一种复合通行卡及其检波电路论文和设计-卢秋全

全文摘要

本实用新型涉及了一种复合通行卡及其检波电路，该检波电路包括第一检波管、第二检波管，还包括：用于为相串联的所述第一检波管和所述第二检波管提供偏置电流的直流偏置模块；连接在所述第一检波管和所述第二检波管之间，且用于隔断所述第一检波管和所述第二检波管间的射频串扰的射频隔离模块；用于对所述第一检波管和所述第二检波管的输出信号进行滤波的滤波模块。实施本实用新型的技术方案，功耗低且可防止多径衰落效应的发生。

主设计要求

1.一种复合通行卡的检波电路，用于对安装角度不同的第一微带天线和第二微带天线分别所接收的微波信号进行检波处理，所述检波电路包括第一检波管、第二检波管，其特征在于，所述检波电路还包括：用于为相串联的所述第一检波管和所述第二检波管提供偏置电流的直流偏置模块；连接在所述第一检波管和所述第二检波管之间，且用于隔断所述第一检波管和所述第二检波管间的射频串扰的射频隔离模块；用于对所述第一检波管和所述第二检波管的输出信号进行滤波的滤波模块。

设计方案

1.一种复合通行卡的检波电路，用于对安装角度不同的第一微带天线和第二微带天线分别所接收的微波信号进行检波处理，所述检波电路包括第一检波管、第二检波管，其特征在于，所述检波电路还包括：

用于为相串联的所述第一检波管和所述第二检波管提供偏置电流的直流偏置模块；

连接在所述第一检波管和所述第二检波管之间，且用于隔断所述第一检波管和所述第二检波管间的射频串扰的射频隔离模块；

用于对所述第一检波管和所述第二检波管的输出信号进行滤波的滤波模块。

2.根据权利要求1所述的复合通行卡的检波电路，其特征在于，还包括：

连接在所述第一微带天线与所述第一检波管之间的第一匹配网络模块；

连接在所述第二微带天线与所述第二检波管之间的第二匹配网络模块。

3.根据权利要求1所述的复合通行卡的检波电路，其特征在于，所述射频隔离模块包括第一电感(L1)和第一电容(C1)，而且，所述第一电感(L1)的第一端与所述第一电容(C1)的第一端分别连接所述第一检波管的负极，所述第一电容(C1)的第二端接地，所述第一电感(L1)的第二端连接所述第二检波管的正极。

4.根据权利要求1所述的复合通行卡的检波电路，其特征在于，所述直流偏置模块包括偏置电阻(R1)和纹波抑制单元，所述偏置电阻(R1)与所述纹波抑制单元串联后，一端接入电压源，另一端连接所述第一检波管的正极。

5.根据权利要求4所述的复合通行卡的检波电路，其特征在于，所述纹波抑制单元包括第二电感(L2)和第二电容(C2)，而且，所述第二电感(L2)的第一端接入电压源，所述第二电感(L2)的第二端分别连接所述第二电容(C2)的第一端及所述偏置电阻(R1)的第一端，所述第二电容(C2)的第二端接地，所述偏置电阻(R1)的第二端连接所述第一检波管的正极。

6.根据权利要求2所述的复合通行卡的检波电路，其特征在于，所述第一匹配网络模块包括第三电感(L41)和第三电容(C41)，而且，所述第三电容(C41)的第一端连接所述第一微带天线，所述第三电容(C41)的第二端分别连接所述第三电感(L41)的第一端及所述第一检波管的正极，所述第三电感(L41)的第二端接地。

7.根据权利要求2所述的复合通行卡的检波电路，其特征在于，所述第二匹配网络模块包括第四电感(L51)和第四电容(C51)，而且，所述第四电容(C51)的第一端连接所述第二微带天线，所述第四电容(C51)的第二端分别连接所述第四电感(L51)的第一端及所述第二检波管的正极，所述第四电感(L51)的第二端接地，所述第二检波管的负极接地。

