專利名稱：天線波束指向移動車輛的方法、天線及不停車收費系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及天線技術(shù)領域，尤其涉及一種天線波束指向移動車輛的方法、天線及不停車收費系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
電子不停車收費系統(tǒng)(Electronic Toll Collection system，簡稱ETC系統(tǒng))能夠利用專用短程通信技術(shù)(Dedicated ShortRange Communication，簡稱DSRC)，完成路側(cè)單元(Roadside Unit，RSU)與車載單元(On Board Unit，OBU)之間的雙向通信，通過無線方式進行安全認證和消費扣款，實現(xiàn)不停車收費，大大加快了車輛通行速度，減少了收費匝道口的擁堵狀況，提高了公路的運力。
不停車收費系統(tǒng)的RSU一般架設在收費站匝道上方的龍門架上，裝有OBU的車輛以正常行駛速度通過收費站，RSU和OBU雙方通過波束天線發(fā)射和接收微波信號，從而進行消費扣款。每個ETC車道上方安裝一個RSU，RSU通過波束天線保證本車道路面的有效覆蓋。其中，波束天線的水平波瓣寬度決定道路覆蓋的寬度，而垂直波瓣寬度則決定道路覆蓋的長度。
其中，在收費站匝道上方的龍門架上安裝RSU后，可以調(diào)整RSU的波束天線的俯仰角度來控制通信覆蓋區(qū)域的大小和遠近，調(diào)整完成后波束天線的覆蓋固定范圍的區(qū)域。
但是由于通信交易的時間固定，為了全部完成通信交易，就使得車輛的通行速度受通信覆蓋區(qū)域大小的影響。這樣通信覆蓋區(qū)域過小必然要求車輛通行速度較低。而擴大通信覆蓋區(qū)域雖然可以提高車速，但又會出現(xiàn)兩輛車同時位于通信覆蓋區(qū)域內(nèi)，從而帶來跟車干擾問題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種天線波束指向移動車輛的方法，能夠更好地保證車輛的通行速度并更好地避免跟車干擾。
為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種天線波束指向移動車輛的方法，包括 檢測移動車輛在行進中的位置； 根據(jù)檢測到的移動車輛位置調(diào)整天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向所述移動車輛。
本發(fā)明提供的天線波束指向移動車輛的方法，由于能夠根據(jù)檢測到的移動車輛位置調(diào)整天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向車輛，因此天線波束覆蓋區(qū)域始終跟蹤通信中的車輛移動，這樣即使使用較窄波束的天線也能保證足夠長的交易通信距離，從而在車輛快速通過時保證足夠的交易時間；而且使用較窄波束的天線還能夠避免兩輛車同時處于波束覆蓋區(qū)域內(nèi)的情況，從而避免跟車干擾的出現(xiàn)。因此所述天線波束指向移動車輛的方法能夠更好地保證車輛的通行速度并更好地避免跟車干擾。
本發(fā)明的另一個目的在于提供一種天線，能夠更好地保證車輛的通行速度并更好地避免跟車干擾。
為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種天線，包括 波束控制器，用于根據(jù)移動車輛的位置確定相控天線陣中各基本天線陣的移相角度，并根據(jù)所述移相角度生成移相控制碼； 相控天線陣，用于利用所述移相控制碼調(diào)整所述相控天線陣的天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向所述移動車輛。
本發(fā)明提供的天線，由于能夠根據(jù)移動車輛的位置調(diào)整天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向車輛，因此天線波束覆蓋區(qū)域始終跟蹤通信中的車輛移動，這樣即使使用較窄波束的天線也能保證足夠長的交易通信距離，從而在車輛快速通過時保證足夠的交易時間；而且使用較窄波束的天線還能夠避免兩輛車同時處于波束覆蓋區(qū)域內(nèi)的情況，從而避免跟車干擾的出現(xiàn)。因此所述天線能夠更好地保證車輛的通行速度并更好地避免跟車干擾。
