CN106341142A - 射频发射设备 - Google Patents

Abstract

本发明的目标是射频发射设备(D′)，包括：发射单元(10)，用于发射以脉冲形式的电压信号(S)；射频天线(A)；滤波装置(30′)；以及电压源(Vcc)；本发明提出滤波装置(30′)包括：被串联地电连接的数量“n”个线圈(B1，B2...Bn)，其中(n‑1)个线圈每一个都具有自然谐振频率，使得f_RLi＝i×f_F；每个线圈具有电感(Li)使得在预定基频处：L_TOT＝L₁+L₂+..L_i+..L_n＝Z_TOT＝Z₁+Z₂+..Z_i+...Z_n并且L_l＝Z_i，其中f_RLi是第i个线圈的自然谐振频率，i是从2至n变化的数，L_TOT是n个线圈的总电感，L_i是第i个线圈的电感，Z_TOT是n个线圈的总阻抗，Z_i是第i个线圈的阻抗，n是大于零的整数。

Description

射频发射设备

技术领域

本发明涉及射频发射设备。

背景技术

本发明涉及射频发射设备。术语“射频发射设备”的意思是用于访问(access)机动车辆的任何“不需用手的”访问徽章(badge)，其通过无线电波与所述车辆中的车载电子单元通信，以便打开车门的锁而没有对用户手动地操纵所述车辆的门的任何需要；所述徽章可以采用要么卡片要么移动电话的形式。

术语“射频发射设备”还意思是机动车辆的胎压传感器，其要么附着于所述车辆的车轮的轮缘、要么被置于车辆的轮胎的胎面中。所述胎压传感器通过无线电波与车辆中的中央车载电子单元通信，以便向所述单元发送由轮胎中的所述传感器进行的压力(和温度)测量，从而向用户警告轮胎的任何充气不足。

所述射频发射设备以预定标称发射频率发射无线电波，所述预定标称发射频率在本文中被称为基频f_F。

图1中示出了此类型的射频发射设备D，并且其采用电子电路的形式，所述电子电路除其它组件之外包括：

·电压供应源Vcc，其可以例如是电池，或从车辆电池引出的电压，

·用于发射电压信号S的发射单元10，包括振荡器和功率放大器，

·射频天线A，

·匹配装置M1，用于将天线A的发射频率匹配成预定基频f_F的值，

·滤波装置30，一般包括至少一个带通滤波器。

所述发射频率匹配装置一般包括：

·匹配线圈L，被与以下内容串联地电连接：

-第一匹配单元20，用于将发射单元10的功率放大器的频率匹配成由电压源Vcc供应的基频f_F，并且第一匹配单元20一方面被连接到所述发射单元10、并且另一方面被连接到滤波装置30。所述第一匹配单元20一般至少包括(见图2)被连接到供应源Vcc并被接地的第一匹配电容器C1、被连接到供应源Vcc和接合点J的线圈Lx、被连接到接合点J并被接地的第二匹配电容器C2、以及被连接到接合点J并被连接到滤波装置30的输入的第三电容器C3，

-以及第二匹配单元40，用于匹配天线A的发射频率，第二匹配单元40被连接到滤波装置30的输出，第二匹配单元40包括一个或多个匹配电容器(未示出)，并且第二匹配单元40被电连接到射频天线A。

本领域技术人员熟知所述射频发射设备D，并且在此将不对其进一步详述。

发射单元10由电压供应源Vcc供应电压，并生成脉冲电压信号S(图1)，由于发射频率匹配装置M1，脉冲电压信号S的预定基频f_F基本上等于射频发射设备D的天线A的标称发射频率。

该脉冲电压信号S的生成伴随着谐波寄生电流(即其频率为预定基频f_F的倍数(即等于预定基频f_F的2、3、4、和5倍的频率)的周期寄生电压信号)的并行生成。

所述寄生电压信号通过射频发射设备D的电子电路传播，并使电子电路谐振。更确切地说，于是除了在基频f_F处的无线电波，射频发射设备D还发射在其它不期望的寄生频率处的无线电波、换言之寄生无线电波。寄生频率处的所述无线电波通过电子电路传播，所述电路一般由印刷电路构成，所述波通过印刷电路的铜轨迹传播，使印刷电路以寄生频率谐振。