8.根据权利要求2所述的复合通行卡的检波电路，其特征在于，所述第一匹配网络模块包括第五电感(L42)和第五电容(C42)，而且，所述第五电容(C42)的第一端连接所述第一微带天线，所述第五电容(C42)的第二端分别连接所述第五电感(L42)的第一端及所述第一检波管的负极，所述第五电感(L42)的第二端接地。

9.根据权利要求2所述的复合通行卡的检波电路，其特征在于，所述第一匹配网络模块包括第六电感(L43)和第六电容(C43)，而且，所述第六电容(C43)的第一端连接所述第一微带天线，所述第六电容(C43)的第二端连接所述第一检波管的负极，所述第六电感(L43)连接在所述第一检波管的负极与所述射频隔离模块之间。

10.根据权利要求2所述的复合通行卡的检波电路，其特征在于，所述第二匹配网络模块包括第七电感(L52)和第七电容(C52)，而且，所述第七电容(C52)的第一端连接所述第二微带天线，所述第七电容(C52)的第二端分别连接所述第七电感(L52)的第一端及所述第二检波管的负极，所述第七电感(L52)的第二端接地。

11.一种复合通行卡，其特征在于，包括权利要求1-10任一项所述的检波电路。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及智能交通(Intelligent Transportation System，简称ITS)领域，尤其涉及一种复合通行卡及其检波电路。

背景技术

多义路径识别系统是高速公路联网收费的一个子系统，高速公路网错综复杂，高速入口和出口之间往往具有不同的路径选择，CPC(Compound Pass Card，复合通行卡)的目的就是判断出车辆的具体形式路径，以实现精确收费，方便高速管理。

高速上的车辆具有速度快的特点，经过标识点天线的时间极短，这就对CPC卡与天线的通信距离和通信时间提出了较高的要求。而且，CPC卡在正常使用中会被用户任意摆放在汽车内，因此对卡片天线的全向性要求非常高。一般的全向性天线总会有某个方向增益比较低，无法做到上下前后左右等六个方向的增益比较平衡。例如，图1是现有的一种CPC卡的逻辑结构图，该CPC卡的唤醒实现方式为：一个全向性天线将空中的射频信号接收下来，检波电路将射频信号进行解调并输出包络信号，最后进行包络信号处理。常见的全向性天线由于自身局限性，不能保证符合通行卡上下前后左右六个方向的增益平衡。

图2是现有的另一种CPC卡的逻辑结构图，该CPC卡采用双天线和双路检波来解决全向性问题，其中两个天线的相对摆放方式根据单个天线辐射特性来确定。另外，每个天线单独配套各自的检波电路主要是为了防止双天线单路检波电路情况下的多径衰落效应，但是，这样的话，由于复合通行卡采用电池供电，所以，对休眠电流要求非常高，因此功耗较大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术中功耗高的缺陷，提供一种复合通行卡及其检波电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种复合通行卡的检波电路，用于对安装角度不同的第一微带天线和第二微带天线分别所接收的微波信号进行检波处理，所述检波电路包括第一检波管、第二检波管，所述检波电路还包括：

用于为相串联的所述第一检波管和所述第二检波管提供偏置电流的直流偏置模块；

连接在所述第一检波管和所述第二检波管之间，且用于隔断所述第一检波管和所述第二检波管间的射频串扰的射频隔离模块；

用于对所述第一检波管和所述第二检波管的输出信号进行滤波的滤波模块。

优选地，还包括：

连接在所述第一微带天线与所述第一检波管之间的第一匹配网络模块；

连接在所述第二微带天线与所述第二检波管之间的第二匹配网络模块。

优选地，所述射频隔离模块包括第一电感和第一电容，而且，所述第一电感的第一端与所述第一电容的第一端分别连接所述第一检波管的负极，所述第一电容的第二端接地，所述第一电感的第二端连接所述第二检波管的正极。