本發(fā)明的再一個目的在于提供一種不停車收費系統(tǒng)，能夠更好地保證車輛的通行速度并更好地避免跟車干擾。
為達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 一種不停車收費系統(tǒng)，包括 車輛位置信息檢測裝置，用于檢測車輛在電子不停車收費車道中的位置； 車載單元，安裝在車輛上，用于存儲車輛信息，并根據(jù)所述車輛信息和路側(cè)單元進行雙向通信； 路側(cè)單元，設在不停車收費車道的路徑上，所述路側(cè)單元包括天線，所述天線用于根據(jù)檢測到的車輛位置調(diào)整天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向車輛，以通過天線波束發(fā)送和接收的微波信號和車載單元進行雙向通信； 收費終端，用于利用所述路側(cè)單元和車載單元的雙向通信對車輛進行收費。
本發(fā)明提供的不停車收費系統(tǒng)，由于能夠根據(jù)檢測到的移動車輛位置調(diào)整天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向車輛，因此天線波束覆蓋區(qū)域始終跟蹤通信中的車輛移動，這樣即使使用較窄波束的天線也能保證足夠長的交易通信距離，從而在車輛快速通過時保證足夠的交易時間；而且使用較窄波束的天線還能夠避免兩輛車同時處于波束覆蓋區(qū)域內(nèi)的情況，從而避免跟車干擾的出現(xiàn)。因此所述天線能夠更好地保證車輛的通行速度并更好地避免跟車干擾。



圖1為本發(fā)明天線波束指向移動車輛方法實施例的流程示意圖； 圖2為圖1所示天線波束指向移動車輛方法的詳細流程示意圖； 圖3為本發(fā)明天線實施例的示意圖； 圖4為圖3所示天線的詳細結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為圖4所示相控天線陣中陣元的陣列結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為圖5所示相控天線陣中各基本天線陣的饋電結(jié)構(gòu)示意圖； 圖7為圖4所示相控天線陣的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為本發(fā)明不停車收費系統(tǒng)實施例的示意圖； 圖9為圖8所示不停車收費系統(tǒng)的詳細結(jié)構(gòu)示意圖； 圖10為利用圖8所示不停車收費系統(tǒng)進行收費的過程示意圖。

具體實施例方式 本發(fā)明旨在提供一種波束天線指向移動車輛的方法、天線及不停車收費系統(tǒng)，能夠更好地保證車輛的通行速度并更好地避免跟車干擾。
下面結(jié)合附圖以及實施例對本發(fā)明進行詳細描述。
應當明確，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的波束天線指向移動車輛的方法，包括 S101，檢測移動車輛在行進中的位置； S102，根據(jù)檢測到的移動車輛位置調(diào)整天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向所述移動車輛。
本實施例中的天線波束指向移動車輛的方法，由于能夠根據(jù)檢測到的移動車輛位置調(diào)整天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向車輛，因此天線波束覆蓋區(qū)域始終跟蹤通信中的車輛移動，這樣即使使用較窄波束的天線也能保證足夠長的交易通信距離，從而在車輛快速通過時保證足夠的交易時間；而且使用較窄波束的天線還能夠避免兩輛車同時處于波束覆蓋區(qū)域內(nèi)的情況，從而避免跟車干擾的出現(xiàn)。因此所述天線波束指向移動車輛的方法能夠更好地保證車輛的通行速度并更好地避免跟車干擾。
