相关申请的交叉引用
本申请要求于2019年6月19日提交的美国实用程序申请第16/445,430号的优先权，并要求于2018年6月20日提交的美国临时申请第62/687,485号、于2019年3月29日提交的美国临时申请第62/826,111号、于2018年6月20日提交的美国临时申请第62/687,505号、于2019年3月29日提交的美国临时申请第62/826,129号、于2018年6月20日提交的美国临时申请第62/687,633号以及于2019年3月29日提交的美国临时申请第62/826,145号的权益。上述申请的全部公开内容通过引用合并于本文中。
技术领域
本公开涉及在被动进入/被动启动系统中实现的圆极化四线天线电子设备。
背景技术
该部分提供与本公开有关的背景信息，并且不一定是现有技术。
传统的被动进入/被动启动(PEPS)系统是包括无钥匙进入系统的车辆系统，如果用户拥有先前已与车辆中央PEPS电子控制单元(ECU)配对的智能钥匙，则该用户可以访问各种车辆功能。作为一个示例，拥有智能钥匙的用户可以通过抓住门把手来解锁并进入车辆。作为另一个示例，拥有智能钥匙的用户可以通过按下智能钥匙上的按钮来激活车辆功能。响应于按下按钮，中央PEPS ECU认证智能钥匙以确定智能钥匙是否被授权访问车辆，并使用由多个传感器获得的信号强度来估计智能钥匙与车辆之间的距离以及智能钥匙相对于车辆的位置。如果智能钥匙被认证并且位于授权区域内，则PEPS系统使相应的车辆功能对用户可用(即，车辆被启动)。
传统的PEPS系统使用专有等级的无线电协议，该协议使用大约125kHz的低频(LF)信号。通过传统的PEPS系统来实现LF系统，因为波传播可以通过使用例如2米的目标激活范围内的信号强度来相对准确地估计智能钥匙与车辆之间的距离以及智能钥匙相对于车辆的位置。然而，由于相对于车辆天线和智能钥匙接收器的尺寸而言，LF信号的波长非常长，因此很难在合理的功耗和安全发射功率水平内使用超过几米的LF系统而可靠地与智能钥匙通信。因此，当智能钥匙的位置离车辆几米远时，很难使用户使用车辆的任何功能。
因此，目前由智能设备(例如，智能手机和可穿戴设备)来实现智能钥匙，其中，智能设备能够在大于LF系统的激活范围(例如100米)的范围内进行通信。因此，智能设备使能各种车辆功能的可用性和远距离隔离功能，例如被动式迎宾照明、远程停车应用中的距离限制等。
但是，当前的PEPS系统的天线系统可能会阻止PEPS系统准确估计用于在智能钥匙终端与车辆之间进行信号传输的RSSI功率、RSSI功率的距离和角度、差分RSSI功率、三边测量、三角测量以及相关的指纹位置值。当前的PEPS系统的天线系统还可能阻止PEPS系统准确地估计智能钥匙相对于车辆的位置。
发明内容
本部分提供了本公开的总体概述，而不是其全部范围或其所有特征的全面公开。
公开了一种装置，其包括具有通路的主体，其中：每个通路包括第一部分、第二部分和第三部分；每个通路的第一部分位于主体的第一表面上；每个通路的第二部分位于主体的第二表面上；每个通路的第二部分形成螺旋形；每个通路的第三部分位于主体的第三表面上；第一表面与第二表面不平行；并且第三表面和第二表面不平行。该装置包括：天线元件，其中每个天线元件被设置在相应的通路之一中，并且天线元件被配置为接收射频(RF)信号；以及接地平面，其耦合到每个天线元件的第一端。
在一些实施例中，接地平面是印刷电路板的多个层中的第一层。在一些实施例中，主体包括延伸穿过主体的中间部分的孔。在一些实施例中，该装置包括物理地耦合到主体的第二表面的包围元件。在一些实施例中，包围元件包括介电材料。在一些实施例中，包围元件和接地平面协作以限定间隙。
在一些实施例中，每个天线元件的第一端位于主体的第一表面上方。在一些实施例中，每个天线元件连接到至少一个阻抗匹配电路。在一些实施例中，至少一个阻抗匹配电路中的每一个包括以下中的至少一个：(i)电感器和电容器以及(ii)平衡-不平衡变换器(balun)。在一些实施例中，包围元件和主体协作以限定间隙。
在一些实施例中，该装置包括电连接到天线元件的耦合器电路，并且对于带有四个天线元件的天线(或天线系统)，将天线元件信号以接近360°的均匀细分，例如在0°或接近0°，在90°或接近90°，在180°或接近180°，及在270°或接近270°的相位偏移组合成单个信号。在一些实施例中，耦合器电路包括分立的电阻器、电容器、电感器和延迟线。
在一些实施例中，耦合器电路包括混合设备。在一些实施例中，耦合器电路在印刷电路板上被印刷或蚀刻。在一些实施例中，主体由高介电材料组成，从而允许减小装置的尺寸。在一些实施例中，主体由可注射模制的材料构成。在一些实施例中，通路包括狭槽。在一些实施例中，天线元件是扁平金属带。在一些实施例中，天线元件是冲压件。在一些实施例中，天线元件被印刷，沉积或蚀刻到主体上。在一些实施例中，天线元件是导体。
在一些实施例中，接地平面是印刷电路板的多个层中的层。在一些实施例中，接地平面是在印刷电路板的多个层中的、在导电垫层下方的导电层。
在一些实施例中，将天线元件通孔焊接到印刷电路板上。在一些实施例中，天线元件被表面贴装焊接到印刷电路板上的焊盘上。在一些实施例中，天线元件被压配合到印刷电路板中。在一些实施例中，沿着主体的第一表面的天线元件的尺寸被设置为调谐天线频率性能。在一些实施例中，沿着主体的第三表面和印刷电路板焊盘表面的天线元件的尺寸和位置被设置成从接地平面开始，以调谐天线频率性能。
在一些实施例中，主体包括塑料热桩，该塑料热桩突出穿过印刷电路板并且被熔化以将天线元件的组件附接到印刷电路板上。
在一些实施例中，主体包括天线元件支撑突起，其从主体向外延伸并支撑天线元件的部分。在一些实施例中，天线元件被(i)通孔焊接到印刷电路板上，(ii)被表面贴装焊接到印刷电路板上的焊盘上，或者(iii)被压配合到印刷电路板中。在一些实施例中，主体包括位于中央的凹口或缺口。
公开了一种系统，其包括主体。每个主体具有多个通路和多个天线元件，其中：每个通路包括第一部分、第二部分和第三部分；每个通路的第一部分位于相应主体的第一表面上；每个通路的第二部分位于相应主体的第二表面上；每个通路的第二部分形成螺旋形；每个通路的第三部分位于相应主体的第三表面上；相应主体的第一表面和第二表面不平行；相应主体的第三表面和第二表面不平行。每个天线元件被设置在通路中的相应通路中，并且天线元件被配置为接收RF信号。该系统还包括耦合到每个天线元件的第一端的接地平面。
在一些实施例中，接地平面是印刷电路板的多个层中的第一层。在一些实施例中，每个主体包括延伸穿过相应主体的中间部分的孔。
在一些实施例中，每个主体的第二表面物理地耦合到多个包围元件中的相应一个。在一些实施例中，包围元件包括介电材料。在一些实施例中，接地平面和每个包围元件协作以限定相应的间隙。
在一些实施例中，每个天线元件的第一端位于相应主体的第一表面上方。在一些实施例中，天线元件分别连接到至少一个阻抗匹配电路。在一些实施例中，至少一个阻抗匹配电路包括(i)电感器和电容器以及(ii)平衡-不平衡变换器中的至少一个。在一些实施例中，包括每个主体的中心点的第一线与包括接地平面的中心点的第二线平行。
在一些实施例中，该系统可以包括耦合器电路，该耦合器电路电连接到天线元件并且被配置为对于带四个天线元件的天线以接近360°的均匀细分(例如，接近0°、90°、180°和270°)的相位偏移将天线元件信号组合成单个信号。在一些实施例中，耦合器可以由分立的电阻器、电容器、电感器和延迟线构成。在一些实施例中，耦合器的部分可以在印刷电路板上印刷或蚀刻。
在一些实施例中，主体由高介电材料构成，从而允许减小装置的尺寸。在一些实施例中，主体由可注射模制的材料构成。在一些实施例中，通路包括狭槽。在一些实施例中，天线元件是扁平金属带。在一些实施例中，天线元件是冲压件。在一些实施例中，天线元件被印刷或沉积或蚀刻到主体上。在一些实施例中，天线元件是导体。
在一些实施例中，接地平面是印刷电路板的多个层中的在导电垫层之后的第一导电层。在一些实施例中，天线元件被通孔焊接到印刷电路板上。
在一些实施例中，天线元件被表面贴装焊接到印刷电路板上的焊盘上。在一些实施例中，天线元件被压配合到印刷电路板中。在某些实施例中，沿着主体的第一表面的天线元件的尺寸被设置为调谐天线频率性能。在一些实施例中，沿着主体的第三表面和印刷电路板焊盘表面的天线元件的尺寸和位置被设置成从接地平面开始，以调谐天线频率性能。
在一些实施例中，主体包括塑料热桩，塑料热桩穿过印刷电路板突出并且被熔化以将天线元件的组件附接到印刷电路板上。
公开了一种系统，其包括天线，其中每个天线(i)包括多个导电元件，并且(ii)是圆极化的。导电元件被配置为接收RF信号。每个导电元件的第一端电耦合到印刷电路板(PCB)。PCB包括多个耦合器电路和开关电路。每个耦合器电路被配置为组合在各个输入端口处接收的RF信号。每个耦合器电路被配置为基于组合的RF信号向开关电路输出信号。所述开关电路被配置为基于所述开关电路的至少一个控制端口被控制信号选择性地激活而选择性地输出所述信号之一。该系统还包括微控制器，该微控制器被配置为使用被配置为执行存储在非暂时性计算机可读介质中的指令并且基于信号中的至少一个，确定与天线相关联的到达角，或与多个天线相关联的RSSI，天线与另一个无线电模块之间的往返飞行时间，或者与具有另一个无线电模块的天线相关联的基于载波相位的测距距离。除了执行所述确定之外或作为执行所述确定的替代，处理器还可以发送与天线相关联的离开角信号或与天线相关联的一致功率电平RSSI信号。
在一些实施例中，沿着与处理器正在测量到达角或发射离开角的线平行的线设置两个或更多个天线。
在一些实施例中，耦合器电路包括分立的电阻器、电容器、电感器和/或延迟线。在一些实施例中，耦合器电路包括混合设备。在一些实施例中，耦合器电路是印刷电路板的印刷或蚀刻层。
在一些实施例中，开关电路被配置为：响应于在第一控制端口处接收到控制信号，选择性地接收或发送与天线中的第一天线相关联的信号中的一个；响应于在第二控制端口处接收到控制信号，选择性地接收或发送与多个天线中的第二天线相关联的第二信号；响应于在第一控制端口和第二控制端口处接收到控制信号，选择性地接收或发送与多个天线中的第三天线相关联的第三信号。
在一些配置中，该系统包括配置成向至少一个控制端口提供控制信号的控制电压生成器电路。在一些配置中，该系统包括控制电压生成器电路，该控制电压生成器电路被配置为：接收第一逻辑信号，其中该第一逻辑信号具有第一电压值；以及并通过调节第一逻辑信号的第一电压值来产生具有第二电压值的控制信号。在一些配置中，控制电压生成器电路是电压调节器电路。在一些配置中，第二电压值被配置为向开关电路提供功率。