这些寄生无线电波可以干扰机动车辆中的其它车载电子装备，并可以影响其操作。

机动车辆中的车载射频发射设备D的可接受频率由每个国家中的当前有效的国家规范限定。

如果所述射频发射设备D以未合法地授权的频率发射无线电波，则机动车辆可能不再是官方认可的。

因此有必要防止由射频发射设备D发射这些寄生无线电波。

为了该目的，根据现有技术，滤波装置30包括带通滤波器，一般是以包括被串联连接(未示出)和/或被接地的线圈和电容的电子电路的形式。匹配该带通滤波器，以便对寄生频率处的电压信号滤波并仅允许预定基频f_F处的电压信号S传递到射频天线A。

以这种方式提供的滤波必须在被连接到天线A之前被阻抗匹配。借助于第二连接的频率匹配单元40基于基频调整该阻抗。

然而，由于该带通滤波器被连接到电子电路的接地，因此寄生频率处的电压信号可能在射频发射设备D的接地平面中传播，其进而于是开始以所述寄生频率辐射。

此外，所述低通滤波器需要大量电子组件，这是昂贵的。

发明内容

本发明提出免于现有技术的缺点的射频发射设备，即不发射寄生无线电波的设备。此外，根据本发明的射频发射设备是不昂贵的。

因此，本发明提出射频发射设备，包括：

·发射单元，用于以预定基频发射脉冲电压信号，生成在为预定基频的倍数的频率处的寄生电压信号，

·射频天线，

·匹配装置，用于将射频天线的发射频率匹配成预定基频，

·滤波装置，用于对寄生电压信号滤波，

·电压源，被连接到匹配装置并向发射单元供应电压，

根据本发明的所述设备的特征在于：

·滤波装置一方面被电连接到发射单元，另一方面被电连接到匹配装置，

并且

在于所述滤波装置包括：

·数量“n”个线圈，被与彼此串联地电连接，其中(n-1)个线圈具有自然谐振频率，使得：

f_RLi＝i×f_F

其中

f_RLi是第i个线圈的自然谐振频率，

i是从2至n变化的数，

f_F是预定基频

·每个具有电感，使得在预定基频处，

L_TOT＝L₁+L₂+..L_i+..L_n＝Z_TOT＝Z₁+Z₂+..Z_i+…Z_n

并且 L_i＝Z_i

其中

L_TOT是“n”个线圈的总电感，

L_i是第i个线圈的电感，

Z_TOT是“n”个线圈的总阻抗，

Z_i是第i个线圈的阻抗，

n是大于零的整数。

在本发明的优选实施例中，滤波装置包括三个线圈。

优选地，预定基频处于从310MHz到434MHz的范围内。

本发明平等地可应用于：

·包括根据上面所列特性中的任何的射频发射设备的用于访问机动车辆的任何车轮单元或任何“不需用手的”访问徽章。

最后，本发明涉及包括根据上面所列特性中的任何的射频发射设备的任何车辆。

附图说明

根据阅读以下描述并且根据考察附图，本发明的其它特性和优点将变得明显，其中：

-上面已解释的图1，示意性地示出了根据现有技术的射频发射设备D，

-上面已解释的图2，示意性地示出了第一匹配单元20，

-图3示意性地示出了根据本发明的射频发射设备D′，

-图4示意性地示出了根据本发明的滤波装置30′，

-图5以图表的形式示出了根据本发明的在对应于线圈电感的谐振频率处的射频发射的强度的衰减，

-图6以图表的形式示出了根据本发明的根据所述线圈的电感值的线圈的谐振频率。

具体实施方式

本发明提出了射频发射设备D′，在图3中所示。

射频发射设备D′包括：

·电压供应源Vcc，其可以例如是电池、或从车辆电池引出的电压，

·用于发射电压信号S的发射单元10，包括振荡器和功率放大器，

·匹配装置M1′，用于将天线A的发射频率匹配成电压源Vcc供应的基频f_F，

·被连接到匹配装置M1′的射频天线A。

如上面解释的那样，发射单元10由电压供应源Vcc供应电压，并生成以连续脉冲形式的电压信号S(见图3)、即脉冲电压信号S，伴随着被称为“谐波”寄生电流(即其频率为预定基频f_F的倍数(即等于预定基频f_F的2、3、4、和5倍的频率)的周期寄生电压信号)的并行生成。