下面具體描述本實施例中的天線波束指向移動車輛的方法，如圖2所示，所述方法包括 S201，檢測移動車輛在行進中的位置； 其中可以通過包含有位置傳感器的車輛位置檢測單元來檢測車輛在車道中行進時的位置。具體地，可以預先在車道的不同位置處設置位置傳感器(如地感線圈)，當車輛駛?cè)朐O有位置傳感器的位置時，觸發(fā)傳感器的發(fā)射電平發(fā)生變化，由此來感測車輛的位置。
S202，根據(jù)檢測到的移動車輛位置以及預置參數(shù)確定天線波束指向的角度； 天線波束指向的角度用來表征天線波束的指向，當天線波束跟蹤指向在車道中行進的車輛時，天線波束的指向在不斷地發(fā)生變化，因而天線波束指向的角度也在不斷地發(fā)生變化。因此當車輛位于車道的不同位置時，需要根據(jù)檢測到的車輛位置以及預置參數(shù)來計算與之相對應的天線波束指向的角度，從而以此角度為依據(jù)來使天線的天線波束指向符合要求。其中，預置參數(shù)包括天線的安裝高度和天線的俯仰角度等。
S203，利用所述天線波束指向的角度，確定各基本天線陣的移相角度； 本實施例中的天線包括多個基本天線陣，可以通過該多個基本天線陣發(fā)射微波信號形成天線波束。其中，該天線波束指向的角度與各基本天線陣上分配的微波信號的相位有關(guān)。這樣，就可以對各基本天線陣上分配的微波信號進行移相，從而得到具有特定指向角度的天線波束。
因此首先需要根據(jù)想要獲得的天線波束指向的角度，來確定天線中各基本天線陣的移相角度。具體而言，確定所述天線中各基本天線陣的移相角度的方法為 其中，φi表示所述天線中第i個基本天線陣的移相角度，θ表示天線波束指向的角度，d表示所述天線中相鄰基本天線陣之間的距離，λ表示發(fā)射信號載波波長。
S204，根據(jù)所述移相角度生成移相控制碼，以便利用所述移相控制碼調(diào)整天線波束指向的角度，從而使天線波束跟蹤指向所述移動車輛。
首先按照確定的移相角度對相應的各基本天線陣上分配的微波信號進行移相，然后再將移相后的微波信號通過各個基本天線陣發(fā)射出去形成天線波束，該天線波束指向的角度即為需要的指向角度。從而實現(xiàn)了調(diào)整天線波束指向角度的目的，并最終使天線波束跟蹤指向移動車輛以完成路側(cè)單元和車載單元的通信交易。
除此之外，如圖3所示，本發(fā)明的實施例還提供了一種天線，所述天線包括 波束控制器301，用于根據(jù)移動車輛的位置確定相控天線陣中各基本天線陣的移相角度，并根據(jù)所述移相角度生成移相控制碼； 相控天線陣302，用于利用所述移相控制碼調(diào)整所述相控天線陣的天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向所述移動車輛。
本實施例中的天線，由于能夠根據(jù)移動車輛的位置調(diào)整天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向車輛，因此天線波束覆蓋區(qū)域始終跟蹤通信中的車輛移動，這樣即使使用較窄波束的天線也能保證足夠長的交易通信距離，從而在車輛快速通過時保證足夠的交易時間；而且使用較窄波束的天線還能夠避免兩輛車同時處于波束覆蓋區(qū)域內(nèi)的情況，從而避免跟車干擾的出現(xiàn)。因此所述天線能夠更好地保證車輛的通行速度并更好地避免跟車干擾。
具體而言，如圖4所示，本發(fā)明的實施例提供的天線包括 1)波束控制器 波束控制器的功能是根據(jù)移動車輛的位置確定相控天線陣中各基本天線陣的移相角度，并根據(jù)所述移相角度生成移相控制碼。
波束控制器主要由微控制器實現(xiàn)，從圖4可知，波束控制器可以包括以下兩個模塊 移相角計算模塊，用戶根據(jù)移動車輛的位置信息并結(jié)合天線的預置參數(shù)，計算出天線波束指向的角度，并跟據(jù)該天線波束指向的角度推算出相控陣中各基本天線陣所需移相的角度。其中，預置參數(shù)包括天線的安裝位置、安裝高度和天線俯仰角度等幾何參數(shù)。
碼形生成模塊，用于根據(jù)移相角計算模塊計算得出的移相角度生成與上述天線波束指向的角度相對應的移相控制碼，并將該移相控制碼發(fā)送給各個移相器，從而產(chǎn)生所需的相移角度，達到調(diào)整天線波束指向的目的。
