CN104755957A - 宽带频率侦测器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种宽带频率侦测器，特别是关于一种频率侦测器，其侦测所有需要安全引导行驶之车辆的信号，及需要侦测车辆速度的雷达信号。对此，本发明的宽带频率侦测器包含一喇叭天线，用以接收具有特定频率的信号。一放大器，用以自该喇叭天线接收该具有特定频率的信号。一混合单元，用以自该放大器接收低噪音放大信号。一耦合器，与该放大器并联排列，用以通过自该喇叭天线接收到信号中的一特定频宽中之信号，并传送该通过的信号到该混合单元。

Description

宽带频率侦测器

技术领域

本发明大致关于一种宽带频率侦测器，特别是关于一种频率侦测器，其侦测所有需要安全引导行驶之车辆的信号，及需要侦测车辆速度的雷达信号。

背景技术

在先进国家中，对于车辆安全驾驶的大部分努力已体现于使用不同之速度量测装置中，该些速度量测装置利用不同微波、激光束及初步的安全警示变送器，提供道路上各种危险情况的通知。特别是在美国，使用上述速度量测装置与探测器是法律所认可的。

关于在这样量测装置与探测器中所使用信号的种类，下列信号依照使用工具之不同而使用。

此即，用于侦测车辆速度以防止车辆超速的测速枪，该测速枪可使用X波段(10.525GHz)、Ku波段(13.450GHz)、K波段(24.150GHz)、超宽Ka波段(不同地分布于33.000至36.000GHz波段范围内)及激光范围(由800nm至1100nm波长范围)；用于车辆安全驾驶、提供道路信息警示的安全警报系统，传送三种型态的信息(对应于铁路平交道、施工中区域及急救车辆)，使用24.070至24.230GHz的频宽；安全预警系统对应于雾区、施工中区域、校区、减速区等，编码64种形态的信息，且藉由使用u24.075至24.125GHz频宽传送该编码的信息。

上述安全相关的传输/接收系统近来已广泛用于美国，并已向全世界扩散。期待像这样的系统与未来智能运输系统间的关联性能增加。

所有的频率及其使用目的由美国联邦通信委员会所规范管理。

图1图示一种传统的宽带雷达探测器。参照图1，该宽带雷达探测器包括一喇叭天线10、一信号处理单元20，用于侦测由喇叭天线10接收到的信号、一激光模块30，用于接收激光信号、一中央处理单元40，用于控制信号处理单元20与激光模块30之信号侦测、一视觉显示装置50，用于可视化地显示该侦测的信号，及一音频输出装置60，用于经由一音频放大单元61，以音频信号输出该侦测的信号。此宽带雷达探测器接收8个频宽的信号，即X、VG2、Ku、K、SA、SWS、超宽Ka与激光频宽，并根据使用者的情况，使用最佳方式输出接收的信号，从而协助使用者安全驾驶。

此外，因为使用单片微波集成电路的传统宽带雷达探测器接收24GHz至36GHz间的频宽，有一种问题存在：K波段或Ka波段的频率能被侦测到，但X波段、VG2波段与Ku波段的频率不能被侦测到。因此，亟需当使用单片微波集成电路时，能侦测宽带频率的宽带频率侦测器。

发明内容

技术问题

因而，本发明已牢记上述问题，本发明的一个目的是提供一种宽带频率侦测器，能够侦测多个频宽。

本发明的另一个目的是提供由使用单一频率探测器，一种侦测K波段或Ka波段频率，也能接收X波段频率的方法。

发明的又一个目的是提供一种频率探测器，一旦侦测X波段频率，能迅速移至K波段或Ka波段频率，从而迅速侦测相应的频率。

发明的又另一个目的是提供一种频率探测器，一旦侦测K波段或Ka波段频率，能迅速移至X波段频率，从而侦测相应的频率。

技术问题的解决方案

为了实现上述目的，本发明提供一种宽带频率侦测器，包含一喇叭天线，用以接收具有特定频率的信号、一放大器，用以自该喇叭天线接收该具有特定频率的信号、一混合单元，用以自该放大器接收低噪音放大信号、及一耦合器，与该放大器并联排列，用以通过自该喇叭天线接收到信号中的一特定频宽中之信号，并传送该通过的信号到该混合单元。

发明的有益效果

依照本发明的宽带频率侦测器能够使用单一频率侦测器既侦测X波段频率，也侦测K波段频率或Ka波段频率。另外，本发明的宽带频率侦测器具有以下优势：任意操作频率能够快速地从特定频率转换至不同的频率范围并且使用多个局部振荡单元侦测其中感兴趣的频率。

附图说明

图1图示一种传统的宽带雷达探测器；

图2为显示依照本发明实施例之宽带频率侦测器组态的方块图；

图3图示依照本发明实施例的一耦合器外观；

图4图示依照本发明实施例，需要用来控制由一第一局部振荡单元输出之信号的电压波形；及

图5为显示需要用来控制一第二局部振荡单元或一第三局部振荡单元信号的波形图。

具体实施方式

本发明的上述与其它态样、特色及优点，将可以更清楚地从附图结合以下详细描述中理解。在下文中，本发明的实施例将详细地描述，以使本领域的技术人员可以藉使用这些实施例，容易地理解和实施本发明。

