應用于TPMS發射器的動態微帶天線的設計

　　引言

　　目前比較常用的汽車輪胎壓力檢測系統(TPMS)發射器天線類型有彈簧天線、倒F天線和小環天線、氣嘴天線及印刷電路板天線。彈簧天線雖然方向性好，但在高速行駛下螺距會發生變化，影響天線性能;倒F天線性能較好但占用空間大;小環天線、氣門嘴天線需專門設計，成本高;印刷電路板天線距離輪轂較近，易受到金屬輪轂的影響，如果發射器使用這些天線作為發射天線安裝在輪轂上，金屬的輪轂以及輪轂的轉動對發射器天線的性能影響很大，使TPMS的性能下降。使用PCB微帶天線作為發射器發射天線，可以最大程度地避免金屬輪轂對天線性能的影響，節省設計及生產發射天線成本，天線能夠最大程度地向外輻射功率，并且能夠保證產品性能的一致性。

　　技術方案

　　使用PCB微帶天線作為發射器發射天線，即是使用印制導線作為發射天線，發射天線另外一面為參考地平面。見圖2。發射天線與金屬輪轂之間為地平面，這樣是為了避免金屬輪轂距離發射天線太近，影響到發射天線性能。將汽車輪轂作為發射天線的一部分，二者組成一個動態天線，同時建立動態天線的三維電磁場仿真模型，利用該模型仿真動態天線的參數，并將得到的參數用于天線匹配電路的設計。二者在HFSS仿真軟件中的建模如圖3。設計時考慮到輪轂轉的角度對天線的性能影響，保證天線能夠最大程度地向外輻射功率。動態微帶天線設計與實現步驟如圖1所示。