[发明专利]一种ETC异常信号的检测方法及系统

权利要求书

1.一种ETC异常信号的检测方法，其特征是包括以下步骤：

步骤1、触发信号监测装置；

步骤2、信号监测装置天线接收射频信号；

步骤3、信号监测装置接收机处理检测到的射频信号；

步骤4、对获取的中频采样数据进行功率的计算；

步骤5、判定射频信号类别；

其中，所述信号监测装置天线通过增加移相器进行相位值的改变，从而实现天线主瓣方向的转换，使波束能覆盖地感线圈；

所述天线主瓣方向的转换进一步为：当N个辐射源排列成一条线，阵元间隔为d时，构建一个直线天线阵；当射频信号从阵列法线方向入射时，射频信号到各个阵元的距离相等，每个阵元接收射频信号的相位差为零；当射频信号入射方向与阵列法线方向的夹角为时，到达其他阵元的射频信号分别比到达参考阵元的射频信号多走了如下述表达式所示的距离：

式中，表示射频信号入射方向与阵列法线方向的夹角，d表示阵元之间的间隔距离，n表示辐射源的数量；将上述表达式的距离表示换算成相位，则射频信号到达各阵元，比到达参考阵元滞后了如下表达式所示的相位：

式中，λ表示波长，表示射频信号入射方向与阵列法线方向的夹角，d表示阵元之间的间隔距离，n表示辐射源的数量；当指向地感线圈时与阵列法线之间的夹角为，即波束指向方向角度为时，此时的波束宽度为

其中，k表示波束宽度因子，N为线性阵元数量，d表示阵元间距，同理，构建二维均匀面阵，使波束指向并在二维方向覆盖地感线圈；其中水平方向排列的阵元组成一个基本阵组，每个阵元组通过微带合路器合成一路，且每个阵元到合路器的传输距离相等，即确保组内阵元等相位；除0号阵元组的馈电相位不变，其余阵元组的输入端分别接入一个移相器，对接收到的射频信号进行预定义角度的移相，最后所有射频信号通过合路器合成一路并发送。

2.根据权利要求1所述的一种ETC异常信号的检测方法，其特征在于，所述步骤1进一步为：

车辆经过线圈上表面时，车辆本身的铁质改变地感线圈内的磁通，引起线圈回路中电感量的变化，检测器对环形线圈构成的耦合电路中的振荡频率进行电量变化的检测，以此判断车辆经过状态，并同时输出相应的两组逻辑信号，一组信号进入地感线圈，一组信号离开地感线圈，这两组信号可以引导信号监测装置对经过地感线圈的车辆进行射频信号的监测。

3.根据权利要求1所述的一种ETC异常信号的检测方法，其特征在于，所述步骤3进一步为：

该步骤对接收到的OBU射频信号、RSU射频信号进行放大、滤波、变频、采样的处理，进一步获得射频信号的中频采样数据，并用于步骤4计算处理的源数据；

其中所述信号放大为利用放大器对接收的射频信号进行放大；所述放大器进一步为低噪声放大器，且所述低噪声放大器作为前置放大器，提高输出射频信号的信噪比；

其中所述滤波为对放大后的射频信号通过滤波器进行滤波，射频信号的载波频率由两个信道组成，通过带通滤波器对射频信号进行滤波，得到射频信号的带内信号；

其中所述变频为对滤波后的射频信号进行下变频的操作，具体为将带通滤波信号与本地振荡器产生的本振信号相乘，通过低通滤波器获得中频信号；

其中所述采样为对连续的中频信号进行AD采样，对中频信号做模数转换，得到用于计算处理的离散数字信号。

4.根据权利要求1所述的一种ETC异常信号的检测方法，其特征在于，所述步骤4进一步为：

信号监测装置的信号处理机计算中频采样信号的功率，将获得的中频采样信号利用傅里叶变换变换至频域，从而获得等效模拟频点上射频信号频率的响应值，通过去幅度绝对值求平方并除以N，从而得到相应频点上的功率值；其中所述傅里叶变换变换至频域进一步为：

式中，表示DFT变换后的数据，表示采样的模拟射频信号，为实际射频信号时，虚部为零，k表示和频率的正弦相关，N表示一个正弦周期内采样的点，n表示步进。

5.根据权利要求1所述的一种ETC异常信号的检测方法，其特征在于，所述步骤5进一步为：

将步骤4中计算获得的射频信号功率数值与预设阈值比较，当射频信号功率大于阈值时，判定射频信号正常，当射频信号功率不大于阈值时，判定射频信号异常，并将异常射频信号进行数据存储。