專(zhuān)利名稱(chēng)：基于智能天線技術(shù)的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于ETC (Electronic Toll Collection，簡(jiǎn)稱(chēng)ETC，電子不停車(chē)收費(fèi))的路側(cè)設(shè)備(Road Side Equipment，簡(jiǎn)稱(chēng)RSE)，為具有通信車(chē)輛精確定位和干擾抑制功能、可用于公路電子收費(fèi)、城市道路收費(fèi)、自動(dòng)車(chē)輛識(shí)別、車(chē)輛出入管理等領(lǐng)域。該設(shè)備采用智能天線技術(shù)，與車(chē)載設(shè)備(On-Board Equipment，簡(jiǎn)稱(chēng)0ΒΕ)進(jìn)行短程通信的同時(shí)，通過(guò)數(shù)字波束形成(Digital Beam !Arming，簡(jiǎn)稱(chēng)DBF)、高分辨波達(dá)方向估計(jì)(Direction of Arrival，簡(jiǎn)稱(chēng)D0A)，準(zhǔn)確確定通信車(chē)輛位置，并抑制無(wú)用干擾。
背景技術(shù)：
ETC系統(tǒng)是一種用于高速公路、大橋和隧道的電子自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)，其采用電子、通信、信息處理等多種技術(shù)手段使得車(chē)輛在通過(guò)高速公路、隧道等的出入口時(shí)與路邊的設(shè)備進(jìn)行信息交換，由后臺(tái)的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)完成費(fèi)用計(jì)算，實(shí)現(xiàn)收費(fèi)過(guò)程自動(dòng)化。
ETC系統(tǒng)的運(yùn)行依賴(lài)于車(chē)載設(shè)備OBE與路側(cè)設(shè)備的信息交換，收費(fèi)系統(tǒng)通過(guò)收集車(chē)輛識(shí)別信息、行駛路徑信息等各類(lèi)數(shù)據(jù)來(lái)計(jì)算通行費(fèi)用。因此，規(guī)范ETC系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換服務(wù)的專(zhuān)用短程通信(Dedicated Short Range Communication，簡(jiǎn)稱(chēng)DSRC)協(xié)議就成為ETC 系統(tǒng)的核心。2007年3月19日，中華人民共和國(guó)質(zhì)監(jiān)局和標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)聯(lián)合發(fā)布了電子收費(fèi)專(zhuān)用短程通信國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，定義了車(chē)載設(shè)備OBE和路側(cè)設(shè)備兩個(gè)通信實(shí)體，分別代表車(chē)輛和道路進(jìn)行通信，規(guī)范了二者進(jìn)行通信的物理參數(shù)、操作流程、交互信息的格式等。
在電子收費(fèi)應(yīng)用中，路側(cè)設(shè)備居于主導(dǎo)地位，負(fù)責(zé)發(fā)起與車(chē)載設(shè)備的通信流程，在通信過(guò)程中完成驗(yàn)證車(chē)輛、計(jì)費(fèi)、扣費(fèi)、放行等一系列操作。目前，一般的路側(cè)設(shè)備僅能完成基本通信功能，而在ETC系統(tǒng)應(yīng)用實(shí)踐中對(duì)車(chē)輛定位功能的需求則日益強(qiáng)烈。在ETC專(zhuān)用車(chē)道條件下，“跟車(chē)干擾”和“鄰道干擾”是常見(jiàn)問(wèn)題。要解決相關(guān)干擾，從而避免由此引起的收費(fèi)糾紛，需要在進(jìn)行通信的同時(shí)，準(zhǔn)確確定通信車(chē)輛位置。在多車(chē)道自由流條件下，由于車(chē)輛行駛狀態(tài)自由化，對(duì)車(chē)輛定位更成為路側(cè)設(shè)備的一個(gè)必備功能。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種基于智能天線技術(shù)的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備。
