TW202001280A - 移動物體偵測電路及移動物體偵測方法 - Google Patents

移動物體偵測電路及移動物體偵測方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202001280A
TW202001280A TW107119609A TW107119609A TW202001280A TW 202001280 A TW202001280 A TW 202001280A TW 107119609 A TW107119609 A TW 107119609A TW 107119609 A TW107119609 A TW 107119609A TW 202001280 A TW202001280 A TW 202001280A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
frequency
analog
generate
unit
Prior art date
Application number
TW107119609A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI660187B (zh
Inventor
紀翔峰
Original Assignee
立積電子股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 立積電子股份有限公司 filed Critical 立積電子股份有限公司
Priority to TW107119609A priority Critical patent/TWI660187B/zh
Priority to CN201910171439.3A priority patent/CN110579758B/zh
Priority to US16/395,183 priority patent/US10673444B2/en
Application granted granted Critical
Publication of TWI660187B publication Critical patent/TWI660187B/zh
Publication of TW202001280A publication Critical patent/TW202001280A/zh

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/16—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/18—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop
    • H03L7/183—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between fixed numbers or the frequency divider dividing by a fixed number
    • H03L7/185—Indirect frequency synthesis, i.e. generating a desired one of a number of predetermined frequencies using a frequency- or phase-locked loop using a frequency divider or counter in the loop a time difference being used for locking the loop, the counter counting between fixed numbers or the frequency divider dividing by a fixed number using a mixer in the loop
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G01S7/354—Extracting wanted echo-signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G01S13/347—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal using more than one modulation frequency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/36—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/58—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems
    • G01S13/583—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets
    • G01S13/584—Velocity or trajectory determination systems; Sense-of-movement determination systems using transmission of continuous unmodulated waves, amplitude-, frequency-, or phase-modulated waves and based upon the Doppler effect resulting from movement of targets adapted for simultaneous range and velocity measurements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/93—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for anti-collision purposes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/023—Interference mitigation, e.g. reducing or avoiding non-intentional interference with other HF-transmitters, base station transmitters for mobile communication or other radar systems, e.g. using electro-magnetic interference [EMI] reduction techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/40—Means for monitoring or calibrating
    • G01S7/4004—Means for monitoring or calibrating of parts of a radar system
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03L—AUTOMATIC CONTROL, STARTING, SYNCHRONISATION OR STABILISATION OF GENERATORS OF ELECTRONIC OSCILLATIONS OR PULSES
    • H03L7/00—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation
    • H03L7/06—Automatic control of frequency or phase; Synchronisation using a reference signal applied to a frequency- or phase-locked loop
    • H03L7/08—Details of the phase-locked loop
