專利名稱：抑制臨道干擾的方法、耦合器及閱讀器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到通信領(lǐng)域，特別涉及到一種抑制臨道干擾的方法、耦合器及閱讀器。
背景技術(shù)：
不停車收費系統(tǒng)屬于高速公路通信領(lǐng)域，應用頻段為5800MHz，應用場景為高速公路收費，閱讀器架設在高速公路收費路口，與汽車的車載機進行通信，進行收費等相關(guān)操作，使汽車可以不用減速就能通過收費路口，達到不停車收費的目的。但目前的不停車收費系統(tǒng)存在以下缺陷通常一個收費站同時有多個并排的車道進行收費，相鄰的車道之間間距較小，而閱讀器的天線覆蓋范圍不可能做得很窄(通信區(qū)約為自動欄桿前2至10米之間)，在實際運行中會出現(xiàn)臨道干擾的現(xiàn)象。使閱讀器與相鄰車道的車載機發(fā)生交易，降低了閱讀器的識別準確率
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的為提供一種抑制臨道干擾的方法、耦合器及閱讀器，能夠準確辨識本車道的車載機。本發(fā)明提出一種抑制臨道干擾的方法，包括不停車收費系統(tǒng)的閱讀器通過兩天線接收車載機的信號；將所述兩天線接收的信號耦合成和信號和差信號；比較所述和信號和差信號的差值；根據(jù)所述差值判斷所述車載機是否位于所述閱讀器所屬車道。優(yōu)選地，所述根據(jù)差值判斷車載機是否位于所述閱讀器所屬車道包括當所述差值大于或等于第一預設值時，所述車載機位于所述閱讀器所屬車道；當所述差值小于或等于第二預設值時，所述車載機位于所述閱讀器所屬車道的相鄰車道。優(yōu)選地，所述比較所述和信號和差信號的差值包括當所述和信號和差信號為射頻信號時，將所述和信號和差信號解調(diào)為和基帶信號和差基帶信號；計算所述和基帶信號和差基帶信號的差值。本發(fā)明還提出了一種耦合器，與兩天線連接，將所述兩天線接收的信號耦合成和號和差信號。優(yōu)選地，所述和信號為兩天線接收信號的矢量合成，所述差信號為兩天線接收信號的矢量差。優(yōu)選地，所述耦合器為微帶形式或腔體形式。本發(fā)明還提出了一種不停車收費系統(tǒng)的閱讀器，包括兩天線和依次連接的耦合器、比較器和數(shù)字控制電路，所述兩天線分別和所述耦合器連接，用于分別接收車載機的信號；所述耦合器將兩天線接收的信號耦合成和信號和差信號；所述比較器，比較所述和射頻信號和差射頻信號的差值，并將結(jié)果輸出至數(shù)字控制電路；所述數(shù)字控制電路根據(jù)比較器的輸出結(jié)果判斷所述車載機是否位于所述閱讀器所屬車道。優(yōu)選地，所述數(shù)字控制電路具體用于當所述差值大于第一預設值時，所述車載機位于所述閱讀器所屬車道；以及當所述差值小于或等于第二預設值時，所述車載機位于所述閱讀器所屬車道的相鄰車道。優(yōu)選地，所述比較器包括依次連接的射頻解調(diào)電路、A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字比較芯片，其中，所述射頻解調(diào)電路，用于當所述和信號和差信號為射頻信號時，將所述和信號和差信號解調(diào)為和基帶信號和差基帶信號；所述A/D轉(zhuǎn)換器，用于將所述和基帶信號和差基帶信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換；·所述數(shù)字比較芯片，用于計算轉(zhuǎn)換后的和基帶信號和差基帶信號的差值。優(yōu)選地，所述和信號為兩天線接收信號的矢量合成，所述差信號為兩天線接收信號的矢量差。優(yōu)選地，所述耦合器為微帶形式或腔體形式。本發(fā)明提出的一種抑制臨道干擾的方法、耦合器及閱讀器，通過兩個天線分別接收車載機的信號，并將兩天線接收的信號耦合成和信號和差信號，通過和信號和差信號的差值大小判斷發(fā)送信號的車載機是否位于閱讀器所屬的車道。