在一些配置中，该系统包括电压调节器电路，该电压调节器电路被配置为：从电源接收功率信号，其中该功率信号具有第一电压值；以及并通过调节电源信号的第一电压值来产生具有逻辑电压值的第一逻辑信号，其中，逻辑电压值小于第一电压值，逻辑电压值被配置为向开关电路提供功率。在一些配置中，系统包括静电放电保护电路，该静电放电保护电路被配置为保护开关电路免于遭受静电放电。
在一些配置中，系统包括输入滤波器电路，其将相应的耦合器电路电耦合至开关电路。在一些配置中，每个输入滤波器电路包括去耦电容器。
在一些配置中，每个天线包括：具有通路的主体，其中：每个通路包括第一部分、第二部分和第三部分；每个通路的第一部分位于主体的第一表面上；每个通路的第二部分位于主体的第二表面上；每个通路的第二部分形成螺旋形。每个通路的第三部分位于主体的第三表面上；每个导电元件设置通路中的相应一个通路中。
在一些配置中，每个导电元件的第一端被电容性地耦合到PCB的接地平面。在一些配置中，系统包括与另一外围设备的点对点或多点电子通信接口。在一些配置中，系统包括与另一外围设备的本地互连网络(LIN)电子通信接口。在一些配置中，该系统包括LIN收发器，该LIN收发器被配置为经由LIN总线与外围设备通信。
在一些配置中，微控制器被配置为基于信号确定与天线中的天线对相关联的相角差。在一些配置中，相角值是指信号的同相分量和正交分量之间的角度。
在一些配置中，微控制器被配置为接收与多个天线中的第一天线相关联的信号之一；所述微控制器被配置为基于所述信号之一来确定与所述天线之一相关联的相角值。
在一些配置中，微控制器被配置为基于信号确定与信号和天线相关联的到达角。在一些配置中，微控制器被配置为基于信号确定与信号和天线相关联的RSSI。
在一些配置中，微控制器被配置为基于信号来确定与信号以及天线和其他无线电模块相关联的基于往返飞行时间的距离。在一些配置中，微控制器被配置成基于信号来确定与信号以及天线和其他无线电模块相关联的基于载波相位的测距距离。
在一些配置中，微控制器被配置为接收与多个天线中的第二天线相关联的第二信号。微控制器被配置为基于第二信号来确定与多个天线中的第二天线相关联的相角值；并且微控制器被配置为基于(i)与天线之一相关联的相角值和(ii)与天线中第二天线相关联的相角值来确定相角差。
在一些配置中，微控制器被配置成发送以下各项中的至少一项：(i)与天线之一相关联的相角差值到外围设备，(ii)与一对天线与外围设备之间传输的RF信号相对应的，与相角差值相关联的到达角值；(iii)RSSI信息到外围设备；(iv)天线与外围设备之间的往返飞行时间距离信息；以及(iv)基于载波相位的测距距离信息到外围设备；(v)与天线中的第二天线相关联的相角值，第二天线用于向外围设备或从外围设备传输的信号；以及(vi)用于向外围设备或从外围设备传输信号的相角差。在一些配置中，微控制器包括
在某些配置中，外围设备命令微控制器对选定的RF设备地址消息进行测量。在一些配置中，外围设备命令微控制器在彼此通信或广播的RF设备上进行测量(或“嗅探”)。这可以在微控制器没有与RF设备建立RF连接的情况下完成。在一些配置中，微控制器被配置为基于其发送到天线的信号向其他无线电模块发送固定的RSSI基本功率电平。在一些配置中，微控制器被配置为基于其发送到天线的信号向其他无线电模块发送离开角度信息。
在一些配置中，微控制器包括蓝牙收发器电路，该蓝牙收发器电路被配置为经由
在一些配置中，一组导电元件的第一端连接至阻抗匹配电路，该阻抗匹配电路将导电元件电耦合至PCB的接地平面。在一些配置中，阻抗匹配电路包括平衡-不平衡变换器。
公开了一种方法，该方法包括使用天线系统经由第一通信信道接收信号，其中，天线系统以方位角接收信号。该方法还包括使用配置为执行存储在非暂时性计算机可读介质中的指令的处理电路，确定天线系统的一对天线之间的第一通信信道相角差。每个第一通信信道相角差对应于一个方位角。该方法包括使用天线系统经由第二通信信道接收第二信号，其中天线系统以方位角接收第二信号。
该方法还包括使用该处理电路来确定该对天线之间的第二通信信道相角差，其中每个第二通信信道相角差对应于一个方位角。该方法包括使用处理电路基于第一通信信道相角差来生成第一参考曲线。该方法还包括使用处理电路基于第二通信信道相角差来生成第二参考曲线。该方法包括使用处理电路生成校准曲线，其中该校准曲线基于第一参考曲线和第二参考曲线的插值。
在一些实施例中，该方法包括使用处理电路确定相角差极限，其中每个相角差极限与第一通信信道和第二通信信道之一相关联。
在一些实施例中，该方法包括使用处理电路将校准曲线和相角差极限存储在校准索引中。在一些实施例中，校准索引的校准索引值根据射频和/或通信信道而变化。在一些实施例中，生成第一参考曲线还包括使用处理电路使用低通滤波器对第一通信信道相角差进行滤波。
在一些实施例中，生成第二参考曲线还包括：使用处理电路使用低通滤波器对第二通信信道相角差进行滤波。在一些实施例中，低通滤波器是有限脉冲响应低通滤波器。
在一些实施例中，第一参考曲线和第二参考曲线的插值是(i)第一参考曲线的相角差和(ii)第二参考曲线的相角差的平均值。
在一些实施例中，该方法包括使用处理电路生成附加参考曲线，其中，每个附加参考曲线与天线系统的每个剩余通信信道之一相关联。
在一些实施例中，该方法包括使用处理电路基于第一参考曲线、第二参考曲线和每个附加参考曲线的插值来生成校准曲线。
在一些实施例中，第一通信信道、第二通信信道以及其余的每个通信信道与
公开了一种系统，该系统包括天线系统，其中，该天线系统被配置为经由第一通信信道并以方位角接收信号；以及经由第二通信信道并以方位角接收第二信号。该系统还包括配置为执行存储在非暂时性计算机可读介质中的指令的处理电路。指令包括使用处理电路确定天线系统的一对天线之间的第一通信信道相角差，其中每个第一通信信道相角差对应于一个方位角。所述指令包括使用所述处理电路确定所述一对天线之间的第二通信信道相角差，其中每个所述第二通信信道相角差对应于一个方位角。指令包括使用处理电路基于第一通信信道相角差来生成第一参考曲线。该指令包括使用处理电路基于第二通信信道相角差来生成第二参考曲线。该指令还包括使用处理电路生成校准曲线，其中校准曲线基于第一参考曲线和第二参考曲线的插值。
在一些实施例中，指令还包括使用处理电路确定相角差极限，其中每个相角差极限与第一通信信道和第二通信信道之一相关联。在一些实施例中，指令还包括使用处理电路将校准曲线和相角差极限存储在校准索引中。
在一些实施例中，生成第一参考曲线还包括使用处理电路使用低通滤波器对第一通信信道相角差进行滤波。在一些实施例中，生成第二参考曲线还包括使用处理电路使用低通滤波器对第二通信信道相角差进行滤波。在一些实施例中，低通滤波器是有限脉冲响应低通滤波器。
在一些实施例中，第一参考曲线和第二参考曲线的插值是(i)第一参考曲线的相角差和(ii)第二参考曲线的相角差的平均值。
在一些实施例中，指令还包括使用处理电路生成附加参考曲线，其中，每个附加参考曲线与天线系统的每个剩余通信信道之一相关联。在一些实施例中，指令还包括使用处理电路基于第一参考曲线、第二参考曲线和每个附加参考曲线的插值来生成校准曲线。
在一些实施例中，第一通信信道、第二通信信道和其余的每个通信信道与
根据本文提供的描述，其他应用领域将变得显而易见。该发明内容中的描述和特定示例仅旨在用于说明的目的，并不旨在限制本公开的范围。
附图说明
本文描述的附图仅出于所选实施例而不是所有可能的实现方式的说明性目的，并且无意于限制本公开的范围。
图1是根据本公开的实施例的车辆和便携式设备的图示。
图2是根据本公开的实施例的车辆和便携式设备的功能框图。
图3是根据本公开的实施例的车辆的传感器的功能框图。
图4是根据本公开的车辆的通信网关的功能框图。
图5是根据本公开的实施例的示例天线系统的图示。
图6A-6B是根据本公开的实施例的天线系统的示例性天线组件(或天线)的图示。
图7A-7D是根据本公开的实施例的包括多个天线元件的示例性天线的图示。
图8-9是根据本公开的实施例的包括天线元件的另一示例天线的图示。
图10-12是根据本公开的实施例的天线的包围元件的图示。
图13和图14是根据本公开的实施例的天线的图示。
图15示出了根据本公开实施例的包括安装在印刷电路板上的天线的一部分的印刷电路板的一部分。
图16A-16B是根据本公开的实施例的另一示例到达角测量系统的图示。
图17是根据本公开的实施例的示例微控制器的功能框图。
图18-20是根据本公开的实施例的示例控制算法的流程图。
图21是根据本公开的实施例的相角对时间的曲线图，其被提供作为相角点确定的示例的相角点的展开和对准。
图22是示出根据本公开的实施例的相角差对方位角的曲线图，图示了外部天线对的相位差。
图23是示出根据本公开的实施例的相角差对方位角的曲线图，图示了内部一对天线的相位差。
图24示出了根据本公开的实施例的确定到达角的方法。
图25是根据本公开的实施例的用于确定射频信号的同相分量和正交分量之间的相角的示例接收电路的功能框图。
贯穿附图的若干视图，相应的附图标记指示相应的部分。
具体实施方式
以具有典型的“甜甜圈”形状的线性极化模式接收和/或发射的天线不能放置在车辆的金属附近，因为该天线和金属形成组合的天线系统。车辆的金属会使天线电磁短路，从而降低链路余量。链路余量是指接收信号中用于区分例如接收信号的1和0所需的功率量。
当天线与智能钥匙或智能设备中的天线交叉极化时，典型的微定位系统中的线性极化天线具有较小的链路余量。智能钥匙的天线通常是线性极化天线。在链路上并在特定方向上传输的功率随着线性极化智能钥匙天线取向在典型的反射环境中发生变化而变化很大。这会降低PEPS系统中的微定位性能。本文公开的圆极化四线螺旋天线电子器件克服了这些限制。
圆极化贴片天线和电子器件可以放置在接地平面上和靠近接地平面上，但是它们需要在它们后面的大接地平面才能定向。在由塑料制成的车辆外部区域中，大型金属接地平面不易获得。使用接地平面制作定向天线会增加模块的尺寸，减少可将模块包装在车辆中的面积，这会使模块的使用率降低。同样，传统的圆极化贴片天线在RF域中耦合到接地层，导致天线阵列耦合在一起，从而减小了到达角和离开角微定位性能。
当在PEPS系统中实施时，在两个半球中辐射的圆极化天线(例如贴片天线)比线性极化天线具有更好的微定位性能。圆极化天线可以放置在靠近车辆金属的位置。这样做，车辆的金属可以用作接地平面。圆极化天线与接地平面相结合，可提供半球半辐射图。圆极化天线电容耦合到接地平面以及相应电子器件的电源线或接地线。这种耦合产生了一个天线系统，其接收中心随天线电子系统的布线和物理位置的变化而变化，这会降低PEPS系统的性能。
