远程无线钥匙

2004年4月A版

　　汽车用远程无线钥匙(RKE)做为新型汽车的一种性能和汽车零件市场的一种产品，受到人们的喜爱，这显示了第一代RKE对用户的吸引力。在北美RKE系统在新车中的安装率超过80%、欧洲超过70%。这些系统大部分采用单向(单工)通信，但第2代和第3代系统可能会为钥匙提供回复信号，提示汽车需要加油或轮胎需要打气。

　　RKE系统除方便用户外，还有另外的好处：全球更多的汽车制造厂家正在把RKE驱动的汽车制动技术用在汽车中，以使汽车被盗率降到最低。在欧洲，汽车制造公司正在与保险公司合作把这种技术引入汽车中，保险公司又把它作为得到汽车保险的一个条件。这种发展趋势已出现在德国，最近几年会扩展到全欧洲。

　　简单地说，RKE系统是由在钥匙包(或钥匙)中集成了RF发射器，发射器发送数据短脉冲到汽车中的接收器，接收器译码并通过接收器控制的制动器使车门开/关。无线链路载波频率，在美国和日本用315MHz，欧洲用433.92MHz(ISM频段)。在日本，是频移键控(FSK)，但是世界上大多数国家采用幅移键控(ASK)。载波在两个电平幅度之间调制。为了节省功率，低电平通常接近零，这构成了完全的开关键控(OOK)。

RKE详述

　　典型的REK系统(图1)包括钥匙或钥匙包中的微控制器。按键中的一个按钮开关汽车，唤醒mC并发送64或128位数据流到钥匙的RF发射器，发射器调制载波并通过一个简单的印刷电路环路天线发射(用PC板制造环路天线尽管效率低，但价廉而且广泛被采用)。

　　在汽车中，RF接收器捕获此数据并送到另一个mC，此mC译码并发送适当的信息来启动引擎或开车门，多按钮钥匙包可选择驾驶员车门或所有车门，或者行李箱。

　　在2.4Kbps和20Kbps之间发射的数字数据流通常包括前置码、命令码、检验位和“滚动码”，以保证汽车安全(否则所发射的信号可能会偶然开启另外的汽车，或落入盗贼之手使其得逞)。

　　有几个主要的因素支配着RKE系统的设计。像所有批量生产的部件那样，RKE系统必须具有低成本和高可靠性。其发射器和接收器功率应保持最小，因为更换钥匙中的电池是件麻烦的事情，而且重新充电汽车电池也是件麻烦的事情。针对这些要求，RKE系统设计人员必须巧妙处理接收机灵敏度、载波容限和其他技术参量，以便在低成本和最小电源电流条件下达到最大的传输距离。

　　其他的制约因素包括对这些短距离装置的本地规章(如美国的FCC规范)。使用短距离装置不需要执照，但产品本身受不同国家的法律和规章的约束。美国的相关文本是CFR(联邦规范码)，Titel47,Part15,这包括260~470MHz频段(Section15.231)和902~928MHz频段(Section15.249)。

　　下面考虑FCC规范如何影响RKE设计，Section15.231规定器件传输命令或控制信号、ID码和紧急情况期间的无线电控制信号，但不包括视频和音频、玩具控制信号或连续数据。传输时间不能超过5秒。只有在传输率低于每小时一次时，才会允许1秒种的传输周期。距发射天线3米处的最大场强与基频(260~470MHz)是线性比例关系，其范围是3750mV/m~12500mV/m。比载波低20dB点的带宽不应超过中心频率2.25%，而寄生发射应该比基频低20dB。

　　下面仔细研究RKE系统设计的有关问题，首先研究载波产生。

载波产生

　　第一代RKE电路包括声表面波(SAW)器件，用SAW器件产生发射器中的RF载波和接收器中的本振(L0)频率。然而，典型SAW器件的起始频率不确定度至少为