專(zhuān)利名稱(chēng)：用于輪胎監(jiān)測(cè)裝置的天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)射機(jī)型的輪胎監(jiān)測(cè)裝置，它特別涉及帶有一個(gè)感應(yīng)天線的輪胎安裝裝置，該天線可用于通過(guò)感應(yīng)耦合到一個(gè)連接到機(jī)架的作為固定天線使用的共振來(lái)進(jìn)行信號(hào)傳輸。
美國(guó)專(zhuān)利4，737，761指出怎樣可能通過(guò)在兩線圈之間的感應(yīng)耦合收集足夠的能量，以及如何充分地使用它向輪傳送能量是通過(guò)在本輛固定的點(diǎn)上連接的一個(gè)天線，例如，在輪載體或制動(dòng)卡子和在輪上固定一個(gè)天線之間感應(yīng)耦合進(jìn)行的。這些天線分別命名為“固定天線”和“輪天線”。用于構(gòu)成和固定這些天線的各種變化是可以的。因?yàn)榛驹硎抢酶袘?yīng)耦合，這些天線的每一個(gè)至少包括一個(gè)線圈。
連接到機(jī)架的線圈既可用于向輪傳送能量又可用于接收輪發(fā)送的信號(hào)碼。
為在兩線圈之間傳輸能量，發(fā)射線圈應(yīng)能產(chǎn)生足夠的交流感應(yīng)電場(chǎng)。在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，為產(chǎn)生該電場(chǎng)必須施加高壓，而它不能在跨兩線圈端子之間直接提供。因此，必須每個(gè)線圈適配一定的繞數(shù)以獲得適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)換比率，在發(fā)射線圈上加一個(gè)電容器以獲得一串聯(lián)共振電路，或接一個(gè)電感線圈以利用有時(shí)相當(dāng)大的寄生電容。在共振時(shí)，跨過(guò)線圈端子的電壓與過(guò)電壓系數(shù)相乘的電源電壓相等。
按慣例，將“天線”稱(chēng)為一個(gè)至少包括發(fā)射或接收線圈并能產(chǎn)生一個(gè)共振電路的電容的單元。在實(shí)際中，該電容是通過(guò)附加一個(gè)與線圈串聯(lián)的電容器獲得的。然而，在車(chē)輛的某些裝配物中，其本身能產(chǎn)生足夠的寄生電容。電容器和線圈相互很靠近，并置于相同的機(jī)械保護(hù)箱之內(nèi)，這是為了避免經(jīng)受高電壓又長(zhǎng)的電線。
本發(fā)明是涉及這樣的一個(gè)天線，特別是上述固定的天線，其功能是傳輸能量。該天線的可能的作用在接收信號(hào)時(shí)是不受影響。
實(shí)踐上獲得共振條件是很困難的，是因?yàn)榫€圈電感值，電容器電容的散射，以及這些相同值的漂移等等。
跨線圈端子的電壓從理想條件下降很快。
因此必須建立這些條件最大的變化范圍，其中心須保證足夠的感應(yīng)電場(chǎng)。
該工作范圍相應(yīng)于能量供給電路的工作頻率必要的容許值，在此情況，擴(kuò)大工作范圍，就會(huì)使共振電路的品質(zhì)因數(shù)變壞，如果產(chǎn)生理想共振條件，怕會(huì)產(chǎn)生太大的電壓放大，因此有必要引入電阻以限制品質(zhì)因數(shù)。結(jié)果會(huì)產(chǎn)生很大能量的耗消，有損于經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)，特別是在客車(chē)安裝上會(huì)導(dǎo)致不能被接受的發(fā)熱。
根據(jù)本發(fā)明的解決方案包括引入一個(gè)非線性的共振阻尼，根據(jù)本發(fā)明的天線包括一個(gè)形成電感的線圈，一個(gè)串聯(lián)和/或并聯(lián)的電容，電容和電感形成一個(gè)共振電路，更重要的是，該天線包括一個(gè)用于限制從該天線到耦合的天線之間所通過(guò)的磁通量的裝置。
因此本發(fā)明的目的是提供一個(gè)簡(jiǎn)化的天線用于輪胎的監(jiān)測(cè)裝置。
本發(fā)明的另一目的是提供一天線用于輪胎的監(jiān)測(cè)裝置，它避免任何不必的受熱。