可以将圆极化天线放置为邻接车辆的金属，但是不能放置在距车辆金属任意距离的位置，因为金属可能会使天线系统短路。为了沿一个方向辐射，圆极化天线需要电子模块接地平面或车身金属接地平面，它们的信号波长大约是整个尺寸。结果，将PEPS模块包装在车辆中是困难且不实用的。根据包装的不同，PEPS系统的性能可能会受到负面影响。
本文阐述的示例包括使用具有半半球圆极化辐射图的四线螺旋天线，其将链路功率变化最小化，提供方向性接收，具有射频(RF)中心，并且随着智能钥匙天线极化的变化而最小化相位变化误差。智能钥匙的极化变化可能是由于智能钥匙的结构和智能钥匙的位置以及相对于四线螺旋天线的取向而导致的。四线螺旋天线可以放置在彼此和/或车辆金属之间任意距离的位置，并且可以包括要求的接地平面，该接地平面不大于天线。四线螺旋天线也可以以各种角度测量配置紧靠放置在一起。这些特性改善了PEPS系统的性能，并改善了PEPS系统的车辆包装，以用于接收信号强度指标(RSSI)、到达角、离开角、往返飞行时间以及基于载波相位的测距微定位技术。这种四线螺旋天线结构允许在将天线频率调谐到给定频带的同时减小天线尺寸。这种四线螺旋天线结构使信号接收特性相似，而无论智能钥匙的取向如何。
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。
参考图1-2，PEPS系统1设置在车辆30内，并且包括通信网关29、传感器31A-31J(统称为传感器31)和控制模块20。通信网关29可以被配置或编程为测量或交换RSSI、离开角发送值、到达角接收值、往返飞行时间值和/或基于载波相位的测距信息。虽然图1-2中示出了十个传感器31A-31J，但是可以使用任何数量的传感器。每个传感器31可以被配置或编程为测量或交换RSSI、离开角接收值、到达角发送值、往返飞行时间值和/或基于载波相位的测距信息。此外，虽然图2示出了一个控制模块20，但是PEPS系统1可以包括分布在整个车辆30上的一个或多个控制模块20。
一个或多个控制模块20和传感器31可以使用车辆接口45彼此通信。作为示例，车辆接口45可以包括用于主模块之间通信的控制器局域网(CAN)总线。作为另一个示例，车辆接口45可以包括用于较低数据速率通信的本地互连网络(LIN)。在其他实施例中，车辆接口45可以包括时钟扩展外围接口(CXPI)总线。附加地或替代地，车辆接口45可以包括CAN总线、LIN、CXPI、射频和电子总线通信接口的任何组合。
控制模块20包括通信网关29，通信网关29包括连接到一个或多个天线19的无线通信芯片组(或收发器)21。例如，无线通信芯片组21可以是利用BLE通信协议的低功耗蓝牙(BLE)通信芯片组。或者，可以使用其他无线通信协议，例如Wi-Fi或Wi-Fi定向。如图2所示，天线19可以位于车辆30中。可替换地，天线19可以位于车辆30外部或控制模块20内。控制模块20还可以包括链路认证模块22，该链路认证模块22认证便携式设备10，用于经由通信链路50进行通信。作为示例，链路认证模块22可以被配置为执行挑战-响应认证或其他密码验证算法，以便认证便携式设备10。
控制模块20还可包括用于推送数据的数据管理层23。作为示例，数据管理层23被配置为获得由任何模块获得的车辆信息(例如，由远程信息处理模块26获得的位置信息)，并将车辆信息发送到便携式设备10。
控制模块20还可以包括连接信息分发模块24，该连接信息分发模块24被配置为获取与通信链路50的通信信道和信道切换参数相对应的信息，并将该信息发送到传感器31。响应于传感器31通过车辆接口45从连接信息分发模块24接收信息并且传感器31与通信网关29同步，传感器31可以定位并跟随或窃听通信链路50。
控制模块20还可以包括时序控制模块25，其在链路认证模块22执行挑战-响应认证时获得与通信链路50对应的定时信息。此外，时序控制模块25被配置为经由车辆接口45将定时信息提供给传感器31。
控制模块20还可以包括远程信息处理模块26，其被配置为生成与车辆30相关联的位置信息和/或位置信息的误差。远程信息处理模块26可以由全球导航卫星系统(例如，GPS)、惯性导航系统、全球移动通信系统(GSM)系统或其他定位系统来实现。
控制模块20还可以包括安全过滤模块33，其被配置为在将信息提供给传感器处理和定位模块32之前检测对物理层和协议的违反并相应地对数据进行过滤。安全过滤模块33还可以被配置为将数据标记为已注入，以便传感器处理和定位模块32可以丢弃标记的数据并警告PEPS系统1。将来自传感器处理和定位模块32的数据提供给PEPS模块27，该模块配置为从传感器31读取车辆状态信息，以便检测用户访问车辆功能的意图，并将便携式设备10的位置与授权某些功能(例如解锁车辆30的门和/或启动车辆30)的位置集进行比较。
为了执行上述各种模块的上述功能，控制模块20还可以包括一个或多个处理器，这些处理器被配置为执行存储在非暂时性计算机可读介质中的指令，例如只读存储器(ROM)和/或随机存取存储器(RAM)。
如图1-2所示，便携式设备10可以经由通信链路50与车辆30的通信网关29通信。但不限于，便携式设备10可以是例如任何支持蓝牙的通信设备，例如智能电话、智能手表、可穿戴电子设备、智能钥匙、平板电脑设备、蓝牙发射器设备或与车辆30的用户相关联的其他设备，车辆30的用户例如为车辆30的所有者、驾驶员、乘客和/或车辆30的技术人员。附加地或替代地，便携式设备10可以被配置用于经由另一无线通信协议(例如，Wi-Fi和/或Wi-Fi直接)的无线通信。通信链路50可以是由蓝牙规范提供并由蓝牙规范定义的蓝牙通信链路。作为示例，通信链路50可以是BLE通信链路。备选地，通信链路50可以是Wi-Fi或Wi-Fi直接通信链路。
便携式设备10可以包括连接到天线13的无线通信芯片组(或收发器)11。无线通信芯片组11可以是BLE通信芯片组。备选地，无线通信芯片组11可以是Wi-Fi或Wi-Fi直接通信芯片组。便携式设备10还可以包括应用代码12，该应用代码12可以由便携式设备10的处理器执行并存储在非暂时性计算机可读介质中，例如只读存储器(ROM)或随机存取存储器(RAM)。基于应用代码12并使用无线通信芯片组11和天线13，便携式设备10可以被配置为执行各种指令，这些指令对应于例如通信链路50的认证，通过便携式设备10的全球导航卫星系统(例如GPS)传感器或加速度计获得的位置和/或速度信息的传输，以及手动激活车辆功能。
参考图3，每个传感器31包括连接到天线(或天线组件)43的无线通信芯片组41，天线43可以包括多个天线元件。每个传感器31中可以包括任何数量的天线43。在图3中，示出了三个天线43a，43b和43c。无线通信芯片组41可以是BLE通信芯片组。备选地，无线通信芯片组41可以是Wi-Fi或Wi-Fi直接通信芯片组。如图3所示，天线43可以位于传感器31的内部。可替换地，天线43可以位于传感器31的外部。下面参考图5-12更详细地描述天线43。
控制模块20，更具体地，通信网关29，可以与便携式设备10建立安全通信连接，例如通信链路50。例如，控制模块20可以使用BLE通信协议来建立安全通信连接。然后，控制模块20可以将关于安全通信连接的信息(例如定时和同步信息)传送给每个传感器31。例如，控制模块20可以传送关于安全通信连接的信息，例如下一个通信连接事件的定时，通信连接事件之间的时间间隔，下一个通信连接事件的通信信道，信道映射，用于计算后续通信连接事件的信道的信道跳变间隔或偏移，通信等待时间信息，通信抖动信息等。传感器31然后可以窃听由便携式设备发送到控制模块20的通信分组，并且可以测量从便携式设备10接收的信号的信号信息。例如，传感器31可以测量接收到的信号强度，并确定接收信号强度指标(RSSI)值。附加地或替代地，传感器31可以确定从便携式设备10接收到的信号的其他度量，例如到达角、到达时间、离开角、到达时间差、往返飞行时间距离、基于载波相位的测距距离等。
传感器31然后可以将测量的信息传送到控制模块20，控制模块20然后可以基于从每个传感器31接收到的测量信息来确定便携式设备10的位置或到便携式设备10的距离。例如，控制模块20可以基于例如由各种传感器31从便携式设备10接收的各种信号的RSSI值的模式来确定便携式设备10的位置。例如，相对较强的RSSI通常指示便携式设备10更近，而相对较弱的RSSI通常指示便携式设备10更远。通过分析用于便携式设备10与每个传感器31发送的通信信号的RSSI，控制模块20可以确定便携式设备10相对于车辆30的位置或相对于车辆30的距离。另外地或可替代地，控制模块20还可以使用由便携式设备10发送并由传感器31接收的信号的到达角或到达时间差测量值来确定便携式设备10的位置。另外地或可替代地，传感器31本身可以基于测量的信息确定便携式设备10的位置或到便携式设备10的距离，并且可以将该位置或距离传送到控制模块20。
然后，基于所确定的便携式设备10相对于车辆30的位置或距离，PEPS系统1可以授权或执行车辆功能，例如解锁车辆30的门，解锁车辆30的后备箱，启动车辆30，和/或允许车辆30启动。例如，如果便携式设备10小于到车辆30的第一距离阈值，则PEPS系统1可以激活车辆30的内部或外部光。如果便携式设备10小于到车辆30的第二距离阈值，则PEPS系统1可以解锁车辆30的门或后备箱。如果便携式设备10位于车辆30的内部，则PEPS系统1可以允许车辆30起动。
参考图3，当使用BLE通信协议时，传感器31使用天线43接收BLE信号，并且具体地，使用BLE物理层(PHY)控制器46接收BLE物理层消息。传感器31可以被配置为观察BLE物理层消息并使用由信道图重构模块42产生的信道图获取相关信号的物理特性的测量，包括例如接收信号强度指标(RSSI)。另外地或可替代地，传感器31可以经由车辆接口45彼此通信和/或与通信网关29通信以确定多个传感器31接收到的信号的到达时间差、到达时间或到达角数据。
定时同步模块44被配置为精确地测量车辆接口45上的消息的接收时间，并且将定时信息传递给无线通信芯片组41。无线通信芯片组41被配置为基于信道图信息和定时信号将PHY控制器46在特定时间调谐到特定频道。此外，当使用BLE通信协议时，无线通信芯片组41被配置为观察所有符合蓝牙物理层规范的物理层消息和数据，包括例如在蓝牙规范版本5.0中提出或采用的正常数据速率。数据、时间戳和测量的信号强度可以由无线通信芯片组41通过车辆接口45报告给控制模块20的各个模块。
