关于汽车遥控门禁(RKE)系统的解决方案

　　图3. 添加一个外部LNA (MAX2640)，提高接收灵敏度，但降低了三阶交调截点

　　接收灵敏度取决于它的噪声系数、载波调制检波所要求的最低信噪比S/N和系统的热噪声：

　　S = NF + n0 + S/N， 式1

　　其中，S为所要求的最小信号电平，以dBm为单位；NF为接收器的噪声系数，以dBm为单位；n0为接收器的热噪声功率，以dBm为单位；S/N为满足信号检波的输出信噪比，以dBm为单位(通常基于可接受的误码率)。

　　为简化起见，对基于曼彻斯特编码的数据，估计其S/N为5dB，根据定义，可以得到：

　　n0 = 10log10(kTB/1E-3)，

　　其中，k为玻尔兹曼常数(1.38E-23)，T为温度，以开氏度为单位；B为系统噪声带宽，在室温(T = 290°K)下，1Hz带宽时， n0 = -174dbm/Hz。相对300kHz IF带宽， n0 = - 119dbm。

　　假定系统灵敏度(S)是-109dBm，用式1可以算出噪声系数NF = 5dB。噪声系数(NF)与噪声因数(F)之间的关系为：(NF)dB = 10logF，其中F = 10(NFdB/10)。所以，F = 3.162。对于多个双端口部件级联的情况，噪声系数为：

　　FTotal = F1 + (F2-1)/G1 + (F3-1)/(G1*G2) + . . . 式2

　　利用式2可以对系统增加了外部LNA时的新噪声因数进行计算。对于Maxim的MAX2640 LNA，NF = 1dB、增益 = 15dB (也就是，F1 = 1.26，G1 = 31.62)。原系统的噪声因数是3.162，所以，FTotal = 1.327，即1.23dB，代入式1得到：

　　S = 1.23 - 119 + 5 = -112.77dB。

　　假定原灵敏度是-109dB，加上LNA后仅仅获得了3.77dB的提高。考虑三阶交调截点(IIP3)对动态范围的影响，MAX1470有16dB的内部LNA增益和-18dBm的内部混频器IIP3，而总的IIP3为-34dBm。加上具有15dB增益的外部LNA，将这个数字降低到-49dBm。因此外部LNA的加入对灵敏度大约有4dB的改善，但系统动态范围降低了15dB！对于指定的应用场合，必须考虑这种折衷。

　　发展方向

　　下一步RKE系统的发展将会涉及双向(半双工)通信，目前它已经以"无源RKE"的形式应用在某些高端车辆中。当驾驶人员靠近汽车时，汽车发射装置不断轮询，以确定驾驶人员的接近。在一定范围内(1至2米)，控制器和车辆建立双向通信，并打开车门。目前的双向系统除了包含确认功能(确认车门已锁)之外，还包含遥控启动功能，它使驾驶者在一段距离之外可以启动发动机。

　　未来的发展可能包括轮胎气压检测(TPS)技术，与无源RKE一样，当前TPS仅用于某些卡车和豪华汽车。TPS系统与RKE有很多相似之处，将类似于RKE的控制器与测压、测温传感器集成在一起，安装在每只轮胎的阀座上。每只车胎定时向车内的接收器(类似于RKE接收器)发送信息，向驾驶员提供出现任何轮胎问题的预警。TPS和RKE具有很多相似之处(近距离、简单调制、需要省电等等)，未来的系统很可能会通过共用和合并电路降低成本。

　　RKE有可能演变成一种半双工系统，在打开车门之前，通知司机汽车的状态以及是否需要加油等。如果证明RKE耐用、可靠，它将逐步淘汰目前的钥匙和开启车门的相关硬件。

　　用于RKE的CMOS IC

　　Maxim是为数不多的可以提供RKE产品的厂商之一，可生产特定功能的用于RKE市场的集成电路。对于钥匙扣控制器，Maxim提供目前业界最小的300MHz至450MHz发送器—MAX1472，该器件采用微型3mm x 3mm、8引脚SOT23封装。其2.1V 至3.6V的供电范围使器件可以采用单节锂离子电池供电，待机模式下仅消耗5nA电源电流。

　　在传输曼彻斯特编码数据时，MAX1472支持高达100kbps的数据传输速率，消耗3.0mA和5.5mA电源电流，同时可向50Ω负载提供-10dBm至+10dBm的输出功率。基于晶体的锁相环产生精确的载波频率，允许接收器使用较窄的IF带宽，从而提高传输距离。为了降低功耗，内部振荡器可快速起振，发出使能信号之后，启动时间仅需220?s。

　　对于汽车上的接收器，可以考虑使用300MHz至450MHz的超外差ASK接收器MAX1473。该器件具有-114dBm的高灵敏度，且全差分混频器具有50dB的镜频抑制。MAX1473优化工作于315MHz或433MHz。该芯片采用3.3V或5V电源，包括低噪声放大器(LNA)、全差分镜频抑制混频器、基于晶体的PLL提供本振，并具有接收信号强度指示(RSSI)的10.7MHz IF限幅放大器。内部数据滤波器和数据限幅器提供数据输出，另外，还可选择接收器MAX1470，该芯片与MAX1473类似，区别是只是优化工作于315MHz，工作在3.0V至3.6V电源范围。