为了克服该缺点，根据本发明的射频发射设备D′还包括滤波装置30′，其一方面被电连接到发射单元10，并且另一方面被电连接到发射频率匹配装置M1′。

根据本发明，匹配装置M1′包括：

·第一匹配单元20，用于将发射单元10的功率放大器的频率匹配成电压源Vcc供应的基频f_F，并且第一匹配单元20一方面被连接到所述滤波装置30′，且另一方面被连接到第二匹配单元40。如现有技术中那样，所述第一匹配单元20一般至少包括(见图2)被连接到供应源Vcc并被接地的第一匹配电容器C1、被连接到供应源Vcc和接合点J的线圈Lx、被连接到接合点J并被接地的第二匹配电容器C2、以及被连接到接合点J并被连接到第二匹配单元40的输入的第三电容器C3，

·第二匹配单元40，用于匹配天线A的发射频率，其被连接到第一匹配单元20的输出，第二匹配单元40包括一个或多个匹配电容器(未示出)，并且第二匹配单元40被电连接到射频天线A。

根据本发明的滤波装置30′包括被与彼此串联地电连接的“n”个线圈B₁，B₂，...B_i，...B_n(见图4)。

适当地，根据本发明，例如B₂，B₃，...B_i，...B_n的“(n-1)”个线圈每个都具有电感L_i，其具有对应于预定基频f_F的谐波的自然谐振频率f_RLi。

更特别地：

f_RLi＝i×f_F

其中

f_RLi是第i个电感的自然谐振频率，

i是从2至n变化的数，

f_F是预定基频。

换言之，“(n-1)”个线圈中的每一个以等于预定基频f_F的谐波的频率、即以寄生频率之一谐振。这具有衰减所述谐波的强度的效果。

有利地，n个线圈中的每一个具有阻抗值Zi，使得在预定基频f_F处测量的滤波装置30′的阻抗值(Zi)的总和Z_TOT等于电感的值的总和L_TOT：

Z_TOT＝Z₁+Z₂+...Z_i+…Z_n＝L_TOT＝L₁+L₂+…L_i+…L_n

其中

Z_TOT是在预定基频f_F处测量的“n”个线圈的总阻抗，

Z_i是“第i个”线圈B_i的阻抗，

L_TOT是“n”个线圈的总电感，

L_i是“第i个”线圈B_i的电感。

于是“n-1”个线圈B₂，B₃，B₄...B_n用于对寄生频率滤波而不修改由滤波装置M1′的“n”个线圈形成的网络的总阻抗值Z_TOT，其保持等于在预定基频f_F处测量的阻抗Z_TOT。

这是因为，对每个线圈B_i来说，当在对所述线圈来说是自然的谐振频率f_RLi处被测量时，所述线圈的阻抗Z_i趋于无限大；即在线圈B_i的谐振频率f_RLi处测量的Z_i＝∞。