2)相控天線陣 相控天線陣主要用于利用所述移相控制碼調(diào)整所述相控天線陣的天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向所述移動車輛。
其中，該相控天線陣可以包括至少一個移相器，以用于根據(jù)所述移相控制碼對欲發(fā)射的信號進行移相，以調(diào)整所述相控天線陣的天線波束指向的角度，以便使天線波束跟蹤指向所述移動車輛。
具體從圖4可知，本實施例中相控天線陣包括 功分器，該功分器與路側(cè)單元中的微波模塊連接，以將從所述微波模塊中接收的信號分配給各基本天線陣，本實施例中基本天線陣包括基本天線陣0、基本天線陣1、基本天線陣2和基本天線陣3。
移相器，該移相器與所述功分器連接，接收分配給所述各基本天線陣的信號，并根據(jù)所述移相控制碼對所述信號進行移相；其中，由功分器分配給基本天線陣0的微波信號可以直接饋入，因此不需要移相器。而功分器分配給基本天線陣1、基本天線陣2和基本天線陣3的微波信號則需要進行移相，因此分別接入有移相器1、移相器2和移相器3。
基本天線陣，如上所述，包括基本天線陣0、基本天線陣1、基本天線陣2和基本天線陣3。各基本天線陣采用微帶陣列結(jié)構(gòu)設計，路側(cè)單元RSU對天線波束角度的要求為水平波束角度小于38°，垂直波束角度小于45°。這樣天線波束的水平波束角度比較窄，可以防止相鄰車道之間信號相互干擾。其中由于天線的主瓣波束角度與該方向的口徑大致成反比關(guān)系，因此設計基本天線陣時可使該基本天線陣水平尺寸較大，垂直尺寸相對較小。
如圖5所示，本實施例中相控天線陣中采用4×8陣列。其中，4指的是包括4個基本天線陣，8指的是每個基本天線陣中具有8個陣元。而且每個基本天線陣的饋電方式如圖6所示，基本天線陣中的8個陣元通過微帶功分器合成一路?？紤]到天線尺寸和抑制天線旁瓣電平，各陣元采用非等幅饋電方式合成一路。但是具體實現(xiàn)方式也并不局限于只采用非等幅饋電方式。需要說明的是，實際使用中，相控天線陣并不局限于使用4×8陣列，也可以使用3×8陣列或4×4陣列等。
其中，基本天線陣0、基本天線陣1、基本天線陣2和基本天線陣3構(gòu)成了一個天線陣列，當這4個基本天線陣同相位饋電時，天線陣列合成的波束主瓣方向與基本天線陣面垂直。而改變這4個基本天線陣的饋電相位，則可以實現(xiàn)對天線波束指向的調(diào)整。如圖7所示，與上面的描述相同，本實施例中沒有在基本天線陣0上連接移相器，這樣可以使基本天線陣0的饋電相位不發(fā)生改變；在基本天線陣1、基本天線陣2和基本天線陣3上分別連接了一個移相器，以對基本天線陣1、基本天線陣2和基本天線陣3的饋電相位進行一定角度的移相。
以路側(cè)單元RSU中微波模塊發(fā)射過程為例而言，微波模塊發(fā)出的微波信號首先經(jīng)過功分器分成等相位的4路信號，然后將該4路信號分別送往基本天線陣0、基本天線陣1、基本天線陣2和基本天線陣3。其中，送往基本天線陣0的微波信號直接饋入天線，送往基本天線陣1、基本天線陣2和基本天線陣3的微波信號則分別經(jīng)過了φ2、φ3和φ4角度的移相，然后再通過基本天線陣輻射出去。根據(jù)想要得到的天線波束指向的角度θ，可以計算得出各基本天線陣的移相角度φi，其中i表示第i個基本天線陣。計算方法為 這樣，可得到上述4個基本天線陣的移相角度分別為 φ1＝0 通過調(diào)整φ2、φ3和φ4的值，就可以改變天線波束的指向。下面的表格中給出了幾組典型值(其中，d＝6cm，λ＝5.17cm) 如果選用4bit的數(shù)控移相器，則該移相器的可控狀態(tài)為16，因此移相精度為360°/16＝22.5°，據(jù)此計算出天線波束指向角度調(diào)整的步進精度約為3°，這樣可以實現(xiàn)天線波束覆蓋區(qū)域在電子不停車收費車道上以小于1m的步進精度進行位置調(diào)整。
