汽车在高速行驶中,轮胎故障不仅是所有驾驶人员最为担心的问题,而且也是最难预防的问题,同时还是车辆突发事故发生的重要原因之一。如何防止汽车在高速行驶过程中爆胎现已成为安全驾驶领域的重要课题之一。研究表明,保持轮胎在标准气压的条件下行驶、及时预警车胎漏气情况和对轮胎的温度进行实时的监测预警是避免汽车轮胎爆胎的重要环节。为了解决上述问题,汽车轮胎监测系统(TMPS)应际而生,其中温度气压传感器天线在汽车轮胎监测系统中起着信息传递的重要作用,是汽车轮胎监测系统能否实时准确预警的关键。因此,本文针对汽车轮胎监测系统中的温度气压传感器天线进行了研究。首先,基于国内外轮胎监测系统中天线模块的研究现状,分析了监测系统中温度气压传感器天线的实际工作环境,明确了天线设计的约束条件,决定采用微带天线作为本次传感器天线设计的基础。并以微带天线为例分析了天线的性能指标,包括天线输入阻抗、S参数、反射系数、驻波比、效率、方向图、增益以及天线带宽等,对微带天线的四种基本结构进行了归纳。同时对天线输入端加载的匹配网络的设计约束条件以及基本的电路拓扑结构也进行了归纳和对比,并且对史密斯圆图工具中的匹配网络设计步骤进行了详细说明。其次,以微带天线基本理论为研究基础,设计了两款中心频率为433.92 MHz的PCB印刷微带天线。第一款采用单面蛇形结构的方案,它是根据传统的倒L型印刷微带天线经过变形而得到的一种新结构的天线,利用弯折技术来增加电流有效路径长度,从而在有限的天线布局空间前提下实现天线在433.92 MHz频率下工作。第二款采用双面环形结构的方案,它采用金属化过孔来连接正反两面的天线,这种设计既能增加天线的电流有效路径长度,又能有效减小天线在PCB板上的布局空间,实现天线在433.92 MHz频率下工作。仿真结果表明,两款传感器天线在中心频点433.92 MHz的回波损耗S11分别为-21.64 dB和-18.74 dB,方向图都具有全向性,其最大增益分别为-6.21 dBi和-7.68 dBi。最后,根据天线的仿真模型结构数据制作了实物,先利用矢量网络分析仪测试了天线的S参数,随后在微波暗室中测试了天线的方向图,实测结果与仿真结果表现出较好的一致性。为了进一步验证天线在轮胎监测系统中的辐射特性,把设计的天线及其匹配电路加载到轮胎监测模块中,采用频谱仪对天线辐射功率进行间接测试,测试结果显示在50 cm至150 cm距离内天线的辐射功率都能达到设计指标要求。本文所做的上述工作,即对无线温度气压传感器天线及匹配电路的分析、设计和实现,其成果对于无线温度气压传感器天线的设计研发具有广阔的应用前景。