优选地，所述直流偏置模块包括偏置电阻和纹波抑制单元，所述偏置电阻与所述纹波抑制单元串联后，一端接入电压源，另一端连接所述第一检波管的正极。

优选地，所述纹波抑制单元包括第二电感和第二电容，而且，所述第二电感的第一端接入电压源，所述第二电感的第二端分别连接所述第二电容的第一端及所述偏置电阻的第一端，所述第二电容的第二端接地，所述偏置电阻的第二端连接所述第一检波管的正极。

优选地，所述第一匹配网络模块包括第三电感和第三电容，而且，所述第三电容的第一端连接所述第一微带天线，所述第三电容的第二端分别连接所述第三电感的第一端及所述第一检波管的正极，所述第三电感的第二端接地。

优选地，所述第二匹配网络模块包括第四电感和第四电容，而且，所述第四电容的第一端连接所述第二微带天线，所述第四电容的第二端分别连接所述第四电感的第一端及所述第二检波管的正极，所述第四电感的第二端接地，所述第二检波管的负极接地。

优选地，所述第一匹配网络模块包括第五电感和第五电容，而且，所述第五电容的第一端连接所述第一微带天线，所述第五电容的第二端分别连接所述第五电感的第一端及所述第一检波管的负极，所述第五电感的第二端接地。

优选地，所述第一匹配网络模块包括第六电感和第六电容，而且，所述第六电容的第一端连接所述第一微带天线，所述第六电容的第二端连接所述第一检波管的负极，所述第六电感连接在所述第一检波管的负极与所述射频隔离模块之间。

优选地，所述第二匹配网络模块包括第七电感和第七电容，而且，所述第七电容的第一端连接所述第二微带天线，所述第七电容的第二端分别连接所述第七电感的第一端及所述第二检波管的负极，所述第七电感的第二端接地。

本实用新型还构造一种复合通行卡，其特征在于，包括以上任一项所述的检波电路。

实施本实用新型的技术方案，一方面，由于两个检波管在直流上串联，且由直流偏置模块同时为两个检波管提供所需的偏置电流，这样，不但可使解调出的包络信号的幅度尽可能大，而且，相比现有技术中需要分别为每个天线单独配套各自的检波电路，偏置电流只有两个检波管独自偏置下总电流的一半，因此，功耗大大降低。另一方面，射频隔离模块可隔断两个检波管之间的射频串扰，使两个检波管在射频上相互独立，这样可防止多径衰落效应的发生。因此，可同时兼顾功耗与隔离两个方面。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。附图中：

图1是现有的一种CPC卡的逻辑结构图；

图2是现有的另一种CPC卡的逻辑结构图；

图3是本实用新型检波电路实施例一的逻辑结构图；

图4是CPC卡中双天线的安装示意图；

图5是本实用新型检波电路实施例二的电路图；

图6是本实用新型检波电路实施例三的电路图；

图7是本实用新型检波电路实施例四的电路图；

图8是本实用新型检波电路实施例五的电路图；

图9是本实用新型检波电路实施例六的电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图3是本实用新型检波电路实施例一的逻辑结构图，该实施例的检波电路用于对第一微带天线ANT1和第二微带天线ANT2分别所接收的微波信号进行检波处理，其中，第一微带天线ANT1和第二微带天线ANT2均为全向性微带天线，且两者的安装角度不同，例如，安装角度相差60-300度，优选180度或90度(如图3所示)，这样可达到互补作用。而且，该实施例的检波电路包括第一检波管11、第二检波管12、直流偏置模块20、射频隔离模块30和滤波模块40。其中，第一检波管11和第二检波管12在直流上串联，且射频上相互独立，具体地，直流偏置模块20用于为相串联的第一检波管11和第二检波管12提供偏置电流；射频隔离模块30连接在第一检波管11和第二检波管12之间，且用于隔断第一检波管11和第二检波管12间的射频串扰；滤波模块40用于对所述第一检波管和所述第二检波管的输出信号进行滤波。