    • H03L7/085—Details of the phase-locked loop concerning mainly the frequency- or phase-detection arrangement including the filtering or amplification of its output signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/50—Systems of measurement based on relative movement of target
    • G01S13/52—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds
    • G01S13/56—Discriminating between fixed and moving objects or between objects moving at different speeds for presence detection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G01S7/358—Receivers using I/Q processing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

一種移動物體偵測電路，用以偵測受測物體的移動資訊，包含混合電路、類比轉數位轉換電路、混合單元及距離偵測單元。該混合電路將高頻載波訊號及第一類比訊號混頻以產生第二類比訊號。該第一類比訊號係根據發射訊號被該受測物體之反射而產生。該類比轉數位轉換電路根據該第二類比訊號產生數位訊號。該混合單元將第一中頻參考訊號與第二中頻參考訊號混合關於該數位訊號之中間訊號，以分別產生第一訊號及第二訊號。該距離偵測單元根據該第一訊號與第二訊號產生偵測值。該偵測值係對應於該受測物體及該移動物體偵測電路之間的距離。

Description

移動物體偵測電路及移動物體偵測方法
本發明係關於一種移動物體偵測電路，尤指一種使用雙邊帶中頻載波雷達之移動物體距離偵測電路。
使用微波感應器發射電磁波，再根據受測物體反射之電磁波偵測受測物體，係目前可用的偵測方式。在先前的物體偵測技術中，可使用傳統的I/Q訊號直接轉換方式，從而擷取相位資訊。但在訊號處理過程中，直流偏移（DC offset）、閃爍雜訊（flicker noise）、發射端至接收端的旁漏(leakage)等缺失不易降低。因此之故，本領域仍待更佳的解決方案，以改善先前技術之缺點。
實施例提供一種移動物體偵測電路，用以偵測受測物體的移動資訊，該移動物體偵測電路包含第一混合電路、類比轉數位轉換電路、第一混合單元及距離偵測單元。該第一混合電路用以將高頻載波訊號及第一類比訊號混頻後，產生第二類比訊號，其中該第一類比訊號係根據一發射訊號被該受測物體反射而產生。該類比轉數位轉換電路耦接於該第一混合電路，用以根據該第二類比訊號，產生至少一第一數位訊號。該第一混合單元，用以根據第一中頻參考訊號與第二中頻參考訊號將中間訊號混合，以分別產生第一訊號及第二訊號，其中該第一中頻參考訊號及該第二中頻參考訊號與中頻頻率有關，且該中間訊號與該至少一第一數位訊號有關。該距離偵測單元用以根據該第一訊號與第二訊號，產生偵測值，其中該偵測值係對應於該受測物體及該移動物體偵測電路之間之距離。該距離偵測單元包含時域轉頻域分析單元及頻譜峰值分析單元。該時域轉頻域分析單元用以根據該第一訊號與第二訊號，產生至少一頻域訊號。該頻譜峰值分析單元用以根據該至少一頻域訊號，進行頻譜峰值選擇，以產生計算值，其中該計算值與該偵測值有關。
實施例提供一種偵測受測物體的移動資訊的方法，包含根據第一中頻參考訊號及第二中頻參考訊號，將中間訊號混合以分別產生第一訊號及第二訊號；根據該第一訊號與第二訊號，產生至少一頻域訊號；根據該至少一頻域訊號，進行頻譜峰值選擇，以產生計算值；及根據該計算值求得偵測值。其中，該中間訊號相關於至少一第一數位訊號，該至少一第一數位訊號係根據該受測物體反射之訊號而產生，且該偵測值係對應於該受測物體之距離。
第1圖係實施例之移動物體偵測電路100的示意圖。移動物體偵測電路100可用以偵測受測物體obj的移動資訊，移動物體偵測電路100可包含混合電路A、類比轉數位轉換電路B、混合單元C及距離偵測單元DU。混合電路A可用以將高頻載波訊號pc及類比的接收訊號Srx (t)混頻後，產生類比訊號r(t)，其中類比的接收訊號Srx (t)可根據射頻接收訊號R(t)而產生，而射頻接收訊號R(t)是由射頻發射訊號T(t)被受測物體obj反射而產生。類比轉數位轉換電路B耦接於混合電路A，用以根據類比訊號r(t)產生至少一數位訊號Sd。混合單元C用以混合中間訊號r(n)及第一中頻參考訊號p1與第二中頻參考訊號p2，以分別產生第一訊號u1 (n)及第二訊號u2 (n)，其中第一中頻參考訊號p1及第二中頻參考訊號p2與中頻頻率fIF 有關，且中間訊號r(n)與至少第一數位訊號Sd有關。距離偵測單元DU用以根據第一訊號u1 (n)與第二訊號u2 (n)，產生偵測值Rk，其中偵測值Rk係對應於受測物體obj及移動物體偵測電路100之間之距離，第1圖之τ可為無線電往返延遲（roundtrip delay）。第一中頻參考訊號p1及第二中頻參考訊號p2係根據中頻頻率fIF 而產生。受測物體obj的移動資訊例如是當受測物體obj移動時，移動中的受測物體obj與移動物體偵測電路100之間之距離。在本發明的實施例中，移動物體偵測電路的數位部份，例如混合單元C及距離偵測單元DU，是以數位電路的形式實施。在另一實施例中，移動物體偵測電路的數位部份亦可為被儲存在非揮發性記憶體(例如是韌體)中的一個或數個軟體模組，以被一數位訊號處理器(DSP)讀取並執行的形式實施。在又一實施例中，移動物體偵測電路的數位部份亦可為部份數位電路與部份由數位訊號處理器執行的軟體模組的形式合併實施。在另一實施例中，移動物體偵測電路100更可包含參考訊號產生單元E，例如為數位直頻合成器(digital Direct frequency synthesizer)，用以產生第一中頻參考訊號p1與第二中頻參考訊號p2。射頻接收訊號R(t)被由放大器Ar與天線裝置ANTr所構成的接收電路接收後，產生類比的接收訊號Srx (t)。類比的發射訊號Stx (t)被由放大器Ax與天線裝置ANTx所構成的發射電路發射後，產生射頻發射訊號T(t)。混合電路G可用以接收類比訊號Sa及高頻載波訊號pc，據以產生類比的發射訊號Stx (t)。數位轉類比轉換電路F用以根據第一中頻參考訊號p1或第二中頻參考訊號p2，產生類比訊號Sa。
第2圖係第1圖之距離偵測單元DU的架構示意圖。距離偵測單元DU可包含時域轉頻域分析單元D1及頻譜峰值分析單元D2。時域轉頻域分析單元D1可用以根據第一訊號u1 (n)與第二訊號u2 (n)，產生至少一頻域訊號Sf。頻譜峰值分析單元D2可根據頻域訊號Sf，進行頻譜峰值選擇，以產生計算值Vk，其中計算值Vk與偵測值Rk有關。根據實施例，距離偵測單元DU可更包含乘法單元D3、相位擷取單元D4及放大單元D5。乘法單元D3可用以將計算值Vk及調整參數pa相乘以產生計算值Vk及調整參數pa之積。相位擷取單元D4可用以擷取計算值Vk及調整參數pa之積的相位值，相位值可對應於複數的輻角（argument），可表示為
Figure 02_image001
或Arg()。放大單元D5可用以將相位值乘以調整參數pb以產生偵測值Rk。
