基于FEKO的整车PEPS低频天线工作有效性分析.docx

基于 FEKO 的整车 PEPS 低频天线工作有效性分析Analysis the Working Validity of LF Antenna in Vehicle PEPS based on FEKO上海汽车集团股份有限公司技术中心 王洪武 王文建 马谦 肖晶摘要整车开发的工程设计阶段，在 FEKO 中对 PEPS 低频天线接口电路、天线参数、车内安装位置等输入 建立仿真模型，仿真 PEPS 低频天线的工作有效性。通过仿真结果分析 , 优化天线在车内的布置以及低频 天线标定电流，降低装车后天线检测失效的风险，减少后期工程更改的成本，节省研发时间。关键词PEPS；低频天线；工作有效性；FEKOAbstractThe simulation model is established based on the input of PEPS LF antenna interface circuits, antenna parameters, and fixing locations on the vehicle during the engineering design phase in FEKO. The working validity of PEPS LF antenna is simulated. The collocation and the value of rated current are optimized by analysis of the simulation results. So the risk of antenna failure fixed on vehicle is reduced to cut down the cost of engineering change at anaphase, and to save development time.KeywordsPEPS; LF antenna; working validity; FEKO1 概述随着现代汽车技术 的不断发展，车辆电气系 统越来越智能化，无钥匙 进入和启动系统（Passive Entry and Passive Start System， 缩 写 PEPS） 已 经成为很多中高端车型的 标准配置。无钥匙进入即 只要随身携带智能钥匙， 直接按门把手的开关或拉 门把手就可以进入车辆，而不用操作智能钥匙。无钥匙启动即只要把钥匙放在车 内，按下启动开关就可以启动并使用车辆，而不用插入 钥匙。PEPS 系统工作原理如图 1 所示，开关输入触发 LF 天线工作，智能钥匙接收 LF 信号，若接收到的信号强 度达到钥匙灵敏度（阈值），则触发 RF 天线工作， BCM 接收到相应 RF 信号后执行相应解锁、上锁、启动 操作。图中红色区域 LF 天线工作范围作为本文研究的对 象，通过建立 PEPS 所有 LF 天线布置到整车后的辐射发射模型，仿真天线工作时的有效覆盖区域场强数据以图 1 PEPS 系统工作原理框图及有效覆盖范围。根据设计要求，外部天线覆盖范围1.5~2 m，内部天线覆盖车内全部，且左右泄漏不超过50 mm，前后泄漏不超过 200 mm，如图 2 所示。最后 调整 PEPS LF 天线布置位置仿真整个系统的 LF 信号接 收性能。2模型建立及仿真结果2.1 整车数模处理在 Hypermesh 中导入 IGES 格式整车数模，对整车 数模进行简化。FEKO 计算仅需保留面模型，因此删除 整车模型的厚度；根据仿真频段 125 kHz，使用孔洞填632014 年第 5 期 安全与电磁兼容EMC SIMULATION模型简化后，根据仿真频段 125 kHz，按照最大八分之一波长尺寸划分整车模型网格，生成 nas 格式网格 文件，如图 4 所示。（a）无钥匙进入范围图 4 整车模型网格化最 后 将 Hypermesh 中生成的 nas 网格文件导入 FEKO 中使用平面波检查模型的有效性。激励源采用平 面波，计算频率设定为 108 MHz，为了提高计算速度，可分模块检查，如图 5 所示。各个模块检查完成后，需要处理各个模块之间的电连续性进行整体仿真。（b）内部天线覆盖范围（c）外部溢出范围图 5 整车模型分模块有效性检查图 2 LF 天线整车覆盖范围要求2.2 PEPS 低频天线仿真本文中，将 PEPS 低频天线分为两类：外部天线和 内部天线，其中外部天线包括前侧左、右门把手天线， 内部天线包括空调箱处天线、中控台处天线、后排座椅 处天线、后保险杠处天线。根据天线磁芯材料、磁芯尺寸、 绕线材料、绕线线径、绕线匝数等建立实体 LF 天线模型， 调整间隙等相关参数使得天线单元的等效阻抗与标称值 一致。建立馈电端口匹配电路参数模型，按标定