参考图4，通信网关29包括连接到天线19以接收BLE信号的无线通信芯片组41。当使用BLE通信协议时，无线通信芯片组41实现例如符合BLE规范(即，蓝牙规范版本5.0)的蓝牙协议栈48。无线通信芯片组41还可以包括由应用代码实现的应用47，该应用代码可以由无线通信芯片组41的处理器执行。另外地或可替代地，应用47可以由控制模块20的处理器执行并且可以被存储在控制模块20的非暂时性计算机可读介质中。
应用47可以包括与蓝牙规范之外的修改相对应的代码，以使无线通信芯片组41能够检查由无线通信芯片组41发送和接收的带有时间戳的数据，而与数据的有效性无关。例如，应用47使无线通信芯片组41能够将发送和接收的数据与期望进行比较。通信网关29被配置为经由车辆接口45将实际发送和接收的数据发送至控制模块20的各个模块。可替代地，通信网关29可以被配置为经由车辆接口45从每个传感器31接收数据。应用47可以进一步配置为使无线通信芯片组41能够确认每个传感器31在正确的时间接收到正确的数据。
蓝牙协议栈48被配置为向应用47提供信道图、访问标识符、下一信道以及到下一信道的时间。蓝牙协议栈48被配置为将用于发送和接收事件的时间戳的定时信号输出到应用47和/或无线通信芯片组41的数字PIN输出。通信网关29还包括定时同步模块44，其被配置为接收定时信号并且与车辆接口45一起工作以产生精确的连接信息消息和其他通信的时间戳。
继续参考图4，通信网关29可以分别向时序控制模块25提供定时信息和信道图信息。通信网关29可以被配置为将与正在进行的连接相对应的信息提供给连接信息分发模块24，并将定时信号提供给时序控制模块25，以使传感器31可以找到并跟随或窃听通信链路50。
参考图5，示出了天线系统58的示例图示。天线系统58可以被配置或编程为交换RSSI、离开角发送值、到达角接收值、往返飞行时间值和/或基于载波相位的测距信息。尽管该实施例示出了三个天线60，但是天线系统58中可以包括任何数量的天线。尽管该实施例示出了线性地设置的三个天线60，但是天线60可以以其他构造例如三角形设置。可替代地，可以设置两个天线60。备选地，可以使用四个天线60，并且可以例如线性地或以菱形配置地设置四个天线60。如下面进一步详细描述的，天线60可以电容耦合到具有多个层的印刷电路板(PCB)的接地平面70。
在一个实施例中，天线60是圆极化的，从而使PCB或与PCB通信的控制模块20能够例如准确地确定通信链路50相对于相应传感器31的到达角。此外，圆极化使得便携式设备10与天线60之间的牢固的直接链路成为可能，这些链路在RSSI、到达角、往返飞行时间距离以及基于载波相位的测距距离测量中具有较少的便携式设备取向变化。
天线60可以在第一方向上具有大的增益模式，并且在其余每个方向上具有较低的增益模式。此外，大增益模式和低增益模式可各自近似均匀。另外，大增益模式可以与前瓣相关联，而较低增益模式之一可以与后瓣相关联，其中前瓣和后瓣近似对称并且具有大于1的前后增益比。举例来说，天线60可各自具有前瓣，其具有从90°穿过0°到-90°的大且近似均匀的增益值；以及后瓣，其具有从90°穿过180°到-90°的较小且近似均匀的增益值。通过实现具有大的前后增益比的天线60，天线系统58防止了天线60的耦合效应影响传感器31的发射/接收特性。此外，通过实现具有大的前后增益比的天线60，天线系统58提供了无反射的环境，因此，反射、多径衰落衍射、折射以及其他幅度移动噪声源均可以忽略不计或不存在。
此外，天线60可具有大的半功率波束宽度(即3dB角宽度)，从而使天线系统58能够沿着天线系统58的边缘准确地接收信号，例如距孔视线±90°。
天线60还可以物理地耦合到接地平面70的中心位置。作为示例，每个天线60的中心点可以形成平行于包括接地平面70的中心点的第二线的第一线。这样，控制模块20可以基于天线系统58能够提供不受便携式设备10的取向影响的最佳相角差模式而准确地确定通信链路50的到达角。
在其他实施例中，天线60可以不物理地耦合到接地平面70的中心位置(即，在接地平面70的顶部或底部附近)。此外，虽然沿接地平面70的中心以直线示出了天线60，但是在其他实施例中，一个或多个天线60可以不沿接地平面70的中心定位。另外，一个或多个天线60可以相对于其余天线60和/或接地平面70升高。
参考图6A-6B，示出了天线60的详细图示。天线60可以包括主体80和天线元件90、92、94、96，主体80包括顶表面80A、侧表面80B和底表面80C(在图7C和图7D中示出)。在一些实施例中，主体80可包括延伸穿过主体80的中间部分的孔100，如图6B所示。主体80可以由坚固的电绝缘体例如注入陶瓷的塑料来实现。在下文中参照图7A-7D更详细地描述主体80。
天线元件90、92、94、96被配置为接收射频(RF)信号，诸如BLE信号、Wi-Fi信号和/或Wi-Fi直接信号。天线元件90、92、94、96可以包括例如铜线、传输线或其他类似的导电材料。另外，天线元件90、92、94、96沿着主体80的每个表面设置。如参照图7A-7D和图8进一步详细描述的，天线元件90、92、94、96每个可以沿着主体80的相应通路(例如，狭槽、结构突起、指定表面等)设置。
参考图7A-7B，示出了主体80的详细图示。在一个实施例中，主体80包括通路110、112、114、116，每个通路被配置为接收天线元件90、92、94、96之一。在一个实施例中，通路110、112、114、116可以使用铣削工具或激光雕刻工艺形成。
此外，通路110包括位于顶表面80A上的第一部分110-1和位于侧表面80B上的第二部分110-2；通路112包括位于顶表面80A上的第一部分112-1和位于侧表面80B上的第二部分112-2；通路114包括位于顶表面80A上的第一部分114-1和位于侧表面80B上的第二部分114-2；通路116包括位于顶表面80A上的第一部分116-1和位于侧表面80B上的第二部分116-2。此外，通路110、112、114、116可沿着主体80的至少一个表面形成螺旋形。另外，主体80包括安装元件120-1、120-2，其被配置为将主体80物理地耦合到PCB(未显示)。
参考图7C-7D，示出了主体80的底表面80C的另外的详细图示。安装元件120-1、120-2、120-3、120-4(统称为安装元件120)附接到底表面80C，并且如上所述，被配置为将主体80物理地耦合到PCB(未显示)。另外，通路110包括位于底表面80C上的第三部分110-3；通路112包括位于底表面80C上的第三部分112-3；通路114包括位于底表面80C上的第三部分114-3；通路116包括位于底表面80C上的第三部分116-3。
参考图8-9，示出了天线元件90、92、94、96的详细图示。天线元件90包括第一部分90-1、第二部分90-2和第三部分90-3；天线元件92包括第一部分92-1、第二部分92-2和第三部分92-3；天线元件94包括第一部分94-1、第二部分94-2和第三部分94-3；天线元件96包括第一部分96-1、第二部分96-2和第三部分96-3。
在一个实施例中，各个天线元件90、92、94、96的第一部分90-1、92-1、94-1、96-1设置在相应通路110、112、114、116的第一部分110-1、112-1、114-1、116-1中。作为示例，各个天线元件90、92、94、96的第一部分90-1、92-1、94-1、96-1可以弯曲，使得它们完全设置在相应通路110、112、114、116的第一部分110-1、112-1、114-1、116内。在其他实施例中，各个天线元件90、92、94、96的第一部分90-1、92-1、94-1、96-1可以弯曲，使得它们不完全设置在相应通路110、112、114、116的第一部分110-1、112-1、114-1、116内，如图9所示。天线元件90、92、94、96的第一部分90-1、92-1、94-1、96-1也可以由提供电容性负载的电容性顶部负载部件来实现，从而减小了天线60的尺寸。
各个天线元件90、92、94、96的第二部分90-2、92-2、94-2、96-2设置在相应通路110、112、114、116的第二部分110-2、112-2、114-2、116-2中。作为示例，各个天线元件90、92、94、96的第二部分90-2、92-2、94-2、96-2可以它们被完全设置在相应通路110、112、114、116的第二部分110-2、112-2、114-2、116-2内。
各个天线元件90、92、94、96的第三部分90-3、92-3、94-3、96-3设置在相应通路110、112、114、116的第三部分110-3、112-3、114-3、116-3中。作为示例，各个天线元件90、92、94、96的第三部分90-3、92-3、94-3、96-3可以弯曲，以使它们完全设置在相应通路1 10、112、114、116的第三部分110-3、112-3、114-3、116-3内。此外，各个天线元件90、92、94、96的第三部分90-3、92-3、94-3、96-3可以经由诸如铜的导电元件电容性地耦合到接地平面70。在其他实施例中，各个天线元件90、92、94、96的第三部分90-3、92-3、94-3、96-3可以被弯曲，使得它们不完全设置在相应通路110、112、114、116的第三部分110-3、112-3、114-3、116-3内，如图10所示。
天线元件90、92、94、96的第三部分90-3、92-3、94-3、96-3可以被配置为执行阻抗匹配功能。作为示例，第三部分90-3、92-3、94-3、96-3可以由传输线来实现，该传输线的长度与天线的四分之一波长相关联并且具有预定的阻抗以便在与BLE信号相关的频率(2.4GHz)下将源(即天线元件90、92、94、96的第一部分和第二部分)的阻抗匹配负载(即天线元件90、92、94、96的第三部分90-3、92-3、94-3、96-3)的阻抗。
在其他实施例中，第三部分90-3、92-3、94-3、96-3可以包括被配置为将天线元件90、92、94、96的第一部分和第二部分的平衡源阻抗与第三部分90-3、92-3、94-3、96-3的不平衡负载阻抗隔离。具体而言，第三部分90-3、92-3、94-3、96-3可各自包括或连接至平衡-不平衡变换器和/或其他阻抗匹配电路元件，平衡-不平衡变换器和/或其他阻抗匹配电路元件将第三部分90-3、92-3、94-3、96-3的阻抗与天线元件90、92、94、96的第一部分和/或第二部分的阻抗匹配。