圖I為本發(fā)明抑制臨道干擾的方法一實施例的流程示意圖；圖2為圖I所示方法中和信號的示意圖；圖3為圖I所示方法中差信號的示意圖；圖4為圖I所示方法中和信號和差信號的差值與角度的關(guān)系示意圖；圖5為本發(fā)明抑制臨道干擾的方法一實施例中判斷步驟的流程示意圖；圖6為本發(fā)明抑制臨道干擾的方法一實施例中比較步驟的流程示意圖；圖7為本發(fā)明耦合器一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明閱讀器一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明閱讀器一實施例中天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10為本發(fā)明閱讀器又一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施例方式應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參照圖1，提出本發(fā)明抑制臨道干擾的方法一實施例，包括步驟S10、不停車收費系統(tǒng)的閱讀器通過兩天線接收車載機的信號；步驟S11、將所述兩天線接收的信號耦合成和信號和差信號；步驟S12、比較所述和信號和差信號的差值；步驟S13、根據(jù)所述差值判斷所述車載機是否位于所述閱讀器所屬車道。當車輛進入閱讀器的通信區(qū)(閱讀器所在車道或相鄰車道)，閱讀器檢測到車輛上安裝的車載機，并和該車載機建立連接。閱讀器通過兩個天線分別接收到車載機發(fā)送的信號，兩個天線的性能指標和工作頻段相同，兩個天線間距比較近，可以安裝在一塊天線板上，在天線的水平和垂直布局上是對稱的，主要作用是同時接收到兩路信號。兩個天線接收的兩路信號通過耦合后轉(zhuǎn)變成和信號和差信號，和信號指的是兩個天線接收信號的矢量合成(包括相位和幅值)，差信號指的是兩個天線接收信號的矢量差(包括相位和幅值)。如圖2，圖3所示分別為通過耦合后的和信號和差信號，和信號和差信號對應的不同角度的大小是不同的。和信號在正對方向上能量最大，隨著偏角變大能量逐漸變小。差信號在正對方向上的能量最小，隨著偏角變大能量逐漸變大。如圖4所示，在正對方向時，和信號比較大，差信號比較小，和信號與差信號的差值最大，在偏離了正對方向時，和信號逐漸變小，差信號逐漸變大，和信號與差信號的差值逐漸變小。通過判決差值的大小，從而知道電磁波的來波方向，只有和信號與差信號的差值比較大時，來波方向才來自于本車道的車載機。當和信號與差信號的差值比較小時，來波方向都來自鄰車道的車載機，如此就避免了閱讀器和鄰車道進行交易的可能，從而抑制臨道干擾。本實施例中，通過兩個天線分別接收車載機的信號，并將兩天線接收的信號耦合 成和信號和差信號，通過和信號和差信號的差值大小判斷發(fā)送信號的車載機是否位于閱讀器所屬的車道。參照圖5，在一實施例中，步驟S12可包括步驟S121、當所述和信號和差信號為射頻信號時，將所述和信號和差信號解調(diào)為和基帶信號和差基帶信號；步驟S122、計算所述和基帶信號和差基帶信號的差值。通常閱讀器通過天線接收的都是射頻信號，由于射頻信號的功率無法直接比較，因此將和信號和差信號解調(diào)為基帶信號形式的和基帶信號和差基帶信號，對和基帶信號和差基帶信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換，然后計算和基帶信號和差基帶信號的差值。參照圖6，在上述實施例中，步驟S13可包括步驟S131、當所述差值大于或等于第一預設值時，所述車載機位于所述閱讀器所屬車道；步驟S132、當所述差值小于或等于第二預設值時，所述車載機位于所述閱讀器所屬車道的相鄰車道。為了更準確判斷閱讀器接收的信號是否來自于閱讀器所屬的車道，可預先設置第一預設值和第二預設值，當和信號和差信號的差值大于或等于第一預設值時，認為發(fā)送信號的車載機位于閱讀器所屬車道，當和信號和差信號的差值小于或等于第二預設值時，認為發(fā)送信號的車載機位于閱讀器所屬車道的相鄰車道。參照圖7，提出本發(fā)明耦合器一實施例，該耦合器與兩個天線連接，將所述兩天線接收的信號耦合成和信號和差信號。所述和信號為兩天線接收信號的矢量合成，所述差信號為兩天線接收信號的矢量差。本實施例中，耦合器是一個對相位和能量進行耦合的無源微波器件。其主要作用是通過耦合作用，將兩路天線接收到的兩路信號轉(zhuǎn)化為和信號和差信號。由于耦合器是敏感器件，可使用金屬腔體將其包圍，防止外部對耦合器的干擾。耦合器的具體形式可以是微帶的形式，也可以是腔體的形式。較佳實施方式是微帶線形式，采用國外進口板材，具有4個SMA連接器，其中兩個SMA連接器分別與兩個天線相連，另外兩個SMA連接器分別與兩路射頻接收電路相連，用于將和信號和差信號輸出進行解調(diào)。上述耦合器只是一種應用方式，本實施例還可以采用其它多種形式。