专利名称：轮胎气压监测系统中的双天线信号接收方法
技术领域：
本发明涉及汽车轮胎气压监测系统(即TPMS)，尤其涉及该系统接收模块中的接收天线技术。
背景技术：
TPMS是汽车轮胎压力监视系统，即“Tire Pressure Monitoring System”的英文缩写。主要用于在汽车行驶时，适时地对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气造成低胎压和高温高胎压防爆胎进行预警，确保行车安全。
TPMS由发射检测模块(每个轮胎一个)和接收显示模块(一个)组成发射检测模块电路上由温度压力传感器，MCU(单片机)和发射机和电池组成；结构由一个用于保护电路的外壳，和将外壳固定在轮胎的轮辋上的装置组成。
接收器电路上由电源模块，接收机，接收天线，MCU，显示模块组成；结构上包括机壳、设在机壳面板的功能开关和显示屏。
TPMS接收的无线电环境及其对接收天线技术的要求由于接收机的灵敏度有一定的限度，发射功率和接收机灵敏度之间的差值就是可以容许的最大衰减，否则就接收不到数据了。
电磁波的传播机制是不同的，通常被分为反射、衍射和散射。此外，由于从不同物体的多次反射，经过不同长度路径的电磁波相互作用也会引起多径损耗，同时随着发射机和接收机之间距离(即T-R距离)的不断增加，电磁波强度亦随着衰减。
反射、衍射和散射是在移动通信系统中影响传播的三种基本传播机制。在大尺度传播模型中，根据反射、衍射和散射可以预测接收功率。小尺度衰落和多径传播也通过这三种机制进行说明。
电磁波传播时，遇到波长大得多的物体，发生反射，反射通常发生在地球表面、建筑物和墙壁表面。
当发射机和接收机之间的无线传播路径被尖利的边缘阴挡时，发生衍射。由阻挡表面产生的二次波散布于空间，包括阻挡体的背面。甚至当发射机和接收机之间不存在视距离路径，围绕阻挡体也产生波的弯曲。在高频段，与反射一样，衍射的发生依赖于物体的形状，以及入射波在衍射点的幅度、相位和极化方式。
当无线电波传播时，经过与波长相比很小的物体群，并且单位体积内的障碍物数量很大时，发生散射。散射波产生于粗糙表面、小物体或者其他不规则物体。在实际无线通信系统中，树叶、街道标志、路灯容易引起散射。
对传播模型的研究，传统上集中于对给定围内平均接收场强的预测，以及特定位置附近场强的变化。对于预测平均场强并估计无线覆盖范围的传播模型，由于它们描述的是发射机与接收机之间长距离(几百米几千米)上的场强变化，所以被称为大尺度传播模型。描述短距离(几个波长)或短时间(秒级)内的接收场强的快速波动的传播模型，称为小尺度衰落。
当发射模块在极小范围内移动时，可能引起瞬间内接收场强的快递波动，即是小尺度衰落。造成这种现象的原因是接收信号是来自不同方向信号的合成。由于信号相位是随机的，其合成信号变化范围很大，信号服从瑞利衰落分布。在小尺度衰落中，当接收机移动距离与波长相当时，其接收场强可以发生3或4个数量级(30dB或40dB)的变化。当接收机远离发射机时，当地平均接收场强逐渐减弱，其平均接收场强由大尺度传播模型来预测。
TPMS接收机一般位于车内，发射机位于轮胎中，而且由于目前的轮胎都是子午线轮胎，轮胎接地面市金属的网，在电磁波的传播路径只能是轮胎两侧。所以对于不同的道路，从轮胎外侧发射出的无线电波，可以经过外界物体的反射和直接通过穿过车窗进入车内两条路径。经过外界物体的反射基本上是遵循三种基本传播机制。而通过车窗首先就由衰减，进入车内遵循的是小尺度衰落，汽车各处对轮胎发射出来的无线电波的衰减都不一样，为了保证在各种情况下接收的效果，就必须对车上各处对轮胎的衰减做出数据，进而作出车上的无线电衰减的模型。在TPMS系统中，接收天线必须在保证其方向图可以覆盖前后轮的TPMS发射机的传输路径，同时接收天线的方向系数保证在TPMS主要传输路径上最大，选择适当的天线接收方案，合理地布置天线位置，才能保证稳定可靠的接收。
目前国内外TPMS接收机基本采用了以下几种方式车底盘天线，即将天线布在车的底盘上；此种天线的方向图是水平全向，该天线可以覆盖底盘上TPMS的传输路径，可以保证良好的接收效果，但是由于是在底盘上的天线，所以必须在车上布线、打眼，安装十分麻烦。接收模块内置天线，即将天线置于接收模块内，接收模块又放在车内；此种天线的优点是实现简单，安装方便。但是由于是在车内车窗的衰减，以及车内环境的复杂，导致车内各处对四个轮胎的信号的衰减是不一样的；再由于该天线的方向图在试验室是水平全向的，但是在车内，由于车内的各种影响，导致方向图不再是全向，在某些方向上方向系数很小，而且由于车的不同，方向图也不是恒定的，所以会导致此种天线的接收效果不好，如果调整天线的位置，往往会顾此失彼，原来接收良好的又接收不好了，不太可能同时对四个轮胎的接收效果好，通常情况下会有一到二个轮胎信号接收不好。