附加地或替代地，第三部分90-3、92-3、94-3、96-3可以包括用于匹配阻抗的滤波电路，例如电阻器-电感器-电容器(RLC)网络、电感器-电容器(LC)网络以及其他类似的滤波电路。作为更具体的示例，第三部分90-3、92-3、94-3、96-3可以包括L网络、T网络或π网络LC电路之一。此外，可以选择和设置滤波电路的电感器、电阻器和/或电容器，使得天线60的谐振频率对应于BLE信号的频率(2.4GHz)。
继续参考图9，主体80和接地平面70可以协作以限定气隙。气隙可以被配置成减小天线元件90、92、94、96的第三部分90-3、92-3、94-3、96-3的电容。在其他实施例中，安装元件120可以被去除，因此，主体80可以基本上与接地平面70或PCB的其他层齐平。
参考图10-12，示出了包围元件130的示例性图示。在一个实施例中，包围元件130物理地耦合到主体80的侧表面80B，并且被配置为包围天线元件90、92、94、96，如图10所示。在其他实施例中，在图11中被示为包围元件130-1、130-2的包围元件130物理耦合到主体80的侧表面80B，并且被配置为包围天线元件90、92、94、96以及接地平面70和主体80之间的气隙。在一些实施例中，如图12所示，包围元件130和主体80可协作以在它们之间限定气隙。作为示例，包围元件130可以由具有高介电常数(例如，ε＞10)的介电材料实现。
参照图13-14，示出了包括天线主体80'的天线60'，该天线主体80'包括顶表面80A'、侧表面80B'和底表面80C'。天线60'类似于图7A-7C的天线60，但不包括狭槽，包括热桩131，以及天线元件支撑突起132。突起132可以一体地形成为天线主体80'的一部分。天线主体80'可以包括居中定位的凹口(或缺口)133。在一个实施例中，设置居中定位的孔(例如，沉孔)代替凹口133设置。凹口133可以居中位于顶表面80A'或底表面80C'上以减小信号干扰。凹口133的位置，大小和形状可以实现最大的RF性能，并且可以是天线主体80'的注射成型工艺中的浇口的假象。热桩131可以由注模塑料形成。
天线包括在相应的侧表面80A'-80C'上的天线元件110-1'，112-1'，114-1'，116-1'，110-2'，112-2'，114-2'，116-2'，110-3'，112-3'，114-3'，116-3'。天线元件110-1'，112-1'，114-1'，116-1'，110-2'，112-2'，114-2'，116-2'，110-3'，112-3'，114-3'，116-3'可以是表面沉积的迹线(或电极)。突起132的厚度用于调节天线元件110-3'，112-3'，114-3'，116-3'与相应印刷电路板中的接地平面之间的距离。可以调节这些距离，以调节天线元件与接地平面之间的寄生电容，并调谐由天线60'发射的RF频率。
图15示出了印刷电路板的部分134和具有天线主体136的天线的部分135的示例。天线主体136包括类似于图14的天线元件支撑突起132的天线元件支撑突起(例如，天线元件支撑突起137)。印刷电路板134包括多个层，该多个层包括第一介电层138、第二介电层139、接地平面层140、第三介电层141、导电层142和基层143。基层143可能包括多个层。作为示例，提供了该层的堆叠，这些层可以不同地堆叠，并且一个或多个中间层可以设置在所示的每对相邻层之间。
天线元件144设置在天线元件支撑突起132的底表面上，并且经由例如导电膏146与导电垫145接触。导电垫可以与印刷电路板的顶表面147齐平，如图所示，或者可以表面安装在顶表面147上。导电垫145经由互连元件148连接到导电层142，该互连元件148延伸穿过接地平面层140的开口149。在天线元件144和接地平面层140之间存在寄生电容。对于安装在天线主体136的天线元件支撑突起上的其他天线元件可能就是这种情况。
天线主体136包括热桩(示出了一个热桩151)。热桩延伸穿过印刷电路板上的相应孔。热桩的底端被加热并熔化(示出了热桩151的一个熔化端153)，以将热桩锁定到印刷电路板上。
图16A和16B(统称为图16)示出了示例电子系统4，其被配置为确定图2的通信链路50的到达角。电子系统4可以包括例如天线60或60'以及相应的天线元件90A-C，92A-C，94A-C，96A-C，耦合器电路150-1、150-2、150-3(统称为耦合器电路150)，输入滤波器电路160-1、160-2、160-3、160-1、160-2、160-3(统称为输入滤波器电路160)，开关电路170。在一个实施例中，耦合器电路150、输入滤波器电路160和开关电路170可以设置在PCB上。
如上所述，天线60或60'中的每一个被配置为在各种相位(0°，90°，180°和270°，或0°，-90°，-180°和-270°)接收由便携式设备10发送的RF信号。每个天线的天线元件分别接收不同相位的信号。作为示例，天线元件90A，92A，94A，96A可以接收0°、-90°、-180°和-270°的各个相位的RF信号。该系统4可以每个天线包括一个或多个(n)天线元件，并且耦合器电路150具有360°/n的步长的相位输入。相位的符号和正，负相位的定义以及右手和左手旋向性可能使得天线60、60'朝向天线顶表面的增益较大，而朝向天线底表面的增益较小。
在一个实施例中，成对的天线元件连接到相应的平衡-不平衡变换器和/或其他阻抗匹配电路元件，其中每个平衡-不平衡变换器具有两个输出；一个输出端连接到接地平面，另一个输出端连接到相应的一个耦合器电路150。因此，天线60、60'中的每一个可以连接到两个平衡-不平衡变换器，其中两个平衡-不平衡变换器具有连接到同一耦合器电路的两个输出。耦合器电路150可以由3dB 90°混合耦合器实现。耦合器电路150可以包括混合设备，例如混合耦合器和/或混合分离器/合并器，例如同轴连接和表面安装封装中的正交(90度)和180度混合。在一实施例中，耦合器电路150包括各自的阻抗匹配电路。
每个耦合器电路150被配置为组合从相应的天线元件接收的RF信号，并输出具有例如90°的相位差的信号。来自信号失配的反射可以经由耦合器电路150的隔离端口被提供到接地平面。
耦合器电路150被配置为经由输入滤波器电路160向开关电路170提供信号，该输入滤波器电路160可以被配置为拒绝来自与天线60、60'相关联的带外频率范围的不想要的信号。在一实施例中，输入滤波器电路160可以由一个或多个去耦电容器来实现。在一个实施例中，耦合器电路150从每个天线元件接收输入信号，将输入信号相移360°/n的倍数，其中n是元件的数量，并且将相应的所得射频信号相加地组合成单个输出信号，将输出信号提供给输入滤波器电路160。
响应于从每个耦合器电路150接收到信号，开关电路170被配置为选择性地输出信号之一。作为示例，响应于向开关电路170的第一控制端口提供控制信号(V
响应于控制模块20接收信号之一，通过放大器、0度(同相(I))和90度(正交(Q))混频器、低通滤波器、同相和正交相模数(ADC)以及将中频信号下变频为0Hz信号的处理电路发送该信号，其中处理器接收+250KHz正弦波的IQ值。
控制模块20被配置为确定天线60、60'中的相应一个天线的0Hz IF IQ信号的相角以及天线系统58的至少一对天线的0Hz IF IQ信号之间的至少一个相角差。相角是指由天线系统中的天线60、60'中的相应一个接收的信号之一的同相分量和正交分量之间的角度。
为了确定0Hz IF IQ信号的相角和至少一个相角差，控制模块20可以包括一个或多个处理器，其被配置为执行例如RAM和/或ROM的非暂时性计算机可读存储器中的指令。此外，控制模块20可以被配置为基于至少一个相位差来确定到达角。耦合器电路150、输入滤波器电路160和开关电路170可以设置在PCB上。
电子系统4使用相应的电路拓扑来生成控制信号(V
电子系统4还可被配置为将从电源(例如，输出12V的DC电源)接收的电力转换为适合于微控制器350的电压电平。在一个实施例中，保护电路250接收来自电源的电力，保护电路250被配置为抑制高频信号和噪声。作为示例，保护电路250可以包括铁氧体磁珠和旁路电容器滤波器电路。
电压调节器260从保护电路250接收滤波后的功率信号(V
LIN总线收发器280可以被配置为从微控制器350接收相角测量值，并且经由LIN总线以及扼流圈和电容器网络290将它们发送到控制模块20。另外或替代地，LIN总线收发器280可以配置为从微控制器350接收至少一个相角差或至少一个到达角测量值，并通过LIN总线以及扼流圈和电容器网络290将它们发送到控制模块20。扼流圈和电容器网络290可包括至少一个铁氧体磁珠和旁路电容器滤波器以及与所述至少一个铁氧体磁珠和旁路电容器滤波器并联电耦合的齐纳二极管。另外，LIN总线收发器280从保护电路250接收滤波后的功率信号，并且LIN总线收发器280可以包括将滤波后的功率信号转换为第二逻辑信号(V
扼流网络300和电磁干扰(EMI)滤波器电路310被配置为抑制从微控制器350接收和/或发送到微控制器350的信号中存在的噪声。扼流网络300可以通过例如多个铁氧体磁珠来实现。EMI滤波器电路310可以由例如包括EMI滤波器阵列的集成电路来实现。
调试电路320被配置为使操作员能够测试诸如微控制器350的PCB的各种电路的功能。另外，操作员可以经由调试电路320来更新和/或加载微控制器350的软件。调试电路320可以包括用于使操作员能够测试微控制器350的功能或更新其软件的各种接口，例如联合测试动作组(JTAG)标准接口或串行线调试(SWD)标准接口。
微控制器350可以被配置为经由至少一个电容器网络330在微控制器350的各个端口处接收逻辑信号(V
在一些实施例中，微控制器350可以包括蓝牙收发器电路，其使微控制器350能够经由蓝牙通信链路与外围设备进行通信。
微控制器350可以被配置为经由EMI滤波器电路340向开关电路170提供控制信号，EMI滤波器电路340可以由例如包括EMI滤波器阵列的集成电路来实现。如上所述，响应于接收到控制信号之一，开关电路170被配置为选择性地输出经由耦合器电路150接收的信号之一。作为示例，响应于将第一控制信号提供给开关电路170，开关电路170被配置为将与天线60-1相关联的信号输出到微控制器350。响应于第二控制信号被提供给开关电路170，开关电路170被配置为将与天线60-2相关联的信号输出到微控制器350。类似地，响应于第三控制信号被提供给开关电路170，开关电路170被配置为将与天线60-3相关联的信号输出到微控制器350。
