专利名称：路侧单元的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及智能交通(ITS)领域，更具体地，涉及一种可调节输出功率的路侧单元(RSU)。
背景技术：
在电子不停车收费系统(ETC)中，现有的组合式收费车道系统中的RSU的发射功率随环境的变化(诸如，昼夜及四季温度的变化)会有很大的差异，而发射功率的变化会导致天线覆盖的通讯区域发生变化，从而使得与车辆干扰以及旁道干扰发生的机率大大提
尚ο如图1所示，RSU 100包括幅移键控(ASK)调制单元110、多级功率放大单元120、 数控衰减单元130、末级功率放大单元140、天线150、微控制单元(MCU) 160和温度检测单元170。在常温(即，25°C)时，将RSU 100的输出功率设置为预定值(实际上是将数控衰减单元130的衰减量设置为预定值)，通过温度检测单元170检测环境温度并将检测到的温度与常温进行比较，每相差5°C即调节数控衰减单元130的衰减量，使之增加或减小X dB(X 的值一般由实测得出)。也就是说，编码信号经过ASK调制单元110、多级功率放大单元120 之后，由数控衰减单元130进行调节并输出到末级功率放大单元140，最后通过天线150被发射。由于多级功率放大单元120和末级功率放大单元140随环境变化的特性不一致，使得RSU 100的输出功率很难精确控制，且只能对RSU100的输出功率进行粗略调节。
实用新型内容为克服以上不足，本实用新型提供了一种路侧单元(RSU)，所述RSU包括幅移键控 (ASK)调制单元、多级功率放大单元、数控衰减单元、末级功率放大单元和天线，ASK调制单元的输出信号依次经过多级功率放大单元、数控衰减单元、末级功率放大单元并从天线输出，所述RSU还可包括微带定向耦合单元，该微带定向耦合单元用于将末级功率放大单元输出的末级放大信号从主路输出到天线，并从支路输出末级放大信号的取样信号。优选地，所述RSU还可包括功率检测单元，用于将取样信号转换为直流电压信号并输出；ADC转换单元，用于将直流电压信号转换为数字信号并输出。优选地，所述RSU还可包括微控制单元(MCU)，基于数字信号来调节ASK调制单元的输出功率和数控衰减单元的衰减量。优选地，微带定向耦合单元可以是5. 8GHz微带定向耦合器，其PCB材质为 RogerS4003，板厚为0. 508mm，微带定向耦合单元主路上的微带线，包括输入端、直通输出端、输入端和直通输出端之间的部分，输入端和直通输出端的宽度为1. 15mm，输入端和直通输出端之间部分的宽度为1. 00mm，长度为7. 90mm ；其支路上的微带线，包括耦合输出端、 隔离端、耦合输出端和隔离端之间的部分，耦合输出端和隔离端的宽度为1. 15mm，耦合输出端和隔离端之间部分的宽度为1. OOmm ；微带定向耦合单元的主路与支路之间的距离为 1. 20mmo[0008]优选地，所述隔离端接有50 Ω的负载。优选地，MCU可通过数字信号读出取样电压，在预定的天线输入功率-取样电压对应表中查找所述取样电压以得到相应的实际天线输入功率，通过实际天线输入功率计算出实际天线输出功率，并将实际天线输出功率与预先设定的天线输出功率进行比较，当实际天线输出功率与预先设定的天线输出功率相差超过士 1. 5dB时，相应地调节ASK调制单元的输出功率和数控衰减单元的衰减量。优选地，预定的天线输入功率-取样电压对应表可以是在RSU出厂之前，在预定条件下实际测量的天线输入功率与微带定向耦合单元输出的取样信号的对应关系表。优选地，所述RSU还可包括温度检测单元，用于检测当前温度并输出，MCU可基于数字信号和当前温度来调节ASK调制单元的输出功率和数控衰减单元的衰减量。优选地，温度检测单元可以是LM75串行可编程温度传感器。优选地，MCU可通过数字信号读出取样电压，在预定的天线输入功率-取样电压-温度对应表中查找所述取样电压和当前温度以得到相应的实际天线输入功率，通过实际天线输入功率计算出实际天线输出功率，并将实际天线输出功率与预先设定的天线输出功率进行比较，当实际天线输出功率与预先设定的天线输出功率相差超过士 1.5dB时，相应地调节ASK调制单元的输出功率和数控衰减单元的衰减量。