汽車PEPS系統(tǒng)LF發(fā)射天線電磁特性的仿真研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,人們對汽車安全性,舒適性和功能性的要求不斷提高,汽車進(jìn)入和啟動方式也從原始的機(jī)械式開啟逐步發(fā)展到電子遙控進(jìn)入和電子點火啟動。目前看來,PEPS(Passive entry& push start,被動進(jìn)入和被動啟動,國內(nèi)也稱智能進(jìn)入及啟動)系統(tǒng)將逐步替代遙控系統(tǒng),這已成為發(fā)展的趨勢。PEPS系統(tǒng)在原理上仍然是依靠無線電信號的通信,以達(dá)到智能開啟車門和發(fā)動引擎的效果。然而,目前存在以下兩方面的問題:一方面,復(fù)雜的金屬車

2、體會對系統(tǒng)車載端的低頻螺旋發(fā)射天線的電磁特性產(chǎn)生影響,整個系統(tǒng)的多套低頻發(fā)射天線之間也會產(chǎn)生相互干擾;另一方面,汽車的智能鑰匙標(biāo)簽落入車內(nèi)的電磁死角或進(jìn)入車外的電磁盲區(qū)是汽車PEPS系統(tǒng)主要的失效模式,迫切需要在車內(nèi)電子裝配的設(shè)計階段就能以一種低成本的方式清楚掌握車身內(nèi)外的電磁場環(huán)境特點,以確保此類系統(tǒng)裝配后的可靠運(yùn)行。所以如何采用合理的方法判斷和預(yù)測這些影響,并且能夠根據(jù)預(yù)測的結(jié)果對PEPS系統(tǒng)的裝配進(jìn)行指導(dǎo),已經(jīng)成為當(dāng)前汽車生產(chǎn)廠商

3、關(guān)注的重要問題。本文運(yùn)用數(shù)值仿真方法,在車載設(shè)備系統(tǒng)定性前,就可以通過仿真發(fā)現(xiàn)潛在的問題,提出優(yōu)化的改進(jìn)方案,因此具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。結(jié)合汽車生產(chǎn)廠商的具體要求,利用數(shù)值仿真技術(shù)對PEPS系統(tǒng)車載端的低頻螺旋發(fā)射天線的相關(guān)問題進(jìn)行了研究,主要做了以下幾方面的工作:(1)針對PEPS系統(tǒng)中多部發(fā)射天線間的相互干擾的問題,引入網(wǎng)絡(luò)端口分析法來進(jìn)行仿真分析。通過網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)曲線圖,清楚地反映了天線間的互擾特性。(2)針對在HFSS環(huán)境中的建模是

4、否符合電磁理論的指導(dǎo)這一問題,我們先在不同的簡單外界環(huán)境下進(jìn)行發(fā)射天線的建模,并仿真分析在這些簡單情況下發(fā)射天線的特性及相互干擾。這為后來的車體建模提供了理論依據(jù)。(3)針對車身的真實幾何細(xì)節(jié)特性非常復(fù)雜,如果完全真實地依樣建模將勢必造成模型非常龐大,普通個人計算機(jī)將無法仿真這一問題,我們根據(jù)“抓主要矛盾”的原則對車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了合理地簡化、取舍。依據(jù)電磁理論常識,忽略掉對PEPS系統(tǒng)影響不大的細(xì)節(jié)部分、以平面的拼合代替曲面以及用部件的外

5、形輪廓代替細(xì)節(jié)構(gòu)造等方法,按照1:1的幾何比例建立了車體電磁模型。(4)基于廠商對車體規(guī)定位置安裝的PEPS系統(tǒng)在車體內(nèi)外產(chǎn)生的電場分布的關(guān)心,對建好的整車模型進(jìn)行仿真分析,給出了仿真預(yù)判的結(jié)果。(5)針對仿真結(jié)果的有效性問題,給出了實際測試方案。在開闊場對選定車型進(jìn)行PEPS系統(tǒng)的實際安裝,通過選定關(guān)鍵區(qū)域進(jìn)行實際測量的方式,將車體內(nèi)外電磁場分布的仿真結(jié)果與實測結(jié)果進(jìn)行對比分析,以此證實了仿真結(jié)果的實際指導(dǎo)價值。(6)結(jié)合仿真和實測的