贾天阳;陈胜国
【摘 要】随着汽车越来越向智能化和人性化发展,汽车RKE无线接入技术的发展也日益成熟,并呈现出在新车市场和售后配件市场越来越普及的趋势,这一趋势所带来的规模经济效应将会使得RKE系统更具吸引力,而且会在汽车用户中越来越受欢迎.为扩大此系统在汽车市场的运用,本研究从汽车RKE系统设计原理介绍入手,对该系统性能各个项目的测试进行了研究,其中包括发射频率、发射功率、接收灵敏度、接收带宽范围、接收谐振频率、接收驻波比、遥控距离以及可靠性测试等主要性能指标,以期为广大汽车用户提供性能可靠的汽车遥控门禁系统.
【期刊名称】《汽车零部件》
【年(卷),期】2012(000)008
【总页数】4页(P72-74,76)
【关键词】RKE;发射器;接收器;灵敏度;谐振频率;驻波比
【作 者】贾天阳;陈胜国
【作者单位】河南天海科技有限公司,河南郑州450001;河南天海科技有限公司,河南郑州450001
【正文语种】中 文
1 汽车RKE 介绍
遥控门禁系统(Remote Keyless Entry，简称RKE)，包括钥匙扣中的遥控发射器和车辆内部安装的遥控接收器。这个发射器向安装在车内的接收器发出一串短脉冲数字信号，信号经过解码，通过接收器控制传动机构，打开或关闭车门或行李箱。随着人们对汽车智能性、舒适性、安全性的不断追求，遥控门禁(RKE) 系统已经备受用户的青睐，尤其作为轿车的配置更彰显了它的安全实用，RKE 系统基本上成了轿车的标准配置。
图1 是一款RKE 系统原理框图。
图1 RKE 系统原理框图
2 汽车RKE 系统原理介绍
汽车RKE 系统包括钥匙扣遥控发射器部分和车辆内部遥控接收器部分，遥控发射器包括无线电发射部分和加密算法部分。当按下遥控发射器上的开锁、闭锁或后备箱解锁按键，将唤醒微控制器。微控制器向钥匙的射频发射器送出一串64 位或128 位的数据流，经过载波调制，通过高频震荡电路把射频信号发射到空间中。接收器部分包括无线电接收部分和解码部分，接收来自遥控发射器发出的射频信号，经解密后将获取的命令信息发送给执行器，进而获得希望得到的开锁、闭锁或后备箱解锁等动作。遥控器发射频率通常为315 MHz 和433.92 MHz 两种，编码方式通常为ASK 和FSK，为保证较长的有效遥控距离(一般不小于10m)，接收部分需要较高的灵敏度、较宽的接收带宽、接近发射频率的接收谐振频率、接近于1 的接收驻波比、与接收LC 网络配合良好的天线等。为保证射频通信方式的安全，所有经由遥控器发送的信息均被某种加密方式进行加密，这就需要对接收到的射频信号进行软件解密［1］。
图2、3 是一款RKE 系统实物图。
图2 钥匙扣遥控发射器部分
图3 车辆内部遥控接收器部分
3 汽车RKE 系统性能及可靠性测试
上述实例是一款典型的RKE 发射系统，采用的编码方式为ASK。其中遥控器发射频率在315 MHz±40 KHz 范围内，发射功率不小于5 dBm，接收灵敏度不大于-110 dBm，接收带宽不小于160 kHz，接收频率上频点不小于315.08 MHz，接收频率下频点不大于314.92 MHz，谐振频率在315 ±3 MHz 范围内，驻波比不大于1.8，空间遥控距离不少于15 m (实际上车测试)。其实影响RKE 性能优劣的参数指标通常为遥控发射器的发射功率和发射频率，接收器的接收灵敏度、接收带宽、接收谐振频率、接收驻波比、遥控距离等。以下将通过以上实例为例，一一介绍这些性能参数的测试方法。需要注意的是，所有的测试均应在屏蔽室内完成，以防空间同频段的无线电信号干扰影响到测试结果的准确性［2 -3］。
3.1 RKE 发射频率测试
RKE 系统的发射频率测试是指发射端遥控器的发射频率测试。通常是将频谱分析仪 (型号ESA - L1500A 9 kHz ～1.5 GHz) 的同轴电缆中心端接遥控器发射天线的输出端，同轴电缆
的屏蔽层接遥控器的地。开启频谱分析仪，按动遥控器按键，观看波形并读出发射频率［4］。测试方法与结果如图4所示。
