轿车轮胎压力监督体系(TPMS)能够在轿车行进时实时地对轮胎气压进行主动监测，对轮胎漏气、低气压、高气压进行预警，以保证驾乘者行车安全[1]。TPMS发射天线作业于频率433.92 MHz，信号收发间隔小于10 m，装置在轮胎内部的胎压检测模块上。为了保证轿车行进时数据传输精确牢靠，要求天线具有全向性。一同因为装置空间有限，而且整个模块只由一块锂电池供电，要求天线体积小、发射功率高。跟着TPMS的快速开展，在保证根本功能的基础上，小型化天线的研讨显得越来越重要。
现在比较常用的TPMS天线类型有倒F螺旋天线[2-3]和小环天线[4]，倒F螺旋天线功能较好，但占用空间大，而小环天线体积虽小，但发射功率低。本文结合实践需求，规划并制造了一种小型的PCB螺旋天线，被加工在一块面积只要20 mm×16.7 mm的聚四氟乙烯板上。PCB螺旋天线与传统螺旋天线比较，在总长度相同的情况下，天线尺度大幅度减小。此外金属导线固定在PCB板上，长度、宽度和间隔等参数巨细简略操控，因而这种天线具有小尺度、易制造的特色。试验成果表明该天线可作业于频率433.92 MHz，具有杰出的全向性，满意TPMS发射天线的功能要求。
1 天线的结构
PCB螺旋天线的结构如图1所示，该天线由11圈螺旋构成。在长方形介质基板的双面别离印刷金属导线，宽度共同，两头有导通孔，其内壁覆铜，用来衔接两层的金属。馈电线与图1(b)中右上角最大的导通孔相衔接，其他的导通孔直径巨细相同。从PCB板制造工艺上考虑，为了保证金属的衔接，规划时每个导通孔周围要加上焊盘。
2 天线的规划与仿真
天线的作业频率取决于天线自身的尺度。从天线的结构能够看出，这种螺旋天线的环绕十分密布。依据螺旋天线的特性，密布的环绕会发生寄生感抗，导致螺旋天线的谐振频率添加[5]，因而在规划时总长度应该比理论长度稍短。
本文运用软件CST M%&&&&&%ROWAVE STUDIO进行仿真。选用介电常数为2.5、厚度为1.6 mm的介质基板。为了满意小型化的要求，在规划时需求选用最小的PCB工艺尺度。因而，依据天线制造的实践情况，在仿真时，部分参数是固定的，只能通过调理参数L和S来到达所需求的频率。
通过对天线的建模仿真，得出了天线谐振特性与金属导线长度L和螺距S之间的联系，如表1所示，其间F为中心频率。从表1中能够看出：S不变时，跟着L的增大，谐振频率减小；L不变时，跟着S的增大，谐振频率增大。
通过优化后，天线参数规划如表2所示。
因为天线阻值较小，约为3.58 Ω左右，因而需求外接匹配电路与50 Ω输入阻抗相匹配。本文中选用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。从图中能够看出天线的有用作业频段为432.6~435.2 MHz(S11-10 dB)。尽管带宽较窄，但在作业频率433.92 MHz 处的S11约为-40 dB，满意信号发射的条件。
3 天线的制造与测验
依据实践工程经历，PCB板介质的损耗对天线的增益有很大的影响。当介质损耗角正切不变时天线增益则随介电常数ε的增大而减小[6]。因而挑选稳定性好、损耗很低的聚四氟乙烯介质板来制造天线。天线的尺度为20 mm×16.7 mm×10 mm。
实测得到的S11曲线如图4所示，与仿真得到的成果根本符合，验证了规划的可行性。但因为匹配电路规划时运用的是克己电感，别的加工精度不高，导致实测得到的S11值小于仿真值。天线的有用带宽为432.2~435.3 MHz(S11-10 dB)，频率433.92 MHz处的S11-15 dB，可用作TPMS中胎压检测模块中的信号发射天线。在实践应用时，匹配电路可运用体积小、高品质的贴片%&&&&&%和电感。
TPMS发射天线作业于433.92 MHz，频率较低，和其他元件衔接后一同装置在轮胎内部，占用的空间极小，这给天线的规划带来了很大的困难。针对这一难点，本文规划制造了一种PCB螺旋天线，并进行了测验试验研讨，成果表明这种天线具有杰出的全向性，体积小重量轻，满意TPMS对天线小型化的需求。一同这种结构的天线还有着制造工艺简略、成本低、易与器材和电路集成等长处。可是因为带宽的约束，只能用作固定频率的发射天线。TPMS中的接纳天线需求另行规划。