响应于微控制器350接收信号之一，微控制器350被配置为确定相应天线60或60'的0Hz IF IQ信号的相角以及天线系统58的至少一个相角差。此外，微控制器350可以被配置为基于至少一个相位差来确定到达角。
参考图17，示出了微控制器350的示例功能框图。如以下进一步详细描述的，微控制器350被配置为基于由开关电路170选择性输出的信号之一来确定天线系统58的到达角。在一个实施例中，微控制器350可以包括放大器370、混频器380、本地振荡器390、滤波器和放大器395、IQ ADC 400、0Hz中频(IF)转换器402、相位差确定模块405、校准曲线生成器模块410、相角差极限确定模块420、校准索引430和到达角确定模块440。IQADC 400、0Hz IF转换器402、相位差确定模块405、校准曲线生成器模块410、相角差极限确定模块420和到达角确定模块440可以由一个或多个处理器实现，这些处理器被配置为执行存储在非暂时性计算机可读介质(例如RAM和/或ROM)中的指令。设备380、395、400和402的示例在图25中示出并在下面进一步描述。
放大器370被配置为放大信号，并且可以由例如运算放大器来实现。混频器380被配置为接收来自放大器370的放大信号和来自本地振荡器390的混合信号，以便将放大的信号改变为新的中间信号。滤波器和放大器395可以被配置为通过放大中间信号并将中间信号的频率限制为特定带宽来生成分析信号。在一个实施例中，滤波器和放大器395由运算放大器以及带通滤波器或低通滤波器来实现。在另一个实施例中，滤波器和放大器395在被实现为带通滤波器时使中频或一组频率通过。当实现为低通滤波器时，滤波器和放大器395可以使低频或一组频率通过。
作为示例，混频器380接收放大的信号，该放大的信号具有例如2.4GFIz-2.4835GHz的频率。混频器380从可以由锁相环电路实现的本地振荡器390接收混频信号，并且将放大后的信号和混频信号进行混频以产生中间信号。随后，滤波器和放大器395可以通过放大中间信号并将中间信号的频率限制到诸如250kHz的特定带宽来生成分析信号。
IQ ADC 400被配置为将中间信号从模拟信号转换为数字分析信号。0Hz IF转换器402被配置为获得数字分析信号的余弦分量(即同相分量)和正弦分量(即正交相位分量)。随后，相角差确定模块405被配置为基于余弦分量(I或同相分量)和正弦分量(Q或正交相位分量)来确定天线60(或60')的0Hz IF IQ信号的相角。作为具体示例，相角差确定模块405可以通过执行正弦分量的幅度和余弦分量的幅度的反正切函数来确定相角。此外，相角差确定模块405可以被配置为基于一对天线60中的每个天线的相角来确定天线系统58的一对天线60之间的相角差。将在下面参考图18-19进一步详细描述相角和相角差的确定。
相位差确定模块405被配置为针对便携式设备10的各个位置确定天线系统58的一对天线60之间的相角差值(例如，外部一对天线(例如，天线60-1和60-3)之间的相角差值)。作为示例，相角差确定模块405被配置为针对天线系统58和便携式设备10之间的每个方位角(即，0°-360°)确定一对天线60之间的相角差。
另外，相角差确定模块405被配置为针对便携式设备10的各种通信信道确定天线系统58的一对天线60(或60')之间的相角差值。作为示例，相角差确定模块405被配置为针对每个BLE通信信道确定一对天线60之间的相角差。
校准曲线生成器模块410被配置为基于由相位差确定模块405获得的信息来生成多个参考曲线。作为示例，校准曲线生成器410可以被配置为生成与第一BLE通信信道关联的第一参考曲线，并且第一参考曲线可以表示针对每个方位角的一对天线60的测量的相角差。此外，校准曲线生成器410可以针对每个BLE通信信道生成参考曲线，其中每个其他参考曲线代表每个方位角的一对天线60的测得的相角差值。另外，校准曲线生成器模块410被配置为基于第一参考曲线和附加参考曲线中的至少一个来生成校准曲线。下面参考图18-19更详细地描述生成参考曲线和校准曲线。
相位差极限确定模块420被配置为针对每个通信信道生成相角差极限。作为示例，相角差极限可以与距天线系统58的孔视线的预定距离相关联(例如，用于特定通信信道的相角差值极限被定义为距孔视线±80°的校准曲线上的相角差值)。作为另一示例，可以基于特定通信信道的参考曲线的几何形状来确定相角差极限。更具体地，相角差极限可以与参考曲线上的位置相关联，在该位置上参考曲线的导数变化预定量。对于每个通信信道，相角差极限可以相同。在其他实施例中，每个通信信道可以具有不同的相角差极限。
校准曲线生成器模块410和相角差极限确定模块420被配置为将校准曲线和相角差极限分别存储在校准索引430中。使用校准索引430和天线对相角度差，到达角确定模块440被配置为通过参考相应信道的校准曲线和/或相角差极限来确定便携式设备10的位置。使用相角差和通信信道，各个到达角确定模块440可以参考与第一通信信道相关联的校准曲线和/或相角差极限，并确定便携式设备10与各个天线43之间的方位角。使用由每个天线43获得的每个方位角，控制模块20可以被配置为确定便携式设备10相对于车辆30的位置。
参考图18，示出了用于确定通信链路50的到达角和便携式设备10的位置的控制算法1600的流程图。当例如便携式设备10连接到通信网关29并且被授权连接到通信网关29时，控制算法1600开始于1604。在1608，控制算法1600使用传感器31的天线系统58获得通信链路50的信号特性。在1612，控制算法1600使用微控制器350确定天线系统58的每个天线60(或60')的相角。在1616，控制算法1600使用微控制器350确定天线系统58的一对天线60之间的相角差。在1620，控制算法1600使用微控制器350识别校准索引410中的校准曲线和相应相角差极限。因此，微控制器350可以基于通信信道或通信链路50的频率来识别相角差极限。
在1624，控制算法1600使用微控制器350基于(i)确定的相角差和(ii)校准曲线或相应的相角差极限，来确定便携式设备10的到达角。作为示例，微控制器350可以通过识别校准曲线上与所确定的相角差相关联的方位角来确定到达角。可替代地，微控制器350可以通过识别校准曲线上与相角差极限相关联的方位角来确定到达角，该相角差极限与所确定的相角差和通信链路50的通信信道相关联。到达角基于所确定的方位角，等于所确定的方位角和/或直接与所确定的方位角相关。在1628，控制算法1600使用控制模块20基于传感器31获得的每个到达角来确定便携式设备10相对于车辆30的位置。在1632，控制算法1600结束。
控制模块20可以基于或响应于便携式设备10的确定的位置，解锁车门，提供对车辆(例如，车辆30)的访问，打开窗户，允许车辆启动，和/或执行其他任务。
参考图19，示出了用于生成校准曲线并确定每个通信信道的相角差极限的控制算法1700的流程图。当例如操作员打开便携式设备10并启动电子系统4的校准时，控制算法1700开始于1704。在1708，控制算法1700使用天线系统58以第一方位角并使用第一通信信道来接收BLE信号。在1712，控制算法1700使用微控制器350确定天线系统58的每个天线60(或60')处的相角。在1716，控制算法1700确定天线系统58的第一对天线天线60之间的相角差。在1720，控制算法1700使用微控制器350生成条目，该条目包括与通信信道、相角差和方位角相关联的信息。
在1724，控制算法1700确定是否需要测试额外的方位角以生成原始曲线。如果是，则控制算法1700进行到1728；否则，控制算法1700进行到1736。在1728，控制算法1700选择下一个方位角，然后进行到1732。在1732，控制算法1700使用天线系统58以下一个方位角并且使用相同的通信信道接收BLE信号，然后进行到1712。
在1736，控制算法1700基于通信信道的每个条目生成原始曲线。在1740，控制算法1700确定是否存在需要被测试以生成校准曲线的附加通信信道。如果是，则控制算法1700进行到1744；否则，控制算法1700进行到1752。在1744，控制算法1700选择下一个通信信道，然后进行到1748。在1748，控制算法1700使用天线系统58以第一方位角并且使用下一个通信信道接收BLE信号，然后进行到1712。
在1752，控制算法1700使用微控制器350过滤原始曲线以生成参考曲线。作为示例，微控制器350可以被配置为对原始曲线应用数字低通滤波器，例如等波纹有限冲激响应(FIR)低通滤波器，以生成参考曲线。在1756，控制算法1700使用微控制器350基于每个参考曲线生成校准曲线。作为示例，可以通过对每个参考曲线进行内插(例如平均)来生成校准曲线。在1760处，控制算法1700使用微控制器350确定每个滤波后的曲线的相角差极限，如上面参考图15所述。在1764，控制算法1700使用微控制器350将每个通信信道的校准曲线和相角差极限存储在校准索引430中，然后在1768结束。
参考图20，示出了用于确定天线系统58的一对天线60之间的相角差的控制算法1800的流程图。当例如控制算法1600执行步骤1616或控制算法1700执行以上参考图18和图19分别描述的步骤1716时，控制算法1800开始于1804。在1808，控制算法1800使用天线系统58接收BLE信号。在1812，控制算法1800使用开关电路170选择天线系统58的第一天线60-1。在1816，控制算法1800使用微控制器350基于BLE信号生成分析信号。在1818，控制算法1800使用微控制器350获得分析信号的余弦分量和正弦分量。在1820，控制算法1800使用微控制器350获得余弦分量和正弦分量的幅度的样本。
在1824，控制算法1800使用微控制器350确定采样周期是否已经过去。作为示例，采样周期可以与开关电路170的开关速率相关联。在一个实施例中，开关速率可以是4μs。如果采样周期已经过去，则控制算法1800进行到1828；否则，控制算法1800进行到1820。在1828，控制算法1800使用微控制器350丢弃在切换时段缓冲时段期间获得的样本。切换时段缓冲时段可以与开关电路170的切换延迟相关联，并且包括开关电路170的开启延迟时段和关闭延迟时段中的至少一个。在1832，控制算法1800使用微控制器350确定是否对于天线系统58的每个天线60获得了幅度样本。如果是，则控制算法1800前进至1838；否则，控制算法1800进行到1836，其中控制算法1800选择下一个天线60，然后进行到1816。
