CN205646166U - 一种模拟车身模块上的线圈 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种模拟车身模块上的线圈，它主要分两个部分：第一部分是模拟距离感应线圈的内部构造，由X轴向，Y轴向，Z轴向的三对线圈构成，三对线圈两两相互垂直，单个轴向上的一对线圈彼此之间间距为线圈半径，每个轴向上均固定一个输入接口；第二个部分是模拟车身模块上的线圈的调校，将线圈放置于屏蔽箱内，采用同轴线缆将任意一个轴向的线圈的输入接口和任意波形发生器的输出接口相连，再将磁场分析仪置于线圈的中心位置上。基于上述技术方案，本实用新型的优点为模拟车载模块对自身电磁感应强度进行测量，通过线圈的调校来满足车钥匙生产厂商对车钥匙功能检测的天线灵敏度和线性度的需求，提高了产品检验的合格率和准确度。

Description

一种模拟车身模块上的线圈

技术领域

本实用新型涉及一种低频天线，特别是用于汽车车钥匙上产生标准磁场以及校准空间辐射磁场强度的模拟车身模块上的线圈。

背景技术

随着汽车电子技术的发展，被动式无钥匙门禁系统(PKE)成为新型汽车的普遍选择。由于PKE系统中的车钥匙和车身模块之间的空间距离感应是通过对三维立体空间电磁场强度的量测来实现的，且车身模块也需要对车钥匙实时的发送唤醒信号，触发数据的交互；而这些均需要电磁场作为传输媒介来实现。而模拟车身模块上的线圈就是用于模拟车身模块上的三轴天线，来与车钥匙进行数据交互以及校准自身天线灵敏度和线性度。

目前市场上研究的模拟车身模块上的线圈主要适用于各研究所、高等院校及企业做物质磁性或检测实验，缺乏在汽车电子行业针对PKE的测试应用，且针对PKE测试缺乏对天线电磁感应场的校准应用，而这些对于有PKE测试需求的车钥匙生产厂商来说，经过校准后的天线来检测产品的合格率性显得尤为重要。

本实用新型模拟车身模块上的线圈，模拟车载模块对自身的电磁感应强度进行测量，通过调校输入电压幅度与感应得到的磁场强度之间的关系来满足车钥匙生产厂商对车钥匙功能检测的天线灵敏度和线性度的需求。为了避免测试过程中其他信号造成的干扰，上述过程在屏蔽箱中进行。经过调校后的模拟车身模块上的线圈，提高了车钥匙生产厂商的产品检验的合格率和准确度。

实用新型内容

本实用新型的目的是：针对生产厂商对车钥匙功能检测之天线灵敏度和线性度的需求，设计符合要求的模拟车身模块上的线圈，并提出对模拟车身模块上的线圈的灵敏度和线性度进行调校的方案。

本实用新型的目的是通过如下技术方案实现的：

其由X轴向的两个平行的线圈以及输入接口、Y轴向的两个平行的线圈以及输入接口、Z轴向的两个平行的线圈以及输入接口、加之固定底座组成。X轴，Y轴，Z轴两两相互垂直，任意两轴之间的不正交度不超过±5°，为了最大限度的增加磁场区域的均匀度，每个轴向的两个线圈之间的间距为线圈的半径。根据机构组装设计的便宜性考虑，由内圈至外圈，最内圈为X轴向，其余依次为Y轴向，Z轴向。在模拟车身模块上的线圈的调校上，首先通过同轴线缆连接X轴向上的线圈输入接口和任意波形发生器，再将磁场分析仪置于三个轴向线圈的中心位置上。

较佳的，本实用新型所述的模拟车身模块上的线圈应不仅限于线圈的圆形形状，还可以包括方形的线圈。

较佳的，本实用新型的应用范围不仅限于车钥匙成品，还可以测试包括车钥匙半成品模块以及具有相应功能的PCB板。

模拟车身模块上的线圈的设计由两个部分构成：

第一个部分是模拟车身模块上的线圈的内部构造，由三个两两相互垂直轴向的三对线圈组成；线圈由特定规格的线缆在骨架上绕制而成，在每个轴向的线圈上，各有一个输入接口，输入接口为两芯的同轴接口，三个输入接口彼此靠近。

第二个部分是模拟车身模块上的线圈的调校，将模拟车身模块上的线圈放置于屏蔽箱内，采用同轴线缆将三个轴向中任意一个轴向的线圈的输入接口和任意波形发生器的输出接口相连，再将磁场分析仪置于三轴向线圈的中心位置上。任意波形发生器输出信号，记录磁场分析仪量测得到的数据。

模拟车身模块上的线圈的调校过程使用的屏蔽箱的屏蔽箱隔离度90dB，保证了整个电磁产生和感应的过程隔离掉外界杂讯的干扰。

通过测试得到的数据，来判断模拟车身模块上的线圈是否符合生产厂商对车钥匙功能检测的灵敏度和线性度的需求。

本实用新型主要目标：基于上述技术方案，针对生产厂商对车钥匙功能检测之天线灵敏度和线性度的需求，设计符合要求的模拟车身模块上的线圈，并对模拟车身模块上的线圈的灵敏度和线性度进行调校，提高车钥匙生产厂商的产品检验的合格率和准确度。

