TWI557417B - 偵測器 - Google Patents

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TWI557417B
TWI557417B TW104111323A TW104111323A TWI557417B TW I557417 B TWI557417 B TW I557417B TW 104111323 A TW104111323 A TW 104111323A TW 104111323 A TW104111323 A TW 104111323A TW I557417 B TWI557417 B TW I557417B
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Description

偵測器
本案係關於一種偵測器，尤指包含倍頻單元，以注入牽引產生輸出訊號之偵測器。
一般來說，利用都卜勒效應以偵測到受測物體移動狀況的偵測器，需要藉由工作於高頻的振盪源提供高頻的輸入訊號，以更新受測物體的移動狀況，不易以數位程序處理，大多是採取類比程序處理，故於半導體元件上極易受閃爍雜訊(flicker noise)影響，嚴重減損訊雜比(signal noise ratio)，也增加後續數位訊號處理(digital signal processing；DSP)的難度。此外因振盪源工作於高頻(例如約10G赫茲)而難以降頻，故振盪源之耗電量難以下降。因此，本領域實需耗電量較低且可避免閃爍雜訊的解決方案。
本案之一實施例揭露一種偵測器，包含一振盪源、一倍頻單元、一收發單元及一解調單元。該振盪源係用以產生具有一第一頻率之一第一注入訊號。該倍頻單元包含一第一注入端、一輸出端及一第二注入端，該第一注入端耦接於該振盪源，用以接收該第一注入訊號；該輸出端用以輸出一輸出訊號；該第二注入端，用以接收具有一第二頻率之一第二注入訊號；其中該倍頻單元是以注入鎖定的方式，使該輸出訊號的頻率鎖定於該第一頻率的倍數，並以注入牽引的方式，使該輸出訊號的頻率牽引至該第二頻率。該收發單元耦接於該倍頻單元之該輸出端及該第二注入端，用以發射該輸出訊號、及接收具有一第三頻率之一接收訊號，其中該接收訊號係用以更新該第 二注入訊號。該解調單元耦接於該倍頻單元之該輸出端，用以根據該輸出訊號執行一解調操作以產生一位移訊號。
100、200、500、600、700、800、900‧‧‧偵測器
110、210、710、1010‧‧‧振盪源
120‧‧‧天線
130、240、540、640、740、840、940‧‧‧解調單元
1301‧‧‧延遲器
1302‧‧‧混頻器
1303‧‧‧調頻解調器
S1‧‧‧偵測訊號
S2‧‧‧反射訊號
fa、fx、f1、f2、f3‧‧‧頻率
Vi‧‧‧輸入訊號
Vdm‧‧‧解調訊號
220‧‧‧倍頻單元
230‧‧‧收發單元
Vo‧‧‧輸出訊號
Vi1、Vi2‧‧‧注入訊號
Vrx‧‧‧接收訊號
P1、P2‧‧‧注入端
P3‧‧‧輸出端
Vd、Sd‧‧‧位移訊號
RC1‧‧‧諧振電路
T1、T2、T3、T4‧‧‧電晶體
C1‧‧‧電容
L1‧‧‧電感
P311‧‧‧第一端
P312‧‧‧第二端
Vi11、Vi12‧‧‧訊號
Ix‧‧‧電流源
Ibias‧‧‧偏置電流源
CP1、CP2‧‧‧耦合單元
5410、8410、6410a、9410a、6410b、9410b‧‧‧混頻單元
5420、8420、6420a、9420a、6420b、9420b‧‧‧放大單元
5430、8430、6430a、9430a、6430b、9430b‧‧‧類比轉數位轉換器
5440、8440、6440、8440、9440‧‧‧數位訊號處理單元
Vif、Vif8、Vif1、Vif91、Vif2、Vif92‧‧‧中頻訊號
Vaa、Vaa8、Vaa1、Vaa91、Vaa2、Vaa92‧‧‧類比訊號
Sdd、Sdd8、Sdd1、Sdd91、Sdd2、Sdd92‧‧‧數位訊號
