[发明专利]用于车辆轮胎压力监测系统的轮毂天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种车辆胎压监测系统，特别涉及一种用于车辆轮胎压力监测系统的轮毂天线。

背景技术

目前使用的无线胎压传感器中多采用金属气门嘴或其它小尺寸天线作为无线胎压传感器的发射天线。而气门嘴天线的尺寸小于5厘米，远小于汽车轮胎压力监视系统(TPMS)的工作波长，TPMS是“Tire Pressure MonitoringSystem”的英文缩写形式，即汽车轮胎压力监视系统。并且车轮金属轮毂和车身的构造会严重影响气门嘴天线的辐射性能，特别是当汽车处于运动和车轮处于转动状态时，高频信号辐射性能和空间传输性能会大大降低。

为了提高车辆胎压监测系统的效果，人们将许多方法应用于TPMS来改善其车载性能，但这些方法大多数着重于无线胎压传感器的信号调理，温度补偿，软件控制策略，通信协议和无线传感器天线封装材料的热力学特性等方面的影响，很少考虑TPMS无线胎压传感器天线在实际环境中的应用。

发明内容

为了克服在车载使用过程中无线胎压传感器天线辐射性能和电磁波传播性能下降的问题，本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种用于车辆轮胎压力监测系统的轮毂天线。本发明的轮毂天线能在汽车处于运动状态时，其信号辐射效率和数据帧传输的正确率都得到很大的改善。

本发明主要包括：轮毂、无线胎压传感器、金属连接针和信号馈入孔、金属气门嘴组件，其特征在于所述轮毂的气门孔内侧装有无线胎压传感器，无线胎压传感器包括信号处理电路、压力传感器、温度传感器、加速度传感器、信号调理模块、低频接收接口、高频发射电路和高频信号输出端。内侧表面设有信号馈入孔，无线胎压传感器外壳上装有金属连接针，该金属连接针的一端与传感器电路板上的高频信号输出端连接，另一端与信号馈入孔连接，信号馈入孔为半球形凹槽，金属连接针的末端为突出的半球体，该半球体嵌入信号馈入孔的半球形凹槽内吻合连接。金属连接针提供了射频信号从无线胎压传感器高频发射电路馈入轮毂天线的接口，从而实现射频信号有效地向空间辐射。

对轮毂天线建立三维电磁仿真模型，利用该模型仿真轮毂天线的阻抗和增益等参数，并将得到的参数应用于射频匹配网络、天线的设计和发射功率大小的确定，同时为TPMS高频接收天线以及系统的设计提供参考。本发明的优点是利用轮毂尺寸较大的优点改装为天线，使其和汽车轮胎压力监视系统TPMS的工作波长可比拟，减少车轮转动时对传输性能的影响，天线发射效率高，能有效降低发射机的发射功率，延长无线胎压传感器的使用寿命，提升TPMS的工作性能。

附图说明

图1本发明的轮毂天线组成图；

图2本发明的结构示意图；

图3轮毂天线与单天线功率方向图；

图4轮毂天线与单天线接收功率图。

1金属连接针、2信号馈入孔、10轮毂、11无线胎压传感器、12轮胎气门嘴、13橡胶垫圈、14橡胶垫圈、15金属圆形垫圈、16螺钉、17螺母、18轮胎气门帽

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例：

参见图1，参见图2，轮毂天线包括轮毂10、无线胎压传感器11、金属连接针1、信号馈入孔2、金属气门嘴组件。无线胎压传感器11安装在轮毂10的气门嘴位置。无线胎压传感器11中的射频信号在经由高频发射模块放大和调制后，经高频信号输出端上的微带线馈入到嵌装在无线胎压传感器11外壳上的金属连接针1。金属连接针1一端与无线胎压传感器11外壳连接，另一端与轮毂10上的信号馈入孔2连接。信号馈入孔2为半球形凹槽，金属连接针1此末端为突出的半球体，该半球体与半球形凹槽刚好吻合连接。因此金属连接针1提供了射频信号从无线胎压传感器11传向轮毂10的路径，进而实现射频信号向空间辐射。

金属气门嘴组件包括轮胎气门嘴12、金属圆形垫圈15、橡胶垫圈13、14、螺钉16、螺母17和轮胎气门帽18，轮胎气门嘴嵌入轮毂的气门孔内，通过螺母17固定在在轮毂的气门孔上，气门孔的内外两侧分别衬有橡胶垫圈13、橡胶垫圈14，外侧橡胶垫圈14上套有金属圆形垫圈15，轮胎气门帽18旋入轮胎气门嘴12，螺钉16安装在轮胎气门嘴12的内侧。

轮毂采用铝合金材料质制成，信号馈入孔表面进行镀镍或镀铬或进行导电氧化处理，既能保证导电效果，又可防止轮毂使用过程中的氧化。