第3圖係實施例之移動物體偵測電路300的示意圖。移動物體偵測電路300可為移動物體偵測電路100的實施樣態之一，第3圖較之第1圖包含較多細節。第3圖可為中頻載波都卜勒雷達，具有單通道類比數位轉換器及數位中頻降轉換器。移動物體偵測電路300可為數位中頻（digital IF）雙邊帶（double sideband）載波雷達，具有I路及Q路數位化（I/Q digitization）功能。由第3圖可見，混合電路A可包括混合器A1及混合器A2。混合器A1可用以混頻高頻載波訊號pc及類比的接收訊號Srx (t)以產生I路（in-phase）類比訊號rI (t)。混合器A2可用以混頻相位偏移訊號pc’及類比的接收訊號Srx (t)以產生Q路（quadrature）類比訊號rQ (t)。其中，第1圖所述的類比訊號r(t)，於第3圖實施例可包含I路類比訊號rI (t)及Q路類比訊號rQ (t)，且相位偏移訊號pc’可由高頻載波訊號偏移一相位（例如90°）而產生。根據實施例，高頻載波訊號pc可表示為cos(2πfc t+θ0 )，其中fc 可為載波頻率。類比轉數位轉換電路B可包括類比轉數位轉換器B1及類比轉數位轉換器B2。類比轉數位轉換器B1可用以接收I路類比訊號rI (t)以產生I 路數位訊號rI (n)，類比轉數位轉換器B2可用以接收Q路類比訊號rQ (t)以產生Q路數位訊號rQ (n)，本例中，第1圖之數位訊號Sd可包含I 路數位訊號rI (n)及Q 路數位訊號rQ (n)。圖中的ADC表示類比轉數位轉換器，且DAC表示數位轉類比轉換器。根據實施例，混合器A1、A2可具有帶通濾波器(band pass filter)的功能，以移除高頻部份的射頻映像(RF images)。
如第3圖，混合單元C可包含複數乘法單元C1及C2。中間訊號r(n)例如為複數數位訊號r(n)，包括I 路數位訊號rI (n)與Q路數位訊號rQ (n)。複數乘法單元C1可用以將第一中頻參考訊號p1、第二中頻參考訊號p2與中間訊號r(n)進行複數乘法運算，以產生第一訊號u1 (n)。在本實施例中，第一中頻參考訊號p1與第二中頻參考訊號p2例如分別為第一中頻複數弦波訊號p1與第二中頻複數弦波訊號p2。第二中頻複數弦波訊號p2例如為第一中頻複數弦波訊號p1的共軛。複數乘法單元C2可用以將第一中頻複數弦波訊號p1、第二中頻複數弦波訊號p2與中間訊號r(n)進行複數乘法運算，以產生第二訊號u2 (n)。根據實施例，第一中頻複數弦波訊號p1為正頻率的中頻載子（carrier），其可表示為exp (jnωIF /fs )，第二中頻複數弦波訊號p2為負頻率的中頻載子，其可表示為exp(-jnωIF /fs )，其中j係虛數單位，ωIF 係對應於頻率為中頻頻率fIF 的中頻訊號的角動量，fs 係裝置中執行數位及類比轉換的取樣率，n係數位訊號之參量。於此實施例中，第一訊號u1 (n)可為複數數位訊號r(n)與正頻率的中頻參考訊號p1混合後的訊號up (n)，第二訊號u2 (n)可為複數數位訊號r(n)與負頻率的中頻參考訊號p2混合後的訊號un (n)。
如第3圖所示，移動物體偵測電路300更包括參考訊號產生單元E、數位轉類比轉換電路F、混合電路G、相位偏移電路H及參考訊號產生電路I。參考訊號產生單元E可例如為數位直頻合成器(digital Direct frequency synthesizer)，用以產生與中頻頻率fIF 有關的第一中頻複數弦波訊號p1、第二中頻複數弦波訊號p2與第三中頻參考訊號p3。第三中頻參考訊號p3可對應於第一中頻複數弦波訊號p1或第二中頻複數弦波訊號p2的實數部分，例如是第三中頻弦波訊號p3。第3圖可包含實數單元Re，耦接於參考訊號產生單元E，用以輸出第三中頻弦波訊號p3。數位轉類比轉換電路F可用以接收第三中頻弦波訊號p3，及據以產生類比訊號Sa，根據實施例，類比訊號Sa可例如表示為cos(2πfIF t)。混合電路G可用以接收類比訊號Sa及高頻載波訊號pc，及據以產生類比的發射訊號Stx (t)。相位偏移電路H可用以接收高頻載波訊號pc及據以產生前述之相位偏移訊號pc’。參考訊號產生電路I則可用以產生高頻載波訊號pc。第3圖中，放大器Ax可為發射端之放大器，天線裝置ANTx可為發射端的天線，放大器Ar可為接收端的放大器，天線裝置ANTr可為接收端的天線。放大器Ax與天線裝置ANTx可構成發射電路，放大器Ar與天線裝置ANTr可構成接收電路。放大器Ax及Ar及天線裝置ANTx及ANTr可依工程需求設定適宜規格。第3圖中，移動物體偵測電路300可被數位轉類比轉換電路F及類比轉數位電路B區隔為射頻/類比部分，及數位部分。藉由數位直頻合成器產生上述與中頻頻率fIF 有關的第一中頻複數弦波訊號p1、第二中頻複數弦波訊號p2與第三中頻弦波訊號p3，以分別輸入混合單元C的複數乘法單元C1、C2與混合電路G，可減少直流偏移與閃爍雜訊對移動物體偵測電路300造成的負面影響。
根據第3圖，發射訊號
Figure 02_image003
可表示為
Figure 02_image005
其中，
Figure 02_image007
且
Figure 02_image009
，
關於一致的散佈物體（uniform scatters）的接收訊號，可如下述。K個分散移動的受測物體（moving scatters）的無線電往返延遲（radio roundtrip delays）可表示為
Figure 02_image011
，k ＜K ，且L個分散固定的受測物體的無線電往返延遲可表示為
Figure 02_image013
, 0 £ l ＜ L。
Figure 02_image015
可為天線裝置ANTx/ANTr到目標物體的距離。
接收訊號
Figure 02_image017
可表示為：
Figure 02_image019
Figure 02_image021
Figure 02_image023
其中，第一項可對應於移動物體，第二項可對應於固定物體，第三項可對應於旁漏部份。Da 可為累計處理延遲（aggregated processing delay），Da 可包含第3圖的發射端之數位部份電路中的數位直頻合成器到天線裝置ANTx的延遲，及接收端的天線裝置ANTr至數位部份電路中的複數乘法單元C1、C2的延遲。由於放大器Ax的AM/PM效應，Da 可相關於發射端的放大器Ax的輸入功率。第三項可由射頻/類比部分的電路或天線印刷電路板上，發射端至接收端的旁漏所導致。
高頻載波訊號pc以及相位偏移訊號pc’可合併表示為複數形式的訊號
Figure 02_image025
。藉由混合電路A混合Srx (t)及
Figure 02_image025
且移除高頻部份後，可得到以下算式
Figure 02_image027
Figure 02_image029
Figure 02_image031
Figure 02_image033
藉由類比轉數位電路B根據取樣率f s 執行數位化（digitizing）
Figure 02_image035
後，可得數位化的中間訊號
Figure 02_image037
可如下：
Figure 02_image039
Figure 02_image041
Figure 02_image043
Figure 02_image045
其中，
Figure 02_image047
,
Figure 02_image049
, and
Figure 02_image051
.
藉由複數乘法單元C1、C21將複數中頻弦波訊號p1、p2與中間訊號r(n)進行複數乘法運算，使正及負的中頻（IF）I-Q載子（carrier）混合r(n)（此處的正交混合（quadrature mixing）係於數位域推導，於此分析中，可使用連續時間訊號（continuous time signals）以達簡化），且保持基帶（base band）訊號，可如下列得到複數（complex）訊號。
Figure 02_image053
Figure 02_image055
Figure 02_image057
Figure 02_image059
Figure 02_image061
Figure 02_image063
Figure 02_image065
Figure 02_image067
其中，上述算式中的B 可為複數（complex number），其係由發射端/接收端（Tx/Rx）的旁漏導致。傳遞延遲（propagation delay）可表示為
Figure 02_image069
。
Figure 02_image071
Figure 02_image073
Figure 02_image075
Figure 02_image077
從時點
Figure 02_image079
­起始的時段可表為{
Figure 02_image081
，於時段內執行觀測，且可假設該時段內，移動物體的速度係常數
Figure 02_image083
，第k個移動物體的可變距離可為
Figure 02_image085
，其中
Figure 02_image087
係時點
Figure 02_image079
對應的距離。可列出，
Figure 02_image089
,
Figure 02_image091