此外，如圖8所示，本發(fā)明的實施例還提供了一種不停車收費系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括 車輛位置檢測裝置801，用于檢測車輛在電子不停車收費車道中的位置； 車載單元802，安裝在車輛上，用于存儲車輛信息，并根據(jù)所述車輛信息和路側(cè)單元803進行雙向通信； 路側(cè)單元803，設在不停車收費車道的路徑上，路側(cè)單元803包括天線8031，天線8031用于根據(jù)檢測到的車輛位置調(diào)整天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向車輛，以通過天線波束發(fā)送和接收的微波信號和車載單元802進行雙向通信； 收費終端804，用于利用路側(cè)單元803和車載單元802的雙向通信對車輛進行收費。
本實施例中的不停車收費系統(tǒng)，由于能夠根據(jù)檢測到的移動車輛位置調(diào)整天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向車輛，因此天線波束覆蓋區(qū)域始終跟蹤通信中的車輛移動，這樣即使使用較窄波束的天線也能保證足夠長的交易通信距離，從而在車輛快速通過時保證足夠的交易時間；而且使用較窄波束的天線還能夠避免兩輛車同時處于波束覆蓋區(qū)域內(nèi)的情況，從而避免跟車干擾的出現(xiàn)。因此所述天線能夠更好地保證車輛的通行速度并更好地避免跟車干擾。
其中，車輛位置檢測裝置801的作用是指示車輛在不停車收費車道中的實時位置，并將車輛位置信息提供給波束控制器，以此來引導天線波束的指向和跟蹤。圖9為上述不停車收費系統(tǒng)的詳細結(jié)構(gòu)示意圖，從圖9可知，該車輛位置檢測裝置包括 至少兩個位置傳感器，該至少兩個位置傳感器依次設置在不停車收費車道的不同位置處，以產(chǎn)生車輛在不停車收費車道中的位置檢測信息。具體而言，當車輛行駛到設有位置傳感器的位置處時，觸發(fā)位置傳感器的電平發(fā)生變化。該位置傳感器可以采用在車道兩側(cè)安裝紅外傳感器來實現(xiàn)，也可以利用現(xiàn)有的地感線圈來實現(xiàn)。
信號采集器，該信號采集器與至少兩個位置傳感器連接，以接收至少兩個位置傳感器發(fā)送的位置檢測信息，該位置檢測信息即位置傳感器的電平變化信息。而且，信號采集器還可以將該電平變化信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并將該數(shù)字信號發(fā)送給波束控制器，以便為波束控制器提供車輛位置信息。
上述收費終端804可以為計算機。
需要說明的是，上述不停車收費系統(tǒng)具體為ETC系統(tǒng)，該ETC系統(tǒng)能夠利用專用短程通信技術(shù)完成路側(cè)單元803與車載單元802之間的雙向通信，其中路側(cè)單元803與車載單元802之間的雙向通信是通過天線8031而建立的，在建立雙向通信之后，通過無線方式進行安全認證和消費扣款，從而實現(xiàn)不停車收費。本實施例中，由于路側(cè)單元803和車載單元802的其他組成部件不是本發(fā)明的重點，因此為描述簡便起見，在此不再贅述。
下面如圖10所示，基于上述對不停車收費系統(tǒng)的描述來具體說明該系統(tǒng)的工作過程。
裝載車載單元OBU的車輛駛?cè)胛挥诓煌＼囀召M車道上的地感線圈1，地感線圈1輸出信號從低電平變化到高電平，信號采集器檢測到地感線圈1的電平變化，因此第1路輸出信號由0變化為1； 波束控制器中的移相角度計算模塊檢測到信號采集器第1路輸出信號由0變化到1，判斷出車輛位于1區(qū)。利用該結(jié)果，再結(jié)合預置的RSU天線安裝位置、高度、天線俯仰角度等參數(shù)，根據(jù)幾何關(guān)系計算出天線波束指向的角度θ，并由此推算出各移相器所需的相移角度φ2、φ3和φ4； 碼形生成模塊將上述移相角度轉(zhuǎn)換成對應的移相控制碼，分別發(fā)送到相控天線陣的各個移相器； 各移相器按照所述移相控制碼對微波信號的初始相位進行特定角度的相移，使天線波束主瓣指向1區(qū)，路側(cè)單元RSU開始與車載單元OBU進行通信； 當車輛駛出地感線圈1而到達2區(qū)時，地感線圈1輸出信號從高電平變化到低電平，信號采集器的第一路輸出信號由1變化為0，指示出車輛到達2區(qū)； 波束控制器根據(jù)2區(qū)位置以及預置的參數(shù)計算移相角度，并向各移相器發(fā)送與該移相角度相對應的移相控制碼，從而將天線波束主瓣指向轉(zhuǎn)移到2區(qū)，保持路側(cè)單元RSU與車載單元OBU的通信持續(xù)進行。天線波束指向3區(qū)～6區(qū)的工作過程類似，直到完成交易通信； 第一輛車交易完成后，波束控制器立刻根據(jù)地感線圈的輸出信號指示，檢測下一輛車的位置，并迅速將天線波束指向該區(qū)域，開始與第二輛車進行交易通信。