當兩個天線尺寸比較小時，可以將兩個天線和耦合器置于同一設備如不停車收費系統(tǒng)的閱讀器中，可以大大的降低成本。本實施例的耦合器主要應用于不停車收費系統(tǒng)的閱讀器中，通過兩個天線分別接收車載機的信號，并將兩天線接收的信號耦合成和信號和差信號，通過和信號和差信號的差值大小判斷發(fā)送信號的車載機是否位于閱讀器所屬的車道。參照圖8，提出本發(fā)明不停車收費系統(tǒng)的閱讀器一實施例，包括兩天線10和依次連接的耦合器20、比較器30和數(shù)字控制電路40，所述兩天線10分別和所述耦合器20連接，用于分別接收車載機的信號；所述耦合器20將兩天線10接收的信號耦合成和信號和差信號；所述比較器30，比較所述和射頻信號和差射頻信號的差值，并將結(jié)果輸出至數(shù)字控制電路40 ;所述數(shù)字控制電路40根據(jù)比較器30的輸出結(jié)果判斷所述車載機是否位于所述閱讀器所屬車道?！ぴ谝粚嵤├?，數(shù)字控制電路40具體用于當所述差值大于第一預設值時，所述車載機位于所述閱讀器所屬車道；以及當所述差值小于或等于第二預設值時，所述車載機位于所述閱讀器所屬車道的相鄰車道。在上述實施例中，比較器30包括依次連接的射頻解調(diào)電路、A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字比較芯片，其中，所述射頻解調(diào)電路，用于當所述和信號和差信號為射頻信號時，將所述和信號和差信號解調(diào)為和基帶信號和差基帶信號；所述A/D轉(zhuǎn)換器，用于將所述和基帶信號和差基帶信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換；所述數(shù)字比較芯片，用于計算轉(zhuǎn)換后的和基帶信號和差基帶信號的差值。當車輛進入閱讀器的通信區(qū)(閱讀器所在車道或相鄰車道)，閱讀器檢測到車輛上安裝的車載機，并和該車載機建立連接。閱讀器通過兩個天線10分別接收到車載機發(fā)送的信號，兩個天線10的性能指標和工作頻段相同，兩個天線10間距比較近，可以安裝在一塊天線板上，在天線10的水平和垂直布局上是對稱的，主要作用是同時接收到兩路信號。兩個天線10接收的兩路信號通過耦合器20后轉(zhuǎn)變成和信號和差信號，和信號指的是兩個天線10接收信號的矢量合成(包括相位和幅值)，差信號指的是兩個天線10接收信號的矢量差(包括相位和幅值)。如圖2，圖3所示分別為通過耦合器20后的和信號和差信號，和信號和差信號對應的不同角度的大小是不同的。和信號在正對方向上能量最大，隨著偏角變大能量逐漸變小。差信號在正對方向上的能量最小，隨著偏角變大能量逐漸變大。如圖4所示，在正對方向時，和信號比較大，差信號比較小，和信號與差信號的差值最大，在偏離了正對方向時，和信號逐漸變小，差信號逐漸變大，和信號與差信號的差值逐漸變小。耦合器20將和信號和差信號輸出至比較器30，比較器30判決差值的大小并將判決結(jié)果輸出至數(shù)字控制電路40，從而知道電磁波的來波方向，只有和信號與差信號的差值比較大時，來波方向才來自于本車道的車載機。當和信號與差信號的差值比較小時，來波方向都來自鄰車道的車載機，如此就避免了閱讀器和鄰車道進行交易的可能，從而抑制臨道干擾。對于本實施例中使用的天線10，由于不停車收費系統(tǒng)工作頻率較高，并且設備安裝的厚度比較小，因此可采用微帶天線的形式，采用的是國外進口板材。如圖9所示，兩個天線10是完全一樣的，并且是對稱的形式。兩個天線10分別有一個SMA連接器，通過線纜(通常是射頻線纜)與耦合器20相連接。射頻解調(diào)電路主要用于當和信號和差信號為射頻信號時，將和信號和差信號解調(diào)為基帶信號，因為射頻信號不方便比較功率，而基帶信號容易比較大小。在實際應用中，用戶可設計解調(diào)電路，也可以采用解調(diào)芯片。分別采用兩種射頻解調(diào)電路對和信號和差信號進行解調(diào)時，對于兩路射頻解調(diào)電路需要定標，保證兩路射頻解調(diào)電路的基本指標一致。比較器30主要用于比較解調(diào)后的和信號和差信號的大小，從而得到差值，可以使用通用的比較器，也可以經(jīng)過ADC采樣后，輸出至數(shù)字芯片中進行比較。如圖10所示，本實施例的閱讀器，可以在原有的閱讀器設計上直接進行改進，在原接收鏈接的基礎上增加一條接收鏈路，使兩條接收鏈路同時接收和信號和差信號。兩條天線10在接收車載機信號的同時，還承擔發(fā)送信號的任務，本實施例有多個有益效果
