可重構多波束天線的控制裝置、天線和收費系統制造方法及圖紙

本實用新型專利技術提供了一種可重構多波束天線的控制裝置、天線和收費系統，該控制裝置包括參數配置單元、波束形成單元和多個波束控制單元，其中，波束形成單元與參數配置單元相連，各波束控制單元分別與波束形成單元相連。該控制裝置，為應用于ETC系統中的可重構多波束天線的控制裝置，可根據車輛收費站的實際環境控制調節可重構多波束天線中各天線陣元的饋電相位，最終實現通過各天線陣元分別對應接收各車載電子標簽自不同方向發射的電磁波信號，使應用于ETC系統中的可重構多波束天線能夠同時接收多個車載電子標簽發射的電磁波信號，可提高收費站的收費效率和道路的通行率。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及天線結構技術，特別涉及一種可重構多波束天線的控制裝置、天線和收費系統。
技術介紹
電子不停車收費系統(Electronic Toll Collection，簡稱ETC)是一種應用在道路、大橋和隧道等中的電子收費系統。在使用該系統時，需要在車輛擋風玻璃上安裝車載電子標簽。在車輛通過收費站時，設置在收費站處的安裝架的天線接收車載電子標簽發送的電磁波信號。該電磁波信號攜帶有有關車輛的信息，例如，車輛類別、車主、車牌號、道路運行信息、征費狀態等。天線可將電磁波信號轉換成電信號，并可進一步的通過模數轉換裝置將該電信號轉換成數字信號，然后發送給路側控制器。路側控制器對接收到的數字信號處理，解析出數字信號中攜帶的有關車輛的信息，再發送給聯網計算機。計算機通過獲取的車輛信息，采用相應的計算方法計算出該車輛本次應繳納的費用，從該車輛電子標簽IC卡的電子錢包或者車主關聯的銀行賬戶中扣除應繳納的費用，從而實現車輛通過收費站不需停車而自動付費。目前的ETC系統中，設置在收費站車道上的天線為單波束天線，同一時刻只能接收到一輛車的車載電子標簽發送的電磁波信號，因此，當同一時刻有多輛車需到達收費站時，需要輪流先后放行車輛，一輛車通過收費站后再讓另一輛車通過；如果ETC系統沒有與前車交易就直接與后車交易，會造成車輛交易隊列錯誤，也就是跟車干擾(后車付費、前車沒有付費)；如果ETC系統與鄰近車道車輛交易(沒有與本車道交易)就是臨道干擾；因此，現有的這種ETC系統，與人工收費相比雖然提高了收費效率和道路的通行率，但是，當車輛較多時，其收費準確性和效率仍然有待于進一步提高。
技術實現思路
本技術第一個方面是提供一種可重構多波束天線的控制裝置，以提高ETC系統的收費效率和道路的通行率。本技術提供的可重構多波束天線的控制裝置，包括用于根據預設車輛收費站的實際環境物理參數獲取波束形成配置參數的參數配置單元；用于根據所述波束形成配置參數生成多個不同波束指向的控制信號的波束形成單元；和用于根據所述各控制信號調節可重構多波束天線中各天線陣元的饋電相位，以控制各天線陣元分別對應接收各車載電子標簽自不同方向發射的電磁波信號的各波束控制單元；其中，所述波束形成單元與所述參數配置單元相連；所述各波束控制單元分別與所述波束形成單元相連。如上所述的可重構多波束天線的控制裝置，其中，所述波束形成單元為現場可編程門陣列。本技術第二個方面是提供一種可重構多波束天線，包括本技術提供的控制裝置，還包括用于分別對應接收各車載電子標簽自不同方向發射的電磁波信號的各天線陣元;用于分別接收各天線陣元輸出的電磁波信號并對所述各電磁波信號經過本振、混頻和濾波處理后轉換為中頻模擬信號的設置于射頻前端中的各接收通道；和用于將所述各中頻模擬信號轉換成數字信號，以提供給電子不停車收費系統中的路側控制器的數字信號處理器；其中，所述各天線陣元與所述控制裝置中的各波束控制單元對應相連； 所述射頻前端包括多個接收通道，且接收通道的數量與所述天線陣元的數量相同，所述各接收通道與所述各天線陣元對應相連；所述各接收通道分別與所述數字信號處理器相連。本技術第三個方面是提供一種電子不停車收費系統，包括本技術提供的可重構多波束天線，還包括用于在通過車輛收費站時發射電磁波信號的車載電子標簽，所述電磁波信號攜帶有對應車輛的信息；用于接收所述數字信號處理器輸出的各數字信號，并對所述各數字信號進行解析以獲取所述各數字信號對應車輛的信息的路側控制器；和用于根據所述各車輛信息獲取對應車輛的待繳納通行費，以通過銀行系統從對應車輛的關聯銀行賬戶中扣除待繳納通行費的聯網計算機；其中，所述可重構多波束天線設置于車輛收費站處的安裝架上；所述車載電子標簽設置于車輛擋風玻璃處；所述路側控制器與所述可重構多波束天線中的數字信號處理器相連；所述聯網計算機與所述路側控制器相連，且與銀行系統聯網。本技術提供的可重構多波束天線的控制裝置，為應用于ETC系統中的可重構多波束天線的控制裝置，可根據車輛收費站的實際環境控制調節可重構多波束天線中各天線陣元的饋電相位，即改變各天線陣元的指向，從而通過各天線陣元接收不同頻率、幅度和/相位的電磁波信號。最終實現通過各天線陣元分別對應接收各車載電子標簽自不同方向發射的電磁波信號，使應用于ETC系統中的可重構多波束天線能夠同時接收多個車載電子標簽發射的電磁波信號，進而，ETC系統可根據接收的各電磁波信號確定車載電子標簽的位置，也就是各車輛的位置，通過準確定位各車輛位置同時完成對各車輛的收費，從而解決臨道干擾、跟車干擾造成通行成功率低的問題，可提高收費站收費效率和通行率。附圖說明圖1為本技術實施例所提供的可重構多波束天線的控制裝置的結構示意圖；圖2為本技術實施例所提供的可重構多波束天線的結構示意圖。具體實施方式可重構多波束天線是利用數字波束形成技術的一種天線，該天線可用電控方法改變天線中各天線陣元的饋電相位，以改變天線方向圖的形狀，達到波束掃描的目的。可重構多波束天線的發射/接收信號特性用天線方向圖表示，天線方向圖可確定天線的掃描覆蓋范圍，也就是確定能夠接收的電磁波信號的波束頻帶、幅度和相位。可重構多波束天線中通常包括天線陣列單元、多個移相器和射頻前端等，天線陣列單元通常由多個在平面上排列的天線陣元組成，作用是發射/接收電磁波信號，各移相器用于調節各天線陣元的饋電相位，以改變天線方向圖的形狀，射頻前端用于對天線陣元輸出的電磁波信號進行本振、混頻和濾波等處理。針對目前的ETC系統中，設置在車輛收費站車道上的接收天線采用的單波束天線所帶來的臨道干擾、跟車干擾造成通行成功率低的問題，本技術對該接收天線提出了改進，采用可重構多波束天線作為ETC系統中的接收天線。本技術實施例首先提供了一種可重構多波束天線的控制裝置，為應用于ETC系統中的可重構多波束天線的控制裝置，可控制該天線的天線方向圖的形狀，也就是控制該天線能夠接收的電磁波信號的頻帶、幅度和相位。圖1為本技術實施例所提供的可重構多波束天線的控制裝置的結構示意圖，如圖1所示，該可重構多波束天線的控制裝置包括參數配置單元10、波束形成單元11和波束控制單兀12。參數配置單元10，用于根據預設車輛收費站的實際環境物理參數獲取波束形成配置參數。車輛收費站的實際環境物理參數指通過采集或測量等獲取的收費站處道路的相關信息，例如，道路的寬度、設置的車道數量、道路與水平面的夾角(也就是道路的上坡角度或下坡角度)等參數，可將獲取的該參數預先存儲在參數配置單元中。該參數配置單元可采用計算機或其他形式的數據處理裝置實現，參數配置單元可根據實際環境物理參數獲取波束形成配置參數，該配置參數指實現可重構多波束天線能夠接收不同方向的電磁波信號的指標，例如，包括各電磁波信號的指向、 增益、頻率、幅度和相位等。波束形成單元11，與所述參數配置單元10相連，用于根據所述波束形成配置參數生成多個不同波束指向的控制信號。多個波束控制單元12，分別與所述波束形成單元11相連，所述各波束控制單元12用于根據所述各控制信號調節可重構多波束天線中各天線陣元的饋電相位，以控制各天線陣兀分別對應接收各車載電子標簽自不同方向發射的電磁波信號。在E本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種可重構多波束天線的控制裝置，其特征在于，包括：用于根據預設車輛收費站的實際環境物理參數獲取波束形成配置參數的參數配置單元；用于根據所述波束形成配置參數生成多個不同波束指向的控制信號的波束形成單元；和用于根據所述各控制信號調節可重構多波束天線中各天線陣元的饋電相位，以控制各天線陣元分別對應接收各車載電子標簽自不同方向發射的電磁波信號的各波束控制單元；其中，所述波束形成單元與所述參數配置單元相連；所述各波束控制單元分別與所述波束形成單元相連。