綜上所述可知，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點和有益效果 第一，能夠保證車輛的通行速度。采用天線波束跟蹤指向車輛，使天線波束覆蓋區(qū)域始終跟蹤通信中的車輛移動，這樣即使使用窄波束天線也能保證足夠長的交易通信距離，在車輛快速通過時，保證足夠的交易時間； 第二，避免跟車干擾。采用天線波束跟蹤指向車輛，可以將天線波束設計得較窄，較大程度避免了兩輛車同時處于波束覆蓋區(qū)域內(nèi)的情況，避免了跟車干擾的出現(xiàn)。同時也在一定程度上降低了鄰道干擾的可能； 第三，降低安裝調(diào)試的復雜程度。傳統(tǒng)的RSU天線安裝時，需要人工多次到龍門架上調(diào)整天線的機械角度，費時費力；而采用這種具有波束跟蹤功能的天線，安裝可以一次完成，此后只需改變波束控制器的參數(shù)，即可實現(xiàn)天線波束覆蓋區(qū)域的調(diào)整； 第四，消除通信盲區(qū)。采用天線波束跟蹤指向車輛，使波束角度可調(diào)范圍增大，能夠消除常規(guī)車道欄桿前的通信盲區(qū)； 第五，提高交易通信的穩(wěn)定性。采用天線波束跟蹤指向車輛，能夠保證裝載OBU的交易通信車輛始終處于天線波束覆蓋區(qū)域內(nèi)，信號功率穩(wěn)定且沒有突變，通信穩(wěn)定性大大提高。
以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應以權(quán)利要求所述的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.一種天線波束指向移動車輛的方法，其特征在于，包括
檢測移動車輛在行進中的位置；
根據(jù)檢測到的移動車輛位置調(diào)整天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向所述移動車輛。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線波束指向移動車輛的方法，其特征在于，所述根據(jù)檢測到的移動車輛位置調(diào)整天線波束指向的角度具體為
根據(jù)檢測到的移動車輛位置以及預置參數(shù)確定天線波束指向的角度；
利用所述天線波束指向的角度，確定各基本天線陣的移相角度；
根據(jù)所述移相角度生成移相控制碼，以便利用所述移相控制碼調(diào)整天線波束指向的角度。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的天線波束指向移動車輛的方法，其特征在于，確定各基本天線陣的移相角度的方法為
其中，φi表示所述天線中第i個基本天線陣的移相角度，θ表示天線波束指向的角度，d表示所述天線中相鄰基本天線陣之間的距離，λ表示發(fā)射信號載波波長。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的天線波束指向移動車輛的方法，其特征在于，所述預置參數(shù)包括天線的安裝高度和天線的俯仰角度。
5.一種天線，其特征在于，包括
波束控制器，用于根據(jù)移動車輛的位置確定相控天線陣中各基本天線陣的移相角度，并根據(jù)所述移相角度生成移相控制碼；
相控天線陣，用于利用所述移相控制碼調(diào)整所述相控天線陣的天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向所述移動車輛。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線，其特征在于，所述波束控制器包括
