專利名稱：帶有整體式接線天線的表面聲波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有一個整體式接線天線的SAW裝置。
SAW裝置已被提出用于許多應(yīng)用場合，在這些應(yīng)用中，SAW裝置通過物理上遠(yuǎn)離SAW裝置而利用射頻鏈路聯(lián)接于SAW裝置的電路進(jìn)行查詢。舉例來說，這種設(shè)置方案在英國專利申請GB 2328086A(其中SAW裝置用于測量軸的扭轉(zhuǎn)偏斜)和英國專利申請GB 9917579.6(其中SAW裝置用于測量輪胎壓力)中進(jìn)行了描述。盡管利用適當(dāng)設(shè)計的包括SAW裝置的變換器可以測量眾多的物理參數(shù)，但是這些裝置的應(yīng)用此前一直受到對將SAW裝置連接于其相關(guān)的激勵和分析電路所需要的天線系統(tǒng)的要求的限制。
在需要SAW裝置在機(jī)動車輛輪胎內(nèi)部工作時，上述的這些問題就特別嚴(yán)重。在這類情況中使用SAW裝置的一個眾所周知的優(yōu)點(diǎn)是，與其它輪胎壓力檢測系統(tǒng)不同，SAW裝置不需要電池。然而，SAW裝置要需要天線來提供與外部電路的通信。此前提出的有單極天線和螺旋天線。然而，這兩種天線都具有的問題是它們只有與接地面成直角安放時才能處于最佳工作狀態(tài)。輪緣為質(zhì)量很大的金屬并且將起接地面的作用。這里的問題是為了便于將輪胎安裝于輪緣上，這些類型的天線需要做得很短或者需要進(jìn)行彎曲以便與輪緣保持平行。無論是哪一種情況，天線的性能和功效都會受到負(fù)面影響。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，SAW裝置和接線天線形成為一個整體式傳感器以便應(yīng)用于一個支承表面。
與傳統(tǒng)的單極天線和螺旋天線相比，使用接線天線提供了許多優(yōu)點(diǎn)。接線天線可以形成為一個比較薄的堅固結(jié)構(gòu)，它能易于應(yīng)用于適當(dāng)?shù)谋砻嫔?，例如?yīng)用于輪緣或輪胎表面上或者包括于漏氣保用輪胎系統(tǒng)中。除了克服了上述與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的許多物理安裝問題之外，接線天線的輻射模式還使得大多數(shù)輻射都沿垂直于接線平面的方向。這種特性可以利用來將天線的增益集中于查詢系統(tǒng)的相關(guān)天線的方向上。
接線天線已能從現(xiàn)有技術(shù)中獲知，但是這種天線通常通過可為來自板的反面的同軸饋線的傳輸線或者通過位于與接線相同的基片上的微波傳輸帶饋線來饋送。不管是哪一種方式，天線提供有鏈路的電路通常都與天線自身分離。然而，當(dāng)SAW傳感器比較小時，它可以直接集成于接線自身上。另外，天線的接地面通常比接線大很多并且饋線直接連接于接線與接地面之間。然而在這種應(yīng)用中，優(yōu)選地，電介質(zhì)材料在其最上表面上被切成與導(dǎo)電接線相同的尺寸并且在反面也放置著相同尺寸的導(dǎo)電表面，并且饋線被連接于兩者之間。由于接線的面積比較大，因此如果要將其對著金屬表面(例如輪緣)安裝，則在該底板與輪緣之間將會存在較大的電容耦合，即使并不存在直接的電連接。這一點(diǎn)非常有用，因為許多輪緣為防止腐蝕都進(jìn)行了涂漆，因而要在此處進(jìn)行連接就需要對輪緣進(jìn)行特別的操作和改動。
已經(jīng)對接線天線進(jìn)行了大量的研究工作，因此有許多不同的標(biāo)準(zhǔn)公式用來在已知理想工作頻率的情況下計算所需的物理參數(shù)。然而，由于這種應(yīng)用所需的接線天線與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)不同，因此這些公式已經(jīng)不再適用，盡管它們可用于給出所需尺寸的近似值?？赡茏钪匾某叽缡墙泳€的電長度，因為它設(shè)定了其優(yōu)選工作頻率。當(dāng)作為半波長諧振器和其整數(shù)倍數(shù)時，接線天線處于最佳工作狀態(tài)。因此所需的物理長度的近似值可以通過以下公式得出L=vo2·fr·eff]]>其中L 為物理長度，單位為米vo為光速，單位為米/秒fr為所需的工作頻率，單位為赫茲eff為基片的有效電介質(zhì)。
基片的高度對天線的帶寬具有決定性影響，而饋送點(diǎn)沿該長度的寬度和距離對天線的輸入阻抗具有決定性影響，該輸入阻抗可以進(jìn)行選擇以便與SAW傳感器的輸入阻抗直接匹配。這就省去了對任何另加的匹配元件的需要。
通過參照附圖只通過實例給出的對一個優(yōu)選實施例的以下描述，可以對本發(fā)明有更清楚的理解。其中

