專利名稱：：帶有多頻天線的輪胎電子組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：概括而言，本發(fā)明涉及用來通訊各種關(guān)于輪胎識別信息和/或輪胎的選定物理狀態(tài)測量結(jié)果的輪胎電子組件。更具體地說，本主題的輪胎電子組件利用改良的天線結(jié)構(gòu)，其可以在多頻率級別下進行有效的信號傳播。這種多頻天線結(jié)構(gòu)可以設(shè)計成具有改進了的機械強度以及通用的通訊能力。
背景技術(shù)：
：充氣輪胎結(jié)構(gòu)與電子裝置的結(jié)合產(chǎn)生了很多實用的益處。輪胎電子元件可以包括傳感器和其它組件，用來傳遞輪胎識別參數(shù)以及獲得關(guān)于輪胎各種物理參數(shù)的信息，例如溫度、壓力、輪胎轉(zhuǎn)數(shù)和車速等等。這些性能信息對于輪胎監(jiān)測和報警系統(tǒng)非常有用，并且還很可能用在用于調(diào)節(jié)輪胎適當壓力水平的反饋系統(tǒng)中。美國專利No.5，749,984(Frey等人)公開了一種輪胎監(jiān)測系統(tǒng)和方法，其可以判斷一些輪胎信息，例如輪胎偏移、輪胎速度以及輪胎轉(zhuǎn)數(shù)。另一個輪胎電子系統(tǒng)的實例可以參見美國專利No.4，510,484(Snyder)，該專利是關(guān)于一個輪胎異常狀況的報警系統(tǒng)。美國專利No.4,862，486(Wing等人)也是關(guān)于輪胎電子元件的，并特別公開了一種典型的用在汽車及卡車輪胎上的轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器。關(guān)于輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)內(nèi)容的例子可參見美國專利Nos.4,004，271(Haven等人)、4,742,857(Gandhi)、5,616,196(Loewe)禾口5,928，444(Loewe等人)。輪胎結(jié)構(gòu)結(jié)合的電子系統(tǒng)還可能提供的其它功能涉及商務(wù)車輛應(yīng)用的財產(chǎn)跟蹤及工作特性。商務(wù)卡車車隊、航空器以及重型推土機/采礦車輛都屬于可以利用輪胎電子系統(tǒng)及相關(guān)信息傳遞的益處的工業(yè)應(yīng)用范圍。輪胎傳感器可確定車輛各輪胎的行駛距離，從而可有助于這些商業(yè)系統(tǒng)確定維修計劃。對于一些更昂貴的應(yīng)用環(huán)境，例如地下采礦設(shè)備來說，其可以優(yōu)化車輛位置及性能。利用RF標志傳遞系統(tǒng)可以跟蹤整個車隊，例如美國專利No.5，457,447(Ghaem等人)公開了相關(guān)內(nèi)容。由于在輪胎內(nèi)的電子組件通常以無線方式傳播信息，因而這種組件通常必須包括一配備有一個或多個天線的射頻(RF)裝置。美國專利No.5,196,845(Mvatt.)公開了一種在一輪胎監(jiān)測環(huán)境中與發(fā)射器式裝置一同使用的天線實例。這種RP裝置優(yōu)選的工作頻率(以及該天線諧振的相應(yīng)頻率)根據(jù)地理位置變化。這部分原因是由于RF的規(guī)定和標準不是全球通用的。被官方認可的RF裝置的工作頻率、工作循環(huán)、功率電平等在各大洲和/或各國之間通常都是不同的。因此，可能需要一種單一的電子組件以及相應(yīng)的天線，其可以多個所需頻率有效地發(fā)送和接收RF信號信息。除了電特性外的其它設(shè)計特征對于專門用在輪胎中的電子組件和天線也是非常重要的。這些組件被設(shè)置在一個相對來說一直運動以及彎曲的位置上，因而這些組件要受到額外的熱和張力以及其它的動態(tài)力。這些力很可能會破壞該電子組件以及相連的天線結(jié)構(gòu)。特別對于天線來說這種意外損壞的典型例子就是從其所連接的電子組件和/或RF裝置上脫落下來。因而，用在輪胎內(nèi)的電子裝置和相應(yīng)的天線結(jié)構(gòu)要被設(shè)計成具有良好的實用性和機械強度。所有前面提到的美國專利的全部公開內(nèi)容在此結(jié)合在本申請中作為參考。盡管上述已開發(fā)出了各種輪胎電子系統(tǒng)和天線結(jié)構(gòu)，然而還沒有一種設(shè)計可以總體地涵蓋下文所述的根據(jù)本發(fā)明技術(shù)主題所呈示出來的全部有利特征。