fd‧‧‧差值頻率
6450、9450‧‧‧相位調整單元
Vph、Vph9‧‧‧移相訊號
8450、8460‧‧‧除頻單元
Vdv1、Vdv2、Vdv91、Vdv92‧‧‧除頻訊號
1010a‧‧‧振盪器
1010b‧‧‧鎖相迴路器
第1圖係本案一實施例之偵測器的示意圖。
第2圖係本案又一實施例之偵測器的示意圖。
第3圖係本案又一實施例之倍頻單元的示意圖
第4圖係本案另一實施例中，倍頻單元耦接於振盪源及收發單元的示意圖。
第5圖係本案另一實施例之偵測器的示意圖。
第6圖係本案另一實施例之偵測器的示意圖。
第7圖係本案另一實施例之偵測器的示意圖。
第8圖係本案另一實施例之偵測器的示意圖。
第9圖係本案另一實施例之偵測器的示意圖。
第10圖係本案另一實施例之振盪源的示意圖。
第1圖係本案一實施例之偵測器100的示意圖。偵測器100包含振盪源110、天線120及解調單元130。解調單元130包含延遲器1301、混頻器1302及調頻解調器1303。振盪源110於初始時產生具有頻率fa之輸出訊號Vosc，據以透過天線120向外部發射具有頻率fa之偵測訊號S1，當偵測訊號S1偵測到受測物體，將回傳反射訊號S2，由天線120接收，並據以產生輸入訊號Vi，傳送至振盪源110及解調單元130。反射訊號S2具有頻率(fa+fx)，故反射訊號S2之頻率(fa+fx)與偵測訊號S1之頻率fa的差值為頻率fx。輸入訊號Vi係對應於反射訊號S2而具有頻率(fa+fx)。頻率fx係由都卜勒效應決定，當受測物體向偵測器100接近，則頻率fx係正值；反之，當受測物體遠離偵測器100，頻率fx係負值，頻率fx之值會隨著受測物體的 移動狀況而更新。當輸入訊號Vi輸入解調單元130，由於輸入訊號Vi之頻率為(fa+fx)，其頻率較高(例如為10G赫茲±150M赫茲)，故以類比程序處理，解調單元130根據輸入訊號Vi之頻率(fa+fx)，先執行調頻解調(FM demodulation)以求得解調訊號Vdm，進而根據解調訊號Vdm求得知受測物體之移動資訊，其係採用延遲器1301與混頻器1302擷取帶有受測物體移動資訊之頻率fx，再使用調頻解調器1303執行調頻解調，以根據頻率fx產生解調訊號Vdm，再使用解調訊號Vdm得知受測物體的移動資訊。解調訊號Vdm係電壓訊號，於電壓域(voltage domain)處理，由於解調訊號Vdm為近似直流零頻之訊號，故於半導體元件上極易受閃爍雜訊影響而減損訊雜比，也增加後續數位訊號處理的難度。
第2圖係本案又一實施例之偵測器200的示意圖。偵測器200包含振盪源210、倍頻單元220、收發單元230及解調單元240。振盪源210係用以產生具有頻率f1之注入訊號Vi1。倍頻單元220包含注入端P1、P2及輸出端P3。注入端P1耦接於振盪源210，用以接收注入訊號Vi1。輸出端P3用以輸出輸出訊號Vo。注入端P2用以接收具有頻率f2之注入訊號Vi2。其中，倍頻單元220是以注入鎖定(injection lock)的方式，使輸出訊號Vo的頻率被鎖定於頻率f1的倍數，例如(但不限於)兩倍，也就是(f1×2)，並以注入牽引(injection pulling)的方式，使輸出訊號Vo的頻率被牽引至頻率f2。倍頻單元220可為雙倍、三倍或n倍倍頻單元，其中n可為正整數。收發單元230係耦接於倍頻單元220之輸出端P3及注入端P2，用以發射輸出訊號Vo、及接收具有頻率f3之接收訊號Vrx，其中接收訊號Vrx係用以更新注入訊號Vi2。收發單元230可為兼具收發功能之收發器或天線，亦可由接收單元及發射單元組合而成。解調單元240耦接於倍頻單元220之輸出端P3，用以根據輸出訊號Vo執行解調操作以產生位移訊號Vd。位移訊號Vd可為數位訊號或類比訊號。