為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案如下一種基于智能天線技術(shù)的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備，所述路側(cè)設(shè)備包括用于收集車(chē)載設(shè)備發(fā)送的車(chē)輛數(shù)據(jù)信息的接收天線陣、 用于輻射信號(hào)覆蓋ETC車(chē)道通信區(qū)的發(fā)射天線陣、發(fā)射模塊、用于將接收天線陣所收集的車(chē)載設(shè)備發(fā)送的車(chē)輛數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解調(diào)并數(shù)字化的數(shù)字接收陣列模塊、信號(hào)處理與控制模塊、用于提供調(diào)制和解調(diào)所需的本振信號(hào)以及各種時(shí)鐘信號(hào)的頻率源模塊，所述接收天線陣的每個(gè)陣元與各自的接收通道連接；所述數(shù)字接收陣列模塊集成多個(gè)接收通道，分別與接收天線陣的各個(gè)陣元連接；所述信號(hào)處理與控制模塊對(duì)數(shù)字接收陣列模塊的多通道接收信號(hào)進(jìn)行處理，確定通信車(chē)輛位置，抑制干擾信號(hào)。
所述接收天線陣和發(fā)射天線陣分置，發(fā)射天線陣與唯一的發(fā)射通道連接。
所述接收天線陣的陣面邊緣放置校正天線，校正天線通過(guò)接收天線陣列饋入各接收通道得到中頻信號(hào)，在信號(hào)處理與控制模塊利用中頻信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)校正處理，獲取每個(gè)接收通道的幅度/相位信息。
所述信號(hào)處理與控制模塊產(chǎn)生控制信號(hào)，通過(guò)開(kāi)關(guān)選擇接通通信通道或校正通道，同時(shí)產(chǎn)生控制信號(hào)選擇通信\校正分別對(duì)應(yīng)的載波頻率，由頻率源模塊輸出，提供給發(fā)射通道，用于信號(hào)調(diào)制。
所述數(shù)字接收陣列模塊包括本振功分器和中頻接收機(jī)；所述本振信號(hào)經(jīng)本振功分器分成多路，分別送給各個(gè)接收通道，用于混頻得到模擬中頻信號(hào)；模擬中頻信號(hào)在中頻接收機(jī)中進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，通過(guò)光纖輸送給信號(hào)處理與控制模塊。
所述信號(hào)處理與控制模塊對(duì)接收天線陣的多個(gè)通道接收信號(hào)進(jìn)行加權(quán)疊加，各波束在半功率波束寬度處相互重疊，覆蓋整個(gè)通訊區(qū)及相鄰區(qū)域，比較各波束信號(hào)，確定通信車(chē)輛位置。
所述信號(hào)處理與控制模塊進(jìn)行波達(dá)方向估計(jì)，確定通信車(chē)輛和干擾源位置，進(jìn)一步對(duì)多個(gè)通道接收信號(hào)進(jìn)行加權(quán)疊加，在目標(biāo)車(chē)輛波達(dá)方向上形成接收波束，在干擾源位置產(chǎn)生零點(diǎn)，抑制干擾，得到高信噪比信號(hào)，完成與通信車(chē)輛的通信。
本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備可以完成基本通信任務(wù)，而且利用數(shù)字接收陣列同時(shí)獲取多通道接收信號(hào)，通過(guò)數(shù)字波束形成、波達(dá)方向估計(jì)等方法，準(zhǔn)確確定通信車(chē)輛位置，并抑制干擾信號(hào)；數(shù)字接收通道高度集成，應(yīng)用程序遠(yuǎn)程加載，系統(tǒng)重構(gòu)、功能拓展、軟件升級(jí)非常靈活方便。本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備可廣泛用于公路電子收費(fèi)系統(tǒng)、自動(dòng)車(chē)輛識(shí)別、車(chē)輛出入管理、城市道路收費(fèi)等領(lǐng)域。


圖1是本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備的發(fā)射天線陣示意圖； 圖3是本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備接收單波束信號(hào)示意圖；圖4是本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備中數(shù)字接收陣列模塊內(nèi)部功能分解框圖； 圖5是本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備接收多波束信號(hào)示意圖； 圖6是多波束比幅原理示意圖； 圖7是N元均勻線陣接收信號(hào)示意圖； 圖8是波達(dá)方向估計(jì)(MUSIC算法)空間譜示意圖；圖中10—通信車(chē)輛、101—ETC車(chē)道、102—龍門(mén)架、103—路側(cè)單元、104—發(fā)射波束投影、11—接收天線陣、12—發(fā)射天線陣、121—貼片天線、122—功分網(wǎng)絡(luò)、123—端口、13—校正天線、14一發(fā)射模塊、15—數(shù)字接收陣列模塊、151—本振功分器、152—中頻接收機(jī)、16-信號(hào)處理與控制模塊、17—頻率源模塊、18—電源模塊、19一后臺(tái)計(jì)算機(jī)。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合具體的實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的內(nèi)容。