發(fā)明內(nèi)容考慮到現(xiàn)有技術(shù)遇到的以及本發(fā)明主題所提出的上述問題，開發(fā)出了一種用以集成在輪胎結(jié)構(gòu)中的改進的電子組件。這種電子組件包括能以多個不同頻率級進行RF傳輸?shù)奶炀€。所公開技術(shù)的實施方案的一個優(yōu)點是能以至少兩個不同的頻帶來發(fā)送和/或接收RF信號，從而使該電子組件可以根據(jù)各種已確立的RF傳輸標準在國際間通用。這里公開的關(guān)于天線設(shè)計的內(nèi)容可以應(yīng)用到感興趣的多個不同的特定頻帶上。所關(guān)注的頻帶對應(yīng)于在RFID傳輸中使用的UHF頻帶，包括860—930MHz和2450MHz。所公開技術(shù)的所選實施方案的另一個優(yōu)點是給出了一個易于制造的裝置。用最少量的導(dǎo)線連接RF裝置，就可以通過一種簡單的方式實現(xiàn)多頻天線結(jié)構(gòu)，同時還能得到改進了機械強度的組件配置。兩根導(dǎo)線的天線設(shè)計在某些情況下可以減小RF裝置與所連天線的連接處的機械變形。因而，當該組件集成在彈性體殼體中時，就不需要或不太需要柔性的天線結(jié)構(gòu)了。本技術(shù)內(nèi)容還提供了多種可選擇的設(shè)計。本發(fā)明電子組件和天線結(jié)構(gòu)不僅可以被設(shè)計成在多個不同頻率下進行工作，而且還可以采用不同的裝置構(gòu)型。例如，天線引線可以具有相對直的或彎曲的部分來有助于RF裝置連接或集成在輪胎結(jié)構(gòu)內(nèi)。帶有彎曲端部的天線引線可以提供額外的穩(wěn)定效果。相鄰天線引線之間的夾角也可以根據(jù)所公開的技術(shù)進行改變。在本發(fā)明的一個例示性實施方案中，一帶有集成電子組件的輪胎組件包括一輪胎結(jié)構(gòu)、一RF裝置和一多頻天線。該RF裝置優(yōu)選被構(gòu)形成可以發(fā)送或反射RF信號，該信號可以包括例如輪胎的識別信息或者所測量到的狀態(tài)信息例如輪胎溫度、壓力信息。該多頻天線優(yōu)選連接在RF裝置上，以有助于以第一和第二諧振頻率(或頻帶)發(fā)送或接收RF信號。該RF裝置和多頻天線(一同構(gòu)成了根據(jù)本發(fā)明的一個電子組件實施方案)可以直接結(jié)合在輪胎結(jié)構(gòu)中，或者可選地嵌在一柔性絕緣殼體中，然后再將該絕緣殼體結(jié)合在輪胎結(jié)構(gòu)中。根據(jù)本發(fā)明其它的特定實施方案，該電子組件的多頻天線可以包括連接在所述RF裝置上的至少第一和第二天線導(dǎo)線。該第一和第二天線導(dǎo)線可構(gòu)成相應(yīng)的第一和第二天線引線，以一同用作一個可在第一諧振頻率下工作的第一偶極天線，并且同時可用作一個可在第二諧振頻率下工作的第二偶極天線。在其它實施方案中，該第一和第二天線導(dǎo)線構(gòu)成了第一和第二長天線引線以及第一和第二短天線引線。該對長天線引線被設(shè)計成一個可在第一諧振頻率下工作的偶極天線，該對短天線引線作為一個可在第二諧振頻率下工作的偶極天線。在某些實施方案中，各偶極天線對應(yīng)于半波長偶極天線。在可選實施方案中，兩個長引線和兩個短引線總體上由四個單獨的天線引線構(gòu)成。本發(fā)明前述的任意例示性實施方案可以結(jié)合附加的技術(shù)特征。例如，構(gòu)成多頻天線的各天線導(dǎo)線的選定部分(例如端部)可以彎曲，以適應(yīng)特定的輪胎結(jié)構(gòu)或者形成更穩(wěn)定的天線設(shè)計。天線引線可以是直的或者設(shè)計成彎曲形式例如波浪形或者鋸齒形。此外，天線引線可以相互定位成設(shè)定角度，以便于獲得所需的性能特征，并且還能有助于避免各天線引線之間相互接觸。本發(fā)明主題的一些實施方案還可以包括設(shè)置成與電子組件選定部分鄰接的支撐基片，用以向RF裝置和天線引線中間的連接提供額外的機械支撐。在下文的詳細說明書中闡述了本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點，或者使其對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是顯而易見的。同樣，可以進一步理解對這里特別示出的、參考的以及描述的特征和步驟所作出的改進和變型可以應(yīng)用在本發(fā)明的各種實施方案和用途中，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。變型可以包括但不限制于那些圖示出的、參考的或討論的等效裝置、特征或步驟，以及各種部件、特征、步驟的功能性的、操作性的、或者位置上顛倒，以及其它。