图4 发射频率和发射功率测试图
3.2 RKE 发射功率测试
RKE 系统的发射功率测试是指发射端遥控器的发射功率测试。通常是将频谱分析仪 (型号ESA - L1500A 9 kHz ～1.5 GHz) 的同轴电缆中心端接遥控器发射天线的输出端，同轴电缆的屏蔽层接遥控器的地。开启频谱分析仪，按动遥控器按键，观看波形读出发射功率［4］。测试方法与结果如图4 所示。
3.3 RKE 接收灵敏度测试
RKE 系统的接收灵敏度测试是指接收端的接收灵敏度测试。接收灵敏度是指在给定接收机解调前要求的信噪比条件下，接收机所能检测和识别的最小信号电平。通常灵敏度用dBm 表示。测试时通常是将信号源(HP -8648A) 的同轴电缆中心端接接收板接收天线的入口端，同轴电缆的屏蔽层接接收板的地。信号源输出信号数值为1 k 方波、AM 调制度100%、频率31
5 MHz、幅度-70 dBm。接收板接收芯片的输出端接入示波器(TDS380)。逐渐减小信号源输出信号的幅度，观察示波器直至方波出现不稳定、不规则的情况，读出信号幅度即为灵敏度的值［4］。测试方法与结果如图5 所示。
图5 接收灵敏度和接收带宽测试
汽车智能钥匙3.4 RKE 接收带宽范围
RKE 接收带宽测试主要是测试接收机接收的频点范围的选择性，是围绕与中心谐振频点的差值再取绝对值。具体是将信号源(HP-8648A) 的同轴电缆中心端接接收板接收天线的入口端，同轴电缆的屏蔽层接接收板的地。信号源输出信号数值为1 k 方波、AM 调制度100%、频率315 MHz、幅度- 70 dBm。接收板接收芯片的输出端接入示波器(TDS380)。逐渐增加信号源输出信号的频率，观察示波器直至方波出现不稳定、不规则的情况，读出当前信号频率。当前信号频率减去315 MHz 即为接收带宽正偏差值; 逐渐减小信号源输出信号的频率，观察示波器直至方波出现不稳定、不规则的情况，读出当前信号频率。315 MHz 减去当前信号频率即为接收带宽负偏差值。接收带宽正偏差值加上接收带宽负偏差值即为接收带宽［2］。测试方法与结果如图5 所示。
3.5 RKE 接收谐振频率
RKE 接收谐振频率和接收驻波比是RKE 系统测试的重要性能参数，在整个测试环节显得尤为重要。谐振频率的测试是将接收器供5 V 电源，同轴电缆连接到网络分析仪的“REFLCTION RF OUTPUT”端，同轴电缆中心端接接收器天线的入口端，同轴电缆的屏蔽层接接收器的地。网络分析仪设置为：中心频率315 MHz，范围300 MHz; 开始频率150 MHz，停止频率450 MHz; 设置为“reflection”模式。按下“format”，选择“SWR”; 选择显示通道，按下“Marker”并设置Marker点。然后打开5 V 电源读出网络分析仪上的谐振频率［2］。测试方法与结果如图6 所示。
图6 接收谐振频率和接收驻波比测试
3.6 RKE 接收驻波比
驻波比参数是指行波系数的倒数，其值在1 到无穷大之间。驻波比为1，表示完全匹配; 驻波比为无穷大表示全反射，完全失配。在移动通信系统中，过大的驻波比会减小接收机的覆盖并造成系统内干扰加大，影响接收性能。接收器供5 V 电源，同轴电缆连接到网络分析仪的“
REFLCTION RF OUTPUT”端。同轴电缆中心端接接收器天线的入口端，同轴电缆的屏蔽层接接收器的地。网络分析仪设置为： 中心频率315 MHz，范围300 MHz; 开始频率150 MHz，停止频率450 MHz; 设置为“reflection”模式。按下“format”，选择“SWR”; 选择显示通道，按下“Marker”并设置Marker 点。然后打开5 V 电源读出网络分析仪上的驻波比［2］。测试方法与结果如图6 所示。
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