如圖1所示，為本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明所述基于智能天線技術(shù)的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備包括接收天線陣11、發(fā)射天線陣12、校正天線13、發(fā)射模塊 14、數(shù)字接收陣列模塊15、信號(hào)處理與控制模塊16、頻率源模塊17、電源模塊18以及后臺(tái)計(jì)算機(jī)19。
本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備的各模塊功能如下接收天線陣(11 )，用于收集車(chē)載設(shè)備發(fā)送的車(chē)輛數(shù)據(jù)信息，經(jīng)數(shù)字接收陣列模塊(15) 進(jìn)行解調(diào)并數(shù)字化，通過(guò)光纖傳送給信號(hào)處理與控制模塊(16)；發(fā)射天線陣(12)，用于輻射信號(hào)，向空間輻射由信號(hào)處理與控制模塊(16)編碼、加密， 并由發(fā)射模塊(14)調(diào)制、放大的射頻信號(hào)，覆蓋ETC車(chē)道通信區(qū)；校正天線(13)，用于輻射校正信號(hào)，通過(guò)接收天線陣列(11)饋入各接收通道得到中頻信號(hào)，在信號(hào)處理與控制模塊(16)利用中頻信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)校正處理，獲取每個(gè)接收通道的幅度/相位信息；發(fā)射模塊(14)，用于將信號(hào)處理與控制模塊(16)已經(jīng)加密、編碼的待發(fā)送數(shù)據(jù)信息進(jìn)行調(diào)制到載波頻率并放大，產(chǎn)生射頻信號(hào)，并通過(guò)發(fā)射天線陣(12)向空間輻射出去；數(shù)字接收陣列模塊(15)，用于將接收天線陣(11)所收集的車(chē)載設(shè)備發(fā)送的車(chē)輛數(shù)據(jù)信息，進(jìn)行解調(diào)并數(shù)字化；信號(hào)處理與控制模塊(16)，用于接受后臺(tái)計(jì)算機(jī)(19)的指令，按照專(zhuān)用短程通信協(xié)議規(guī)定的ETC系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換服務(wù)規(guī)范產(chǎn)生要發(fā)送數(shù)據(jù)，進(jìn)行加密、編碼，送給發(fā)射模塊(14)進(jìn)行調(diào)制、發(fā)射，并且對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、解密，打包發(fā)送給后臺(tái)計(jì)算機(jī)(19);以及對(duì)接收天線陣(11)的接收數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，準(zhǔn)確確定通信車(chē)輛位置，抑制干擾信號(hào)；以及產(chǎn)生發(fā)射功率控制信號(hào)給發(fā)射模塊(14)的數(shù)控衰減器，控制發(fā)射功率在一定范圍內(nèi)可調(diào)，以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用條件和需求；以及產(chǎn)生各種控制信號(hào)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各功能模塊的正常運(yùn)轉(zhuǎn)； 頻率源模塊(17)，用于提供調(diào)制和解調(diào)所需的本振信號(hào)以及各種時(shí)鐘信號(hào)； 電源模塊(18)，用于為各模塊提供所需要的多種電源；后臺(tái)計(jì)算機(jī)(19)，用于與信號(hào)處理與控制模塊(16)的協(xié)調(diào)溝通，并且控制路側(cè)設(shè)備， 發(fā)起與車(chē)載設(shè)備的通信。