另外，應(yīng)理解本發(fā)明不同的實施方案以及所給出的不同的優(yōu)選實施方案應(yīng)當包括這里公開的特征、步驟、或元件、或其等效物的各種結(jié)合或構(gòu)型(包括未在附圖中明確示出的或未在這些附圖的詳細說明中闡述過的、上述特征、部件、或步驟、或結(jié)構(gòu)的組合)。不是必須在該發(fā)明概述部分中闡述的本發(fā)明的附加實施方案，可以包括并結(jié)合在上述發(fā)明概述中參考的特征、組件、步驟和/或該申請討論的其它特征、組件、或步驟等的各種組合。本領(lǐng)域技術(shù)人員在閱讀該說明書余下部分的基礎(chǔ)上可以更好地理解這些實施方案的特征、內(nèi)容以及其它。在說明書中，公開了對本領(lǐng)于普通技術(shù)人員而言是完整的并且據(jù)之足以實施的內(nèi)容，包括最佳實施方式，這些內(nèi)容結(jié)合附圖而做出，附圖中圖1是帶有集成的根據(jù)本發(fā)明的電子組件的輪胎組件的立體圖2是帶有集成電子組件的輪胎組件的局部剖面圖，其中電子組件根據(jù)本發(fā)明位于輪胎胎邊附近；圖3A和3B分別是帶有根據(jù)本發(fā)明的多頻率天線的電子組件的例示性實施方案的大致平面圖4給出了一個曲線圖，表示出了根據(jù)圖3A和圖3B的實施方案的多頻天線的各種所需頻率的電壓輻射水平與波長的關(guān)系；圖5A和5B分別示出了圖3A和3B所示例示性實施方案的多頻天線在兩種工作模式下的輻射方式圖6A和6B是根據(jù)本發(fā)明的另一帶有多頻天線的電子組件的例示性實施方案的概括平面圖；且圖7是根據(jù)本發(fā)明的另一帶有多頻天線的電子組件的例示性實施方案的大致平面圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一帶有多頻天線的電子組件的例示性實施方案的大致平面圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一帶有多頻天線的電子組件的例示性實施方案的大致平面圖。在整篇說明書和附圖中所重復(fù)使用的附圖標記應(yīng)表示本發(fā)明的相同或相似的特征或元件。具體實施例方式如在本發(fā)明的
發(fā)明內(nèi)容部分所討論的，本發(fā)明具體涉及能傳送各種關(guān)于輪胎識別信息以及輪胎選定物理狀態(tài)的測量信息的輪胎電子組件。圖1和圖2示出了輪胎組件的實例，包括位于輪胎結(jié)構(gòu)內(nèi)部的這種電子組件。這種輪胎電子組件使用改良的天線結(jié)構(gòu)，其可以以多種頻率級別來有效地傳播信號。這種多頻天線結(jié)構(gòu)可以被設(shè)計成具有改進了的機械強度以及通用的通訊能力。在圖3A、3B和6A—9中示出了這種電子組件的例示性實施方案。所公開技術(shù)內(nèi)容的特定組合對應(yīng)于本發(fā)明的多個不同實施方案。應(yīng)注意的是這里所給出并討論的各例示性實施方案并沒有要對本發(fā)明加以限制的傾向。圖示出的或描述的、作為一個例示性實施方案一部分的特征或步驟可以和另一例示性實施方案的內(nèi)容相接合從而產(chǎn)生另外一個例示性實施方案。此外，某些特征可以和一些未被明確提及但能完成相同或相似功能的類似裝置或特征進行互換。現(xiàn)在詳細參考本發(fā)明輪胎電子組件以及相應(yīng)的多頻天線結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實施方案。參考附圖，圖1和2示出了根據(jù)本發(fā)明主題的一個輪胎電子組件的各視圖。一輪胎組件10包括一個通常被定位在車輪14的輪輞部分16上的充氣輪胎結(jié)構(gòu)12。輪胎結(jié)構(gòu)12的典型特點在于支撐外胎面部分20的胎冠18和延伸到胎邊部分24的側(cè)壁22。輪胎胎邊24通常被設(shè)成使輪胎結(jié)構(gòu)12可以有效地坐置在車輪14輪輞部分16的胎邊座上。一層氣密材料的內(nèi)襯構(gòu)成了輪胎的內(nèi)表面，包括胎冠18的內(nèi)表面和內(nèi)側(cè)壁面26。胎體設(shè)在輪胎結(jié)構(gòu)12內(nèi)部，并在各胎邊24之間橫跨各側(cè)壁部分16以及胎冠18而延伸，且在充氣壓力下確定出輪胎的形狀并傳遞牽引力和轉(zhuǎn)向力。電子組件30，如圖1和2所示，可安裝在輪胎結(jié)構(gòu)12的內(nèi)側(cè)壁面26上。沿著內(nèi)側(cè)壁面26的位置特別是靠近車輪組件14轉(zhuǎn)動軸線的位置通常是適于安裝的位置，因為靠近輪胎胎邊24的部分通常在輪胎正常使用過程中的彎曲程度最小。然而，應(yīng)理解根據(jù)本發(fā)明的電子組件30可以安置在沿輪胎結(jié)構(gòu)12內(nèi)表面的任意位置上。