CN105934776A - 用于包括抑制磁耦合装置的汽车的远程控制设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的上锁/解锁和起动的远程控制设备(TEL)，包括‑电子电路(ELEC)，其包括至少一条路径，该路径包括输入引脚(BE)和输出引脚(BS)，‑第一射频天线(ANT1)，其包括布置在所述电子电路(ELEC)的平面中的第一回路，‑第二射频天线(ANT2)，其包括布置在所述电子电路(ELEC)的平面中的第二回路，所述第二天线(ANT2)包括：‑输入连接器(CE)，连接至所述输入引脚(BE)，‑输出连接器(CS)，连接至所述输出引脚(BS)，‑调谐电容(C)，连接至所述电子电路(CIRC)，用于将第二天线(ANT2)调谐在调谐频率上，其特征在于，所述远程控制设备包括：‑感应输入部件(COMP_E)，位于所述输入连接器(CE)和所述输入引脚(BE)之间，和/或‑感应输出部件(COMP_P)，位于所述输出连接器(CS)和所述输出引脚(BS)之间。

Description

用于包括抑制磁耦合装置的汽车的远程控制设备

技术领域

本发明的技术领域大体上是，结合射频天线的电子装置，并且更特别地是用于通过无线电打开/关闭车门以及起动车辆的远程控制设备(telecontrol)。

本发明涉及一种远程控制设备，其包括至少两个射频天线，远程控制设备的几何形状确保这些天线具有高水平的集成度，并且从而具有在其间的强交互。

背景技术

对于汽车市场上的用于车辆的车门的手动或自动上锁或解锁、以及起动其发动机而无需使用传统钥匙的起动系统和“免持”途径的实现，涉及两个单独的无线通信系统的在小体积中(电子钥匙头部的体积)的共存，其中每个单独的无线通信系统具有其自己的发送/接收天线。

为了保持该钥匙的合适的设计和工效，分配给电子部分的表面和体积需要存在于电子电路上的射频天线非常靠近，或甚至重叠。

用于打开/关闭车门和起动发动机的远程控制设备是已知的，其正视图在图1中示出，并且后视图在图2中示出，其包括：

‐印刷电路板10，包括电子部件11的组件的，一半被接地平面12填充，并且支撑供电单元13，

‐导电迹线14，沿着电路板10布置，并且与接地平面12一起形成用于射频天线的最优表面，该射频天线称为第一天线ANT1，用于300和1000MHz之间的频率，特别地处于315MHz、434MHz和868MHz频带的频率。

‐磁天线，称为第二天线ANT2，由三个正交的线圈组成，其一个环路15定位在印刷电路板10的平面中，用作用于收发器和“免持”系统的通信天线，并且在125kHz的低频下操作。

应当注意到，在不同频率范围下操作的两个天线回路从而包括在相同的平面中。

远程控制设备的每个部分的性能通过调谐每个天线而被优化，从而用来使得最大电流在第一天线ANT1中流动，或用来在第二天线ANT2的端子处形成最大电压。在第二天线ANT2的端子处的电压特别地通过电容C而被最大化，该电容C的值被计算为根据以下方程与第二天线ANT2的感应部分L一起实现在125kHz的调谐：

$f_{Tuning}=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{LC}}$

远程控制设备的等价电路图在图3中示出。

在其他频率，特别是在300到1000MHz的频带中，前述计算的调谐电容C表现出非常低值的阻抗(等价于短路)，而第二天线ANT2，即磁回路，等价于复数阻抗，具有虚数正或负部X：Z＝R+jX

与在125kHz与调谐电容C相关联的该项Z的物理存在(高频处的短路)和连接多个部件的电路的迹线，形成第二电路，该第二电路可被调谐至频带300到1000MHz的频率，从而形成根据印刷电路板的布线和虚数部分X的值的调谐频率的不期望的寄生回路。

根据物理和电磁规律，两个回路在相同平面中的存在，即第一天线(在300到1000MHz下操作)和第一天线的回路(在125kHz下操作)在这两个元件之间生成感应耦合。接着，在第一天线在发送模式下的使用情况下，在对应于第一天线的主回路中流动的电流生成磁场。通过感应耦合，该场在与主回路的场相对的第二回路(第二天线)中形成感应磁场。

该反作用导致传递至第一天线的能量的不期望的吸收，以及从而由该天线辐射的电场的降低。类似地，通过对偶性远离，使用该天线的接收器的敏感性能将降级。因此，将观察到射频远程控制设备的操作距离的减少。应当注意到，该情况是不可预测的，因为其取决于在频带中第二天线的阻抗的电抗的值，而其未被指定。

存在用于对抗该效应的多个解决方案，但是这些方案都具有缺点：

‐第一方案包括在减小引导至第二天线的迹线的感应部分的观点下修改印刷电路板的布线。然而，由于电路部件尺寸布置的需要，寄生电路的共振在高频时仍然存在。

‐第二方案包括将第二天线分类，用于仅选择虚数部分的值为正的部件。然而，该方案对于批量生产是昂贵的。

‐第二方案包括提高供给至第一天线的功率用于返回至所需的水平。然而必须观察到由电子部件而影响的功率限制。此外，锂电池单元的供电系统不能够提供所需的能量。最后，存在向第一天线供电的部件的寄生耦合和饱和的风险，导致系统的故障或甚至部件的损毁。

