVER-THE-AIR MEASUREMENTS FOR WIRELESS COMMUNICATION SYSTEMS一书的续作，本书进一步将被测对象扩展至智能汽车。

本书第2章介绍了汽车无线性能测量的相关指标，以及测量系统框架和区别于传统球面近场测量系统的设计；第3章介绍了汽车天线测量方法，重点描述了球面波展开法在解决偏心天线时候存在的误差以及偏轴测量解决偏心问题的技术手段；第4章介绍了汽车SISO OTA测量，重点介绍了各种汽车SISO测量方法和汽车多收发机的TRP和TIS测量技术。第5章介绍了汽车MIMO OTA测量，重点介绍了RTS MIMO OTA测量技术；第6章介绍了汽车动态情况下的OTA性能测量方法，引入了两种测量手段：录制、加载方法以及直接采样、数据分析方法。

本书重点针对大型被测对象场景，探究测量理论不完善的地方。由于内容新颖，可参考的文献尚不充分，恳请读者和行业专家共同参与研究讨论，并对书中存在的错误及不当之处提出批评和修改建议，以便本书再版修订时参考订正。