CN208873190U - 一种etc系统的路侧单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种ETC系统的路侧单元，包括有源相控阵发送模块、多通道接收模块、处理模块、控制模块。其中，多通道接收模块将接收天线阵接收到的信号经放大、混频等处理后传送给处理模块，完成信号的解码和车辆定位；控制模块根据车辆位置信息，控制有源相控阵配置实现发送天线阵波束的改变。根据处理模块确定车辆所在位置，通过控制模块控制有源相控阵模块的移相器与衰减器，改变发送天线子阵之间的相位和幅度关系，实现快速改变天线波束的指向和天线波束的形状,降低天线副瓣干扰，从而减少交易盲区，降低跟车干扰，提高交易成功率。

Description

一种ETC系统的路侧单元

技术领域

本实用新型涉及本发明关于智能交通技术，特别是关于不停车收费技术，具体讲的是一种ETC系统的路侧单元。

背景技术

ETC(Electronic Toll Collection)即电子不停车收费系统，是智能交通系统领域中的一个特殊应用。利用该系统，车辆经过收费站不需停车即可缴费，提高了效率。

传统RSU天线的交易区域无法改变，容易出现交易盲区，邻道干扰、跟车干扰等不良因素导致交易成功率下降。为了降低邻道干扰影响，ETC系统会加入定位功能，但是传统的激光、雷达定位，造价高昂，而造价低廉的设备，比如线圈，往往只能实现横向或者纵向定位，且定位精度不高，定位效果满足不了实际应用。

相控阵天线能够实现天线波束指向在空间的转动或扫描，在ETC系统中加入相控阵技术，可以明显提高交易成功率。其中，相控阵天线又分为有源和无源相控阵，无源相控阵结构简单，但是信号传输到阵面每一个发射天线单元之间的所有传输环节，包括收发开关、馈电网络、移相器及其他传输线的损耗，均使天线阵面辐射的发射信号功率降低，若要保持天线阵面辐射功率，需提高整个发射机的发送功率，难度大，可靠性低，一旦发射机的部分元器件故障，整个相控阵就失效了。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种ETC系统的路侧单元，包括有源相控阵发送模块、多通道接收模块、处理模块、控制模块。处理模块包含解码单元、定位单元；多通道接收模块的输出端与处理模块连接；处理模块的输出端与控制模块连接；控制模块的输出端与有源相控阵发送模块连接。本实用新型所提供的路侧单元还包括发送天线阵和接收天线阵，发送天线阵与有源相控阵发送模块连接；接收天线阵与多通道接收模块连接。有源相控阵发送模块包括信号源单元、放大电路、移相器、衰减器，其中移相器和衰减器的控制信号来自于控制模块。多通道接收模块包括滤波电路、放大电路、混频电路、可控增益放大电路、模/数转换电路。

本实用新型的有益效果在于发送信号采用有源相控阵技术，使信号能量更加集中到有效交易区域内，但同时也缩短了单个区域的长度，如果区域长度缩小到很小时，需要增加扫描分辨率及扫描速度来保证交易成功，本实用新型提供的有源相控阵模块不但单个区域长度满足要求，且扫描分辨率和扫描速度足够高，满足实际应用要求。与无源相控阵相比，扫描精度更高，区域更精准，且可靠性提高。且有源相控阵模块中，每个单元通道上发射机的输出信号直接传送到天线单元向空间辐射，降低了发射馈线的损耗，即在同样的天线阵面辐射功率条件下，降低了初级发射机总功率的要求。根据定位结果，控制有源相控阵模块的移相器与衰减器，改变发送天线子阵之间的相位和幅度关系，实现快速改变天线波束的指向和天线波束的形状,同时降低天线副瓣干扰，从而减少交易盲区，降低跟车干扰，提高交易成功率。

本实用新型的有益效果在于采用定位技术，可以实现ETC车辆的横向与纵向的同时定位，定位精度高，降低邻道干扰，提高ETC收费的可靠性。

本实用新型的有益效果在于解码的电路与定位的电路共用，无需另外设计单独的解码电路，简化电路设计，节省设备成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型实施例提供的一种ETC系统的路侧单元的结构框图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