該裝置的另一個(gè)目的是提供一天線用于輪胎的監(jiān)測(cè)以提供天線的足夠?qū)挼墓ぷ鞣秶?br> 本發(fā)明的另一目的是提供一具有促夠低的品質(zhì)因數(shù)而不帶電阻的天線。
本發(fā)明的這些和其它目的的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)并行于線圈或電容器的支路，該支路包括兩個(gè)齊納二極管或一些其安非線性阻尼布置。
本發(fā)明更完整的評(píng)價(jià)和許多附帶的優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面詳細(xì)的描述以及結(jié)合其附圖很容易理解，其中

圖1A是本發(fā)明輪胎監(jiān)測(cè)裝置的簡(jiǎn)圖。
圖1B是第二實(shí)施例的簡(jiǎn)圖。
圖2A和2B是兩天線Q因數(shù)的曲線圖。
圖3是示出線圈之間能量傳輸?shù)那€圖。
本發(fā)明的所有的其它目的，特征和附帶的優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面給合其附圖的詳細(xì)描述得到充分的評(píng)價(jià)，其中全部的圖示的相似的參考特征命名相似或相應(yīng)的部分，其中圖1A示出了線圈10和電容器12，其形成固定天線1的部分，而線圈2構(gòu)成輪子的天線。輪子模件3包括用于存儲(chǔ)傳輸能量的必要的元件，為其應(yīng)用，也有一個(gè)編碼發(fā)射信號(hào)的級(jí)段。最好，該輪子模件的設(shè)計(jì)要根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利4，703，650和4，737，761。因此輪子模件包括形成能量庫(kù)的一個(gè)或更多個(gè)電容器。在車(chē)輛上安裝一個(gè)激發(fā)和監(jiān)視單元4，它與每一個(gè)固定天線通過(guò)電線41相連結(jié)。該單元4包括發(fā)生器42，它在所選擇的能量頻率上產(chǎn)生信號(hào)以用于功率傳輸，即在此例中頻率為83KHZ，和功率放大器43。一控制裝置通過(guò)發(fā)送能量來(lái)選擇輪子，并確保輪子的連接，該輪子被檢查，使通過(guò)低電平信號(hào)放大器45以選擇由上述輪子發(fā)射的編碼信號(hào)。
固定天線1也包括一電容器12以建立一串聯(lián)共振電路。圖2A和2B可分別使人更好地理解固定天線1和輪子天線2的運(yùn)轉(zhuǎn)。施加到輪子模件3上的電壓V對(duì)一電容器或幾個(gè)電容器提供很好的充電，該電容在模件3中形成了能量庫(kù)，最好是充電時(shí)間小于100毫微秒。輪子天線2是計(jì)算尺寸的并安裝在輪子，這樣當(dāng)寄生電容23使其能找到一並聯(lián)共振，如上述的相應(yīng)于83KEZ的共振頻率是可考慮的。輪子本身是導(dǎo)電的，并可作為一個(gè)短路電路回轉(zhuǎn)器21，其內(nèi)電阻由電阻器22示出。
在繼續(xù)之前必須注意如果輪子或更確切是輪緣，在其上安裝著天線2，它是不導(dǎo)電的，那只是表示了發(fā)動(dòng)機(jī)車(chē)輛中遇到情況的非常小的部分，上述有關(guān)固定天線1的指導(dǎo)描述也施加于輪子天線2。
圖2B表示跨于線圈2端子所收集的電位差是作為操作頻率函數(shù)。實(shí)際上，這樣的并聯(lián)共振電路的品質(zhì)因數(shù)是很差的，這是由于輪緣造成的阻尼。因此通常BPr應(yīng)足夠?qū)捯詫?duì)應(yīng)工作范圍，這些擴(kuò)展是由工業(yè)上的考慮規(guī)定線圈2的量值的變化，寄生電容23，阻尼電阻22，工作溫度等等。
另一方面，固定天線1本征地具有很高的品質(zhì)量因數(shù)，已在圖2A中由點(diǎn)劃線曲線示出。很窄的通帶BPf導(dǎo)致了由工業(yè)考慮所采用的容許值比運(yùn)轉(zhuǎn)范圍P更加窄得多。因此，如果加以注意那么電壓U最小的電平在范圍P的邊緣是足夠的，而電壓U最大將會(huì)大得多。為此目的，在本發(fā)明之前，在與電容器12和線圈10中串聯(lián)一電阻器，或是與這些元件之一并聯(lián)，以足夠降低品質(zhì)因數(shù)而找到以頻率f((圖2A中的虛線)對(duì)電壓U作為函數(shù)的特性曲線與輪子天線2(圖2B)的特性曲線相比較。遺憾的是，該電阻耗散其應(yīng)該提供的能量，因此導(dǎo)致不理想的受熱，主要是在功率放大器43上。
