[发明专利]带有多频天线的轮胎电子组件

说明书

本发明是中国专利申请号为03825994.X，国际申请日为2003年2 月19日、于2005年8月18日进入中国、发明名称为“带有多频天线 的轮胎电子组件”的PCT专利申请的分案申请。

技术领域

概括而言，本发明涉及用来通讯各种关于轮胎识别信息和/或轮胎 的选定物理状态测量结果的轮胎电子组件。更具体地说，本主题的轮 胎电子组件利用改良的天线结构，其可以在多频率级别下进行有效的 信号传播。这种多频天线结构可以设计成具有改进了的机械强度以及 通用的通讯能力。

发明背景

充气轮胎结构与电子装置的结合产生了很多实用的益处。轮胎电 子元件可以包括传感器和其它组件，用来传递轮胎识别参数以及获得 关于轮胎各种物理参数的信息，例如温度、压力、轮胎转数和车速等 等。这些性能信息对于轮胎监测和报警系统非常有用，并且还很可能 用在用于调节轮胎适当压力水平的反馈系统中。

美国专利No.5,749,984(Frey等人)公开了一种轮胎监测系统和方 法，其可以判断一些轮胎信息，例如轮胎偏移、轮胎速度以及轮胎转 数。另一个轮胎电子系统的实例可以参见美国专利No.4,510,484 (Snyder)，该专利是关于一个轮胎异常状况的报警系统。美国专利 No.4,862,486(Wing等人)也是关于轮胎电子元件的，并特别公开了一种 典型的用在汽车及卡车轮胎上的转数计数器。关于轮胎压力监测系统 内容的例子可参见美国专利Nos.4,004,271(Haven等人)、 4,742,857(Gandhi)、5,616,196(Loewe)和5,928,444(Loewe等人)。

轮胎结构结合的电子系统还可能提供的其它功能涉及商务车辆应 用的财产跟踪及工作特性。商务卡车车队、航空器以及重型推土机/采 矿车辆都属于可以利用轮胎电子系统及相关信息传递的益处的工业应 用范围。轮胎传感器可确定车辆各轮胎的行驶距离，从而可有助于这 些商业系统确定维修计划。对于一些更昂贵的应用环境，例如地下采 矿设备来说，其可以优化车辆位置及性能。利用RF标志传递系统可以 跟踪整个车队，例如美国专利No.5,457,447(Ghaem等人)公开了相关内 容。

由于在轮胎内的电子组件通常以无线方式传播信息，因而这种组 件通常必须包括一配备有一个或多个天线的射频(RF)装置。美国专 利No.5,196,845(Myatt.)公开了一种存一轮胎监测环境中与发射器式 装置一同使用的天线实例。这种RF装置优选的工作频率(以及该天线 谐振的相应频率)根据地理位置变化。这部分原因是由于RF的规定和 标准不是全球通用的。被官方认可的RF装置的工作频率、工作循环、 功率电平等在各大洲和/或各国之间通常都是不同的。因此，可能需要 一种单一的电子组件以及相应的天线，其可以多个所需频率有效地发 送和接收RF信号信息。

除了电特性外的其它设计特征对于专门用在轮胎中的电子组件和 天线也是非常重要的。这些组件被设置在一个相对来说一直运动以及 弯曲的位置上，因而这些组件要受到额外的热和张力以及其它的动态 力。这些力很可能会破坏该电子组件以及相连的天线结构。特别对于 天线来说这种意外损坏的典型例子就是从其所连接的电子组件和/或 RF装置上脱落下来。因而，用在轮胎内的电子装置和相应的天线结构 要被设计成具有良好的实用性和机械强度。

所有前面提到的美国专利的全部公开内容在此结合在本申请中作 为参考。尽管上述已开发出了各种轮胎电子系统和天线结构，然而还 没有一种设计可以总体地涵盖下文所述的根据本发明技术主题所呈示 出来的全部有利特征。

发明内容

考虑到现有技术遇到的以及本发明主题所提出的上述问题，开发 出了一种用以集成在轮胎结构中的改进的电子组件。这种电子组件包 括能以多个不同频率级进行RF传输的天线。