本實用新型屬于射頻技術領域，尤其是涉及一種用于ETC的超外差接收機。

背景技術：

智能交通系統(tǒng)是未來交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，是基于現(xiàn)代電子信息技術面向交通運輸?shù)南到y(tǒng)，主要集中在道路監(jiān)控、高速公路收費及系統(tǒng)集成環(huán)節(jié)。

電子不停車收費系統(tǒng)(Electronic Toll Collection，ETC)是最先進的路橋收費方式，通過安裝在車輛擋風玻璃上的車載電子標簽與在收費站ETC車道上的閱讀器之間的微波專用短程通信，利用計算機聯(lián)網(wǎng)技術與銀行后臺進行結(jié)算處理，從而達到車輛通過路橋收費站不需停車而能交納路橋費的目的。我國實施的不停車收費系統(tǒng)采用的是路測單元閱讀器與車載標簽進行微波通信，目前，使用的ETC接收器接收方案單一，不能滿足用戶的實際需求，且可靠性也有待提高。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種用于ETC的超外差接收機，以利用超外差結(jié)構(gòu)來提高ETC使用的可靠性，并解決接收方案單一的問題。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種用于ETC的超外差接收機，包括位于后殼的基帶通信模塊，射頻接收模塊、電源模塊和位于前蓋的天線模塊，所述基帶通信模塊、射頻接收模塊和天線模塊依次連接，所述電源模塊連接基帶模塊和射頻接收模塊，所述射頻接收模塊中包括射頻單元，所述射頻單元包括前向鏈路和反向鏈路，所述反向鏈路包括前端處理單元、選擇單元和后端處理單元，所述前端處理單元連接選擇單元，所述后端處理單元包括第一解調(diào)器和第二解調(diào)器，所述第一解調(diào)器和第二解調(diào)器均連接至基帶通信模塊，所述后殼上設有對外接口。

進一步的，所述基帶通信模塊包括邏輯控制單元、CPU和安全模塊，所述邏輯控制單元和CPU雙向連接，所述安全模塊與CPU連接，所述邏輯控制單元為FPGA。

進一步的，所述射頻接收模塊中還包括控制單元、頻綜單元、駐波保護單元，所述控制單元和射頻單元雙向連接，所述駐波保護單元連接射頻單元輸出端，所述頻綜單元連接射頻單元輸入端，所述控制單元為EPLD，所述頻綜單元包括鎖相環(huán)和與鎖相環(huán)連接的石英晶體振蕩器，所述駐波保護單元包括20dB耦合器、低通濾波器、第一功率檢測器、第二功率檢測器和駐波檢測器，所述20dB耦合器通過低通濾波器連接第一功率檢測器和第二功率檢測器，所述第一功率檢測器和第二功率檢測器均連接至駐波檢測器。

進一步的，所述電源模塊包括AC/DC轉(zhuǎn)換器。

進一步的，所述前向鏈路包括依次連接的第一帶通濾波器、調(diào)制器、第一數(shù)控衰減器、溫度補償衰減器、第一驅(qū)動放大器、功率放大器，所述調(diào)制器輸入端還連接第一帶通濾波器輸出端和第一鎖相環(huán)輸出端，所述第一帶通濾波器輸入端連接基帶通信模塊輸出端，所述第一鎖相環(huán)輸入端連接第一石英晶體振蕩器TCX01，所述功率放大器輸出端連接射頻開關，所述射頻開關連接天線模塊上的天線，所述天線上設有四分之波長線。

進一步的，所述前端處理單元包括依次連接的低噪放大器、第二數(shù)控衰減器和第二驅(qū)動放大器，所述低噪放大器輸入端通過射頻開關連接第二帶通濾波器。

進一步的，所述后端處理單元還包括與所述第一解調(diào)器連接的第一抗混疊濾波器、與所述第二解調(diào)器依次連接的中頻可變增益放大器、聲表面濾波器和第二抗混疊濾波器，所述第一抗混疊濾波器和第二抗混疊濾波器均通過檢波器連接至基帶通信模塊，所述第一解調(diào)器和第二解調(diào)器輸入端均連接第二鎖相環(huán)輸出端，所述第二鎖相環(huán)輸入端連接第二石英晶體振蕩器TCX02。

進一步的，所述選擇單元為0歐電阻。

進一步的，所述電源模塊上設有電源防雷器。

進一步的，所述基帶通信模塊上設有信號防雷器。

相對于現(xiàn)有技術，本實用新型所述的用于ETC的超外差接收機具有以下優(yōu)勢：

本實用新型所述的用于ETC的超外差接收機采用超外差結(jié)構(gòu)，且給出高中頻、低中頻及零中頻三種接收解決方案，來滿足用戶的實際需要，結(jié)構(gòu)簡單、易于實現(xiàn)、可靠性高。

