专利名称：用于轮胎监测装置的天线的制作方法
技术领域：
本发明涉及发射机型的轮胎监测装置，它特别涉及带有一个感应天线的轮胎安装装置，该天线可用于通过感应耦合到一个连接到机架的作为固定天线使用的共振来进行信号传输。
美国专利4，737，761指出怎样可能通过在两线圈之间的感应耦合收集足够的能量，以及如何充分地使用它向轮传送能量是通过在本辆固定的点上连接的一个天线，例如，在轮载体或制动卡子和在轮上固定一个天线之间感应耦合进行的。这些天线分别命名为“固定天线”和“轮天线”。用于构成和固定这些天线的各种变化是可以的。因为基本原理是利用感应耦合，这些天线的每一个至少包括一个线圈。
连接到机架的线圈既可用于向轮传送能量又可用于接收轮发送的信号码。
为在两线圈之间传输能量，发射线圈应能产生足够的交流感应电场。在实践中发现，为产生该电场必须施加高压，而它不能在跨两线圈端子之间直接提供。因此，必须每个线圈适配一定的绕数以获得适当的转换比率，在发射线圈上加一个电容器以获得一串联共振电路，或接一个电感线圈以利用有时相当大的寄生电容。在共振时，跨过线圈端子的电压与过电压系数相乘的电源电压相等。
按惯例，将“天线”称为一个至少包括发射或接收线圈并能产生一个共振电路的电容的单元。在实际中，该电容是通过附加一个与线圈串联的电容器获得的。然而，在车辆的某些装配物中，其本身能产生足够的寄生电容。电容器和线圈相互很靠近，并置于相同的机械保护箱之内，这是为了避免经受高电压又长的电线。
本发明是涉及这样的一个天线，特别是上述固定的天线，其功能是传输能量。该天线的可能的作用在接收信号时是不受影响。
实践上获得共振条件是很困难的，是因为线圈电感值，电容器电容的散射，以及这些相同值的漂移等等。
跨线圈端子的电压从理想条件下降很快。
因此必须建立这些条件最大的变化范围，其中心须保证足够的感应电场。
该工作范围相应于能量供给电路的工作频率必要的容许值，在此情况，扩大工作范围，就会使共振电路的品质因数变坏，如果产生理想共振条件，怕会产生太大的电压放大，因此有必要引入电阻以限制品质因数。结果会产生很大能量的耗消，有损于经济运转，特别是在客车安装上会导致不能被接受的发热。
根据本发明的解决方案包括引入一个非线性的共振阻尼，根据本发明的天线包括一个形成电感的线圈，一个串联和/或并联的电容，电容和电感形成一个共振电路，更重要的是，该天线包括一个用于限制从该天线到耦合的天线之间所通过的磁通量的装置。
因此本发明的目的是提供一个简化的天线用于轮胎的监测装置。
本发明的另一目的是提供一天线用于轮胎的监测装置，它避免任何不必的受热。
该装置的另一个目的是提供一天线用于轮胎的监测以提供天线的足够宽的工作范围。
本发明的另一目的是提供一具有促够低的品质因数而不带电阻的天线。
本发明的这些和其它目的的实现是通过并行于线圈或电容器的支路，该支路包括两个齐纳二极管或一些其安非线性阻尼布置。
本发明更完整的评价和许多附带的优点将通过下面详细的描述以及结合其附图很容易理解，其中
图1A是本发明轮胎监测装置的简图。
图1B是第二实施例的简图。
图2A和2B是两天线Q因数的曲线图。
图3是示出线圈之间能量传输的曲线图。
本发明的所有的其它目的，特征和附带的优点将通过下面给合其附图的详细描述得到充分的评价，其中全部的图示的相似的参考特征命名相似或相应的部分，其中图1A示出了线圈10和电容器12，其形成固定天线1的部分，而线圈2构成轮子的天线。轮子模件3包括用于存储传输能量的必要的元件，为其应用，也有一个编码发射信号的级段。最好，该轮子模件的设计要根据美国专利4，703，650和4，737，761。因此轮子模件包括形成能量库的一个或更多个电容器。在车辆上安装一个激发和监视单元4，它与每一个固定天线通过电线41相连结。该单元4包括发生器42，它在所选择的能量频率上产生信号以用于功率传输，即在此例中频率为83KHZ，和功率放大器43。一控制装置通过发送能量来选择轮子，并确保轮子的连接，该轮子被检查，使通过低电平信号放大器45以选择由上述轮子发射的编码信号。