為此原因，已提出了加一個(gè)非線性阻尼元件，而不是通過(guò)電阻以降低天線的品質(zhì)因數(shù)。為此目的，例如增加了一個(gè)與線圈10並聯(lián)連接的支路13。該支路13可包括兩個(gè)方向相反連接的齊納二極管，一個(gè)可變電阻，或可控制的以反方向連接的雪崩二極管。從電學(xué)的觀點(diǎn)，將上述支路13與電容器12并聯(lián)構(gòu)成共振電路的電容其作用是相當(dāng)?shù)?。這是因?yàn)榭缬陔娙萜?2端子的電壓極限因子限制了跨于線圈10端子電壓U，是通過(guò)簡(jiǎn)單使用在電路上的克爾霍夫(Kir-Choff)定律。這樣保持住了具有很好的品質(zhì)因數(shù)的共振感應(yīng)耦合的優(yōu)點(diǎn)，具有的插入限制只是循環(huán)地提供的能量的百分之幾，一個(gè)將使能提高跨過(guò)高于支撐的線圈端子的電壓百分?jǐn)?shù)。換句話(huà)說(shuō)從其一電平開(kāi)始，只是取了用于所需電平上保持電壓所必需能量百分?jǐn)?shù)，同時(shí)平衡能量的在支路13中耗散。
圖1B示出了第二個(gè)限制的實(shí)施例，其中直接進(jìn)行了磁回路中的磁通量循環(huán)。天線1包括一可見(jiàn)到的線圈10和一電容器12。磁芯11由磁鐵組成?？刂凭€圈14引入由線圈10產(chǎn)生的磁通。跨過(guò)線圈14端子的電壓被放大(15)并經(jīng)過(guò)閥值元件16。此元件高于選擇的限制，發(fā)送一不變的直流電流控制電流源17極化磁芯以將工作點(diǎn)移至飽和區(qū)，這樣共振現(xiàn)象保持極限值到一予定值，調(diào)整閥值元件16的選擇點(diǎn)。因此獲得了由發(fā)射線圈10發(fā)送的能量的極限值，考慮由飽和鐵構(gòu)成的磁芯11限制住磁通量是可能的。
圖3示出了各種計(jì)時(shí)圖的聯(lián)合，是以實(shí)線示出的，激發(fā)信號(hào)V施加在跨于固定天線1的端子，然后以虛線示出跨于用于非阻尼的共振電路線圈端子的U形電壓，以點(diǎn)畫(huà)線示出的用于包括電支路13的電路的U形電壓。必須注意，與基于電阻的標(biāo)準(zhǔn)的阻尼相反，只是耗散了附加能量輸入，與電壓分?jǐn)?shù)成比例超過(guò)了圖3中標(biāo)出的Z水平，甚至在齊納二極管瞬時(shí)導(dǎo)通時(shí)的電壓范圍內(nèi)它保持很小。
對(duì)于使用電容耦合的天線也可考慮這樣的非線性限制。進(jìn)而，可注意到甚至使用線圈型天線，線圈之間的很小部分的電容耦合可由導(dǎo)線作為電容器板來(lái)產(chǎn)生。在此情況，對(duì)于通過(guò)在天線與輪子整體和天線與輪子支撐整體之間的電容耦合使用的傳輸?shù)妮喬ケO(jiān)視裝置，該天線包括一電容器板，且電場(chǎng)從這里發(fā)射，提供電感的線圈和一電容器。更重要的是，它包括一裝置以固定住從電容器板發(fā)射電場(chǎng)。其選擇和分布如上所述。
很明顯，本發(fā)明的各種修改和變化可在上述的指導(dǎo)下進(jìn)行。因此可以理解在附加權(quán)利要求范圍之中，本發(fā)明不必作特殊說(shuō)明而能實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.用于輪胎監(jiān)測(cè)裝置的天線，它通過(guò)與第二個(gè)天線感應(yīng)耦合進(jìn)行傳輸，該天線包括一感應(yīng)形成的線圈與上述線圈連接的電容，該電容與上述線圈形成一共振電路；和用于限制從上述天線到上述第二天線通過(guò)的磁通量的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的天線，其中該限制裝置包括與該線圈并聯(lián)連接的支路，上述支路包括兩個(gè)串聯(lián)連接而方向相反的兩個(gè)齊納二極管。