基于SAW技术的车辆自动识别系统的实现

（2）发射机

FPGA产生40ns的时间窗载取165MHz的载波，将其频谱展宽，产生中心频率为165MHz、带宽为50MHz的脉冲信号，并送到SAW扩展器，形成一个线性调频脉冲。SAW扩展器采用南京54所生产的声表面波色散延迟线，带宽为20MHz，经过扩展后的脉冲只有20MHz带宽，扩展器衰减30dB。此信号经过中频放大器AD8353放大后，与750MHz本振进行上变频到915MHz，经射频带通滤波器滤除带外杂波，再经MAX2235进行功率前置放大，由天线发射出去，形成询问信号。上变频芯片选用MAX2671，其射频输出范围400MHz～2500MHz。射频带通滤波器采用F5CE-D2系列的SAW带通滤波器，它使用了特殊的DMS双模SAW技术，具有很好的带外衰减和通带平坦度，广泛应用在移动通信中。

询问信号发射完毕后，天线开关立即打到接收位置，为接收做好准备。转换开关采用Mini公司的KSWHA-1-20，它是一种GsAs开关，具有很高的隔离度，开关转换速度3ns。

    （3）接收机

采用了超外差式接收机的设计方案，如图3。

回波信号到达接收机前端时，首先经过滤波处理。在接收机中有两个射频滤波器：预选择滤波器和镜像抑制滤波器。预选择滤波器除掉无用信号，以防止射频前端发生饱和并产生交调失真。镜像抑制滤波器抑制第一镜频、半中频和本振杂散响应。射频滤波器选用FAR-F5CE-915M00-D236。滤波处理后，信号通过射频放大器MAX2642进行放大，它是低噪声放大器，在1.3dB的噪声系数条件下，提供0dBm的输入IP3。

经过射频滤波和放大后，信号与本振750MHz进行下变频。下变频芯片选用MAX2682，它采用双平衡混频器结构，输入频率400MHz～2500MHz。下变频后，信号进入中频SAW滤波器进行中频滤波，再通过SAW压缩器，输出被压缩的脉冲。被压缩的信号经过AD8353中频放大，送入正交下变频，解调出I、Q两路信号。RF2721是F公司为数字移动接收机设计的正交解调器，它从放大和滤波后的中频信号中恢复同相及正交的基带信号。

    2．2 信号后处理单元设计

信号后处理单元的原理框图如图4所示。

从询问单元送来的经过正交下变频的同相分量I和正交分量Q，经低通滤波器滤掉高频分量，再经过8位模/数转换器AD9058转换为数字量，经FIFO缓存，送至DSP进行运算。FIFO选用HBA公司的FQV251，DSP选用TI公司的浮点处理器TMS320C33。I、QA信号是接收机送出的解调信号，它携带了识别卡的识别信息，识别码的格式为32位。时钟同步时，采用中判决的相关处理算法，即根据两路信号的平方和是否超过门判断当前位是0或1。

FPGA负责各种控制信号的产生，选用ALTERA公司MAX7000系列的EPM7032，可提供5000个可用门。EPROM选用ST公司的27C256。

3 系统软件设计

软件流程如图5所示。系统开始工作后，DSP初始化，FPGA配置频率综合器ADF4127L，产生精准的频率源。询问机转换开关指向发射位置，发射单元发射询问脉冲信号，经过一段时间后，开关指向接收位置，接收单元接收回波信号，先进行A/D采样，并将I路和Q路的采样值平方相加，若大于编码门限，则判定当前码为1，否则为0。一帧32位识别码判别完后，询问单元重新发出询问信号，如此循环。解调出的识别码通过串口送给外部设备。以供处理。

4 系统测试

本系统在高速公路收费站和停车场做了多次测试。测试结果表明，本系统可以全天候工作，在10m距离内可以准确地识别出高速运动车辆，加快了车辆通过收费站的速度，在一定程度上缓解了交通紧张状况，降低了收费站成本。