舉例而言，假設原先之注入訊號Vi2係具有頻率f2(例如為(10G+300)赫茲)，其會將輸出訊號Vo的頻率以注入鎖定的方式鎖定(lock)在頻率f1(例如為5G赫茲)之兩倍(也就是f1×2，例如為10G赫茲)，並以注入牽引的方式牽引(pull)至頻率f2(也就是例如將輸出訊號Vo的頻率由10G赫茲牽引為(10G+300)赫茲)。收發單元230(例如天線)將具有頻率f2(例如(10G+300)赫茲)的輸出訊號Vo發射至外部，當偵測到受測物體(例如交通工具)，會反射回傳接收訊號Vrx至收發單元230，接收訊號Vrx具有頻率f3。接收訊號Vrx之頻率(頻率f3)、與輸出訊號Vo之頻率(頻率f2)的關係式可以下算式α表示：f3=f2+fd...........(α)；其中，fd係為一差值頻率，其係因都卜勒效應產生，若受測物體正在接近偵測器200則差值頻率fd可為正值，反之若受測物體正在遠離偵測器200則差值頻率fd可為負值。收發單元230接收具有頻率f3(即f2+fd，例如：fd=100赫茲，f2+fd=(10G+300)赫茲+100赫茲=(10G+400赫茲)之接收訊號Vrx後，以接收訊號Vrx(其頻率例如為(10G+400)赫茲)更新注入訊號Vi2，故注入訊號Vi2之頻率可由頻率f2(例如(10+300)G赫茲)被更新為頻率f3(例如(10G+400)赫茲)。注入訊號Vi2之頻率被更新為頻率f3(例如(10G+400)赫茲)後，可再藉由注入牽引方式，於倍頻單元220將輸出訊號Vo之頻率牽引為頻率f3(例如(10G+400)赫茲)。解調單元240可根據頻率f3(亦即f2+fd)執行解調操作以產生位移訊號Vd，其中位移訊號Vd係對應於頻率f3與頻率f2的差值，即差值頻率fd。根據位移訊號Vd可得知受測物體的移動狀態。相較於前一實施例中的振盪器110須工作於高頻之頻率(例如約10G赫茲)，本案第2圖實施例之振盪器210的工作頻率可根據倍頻單元220之倍數而降為50%或更低，故可有效節省電能。此外，本案實施例中的解調操作因操作於中頻(medium frequency)而非接近直流零頻處，故更可抗 禦閃爍雜訊的不良影響，其敘述於後文。
第3圖係本案又一實施例中，倍頻單元220之示意圖。倍頻單元220包含諧振電路(LC-tank circuit)RC1、電晶體T1、T2、T3及T4。諧振電路RC1可為儲能電路(tank circuit)，操作於上述之頻率f1的倍數(例如為兩倍)，包含至少一電容C1、至少一電感L1、第一端P311及第二端P312，第二端P312耦接於倍頻單元220之輸出端P3。電晶體T1具有閘極端、第一端及第二端，閘極端耦接於倍頻單元220之注入端P1，用以接收注入訊號Vi1之第一相位的訊號Vi11、第一端耦接於諧振電路RC1之第一端P311、第二端耦接於偏置電流源Ibias。電晶體T2具有閘極端、第一端及第二端，閘極端耦接於注入端P1，用以接收注入訊號Vi1之第二相位的訊號Vi12、第一端耦接於諧振電路RC1之第一端P311、第二端耦接於偏置電流源Ibias。電晶體T3具有閘極端、第一端及第二端，閘極端耦接於諧振電路RC1之第一端P311、第一端耦接於諧振電路RC1之第二端P312、第二端耦接於偏置電流源Ibias。電晶體T4具有閘極端、第一端、第二端，閘極端耦接於注入端P2，用以接收注入訊號Vi2、第一端耦接於諧振電路RC1之第二端P312、第二端耦接於電流源Ix。根據本案一實施例，注入訊號Vi1可為振盪源210所產生的一組差動訊號，包括互為反相的第一相位的訊號Vi11與第二相位的訊號Vi12。根據本案另一實施例，電流源Ix與偏置電流源Ibias可為同一電流源。第3圖所示之電路係說明倍頻單元220的設計方案之一，並非用以限制倍頻單元220之內部構造，研發者可根據其產品需求調整倍頻單元220之內部電路。