在1838，控制算法1800使用微控制器350确定是否针对第一天线60-1获得了一个以上的幅度样本迭代。如果是这样，则控制算法1800进行到1840；否则，控制算法1800进行到1812。在1840，控制算法1800可以使用微控制器350丢弃余弦分量和/或正弦分量的样本，这些余弦分量和/或正弦分量的样本的量值与平均量值相差太远和/或高于预定义的阈值。在1844处，控制算法1800使用微控制器350基于正弦分量的幅度和对应的余弦分量的幅度来确定每个剩余样本的相角。作为示例，相位差确定模块405可以被配置为通过执行正弦分量的幅度和余弦分量的对应幅度的反正切函数来确定相角。
在1848处，控制算法1800针对天线系统58的至少一对天线60并使用微控制器350，基于各自的相角确定多个相角差。作为示例，在采样周期内并且对于第一天线60-1，微控制器350可以获得正弦分量的幅度的八个样本和余弦分量的幅度的八个样本，并且如上所述，使用这些样本，相位差确定模块405可以确定八个相角。随后，微控制器350重复这些步骤，以获得第二天线60-2和/或第三天线60-3的八个相角，以及第一天线60-1的八个附加的相角。基于一对天线的相应相角样本之间的差(即，天线60-1的相角的第一迭代的第一样本，天线60-2或天线60-3的相角的第一迭代的第一样本，以及天线60-1的相角的第二迭代的第一样本)、分开相应的一对天线60的距离以及在每次迭代期间获得的样本的数量，相位差确定模块405可以确定相应的一对天线60之间的相角差。在一些实施例中，相位差确定模块405可以对0Hz IF IQ信号执行相角展开算法，以提高相角差确定的准确性。
相角展开包括通过向每个原本会包裹的点增加360度来投影经过自然圆形包裹点(例如180°(或π)或-180°(或-π))的相角。在相角随时间的斜率使得可能发生多次包裹的情况下，可以添加多个360(2π)附加值，以内插天线的最佳拟合相同斜率线。展开后，使用天线的最佳拟合相同斜率线的y截距中的差异来确定相位差。这由图21示出。
在图21中，示出了表示第一天线和第二天线的以弧度表示的相角样本的时间序列的线段2000。首先将线段2000展开，使得数据样本不从例如-180°过渡到180°，而是以相同的方向(或者在该示例中沿负方向)继续。然后为每个天线选择线段2000的点的一部分。作为示例，这可以包括每个线段2000的点的最后有效部分。
在选择点的一部分之后，确定线段2000的最佳拟合相同斜率。由于每个天线都接收具有相同频率(例如250kF1z)的RF信号，因此线段2000的斜率相同或几乎相同。可以计算天线样本的最佳或平均斜率，并使用计算出的斜率确定每组线段2000(第一天线的一个线段和第二天线的另一个线段)的最佳拟合截距。然后生成沿着线段2000延伸的投影线2002。接下来，确定需要将2π的倍数加到每个线段2006，这在时间上是将线段2006放置在第一线段2004的投影线的±π上或之内的线段2000中的第一个(或第一线段2004)之后发生的。线段(或线段集)2006可以一次向下移动2π，直到线段2006的投影线的相应Y截距在第一线段2004的投影线的Y截距的±π弧度内。不与第一线段2004的投影线接近(例如，不在±0.5π内)的天线的某些样本可以被丢弃。
在一个实施例中，用于第一天线的线段可以在时间上更早出现，并且因此被移位以在时间上与用于第二天线的线段对齐，反之亦然。两个天线之间的相位差是Y截距mod 2π减去所得线段投影线的π之间的差或[(Antenna2Yintercept-Antenna1Yintercept)mod 2π]-π。在图21中示出了移位的线段与对准的线段之间的示例性相位差。
在展开之后，可以使用天线的最佳拟合相同斜线的y截距的差来确定相位差。在一些实施例中，当对于+/-90度方位角的方位角，外部天线对的自然天线间隔的相位差接近180度的倍数时，噪声和多径干扰可能导致相位差包裹。注意，相角包裹和相位差包裹是两种不同的现象。相对于图22-23描述了相位差展开，其中示出了诸如所公开的3天线系统的相位差展开。三天线系统可包括成行(或成排)放置的三个天线，并包括第一天线、第二天线和第三天线，其中第二(或中心)天线位于第一天线和第三天线(或左外天线和右外天线)之间。一共有三对天线；第一对包括左外天线和右外天线，第二对包括左天线和中心天线，第三对包括中心天线和右天线。在一个实施例中，基于(i)左天线和中心天线中的至少一个或者(ii)中心天线和右天线中的至少一个之间的相位差来校正相位差包裹。外天线之间的物理距离应使相角差在-180°和180°之间变化。另一对天线之间的物理距离是外部天线之间的距离的一半，使得如图23所示的相角差在-90°和90°之间。
图22是相角差对方位角的曲线图，示出了外部天线对的相位差。曲线2200是展开的左方位角-右方位角(对于外部天线对)的示例。当接收信号的I分量和Q分量之间的方位角为0时，相角差接近0。如图所示，当方位角从0增大到±90°时，相角差增大。当方位角减小到小于-90°时，相角差反而例如从180°增加到181°，而是包裹为-179°。微控制器350基于左中天线和中右天线的相角差校正此展开，使得相角差为181°而不是-179°。这允许在1852处确定正确的平均相角差。
当外部天线之间的相角差的量值大于和/或超过180°时，检查左中天线和中右天线之间的相角差，并且如果外部天线对的相角差的量值在90-180°之间，则校正外部天线的相角差的符号，包括相角差的符号并更改相角差的值。曲线2300是展开的方位角中心减去右(对于一对内部天线之一)的示例。在一个实施例中，将大于最大阈值(例如180°)或小于最小阈值(例如-180°)的相角差投影到如果不发生包裹的情况下相角差应该在的位置。在展开期间，可以将落在框2202中的相角差展开成位于框2204中，并且将落在框2206中的相角差可以展开成位于框2208中。通过如所描述的校正相角差，提供正确的平均相角。
可以对最后预定时间段(例如30秒)的相角差和/或最后预定数量的相角差求平均。在一个实施例中，如果在最后预定时间段内左中天线信号的相角差和/或中右天线信号的相角差的平均值大于0°，并且如果外部天线对的相角差小于-90°，则将对应的外部天线对相角差映射为等于外部天线相角差加360°的值。类似地，如果在最后一个预定时间段内左中天线信号的相角差和/或右中天线信号的相角差的平均值小于0°且外部天线对的相角差大于90°，则对应的外部天线对相角差将映射为等于外部天线相角差减去360°的值。这由图22-23的框的相应部分示出。
在1856年，车辆的微控制器350或控制模块20的控制算法1800可以针对天线系统58的至少一对天线60，基于各个至少一对天线的剩余相角差的平均相角差确定BLE信号的到达角。在1860，控制算法1800可以结束。作为替代，到达角可以由车辆的控制模块20确定。在该替代实施例中，传感器31可以将相应的至少一对天线的剩余相角差的平均相角差发送到控制模块20。
在图24中，示出了确定到达角度的另一示例方法。该方法包括在多个信道上取多个读数，将其取平均值。一些读数被标记为要删除。到达角确定方法可以由传感器31、微控制器350或控制模块20来实现。该方法的操作可以与本文公开的其他方法的操作一样地被迭代地执行。图24的方法可以在2400开始。在2402，天线60(或60’)以预定频率(例如30Flz)接收信号，逐步遍历BLE频率。在2404，微控制器350针对在该频率处接收的信号确定天线对(外部对，左中对和中右对)中的每个天线对的相角差。
在2406，微控制器350在最后的预定时间段(例如1秒)中将频率以及相应的相角差存储在存储器中。在2408，微控制器350检查相角差以确定是否已经发生任何相角差包裹，并基于如上所述的内部天线对(左中和中右)的相角差校正外部天线对的相角差包裹。
在2410，微控制器350按频率应用如上所述的相角差校准曲线，以确定每个信道的相角差极限。在2412，微控制器350按频率将相角差应用到方位角校准曲线以确定相角差极限。
取决于应用，可以执行或跳过以下操作2414和2416。在一实施例中，不执行操作2414和2416。在2414，微控制器350可以标记感兴趣天线的校准功率与其他天线不相关的地方。例如，一个天线的校准功率大于与其他天线中的每个天线的校准功率不同的预定量。
在2416，微控制器350标记天线对之间的相角差不匹配的点。在2418，微控制器350将不包括标记(或可疑)点的最后预定时段的相角差点的值求平均。在2420，微控制器350基于天线之间的相角差的平均值来确定天线的到达角。这包括微控制器350确定网络(或移动)设备与天线之间的方位角。该方法可以在2422处结束。
在执行图21和/或图24的方法之后，控制模块20可以基于为各个传感器31的天线60中的至少一个确定的到达角度来确定便携式设备10的位置和/或便携式设备10与车辆30之间的距离。作为示例，控制模块20可以确定便携式设备10位于代表第一传感器31A的到达角的第一线和代表第二传感器31B的到达角的第二线的相交处。
图25示出了用于确定所接收的射频信号的同相分量和正交分量之间的相角的接收电路2500。接收电路2500包括天线2502，例如上述天线60、60'之一，混频器2504、2506，低通滤波器2508、2510，模数转换器2512、2514以及0Hz IF转换器2516。混频器2504、2506可以接收具有载波频率的RF信号(例如2.402GHz信号)和连续波(CW)音调信号(例如±250KHz)，并且去除载波信号以提供CW音调信号。从混频器输出的信号彼此相移90°，并提供给低通滤波器2508、2510。然后将低通滤波器2508、2510的输出转换为数字信号，并提供给0Hz IF转换器2516，以提供同相和正交相位信号，从中可以确定相角。与同相和正交相位信号相关联的相角矢量围绕相应的I，Q坐标图的原点以CW音调信号的频率旋转(例如，以250KHz旋转)。
根据本教导，一种被动进入/被动启动系统，包括多个天线和印刷电路板。多个天线中的每一个都是圆极化的，并且包括多个导电元件。所述多个天线中的每个天线的多个导电元件被配置为定向为沿着便携式网络设备与车辆之间的相同线性通路发送和接收射频信号，电耦合到所述印刷电路板，以及被配置为接收多个射频信号。所述印刷电路板被配置为针对所述多个天线中的每个天线，组合所述多个射频信号以产生输出信号并选择所述多个天线的输出信号中的一个。处理器，被配置为执行存储在非暂时性计算机可读介质中的指令，以基于所述输出信号中的至少一个，(i)确定所述多个射频信号中的至少一个参数，以及(ii)基于所述至少一个参数控制所述车辆的操作。