Figure 02_image093
Figure 02_image091
其中，都卜勒頻率可表示為
Figure 02_image095
。
可假設從受測物體反射迴響的訊號之振幅，於上述考量的時段內係非時變的（time-invariant），且可列出振幅大小
Figure 02_image097
。其正比於
Figure 02_image099
及雷達切面參數(Radar Cross Section，簡稱RCS) 。
根據
Figure 02_image101
與
Figure 02_image103
上的離散時間傅立葉轉換（discrete-time Fourier transforms），可得
Figure 02_image105
Figure 02_image107
其中，離散時間傅立葉轉換的具體實施方式為快速傅立葉轉換(Fast Fourier transforms，簡稱FFT) 。
第4圖係第3圖之第一訊號u1 (n)/正頻率訊號up (n)及第二訊號u2 (n)/負頻率訊號un (n)經由時域-頻域轉換(例如傅立葉轉換)後，所產生的第一頻率頻域訊號Up (ω)及第二頻率頻域訊號Un (ω)於頻譜的峰值區域示意圖，根據實施例，可根據k選擇峰值區域。其中，位於縱軸部分(零頻率)的區域係對應於直流（DC）部分，例如是對應為靜止固定物體及旁漏部份。
第5圖係第3圖的實施例中，距離偵測單元DU的示意圖。如第5圖所示，時域轉頻域分析單元D1可包括傅立葉轉換單元D11及D12，且頻譜峰值分析單元D2可包括共軛（conjugate）單元D23，乘法單元D22及頻譜峰值選擇單元D21。傅立葉轉換單元D11可用以將第一訊號u1 (n)（本例中可為正頻率訊號up (n)）進行傅立葉轉換，以產生第一頻率頻域訊號Up (ω)。傅立葉轉換單元D12可用以將第二訊號u2 (n)（本例中可為負頻率訊號un (n)）進行傅立葉轉換，以產生第二頻率頻域訊號Un (ω)。第5圖之傅立葉轉換單元D11及D12可執行短時距傅立葉轉換（short-time Fourier transform，STFT）。第2圖之頻域訊號Sf可包含第一頻率頻域訊號Up (ω)及第二頻率頻域訊號Un (ω)。共軛（conjugate）單元D23可用以將第一頻率頻域訊號Up (ω)與第二頻率頻域訊號Un (ω)其中之一進行共軛運算，以輸出共軛值訊號，於第5圖之示例中，共軛單元D23係將第二頻率頻域訊號Un (ω)進行共軛運算，以輸出共軛值訊號Un *(ω)。乘法單元D22可用以將第一頻率頻域訊號Up (ω)與第二頻率頻域訊號Un (ω)中未被進行共軛運算的另一訊號（例如第5圖的Up (ω)），與共軛值訊號相乘，以輸出乘積訊號，於第5圖的示例中，乘積訊號可表示為Up (ω)·Un *(ω)。頻譜峰值選擇單元D21可用以根據乘積訊號以及乘積訊號強度是否達到門檻值，選擇對應於受測物體obj之移動資訊之峰值區域，以輸出計算值Vk。於第5圖之實施例，Vk可為都卜勒效應之頻譜峰值區域（Doppler spectral peaks），其可表示為{Up (ωD,k )Un *(ωD,k )|0≤k＜K-1}。於第5圖之實施例，輸入乘法單元D3之調整參數pa可為exp(-jφ)，其中φ =2ω IF D ，D =fs · Da ，Da 可為累計處理延遲（aggregated processing delay）。放大單元D5的調整參數pb可例如為c/(8πfIF )，其中c可為電磁波之傳輸的速度，所得之偵測值Rk可為{Rk (n0 )|0≤k＜K-1}。n0 可為觀測的時段的起始點，K、k係正整數，K表示共有K個移動受測物體，k表示K個移動受測物體之第k個移動受測物體。根據實施例，第5圖之頻譜峰值選擇單元D21可設置於乘法單元D22之前，也就是說，可先執行頻譜峰值選擇，再執行乘法，如此會使用兩個頻譜峰值選擇單元，此仍屬實施例的範圍。
從頻譜上的Up (
Figure 02_image109
) and Un (
Figure 02_image109
)，可選擇乘積訊號強度達到門檻值之頻譜峰值（spectra peaks），以偵測到受測物體的移動。於Up (
Figure 02_image111
) and Un (
Figure 02_image111
)，移動中的受測物體導致的頻譜峰值可發生於相同的都卜勒頻率。當頻譜峰值及都卜勒頻率確認後，可估計天線裝置ANTx/ANTr到移動中的受測物體的距離範圍如下計算：
Figure 02_image113
,
Figure 02_image115
其中，
Figure 02_image117
。
所求的距離範圍之資訊，可包含於相位值
Figure 02_image119
，且
Figure 02_image121
。
此外，最大可偵測的距離範圍值
Figure 02_image123
可被相位含糊度（phase ambiguity）所限制，如下列：
Figure 02_image125
。
第6圖係實施例之移動物體偵測電路600的示意圖。移動物體偵測電路600可為移動物體偵測電路100的實施樣態之一，第6圖較之第1圖包含較多細節。移動物體偵測電路600可為中頻載波都卜勒雷達，具訊號通道類比轉數位轉換器及數位中頻降轉換器（IF Doppler radar with signal channel AD converter and digital IF down-converter）。比較第3圖及第6圖，移動物體偵測電路600中，混合電路A可包含單一個混合器A61，類比轉數位轉換電路B可包含單一個類比轉數位轉換器B61，混合單元C可包含乘法單元C61及C62。混合器A61可用以混頻高頻載波訊號pc及類比訊號Srx (t)以產生類比訊號r(t)。類比轉數位轉換器B61可用以根據類比訊號r(t)，產生數位訊號Sd。第6圖之數位訊號Sd可為用以輸入混合單元C之中間訊號r(n)，乘法單元C61可用以將第一中頻參考訊號p1及中間訊號r(n)相乘以產生第一訊號u1 (n)，且乘法單元C62可用以將第二中頻參考訊號p2及中間訊號r(n)相乘以產生第二訊號u2 (n)。於此實施例中，第一中頻參考訊號p1可為第一中頻弦波訊號p1，第二中頻參考訊號p2可為第二中頻弦波訊號p2，第一訊號u1 (n)可為I路訊號uI (n)，第二訊號u2 (n)可為Q路訊號uQ (n)。根據實施例，混合器A61可具有帶通濾波器(band pass filter)的功能，以移除高頻部份的射頻映像(RF images)。
相似於第3圖，第6圖之移動物體偵測電路600可包含參考訊號產生單元E，用以產生與中頻頻率fIF 有關的第一中頻弦波訊號p1、第二中頻弦波訊號p2與第三中頻弦波訊號p3，其中第一中頻弦波訊號p1為中頻I載子（carrier），其可為cos(2πnfIF /fs )，第二中頻弦波訊號p2為中頻Q載子，其可為sin(2πnfIF /fs )，第三中頻弦波訊號p3可對應或等於第一中頻弦波訊號p1。參考訊號產生單元E可為數位直頻合成器。根據實施例，第6圖之移動物體偵測電路600還可包含數位轉類比轉換電路F、混合電路G、及參考訊號產生電路I。數位轉類比轉換電路F可用以接收第三中頻弦波訊號p3，及據以產生類比訊號Sa，此處的類比訊號Sa可表示為cos(2πfIF t)。第6圖之混合電路G可用以接收類比訊號Sa及高頻載波訊號pc，及據以產生類比訊號Stx (t)，此處的高頻載波訊號pc可表示為cos(2πfc t)。參考訊號產生電路I則可用以產生高頻載波訊號pc。第6圖中，移動物體偵測電路600可被數位轉類比轉換電路F及類比轉數位電路B區隔為射頻/類比部分，及數位部分。藉由數位直頻合成器產生上述與中頻頻率fIF 有關的第一中頻弦波訊號p1、第二中頻弦波訊號p2與第三中頻弦波訊號p3，以分別輸入混合單元C的乘法單元C61、C62與混合電路G，可減少直流偏移與閃爍雜訊對移動物體偵測電路600造成的負面影響。
如第6圖的實施例，發射訊號
Figure 02_image003
可表示為：
Figure 02_image127
關於一致的散佈物體的接收訊號，可如下述。若K個分散移動的受測物體的無線電往返延遲（radio roundtrip delays）表示為
Figure 02_image129
, 0 £k ＜K ，且L個分散固定的受測物體的無線電往返延遲表示為
Figure 02_image131
, 0 £l ＜L .