電子組件30可以直接安裝在輪胎結(jié)構(gòu)12的內(nèi)表面位置上，或者先嵌入到一個絕緣殼體中，然后再將該絕緣殼體安裝到輪胎結(jié)構(gòu)12的內(nèi)表面上。用于包覆電子組件30的適當絕緣材料的一個實例是可變形彈性體。另外，電子組件30可以安裝并硫化到實際的輪胎結(jié)構(gòu)12內(nèi)部，例如在胎體和內(nèi)襯之間。根據(jù)可能安放電子組件30的位置的不同，應(yīng)理解術(shù)語"集成"通常涵蓋了所有可能的位置，包括安裝在輪胎結(jié)構(gòu)上或輪胎結(jié)構(gòu)內(nèi)，或絕緣殼體內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的電子組件30被設(shè)成與輪胎結(jié)構(gòu)12結(jié)合使用，并且為輪胎制造者、輪胎經(jīng)銷商以及終端消費者提供了很多優(yōu)點。許多優(yōu)點是通過在輪胎結(jié)構(gòu)12內(nèi)的集成位置與某些遠程位置之間的無線信號傳遞來實現(xiàn)的，從而電子組件30優(yōu)選包括一射頻(RF)裝置，例如一射頻標識(RFID)發(fā)送器。相關(guān)的RF信號可以包括用于輪胎的預(yù)編程標識信息，例如指示輪胎生產(chǎn)日期以及安置在給定車輛上的日期和/或位置的標識，這可以用在財產(chǎn)跟蹤以及其它應(yīng)用上。電子組件30的RF信號中含有的其它信息包括輪胎物理參數(shù)的測量，例如溫度、壓力、輪胎轉(zhuǎn)數(shù)、車速等等。測量這些物理參數(shù)的檢測裝置可以包括在一給定RF裝置內(nèi)，或者是和RF裝置相連的單獨的傳感器元件(例如溫度傳感器、壓力傳感器、轉(zhuǎn)數(shù)計數(shù)器等等)。在一些實施方案中，可采用一表面聲波裝置(SAW)來對給定環(huán)境下的溫度和壓力二者進行測量。電子組件30可以與車外的一信息系統(tǒng)進行無線傳輸。例如，該改進的電子組件30可以與駕駛側(cè)詢問器(drive-byinterrogator)或者和一手持詢問器進行傳輸。此外，該改進的電子組件30可以與一車載裝置傳輸，例如車載計算機，從而使駕駛員可以監(jiān)控輪胎的各種參數(shù)。電子組件30提供的RF信號的頻率優(yōu)選根據(jù)地理位置的不同而不同。這是由于RF的規(guī)定和標準不是全球通用的。例如，全球輪胎市場一般包括北美、歐洲和亞洲，這些地區(qū)都支持不同的RFID傳輸?shù)念l率范圍。北美的統(tǒng)一RFID頻率標準是915MHz，歐洲是868MHz，曰本是2.45GHz。因此，根據(jù)本發(fā)明的電子組件包括一個被優(yōu)化成能以多個不同頻率級別進行信號傳播的天線設(shè)計。因而，一特定的輪胎及相關(guān)的電子組件可以應(yīng)用在多個國家中，且可以根據(jù)不同的全球RFID頻率規(guī)定來進行有效地操作和傳輸。為了方便起見，這里給出的本發(fā)明的典型結(jié)構(gòu)是根據(jù)上述RFID頻帶(歐洲的868MHz，北美的915MHz，以及日本的2.45GHz)進行工作的。然而應(yīng)當理解，根據(jù)本發(fā)明的電子組件可以在各種所需的特定頻率下進行工作?？傮w而言，應(yīng)理解本主題的電子組件及多頻天線設(shè)計可以在甚高頻(VHF)或超高頻帶(UHF)內(nèi)工作，特別在從300MHz到3000MHz(3.0GHz)的范圍內(nèi)使用。隨著RFID頻率標準的改變，應(yīng)當進一步理解的是為了在其它所需頻帶仍能進行有效地工作而對本發(fā)明提出的技術(shù)所作的相應(yīng)變化也在本發(fā)明的精神和保護范圍內(nèi)。圖3A示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的電子組件30a。該電子組件包括一個射頻(RF)裝置32，其可以是RFID發(fā)送器(或RFID標志)的一個例示性實施方案，例如IntermecTechnologiesCorporation發(fā)售的Intellitag牌的RFID發(fā)送器。RF裝置32可以由至少一個硅片和信號組件構(gòu)成，以向遠端位置發(fā)送RF信號。根據(jù)本技術(shù)的RF裝置可以或者是直接向遠端位置傳遞信號的有源器件，也可以是從一個單獨的詢問裝置或讀取裝置進行反射傳遞或反向散射的無源器件。在某些實施方案中RF裝置傳遞的RF信號的特點在于所選定的頻率級別在300MHz到3000MHz的UHF頻帶。