发明内容

本发明的目的从而在意提供用于上锁/解锁和起动机动车辆、而不存在任意磁耦合问题的远程控制设备。

为此，本发明提供了一种用于上锁/解锁和起动机动车辆的远程控制设备，包括：

-电子电路，包括至少一条路径，该路径包括输入引脚和输出引脚，

-第一射频天线，包括布置在电子电路的平面中的第一回路，

-第二射频天线，包括布置在电子电路的平面中的第二回路，所述第二天线包括：

输入连接器，连接至所述输入引脚，

输出连接器，连接至所述输出引脚，

-调谐电容，连接至所述电子电路，用于将第二天线调谐在调谐频率上，包括：

-感应输入部件，位于所述输入连接器和所述输入引脚之间，和/或

-感应输出部件，位于所述输出连接器和所述输出引脚之间。

由于本发明，在高频下可见的射频天线的阻抗的虚数部分总是正的。因此，由于第二回路永远不是电容性的，其不能与主回路一起调谐。由于第二回路从主回路隔离，避免了磁耦合的发生。

除了在前述段落中已经提及的特征之外，根据本发明的远程控制设备可呈现下列附加特征的一个或多个，这些特征可单独考虑或根据所有技术上可能的组合：

-输入部件的感应值和/或输出部件的感应值小于第二天线的感应值的百分之一。因此，输入部件和/或输出部件对回路的电感影响很小。

-输入部件被定位为最小化输入连接器和输入引脚之间的距离，和/或输出部件被定位为最小化输出连接器和输出引脚之间的距离。

-输入部件直接连接到输入连接器，和/或输出部件直接连接到输出连接器。

-输入部件和/或输出部件集成到第二天线的壳体中。

-第二回路的反作用阻抗值为正。

-电子电路包括至少两个路径，并且所考虑的路径在第一回路和第二回路之间呈现感应耦合的最大风险。

-输入部件和/或输出部件是纯电感。

本发明和其多个应用将通过阅读下面的描述并且参考附图而被更好的理解。

附图说明

给出的附图仅作为引导，而绝不限制本发明。附图示出：

在图1中，如已经描述的，示出了根据现有技术的汽车远程控制设备的正视图的示意图，

在图2中，如已经描述的，示出了图1的远程控制设备的后视图的示意图，

在图3中，如已经描述的，示出了根据现有技术的用于汽车的远程控制设备的等价电路图，

在图4中，示出了根据本发明的一个实施例的用于汽车的远程控制设备的等价电路图，

在图5中，如已经描述的，示出了根据本发明的一个实施例的用于汽车的远程控制设备的实施例的示例，

在图6中，图表示出了根据现有技术的远程控制设备的两个天线之间的磁耦合在这些天线的一个的共振处的效果，

在图7中，图表示出了有问题的天线的功率，以及在该两个天线之间的磁耦合的抑制。

具体实施方式

除非另外指定，在不同的附图中的相同元件具有单个附图标记。

图4和5示出了根据本发明的一个非限制性实施例的用于汽车的远程控制设备TEL的等价电路图。

该远程控制设备TEL包括：

-电子电路ELEC，包括至少一条路径，该路径包括输入引脚BE和输出引脚BS，

-第一射频天线ANT1，包括布置在电子电路的平面中的第一回路，其在高频下操作，特别是在300和1000MHz下操作，

-第二射频天线ANT2，包括布置在电子电路的平面中的第二回路，其在低频下操作，特别是在125kHz下操作，所述第二天线ANT2包括：

输入连接器CE，连接至所述输入引脚BE，

输出连接器CS，连接至所述输出引脚BS，

-调谐电容C，连接至所述电子电路ELEC，用于将第二天线ANT2调谐在调谐频率上，如上文所解释的。

如上文所述，在高频下，前述计算的调谐电容C表现出非常低值的阻抗(等价于短路)，而第二天线ANT2，即磁回路，等价于复数阻抗Z，具有虚数正或负部X：Z＝R+jX

在描述的实施例中，感应部件在第二天线ANT2的每个连接器上被引入，所述第二天线ANT2是在125kHz下操作的磁回路。更精确地，感应输入部件COMP_E位于所述输入连接器CE和所述输入引脚BE之间，并且，感应输出部件COMP_P位于所述输出连接器CS和所述输出引脚BS之间。这具有这样的效果，使得在高频下(300到1000MHz之间)可见的第二天线ANT2的阻抗Z的虚数正部X总是为正。

输入部件COMP_E和输出部件COMP_S是纯电感，但是在其他实施例中，它们可以例如是停止阻抗或电感。这些部件的值被计算为使得，在低频下(例如在125kHz下)，它们到第二天线ANT2的连接器CE、CS的每一个中的引入不会导致所述第二天线ANT2的初始调谐的任意显著的变化。理想地，该值小于第二天线ANT2的感应值的百分之一。然而，该值必须足够用于抵制在300到1000MHz频带的开始以下的寄生回路的共振频率。