Figure 02_image015
可為天線裝置ANTx/ANTr到目標物體的距離。
接收訊號
Figure 02_image017
可表示為：
Figure 02_image133
Figure 02_image135
Figure 02_image137
其中，D可包含第6圖的發射端之數位部份電路中的數位直頻合成器到天線裝置ANTx的延遲，及接收端的天線裝置ANTr至數位部份電路中的乘法單元C61、C62的延遲。第三項可由射頻/類比部分的電路或天線之印刷電路板上，發射端至接收端的旁漏所導致。
藉由混合電路A混合訊號Srx (t)及
Figure 02_image139
且移除高頻部份後，可得到以下算式
Figure 02_image141
Figure 02_image143
Figure 02_image145
藉由類比轉數位電路B根據取樣率f s 執行數位化（digitizing）
Figure 02_image035
後，可得數位化的中間訊號如下：
Figure 02_image147
Figure 02_image149
Figure 02_image151
其中
Figure 02_image047
,
Figure 02_image049
，且
Figure 02_image051
；
藉由乘法單元C61、C62將參數p1、p2與中間訊號r(n)進行乘法運算，以混合r (t ) 及中頻I-Q （IF I-Q）載子
Figure 02_image153
，且保存基帶訊號，可得到複數（complex）訊號：
Figure 02_image155
Figure 02_image157
Figure 02_image159
Figure 02_image161
Figure 02_image163
Figure 02_image165
藉由在時點
Figure 02_image079
起始之時段（也就是
Figure 02_image167
）中進行觀測，且假設該時段內，移動物體的速度係常數
Figure 02_image083
，第k 個移動物體的可變距離可表示為
Figure 02_image085
，其中
Figure 02_image087
可為時點
Figure 02_image079
對應的距離。若相位值
Figure 02_image169
夠小且可忽略，可得：
Figure 02_image171
Figure 02_image173
其中，都卜勒頻率可表示為
Figure 02_image175
，振幅大小
Figure 02_image097
正比於
Figure 02_image099
及雷達切面參數(Radar Cross Section，簡稱RCS) 。
根據
Figure 02_image177
之上的離散時間傅立葉轉換（discrete-time Fourier transform），可得
Figure 02_image179
，
Figure 02_image181
其中，
Figure 02_image183
。
響應（response）
Figure 02_image185
可示為：
Figure 02_image187
考量
Figure 02_image189
= 0，
Figure 02_image185
可為窄頻及埃爾米特（Hermitian），峰值（peak）可落於
Figure 02_image189
= 0，且
Figure 02_image191
可為實數（real）。
Figure 02_image193
如第7圖，頻譜峰值（spectral peaks）可位於正值及負值的都卜勒頻率{
Figure 02_image195
上。
第7圖係第6圖之第一訊號u1(n)/ I路訊號uI (n)及第二訊號u2(n)/ Q路訊號uQ (n)經由時域-頻域轉換後，所產生的正頻率峰值訊號U(+ωD,k )及負頻率峰值訊號U(-ωD,k )於頻譜的峰值區域示意圖，頻譜在正負頻率上具埃爾米特對稱（Hermitian Symmetric）特性。根據實施例，可根據k（受測物體的序數）選擇峰值區域。位於縱軸部分的區域係對應於直流（DC）部分。Rk 可表示第k個弦波受測物體及移動物體偵測電路之間的距離。
第8圖係第6圖的實施例中，距離偵測單元DU的示意圖。如第8圖所示，距離偵測單元DU的時域轉頻域分析單元D1可包括傅立葉轉換單元D711，用以將時域訊號u(n)進行傅立葉轉換，以產生頻域訊號Sf，其中時域訊號u(n)可根據該第一訊號u1 (n)（本例中為uI (n)）、及第二訊號u2 (n)（本例中為uQ (n)）而產生，故可表示為複數表示式u(n)= uI (n)+ j·uQ (n)。第8圖之傅立葉轉換單元D711可執行短時距傅立葉轉換（STFT）。第8圖之頻譜峰值分析單元D2可包括頻譜峰值選擇單元D721及乘法單元D722。頻譜峰值選擇單元D721可用以根據時域轉頻域分析單元D1輸出的頻域訊號Sf以及頻域訊號強度是否達到門檻值，選擇對應於受測物體obj之峰值區域，且據以輸出正頻率峰值訊號{U(+ωD,k ) | 0≤k＜K-1}及負頻率峰值訊號{U(-ωD,k ) | 0≤k＜K-1}，其中正頻率峰值訊號對應於正值都卜勒頻譜峰值（positive Doppler spectral peaks）區域，負頻率峰值訊號對應於負值都卜勒頻譜峰值（negative Doppler spectral peaks）區域。乘法單元D722可用以相乘正頻率峰值訊號U(+ωD,k )及負頻率峰值訊號U(-ωD,k )以產生計算值Vk。第8圖之乘法單元D3、相位擷取單元D4及放大單元D5的原理可相似於第4圖。根據實施例，第8圖之頻譜峰值選擇單元D721可設置於乘法單元D722之後，也就是說，先執行乘法，再執行頻譜峰值選擇，仍屬實施例的範圍。
第8圖中，估計移動物體的距離範圍可如以下計算。從頻譜之U(w )，可選擇頻域強度達到門檻值之頻譜峰值，以偵測到受測物體的移動。由受測物體的移動所導致的頻譜峰值可發生於負與正的都卜勒頻率上，所述的正、負都卜勒頻率可根據f = 0處而為對稱。當確認頻譜峰值與都卜勒頻率後，可估計天線裝置ANTx/ANTr到移動中的受測物體的距離範圍如下計算
Figure 02_image197
,
Figure 02_image115
其中，
Figure 02_image199
。
關於
Figure 02_image201
的校準如下。
藉由在被稱為零距離（zero-range）的距離處放置一個巨大的散佈物，u (n )的DC項可表示為
Figure 02_image203
微小的距離誤差
Figure 02_image205
可為數十公分，故
Figure 02_image207
可大約等於1，
Figure 02_image209
DC項可從傅立葉轉換U(w = 0)得到，
Figure 02_image211
第9圖係實施例中，偵測受測物體obj的移動資訊的方法900的流程圖。如第1圖、第2圖及第9圖所示，方法900可包含以下步驟：
步驟910：混合中間訊號r(n)及第一中頻參考訊號p1，且混合中間訊號r(n)及第二中頻參考訊號p2，以分別產生第一訊號u1 (n)及第二訊號u2 (n)；
步驟915：根據第一訊號u1 (n)與第二訊號u2 (n)，產生至少一頻域訊號Sf；
步驟920：根據頻域訊號Sf，進行頻譜峰值選擇，以產生計算值Vk；及
步驟925：根據計算值Vk求得偵測值Rk。
其中，中間訊號r(n)可相關於至少一數位訊號Sd，而數位訊號Sd係根據受測物體obj反射之訊號而產生，且偵測值Rk係對應於受測物體obj之距離。所述的第一訊號u1 (n)與第二訊號u2 (n)，於第3圖之實施例可分別為正頻率訊號up (n)及負頻率訊號un (n)，於第6圖之實施例可分別為I路訊號uI (n)及Q路訊號uQ (n)，其操作細節已述於上文，故不重述。