附图说明

图1为模拟车身模块上的线圈的内部构造图。

图2为模拟车身模块上的线圈的调校示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述。

第一部分是模拟车身模块上的线圈的内部构造，由三个两两相互垂直轴向的三对线圈组成。如图1所示：X轴向的一对线圈1半径为Rx，彼此之间间距为Rx，线圈绕线的线径为D，绕制匝数为Nx；Y轴向的一对线圈2半径为Ry，彼此之间间距为Ry，线圈绕线的线径为D，绕制匝数为Ny；Z轴向的一对线圈3半径为Rz，彼此之间间距为Rz，线圈绕线的线径为D，绕制匝数为Nz；三对线圈两两相互垂直，并定位在固定底座5上，每个轴向上均固定一个输入接口4。

其中，R_i(i＝x，y，z)，N_i(i＝x，y，z)，D的取值由如下计算公式决定：

根据客户需求的灵敏度为JnT，任意波形发生器的输出电压精度为t mV，频率为f0。则任意波形发生器输出电压幅度为1Vpp的正弦波，其产生的磁场强度应为：

Bt＝1000*t*J(nT)---------------------(1)

πR＞＞πD时，在一定的频率f0下，绕线线圈的线阻相对于感抗可以忽略不计，所以线圈的阻抗近似等于感抗，且线圈绕线的电感模型更适用于直线导体的电感模型。

根据直线导体电感的等效模型，可知：

$L=\mathrm{\ζ}(In\frac{4\mathrm{\ζ}}{D}-1)*200*$

${10}^{-9}\left(H\right)---\left(2\right)$

其中ζ为线圈绕线长度，单位为米，L为电感值，单位为H，D为绕线线径，单位为米。则：

ζ＝2π*R*N---------------(3)

根据电感感抗的公式和公式(2)，则有线圈感抗的幅值|Zx|为：

$\begin{array}{c}\left|Zx\right|=2\mathrm{\π}f0*(N*2\mathrm{\π}R(In\frac{4*N*2\mathrm{\π}R}{D}-1\left)\right)*200*\\ {10}^{-9}\end{array}---\left(4\right)$

从而得知在电压幅值为1Vpp，频率为f0的正弦波激励下，线圈中的有效电流的幅值I为：

$I=\frac{0.707*1}{2\mathrm{\π}*f0(N*2\mathrm{\π}R(In\frac{4*N*2\mathrm{\π}*R}{D}1))*200*{10}^{-9}}---\left(5\right)$

根据环形线圈电磁场公式可知，由N圈回路线圈绕线成半径为R的线圈对，则在其轴线上，且在两线圈的中心处的磁场强度B为：

$\begin{array}{c}B=\frac{N*\mathrm{\μ}0*I}{2R}*\frac{16}{5^{\frac{3}{2}}}\≈\\ 0.716*\frac{N*\mathrm{\μ}0*I}{R}\end{array}---\left(6\right)$

μ0为真空磁导率，其值为μ0＝4π×10^-7N/A²。

I为线圈中通过的电流。

如公式(1)所示，根据客户需求，在特定频率f0，令B＝Bt，然后根据测试场合选择大小合适的线圈尺寸R，再根据符合承载电流的限值确定绕线线径D，计算得出圈数N，完成符合要求的功能设计。

第二部分是模拟车身模块上的线圈的调校，将模拟车身模块上的线圈放置于屏蔽箱8内，采用同轴线缆将三个轴向中任意一个轴向如X轴向的线圈1的输入接口4和任意波形发生器7的输出接口相连，再将磁场分析仪6置于模拟车身模块上的线圈的中心位置上。任意波形发生器输出信号，记录磁场分析仪量测得到的数据；主要数据是在任意波形发生器输出特定电压幅度下，磁场分析仪量测得到的磁场强度值。

Claims (2)

1.一种模拟车身模块上的线圈，其特征在于：其由X轴向的两个平行的线圈以及输入接口、Y轴向的两个平行的线圈以及输入接口、Z轴向的两个平行的线圈以及输入接口、加之固定底座组成，X轴，Y轴，Z轴两两相互垂直，任意两轴之间的不正交度不超过±5°，为了最大限度的增加磁场区域的均匀度，每个轴向的两个线圈之间的间距为线圈的半径，根据机构组装设计的便宜性考虑，由内圈至外圈，最内圈为X轴向，其余依次为Y轴向，Z轴向，在模拟车身模块上的线圈的调校上，首先通过同轴线缆连接X轴向上的线圈输入接口和任意波形发生器，再将磁场分析仪置于三个轴向线圈的中心位置上。

2.根据权利要求1所述的一种模拟车身模块上的线圈，其特征在于：所述的模拟车身模块上的线圈不仅限于线圈的圆形形状，还可以包括方形的线圈。