此外，部件COMP_E、COMP_S被放置为最小化第二天线ANT2的连接器CE、CS和引至电子电路的调谐电容C和其余部分的导电迹线的起点之间的距离。最好的定位是直接位于从第二天线ANT2的焊接垫的离开处。在一个实施例中，部件COMP_E、COMP_S直接集成到第二天线ANT2的壳体中。

因此，在第二天线ANT2的工作频率下(125kHz)，两个感应部件COMP_E、COMP_S的增加的影响对于第二天线ANT的感应部分的值的影响并不限制。比例实际上小于0.01％。类似地，在图3中未示出的两个感应部件COMP_E、COMP_S的损耗电阻比第二天线ANT2的电阻值小得多。

此外，在高频下(300-1000MHz)，加在一起的两个感应部件COMP_E、COMP_S的每个的反作用阻抗值(具有正的虚数部)能够完全的消去阻抗Z的电抗的负部(等于在第一天线ANT1的频率处的X)，使得阻抗Z的值总是为正。

在高频下，在涉及的阻抗的启示下，因此存在第二天线ANT2的线圈和远程控制设备TEL的电子器件的其他部分的实质分离。

因此，防止了，在高频下，来源于该存在的由第一天线ANT1和第二天线ANT2之间的磁耦合感应的在第二天线ANT2的电路中电流，非常高阻抗值使得该电路实质上为0。因此，在天线ANT1、ANT2之间没有或几乎没有磁交互。

图6和7示出了在434MHz的频率下本发明的效果。在示出的示例中，两个感应部件COMP_E、COMP_S具有100nH的值。在图6中示出的情况下，该两个感应部件COMP_E、COMP_S是被短路的，其对应于现有技术中的远程控制设备，而在图7示出的情况下，该两个感应部件COMP_E、COMP_S是在使用中的。图表的比较表现出两个天线ANT1、ANT2在高频处的分离效果。注意到第一天线ANT1的自然共振，其质量因子不再由于磁耦合而被第二天线ANT2的吸收而妨碍。

此外，在一个实施例中，生产第二天线ANT2的方法被改变用于确保在频带300到1000MHz中，感应阻抗值Z永远不为负。此外，在另一实施例中，感应部件COMP_E、COMP_S在第二天线ANT2的连接器CE、CS和存在电感耦合的最大风险的路径的绕组的起点之间被引入到第二天线ANT2部件的本体中。

Claims (8)

1.一种用于上锁/解锁以及起动机动车辆的远程控制设备(TEL)包括：

-电子电路(ELEC)，其包括至少一条路径，所述路径包括输入引脚(BE)和输出引脚(BS)，

-第一射频天线(ANT1)，其包括布置在所述电子电路(ELEC)的平面中的第一回路，

-第二射频天线(ANT2)，其包括布置在所述电子电路(ELEC)的平面中的第二回路，所述第二天线(ANT2)包括：

输入连接器(CE)，其连接至所述输入引脚(BE)，

输出连接器(CS)，其连接至所述输出引脚(BS)，

-调谐电容(C)，其连接至所述电子电路(CIRC)，用于将第二天线(ANT2)调谐在调谐频率上，

其特征在于，所述远程控制设备包括：

-感应输入部件(COMP_E)，位于所述输入连接器(CE)和所述输入引脚(BE)之间，和/或

-感应输出部件(COMP_S)，位于所述输出连接器(CS)和所述输出引脚(BS)之间。

2.根据前述权利要求所述的远程控制设备(TEL)，其特征在于，所述输入部件(COMP_E)的感应值和/或所述输出部件(COMP_S)的感应值小于第二天线(ANT2)的感应值的百分之一。

3.根据前述权利要求之一所述的远程控制设备(TEL)，其特征在于，所述输入部件(COMP_E)被定位为最小化所述输入连接器(CE)和所述输入引脚(BE)之间的距离，和/或所述输出部件(COMP_S)被定位为最小化所述输出连接器(CS)和所述输出引脚(BS)之间的距离。

4.根据前述权利要求之一所述的远程控制设备(TEL)，其特征在于，所述输入部件(COMP_E)直接连接到所述输入连接器(CE)，和/或所述输出部件(COMP_S)直接连接到所述输出连接器(CS)。

5.根据前述权利要求之一所述的远程控制设备(TEL)，其特征在于，所述输入部件(COMP_E)和/或所述输出部件(COMP_S)集成到所述第二天线(ANT2)的壳体中。

6.根据前述权利要求之一所述的远程控制设备(TEL)，其特征在于，所述第二回路的反作用阻抗值为正。

7.根据前述权利要求之一所述的远程控制设备(TEL)，其特征在于，所述电子电路(ELEC)包括至少两个路径，并且所考虑的路径是在第一回路和第二回路之间呈现感应耦合的最大风险的路径。

8.根据前述权利要求之一所述的远程控制设备(TEL)，其特征在于，所述输入部件(COMP_E)和/或所述输出部件(COMP_S)是纯电感。