【技術特征摘要】
1.一種可重構多波束天線的控制裝置，其特征在于，包括 用于根據預設車輛收費站的實際環境物理參數獲取波束形成配置參數的參數配置單元; 用于根據所述波束形成配置參數生成多個不同波束指向的控制信號的波束形成單元; 和 用于根據所述各控制信號調節可重構多波束天線中各天線陣元的饋電相位，以控制各天線陣元分別對應接收各車載電子標簽自不同方向發射的電磁波信號的各波束控制單元; 其中， 所述波束形成單元與所述參數配置單元相連； 所述各波束控制單元分別與所述波束形成単元相連。2.根據權利要求1所述可重構多波束天線的控制裝置，其特征在于，所述波束形成單元為現場可編程門陣列。3.—種可重構多波束天線，其特征在干，包括權利要求1或2所述的控制裝置，還包括 用于分別對應接收各車載電子標簽自不同方向發射的電磁波信號的各天線陣元； 用于分別接收各天線陣元輸出的電磁波信號并對所述各電磁波信號經過本振、混頻和濾波處理后轉換為中頻模擬信號的設置于射頻前端中的各接收通道； 和 用于將所述各中頻模擬信號轉換成數字信號，以提供給電子不...

【專利技術屬性】
技術研發人員：桂杰，
申請(專利權)人：北京聚利科技股份有限公司，
類型：實用新型
國別省市：