這種RF信號可以包括各種預(yù)設(shè)信息，例如包括前面提到過的輪胎結(jié)構(gòu)的各種預(yù)編程標識信息。RF裝置32還可以包括一個特定用途集成電路(ASIC)，為使用者進一步標準化標識信息。其它的傳感元件，例如那些用于監(jiān)測溫度、壓力以及輪胎內(nèi)其它狀態(tài)的傳感元件，可以集成在或者連接到該RF裝置32上，從而使RF裝置32傳輸?shù)腞F信號中含有輪胎物理狀態(tài)的測量信息。仍然參考圖3A，例示性實施方案的電子組件30a還包括分別通過電連接38和40連在RF裝置32的兩個相對側(cè)上的第一天線導(dǎo)線34和第二天線導(dǎo)線36。適于用在天線導(dǎo)線34和36的材料實例是直徑在約0.4mm到0.5mm之間的鍍銅鋼。電連接30和40即是在各自天線導(dǎo)線34和36與RF裝置32之間的實際物理連接，且這種連接可以是用多種方法制成。例如，天線導(dǎo)線34和36可以焊接到RF裝置32相應(yīng)的焊點上，或者被銷入電子組件或銷到電子組件上，或者是通過本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的夾子、螺釘、導(dǎo)電粘合劑或者其它裝置來進行連接。如圖3A所示，天線導(dǎo)線34和36分別向相反的方向并且以大致相互平行的方式延伸。應(yīng)理解這種導(dǎo)線支臂可以定位成不同的角度或者各種彎曲構(gòu)形，以便于RF裝置在輪胎結(jié)構(gòu)內(nèi)的連接和/或安裝。例如，天線導(dǎo)線34和36可以分別在從RF裝置32伸出的各自端部形成彎曲部分35和37，如圖3B所示實施方案30b所示。該彎曲部分35和37為結(jié)合在輪胎結(jié)構(gòu)內(nèi)部的電子組件30b提供了一種穩(wěn)定機構(gòu)。當電子組件實際嵌在這種輪胎或者絕緣殼體中時，該彎曲部分可有助于防止天線導(dǎo)線34和36的端部從其各自的嵌入位置上突出來。天線導(dǎo)線34和36共同用作一個偶極天線，以便于從RF裝置向一個遠端位置傳遞RF信號。根據(jù)本發(fā)明天線導(dǎo)線34和36的長度被特別設(shè)計成可產(chǎn)生有效的多頻工作效果。當偶極天線長度是M2的倍數(shù)時，其中X是用米制單位計量的從該天線傳播的電磁場的波長，偶極天線可在一給定的諧振頻率(f)下工作。如果需要使天線以一給定頻率(f)在自由空間傳播時，相應(yīng)的波長(1)可以根據(jù)下述公式確定<formula>formulaseeoriginaldocumentpage12</formula>因而，對于上文提到過的在北美、歐洲和日本采用的三個所需頻率實例，很容易確定出下面表l的內(nèi)容。表1對于給定頻率的波長特性<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>從表1中可以注意到868MHz和915MHz的半波長分別是173mm和163mm，而2450MHz的二分之三波長是2450mm。給出的這三個值是在自由空間中工作的。還可以從圖4所示的曲線圖中看到這點，圖4表示以這三個頻率在自由空間中諧振的天線的電壓輻射水平。曲線42表示868MHz的電壓輻射，曲線44表示915MHz的電壓輻射，曲線46表示2450Hz的電壓輻射。從該圖中可看出，各偶極天線的電壓輻射水平在傳遞元件的長度為A/2的倍數(shù)時達到峰值。當觀察868MHz和915MHz頻率天線作為半波長偶極天線以及2450MHz天線作為二分之三波長偶極天線工作時的峰值電壓水平時，可以注意到在183mm處的輻射水平都在其各自峰值的附近。這是由于對于在868MHz和915MHz工作的半波長偶極天線的品質(zhì)因子(Q)相對較低的緣故。因而，天線導(dǎo)線34和36的長度可以設(shè)計成從偶極天線長度為183mm開始。這樣，在該特定實施方案中從天線導(dǎo)線34的端部到天線導(dǎo)線36端部的距離48優(yōu)選為183mm左右。應(yīng)當注意到根據(jù)本發(fā)明主題的天線通常嵌在某種絕緣材料中，這會影響天線導(dǎo)線的所需長度。例如，對于一彈性體或者介電常數(shù)大于等于3的其它材料來說，天線導(dǎo)線34和36的長度優(yōu)選縮短到94mm。這種設(shè)計得到一個能在第一諧振頻帶(例如，包含在至少862_928MHz范圍內(nèi))和一個第二諧振頻帶(例如，包含在至少2.44—2.46GHz范圍內(nèi))的多頻天線。應(yīng)當理解當電子組件30將要嵌入在一絕緣殼體中時，天線導(dǎo)線34和36的設(shè)計長度可以隨之改變。