基于软件无线电的ETC无线电环境监测设备

李晓光

摘要：随着全国高速公路正式取消省界收费站，电子不停车收费系统（ETC）在高速公路网中扮演越来越重要的角色。其正常运行需要在特定频段需要稳定的电磁环境，因此介绍并设计了一种基于软件无线电概念（SDR）的监测系统。具体设计包括一种微波微带阵列天线设计、一种基于SDR的高中频设计信号变换采集硬件实现和一种采用pyQT和Numpy库设计的软件环境与界面。经过实测，该系统可较好地实现对ETC无线电环境的监测。

关键词：软件无线电; ETC;微带阵列天线;pyQT;Numpy

中图分类号：TP393       文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）17-0222-02

開放科学（资源服务）标识码（OSID）：

ETC Radio Environment Monitoring Device based on Software Defined Radio

LI Xiao-guang

（Third Research Institute of Ministry of Public Security， Shanghai 201204， China）

Abstract： As highway network cancelled the provincial border toll collection stations， the Electronic Toll Collection （ETC）system plays a much more important role in highway network. Because its normal operation needs stable electro-magnetic environment in certain band， it introduces a monitoring system based on Software-Defined Radio （SDR） concept. The detailed design includes a microwave microstrip array antenna， a hardware implementation based on high intermediate frequency SDR design， and a software environment and user interface based on pyQT and Numpy. Verified by testing， this system could fulfill the ETC radio environment monitoring capability.

Key words： software-defined radio; ETC; microstrip array antenna; pyQT; numpy

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随着我国高速公路事业的快速发展，和汽车总保有量的大幅增加，伴随2019年底全国高速公路正式取消省界收费站，无线电子收费技术（Electronic Toll Collection，ETC）在社会公共交通基础设施中扮演了越来越重要的角色。作为一种依赖于射频（Radio Frequency，RF）通讯的车-路侧通讯技术，ETC设备的正常运行必然取决于其架设周边的无线电电磁环境。近些年来随着无线通讯技术的发展和电子设备的数量增加，无线电频谱资源日益稀少，ETC设备面临的电磁环境日益复杂。但长期以来，在高速公路出入口和路上龙门架处布置的ETC天线和设备只有开通阶段的功能性调试和测试，缺乏长期使用时对整个特定无线电频段环境的实时监测能力。另一方面，传统上采用分立元件和模拟射频前端的大型无线电监测设备由于体积庞大、耗电高等问题，并不适合在户外现场移动使用。……