I、通過比較和信號和差信號的差值判斷來波方向，大大減少天線10的尺寸，只需兩個對稱的天線10，降低了復雜度。2、兩個天線10距離非常近，因此兩個天線10接收到的信號在傳播路徑上是完全一致的，通過比較這兩路信號的差值判決來波方向可以減少周圍環(huán)境對電磁波的影響，對環(huán)境的適應性高，抗環(huán)境干擾能力強。3、由于天線10尺寸比較小，耦合器20的尺寸比較小,可以設置在一個設備中，大大降低成本。4、提供了一種全新的解決臨道干擾問題的方法，效果遠遠高于通過其它方式抑制臨道干擾的方案。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種抑制臨道干擾的方法，其特征在于，包括 不停車收費系統(tǒng)的閱讀器通過兩天線接收車載機的信號； 將所述兩天線接收的信號耦合成和信號和差信號； 比較所述和信號和差信號的差值； 根據(jù)所述差值判斷所述車載機是否位于所述閱讀器所屬車道。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)差值判斷車載機是否位于所述閱讀器所屬車道包括 當所述差值大于或等于第一預設值時，所述車載機位于所述閱讀器所屬車道； 當所述差值小于或等于第二預設值時，所述車載機位于所述閱讀器所屬車道的相鄰車道。
3.如權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述比較所述和信號和差信號的差值包括 當所述和信號和差信號為射頻信號時，將所述和信號和差信號解調(diào)為和基帶信號和差基帶信號； 計算所述和基帶信號和差基帶信號的差值。
4.一種耦合器，與兩天線連接，其特征在于，將所述兩天線接收的信號耦合成和信號和差信號。
5.如權(quán)利要求4所述的耦合器，所述和信號為兩天線接收信號的矢量合成，所述差信號為兩天線接收信號的矢量差。
6.如權(quán)利要求4或5所述的耦合器，所述耦合器為微帶形式或腔體形式。
7.—種不停車收費系統(tǒng)的閱讀器，其特征在于，包括兩天線和依次連接的耦合器、比較器和數(shù)字控制電路，所述兩天線分別和所述耦合器連接，用于分別接收車載機的信號；所述耦合器將兩天線接收的信號耦合成和信號和差信號；所述比較器，比較所述和射頻信號和差射頻信號的差值，并將結(jié)果輸出至數(shù)字控制電路；所述數(shù)字控制電路根據(jù)比較器的輸出結(jié)果判斷所述車載機是否位于所述閱讀器所屬車道。
8.如權(quán)利要求7所述的閱讀器，其特征在于，所述數(shù)字控制電路具體用于 當所述差值大于第一預設值時，所述車載機位于所述閱讀器所屬車道；以及當所述差值小于或等于第二預設值時，所述車載機位于所述閱讀器所屬車道的相鄰車道。
9.如權(quán)利要求7或8所述的閱讀器，其特征在于，所述比較器包括依次連接的射頻解調(diào)電路、A/D轉(zhuǎn)換器和數(shù)字比較芯片，其中， 所述射頻解調(diào)電路，用于當所述和信號和差信號為射頻信號時，將所述和信號和差信號解調(diào)為和基帶信號和差基帶信號； 所述A/D轉(zhuǎn)換器，用于將所述和基帶信號和差基帶信號進行數(shù)模轉(zhuǎn)換； 所述數(shù)字比較芯片，用于計算轉(zhuǎn)換后的和基帶信號和差基帶信號的差值。
10.如權(quán)利要求7或8所述的閱讀器，其特征在于，所述耦合器為權(quán)利要求5或6所述的率禹合器。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種抑制臨道干擾的方法，包括不停車收費系統(tǒng)的閱讀器通過兩天線接收車載機的信號；將所述兩天線接收的信號耦合成和信號和差信號；比較所述和信號和差信號的差值；根據(jù)所述差值判斷所述車載機是否位于所述閱讀器所屬車道。本發(fā)明還提出了一種耦合器和閱讀器。本發(fā)明的提供的一種抑制臨道干擾的方法、耦合器及閱讀器，能夠準確辨識本車道的車載機。
文檔編號G07B15/06GK102890763SQ20111020392
公開日2013年1月23日 申請日期2011年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月20日
發(fā)明者馮春楠, 張欣, 王金龍, 劉勝杰 申請人:中興通訊股份有限公司