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的天線，其中該限制裝置包括與上述電容并聯(lián)連接的支路，該支路包括兩個(gè)串聯(lián)連接而方向相反的兩個(gè)齊納二極管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的天線，其中該限制裝置包括與上述線圈并聯(lián)連接的支路，該支路包括一個(gè)可變電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的天線，其中該限制裝置包括一個(gè)與上述電容并聯(lián)連接的支路，該支路包括一個(gè)可變電阻。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的天線，其中該限制裝置包括一個(gè)與上述線圈并聯(lián)連接的支路，該支路包括一可控制的雪崩二極管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的天線，其中該限制裝置包括一與上述電容并聯(lián)連接的支路，該支路包括一可控制雪崩的二極管。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的天線，其中該限制裝置包括具有飽和鐵的磁回路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的天線，其中該限制裝置包括用于控制上述天線磁回路中循環(huán)磁流通量的線圈。
10.用于輪胎監(jiān)測(cè)裝置的天線，它是通過(guò)與第二天線電容耦合進(jìn)行傳輸?shù)?，其中天線之一是與輪子結(jié)合成整體，而另一天線是與輪的支撐部結(jié)合成整體，上述天線包括一電容器板，從此發(fā)射電場(chǎng);一給出電感的線圈，一給出電容的電容器，該電容器的電容和該電感形成一其振電路和限制從該電容器板發(fā)射電場(chǎng)的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的天線，其中該限制裝置包括一與線圈並聯(lián)連接的支路，該支路包括二個(gè)串聯(lián)連接和方向相反的齊納二極管。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的天線，其中該限制裝置包括一個(gè)與電容器并聯(lián)連接的支路，該支路包括兩個(gè)串聯(lián)且方向相反的齊納二極管。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的天線，其中該限制裝置包括一與線圈並聯(lián)連接的支路，該支路包括一可變電阻。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的天線，其中該限制裝置包括一與電容器并聯(lián)連接的支路，該支路包括一可變電阻。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的天線，其中該限制裝置包括一與線圈并聯(lián)連接的支路，該支路包括一可控制雪崩二極管。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的天線，其中該限制裝置包括一與電容器并聯(lián)連接的支路，該支路包括一可控制雪崩二極管。
全文摘要
與發(fā)射機(jī)型裝置使用的天線，該天線包括一個(gè)電感和一電容器形成的共振電路。為避免受熱和具有足夠?qū)挼耐◣Щ蚬ぷ鞣秶c電感并聯(lián)連接的一支路包括兩個(gè)方向相反連接的齊納二極管。在支路中可使用任何非線性的阻尼布置而具有相等的效應(yīng)。
文檔編號(hào)H01Q1/32GK1042114SQ8910809
公開(kāi)日1990年5月16日 申請(qǐng)日期1989年10月21日 優(yōu)先權(quán)日1988年10月24日
發(fā)明者大衛(wèi)·邁阿特 申請(qǐng)人:密施蘭·西-密施蘭企業(yè)總公司