在其他特征中，印刷电路板包括多个耦合器电路和开关电路，所述多个耦合器电路中的每一个被配置为组合接收到的多个射频信号以提供所述输出信号中的一个，并且开关电路被配置为基于所述开关电路的至少一个控制端口被控制信号选择性地激活而选择性地接收或发送所述输出信号中的一个。
在其他特征中，所述耦合器电路包括分立电阻器、电容器、电感器、延迟线或混合设备中的至少一个。
在其他特征中，切换电路被配置为：响应于在第一控制端口处接收到所述控制信号，选择性地接收或发送与所述多个天线中的第一天线相关联的输出信号中的一个，响应于在第二控制端口处接收到所述控制信号，选择性地接收或发送与所述多个天线中的第二天线相关联的第二信号，并且响应于在第一控制端口和第二控制端口处接收到所述控制信号，选择性地接收或发送与所述多个天线中的第三天线相关联的第三信号。
在其他特征中，无源进入/无源启动系统还包括控制电压生成器电路，该控制电压生成器电路被配置为接收第一逻辑信号，其中，所述第一逻辑信号具有第一电压值，并且通过调节所述第一逻辑信号的第一电压值，产生具有第二电压值的控制信号。
在其他特征中，控制电压生成器电路是电压调节器电路。
在其他特征中，第二电压值被配置为向开关电路提供功率。
在其他特征中，被动进入/被动启动系统包括电压调节器电路，该电压调节器电路被配置为：从电源接收电源信号，其中该电源信号具有第一电压值；并且通过调节所述电源信号的第一电压值产生具有逻辑电压值的第一逻辑信号；所述逻辑电压值小于所述第一电压值，并且所述逻辑电压值被配置为向所述开关电路提供功率。
在其他特征中，所述处理器被配置为以下至少之一：确定所述多个射频信号相对于所述多个天线的到达角；计算与所述多个天线相关联的接收信号强度指示符；发送与多个天线相关的离开角信号；发送与多个天线相关联的一致的功率电平接收信号强度指示符信号；利用移动网络设备计算与多个天线相关联的往返飞行时间；或计算与多个天线和移动网络设备相关联的基于载波相位的测距距离。
在其他特征中，所述多个天线中的两个或更多个天线沿着与第二线平行的第一线设置，所述处理器针对所述第二线测量到达角或发送离开角。
在其他特征中，被动进入/被动启动系统还包括静电放电保护电路，该静电放电保护电路被配置为保护所述开关电路免于受到静电放电。
在其他特征中，无源进入/无源启动系统还包括：多个输入滤波电路，其将各自的耦合器电路电耦合至所述开关电路。
在其他特征中，多个输入滤波器电路中的每个包括去耦电容器。
在其他特征中，每个天线包括具有多个通路的主体，并且其中：多个通路中的每一个都包括第一部分、第二部分和第三部分，多个通路中的每一个的第一部分位于主体的顶表面上，多个通路中的每一个的第二部分位于主体的侧表面上并形成螺旋形，多个通路中的每一个的第三部分位于主体的底表面上，并且多个导电元件中的每一个设置在多个通路中的相应通路中。
在其他特征中，多个导电元件中的每个电耦合至印刷电路板的接地平面。
在其他特征中，被动进入/被动启动系统还包括：本地互连网络(LIN)收发器，被配置为经由LIN总线与外围设备进行通信。
在其他特征中，处理器被配置为基于所述信号来确定与所述多个天线的对相关联的相角差。
在其他特征中，处理器还被配置为：接收与所述多个天线中的第一天线相关联的输出信号中的一个；基于接收到的所述输出信号中的一个，确定与所述多个天线中的一个相关联的相角值；接收与所述多个天线中的第二天线相关联的第二信号；基于第二信号，确定与所述多个天线中的第二天线相关联的相角值；基于(i)与所述多个天线中的所述一个相关联的相角值和(ii)与所述多个天线中的所述第二天线相关联的相角值来确定相角差；并且基于所述相角差确定所述至少一个参数。
在其他特征中，所述处理器被配置为发送以下至少一项：(i)与所述多个天线中的一个相关联的相角值发送给外围设备，(ii)与多个天线中的第二天线相关联的相角值发送给外围设备，或者(iii)所述相位差发送给外围设备。
在其他特征中，处理器由外围设备命令在处理器与所述多个网络设备没有射频连接的同时，对彼此通信或广播的多个网络设备的射频信号进行测量或监听，所述多个网络设备不包括所述便携式网络设备，并且配置为将所述至少一个参数发送给所述多个网络设备。
前述描述本质上仅是说明性的，绝不旨在限制本公开、其应用或用途。公开的广泛教导可以以多种形式实现。因此，尽管本公开包括特定示例，但是本公开的真实范围不应受到如此限制，因为在研究附图、说明书和所附权利要求之后，其他修改将变得显而易见。应当理解，在不改变本公开的原理的情况下，可以以不同的顺序(或同时)执行方法内的一个或多个步骤。此外，尽管以上将实施例中的每一个描述为具有某些特征，但是相对于本公开的任何实施例描述的那些特征中的任何一个或多个特征都可以在任何其他实施例的特征中实现和/或与其他实施例的特征组合实现，即使该组合没有明确描述。换句话说，所描述的实施例不是互相排斥的，并且一个或多个实施例彼此的置换仍在本公开的范围内。
使用各种术语来描述元件之间(例如，模块、电路元件、半导体层等之间)的空间和功能关系，包括“连接”、“接合”、“耦合”、“相邻”、“邻近”、“在...上方”，“在...下方”和“设置”等。除非明确地描述为“直接的”，否则在以上公开中描述了第一元件和第二元件之间的关系时，该关系可以是其中第一元件和第二元件之间不存在其他中间元件的直接关系，但是也可以是在第一元件和第二元件之间存在一个或多个中间元件(在空间上或功能上)的间接关系。如本文所使用的，短语A，B和C中的至少一个应使用非排他性逻辑“或(OR)”解释为表示逻辑(A OR B OR C)，并且不应解释为表示“A中的至少一个、B中的至少一个和C中的至少一个”。
在附图中，如箭头所示，箭头的方向通常说明该插图感兴趣的信息(例如数据或指令)流。例如，当元件A和元件B交换各种信息，但从元件A传输到元件B的信息与图示有关时，箭头可能从元件A指向元件B。此单向箭头并不意味着没有其他信息从元件B发送到元件A。此外，对于从元件A发送到元件B的信息，元件B可以向元件A发送对该信息的请求或接收确认。
在本申请中，包括以下定义，术语“模块”或术语“控制器”可用术语“电路”代替。术语“模块”可以指代，为一部分或包括：专用集成电路(ASIC)；数字、模拟或模拟/数字混合离散电路；数字、模拟或模拟/数字混合集成电路；组合逻辑电路；现场可编程门阵列(FPGA)；执行代码的处理器电路(共享、专用或组)；存储器电路(共享、专用或组)，用于存储处理器电路执行的代码；提供上述功能的其他合适的硬件组件；或上述某些或全部的组合，例如在片上系统中。
该模块可以包括一个或多个接口电路。在一些示例中，接口电路可以包括连接到局域网(LAN)、因特网、广域网(WAN)或其组合的有线或无线接口。本公开的任何给定模块的功能可以分布在经由接口电路连接的多个模块中。例如，多个模块可以允许负载平衡。在另一个示例中，服务器(也称为远程或云)模块可以代表客户端模块完成某些功能。
如以上所使用的，术语代码可以包括软件、固件和/或微代码，并且可以指代程序、例程、函数、类、数据结构和/或对象。术语共享处理器电路包括执行多个模块中部分或全部代码的单个处理器电路。术语组处理器电路包括处理器电路，该处理器电路与其他处理器电路结合执行来自一个或多个模块的一些或全部代码。对多个处理器电路的引用包括离散管芯上的多个处理器电路，单个管芯上的多个处理器电路，单个处理器电路的多个核，单个处理器电路的多个线程或上述的组合。术语“共享存储器电路”涵盖了存储器电路，用于存储来自多个模块的部分或全部代码。术语组存储电路包括一种存储电路，该存储电路与其他存储器组合，可存储来自一个或多个模块的部分或全部代码。
术语存储器电路是术语计算机可读介质的子集。如本文所使用的，术语计算机可读介质不包括通过介质(例如在载波上)传播的瞬时电信号或电磁信号；因此，术语计算机可读介质可以被认为是有形的和非暂时性的。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例是非易失性存储器电路(例如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩码只读存储器电路)、易失性存储器电路(例如静态随机存取存储电路或动态随机存取存储电路)、磁存储介质(例如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)和光存储介质(例如CD、DVD或蓝光光盘)。
本申请中描述的装置和方法可以由通过将通用计算机配置为执行计算机程序中体现的一个或多个特定功能而创建的专用计算机来部分或完全实现。上述功能块和流程图元素用作软件规范，可以通过技术人员或程序员的例行工作将其转换为计算机程序。
所述计算机程序包括处理器可执行指令，所述处理器可执行指令被存储在至少一个非暂时性的有形计算机可读介质上。所述计算机程序还可以包括或依赖于所存储的数据。所述计算机程序可以包括与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定设备交互的设备驱动程序、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
该计算机程序可以包括：(i)待解析的描述性文本，例如HTML(超文本标记语言)或XML(可扩展标记语言)，(ii)汇编代码，(iii)由编译器从源代码生成的目标代码，(iv)供解释器执行的源代码，(v)供即时编译器进行编译和执行的源代码，等等。仅作为示例，可以使用包括C、C++、C#、Objective-C、Swift、Haskell、Go、SQL、R、Lisp、
权利要求中记载的所有元件都不旨在成为35U.S.C.§112(f)的含义内的装置加功能元件，除非使用短语“用于……的装置”明确叙述一个要素，或者在方法要求保护的情况下，使用短语“用于……的操作”或“用于……的步骤”明确叙述一个要素。
为了说明和描述的目的，已经提供了实施例的前述描述。其并非旨在穷举或限制本公开。特定实施例的各个元件或特征通常不限于该特定实施例，而是在适用的情况下是可互换的，并且即使未具体示出或描述也可以在所选实施例中使用。同样也可以以许多方式变化。这样的变型不应被认为是背离本公开，并且所有这样的修改旨在被包括在本公开的范围内。
机译： 圆极化四线螺旋天线电子
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机译： 3D打印的微型四线螺旋天线
