專利名稱：輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)中的雙天線信號接收方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)(即TPMS)，尤其涉及該系統(tǒng)接收模塊中的接收天線技術(shù)。
背景技術(shù)：
TPMS是汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)，即“Tire Pressure Monitoring System”的英文縮寫。主要用于在汽車行駛時(shí)，適時(shí)地對輪胎氣壓進(jìn)行自動監(jiān)測，對輪胎漏氣造成低胎壓和高溫高胎壓防爆胎進(jìn)行預(yù)警，確保行車安全。
TPMS由發(fā)射檢測模塊(每個(gè)輪胎一個(gè))和接收顯示模塊(一個(gè))組成發(fā)射檢測模塊電路上由溫度壓力傳感器，MCU(單片機(jī))和發(fā)射機(jī)和電池組成；結(jié)構(gòu)由一個(gè)用于保護(hù)電路的外殼，和將外殼固定在輪胎的輪輞上的裝置組成。
接收器電路上由電源模塊，接收機(jī)，接收天線，MCU，顯示模塊組成；結(jié)構(gòu)上包括機(jī)殼、設(shè)在機(jī)殼面板的功能開關(guān)和顯示屏。
TPMS接收的無線電環(huán)境及其對接收天線技術(shù)的要求由于接收機(jī)的靈敏度有一定的限度，發(fā)射功率和接收機(jī)靈敏度之間的差值就是可以容許的最大衰減，否則就接收不到數(shù)據(jù)了。
電磁波的傳播機(jī)制是不同的，通常被分為反射、衍射和散射。此外，由于從不同物體的多次反射，經(jīng)過不同長度路徑的電磁波相互作用也會引起多徑損耗，同時(shí)隨著發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間距離(即T-R距離)的不斷增加，電磁波強(qiáng)度亦隨著衰減。
反射、衍射和散射是在移動通信系統(tǒng)中影響傳播的三種基本傳播機(jī)制。在大尺度傳播模型中，根據(jù)反射、衍射和散射可以預(yù)測接收功率。小尺度衰落和多徑傳播也通過這三種機(jī)制進(jìn)行說明。
電磁波傳播時(shí)，遇到波長大得多的物體，發(fā)生反射，反射通常發(fā)生在地球表面、建筑物和墻壁表面。
當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的無線傳播路徑被尖利的邊緣陰擋時(shí)，發(fā)生衍射。由阻擋表面產(chǎn)生的二次波散布于空間，包括阻擋體的背面。甚至當(dāng)發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間不存在視距離路徑，圍繞阻擋體也產(chǎn)生波的彎曲。在高頻段，與反射一樣，衍射的發(fā)生依賴于物體的形狀，以及入射波在衍射點(diǎn)的幅度、相位和極化方式。
當(dāng)無線電波傳播時(shí)，經(jīng)過與波長相比很小的物體群，并且單位體積內(nèi)的障礙物數(shù)量很大時(shí)，發(fā)生散射。散射波產(chǎn)生于粗糙表面、小物體或者其他不規(guī)則物體。在實(shí)際無線通信系統(tǒng)中，樹葉、街道標(biāo)志、路燈容易引起散射。
對傳播模型的研究，傳統(tǒng)上集中于對給定圍內(nèi)平均接收場強(qiáng)的預(yù)測，以及特定位置附近場強(qiáng)的變化。對于預(yù)測平均場強(qiáng)并估計(jì)無線覆蓋范圍的傳播模型，由于它們描述的是發(fā)射機(jī)與接收機(jī)之間長距離(幾百米幾千米)上的場強(qiáng)變化，所以被稱為大尺度傳播模型。描述短距離(幾個(gè)波長)或短時(shí)間(秒級)內(nèi)的接收場強(qiáng)的快速波動的傳播模型，稱為小尺度衰落。
當(dāng)發(fā)射模塊在極小范圍內(nèi)移動時(shí)，可能引起瞬間內(nèi)接收場強(qiáng)的快遞波動，即是小尺度衰落。造成這種現(xiàn)象的原因是接收信號是來自不同方向信號的合成。由于信號相位是隨機(jī)的，其合成信號變化范圍很大，信號服從瑞利衰落分布。在小尺度衰落中，當(dāng)接收機(jī)移動距離與波長相當(dāng)時(shí)，其接收場強(qiáng)可以發(fā)生3或4個(gè)數(shù)量級(30dB或40dB)的變化。當(dāng)接收機(jī)遠(yuǎn)離發(fā)射機(jī)時(shí)，當(dāng)?shù)仄骄邮請鰪?qiáng)逐漸減弱，其平均接收場強(qiáng)由大尺度傳播模型來預(yù)測。
TPMS接收機(jī)一般位于車內(nèi)，發(fā)射機(jī)位于輪胎中，而且由于目前的輪胎都是子午線輪胎，輪胎接地面市金屬的網(wǎng)，在電磁波的傳播路徑只能是輪胎兩側(cè)。所以對于不同的道路，從輪胎外側(cè)發(fā)射出的無線電波，可以經(jīng)過外界物體的反射和直接通過穿過車窗進(jìn)入車內(nèi)兩條路徑。經(jīng)過外界物體的反射基本上是遵循三種基本傳播機(jī)制。而通過車窗首先就由衰減，進(jìn)入車內(nèi)遵循的是小尺度衰落，汽車各處對輪胎發(fā)射出來的無線電波的衰減都不一樣，為了保證在各種情況下接收的效果，就必須對車上各處對輪胎的衰減做出數(shù)據(jù)，進(jìn)而作出車上的無線電衰減的模型。在TPMS系統(tǒng)中，接收天線必須在保證其方向圖可以覆蓋前后輪的TPMS發(fā)射機(jī)的傳輸路徑，同時(shí)接收天線的方向系數(shù)保證在TPMS主要傳輸路徑上最大，選擇適當(dāng)?shù)奶炀€接收方案，合理地布置天線位置，才能保證穩(wěn)定可靠的接收。