固定天线1也包括一电容器12以建立一串联共振电路。图2A和2B可分别使人更好地理解固定天线1和轮子天线2的运转。施加到轮子模件3上的电压V对一电容器或几个电容器提供很好的充电，该电容在模件3中形成了能量库，最好是充电时间小于100毫微秒。轮子天线2是计算尺寸的并安装在轮子，这样当寄生电容23使其能找到一並联共振，如上述的相应于83KEZ的共振频率是可考虑的。轮子本身是导电的，并可作为一个短路电路回转器21，其内电阻由电阻器22示出。
在继续之前必须注意如果轮子或更确切是轮缘，在其上安装着天线2，它是不导电的，那只是表示了发动机车辆中遇到情况的非常小的部分，上述有关固定天线1的指导描述也施加于轮子天线2。
图2B表示跨于线圈2端子所收集的电位差是作为操作频率函数。实际上，这样的并联共振电路的品质因数是很差的，这是由于轮缘造成的阻尼。因此通常BPr应足够宽以对应工作范围，这些扩展是由工业上的考虑规定线圈2的量值的变化，寄生电容23，阻尼电阻22，工作温度等等。
另一方面，固定天线1本征地具有很高的品质量因数，已在图2A中由点划线曲线示出。很窄的通带BPf导致了由工业考虑所采用的容许值比运转范围P更加窄得多。因此，如果加以注意那么电压U最小的电平在范围P的边缘是足够的，而电压U最大将会大得多。为此目的，在本发明之前，在与电容器12和线圈10中串联一电阻器，或是与这些元件之一并联，以足够降低品质因数而找到以频率f((图2A中的虚线)对电压U作为函数的特性曲线与轮子天线2(图2B)的特性曲线相比较。遗憾的是，该电阻耗散其应该提供的能量，因此导致不理想的受热，主要是在功率放大器43上。
为此原因，已提出了加一个非线性阻尼元件，而不是通过电阻以降低天线的品质因数。为此目的，例如增加了一个与线圈10並联连接的支路13。该支路13可包括两个方向相反连接的齐纳二极管，一个可变电阻，或可控制的以反方向连接的雪崩二极管。从电学的观点，将上述支路13与电容器12并联构成共振电路的电容其作用是相当的。这是因为跨于电容器12端子的电压极限因子限制了跨于线圈10端子电压U，是通过简单使用在电路上的克尔霍夫(Kir-Choff)定律。这样保持住了具有很好的品质因数的共振感应耦合的优点，具有的插入限制只是循环地提供的能量的百分之几，一个将使能提高跨过高于支撑的线圈端子的电压百分数。换句话说从其一电平开始，只是取了用于所需电平上保持电压所必需能量百分数，同时平衡能量的在支路13中耗散。
图1B示出了第二个限制的实施例，其中直接进行了磁回路中的磁通量循环。天线1包括一可见到的线圈10和一电容器12。磁芯11由磁铁组成。控制线圈14引入由线圈10产生的磁通。跨过线圈14端子的电压被放大(15)并经过阀值元件16。此元件高于选择的限制，发送一不变的直流电流控制电流源17极化磁芯以将工作点移至饱和区，这样共振现象保持极限值到一予定值，调整阀值元件16的选择点。因此获得了由发射线圈10发送的能量的极限值，考虑由饱和铁构成的磁芯11限制住磁通量是可能的。