信號(hào)處理與控制模塊16是整個(gè)路側(cè)設(shè)備的系統(tǒng)核心，既要接受后臺(tái)計(jì)算機(jī)19的指令，按照專(zhuān)用短程通信協(xié)議(DSRC)規(guī)定的ETC系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換服務(wù)規(guī)范產(chǎn)生要發(fā)送數(shù)據(jù)， 進(jìn)行加密、編碼，然后送給發(fā)射模塊進(jìn)行調(diào)制、發(fā)射，還要對(duì)接收數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼、解密以及其他解析處理，然后打包發(fā)送給后臺(tái)計(jì)算機(jī)19 ；另外，信號(hào)處理與控制模塊16要對(duì)接收天線陣11的多通道接收數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)字波束形成、波達(dá)方向估計(jì)，從而準(zhǔn)確確定通信車(chē)輛位置， 抑制干擾信號(hào)；最后，信號(hào)處理與控制模塊16需要產(chǎn)生各種控制信號(hào)，負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)各功能模塊的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，具體包括通信\校正切換控制、信道切換控制以及發(fā)射功率控制等。
為了實(shí)現(xiàn)基本通信功能，本發(fā)明接收天線陣11和發(fā)射天線陣12分置，發(fā)射天線陣 12與唯一發(fā)射通道連接，接收天線陣11的每個(gè)陣元后面都連接一個(gè)接收通道。發(fā)射天線陣12的發(fā)射通道將信號(hào)處理與控制模塊16產(chǎn)生的編碼信息調(diào)制到載波頻率，然后由發(fā)射天線陣12合成固定單波束向空間輻射，覆蓋ETC車(chē)道通信區(qū)。根據(jù)路側(cè)設(shè)備在ETC車(chē)道的安裝使用條件，設(shè)計(jì)發(fā)射天線陣12以及波束合成網(wǎng)絡(luò)，從而控制發(fā)射波束俯仰和方位方向的波束寬度和波束指向，進(jìn)一步通過(guò)發(fā)射功率調(diào)整，使得車(chē)輛在通信區(qū)內(nèi)的任何位置都能進(jìn)行通信，而在理想情況下通信區(qū)外的車(chē)載設(shè)備不會(huì)被喚醒。5
為了實(shí)現(xiàn)同時(shí)多通道接收，本發(fā)明設(shè)計(jì)了高集成度的數(shù)字接收陣列模塊15。數(shù)字接收陣列模塊15中集成多個(gè)接收通道，通過(guò)射頻線纜分別與接收天線陣11的各個(gè)陣元連接。車(chē)載設(shè)備發(fā)射的車(chē)輛數(shù)據(jù)信息通過(guò)接收天線陣11的各個(gè)陣元進(jìn)入各個(gè)接收通道，各接收通道對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行混頻、放大、濾波、自動(dòng)增益控制以及數(shù)字化采樣等處理，得到中頻信號(hào)。中頻信號(hào)保留了與通信車(chē)輛位置(角度)相關(guān)的幅相信息，以便送入信號(hào)處理與控制模塊16進(jìn)行通信車(chē)輛定位、干擾抑制處理。數(shù)字接收陣列模塊15以其高集成度為特點(diǎn)， 結(jié)構(gòu)緊湊，非常便于系統(tǒng)重構(gòu)和擴(kuò)展。
為了保證各接收通道幅相一致性，本發(fā)明從減輕重量及減少設(shè)備角度出發(fā)，采用空間耦合方式對(duì)數(shù)字接收通道的幅度、相位進(jìn)行校正，以保證系統(tǒng)性能。具體的措施為在接收天線陣11邊緣放置一個(gè)單元校正天線13 ；校正天線13輻射校正信號(hào)，通過(guò)接收天線陣11同時(shí)饋入各接收通道，進(jìn)行放大、濾波、混頻以及數(shù)字化采樣，得到中頻信號(hào)，在信號(hào)處理與控制模塊16進(jìn)行自動(dòng)校正處理，獲取每個(gè)接收通道的幅度/相位信息。
依據(jù)電子收費(fèi)專(zhuān)用短程通信國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，ETC系統(tǒng)有兩個(gè)信道信道1上行鏈路的載頻為5. 79GHz，下行鏈路的載頻為5. 83GHz ；信道2上行鏈路的載頻為5. 80GHz，下行鏈路的載頻為5. 84GHz。本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備有通信和校正兩種工作狀態(tài)，分別用于ETC系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換和路側(cè)設(shè)備通道校正。本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備工作在通信狀態(tài)時(shí)，發(fā)射信號(hào)載波頻率為 5. 83GHz或5. 84GHz ；本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備工作在接收通道校正狀態(tài)時(shí)，發(fā)射信號(hào)載波頻率為 5. 79GHz 或 5. 80GHz ο