應(yīng)注意到當這種天線用作半波長偶極天線與用作二分之三波長偶極天線時，存在各種工作狀況的差異，例如關(guān)于圖3A和3B所示的電子組件30a/30b多頻天線的增益、功率電平以及輻射方圖的差異。舉例來說，圖5A示出了半波長偶極天線的典型輻射方圖，圖5B示出了典型的二分之三波長偶極天線的輻射方圖。盡管僅示出二維圖形，但應(yīng)理解偶極天線的天線輻射通常是帶有圖示波瓣的三維形式。由于二分之三波長偶極天線的輻射方圖的波瓣方向(如圖5B所示)的不同，需要在與圖3A和3B的電子組件30a/b的RF裝置成一角度的位置上設(shè)置讀取/詢問裝置，以適當?shù)孬@得RF傳輸信號。圖3A所示天線被設(shè)成具有183mm的偶極長度，并且與被設(shè)置成可在不同特定頻率級別下工作的RFID讀取器一起在自由空間中進行測試。例如，在FCC條件下工作的2.45GHz讀取器可以在距該電子組件大約5cm的距離處從該例示性的電子組件有效地獲得RF信號。類似地，915MHz讀取器可以在大約230cm的距離處從該組件有效地接收RF信號。盡管沒有對868MHz讀取器進行具體測試，然而其讀取距離應(yīng)當類似于915MHz讀取器。在圖6A中示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施方案的電子組件30c，包括一RF裝置32，第一天線導(dǎo)線50和第二天線導(dǎo)線52通過54和56處的電連接來連接在RF裝置32上。天線導(dǎo)線50優(yōu)選被構(gòu)形成具有第一短天線引線58a和第一長天線引線60a。類似地，天線導(dǎo)線52被構(gòu)形成具有第二短天線引線58b和第二長天線引線60b。兩長天線引線60a和60b可以分別為第一長度，從而使引線60a和60b—起構(gòu)成一第一諧振頻率的偶極天線。兩個短天線引線58a和58b可以分別為第二長度，從而使短天線引線58a和58b—起構(gòu)成一第二諧振頻率的偶極天線。應(yīng)當理解在可選實施方案中，天線引線58a、58b、60a和60b可以分別由一單獨的天線導(dǎo)線構(gòu)成?？紤]到前面討論的頻率實例，因而需要以多個所需頻率發(fā)送RF信號。然后又考慮到由一個電子組件實施方案形成的一個偶極天線被設(shè)計成以一個大約在860MHz到930MHz之間的第一諧振頻率下工作，而另一個在約2450MHz頻率下工作。在選擇這兩個作為半波長偶極天線的偶極天線時，相應(yīng)的工作所需引線長度可以從表1數(shù)據(jù)中確定。對于一在2450MHz頻率下工作的半波長偶極天線，用于在自由空間中工作的長度62應(yīng)當為61mm左右。在這種情況下，優(yōu)選使各短引線58a和58b長度為30mm左右。對于一在868MHz到915MHz范圍內(nèi)工作的半波長偶極天線，用于在自由空間中工作的長度64應(yīng)當在約163mm到173mm之間。從而，長引線60a和60b的長度各為84mm左右。應(yīng)理解兩個偶極天線都可以作為除了半波長偶極天線以外的偶極天線(例如二分之三波長偶極天線)。如前面討論過的，當電子組件30c嵌入在絕緣殼體內(nèi)時，為了能有效地工作，天線導(dǎo)線50和52要縮短長度，因而在嵌入到電子組件中之前的天線導(dǎo)線長度可以根據(jù)這種改變來確定。例如，對于彈性體或者其它的具有等于或大于3的介電常數(shù)的材料來說，短引線58a和58b的長度優(yōu)選為大約16mm，長引線60a和60b的長度優(yōu)選為大約47mrn。將圖6A所示天線設(shè)成使長引線60a和60b各為85mm長而短引線58a和58b各為30mm長，并且與被設(shè)置成可在不同特定頻率級別下工作的RFID讀取器一起在自由空間中進行測試。例如，在FCC條件下工作的2.45GHz讀取器可以在距該電子組件30c大約26cm的距離處從該示例電子組件有效地獲得RF信號。類似地，915MHz讀取器可以在大約93cm的距離處從該組件有效地接收RF信號。盡管沒有特別測試868MHz讀取器，然而其讀取距離應(yīng)類似于915MHz讀取器的讀取距離。例示性實施方案的電子組件30c中的天線結(jié)構(gòu)可提供一些特殊優(yōu)點。該實施方案的電子組件30c不僅僅可以在多頻率級別下工作，而且還非常易于制造。更具體地說，電子組件30c只需要兩根天線導(dǎo)線50和52連接到RF裝置32上即可。這樣，一根連續(xù)的單一導(dǎo)線50就可同時構(gòu)成短引線58a和長引線60a，而導(dǎo)線52構(gòu)成短引線58b和長引線60b。這種結(jié)構(gòu)還有一個好處就是當該實施方案的電子組件30c嵌入在一絕緣殼體或者輪胎結(jié)構(gòu)中時，短引線58a對長引線60a提供反應(yīng)變，短引線58b對長引線60b提供反應(yīng)變。