图3示出了各种计时图的联合，是以实线示出的，激发信号V施加在跨于固定天线1的端子，然后以虚线示出跨于用于非阻尼的共振电路线圈端子的U形电压，以点画线示出的用于包括电支路13的电路的U形电压。必须注意，与基于电阻的标准的阻尼相反，只是耗散了附加能量输入，与电压分数成比例超过了图3中标出的Z水平，甚至在齐纳二极管瞬时导通时的电压范围内它保持很小。
对于使用电容耦合的天线也可考虑这样的非线性限制。进而，可注意到甚至使用线圈型天线，线圈之间的很小部分的电容耦合可由导线作为电容器板来产生。在此情况，对于通过在天线与轮子整体和天线与轮子支撑整体之间的电容耦合使用的传输的轮胎监视装置，该天线包括一电容器板，且电场从这里发射，提供电感的线圈和一电容器。更重要的是，它包括一装置以固定住从电容器板发射电场。其选择和分布如上所述。
很明显，本发明的各种修改和变化可在上述的指导下进行。因此可以理解在附加权利要求范围之中，本发明不必作特殊说明而能实现。
权利要求
1.用于轮胎监测装置的天线，它通过与第二个天线感应耦合进行传输，该天线包括一感应形成的线圈与上述线圈连接的电容，该电容与上述线圈形成一共振电路；和用于限制从上述天线到上述第二天线通过的磁通量的装置。
2.根据权利要求1的天线，其中该限制装置包括与该线圈并联连接的支路，上述支路包括两个串联连接而方向相反的两个齐纳二极管。
3.根据权利要求1的天线，其中该限制装置包括与上述电容并联连接的支路，该支路包括两个串联连接而方向相反的两个齐纳二极管。
4.根据权利要求1的天线，其中该限制装置包括与上述线圈并联连接的支路，该支路包括一个可变电阻。
5.根据权利要求1的天线，其中该限制装置包括一个与上述电容并联连接的支路，该支路包括一个可变电阻。
6.根据权利要求1的天线，其中该限制装置包括一个与上述线圈并联连接的支路，该支路包括一可控制的雪崩二极管。
7.根据权利要求1的天线，其中该限制装置包括一与上述电容并联连接的支路，该支路包括一可控制雪崩的二极管。
8.根据权利要求1的天线，其中该限制装置包括具有饱和铁的磁回路。
9.根据权利要求1的天线，其中该限制装置包括用于控制上述天线磁回路中循环磁流通量的线圈。
10.用于轮胎监测装置的天线，它是通过与第二天线电容耦合进行传输的，其中天线之一是与轮子结合成整体，而另一天线是与轮的支撑部结合成整体，上述天线包括一电容器板，从此发射电场;一给出电感的线圈，一给出电容的电容器，该电容器的电容和该电感形成一其振电路和限制从该电容器板发射电场的装置。
11.根据权利要求10的天线，其中该限制装置包括一与线圈並联连接的支路，该支路包括二个串联连接和方向相反的齐纳二极管。
12.根据权利要求10的天线，其中该限制装置包括一个与电容器并联连接的支路，该支路包括两个串联且方向相反的齐纳二极管。
13.根据权利要求10的天线，其中该限制装置包括一与线圈並联连接的支路，该支路包括一可变电阻。
14.根据权利要求10的天线，其中该限制装置包括一与电容器并联连接的支路，该支路包括一可变电阻。
15.根据权利要求10的天线，其中该限制装置包括一与线圈并联连接的支路，该支路包括一可控制雪崩二极管。
16.根据权利要求10的天线，其中该限制装置包括一与电容器并联连接的支路，该支路包括一可控制雪崩二极管。
全文摘要
与发射机型装置使用的天线，该天线包括一个电感和一电容器形成的共振电路。为避免受热和具有足够宽的通带或工作范围，与电感并联连接的一支路包括两个方向相反连接的齐纳二极管。在支路中可使用任何非线性的阻尼布置而具有相等的效应。
文档编号H01Q1/32GK1042114SQ8910809
公开日1990年5月16日 申请日期1989年10月21日 优先权日1988年10月24日
发明者大卫·迈阿特 申请人:密施兰·西-密施兰企业总公司