优选地，预定的天线输入功率-取样电压-温度对应表可以是在RSU出厂之前，实际测量的天线的输入功率与微带定向耦合单元输出的取样信号和温度的对应关系表。本实用新型的有益效果是通过在末级功率放大单元和天线之间添加微带定向耦合单元，并通过微带定向耦合单元对天线的输入功率进行采样，从而能够精确地检测出天线的输入功率，进而对天线的输入功率进行精确控制。因此，可使RSU在变化的环境中仍然具备稳定的输出功率，稳定了 RSU的通讯区域，抑制了通讯区域的变化，减小了车辆干扰以及旁道干扰发生的机率，并提高通讯的可靠性。
图1是现有技术的可调节输出功率的RSU 100的框图。图2是本实用新型实施例1的可调节输出功率的RSU 200的框图。图3是图2的RSU 200中的微带定向耦合单元250的设计示例的示图。图4是本实用新型实施例2的可调节输出功率的RSU 400的框图。
具体实施方式
下面将结合附图在接下来的描述中部分阐述本实用新型另外的方面和/或优点， 还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本实用新型的实施而得知。现在，详细描述本实用新型的实施例，其示例在附图中表示，其中，相同的标号始终表示相同的部件。以下通过参考附图描述实施例以解释本实用新型。实施例1如图2所示，RSU 200包括ASK调制单元210、多级功率放大单元220、数控衰减单元230、末级功率放大单元M0、微带定向耦合单元250、天线沈0、功率检测单元270、ADC转换单元280和MCU 290 ο[0024]ASK调制单元210用于对编码信号进行ASK调制，并输出ASK调制信号。这里，可采用PHICHIPS公司生产的PD5000来实现ASK调制单元210，其是5. 8GHz具有可变输出功率的ASK调制射频收发模块。多级功率放大单元220用于对ASK调制单元210输出的ASK调制信号进行多级功率放大，并输出多级放大信号。这里，多级功率放大单元220的具体的级数可以由本领域技术人员根据实际情况进行设定。数控衰减单元230用于对多级功率放大单元220输出的多级放大信号调节衰减量，并输出衰减量调节信号。末级功率放大单元240用于对数控衰减单元230输出的衰减量调节信号进行末级功率放大，并输出末级放大信号。微带定向耦合单元250位于末级功率放大单元240与天线260之间，用于将末级功率放大单元240输出的末级放大信号从主路输出到天线，并从支路输出末级放大信号的取样信号。下面将参照图3对微带定向耦合单元250进行详细描述。如图3所示，微带定向耦合单元250包括主路251和支路252，经由主路251的输入端输入末级放大信号，并经由主路251的直通输出端输出该末级放大信号，经由支路252的耦合输出端输出末级放大信号的取样信号，其中，微带定向耦合单元250是5. 8GHz微带定向耦合器，其PCB材质为 RogerS4003，板厚为0. 508mm，其主路251上的微带线，包括输入端和直通输出端，以及输入端和直通输出端之间的部分，输入端与直通输出端之间部分的微带线宽度A为1.00mm，微带线长度C为7. 90mm,输入端和直通输出端的微带线宽度B为1. 15mm ；主路251与支路252 之间的距离D为1. 20mm ；微带定向耦合单元250的支路252上的微带线，包括耦合输出端和隔离端，以及耦合输出端和隔离端之间的部分，耦合输出端和隔离端之间部分的微带线宽度E为1.00mm，耦合输出端和隔离端的微带线宽度F为1. 15mm，并且隔离端可接50 Ω的负载。然而，应该理解本实用新型的微带定向耦合单元250的设计不限于上述实施例，上述具体参数可以由本领域技术人员根据实际情况进行设定。天线260用于发射微带定向耦合单元250的主路输出的末级放大信号。 功率检测单元270用于将微带定向耦合单元250的支路输出的取样信号转换为直流电压信号并输出。ADC转换单元280用于将功率检测单元270输出的直流电压信号转换为MCU可读的数字信号并输出。MCU 290基于ADC转换单元280输出的数字信号来对ASK调制单元210的输出功率和数控衰减单元230的衰减量进行调节。