第10圖係實施例中，步驟915至920的流程圖。舉例而言，於第3圖及第4圖之實施例中，步驟915至920可包含：
步驟1010：分別將頻率訊號up (n)及un (n)進行傅立葉轉換，以產生第一頻率頻域訊號Up (ω)及第二頻率頻域訊號Un (ω)；
步驟1015：將第一頻率頻域訊號Up (ω)及第二頻率頻域訊號Un (ω)其中之一進行共軛運算，以輸出共軛值訊號；
步驟1020：將第一頻率頻域訊號Up (ω)及第二頻率頻域訊號Un (ω)其中之另一，與該共軛值訊號相乘，以輸出乘積訊號；及
步驟1025：根據乘積訊號選擇對應於受測物體obj之移動資訊之峰值區域，以輸出計算值Vk。
其中步驟915可包含步驟1010，步驟920可包含步驟1015至1025。以第4圖為例，步驟1010可執行於時域轉頻域分析單元D1。步驟1015可執行於共軛單元D23，且共軛值訊號可為Un *(ω)。步驟1020可執行於乘法單元D22。步驟1025可執行於頻譜峰值選擇單元D21。
第11圖係實施例中，步驟915至920的流程圖。舉例而言，於第6圖及第7圖之實施例中，步驟915至920可包含：
步驟1110：將時域訊號u(n)進行傅立葉轉換，以產生頻域訊號Sf，其中時域訊號u(n)係根據第一訊號u1 (n)及第二訊號u2 (n)而產生；
步驟1115：根據頻域訊號Sf選擇對應於受測物體obj之峰值區域，且據以輸出正頻率峰值訊號U(+ωD,k )及負頻率峰值訊號U(-ωD,k )；及
步驟1120：相乘正頻率峰值訊號U(+ωD,k )及負頻率峰值訊號U(-ωD,k )以產生計算值Vk。
其中步驟915可包含步驟1110，步驟920可包含步驟1115至1120。以第7圖為例，步驟1110可執行於傅立葉轉換單元D711。步驟1115可執行於頻譜峰值選擇單元D721。步驟1120可執行於乘法單元D722。
根據實施例，第3圖及第6圖之參考訊號產生單元E可包含類比式的振盪器(oscillator)，此情況下，可設置類比轉數位轉換器（ADC）於參考訊號產生單元E及混合單元C之間，且第3圖及第6圖之數位轉類比轉換電路F可予以省略。根據實施例，所述的中頻頻率fIF 可為數百仟赫茲（khz）至數百萬赫茲（MHz），所偵測的物體移動可為小距離移動，例如呼吸、心跳等生命跡象（vital sign）。
使用實施例提供的移動物體偵測電路及方法，可使用雙邊帶的中頻載波雷達偵測物體之移動資訊，藉由在頻譜上選擇峰值區域，可針對訊號中關於物體移動之部分擷取物體的空間資訊，故可降低所接收的無線射頻訊號中，關於物體靜止的訊號部分、及電路板（例如印刷電路板）的旁漏（leakage）之影響。實施例可避免傳統的I/Q訊號之直接轉換方式，故對於避免先前技術的缺失，實施例可提供改善的解決方案。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100、300、600‧‧‧移動物體偵測電路obj‧‧‧受測物體A‧‧‧混合電路B‧‧‧類比轉數位電路C‧‧‧混合單元DU‧‧‧距離偵測單元pc‧‧‧高頻載波訊號Srx(t)、r(t)、Sa、Stx(t)‧‧‧類比訊號p1、p2、p3‧‧‧中頻參考訊號fIF‧‧‧中頻頻率τ‧‧‧無線電往返延遲T(t)、R(t)‧‧‧射頻訊號Sd‧‧‧數位訊號r(n)‧‧‧中間訊號u1(n)‧‧‧第一訊號u2(n)‧‧‧第二訊號Rk‧‧‧偵測值D1‧‧‧時域轉頻域分析單元D2‧‧‧頻譜峰值分析單元A1、A2、A61‧‧‧混合器D4‧‧‧相位擷取單元D5‧‧‧放大單元Sf‧‧‧頻域訊號Vk‧‧‧計算值pa、pb‧‧‧調整參數pc’‧‧‧相位偏移訊號rI(t)‧‧‧I路類比訊號rQ(t)‧‧‧Q路類比訊號fs‧‧‧取樣率B1、B2、B61‧‧‧類比轉數位轉換器rI(n)‧‧‧I 路數位訊號rQ(n)‧‧‧Q 路數位訊號C1、C2、D3、D22、C61、C62‧‧‧乘法單元up(n)‧‧‧正頻率訊號un(n)‧‧‧負頻率訊號uI(n)‧‧‧I路訊號uQ(n)‧‧‧Q路訊號Re‧‧‧實數單元E‧‧‧參考訊號產生單元F‧‧‧數位轉類比轉換電路G‧‧‧混合電路H‧‧‧相位偏移電路I‧‧‧參考訊號產生電路Ax、Ar‧‧‧放大器ANTx、ANTr‧‧‧天線裝置D11、D12、D711‧‧‧傅立葉轉換單元Up(ω)‧‧‧第一頻率頻域訊號Un(ω)‧‧‧第二頻率頻域訊號D23‧‧‧共軛單元D21、D721‧‧‧頻譜峰值選擇單元Un*(ω)‧‧‧共軛值訊號900‧‧‧方法910至925、1010至1025、1110至1120‧‧‧步驟
第1圖係實施例之移動物體偵測電路的示意圖。 第2圖係第1圖之距離偵測單元的架構示意圖。 第3圖係實施例之移動物體偵測電路的示意圖。 第4圖係第3圖之第一頻率頻域訊號及第二頻率頻域訊號於頻譜的峰值區域示意圖。 第5圖係第3圖的實施例中，距離偵測單元的示意圖。 第6圖係另一實施例之移動物體偵測電路的示意圖。 第7圖係第6圖之正頻率峰值訊號及負頻率峰值訊號於頻譜的峰值區域示意圖。 第8圖係第6圖的實施例中，距離偵測單元的示意圖。 第9圖係實施例中，偵測受測物體的移動資訊的方法之流程圖。 第10圖係根據實施例，第9圖中產生頻域訊號及計算值的流程圖。 第11圖係根據另一實施例，第9圖中產生頻域訊號及計算值的流程圖。
100‧‧‧移動物體偵測電路
obj‧‧‧受測物體
A‧‧‧混合電路
B‧‧‧類比轉數位電路
C‧‧‧混合單元
DU‧‧‧距離偵測單元
pc‧‧‧高頻載波訊號
Stx(t)、Srx(t)、Sa、r(t)‧‧‧類比訊號
p1‧‧‧第一中頻參考訊號
p2‧‧‧第二中頻參考訊號
fIF‧‧‧中頻頻率
τ‧‧‧無線電往返延遲
T(t)、R(t)‧‧‧射頻訊號
Sd‧‧‧數位訊號
r(n)‧‧‧中間訊號
u1(n)‧‧‧第一訊號
u2(n)‧‧‧第二訊號
Rk‧‧‧偵測值
Ax、Ar‧‧‧放大器
E‧‧‧參考訊號產生單元
F‧‧‧數位轉類比轉換電路
G‧‧‧混合電路
ANTx、ANTr‧‧‧天線裝置

Claims (17)

  1. 一種移動物體偵測電路，用以偵測一受測物體的移動資訊，包含： 一第一混合電路，用以將一高頻載波訊號及一第一類比訊號混頻後，產生一第二類比訊號，其中該第一類比訊號係根據一發射訊號被該受測物體反射而產生； 一類比轉數位轉換電路，耦接於該第一混合電路，用以根據該第二類比訊號，產生至少一第一數位訊號； 一第一混合單元，用以混合一中間訊號及一第一中頻參考訊號與一第二中頻參考訊號，以分別產生一第一訊號及一第二訊號，其中該第一中頻參考訊號及該第二中頻參考訊號與一中頻頻率有關，且該中間訊號與該至少一第一數位訊號有關；及 一距離偵測單元，用以根據該第一訊號與第二訊號，產生一偵測值，其中該偵測值係對應於該受測物體及該移動物體偵測電路之間之距離； 其中，該距離偵測單元包含： 一時域轉頻域分析單元，用以根據該第一訊號與第二訊號，產生至少一頻域訊號；及 一頻譜峰值分析單元，用以根據該至少一頻域訊號，進行頻譜峰值選擇，以產生一計算值，其中該計算值與該偵測值有關。
  2. 如請求項1所述的移動物體偵測電路，該第一混合單元更包含： 一第一複數乘法單元C1，用以將該第一中頻參考訊號、該第二中頻參考訊號與該中間訊號進行複數乘法運算，以產生該第一訊號；及 一第二複數乘法單元C2 ，用以將該第一中頻參考訊號、該第二中頻參考訊號與該中間訊號進行複數乘法運算，以產生該第二訊號； 其中，該中間訊號包括該第一數位訊號與一第二數位訊號。
  3. 如請求項2所述的移動物體偵測電路，其中： 該時域轉頻域分析單元更包括： 一第一傅立葉轉換單元，用以將該第一訊號進行傅立葉轉換，以產生一第一頻率頻域訊號；及 一第二傅立葉轉換單元，用以將該第二訊號進行傅立葉轉換，以產生一第二頻率頻域訊號。