為此，信號(hào)處理與控制模塊16產(chǎn)生控制信號(hào)，通過(guò)開(kāi)關(guān)選擇接通通信通道或校正通道，同時(shí)根據(jù)應(yīng)用需求產(chǎn)生控制信號(hào)，選擇通信\校正以及信道1\信道2分別對(duì)應(yīng)的載波頻率，由頻率源模塊17輸出，提供給發(fā)射通道，并用于信號(hào)調(diào)制。無(wú)論本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備工作在通信狀態(tài)或校正狀態(tài)，數(shù)字接收陣列模塊15接收信號(hào)的載波頻率都是5. 79GHz或 5. 80GHz,即只與信道選擇有關(guān)。頻率源模塊17按照信號(hào)處理與控制模塊16產(chǎn)生的信道切換控制信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的本振信號(hào)提供給數(shù)字接收陣列模塊15用于信號(hào)解調(diào)。頻率源模塊 17產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)分別提供給數(shù)字接收陣列模塊15和信號(hào)處理與控制模塊16。另外，信號(hào)處理與控制模塊16還產(chǎn)生發(fā)射功率控制信號(hào)給發(fā)射模塊14的數(shù)控衰減器，控制發(fā)射功率在一定范圍內(nèi)可調(diào)，以適應(yīng)各種不同的應(yīng)用條件和需求。
如圖2所示，為本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備的發(fā)射天線陣12示意圖，發(fā)射天線陣12包括貼片天線121和功分網(wǎng)絡(luò)122，在端口 123處通過(guò)射頻線纜與發(fā)射模塊14的唯一發(fā)射通道相連。發(fā)射天線陣12將已調(diào)制信號(hào)合成單一固定波束，覆蓋ETC車(chē)道的通信區(qū)，如圖3所示。在圖3中，通信車(chē)輛10安裝有車(chē)載裝置OBE。路側(cè)單元103安裝在ETC車(chē)道101正上方的龍門(mén)架102上，路側(cè)單元103發(fā)射單束波，并在ETC車(chē)道101上形成發(fā)射波束投影104。 調(diào)整路側(cè)單元103安裝角度和發(fā)射信號(hào)功率強(qiáng)度，使得通信車(chē)輛10在通信區(qū)內(nèi)的任何位置都能進(jìn)行通信，而在理想情況下通信區(qū)外的車(chē)載設(shè)備不會(huì)被喚醒。
如圖4所示，為本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備中數(shù)字接收陣列模塊15的內(nèi)部功能分解框圖。本振信號(hào)經(jīng)數(shù)字接收陣列模塊15內(nèi)部本振功分器151分成多路，分別送給各個(gè)接收通道，用于混頻并得到模擬中頻信號(hào)；模擬中頻信號(hào)在中頻接收機(jī)152中進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，然后通過(guò)光纖輸送給信號(hào)處理與控制模塊16。由于數(shù)字接收陣列模塊15集成了多個(gè)接收通道， 每個(gè)接收通道都與一個(gè)接收天線陣元相連，因此可以同時(shí)獲得多通道接收信號(hào)。
數(shù)字波束形成(DBF)實(shí)質(zhì)上是對(duì)多通道接收信號(hào)進(jìn)行加權(quán)疊加，若多通道接收信號(hào) A· = [X0 A … ；Cah]1",設(shè)計(jì)權(quán)值向量W = [Wq W1 ■■■,那么合成單波審、可以表示為
權(quán)利要求
1.基于智能天線技術(shù)的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備，所述路側(cè)設(shè)備包括用于收集車(chē)載設(shè)備發(fā)送的車(chē)輛數(shù)據(jù)信息的接收天線陣(11)、用于輻射信號(hào)覆蓋ETC車(chē)道通信區(qū)的發(fā)射天線陣 (12)、發(fā)射模塊(14)、用于將接收天線陣(11)所收集的車(chē)載設(shè)備發(fā)送的車(chē)輛數(shù)據(jù)信息進(jìn)行解調(diào)并數(shù)字化的數(shù)字接收陣列模塊(15)、信號(hào)處理與控制模塊(16)、用于提供調(diào)制和解調(diào)所需的本振信號(hào)以及各種時(shí)鐘信號(hào)的頻率源模塊(17)，其特征在于，所述接收天線陣(11) 的每個(gè)陣元與各自的接收通道連接；所述數(shù)字接收陣列模塊(15)集成多個(gè)接收通道，分別與接收天線陣(11)的各個(gè)陣元連接；所述信號(hào)處理與控制模塊(16)對(duì)數(shù)字接收陣列模塊 (15)的多通道接收信號(hào)進(jìn)行處理，確定通信車(chē)輛位置，抑制干擾信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于智能天線技術(shù)的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備，其特征在于，所述接收天線陣(11)和發(fā)射天線陣(12 )分置，發(fā)射天線陣(12 )與唯一的發(fā)射通道連接。