具体地说，MCU 290通过ADC转换单元280输出的数字信号读出取样电压，并在预定的天线输入功率-取样电压对应表中查找该取样电压，以得到与该取样电压相应的实际天线输入功率。这里，预定的天线输入功率-取样电压对应表是在RSU 200出厂之前，在预定条件(诸如，常温25°C)下实际测量的天线沈0的输入功率与微带定向耦合单元250输出的取样信号的对应关系表。随后，MCU290通过实际天线输入功率计算出实际天线输出功率，并将实际天线输出功率与预先设定的天线输出功率进行比较。这里，预先设定的天线输出功率是在RSU200启动时由用户预先设定的期望的天线输出功率；另外，由于天线的增益是预定值，故可通过实际天线输入功率计算出实际天线输出功率。如果实际天线输出功率与预先设定的天线输出功率相差在士 1.5dB以内，则MCU 290确定输出功率正确；如果实际天线输出功率与预先设定的天线输出功率相差超过士 1.5dB JlJMCU 290相应地调节ASK调制单元的输出功率和数控衰减单元的衰减量。这里，MCU 290可调节ASK调制单元210的输出功率和数控衰减单元230的衰减量增加或减小相差的dB数。此外，MCU 290还用于在RSU 200启动时基于预先设定的天线输出功率对ASK调制单元210的输出功率和数控衰减单元230的衰减量进行初始化，并随后控制RSU 200进入发射状态。实施例2如图4所示，RSU 400包括ASK调制单元410、多级功率放大单元420、数控衰减单元430、末级功率放大单元440、微带定向耦合单元450、天线460、功率检测单元470、ADC转换单元480、MCU 490和温度检测单元491。图4中的ASK调制单元410、多级功率放大单元 420、数控衰减单元430、末级功率放大单元440、微带定向耦合单元450、天线460、功率检测单元470和ADC转换单元480分别与图2中的ASK调制单元210、多级功率放大单元220、 数控衰减单元230、末级功率放大单元M0、微带定向耦合单元250、天线沈0、功率检测单元 270和ADC转换单元280相对应并且执行相同的功能，在此不再赘述。现将对温度检测单元 491和MCU 490进行更详细的描述。温度检测单元491用于检测当前温度，并将其输出到MCU 490。这里，可采用LM75 串行可编程温度传感器来实现温度检测单元491。MCU 490基于ADC转换单元580输出的数字信号和温度检测单元输出的当前温度来对ASK调制单元410的输出功率和数控衰减单元430的衰减量进行调节。具体地，MCU 490通过ADC转换单元480输出的数字信号读出取样电压，并在预定的天线输入功率-取样电压-温度对应表中查找该取样电压和温度检测单元491输出的当前温度，以得到与该取样电压和当前温度相应的实际天线输入功率。这里，预定的天线输入功率-取样电压-温度对应表是在RSU 400出厂之前实际测量的天线460的输入功率与微带定向耦合单元450输出的取样信号和温度的对应关系表。随后，MCU 490通过实际天线输入功率计算出实际天线输出功率，并将实际天线输出功率与预先设定的天线输出功率进行比较。这里，预先设定的天线输出功率是在RSU 400启动时由用户预先设定的期望的天线输出功率；另外，由于天线的增益是预定值，故可通过实际天线输入功率计算出实际天线输出功率。如果实际的天线输出功率与预先设定的天线输出功率相差在士 1.5dB以内，则 MCU 490确定输出功率正确；如果实际的天线输出功率与预先设定的天线输出功率相差超过士 1. 5dB,pjMCU 490相应地调节ASK调制单元的输出功率和数控衰减单元的衰减量。这里，MCU 490可调节ASK调制单元410的输出功率和数控衰减单元430的衰减量增加或减小相差的dB数。此外，MCU 490还用于在RSU 400启动时基于预先设定的天线输出功率对ASK调制单元410的输出功率和数控衰减单元430的衰减量进行初始化，并随后控制RSU 400进入发射状态。虽然已经参照特定示例性实施例示出和描述了本实用新型，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离范围由权利要求及其等同物限定的本实用新型的精神和范围的情况下可作出形式和细节上的各种改变。