  4. 如請求項3所述的移動物體偵測電路，其中： 該頻譜峰值分析單元更包括： 一共軛單元，用以將該第一頻率頻域訊號與該第二頻率頻域訊號其中之一進行共軛運算，以輸出一共軛值訊號； 一乘法單元，用以將該第一頻率頻域訊號與該第二頻率頻域訊號其中之另一，與該共軛值訊號相乘，以輸出一乘積訊號；及 一頻譜峰值選擇單元，用以根據該乘積訊號選擇對應於該受測物體之移動資訊之一峰值區域，以輸出該計算值。
  5. 如請求項2所述的移動物體偵測電路，更包括： 一參考訊號產生單元，用以產生與該中頻頻率有關的該第一中頻參考訊號與該第二中頻參考訊號第三中頻參考訊號。
  6. 如請求項5所述的移動物體偵測電路，更包括： 一數位轉類比轉換電路，用以接收一第三中頻參考訊號，及據以產生一第三類比訊號； 一第二混合電路，用以接收該第三類比訊號及一高頻載波訊號，及據以產生一第四類比訊號；及 一參考訊號產生電路，用以產生該高頻載波訊號； 其中，該參考訊號產生單元更用以產生與該中頻頻率有關的該第三中頻參考訊號。
  7. 如請求項2所述的移動物體偵測電路，其中： 該第一混合電路更包括： 第一混合器，用以混頻該高頻載波訊號及該第一類比訊號以產生一I路類比訊號；及 第二混合器，用以混頻一相位偏移訊號及該第一類比訊號以產生一Q路類比訊號； 其中該第二類比訊號包含該I路類比訊號及該Q路類比訊號，且該相位偏移訊號係由該高頻載波訊號偏移一相位而產生； 該類比轉數位轉換電路更包括： 第一類比轉數位轉換器，用以接收該I路類比訊號以產生一I 路數位訊號；及 第二類比轉數位轉換器，用以接收該Q路類比訊號以產生一Q路數位訊號； 其中該第一數位訊號包含該I 路數位訊號，及該第二數位訊號包含該Q 路數位訊號。
  8. 如請求項1所述的移動物體偵測電路，其中該距離偵測單元更包含： 一乘法單元，用以將該計算值及一第一調整參數相乘以產生該計算值及該第一調整參數之積； 一相位擷取單元，用以擷取該該計算值及該第一調整參數之積的一相位值；及 一放大單元，用以將該相位值乘以一第二調整參數以產生該偵測值。
  9. 如請求項1所述的移動物體偵測電路，其中： 該第一混合單元更包括 一第一乘法單元，用以將該第一中頻參考訊號及該中間訊號相乘以產生該第一訊號；及 一第二乘法單元，用以將該第二中頻參考訊號及該中間訊號相乘以產生該第二訊號。
  10. 如請求項9所述的移動物體偵測電路，其中： 該時域轉頻域分析單元更包括： 一傅立葉轉換單元，用以將一時域訊號進行傅立葉轉換，以產生該至少一頻域訊號； 其中該時域訊號係根據該第一訊號及該第二訊號而產生。
  11. 如請求項10所述的移動物體偵測電路，其中： 該頻譜峰值分析單元更包括： 一頻譜峰值選擇單元，用以根據該至少一頻域訊號選擇對應於該受測物體之一峰值區域，且據以輸出一正頻率峰值訊號及一負頻率峰值訊號；及 一乘法單元，用以相乘該正頻率峰值訊號及該負頻率峰值訊號以產生該計算值。
  12. 如請求項9所述的移動物體偵測電路，更包括： 一參考訊號產生單元，用以產生與該中頻頻率有關的該第一中頻參考訊號與該第二中頻參考訊號第三中頻參考訊號。
  13. 如請求項12所述的移動物體偵測電路，更包括： 一數位轉類比轉換電路，用以接收一第三中頻參考訊號，及據以產生一第三類比訊號； 一第二混合電路，用以接收該第三類比訊號及一高頻載波訊號，及據以產生一第四類比訊號；及 一參考訊號產生電路，用以產生該高頻載波訊號； 其中，該參考訊號產生單元更用以產生與該中頻頻率有關的該第三中頻參考訊號。
  14. 如請求項9所述的移動物體偵測電路，其中： 該第一混合電路更包括： 一第一混合器，用以混頻該高頻載波訊號及該第一類比訊號以產生該第二類比訊號；及 該類比轉數位轉換電路更包括： 一第一類比轉數位轉換器，用以根據該第二類比訊號，產生該至少一第一數位訊號。
  15. 一種偵測一受測物體的移動資訊的方法，包含： 混合一中間訊號及一第一中頻參考訊號，且混合該中間訊號及一第二中頻參考訊號，以分別產生一第一訊號及一第二訊號； 根據該第一訊號及該第二訊號，產生至少一頻域訊號； 根據該至少一頻域訊號，進行頻譜峰值選擇，以產生一計算值；及 根據該計算值求得一偵測值； 其中該中間訊號相關於至少一第一數位訊號，該至少一第一數位訊號係根據該受測物體反射之訊號而產生，且該偵測值係對應於該受測物體之距離。
  16. 如請求項15所述的方法，其中： 根據該第一訊號與該第二訊號，產生該至少一頻域訊號，包含： 分別將該第一訊號及該第二訊號進行傅立葉轉換，以產生一第一頻率頻域訊號及一第二頻率頻域訊號； 其中，該至少一頻域訊號包含該第一頻率頻域訊號及該第二頻率頻域訊號； 根據該至少一頻域訊號，進行頻譜峰值選擇，以產生該計算值，包含： 將該第一頻率頻域訊號與該第二頻率頻域訊號其中之一進行共軛運算，以輸出一共軛值訊號； 將該第一頻率頻域訊號與該第二頻率頻域訊號其中之另一，與該共軛值訊號相乘，以輸出一乘積訊號；及 根據該乘積訊號選擇對應於該受測物體之移動資訊之一峰值區域，以輸出該計算值。
  17. 如請求項15所述的方法，其中： 根據該第一訊號與該第二訊號，產生該至少一頻域訊號，包含： 將一時域訊號進行傅立葉轉換，以產生該至少一頻域訊號，其中該時域訊號係根據該第一訊號及該第二訊號而產生； 根據該至少一頻域訊號，進行頻譜峰值選擇，以產生該計算值，包含： 根據該至少一頻域訊號選擇對應於該受測物體之一峰值區域，且據以輸出一正頻率峰值訊號及一負頻率峰值訊號；及 相乘該正頻率峰值訊號及該負頻率峰值訊號以產生該計算值。
TW107119609A 2018-06-07 2018-06-07 移動物體偵測電路及移動物體偵測方法 TWI660187B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107119609A TWI660187B (zh) 2018-06-07 2018-06-07 移動物體偵測電路及移動物體偵測方法
CN201910171439.3A CN110579758B (zh) 2018-06-07 2019-03-07 移动物体侦测电路及移动物体侦测方法
US16/395,183 US10673444B2 (en) 2018-06-07 2019-04-25 Moving object detection circuit and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW107119609A TWI660187B (zh) 2018-06-07 2018-06-07 移動物體偵測電路及移動物體偵測方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TWI660187B TWI660187B (zh) 2019-05-21
TW202001280A true TW202001280A (zh) 2020-01-01

Family

ID=67348206

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107119609A TWI660187B (zh) 2018-06-07 2018-06-07 移動物體偵測電路及移動物體偵測方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10673444B2 (zh)
CN (1) CN110579758B (zh)
