一种微波专用短程通信测试系统的制作方法

本发明属于射频通讯技术领域，尤其是涉及一种微波专用短程通信测试系统。

背景技术：

智能交通系统是未来交通系统的发展方向，是基于现代电子信息技术面向交通运输的系统，主要集中在道路监控、高速公路收费及系统集成环节。电子不停车收费系统是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车道上的阅读器之间的微波专用短程通信，利用计算机联网技术与银行后台进行结算处理，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。

我国实施的不停车收费系统采用的是双片式车载电子标签，遵循专用短程通信协议，随着车载电子标签日益增长的需求，在生产过程中需要大量的测试仪器，具有成本高，搭建环境复杂，设备仪器校准等方面的缺陷，因此提出开发一套具有射频性能的测试系统方案。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种微波专用短程通信测试系统，可实现车载电子标签唤醒灵敏度、接收灵敏度、发射功率及电压电流的检测。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种微波专用短程通信测试系统，包括控制单元、射频单元、电源单元，所述控制单元与射频单元连接，电源单元为控制单元与射频单元供电；

所述控制单元由处理器及与其连接的可编程逻辑单元构成，所述射频单元包括均与控制器连接的收发共用链路，发射直通链路，接收直通链路，所述收发共用链路、发射直通链路和接收直通链路和与天线连接的射频开关组连接；

所述收发共用链路包括依次连接的射频芯片、温补衰减器、介质滤波器和数控衰减器，所述射频芯片与可编程逻辑单元信号连接，数控衰减器连接射频开关组；

所述发射直通链路包括连接的检波器和π型衰减器，所述检波器与处理器连接，π型衰减器的另一端连接射频开关组；

所述接收直通链路包括连接信号解调通路和信号处理通路，所述信号解调通路包括射频解调芯片，所述射频解调芯片信号连接射频开关组，所述射频解调芯片与可编程逻辑单元双向通信；所述信号处理通路与可编程逻辑单元双向通信。

进一步的，所述信号处理通路包括连接的差分抗混叠滤波器和差分放大器，所述差分抗混叠滤波器通过模数转换器与可编程逻辑单元双向通信，差分放大器连接射频解调芯片。

进一步的，所述射频开关组包括3个一端连接在一起的射频开关SW，分别为第一射频开关、第二射频开关和第三射频开关，所述第三射频开关的一端连接天线，通过天线和OBU进行射频通信，第一射频开关、第二射频开关和第三射频开关的一端分别连接收发共用链路，发射直通链路，接收直通链路。

进一步的，所述电源单元包括稳压器和DC/DC转换器。

进一步的，还包括电流检测单元和电压检测单元，所述电流检测单元包 括直流开关、采样电阻，采样电阻与直流开关并联，所述直流开关一端连接电源单元，另一端连接电子标签；所述电压检测单元包括一运算放大器，将电压取样点与模数转换器ADC之间加入所述运算放大器作为模数转换器ADC的驱动，并采样1:1的反馈电路。

进一步的，所述处理器上还连接有PSAM、EEROM和指示灯蜂鸣器。

进一步的，所述射频芯片和可编程逻辑单元之间还设有SWITCH

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

(1)可实现车载电子标签唤醒灵敏度、接收灵敏度、发射功率及电压电流的检测，可替代信号源、频谱仪、数字万用表等测试设备，进而降低成本，提高效率；

(2)本发明电路设计合理，综合测试性好，节省人力。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述测试系统框图；

图2为本发明实施例所述射频单元框图；

图3为本发明实施例所述电流、电压检测单元电路原理图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

一种微波专用短程通信测试系统，如图1所示，包括控制单元和与其连接的射频单元、电源单元、接口单元和防护单元，

所述控制单元由处理器及与其连接的可编程逻辑单元构成，处理器通过SPI接口与可编程逻辑单元进行通信，本实施例处理器采用型号为LPC2148的ARM处理器，可编程逻辑单元采用型号为EP3C55的FPGA芯片。