目前國內(nèi)外TPMS接收機(jī)基本采用了以下幾種方式車底盤天線，即將天線布在車的底盤上；此種天線的方向圖是水平全向，該天線可以覆蓋底盤上TPMS的傳輸路徑，可以保證良好的接收效果，但是由于是在底盤上的天線，所以必須在車上布線、打眼，安裝十分麻煩。接收模塊內(nèi)置天線，即將天線置于接收模塊內(nèi)，接收模塊又放在車內(nèi)；此種天線的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)簡單，安裝方便。但是由于是在車內(nèi)車窗的衰減，以及車內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜，導(dǎo)致車內(nèi)各處對四個(gè)輪胎的信號的衰減是不一樣的；再由于該天線的方向圖在試驗(yàn)室是水平全向的，但是在車內(nèi)，由于車內(nèi)的各種影響，導(dǎo)致方向圖不再是全向，在某些方向上方向系數(shù)很小，而且由于車的不同，方向圖也不是恒定的，所以會導(dǎo)致此種天線的接收效果不好，如果調(diào)整天線的位置，往往會顧此失彼，原來接收良好的又接收不好了，不太可能同時(shí)對四個(gè)輪胎的接收效果好，通常情況下會有一到二個(gè)輪胎信號接收不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種安裝方便、接收效果好的輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)中的雙天線信號接收方法。
本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)中的雙天線信號接收方法，該方法包括以下步驟發(fā)射檢測模塊中的傳感器把胎壓的變化通過電子元件感應(yīng)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)變化的電氣參數(shù)，然后由單片機(jī)(MCU)處理為數(shù)字編碼信號，加上該模塊的識別身份(ID)編碼，由發(fā)射機(jī)調(diào)制到載頻上發(fā)射出去，無線電信號由接收機(jī)天線接收到后，經(jīng)接收模塊解調(diào)得到原始數(shù)據(jù)，再經(jīng)過接收顯示模塊的單片機(jī)(MCU)處理后，由安裝在駕駛室內(nèi)的顯示器根據(jù)識別身份(ID)編碼將數(shù)據(jù)顯示在用戶界面上的對應(yīng)地的輪胎的數(shù)據(jù)區(qū)，駕駛員從顯示器上就可以清楚地知道每個(gè)輪胎內(nèi)的氣壓大小，當(dāng)接收到信息中的輪胎內(nèi)氣壓值低于或超過已設(shè)置的安全上、下限時(shí)，單片機(jī)(MCU)將控制顯示器顯示報(bào)警圖標(biāo)，駕駛員可以根據(jù)顯示的對應(yīng)方位的胎壓數(shù)據(jù)，及時(shí)地對那個(gè)輪胎進(jìn)行相應(yīng)處理；其特征在于，所述的接收機(jī)天線采用雙天線技術(shù)，兩個(gè)天線分別安裝在車內(nèi)的兩邊，該兩個(gè)天線的單獨(dú)的方向圖都是水平全向的，其合成的方向圖覆蓋了輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)的主要無線電傳輸路徑。
所述的雙天線分別安裝在車內(nèi)A柱上，然后通過射頻同軸電纜連接器與三通連接器連接，該三通連接器再與接收模塊連接。
所述的雙天線是鞭狀天線或螺旋天線。
所述的識別身份(ID)編碼是用于區(qū)分別的模塊的身份編碼。
本發(fā)明由于是雙天線，對其中一個(gè)天線的調(diào)整只會對車體一邊接收產(chǎn)生影響，而對于另一邊不產(chǎn)生影響，滿足了汽車的復(fù)雜條件，可以將天線調(diào)整到最佳接收狀態(tài)；又由于一個(gè)天線的方向圖保證了對車內(nèi)大部分的覆蓋，而雙天線則保證了對車內(nèi)的完全覆蓋，從而確保對四個(gè)輪胎中TPMS發(fā)射機(jī)的接收效果。另外在安裝方面，由于二個(gè)天線都安裝在車內(nèi)A柱上，因此不用在車內(nèi)布線，使得安裝更加方便。


圖1為本發(fā)明的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明三通連接器與接收模塊的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