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种安装方便、接收效果好的轮胎气压监测系统中的双天线信号接收方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现轮胎气压监测系统中的双天线信号接收方法，该方法包括以下步骤发射检测模块中的传感器把胎压的变化通过电子元件感应转换成相应变化的电气参数，然后由单片机(MCU)处理为数字编码信号，加上该模块的识别身份(ID)编码，由发射机调制到载频上发射出去，无线电信号由接收机天线接收到后，经接收模块解调得到原始数据，再经过接收显示模块的单片机(MCU)处理后，由安装在驾驶室内的显示器根据识别身份(ID)编码将数据显示在用户界面上的对应地的轮胎的数据区，驾驶员从显示器上就可以清楚地知道每个轮胎内的气压大小，当接收到信息中的轮胎内气压值低于或超过已设置的安全上、下限时，单片机(MCU)将控制显示器显示报警图标，驾驶员可以根据显示的对应方位的胎压数据，及时地对那个轮胎进行相应处理；其特征在于，所述的接收机天线采用双天线技术，两个天线分别安装在车内的两边，该两个天线的单独的方向图都是水平全向的，其合成的方向图覆盖了轮胎气压监测系统(TPMS)的主要无线电传输路径。
所述的双天线分别安装在车内A柱上，然后通过射频同轴电缆连接器与三通连接器连接，该三通连接器再与接收模块连接。
所述的双天线是鞭状天线或螺旋天线。
所述的识别身份(ID)编码是用于区分别的模块的身份编码。
本发明由于是双天线，对其中一个天线的调整只会对车体一边接收产生影响，而对于另一边不产生影响，满足了汽车的复杂条件，可以将天线调整到最佳接收状态；又由于一个天线的方向图保证了对车内大部分的覆盖，而双天线则保证了对车内的完全覆盖，从而确保对四个轮胎中TPMS发射机的接收效果。另外在安装方面，由于二个天线都安装在车内A柱上，因此不用在车内布线，使得安装更加方便。
图1为本发明的安装结构示意图；图2为本发明三通连接器与接收模块的安装结构示意图。
具体实施例方式
如图1、图2所示，一种轮胎气压监测系统中的双天线信号接收方法，该方法包括以下步骤发射检测模块1中的传感器把胎压的变化通过电子元件感应转换成相应变化的电气参数，然后由单片机(MCU)处理为数字编码信号，加上该模块的识别身份(ID)编码，由发射机调制到载频上发射出去，无线电信号由接收机天线21接收到后，经接收模块2解调得到原始数据，再经过接收显示模块3的单片机(MCU)处理后，由安装在驾驶室内的显示器根据识别身份(ID)编码将数据显示在用户界面上的对应地的轮胎的数据区，驾驶员从显示器上就可以清楚地知道每个轮胎内的气压大小，当接收到信息中的轮胎内气压值低于或超过已设置的安全上、下限时，单片机(MCU)将控制显示器显示报警图标，驾驶员可以根据显示的对应方位的胎压数据，及时地对那个轮胎进行相应处理；所述的接收机天线21采用双天线技术，两个天线分别安装在车内的两边，该两个天线的单独的方向图都是水平全向的，其合成的方向图覆盖了轮胎气压监测系统(TPMS)的主要无线电传输路径。所述的双天线21分别安装在车内A柱上，然后通过射频同轴电缆连接器4与三通连接器5连接，该三通连接器5再与接收模块2连接。所述的双天线21是鞭状天线(实施例1)或螺旋天线(实施例2)。所述的识别身份(ID)编码是用于区分别的模块的身份编码。
权利要求
1.轮胎气压监测系统中的双天线信号接收方法，该方法包括以下步骤发射检测模块中的传感器把胎压的变化通过电子元件感应转换成相应变化的电气参数，然后由单片机(MCU)处理为数字编码信号，加上该模块的识别身份(ID)编码，由发射机调制到载频上发射出去，无线电信号由接收机天线接收到后，经接收模块解调得到原始数据，再经过接收显示模块的单片机(MCU)处理后，由安装在驾驶室内的显示器根据识别身份(ID)编码将数据显示在用户界面上的对应地的轮胎的数据区，驾驶员从显示器上就可以清楚地知道每个轮胎内的气压大小，当接收到信息中的轮胎内气压值低于或超过已设置的安全上、下限时，单片机(MCU)将控制显示器显示报警图标，驾驶员可以根据显示的对应方位的胎压数据，及时地对那个轮胎进行相应处理；其特征在于，所述的接收机天线采用双天线技术，两个天线分别安装在车内的两边，该两个天线的单独的方向图都是水平全向的，其合成的方向图覆盖了轮胎气压监测系统(TPMS)的主要无线电传输路径。
2.根据权利要求1所述的轮胎气压监测系统中的双天线信号接收方法，其特征在于，所述的双天线分别安装在车内A柱上，然后通过射频同轴电缆连接器与三通连接器连接，该三通连接器再与接收模块连接。
3.根据权利要求1或2所述的轮胎气压监测系统中的双天线信号接收方法，其特征在于，所述的双天线是鞭状天线或螺旋天线。
4.根据权利要求1所述的轮胎气压监测系统中的双天线信号接收方法，其特征在于，所述的识别身份(ID)编码是用于区分别的模块的身份编码。
全文摘要
本发明涉及轮胎气压监测系统中的双天线信号接收方法，该方法采用双天线接收技术，两个天线分别安装在车内的两边，该两个天线的单独的方向图都是水平全向的，其合成的方向图覆盖了轮胎气压监测系统(TPMS)的主要无线电传输路径。本发明可以将双天线分别调整到最佳接收状态，保证了对车内的完全覆盖，从而确保对四个轮胎中TPMS发射机的接收效果。另外在安装方面，由于二个天线都安装在车内A柱上，因此不用在车内布线，使得安装更加方便。
文档编号G01L19/12GK1990285SQ20051011202
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月27日 优先权日2005年12月27日
发明者李威 申请人:上海保隆实业股份有限公司