权利要求1.一种路侧单元，所述路侧单元包括幅移键控调制单元、多级功率放大单元、数控衰减单元、末级功率放大单元和天线，幅移键控调制单元的输出信号依次经过多级功率放大单元、数控衰减单元、末级功率放大单元并从天线输出，其特征在于，所述路侧单元还包括微带定向耦合单元，包括主路和支路，该微带定向耦合单元用于将末级功率放大单元输出的末级放大信号从主路输出到天线，并从支路输出末级放大信号的取样信号。
2.如权利要求1所述的路侧单元，其特征在于，所述路侧单元还包括功率检测单元，用于将取样信号转换为直流电压信号并输出；以及ADC转换单元，用于将直流电压信号转换为数字信号并输出。
3.如权利要求2所述的路侧单元，其特征在于，所述路侧单元还包括微控制单元，基于数字信号来调节幅移键控调制单元的输出功率和数控衰减单元的衰减量。
4.如权利要求3所述的路侧单元，其特征在于，微带定向耦合单元是5.8GHz微带定向耦合器，其PCB材质为RogerS4003，板厚为0. 508mm,微带定向耦合单元主路上的微带线，包括输入端、直通输出端、输入端和直通输出端之间的部分，输入端和直通输出端的宽度(B) 为1. 15mm，输入端和直通输出端之间部分的宽度㈧为1. 00mm，长度(C)为7. 90mm ；其支路上的微带线，包括耦合输出端、隔离端、耦合输出端和隔离端之间的部分，耦合输出端和隔离端的宽度(F)为1. 15mm，耦合输出端和隔离端之间部分的宽度(E)为1. OOmm ；微带定向耦合单元的主路与支路之间的距离(D)为1.20mm。
5.如权利要求3-4任一所述的路侧单元，其特征在于，微控制单元通过数字信号读出取样电压，在预定的天线输入功率-取样电压对应表中查找所述取样电压以得到相应的实际天线输入功率，通过实际天线输入功率计算出实际天线输出功率，并将实际天线输出功率与预先设定的天线输出功率进行比较，当实际天线输出功率与预先设定的天线输出功率相差超过士 1.5dB时，相应地调节幅移键控调制单元的输出功率和数控衰减单元的衰减量。
6.如权利要求5所述的路侧单元，其特征在于，预定的天线输入功率-取样电压对应表是在路侧单元出厂之前，在预定条件下实际测量的天线输入功率与微带定向耦合单元输出的取样信号的对应关系表。
7.如权利要求3-4任一所述的路侧单元，其特征在于，所述路侧单元还包括温度检测单元，用于检测当前温度并输出，其中，微控制单元基于数字信号和当前温度来调节幅移键控调制单元的输出功率和数控衰减单元的衰减量。
8.如权利要求7所述的路侧单元，其特征在于，温度检测单元是LM75串行可编程温度传感器。
9.如权利要求8所述的路侧单元，其特征在于，微控制单元通过数字信号读出取样电压，在预定的天线输入功率-取样电压-温度对应表中查找所述取样电压和当前温度以得到相应的实际天线输入功率，通过实际天线输入功率计算出实际天线输出功率，并将实际天线输出功率与预先设定的天线输出功率进行比较，当实际天线输出功率与预先设定的天线输出功率相差超过士 1. 5dB时，相应地调节幅移键控调制单元的输出功率和数控衰减单元的衰减量。
10.如权利要求9所述的路侧单元，其特征在于，预定的天线输入功率-取样电压-温度对应表是在路侧单元出厂之前，实际测量的天线的输入功率与微带定向耦合单元输出的取样信号和温度的对应关系表。
专利摘要一种路侧单元，所述路侧单元包括幅移键控调制单元、多级功率放大单元、数控衰减单元、末级功率放大单元和天线、微带定向耦合单元，微带定向耦合单元包括主路和支路，该微带定向耦合单元用于将末级功率放大单元输出的末级放大信号从主路输出到天线，并从支路输出末级放大信号的取样信号。本实用新型能够精确地检测出天线的输入功率，进而对天线的输入功率进行精确控制。
文档编号G07B15/06GK202205240SQ20112027288
公开日2012年4月25日 申请日期2011年7月29日 优先权日2011年7月29日
发明者刘宇, 崔小龙, 徐广宏, 蔡福春, 钟勇, 黄日文 申请人:深圳市金溢科技有限公司