圖1以透視圖示意性示出了本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例；以及圖2示出了使用于機(jī)動車輛的輪緣上的圖1的實施例。
首先請參看圖1，所示的裝置1包括一個例如為SAW壓力變換器的被動式傳感器1和一個接線天線3，接線天線3包括一個上導(dǎo)電板4、一個下導(dǎo)電板5和一個電介質(zhì)材料襯墊6。被動式傳感器2通過安裝于接線天線的表面上或者物理上安裝于導(dǎo)電板4和5之間的天線的結(jié)構(gòu)內(nèi)部而與接線天線集成起來。
這種組件的各個元件的尺寸根據(jù)上面給出的說明來計算。
圖2示出了圖1的組件1的一種典型應(yīng)用。這種組件通過適當(dāng)?shù)姆椒?，例如通過粘合劑而固定于機(jī)動車輛的輪緣7上以便起壓力傳感器的作用。由于底板5和輪緣之間具有較大值的電容耦合，因而底板5與輪緣之間就不需要電接觸，因此裝置就可以通過粘合劑應(yīng)用于已有的漆涂層上。接線天線的輸送特征能保證天線的最大增益沿輪子的徑向延伸，因此置于車輛的輪弧內(nèi)的互補(bǔ)天線就能夠與輪緣上的天線高效地聯(lián)接。
權(quán)利要求
1.一種用于提供一種情況的指示的傳感器組件，該傳感器組件包括一SAW裝置和一天線，SAW裝置可以通過射頻(RF)信號查詢以便提供該情況的值的指示；天線與SAW裝置相連接以便接收來自遠(yuǎn)端查詢裝置的射頻信號并將接收到的信號傳送至SAW裝置，并且接收來自SAW裝置的射頻信號并將該信號傳送至遠(yuǎn)端查詢裝置，其特征在于，天線為一接線天線，并且天線和SAW裝置作為一單元預(yù)制而成，該單元可以置于要對該情況進(jìn)行檢測的位置上，以便通過查詢裝置進(jìn)行遠(yuǎn)端查詢。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器組件，其特征在于，接線天線包括兩個由一電介質(zhì)材料板分開的金屬板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的傳感器組件，其特征在于，這兩個金屬板的面積彼此相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的傳感器組件，其特征在于，電介質(zhì)材料板與金屬板的面積相同。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的傳感器組件，其特征在于，SAW裝置安裝于接線天線的表面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-4中任一項所述的傳感器組件，其特征在于，SAW裝置安裝于金屬板之間的組件中。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的傳感器組件，其特征在于，天線的長度(L)近似為L=vo2·fr·eff]]>其中L 為物理長度，單位為米vo為光速，單位為米/秒fr為SAW裝置的工作頻率，單位為赫茲eff為基片的有效電介質(zhì)。
8.一種用于檢測車輛輪子/輪胎組件的情況的方法，該方法包括提供對將被檢測的情況敏感的根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的傳感器組件；將傳感器組件固定于輪子上，將一個接線天線板聯(lián)接于輪子的金屬上；以及通過鄰近輪子/輪胎組件安裝的查詢裝置查詢傳感器組件。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，傳感器組件附著地固定于輪緣上而接線天線電容耦合于輪子。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，傳感器組件的位置使得接線天線的增益沿輪子/輪胎組件的徑向處于最大值。
全文摘要
一種傳感器組件，特別適用于車輛輪子上以便檢測例如車輛輪胎內(nèi)的壓力，包括一個接線天線(3)和一個SAW裝置(2)和一個天線。接線天線包括由電介質(zhì)襯墊(6)分開的表面積基本相同的導(dǎo)電板(4、5)。SAW裝置可以位于板(3、5)之間電介質(zhì)材料的厚度之內(nèi)。接線天線可以固定于車輛輪子的輪緣上以便使得一個天線板與輪子的金屬相成電容聯(lián)接從而形成一個延伸的接地面。這種設(shè)置方案產(chǎn)生了一種低型傳感器/天線組合，它沿輪子的徑向具有最大增益。
文檔編號G01D21/00GK1446386SQ0181370
公開日2003年10月1日 申請日期2001年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2000年8月8日
發(fā)明者J·貝克利 申請人:傳感技術(shù)有限公司