這大大地減少了集中在RF裝置32和天線導(dǎo)線50及52之間連接處54和56上的動態(tài)力，特別是在輪胎在使用過程中彎曲變形的情況下。這種減小的應(yīng)變可以有助于防止天線導(dǎo)線從RF裝置上脫落，從而為該電子組件提供改善了的機械強度。根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明主題，可以對例示性實施方案的電子組件30c以及相應(yīng)天線結(jié)構(gòu)做出各種不同的變形。例如天線引線58a、58b、60a和60b可以具有彎曲部分66a、66b、68a和68b，如圖6B的實施方案的電子組件30d所示。這些彎曲部分66a、66b、68a和68b為結(jié)合在輪胎結(jié)構(gòu)內(nèi)部的電子組件30d提供了一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)方式。當電子組件實際嵌在這種輪胎或者絕緣殼體中時，該彎曲部分可有助于防止天線導(dǎo)線58a、58b、60a和60b的端部從其各自的嵌入位置上突出來。本發(fā)明另外的電子組件實施方案示例包括對圖6A和6B所示電子組件30c和30d的進一步變形。圖7的電子組件實施方案30e類似于圖6B的電子組件實施方案30d，但是其天線導(dǎo)線被設(shè)置成非直線形式。第一第二短天線引線70a和70b以及第一第二長天線引線72a和72b被設(shè)成波浪形結(jié)構(gòu)。應(yīng)當理解，根據(jù)本發(fā)明主題，天線引線也可采用其它的非直線天線構(gòu)形，例如鋸齒形。需要將頂部和底部的天線導(dǎo)線設(shè)成同相位以避免物理接觸。在圖7實施方案30e中天線引線70a、70b、72a和72b的選定端部被設(shè)有各自的彎曲部分74a、74b、76a和76b，從而當嵌在這種輪胎或者絕緣殼體中時可提供一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)方式。圖8示出了本發(fā)明主題的另一可選實施方案，圖8示出的電子組件實施方案30f在各天線引線之間具有加大了的間距。各第一第二短天線引線78a和78b以及第一第二長天線引線80a和80b首先以相反的方向從RF裝置32上引出。然后將這些引線重新定向成類似圖6A和6B所示結(jié)構(gòu)的平行位置上。該增加了的間距優(yōu)選至少大約為3到5mm,這有助于保證不同的天線引線不會互相接觸，同樣也提高了天線的操作性。這種優(yōu)選設(shè)計特征可以和本文公開的其它實施方案的任意特征相結(jié)合以提供加大間距以及改進的天線操作性。本主題的電子組件實施方案30f或其它實施方案可以采用的另外一個特征是支撐基片82。RF裝置32以及天線引線78a、78b、80a和80b的特定部分可以通過任意一種已知的方法粘附在支撐基片82上。使用支撐基片82可以為RF裝置32與天線引線之間的電連接提供額外的機械支撐。適于構(gòu)成支撐基片82的一種特定材料的例子是一印刷電路板(PCB)材料，例如玻璃纖維或者其它類似材料。另一種適于構(gòu)成支撐基片82的材料的例子是一種高模量橡膠化合物。圖9中示出本發(fā)明主題的另一可選實施方案，繪出了一電子組件實施方案30g。該結(jié)構(gòu)包括一RF裝置32，在其上連有兩短天線引線84a和84b，以構(gòu)成一個在第一諧振頻率下工作的第一偶極天線，還連有兩長天線引線86a和86b，以構(gòu)成一個在第二諧振頻率下工作的第二偶極天線。實施方案30g可以具有四根單獨的天線導(dǎo)線。天線引線84a、84b、86a和86b的設(shè)定部分可以形成彎曲部分，以便于RF裝置連接或結(jié)合在輪胎結(jié)構(gòu)內(nèi)部。同樣，盡管圖9示出的天線引線互相大致成直角，在實施方案30g中天線引線之間可形成任意特定角度。例如，可以確定在相鄰天線引線之間的各個角度以獲得得到較佳傳輸范圍。在這里給出的電子組件實施方案30a—30g以及各自相應(yīng)的天線結(jié)構(gòu)都是被設(shè)計成可在多個不同頻率下工作，并且在這里給出的特定實施方案中，都被設(shè)計成可在一第一諧振頻率和一第二諧振頻率下工作。應(yīng)當理解在該主題的電子組件及多頻天線設(shè)計中，多個諧振頻率中的一個選定頻率實際上是對應(yīng)于在給定諧振頻率附近的給定帶寬。這種設(shè)計使得多個不同的、在附近頻率級工作的讀取器/詢問器可以接收由同一個天線提供的RF信號。