如圖1、圖2所示，一種輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)中的雙天線信號接收方法，該方法包括以下步驟發(fā)射檢測模塊1中的傳感器把胎壓的變化通過電子元件感應(yīng)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)變化的電氣參數(shù)，然后由單片機(jī)(MCU)處理為數(shù)字編碼信號，加上該模塊的識別身份(ID)編碼，由發(fā)射機(jī)調(diào)制到載頻上發(fā)射出去，無線電信號由接收機(jī)天線21接收到后，經(jīng)接收模塊2解調(diào)得到原始數(shù)據(jù)，再經(jīng)過接收顯示模塊3的單片機(jī)(MCU)處理后，由安裝在駕駛室內(nèi)的顯示器根據(jù)識別身份(ID)編碼將數(shù)據(jù)顯示在用戶界面上的對應(yīng)地的輪胎的數(shù)據(jù)區(qū)，駕駛員從顯示器上就可以清楚地知道每個(gè)輪胎內(nèi)的氣壓大小，當(dāng)接收到信息中的輪胎內(nèi)氣壓值低于或超過已設(shè)置的安全上、下限時(shí)，單片機(jī)(MCU)將控制顯示器顯示報(bào)警圖標(biāo)，駕駛員可以根據(jù)顯示的對應(yīng)方位的胎壓數(shù)據(jù)，及時(shí)地對那個(gè)輪胎進(jìn)行相應(yīng)處理；所述的接收機(jī)天線21采用雙天線技術(shù)，兩個(gè)天線分別安裝在車內(nèi)的兩邊，該兩個(gè)天線的單獨(dú)的方向圖都是水平全向的，其合成的方向圖覆蓋了輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)的主要無線電傳輸路徑。所述的雙天線21分別安裝在車內(nèi)A柱上，然后通過射頻同軸電纜連接器4與三通連接器5連接，該三通連接器5再與接收模塊2連接。所述的雙天線21是鞭狀天線(實(shí)施例1)或螺旋天線(實(shí)施例2)。所述的識別身份(ID)編碼是用于區(qū)分別的模塊的身份編碼。
權(quán)利要求
1.輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)中的雙天線信號接收方法，該方法包括以下步驟發(fā)射檢測模塊中的傳感器把胎壓的變化通過電子元件感應(yīng)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)變化的電氣參數(shù)，然后由單片機(jī)(MCU)處理為數(shù)字編碼信號，加上該模塊的識別身份(ID)編碼，由發(fā)射機(jī)調(diào)制到載頻上發(fā)射出去，無線電信號由接收機(jī)天線接收到后，經(jīng)接收模塊解調(diào)得到原始數(shù)據(jù)，再經(jīng)過接收顯示模塊的單片機(jī)(MCU)處理后，由安裝在駕駛室內(nèi)的顯示器根據(jù)識別身份(ID)編碼將數(shù)據(jù)顯示在用戶界面上的對應(yīng)地的輪胎的數(shù)據(jù)區(qū)，駕駛員從顯示器上就可以清楚地知道每個(gè)輪胎內(nèi)的氣壓大小，當(dāng)接收到信息中的輪胎內(nèi)氣壓值低于或超過已設(shè)置的安全上、下限時(shí)，單片機(jī)(MCU)將控制顯示器顯示報(bào)警圖標(biāo)，駕駛員可以根據(jù)顯示的對應(yīng)方位的胎壓數(shù)據(jù)，及時(shí)地對那個(gè)輪胎進(jìn)行相應(yīng)處理；其特征在于，所述的接收機(jī)天線采用雙天線技術(shù)，兩個(gè)天線分別安裝在車內(nèi)的兩邊，該兩個(gè)天線的單獨(dú)的方向圖都是水平全向的，其合成的方向圖覆蓋了輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)的主要無線電傳輸路徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)中的雙天線信號接收方法，其特征在于，所述的雙天線分別安裝在車內(nèi)A柱上，然后通過射頻同軸電纜連接器與三通連接器連接，該三通連接器再與接收模塊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)中的雙天線信號接收方法，其特征在于，所述的雙天線是鞭狀天線或螺旋天線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)中的雙天線信號接收方法，其特征在于，所述的識別身份(ID)編碼是用于區(qū)分別的模塊的身份編碼。
全文摘要
本發(fā)明涉及輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)中的雙天線信號接收方法，該方法采用雙天線接收技術(shù)，兩個(gè)天線分別安裝在車內(nèi)的兩邊，該兩個(gè)天線的單獨(dú)的方向圖都是水平全向的，其合成的方向圖覆蓋了輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)的主要無線電傳輸路徑。本發(fā)明可以將雙天線分別調(diào)整到最佳接收狀態(tài)，保證了對車內(nèi)的完全覆蓋，從而確保對四個(gè)輪胎中TPMS發(fā)射機(jī)的接收效果。另外在安裝方面，由于二個(gè)天線都安裝在車內(nèi)A柱上，因此不用在車內(nèi)布線，使得安裝更加方便。
文檔編號G01L19/12GK1990285SQ20051011202
公開日2007年7月4日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者李威 申請人:上海保隆實(shí)業(yè)股份有限公司