汽车轮胎压力监测系统(TPMS)可以在汽车行驶过程中自动实时监测轮胎压力,并提供轮胎泄漏,低气压和高气压的预警,以确保驾驶员和乘客的安全[1 ]。 TPMS发射天线的工作频率为433.92 MHz,信号发送和接收距离小于10 m。它安装在轮胎内部的轮胎压力检测模块上。为了在汽车行驶时确保准确可靠的数据传输,要求天线是全向的。同时,由于安装空间有限并且整个模块仅由一个锂电池供电,因此要求天线尺寸小,传输效率高。随着TPMS的飞速发展,在确保基本性能的基础上,小型化天线的研究变得越来越重要。目前,常用的TPMS天线类型为倒F螺旋天线[2-3]和小环形天线[4]。倒F形螺旋天线性能较好,但占用空间大,而小环形天线小,但传输效率低。 。在本文中,结合实际需要设计和制造了一种小型PCB螺旋天线,该天线在面积仅为20 mm及以上的PTFE板上进行处理。时间; 16.7毫米与传统的螺旋形天线相比,PCB螺旋形天线的总长度相同,天线尺寸大大减小。另外,金属线固定在PCB板上,长度,宽度和距离等参数易于控制。因此,该天线具有体积小且易于制造的特征。实验结果表明,该天线可以工作在433.92 MHz的频率上,具有良好的全向性,可以满足TPMS发射天线的性能要求。 1天线的结构PCB螺旋天线的结构如图1所示。该天线由11个螺旋形组成。金属线印在矩形介电基板的两侧,宽度相同,两端有通孔,内壁镀铜以连接两层金属。馈线连接到图1(b)右上角的最大通孔,其余通孔的直径相同。从PCB制造过程中考虑,为了确保金属的连接,在设计过程中应在每个通孔周围添加焊盘。 2天线设计和仿真天线的工作频率取决于天线本身的尺寸。从天线的结构可以看出,该螺旋形天线的绕组非常密集。根据螺旋天线的特性,密集的绕组会产生寄生电感,这将增加螺旋天线的谐振频率[5],因此设计时的总长度应略短于理论长度。本文使用软件CST MICROWAVE STUDIO进行仿真。使用介电常数为2.5且厚度为1.6mm的介电基板。为了满足小型化的要求,在设计过程中需要选择最小的PCB工艺尺寸。因此,根据天线生产的实际情况,在仿真过程中某些参数是固定的,只有通过调整参数L和S才能达到所需的频率。通过天线的建模和仿真,天线谐振特性之间的关系如表1所示,求出金属线的长度L和节距S,其中,F为中心频率。从表1可以看出,当S不变时,随着L的增加,谐振频率减小;当S不变时,谐振频率减小。当L不变时,随着S的增加,谐振频率增加。经过优化后,天线参数设计如表2所示。由于天线电阻比较小,大约为3.58&A。欧米茄因此,需要一个外部匹配电路来匹配50&欧米茄输入阻抗。本文采用T型匹配电路,在软件ADS中进行仿真,得到S11曲线,如图3所示。天线为432.6〜435.2 MHz(S11< -10 dB)。尽管带宽相对较窄,但工作频率为433.92 MHz的S11约为-40 dB,满足信号发射的条件。 3天线的生产和测试根据实际的工程经验,PCB的介电损耗对天线增益有很大的影响。当介电损耗角正切为常数时,天线增益随介电常数和ε的增加而减小。 [6]。因此,聚四氟乙烯介电体