移相角計算模塊，用于根據(jù)移動車輛的位置以及預置參數(shù)計算所述相控天線陣的天線波束指向的角度，并利用所述天線波束指向的角度計算所述相控天線陣中各基本天線陣的移相角度；
碼形生成模塊，用于根據(jù)所述相控天線陣中各基本天線陣的移相角度生成與所述天線波束指向的角度相對應的移相控制碼。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的天線，其特征在于，所述預置參數(shù)包括天線的安裝高度和天線的俯仰角度。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的天線，其特征在于，所述相控天線陣包括
至少一個移相器，用于根據(jù)所述移相控制碼對欲發(fā)射的信號進行移相，以調(diào)整所述相控天線陣的天線波束指向的角度，以便使天線波束跟蹤指向所述移動車輛。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的天線，其特征在于，所述相控天線陣還包括
至少兩個基本天線陣，一個所述基本天線陣直接接收欲發(fā)射的信號，其余所述基本天線陣與所述至少一個移相器一一對應連接，并接收移相后的欲發(fā)射信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的天線，其特征在于，所述基本天線陣為由至少兩個陣元通過非等幅饋電方式合成的基本天線陣。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任一項所述的天線，其特征在于，所述天線為不停車收費系統(tǒng)中的天線。
12.一種不停車收費系統(tǒng)，其特征在于，包括
車輛位置檢測裝置，用于檢測車輛在不停車收費車道中的位置；
車載單元，安裝在車輛上，用于存儲車輛信息，并根據(jù)所述車輛信息和路側(cè)單元進行雙向通信；
路側(cè)單元，設在不停車收費車道的路徑上，所述路側(cè)單元包括天線，所述天線用于根據(jù)檢測到的車輛位置調(diào)整天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向車輛，以通過天線波束發(fā)送和接收的微波信號和車載單元進行雙向通信；
收費終端，用于利用所述路側(cè)單元和車載單元的雙向通信對車輛進行收費。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的不停車收費系統(tǒng)，其特征在于，所述車輛位置檢測裝置包括
至少兩個位置傳感器，所述至少兩個位置傳感器依次設置在不停車收費車道的不同位置處，以產(chǎn)生車輛在不停車收費車道中的位置檢測信息；
信號采集器，與所述至少兩個位置傳感器連接，以接收由所述至少兩個位置傳感器發(fā)送的位置檢測信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種波束天線指向移動車輛的方法、天線及不停車收費系統(tǒng)，涉及天線技術(shù)領域，為更好地保證車輛的通行速度并更好地避免跟車干擾而發(fā)明。所述天線波束指向移動車輛的方法，包括檢測移動車輛在行進中的位置；根據(jù)檢測到的移動車輛位置調(diào)整天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向所述移動車輛。所述天線，包括波束控制器，用于根據(jù)移動車輛的位置確定相控天線陣中各基本天線陣的移相角度，并根據(jù)所述移相角度生成移相控制碼；相控天線陣，用于利用所述移相控制碼調(diào)整所述相控天線陣的天線波束指向的角度，使天線波束跟蹤指向所述移動車輛。本發(fā)明可用于進行電子不停車收費。
文檔編號H01Q21/00GK101764285SQ20101010248
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者裴世兵, 段起志, 張景秀, 辛偉, 孫志強 申請人:北京握奇數(shù)據(jù)系統(tǒng)有限公司