在该实施例中，一方面，由于两个检波管在直流上串联，且由直流偏置模块同时为两个检波管提供所需的偏置电流，这样，不但可使解调出的包络信号的幅度尽可能大，而且，相比现有技术中需要分别为每个天线单独配套各自的检波电路，偏置电流只有两个检波管独自偏置下总电流的一半，因此，功耗大大降低。另一方面，射频隔离模块可隔断两个检波管之间的射频串扰，使两个检波管在射频上相互独立，这样可防止多径衰落效应的发生。因此，该技术方案可同时兼顾功耗与隔离两个方面。

进一步地，检波电路还可包括第一匹配网络模块和第二匹配网络模块，其中，第一匹配网络模块连接在所述第一微带天线与所述第一检波管之间；第二匹配网络模块连接在所述第二微带天线与所述第二检波管之间。两个匹配网络模块分别用于将相应天线与相应检波管的阻抗分别匹配到50欧姆之后再级联起来，以用于无损耗传输信号。

图5是本实用新型检波电路实施例二的电路图，该实施例的检波电路包括两个检波管、直流偏置模块、射频隔离模块、滤波模块和两个匹配网络模块，而且，两个检波管分别为二极管D1、D2，下面分别说明每一模块的电路结构：

射频隔离模块包括第一电感L1和第一电容C1，而且，第一电感L1的第一端与第一电容C1的第一端分别连接二极管D1的负极，第一电容C1的第二端接地，第一电感L1的第二端连接二极管D2的正极。在此需说明的是，之所以要在两个二极管D1、D2之间加隔离电路，是为了减少两个二极管之间的串扰，防止产生多径效应。另外，第一电感L1既有射频隔离的功能，又有直流偏置的功能。

直流偏置模块包括偏置电阻R1、第二电感L2和第二电容C2，其中，第二电感L2和第二电容C2组成纹波抑制单元，用于对偏置电流进行纹波抑制。而且，第二电感L2的第一端接入电压源DC_Bias，例如，3.3V电压，第二电感L2的第二端分别连接第二电容C2的第一端及偏置电阻R1的第一端，第二电容C2的第二端接地，偏置电阻R1的第二端连接二极管D1的正极。当然在其它实施例中，也可将偏置电阻R1与纹波抑制单元的位置互换，即，偏置电阻R1的第一端接入电压源DC_Bias，偏置电阻R1的第二端连接第二电感L2的第一端，第二电感L2的第二端分别连接二极管D1的正极及第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端接地。

第一匹配网络模块包括第三电感L41、第三电容C41及电容C61，而且，第三电容C41的第一端连接第一微带天线ANT1，第三电容C41的第二端分别连接第三电感L41的第一端及电容C61的第一端，第三电感L41的第二端接地，电容C61的第二端接二极管D1的正极。该第一匹配网络模块可保证二极管D1完全吸收第一微带天线ANT1接收到的全部射频功率。当然，在其它实施例中，也可将电容C61省去，即，第三电容C41的第二端直接接二极管D1的正极。

第二匹配网络模块包括第四电感L51、第四电容C51及电容C71，而且，第四电容C51的第一端连接第二微带天线ANT2，第四电容C51的第二端分别连接第四电感L51的第一端及电容C71的第一端，第四电感L51的第二端接地，电容C71的第二端连接二极管D2的正极，二极管D2的负极接地。该第二匹配网络模块可保证二极管D2完全吸收第二微带天线ANT2接收到的全部射频功率。当然，在其它实施例中，也可将电容C71省去，即，第四电容C51的第二端直接接二极管D1的正极。

滤波模块包括电感L3和电容C3，而且，电感L3的第一端连接二极管D1的正极，电感L3的第二端连接电容C3的第一端，电容C3的第二端输出解调出的包络信号。

在该实施例中，由于微带天线所接收的幅度调制信号的包络为14kHz方波，频率很低，而第一电感L1和第一电容C1仅作为射频隔离模块，对14kHz方波起不到隔离作用，二极管D2解调出的包络信号能够分别经由第一电感L1、二极管D1、第三电感L3、第三电容C3输出到后级进行包络信号的处理。同理，二极管D1解调出的包络信号也能经由第三电感L3、第三电容C3输出到后级进行包络信号的处理。