這種情況也就是在868MHz工作的讀取器/詢問器也可以在915MHz下工作，因為這兩個特定頻率由一相對較小的帶寬隔開。因而，這里參考的在第一和第二諧振頻率下工作的天線實際上是在第一和第二頻帶下工作的天線。盡管通過本發(fā)明的特定實施方案具體描述本發(fā)明，然而應(yīng)理解，本領(lǐng)域技術(shù)人員在理解前述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，可以很容易地對上述實施方案進行變換、修改以及得到等效方案。因此，本說明書公開的內(nèi)容僅僅是用于舉例說明而并非用以限制本發(fā)明，并且本發(fā)明不排除對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說顯而易見的那些對本發(fā)明的改型、變形和/或補充。權(quán)利要求1.一種用來集成在輪胎結(jié)構(gòu)中的電子組件，所述電子組件包括射頻(RF)裝置，用于向遠端位置進行RF信號的無線傳輸，所述RF信號包括預(yù)先確定的識別變量；以及連接在所述RF裝置上的至少第一和第二天線導(dǎo)線，用以使所述RF信號以第一諧振頻率和第二諧振頻率進行傳輸。2.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其特征在于還包括彈性體殼體，所述RF裝置和所述天線導(dǎo)線嵌在該彈性體殼體中。3.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其特征在于還包括一鄰近于所述RF裝置及所述至少第一和第二天線導(dǎo)線的選定部分而設(shè)置的支撐基片。4.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其特征在于還包括至少一個傳感器，用于獲得該所述至少一個傳感器所處的溫度和壓力的信息，且通過所述RF裝置進行傳輸?shù)乃鯮F信號還包括從所述至少一個傳感器獲得的上述溫度和壓力信息。5.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其特征在于所述RF裝置包括一個RFID發(fā)送器，其可以傳送從300MHz到3000MHz的頻率范圍內(nèi)選定的、多于一個頻率級的RF信號，并且所述第一和第二諧振頻率都是上述頻率范圍內(nèi)的不同頻率。6.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其特征在于還包括第三和第四天線導(dǎo)線，其中所述第一和第二天線導(dǎo)線都具有第一長度，第三和第四天線導(dǎo)線都具有第二長度，所述第一長度和第二長度基本為不同的數(shù)值。7.如權(quán)利要求6所述的電子組件，其特征在于所述第一和第二天線導(dǎo)線一起用作在所述第一諧振頻率下工作的第一偶極天線，所述第三和第四天線導(dǎo)線一起用作在所述第二諧振頻率下工作的第二偶極天線。8.如權(quán)利要求6所述的電子組件，其特征在于所述第一和第二天線導(dǎo)線被設(shè)計成具有大約30mm的自由空間長度，所述第三和第四天線導(dǎo)線被設(shè)計成具有大約85mm的自由空間長度。9.如權(quán)利要求1所述的電子組件，其特征在于所述第一和第二天線導(dǎo)線共同構(gòu)成在第一諧振頻率下工作的半波長偶極天線，所述第三和第四天線導(dǎo)線共同構(gòu)成在第二諧振頻率下工作的二分之三波長偶極天線。10.如權(quán)利要求9所述的電子組件，其特征在于所述RF裝置包括一個RFID發(fā)送器，其可以傳送從300MHz到3000MHz的頻率范圍內(nèi)選定的、至少一個頻率級的RF信號。全文摘要帶有集成在其上的電子組件(30)的輪胎組件(10)，包括輪胎結(jié)構(gòu)(12)和集成電子組件(30)；該電子組件優(yōu)選包括至少一個射頻(RF)裝置(32)和可在至少第一和第二諧振頻帶內(nèi)無線通信的多頻天線。這種多頻天線還包括至少連接在所述RF裝置上的第一和第二天線導(dǎo)線，從而有助于傳遞RF信號，該信號可以包括例如輪胎的識別信息或者所測量到的狀態(tài)信息例如輪胎溫度、壓力以及其它特性。該第一和第二天線導(dǎo)線優(yōu)選共同用作至少兩個偶極天線，例如，兩個半波長偶極天線，或者一個半波長偶極天線和一個二分之三波長偶極天線。文檔編號H01Q1/32GK101114730SQ20071014776公開日2008年1月30日申請日期2003年2月19日優(yōu)先權(quán)日2003年2月19日發(fā)明者J·D·亞當松,P·F·金申請人:米其林技術(shù)公司;米其林研究和技術(shù)股份有限公司