图1为本实用新型实施例提供的一种ETC系统的路侧单元结构框图，由图可知，本实用新型实施例包含一个接收天线阵10，多通道接收通道20，处理模块30，控制模块40，有源相控阵发送模块50，一个发送天线阵60，其中：

接收天线阵10与多通道接收模块20相连，用于接收OBU信号；

多通道接收模块20一端与接收天线阵10相连，一端与处理模块30相连；

处理模块30一端与多通道接收模块20相连，一端与控制模块40相连；

控制模块40一端与处理模块30相连，一端与有源相控阵发送模块50相连；

有源相控阵模块50一端与控制模块相连40，一端与发送天线60相连；

多通道接收模块20包括：滤波电路201，用于抑制可能对其他无线电装置造成干扰的频谱分量及高次谐波，同时也能抑制信号带宽外的有源干扰和外部噪声，以免影响接收机输入信号的动态范围及接收灵敏度；放大电路202，用于放大接收到的OBU信号；混频电路203，用于将接收到的OBU信号进行混频解调；可控增益放大电路204，用于放大混频之后的信号强度；模/数转换电路205，用于采集中频信号，将模拟信号转换为数字信号。

处理模块30包含定位单元301，用于处理多通道接收模块20输出的信号，获取车辆位置信息，输出给控制模块40；解码单元302，用于处理多通道接收模块20输出的信号，获取接收基带数据，输出给控制模块40。

有源相控阵发送模块50包括信号源单元501，用于将基带信号做调制处理，产生射频信号；放大电路502，用于射频信号强度的放大；移相器503，用于改变信号相位，实现天线波束指向改变；衰减器504，用于改变信号强度，实现幅度加权，以降低天线的副瓣天平；

本实用新型实施例的具体工作方式：

OBU信号经过接收天线阵10进入多通道接收模块20后，经过滤波电路201去除谐波干扰，进入放大电路202将信号强度放大，经过混频电路203输出中频信号，可变增益放大电路204对中频信号功率进行放大，经过放大后的中频信号输出给模/数转换电路205，由模拟信号转换为数字信号，输出至处理模块30做下一步处理。处理模块30中的解码单元302对模/数转换电路205传输的信号进行解码，获取接收基带数据，输出给控制模块40，进行交易处理。定位单元301从模/数转换电路205传输的信号中提取车辆的位置信息，输出给控制模块40，控制模块40根据车辆位置信息控制有源相控阵发送模块50，配置移相器503与衰减器504，实现波束扫描。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种ETC系统的路侧单元，通过精准定位后，控制发送天线波束，实现快速改变天线波束的指向及辐射区域，降低跟车干扰，改善邻道干扰，保证交易的可靠性，提供交易成功率。

虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (7)

1.一种ETC系统的路侧单元，其特征在于，包括有源相控阵发送模块、多通道接收模块、处理模块、控制模块，其中：

所述处理模块包含解码单元、定位单元；

所述多通道接收模块的输出端与处理模块连接；

所述处理模块的输出端与控制模块连接；

所述控制模块的输出端与有源相控阵发送模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种ETC系统的路侧单元，其特征在于，还包括发送天线阵、接收天线阵，其中，

所述发送天线阵与有源相控阵发送模块连接；

所述接收天线阵与多通道接收模块连接。

3.根据权利要求1所述的一种ETC系统的路侧单元，其特征在于，所述有源相控阵发送模块包括信号源单元、放大电路、移相器、衰减器，其中移相器和衰减器的控制信号来自于控制模块。

4.根据权利要求1所述的一种ETC系统的路侧单元，其特征在于，所述多通道接收模块包括滤波电路、放大电路、混频电路、可控增益放大电路、模/数转换电路。

5.根据权利要求1所述的一种ETC系统的路侧单元，其特征在于，所述处理模块中的解码单元用于处理多通道接收模块输出的信号，获取接收基带数据，输出给控制模块。

6.根据权利要求1所述的一种ETC系统的路侧单元，其特征在于，所述处理模块中的定位单元，用于处理多通道接收模块输出的信号，获取车辆位置信息，输出给控制模块。

7.根据权利要求1所述的一种ETC系统的路侧单元，其特征在于，所述控制模块，通过定位单元输出的车辆位置信息，控制有源相控阵发送模块，实现波束扫描。