所述处理器上还连接有PSAM、EEROM和指示灯蜂鸣器。

如图2所示，所述射频单元包括收发共用链路，发射直通链路，接收直通链路和与天线(SMA)连接的射频开关组。

所述收发共用链路包括依次连接的射频芯片、温补衰减器、介质滤波器和数控衰减器(DATT)，所述射频芯片与可编程逻辑单元信号连接，数控衰减器连接射频开关组；所述射频芯片和可编程逻辑单元之间还设有SWITCH。

所述收发共用链路采用ETC专用射频芯片RF Circuit(ET6602)作为核心器件，通过温补衰减器和介质滤波器(BPF Filter)以滤除发射与接收的带外干扰，再通过数控衰减器DATT进行功率的调节，最后通过射频开关组来进行通路的选择。

所述发射直通链路包括连接的检波器和π型衰减器(ATT)，所述检波器与处理器的ADC接口连接，π型衰减器的另一端连接射频开关组。

所述发射直通链路采用功率检波的机制，将射频开关组输出的信号直接通过检波器(DET ADL5902)进行检波，并在检波前放置所述π型衰减器，使检测接收到的信号处于检波器的线性检测区域。

所述接收直通链路包括信号解调通路和信号处理通路，所述信号解调通路包括射频解调芯片及其外围电路，所述射频解调芯片通过衰减器(ATT)连接射频开关组，所述射频解调芯片与可编程逻辑单元双向通信；所述信号 处理通路包括连接的差分抗混叠滤波器和差分放大器，所述差分抗混叠滤波器通过模数转换器与可编程逻辑单元双向通信，差分放大器连接射频解调芯片。

所述模数转换器采用ADS62C17芯片，差分放大器采用AD8132芯片，所述射频解调芯片采用日本OKI公司开发的用于RFID解调的ML9636芯片，这款芯片专门用于DSRC开发。

所述射频开关组包括3个一端连接在一起的射频开关(SW)，分别为第一射频开关、第二射频开关和第三射频开关，所述第三射频开关的一端连接天线，通过天线和OBU进行射频通信，第一射频开关、第二射频开关和第三射频开关的一端分别连接收发共用链路，发射直通链路，接收直通链路。

所述射频单元为本系统的核心，通过温补衰减器及介质滤波器滤除带外干扰，通过数控衰减器对功率进行调节，并经射频开关的切换来进行发射、接收及检波通路的选择。

所述电源单元包括稳压器(LDO)和DC/DC转换器，将外部5V直流输入经稳压器LDO及DC/DC变换成控制单元和射频单元所需用电。

本系统还包括电流检测单元和电压检测单元，实现电流电压检测功能，电流检测功能目的在于筛选休眠电流较大的设备，若设备休眠电流过大会直接导致采用电池电容方式供电的车载电子标签短时间内用电耗尽。

如图3所示，所述电流检测单元包括直流开关、采样电阻，采样电阻与直流开关并联，所述直流开关一端连接电源单元，另一端连接电子标签。车载电子标签休眠时直流开关断开，从采样电阻两端取得电压差；在正常工作时直流开关闭合，提供比较小的直流阻抗。由于其输入范围相对较窄，所述电压检测单元包括一运算放大器(OPA)，将电压取样点与模数转换器ADC之间加入所述运算放大器作为模数转换器ADC的驱动，并采样1:1的反馈电 路即可。

本测试系统的工作过程如下：

1)本系统通过串口线与上位机进行连接，同时通过串口线及射频线缆与车载电子标签进行连接，处理器通过BSL方式对待测电子标签进行程序下载的操作；

2)本系统通过串口接收、解析和派发来自后台应用程序的命令消息，在本系统处理请求操作后，控制射频单元的器件，完成各项命令，并将上位机发送给车载电子标签的命令透传给待测电子标签；

3)待测车载电子标签在执行上位机的命令后，本系统将电子标签执行命令的结果返回给上位机。

本系统通过串口与上位机及待测车载电子标签相连并进行通信，同时本系统与车载电子标签还需通过射频线缆相连接，用于发射接收、功率检测及频谱分析。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。