附圖說明

構(gòu)成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本實用新型實施例所述的用于ETC的超外差接收機后殼上的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本實用新型實施例所述的用于ETC的超外差接收機前蓋上的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3為本實用新型實施例所述的基帶通信模塊結(jié)構(gòu)框圖；

圖4為本實用新型實施例所述的射頻接收模塊結(jié)構(gòu)框圖；

圖5為本實用新型實施例所述的射頻單元的原理框圖；

圖6為本實用新型實施例所述的射頻單元中前向鏈路框圖；

圖7為本實用新型實施例所述的射頻單元中反向鏈路框圖。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細說明本實用新型。

如圖1、圖2和圖5所示，一種用于ETC的超外差接收機，包括位于后殼的基帶通信模塊，射頻接收模塊、電源模塊和位于前蓋的天線模塊，所述基帶通信模塊、射頻接收模塊和天線模塊依次連接，所述電源模塊連接基帶模塊和射頻接收模塊，所述射頻接收模塊中包括射頻單元，所述射頻單元包括前向鏈路和反向鏈路，所述反向鏈路包括前端處理單元、選擇單元和后端處理單元，所述前端處理單元連接選擇單元，所述后端處理單元包括第一解調(diào)器和第二解調(diào)器，所述第一解調(diào)器和第二解調(diào)器均連接至基帶通信模塊，所述后殼上設有對外接口。

如圖3所示，所述基帶通信模塊包括邏輯控制單元、CPU和安全模塊，所述邏輯控制單元和CPU雙向連接，所述安全模塊與CPU連接，所述邏輯控制單元為FPGA，所述安全模塊型號為ERI SAM。

如圖4所示，所述射頻接收模塊中還包括控制單元、頻綜單元、駐波保護單元，所述控制單元和射頻單元雙向連接，所述駐波保護單元連接射頻單元輸出端，所述頻綜單元連接射頻單元輸入端，所述控制單元為EPLD，所述頻綜單元包括鎖相環(huán)和與鎖相環(huán)連接由溫度控制的石英晶體振蕩器，所述石英晶體振蕩器主要目的是提供參考時鐘，所述頻綜單元負責提供穩(wěn)定及雜散性能優(yōu)異的頻率，所述駐波保護單元包括20dB耦合器、低通濾波器、第一功率檢測器、第二功率檢測器和駐波檢測器，所述20dB耦合器通過低通濾波器連接第一功率檢測器和第二功率檢測器，所述第一功率檢測器和第二功率檢測器均連接至駐波檢測器。

所述電源模塊包括AC/DC轉(zhuǎn)換器。

如圖5和圖6所示，所述前向鏈路包括依次連接的第一帶通濾波器、調(diào)制器、第一數(shù)控衰減器、溫度補償衰減器、第一驅(qū)動放大器、功率放大器，所述調(diào)制器輸入端還連接第一帶通濾波器輸出端和第一鎖相環(huán)輸出端，所述第一帶通濾波器輸入端連接基帶通信模塊輸出端，所述第一鎖相環(huán)輸入端連接為發(fā)射電路提供參考時鐘的TCX01，所述功率放大器輸出端連接射頻開關，所述射頻開關連接天線模塊上的天線，所述天線上設有四分之波長線，主要保護射頻開關。

所述功率放大器上連接有溫度檢測器。

如圖5和圖7所示，所述前端處理單元包括依次連接的低噪放大器、第二數(shù)控衰減器和第二驅(qū)動放大器，所述低噪放大器輸入端通過射頻開關連接第二帶通濾波器。

所述后端處理單元還包括與所述第一解調(diào)器連接的第一抗混疊濾波器、與所述第二解調(diào)器依次連接的中頻可變增益放大器、聲表面濾波器和第二抗混疊濾波器，所述第一抗混疊濾波器和第二抗混疊濾波器均通過檢波器連接至基帶通信模塊，所述第一解調(diào)器和第二解調(diào)器輸入端均連接第二鎖相環(huán)輸出端，所述第二鎖相環(huán)輸入端連接為接收電路提供參考時鐘的TCX02。

所述選擇單元為0歐電阻。

所述電源模塊上設有電源防雷器。

所述基帶通信模塊上設有信號防雷器。

本實施例的工作原理及過程如下：

基帶通信模塊完成對射頻接收模塊的交互及控制，邏輯的控制與處理及提供各種接口；天線模塊與射頻接收模塊通過側(cè)出SMA插座相連；電源模塊AC220V輸入后經(jīng)AC/DC變換，輸出兩路DC電源，一路用于數(shù)字電路的DC3.3V供電，另一路用于射頻接收模塊的DC5.5V供電。