3.如權(quán)利要求1所述的基于智能天線技術(shù)的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備，其特征在于，所述接收天線陣(11)的陣面邊緣放置校正天線(13)，校正天線(13)通過(guò)接收天線陣列(11)饋入各接收通道得到中頻信號(hào)，在信號(hào)處理與控制模塊(16)利用中頻信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)校正處理， 獲取每個(gè)接收通道的幅度/相位信息。
4.如權(quán)利要求1或3所述的基于智能天線技術(shù)的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備，其特征在于，所述信號(hào)處理與控制模塊(16)產(chǎn)生控制信號(hào)，通過(guò)開(kāi)關(guān)選擇接通通信通道或校正通道，同時(shí)產(chǎn)生控制信號(hào)選擇通信\校正分別對(duì)應(yīng)的載波頻率，由頻率源模塊(17)輸出，提供給發(fā)射通道，用于信號(hào)調(diào)制。
5.如權(quán)利要求1所述的基于智能天線技術(shù)的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備，其特征在于，所述數(shù)字接收陣列模塊(15)包括本振功分器(151)和中頻接收機(jī)(152)；所述本振信號(hào)經(jīng)本振功分器(151)分成多路，分別送給各個(gè)接收通道，用于混頻得到模擬中頻信號(hào)；模擬中頻信號(hào)在中頻接收機(jī)(152)中進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，通過(guò)光纖輸送給信號(hào)處理與控制模塊(16)。
6.如權(quán)利要求1所述的基于智能天線技術(shù)的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備，其特征在于，所述信號(hào)處理與控制模塊(16)對(duì)接收天線陣(11)的多個(gè)通道接收信號(hào)進(jìn)行加權(quán)疊加，各波束在半功率波束寬度處相互重疊，覆蓋整個(gè)通訊區(qū)及相鄰區(qū)域，比較各波束信號(hào)，確定通信車(chē)輛位置。
7.如權(quán)利要求1所述的基于智能天線技術(shù)的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備，其特征在于，所述信號(hào)處理與控制模塊(16)進(jìn)行波達(dá)方向估計(jì)，確定通信車(chē)輛和干擾源位置，進(jìn)一步對(duì)多個(gè)通道接收信號(hào)進(jìn)行加權(quán)疊加，在目標(biāo)車(chē)輛波達(dá)方向上形成接收波束，在干擾源位置產(chǎn)生零點(diǎn)， 抑制干擾，得到高信噪比信號(hào)，完成與通信車(chē)輛的通信。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于智能天線技術(shù)的電子收費(fèi)路側(cè)設(shè)備，包括接收天線陣、發(fā)射天線陣、發(fā)射模塊、數(shù)字接收陣列模塊、信號(hào)處理與控制模塊、頻率源模塊，所述接收天線陣的每個(gè)陣元與各自的接收通道連接；所述數(shù)字接收陣列模塊集成多個(gè)接收通道，分別與接收天線陣的各個(gè)陣元連接；所述信號(hào)處理與控制模塊對(duì)數(shù)字接收陣列模塊的多通道接收信號(hào)進(jìn)行處理，確定通信車(chē)輛位置，抑制干擾信號(hào)。所述路側(cè)設(shè)備利用數(shù)字接收陣列同時(shí)獲取多通道接收信號(hào)，通過(guò)數(shù)字波束形成、波達(dá)方向估計(jì)等方法，準(zhǔn)確確定通信車(chē)輛位置。本發(fā)明所述路側(cè)設(shè)備可廣泛用于公路電子收費(fèi)系統(tǒng)、自動(dòng)車(chē)輛識(shí)別、車(chē)輛出入管理、城市道路收費(fèi)等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)G07B15/06GK102542621SQ20121000038
公開(kāi)日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月4日
發(fā)明者蘭天鴿, 劉曉政, 呂繼榮, 戴連貴, 龍開(kāi)紅 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所