图2为显示依照本发明的实施例之宽带频率侦测器组态的方块图。以下，将详尽地描述依照本发明之实施例的一种宽带频率侦测器组态。

一喇叭天线200自外部环境中接收具有特定频率的信号。如上所述，依照本发明的喇叭天线200接收宽带频率。通常来说，由喇叭天线200接收的频宽范围从10GHz到36GHz。

由喇叭天线200接收到的信号被传送到一放大器中，即一单片微波集成电路低噪音放大器202与一耦合器204，用以通过一特定频宽信号，较其它频宽信号来的多。单片微波集成电路低噪音放大器202用来接收具有K波段频率及Ka波段频率的信号，耦合器204用来寻找具有X波段频率的信号。亦即，该单片微波集成电路低噪音放大器202放大具有K波段频率与Ka波段频率的信号，并输出该放大信号。耦合器204通过具有X波段频率的信号，较其它波段频率的信号来的多。更详细地来说，耦合器204被用来寻找具有约10GHz频率的信号，单片微波集成电路低噪音放大器202被用来寻找具有20GHz频率之上的信号。参考图3，耦合器的结构将详细地描述。

进一步，单片微波集成电路低噪音放大器202与耦合器204由喇叭天线200接收信号。

由单片微波集成电路低噪音放大器202与耦合器204输出的信号被传送到一第一混合单元206。该第一混合单元206于一第一中间频宽输出信号，该第一中间频宽由混合自单片微波集成电路低噪音放大器202与耦合器204接收到的信号与自一第一低噪音放大器208接收到的信号而获得。亦即，第一混合单元206混合自单片微波集成电路低噪音放大器202与耦合器204接收到的信号与自该第一低噪音放大器208接收到的信号，以便混合信号的频率为1GHz。

第一低噪音放大器208放大一特定频宽的信号，该特定频宽由一第一局部振荡单元212所产生，第一低噪音放大器208并传送该放大信号至第一混合单元206。

第一局部振荡单元212控制(重新调整)电压，以便频率藉由从一扫描控制单元214输出之数字模拟转换器的扫描电压波形而变化。第一局部振荡单元212依照该重新调整的电压产生该频率。当一合适的信号在白噪音的情况下被接收时，第一局部振荡单元212由控制扫描电压，产生明确的白噪音脉冲，消除中间/高频率噪音。

由第一混合单元206输出的信号被传送至一第二低噪音放大器210。第二低噪音放大器低噪音地放大及接收信号，且传送该低噪音放大信号至一第三低噪音放大器218。第三低噪音放大器218低噪音地放大接收的信号，并传送该低噪音放大信号至一第四低噪音放大器220。第四低噪音放大器220低噪音地放大接收的信号，传送该低噪音放大信号至一第二混合单元224。图2描述第二至第四低噪音放大器，但低噪音放大器的数量并不限于这样的例子中。亦即，取决于宽带频率侦测器的特征，低噪音放大器的数量可以不同。

第二混合单元224依照接收的信号频宽，转换先前已经侦测到的第一中间频率为一第二中间频率，该第二中间频率取决于对应的一第二局部振荡单元226与一第三局部振荡单元228的振荡频率其中一个。该二单元被设计在所接收信号的频宽基础上，接收所有传送的宽带频率信号。

第二局部振荡单元226输出具有响应于由一中央处理单元输出脉冲的550MHz至650MHz的频率信号，第三局部振荡单元228输出于1500MHz至2000MHz频率震荡的信号。

传统的技术前提是当信号被接收时，其振荡频率是固定的，因此即便其它信号被接收，在先前接收的信号消失前，该等信号无法被侦测，又或是频率必须于一个特定的时间周期扫描内。相反地，当藉由控制第一至第三局部振荡频率而接收特定频宽信号时，本发明可迅速接收其它频宽信号，如上所述。因此，本发明特征在于接收的信号之优先级，迅速地由中央处理单元重设，并因而实际上毫无意义的信号频宽可以预先消除。

由第二混合单元224输出的信号被传送至一第二过滤器230。该第二过滤器230仅由该接收的信号中，通过10MHz频宽的信号，并传送该通过的信号至一解调单元232。解调单元232侦测该接收的信号，并在之后传送该侦测的信号至一第三过滤器234或一第四过滤器236。第三过滤器234由该接收的信号，通过需要量测接收信号强度指示的低频段信号。第四过滤器236由该接收的信号通过特定频宽信号，并传送该通过的频宽信号至该中央处理单元238。

此外，本发明的宽带频率侦测器包含一显示单元246，用以显示探测器操作状态或显示其它需要的信息、一输入单元244，用以输入需要的信息、及一音频输出单元242，用以输出探测器操作状态或其它需要的信息为音频信号。进一步，该宽带频率侦测器包括一储存单元240，用以储存操作宽带频率侦测器需要的信息，或储存其它需要的信息。