在所述基帶通信模塊中，CPU與FPGA互相交互，同時CPU控制安全模塊，實現(xiàn)存儲閱讀器及標簽的加密信息。

在所述射頻接收模塊中，控制單元與射頻單元互相交互，頻綜單元為射頻單元提供所需的穩(wěn)定時鐘源，同時駐波保護電路實時檢測電路駐波。

所述射頻接收模塊的前向鏈路主要有以下幾個部分配合而成：調(diào)制器完成基帶IQ數(shù)據(jù)調(diào)制到RF頻段；前向鏈路通過第一數(shù)控衰減器來實現(xiàn)功率控制功能；第一驅(qū)動放大器及功率放大器完成信號的放大，直至達到發(fā)射功率要求。具體工作過程為：從基帶通信模塊輸出的基帶信號經(jīng)過有源濾波電路的濾波與第一鎖相環(huán)ADF4355輸出的本振信號在調(diào)制器TRF370417中進行調(diào)制，將基帶信號調(diào)制到5.8GHz。調(diào)制后的射頻信號通過第一數(shù)控衰減器HMC624對功率進行控制，經(jīng)過溫度補償衰減器PXV1220S-3dB-N1進行一級溫π補償后進入第一驅(qū)動放大器SBB-5089，進行第一級放大后，再經(jīng)過功率放大器HMC408進行第二次放大，提高發(fā)射功率。放大的射頻信號經(jīng)過射頻開關RFSW8000進入發(fā)射模式后，通過天線發(fā)射出去。

所述反向鏈路主要由以下三個接收方案構(gòu)成：采用高中頻方案，接收信號在第二解調(diào)器ADL5380中進行混頻，輸出70MHz高中頻信號；采用低中頻方案，接收信號在第一解調(diào)器TRF371135中進行混頻，輸出10MHz低中頻信號；采用零中頻方案，前兩種方案輸出的高中頻信號與低中頻信號，經(jīng)過第二抗混疊濾波器和第一抗混疊濾波器后再經(jīng)檢波器AD8364檢波，輸出基帶信號送入基帶通信模塊處理。

在射頻接收模塊中，通過射頻開關的切換來進行發(fā)射與接收通路的選擇，通過數(shù)控衰減器對功率進行調(diào)節(jié)，通過0歐電阻的選焊來決定具體的接收使用方案。其工作原理為：

天線接收射頻信號，其輸出連接第二帶通濾波器，對射頻信號進行濾波，濾除干擾。第二帶通濾波器的輸出端連接射頻開關RFSW8000，經(jīng)過射頻開關RFSW8000選擇進入到接收通路，射頻開關RFSW8000的輸出連接低噪放大器HMC753，對濾波后的微弱有用信號進行低噪聲放大。放大后的信號經(jīng)過第二數(shù)控衰減器HMC624后進入第二驅(qū)動放大器SBB-5089進行再次放大，通過0歐電阻的選焊來選擇使用高中頻或低中頻方案進入解調(diào)器進行解調(diào)。

選用高中頻方案，即圖5和圖7中方案B，經(jīng)過第二驅(qū)動放大器SBB-5089放大的信號與第二鎖相環(huán)ADF4355輸出的本振信號連接到第二解調(diào)器ADL5380，將信號下變頻到高中頻70MHz。高中頻信號進入中頻可變增益放大器AD8376后經(jīng)過聲表面濾波器SF2185A-1的濾波及70MH的第二抗混疊濾波器的濾波，濾除雜波及帶外干擾。此時的高中頻信號將被送入基帶通信模塊進行數(shù)字處理。

選用低中頻方案，即圖5和圖7中方案A，經(jīng)過第二驅(qū)動放大器SBB-5089放大的信號與第二鎖相環(huán)ADF4355輸出的本振信號連接到第一解調(diào)器TRF371135，將信號下變頻到低中頻10MHz。第一解調(diào)器TRF371135中自帶濾波及可編程增益控制器功能，節(jié)省了聲表面濾波器及中頻可變增益放大器。低中頻信號經(jīng)過10MHz的第一抗混疊濾波器的濾波，濾除雜波及帶外干擾，此時的低中頻信號將被送入基帶通信模塊進行數(shù)字處理。

選用零中頻方案，經(jīng)過第一抗混疊濾波器和第二抗混疊濾波器后的低中頻、高中頻信號通過0歐姆電阻的選焊送入檢波器AD8364進行檢波，檢波后輸出I、Q兩路基帶信號，基帶信號將被送入基帶通信模塊進行數(shù)字處理。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。