TW (1) TWI660187B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020136592A1 (ja) * 2018-12-28 2020-07-02 南紀之 情報処理装置、情報処理方法、情報処理プログラム、および情報処理システム
US11681017B2 (en) * 2019-03-12 2023-06-20 Uhnder, Inc. Method and apparatus for mitigation of low frequency noise in radar systems
TWI724786B (zh) 2020-02-14 2021-04-11 立積電子股份有限公司 偵測系統及生命體的偵測方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8362942B2 (en) * 2005-04-14 2013-01-29 L-3 Communications Cyterra Corporation Moving-entity detection
JP4293194B2 (ja) * 2005-09-02 2009-07-08 財団法人雑賀技術研究所 距離測定装置、及び距離測定方法
JP4771166B2 (ja) * 2006-09-29 2011-09-14 サクサ株式会社 Ｆｍ−ｃｗレーダ装置
JP2010204003A (ja) * 2009-03-05 2010-09-16 Hitachi Kokusai Electric Inc 複合機能レーダ装置
CN102315885B (zh) * 2010-06-29 2014-05-07 原相科技股份有限公司 信号强度侦测装置及其相关方法、及通信系统
US8497799B2 (en) 2011-05-24 2013-07-30 Rosemount Tank Radar Ab FMCW-type radar level gauge
DE102013105019A1 (de) * 2013-05-16 2015-02-19 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg Füllstandsmessung mit verbesserter Entfernungsbestimmmung
DE102013114735A1 (de) 2013-12-20 2015-06-25 Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg PRF-Frequenzgenerator für ein Füllstandsmessgerät
TWI504916B (zh) 2014-04-01 2015-10-21 Wistron Neweb Corp 調頻連續波雷達感測系統之信號處理方法及信號處理裝置
JP6552167B2 (ja) * 2014-07-16 2019-07-31 株式会社デンソー 車載レーダ装置および報知システム
US9831881B2 (en) 2015-06-18 2017-11-28 Yekutiel Josefsberg Radar target detection system for autonomous vehicles with ultra-low phase noise frequency synthesizer
CN106950561B (zh) * 2017-05-04 2020-01-21 成都零点科技有限公司 微波测量装置、系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
US10673444B2 (en) 2020-06-02
CN110579758A (zh) 2019-12-17
TWI660187B (zh) 2019-05-21
CN110579758B (zh) 2023-07-21
US20190379386A1 (en) 2019-12-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7327880B2 (ja) レーダシステムにおける雑音軽減
JP3222075U (ja) 位相感知能力を備えた集積化マルチチャネルｒｆ回路
CN107976656A (zh) 具有相位噪声消除的雷达收发器
CN110579758B (zh) 移动物体侦测电路及移动物体侦测方法
US11209468B2 (en) Apparatus and method for detecting object features
WO2021259011A1 (zh) 基于光子分数傅立叶变换器的雷达信号处理方法、系统及装置
US10673544B2 (en) Generation of an RF test signal for testing an RF receive circuit
JP2012032229A (ja) レーダ装置
JP7212217B2 (ja) レーダーシステムにおけるノイズ測定
WO2024061206A1 (zh) 一种线性调频脉冲雷达的目标探测方法
JP2011059016A (ja) 気象レーダシステムとその信号処理方法
JP2014062804A (ja) Ｆｍｃｗレーダ装置およびｆｍｃｗレーダ用信号処理方法
Lu et al. A 60-GHz hybrid FMCW-Doppler radar for vibration detection with a robust I/Q calibration method
TWI660591B (zh) 物體位移相位偵測電路及物體位移相位偵測方法
Feger et al. A delta-sigma transmitter based heterodyne FMCW radar
US9397870B2 (en) Signal receiving device for measuring characteristic of wireless communication channel, and method of measuring characteristic of wireless communication channel
US20070063888A1 (en) Single side band radar
Yavari et al. AC/DC coupling effects on CW and pulse transmission modes in Doppler radar physiological monitoring system
Yu et al. An indoor S-band radar receive array testbed
JP2008003078A (ja) 送信信号発生器及びそれを用いたレーダ送信装置
JP7203817B2 (ja) レーダ装置およびレーダ装置の対象物検出方法
KR101358904B1 (ko) 진폭 변조 레이더, 진폭 변조 레이더의 거리측정오차 저감 장치 및 방법
CN104199003B (zh) 基于双线性变换的超宽带线性调频信号采样方法
RU2006128055A (ru) Способ формирования когерентного частотно-модулированного сигнала для рлс с периодической чм модуляцией и рлс, реализующая способ
Kurniawan et al. Implementation of automatic I/Q imbalance correction for FMCW radar system