图3图示依照本发明实施例的一耦合器外观。以下，依照本发明实施例的耦合器外观，将参照图3而更详细地描述。

参照图3，该耦合器具有一条状输入单元300，用以自一喇叭天线接收信号，及一过滤单元310，用以通过由输入单元300接收的信号中，一特定频宽的信号。

输入单元300形成具有预定长度的一条状外形。过滤单元310包括安置在条状输入单元上的一N状部分，及位于N状部分的左侧(或右侧)的剩余部份，该剩余部份为具有预定长度的一条状部分与一倒L外形部分所组成。

亦即，过滤单元310包括一N状外形的第一过滤单元312、一条状第二过滤单元314及一倒L外形第三过滤单元316。第二过滤单元314与第三过滤单元316的顶部相隔一预定的距离。第一过滤单元312与第二过滤单元314及第三过滤单元316，在第三过滤单元316及第二过滤单元314的右方紧密接触。进一步，第一过滤单元312(在图3所示之耦合器垂直方向上)的高度等于彼此相隔布置的第三过滤单元316和第二过滤单元314之高度。第一过滤单元312(在图3所示之耦合器的水平方向上)的宽度与第二过滤单元314或第三过滤单元316的宽度相比相对较小。进一步，第二过滤单元314的高度等于在第三过滤单元316的上部区域形成的条状部分的高度。

图4图示依照本发明实施例，需要用来控制由第一局部振荡单元输出之信号的电压波形。电压的最大值与最小值是通过一调整程序，先前按照频率设定的，并接着储存在内存中。由定期和不断作出的短期扫描150至152，本发明实施以侦测瞬间脉冲的都普勒信号，从而提高侦测机率。进一步，本发明调整从中央处理单元输出的一电压梯度(一数字模拟转换器电压)，从而控制被侦测的各频率的接收灵敏度。在这种情况下，基本上，如果该梯度是陡的，接收灵敏度恶化；而如果梯度平缓，接收灵敏度则获得改善。亦即，数字模拟转换器电压施加到第一局部振荡单元，且由第一混合单元将之与一输入频率混合。执行该操作所需要的时间涉及灵敏度，且为使用该扫描的斜率所控制。

利用这一原理，当操作的反应速度被调节到正常值时，在扫描斜率造成为和缓的频宽情形下，在该频宽中的灵敏度必定为最大(除了33.8GHz、34.7GHz与24.150GHz频宽)。

进一步，在一短信号能被施加的频率上，即便灵敏度略有下降的情况下，当扫描的斜率造成为稍微陡时，充分满足该频率的频宽不断反复地被扫描几次，从而增加频率的接收率。

图5为显示需要用来控制第二局部振荡单元或第三局部振荡单元信号的波形图。参照图5，需要用来控制第二局部振荡单元或第三局部振荡单元的信号被用来控制与一第一中间频率混合的频率。该信号储存于闪存中，而该闪存是在中央处理单元中的程序内存，以便选择各别局部振荡频率。

虽然本发明的实施例已做为描述目地而揭露，任何所属技术领域中具有通常知识者将意识到，在不脱离揭露于申请专利范围之本发明的精神和范围内，各式之修改、添加和替换是有可能的。

符号说明

200 喇叭天线

202 单片微波集成电路低噪音放大器

204 耦合器

206 第一混合单元

208 第一低噪音放大器

210 第二低噪音放大器

212 第一局部振荡单元

214 扫描控制单元

Claims (5)

1.一种宽带频率侦测器，包含：

一喇叭天线，用以接收具有特定频率的信号；

一放大器，用以自该喇叭天线接收该具有特定频率的信号；

一混合单元，用以自该放大器接收低噪音放大信号；及

一耦合器，与该放大器并联排列，用以通过自该喇叭天线接收到信号中的一特定频宽中之信号，并传送该通过的信号到该混合单元。

2.根据权利要求1所述之宽带频率侦测器，其中：

该耦合器包含一输入单元与一过滤单元，及

该输入单元自该喇叭天线接收该信号，且该过滤单元与该输入单元相隔一预定的距离，用以通过自该输入单元接收到信号中的该特定频宽中之信号，并传送该通过的信号到该混合单元。

3.根据权利要求2所述之宽带频率侦测器，其中：

该输入单元具有一条状外形，及

该过滤单元包含：

一第一过滤单元，排列在该输入单元上且形成N状外形；

一第二过滤单元，形成在该第一过滤单元的一侧且具有条状外形；及

一第三过滤单元，形成在该第二过滤单元下方且与该第二过滤单元相隔一预定的距离，该第三过滤单元具有倒L外形。

4.根据权利要求3所述之宽带频率侦测器，其中该放大器低噪音地放大K波段或Ka波段频率信号，且该耦合器接收X波段频率信号。

5.根据权利要求4所述之宽带频率侦测器，其中该混合单元将自该放大器或该耦合器接收的信号，及由一局部振荡单元振荡所产生的一信号混合，并输出该混合信号。