图6是本实用新型检波电路实施例三的电路图，该实施例的检波电路相比图5所示的实施例，所不同的仅是第一匹配网络模块，下面仅说明第一匹配网络模块的电路结构，其它相同的部分不做赘述。该实施例的第一匹配网络模块包括第五电感L42、第五电容C42及电容C62，而且，第五电容C42的第一端连接第一微带天线ANT1，第五电容C42的第二端分别连接第五电感L42的第一端及二极管D1的负极，第五电感L42的第二端接地，电容C62的第一端连接二极管D1的正极，电容C62的第二端接地。该第一匹配网络模块也可保证二极管D1完全吸收第一微带天线ANT1接收到的全部射频功率。当然，在其它实施例中，也可将电容C62省去。

图7是本实用新型检波电路实施例四的电路图，该实施例的检波电路相比图5所示的实施例，所不同的仅是第一匹配网络模块，下面仅说明第一匹配网络模块的电路结构，其它相同的部分不做赘述。该实施例的第一匹配网络模块包括第六电感L43、第六电容C43和电容C63，而且，第六电容C43的第一端连接第一微带天线ANT1，第六电容C43的第二端连接二极管D1的负极，第六电感L43连接在二极管D1的负极与第一电感L1的第一端之间。该第一匹配网络模块同样可保证二极管D1完全吸收第一微带天线ANT1接收到的全部射频功率。当然，在其它实施例中，也可将电容C63省去。

图8是本实用新型检波电路实施例五的电路图，该实施例的检波电路相比图5所示的实施例，所不同的仅是第二匹配网络模块，下面仅说明第二匹配网络模块的电路结构，其它相同的部分不做赘述。该实施例的第二匹配网络模块包括第七电感L52、第七电容C52和电容C72，而且，第七电容C52的第一端连接第二微带天线ANT2，第七电容C52的第二端分别连接第七电感L52的第一端及二极管D2的负极，第七电感L52的第二端接地，电容C72的第一端连接二极管D2的正极，电容C72的第二端接地。该第二匹配网络模块也可保证二极管D2完全吸收第二微带天线ANT2接收到的全部射频功率。当然，在其它实施例中，也可将电容C72省去。

图9是本实用新型检波电路实施例六的电路图，该实施例的检波电路相比图5所示的实施例，所不同的仅是第一匹配网络模块和第二匹配网络模块，下面仅说明第一匹配网络模块和第二匹配网络模块的电路结构，其它相同的部分不做赘述。该实施例的第一匹配网络模块包括第六电感L43、第六电容C43和电容C63，而且，第六电容C43的第一端连接第一微带天线ANT1，第六电容C43的第二端连接二极管D1的负极，第六电感L43连接在二极管D1的负极与第一电感L1的第一端之间。该实施例的第二匹配网络模块包括第七电感L52、第七电容C52和电容C72，而且，第七电容C52的第一端连接第二微带天线ANT2，第七电容C52的第二端分别连接第七电感L52的第一端及二极管D2的负极，第七电感L52的第二端接地，电容C72的第一端连接二极管D2的正极，电容C72的第二端接地。该第一匹配网络模块可保证二极管D1完全吸收第一微带天线ANT1接收到的全部射频功率。该第二匹配网络模块也可保证二极管D2完全吸收第二微带天线ANT2接收到的全部射频功率。当然，在其它实施例中，也可将电容C63、电容C72省去。

本实用新型还构造一种复合通行卡，包括安装角度不同的第一微带天线和第二微带天线，还包括以上所述的检波电路。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何纂改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。

设计图

一种复合通行卡及其检波电路论文和设计

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