然而，在作为滤波装置30′的工作频率的预定基频f_F处，每个线圈B_i的阻抗Z_i等于其电感L_i，并且因此：

Z_i＝L_i

对于其部分，例如第一线圈B₁的其余的线圈不具有其谐振频率等于预定基频f_F的倍数的电感L₁。

其余的线圈、即第一线圈B₁具有阻抗Z₁，使得其满足等式

Z₁＝Z_TOT-Z₂-..Z_i-…Z_n

其中

Z_TOT是在预定基频f_F处测量的“n”个线圈的总阻抗，

Z_i是“第i个”线圈的阻抗，

以及电感L₁使得，在预定基频f_F处存在等于阻抗Z₁的电感L₁：

L₁＝Z₁

因此借助于滤波装置30′的(n-1)个线圈B₁...B_n对寄生频率滤波，并且不再如现有技术中的情况那样在发射设备D′中传播寄生频率。

因此采用根据本发明的射频发射设备D′，射频天线A以预定基频f_F发射而不是以寄生频率发射无线电波。

此外，电子电路不再如现有技术中的情况那样以寄生频率经由其组成的印刷电路的接地平面或铜轨迹发射无线电波。

图5示出了作为线圈的电感L₂、L₃和L₄的函数的线圈B₂、B₃、B₄的频率幅值减少。

在所述线圈B₂、B₃、B₄的谐振频率f_RL2、f_RL3、f_RL4处获得最大的频率幅值减少。

根据本发明，以线圈的自然谐振频率f_RL2、f_RL3、f_RL4基本上等于发射单元10发射的寄生频率的这样的方式来选择线圈的电感L₂、L₃、L₄。

图6示出了作为线圈的电感L的函数的线圈的谐振频率f_R的曲线。

例如，在n＝3的情况下，对于第二线圈B₂，以所述第二线圈B₂的谐振频率等于预定基频f_F的两倍的这样的方式来选择电感L₂，并且因此：

f_RL2＝2×f_F

类似地，对于第三线圈B₃，以第三线圈B₃的谐振频率等于预定基频f_F的三倍的这样的方式来选择电感L₃，即：

f_RL3＝3×f_F

对于给定的电感L_i，当在预定基频f_F处测量阻抗Z_i时，如下确定阻抗Z_i：Z_i＝L_i。

因此，在预定基频f_F处Z₂＝L₂，并且

在预定基频f_F处Z₃＝L₃。

于是，预定基频f_F对应于滤波装置M1′的总阻抗Z_TOT、即三线圈网络的总阻抗，其中在所述预定基频f_F处Z_TOT＝L_TOT。

然后以Z₁＝Z_TOT-Z₂-Z₃的这样的方式来选择第一线圈B₁的阻抗Z₁。

于是第一线圈B₁的电感L₁是阻抗Z₁的函数，其中在预定基频f_F处L₁＝Z₁。

因此，采用根据本发明的滤波装置30′，“n”个线圈的网络可用于通过仔细地将所述线圈的特性(阻抗、电感)选择为预定基频的函数来对发射单元10发射的寄生频率滤波。

根据本发明的发射设备D′不再以寄生频率谐振，并且天线A仅以期望的发射频率发射无线电波。

Claims (6)

1.一种射频发射设备(D′)，包括：

·发射单元(10)，用于以预定基频(f_F)发射脉冲电压信号(S)，生成在为预定基频(f_F)的倍数的频率处的寄生电压信号，

·射频天线(A)，

·匹配装置(M1′)，用于将射频天线(A)的发射频率匹配成预定基频(f_F)的值，

·滤波装置(30′)，用于对寄生电压信号滤波，

·电压源(Vcc)，被连接到匹配装置(M1′)，并向发射单元(10)供应电压，

所述设备(D′)的特征在于：

·滤波装置(30′)一方面被电连接到发射单元(10)，且另一方面被电连接到匹配装置(M1′)，并且

在于所述滤波装置(30′)包括：

·数量“n”个线圈(B₁，B₂，B_i...B_n)，被与彼此串联地电连接，其中(n-1)个线圈(B₂，B₃，B₄，...B_n)具有自然谐振频率(f_RLi)，使得：

f_RLi＝i×f_F

其中

f_RLi是第i个线圈(B_i)的自然谐振频率，

i是从2至n变化的数，

f_F是预定基频；

·每个具有电感(L_i)，使得在预定基频(f_F)处：

L_TOT＝L₁+L₂+..L_i+..L_n＝Z_TOT＝Z₁+Z₂+..Z_i+…Z_n

并且L_i＝Z_i

其中

L_TOT是“n”个线圈的总电感，

L_i是第i个线圈(B_i)的电感，

Z_TOT是“n”个线圈的总阻抗，

Z_i是第i个线圈(B_i)的阻抗，

n是大于零的整数。

2.如在前一权利要求中主张的射频发射设备(D′)，其特征在于滤波装置(30′)包括三个线圈(B₁，B₂，B₃)。

3.如在前述权利要求中的任何一个中主张的射频发射设备(D′)，其特征在于预定基频(f_F)处于从310MHz到434MHz的范围内。

4.一种车轮单元，其特征在于其包括如在前述权利要求中的任何一个中主张的射频发射设备(D′)。

5.一种用于访问机动车辆的不需用手的访问徽章，其特征在于其包括如在权利要求1-3中的任何一个中主张的射频发射设备(D′)。

6.一种机动车辆，其特征在于其包括如在权利要求1-3中的任何一个中主张的射频发射设备(D′)。