一种应用于RSU的数字相控阵发射系统技术方案

本发明专利技术提供了一种应用于RSU的数字相控阵发射系统，其特征在于：包括RSU处理器模块、FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块、DAC模块、混频模块、滤波模块、PA模块和天线阵列模块，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块获取所述RSU处理器模块需要发送的数据帧信息，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块、所述DAC模块、所述混频模块、所述滤波模块、所述PA模块和所述天线阵列模块依次连接，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块用于将所述基带信号产生大于或等于两条通道的数字中频信号，本发明专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统实现了对相位和幅值的无级调整，完成了对发射波束的精确控制，减少ETC邻道干扰和跟车干扰，并降低RSU的物料成本。并降低RSU的物料成本。并降低RSU的物料成本。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于RSU的数字相控阵发射系统


[0001]本专利技术涉及一种数字相控阵发射系统，尤其涉及一种应用于RSU的数字相控阵发射系统。

技术介绍

[0002]ETC：( Electronic Toll Collection ) 不停车收费系统是目前世界上最先进的路桥收费方式，通过安装在车辆挡风玻璃上的车载电子标签与在收费站 ETC 车道上的微波天线之间的微波专用短程通讯，扣取用户卡上的金额或利用计算机联网技术与银行进行后台结算处理，从而达到车辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的目的，ETC是先进的电子收费技术，目前主要应用在匝道出入口和主线标识站，均为封闭式高速公路收费场景下的ETC应用模式，随着国家高速公路政策的改革，提供更快的通行速度和更高的通行效率己是迫在眉睫，自由流高速公路收费模式通过建设虚拟主线路侧单元站，从而具有较高的通行效率和优良的通行服务体验。
[0003]OBU：（即On board Unit的缩写），直译就是车载单元的意思，就是采用DSRC（Dedicated Short Range Communication）技术，与RSU进行通讯的微波装置，在ETC系统中，OBU放在车上，路边架设路侧单元（RSU-Road Side Unit），相互之间通过微波进行通讯，车辆高速通过RSU的时候，OBU和RSU之间用微波通讯。
[0004]RSU：是Road Side Unit的英文缩写，直译就是路侧单元的意思，是ETC系统中，安装在路侧，采用DSRC（Dedicated Short Range Communication）技术，与车载单元（OBU，On Board Unit）进行通讯，实现车辆身份识别，电子扣费的装置。
[0005]随着ETC的应用推广，ETC并行车道越来越多，ETC邻道干扰和跟车干扰问题突出，一直困扰着ETC的发展，为了更好的对RSU的发射波束范围动态控制，出现了模拟相控阵发射波束扫描技术，该相控阵发射波束扫描是通过控制多通道5.8G频段射频信号的相位和幅度来实现的，控制相位使用的是移相器，控制幅度使用的衰减器；然而，5.8G频段移相器和衰减器价格都很贵，并且每个通道都需要使用，这大大增加了RSU的物料成本。
[0006]另外，移相器和衰减器都是通过有限的阶梯（通常小于或等于64级）对信号进行移相和衰减，无法实现无级移相和无级调幅，因此难以做到对波束精确调整。
[0007]为了解决上述技术问题，本申请提供一种能够实现无级移相和无级调幅的应用于RSU的数字相控阵发射系统。

技术实现思路

[0008]基于现有技术的不足，本专利技术提供一种应用于RSU的数字相控阵发射系统，包括RSU处理器模块、FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块、DAC模块、混频模块、滤波模块、PA模块和天线阵列模块，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块与所述RSU处理器模块通过有线通信接口连接，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块获取所述RSU处理器模块需要发送的数据帧信息，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模
块、所述DAC模块、所述混频模块、所述滤波模块、所述PA模块和所述天线阵列模块依次连接，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块用于产生大于或等于两条通道的数字中频信号。
[0009]作为本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的改进，本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块对所述数据帧信息进行HDLC编码和FM0编码，生成只有1位的二进制基带信号。
[0010]作为本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的改进，本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块设置ASK调制系数，把所述基带信号转换成多位数值表示的基带幅值，且要求所述ASK调制系数的范围在0.7到0.9之间；生成复数基带；通道幅相校准、动态波束扫描控制。
[0011]作为本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的改进，本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块包括基带滤波器和变频器，所述基带滤波器用于对各通道的基带信号滤波，使发射信号带宽小于5MHz，所述变频器把经过滤波后的各通道的复数基带信号变频生成数字中频信号。
[0012]作为本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的改进，本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的所述DAC模块把多条通道数字中频信号转换成模拟中频信号。
[0013]作为本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的改进，本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的所述混频模块把模拟中频信号上变频到5.83GHz或5.84GHz的射频信号。
[0014]作为本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的改进，本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的所述滤波模块用于抑制ETC频带以外的杂散信号。
[0015]作为本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的改进，本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的所述PA模块用于对滤波后的射频信号放大。
[0016]作为本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的改进，本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统的所述天线阵列模块由两个或两个以上独立的微带天线阵组成，所述天线阵列模块把射频信号变成可以在自由空间传播的电磁波。
[0017]与现有技术相比较，本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统具有以下有益效果：由于采用所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块能够获取所述RSU处理器模块需要发送的数据帧信息，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块实现了把所述数据帧信号转换为二进制基带信号再转换为多位数值表示的基带信号最后转换为复数基带信号，通过复数乘法实现了无级移相和无级调幅，从而使得波束控制更精确，更好的解决了ETC邻道干扰和跟车干扰问题，并且省去了昂贵的射频移相器，降低了RSU的物料成本。
附图说明
[0018]图1为本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统优选实施例的所述数字相控阵发射系统框图。
[0019]图2为本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统优选实施例的所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块处理流程图。
具体实施方式
[0020]本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统主要适用于解决ETC邻道干扰和跟车干扰。
[0021]参考图1和图2，下文将详细描述本专利技术应用于RSU的数字相控阵发射系统。
[0022]本实施例中的一种应用于RSU的数字相控阵发射系统，包括RSU处理器模块、FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块、DAC模块、混频模块、滤波模块、PA模块和天线阵列模块，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块与所述RSU处理器模块通过有线通信接口连接，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块获取所述RSU处理器模块需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于RSU的数字相控阵发射系统，其特征在于：包括RSU处理器模块、FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块、DAC模块、混频模块、滤波模块、PA模块和天线阵列模块，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块与所述RSU处理器模块通过有线通信接口连接，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块获取所述RSU处理器模块需要发送的数据帧信息，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块、所述DAC模块、所述混频模块、所述滤波模块、所述PA模块和所述天线阵列模块依次连接，所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块用于产生大于或等于两条通道的数字中频信号。2.根据权利要求1所述应用于RSU的数字相控阵发射系统，其特征在于：所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块对所述数据帧信息进行HDLC编码和FM0编码，生成只有1位的二进制基带信号。3.根据权利要求2所述应用于RSU的数字相控阵发射系统，其特征在于：所述FPGA数字中频信号产生及波束扫描算法模块设置ASK调制系数，把所述基带信号转换成多位数值表示的基带幅值，且要求所述ASK调制系数的范围在0.7到0.9之间；生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄小岛，
申请(专利权)人：广州市埃特斯通讯设备有限公司，
类型：发明
国别省市：