商用客車無線胎壓監(jiān)測關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、目前對乘用轎車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TirePrssureMonitoringSystem,TPMS)的研究較多,而對商用客車TPMS的研究相對較少,商用客車的TPMS存在系統(tǒng)可靠性差和信號傳輸不穩(wěn)定的問題。為提高商用客車TPMS的可靠性和無線傳輸性能,本文進行了組態(tài)天線的仿真與設(shè)計、旋轉(zhuǎn)部件電磁波傳播模型、系統(tǒng)控制軟件及算法等方面的研究。主要研究內(nèi)容包括:
　　(1)綜合考慮旋轉(zhuǎn)天線、輪轂、車身以及非理想地面的影響,提出組態(tài)天線的概念。

2、構(gòu)建和研究組態(tài)天線的電磁場仿真模型,通過仿真的結(jié)果來優(yōu)化組態(tài)天線的匹配電路設(shè)計,以提高無線傳輸性能。仿真結(jié)果表明:組態(tài)天線在不同方向上輻射能力的差異比單天線的大,且天線的方向圖存在一些零點;非理想地面組態(tài)天線在最大輻射方向上的功率值比理想地面的小,且天線功率方向圖的變化主要是受到不同地面電導(dǎo)率變化的影響;當(dāng)?shù)孛娲植诙仍?cm以上時,地面粗糙度對組態(tài)天線性能的影響開始顯現(xiàn);旋轉(zhuǎn)過程中組態(tài)天線增益的變化范圍較大,輸入阻抗的電阻部分相對變化較

3、大而電抗部分相對變化不大,必須進行阻抗匹配設(shè)計。測試結(jié)果表明:采用組態(tài)天線阻抗匹配設(shè)計后的TPMS的數(shù)據(jù)幀接收正確率在90％以上。
　　(2)推導(dǎo)和建立旋轉(zhuǎn)部件電磁波繞射傳播模型,并進行仿真分析,仿真結(jié)果表明:路徑損耗隨著旋轉(zhuǎn)角度的變化而變化,路徑損耗還與旋轉(zhuǎn)部件半徑、工作頻率、旋轉(zhuǎn)速度、收發(fā)端之間距離、透明孔徑尺寸以及天線高度等參數(shù)有關(guān)?？紤]直射波和反射波的路程差、旋轉(zhuǎn)運動速度變化和入射波方向變化導(dǎo)致的多普勒頻移,推導(dǎo)和建立了旋

4、轉(zhuǎn)部件雙徑傳播模型,仿真結(jié)果表明:路徑損耗隨著旋轉(zhuǎn)角度的變化而變化,平行極化波的路徑損耗波動范圍和幅度比垂直極化波小,路徑損耗還與旋轉(zhuǎn)部件半徑、工作頻率、旋轉(zhuǎn)速度、收發(fā)端之間距離、介電常數(shù)以及天線高度等參數(shù)有關(guān)。分別對天線置于商用客車駕駛室內(nèi)的繞射路徑損耗、天線置于底盤上的繞射路徑損耗以及雙徑傳播路徑損耗進行仿真分析,仿真結(jié)果表明:總體而言接收天線置于底盤上的路徑損耗比置于駕駛室內(nèi)的要小,建議在車底布放接收天線,天線盡可能靠近輪胎,以保