電磁波仿真技術(shù)在電子鑰匙系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用

近年來，車輛上裝備了許多使用電磁波的設(shè)備，如電子鑰匙系統(tǒng)、胎壓監(jiān)測系統(tǒng)、GPS設(shè)備、藍牙設(shè)備、電子收費設(shè)備以及專用短程通信系統(tǒng)等。電子鑰匙系統(tǒng)能夠給用戶帶來極大的方便，用戶只需要攜帶一枚電子智能鑰匙就能很方便地開啟和鎖閉車門，同時發(fā)動機的起動也變得很簡單。上述功能的實現(xiàn)需要車輛和電子鑰匙能夠滿足雙向通信，電子鑰匙使用300MHz或400MHz的超高頻電磁波進行信息傳遞，而車輛天線使用134.2kHz的低頻電磁波進行信息傳遞。由于電子鑰匙系統(tǒng)的功能實現(xiàn)根據(jù)電子鑰匙的位置確定，因此該系統(tǒng)在設(shè)計時要確保在鑰匙的響應(yīng)范圍內(nèi)實現(xiàn)通信正常。圖1示出了低頻傳輸天線以及電子鑰匙偵測設(shè)備在車輛上的安裝位置。對設(shè)備安裝位置的優(yōu)化是電子鑰匙系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的關(guān)鍵，該過程一般通過試驗的方法進行。隨著電磁波仿真技術(shù)的發(fā)展，該過程將應(yīng)用該仿真技術(shù)。

為了解決電子鑰匙系統(tǒng)開發(fā)時所需要的大量人力和財力，采用CST MWS高頻三維電磁場仿真軟件進行電磁波仿真，網(wǎng)格劃分采用自動的方式。仿真結(jié)果分析表明，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備電磁波傳播、反射和折射的動態(tài)過程與設(shè)計需求不符，則需要對設(shè)備的位置分布重新設(shè)計。以一輛還在設(shè)計階段的車身模型來進行設(shè)備的電磁波仿真，結(jié)果顯示在車輛前方有一小塊電子鑰匙無法偵測到的區(qū)域。如果采用實車試驗的方法，需要在真實的樣車上經(jīng)過反復(fù)測量后才能識別出該區(qū)域，而且這么小的偵測盲區(qū)很難在短時間內(nèi)檢測出來。由此可以看出，使用電磁波仿真技術(shù)，在電子鑰匙系統(tǒng)開發(fā)過程中能夠有效地縮短開發(fā)周期。

圖1 低頻傳輸天線和超高頻偵測器的安裝位置

Nobuhiro Ide et al. SAE 2016-01-1363.

編譯：張冬冬