第4圖係本案另一實施例中，第3圖所示之倍頻單元220耦接於振盪源210及收發單元230之示意圖。由第4圖可見，因振盪源210產生之注入訊號Vi1係由一組相異相位之訊號Vi11與Vi12組成，故可分別將訊號 Vi11與訊號Vi12輸入電晶體T1與電晶體T2，若注入訊號Vi1係單一訊號，則可例如另以反相器耦接於電晶體T2的閘極端以取得相位反向於注入訊號Vi1之訊號。由第4圖之實施例可知，倍頻單元220之輸出端P3及收發單元230之間可設置耦合單元CP1，倍頻單元220之注入端P2及收發單元230之間可設置耦合單元CP2，耦合單元CP1及CP2可包含功率放大器(power amplifier)、低雜訊放大器(low noise amplifier)及/或電容，研發者可根據設計需求或量測結果，決定是否設置耦合單元CP1及/或CP2及其種類(例如搭配較高頻率之訊號可採用較小的電容)，以改善偵測效果。
第5圖係本案另一實施例之偵測器500的示意圖。偵測器500包含振盪源210、倍頻單元220、收發單元230及解調單元540。解調單元540則包含混頻單元5410、放大單元5420、類比轉數位轉換器5430及數位訊號處理單元5440。混頻單元5410可例如包含混頻器(mixer)，耦接於倍頻單元220之注入端P1及輸出端P3，用以混頻注入訊號Vi1及輸出訊號Vo以產生中頻訊號Vif。放大單元5420可例如包含放大器(amplifier)耦接混頻單元5410，用以放大中頻訊號Vif產生類比訊號Vaa。類比訊號Vaa可為高頻之射頻(RF)訊號。類比轉數位轉換器(ADC)5430耦接於放大單元5420，用以將類比訊號Vaa轉換為數位訊號Sdd。數位訊號處理單元(DSP)5440耦接於類比轉數位轉換器5430，用以解調數位訊號Sdd(例如執行調頻解調)以產生位移訊號Sd，而位移訊號Sd可用以求得受測物體之移動狀況。位移訊號Sd可為數位訊號。
舉例而言，若第5圖之倍頻單元220係為兩倍倍頻器(double multiplier)，注入訊號Vi1具有頻率f1(例如5G赫茲)，且輸出訊號Vo因被注入頻率Vi2注入牽引而具有頻率為(f1×2+fd)，也就是頻率f1之兩倍加上因都卜勒效應產生的差值頻率fd。混頻單元5410輸出之中頻訊號Vif，其頻 率可如算式β所示：中頻訊號Vif之頻率=輸出訊號Vo之頻率-注入訊號Vi1之頻率=(f1×2+fd)-f1=f1+fd..........(β)
若以頻率f1為5G赫茲、因受測物體移動引發都卜勒效應而產生的差值頻率fd為150赫茲為例，相較於第1圖之解調單元130須處理之輸入訊號Vi其頻率為(fa+fx)(例如為10G赫茲±150赫茲)，可知第5圖之解調單元540內產生的中頻訊號Vif之頻率係(5G赫茲+150赫茲)，可為中頻訊號且頻率遠小於第1圖之解調單元130須處理之輸入訊號Vi，故本實施例中，可允許以數位程序處理中頻訊號Vif，也可不須於先執行調頻解調才可執行放大(amplify)、類比轉數位(analog to digital)、及數位訊號處理(DSP)等程序，因此，第5圖所示之放大單元5420產生類比訊號Vaa、類比轉數位轉換器5430產生數位訊號Sdd皆是於頻率域(frequency domain)進行，由於類比訊號Vaa、數位訊號Sdd並非近似於直流零頻之訊號，故不易受到閃爍雜訊影響。數位訊號處理單元5440解調數位訊號Sdd產生位移訊號Sd時，才會進行調頻解調。因此，由第5圖之技術相較於第1圖之實施例可知，本實施例中，可於前段(如混頻單元5410)使須處理的訊號降頻，進而可用數位式方法處理中頻訊號，此可避免閃爍雜訊對於訊雜比(SNR)之減損。
第6圖係本案另一實施例之偵測器600的示意圖。偵測器600的解調單元640中，包含混頻單元6410a、6410b、放大單元6420a、6420b、類比轉數位轉換器6430a、6430b、相位調整單元6450及數位訊號處理單元6440。混頻單元6410a耦接於倍頻單元220之注入端P1及輸出端P3，用以 混頻注入訊號Vi1及輸出訊號Vo以產生中頻訊號Vif1。放大單元6420a耦接於混頻單元6410a，用以放大中頻訊號Vif1以產生類比訊號Vaa1。類比轉數位轉換器6430a耦接於放大單元6420a，用以將類比訊號Vaa1轉換為數位訊號Sdd1。相位調整單元6450耦接於振盪源210，用以接收注入訊號Vi1並調整注入訊號Vi1的相位(例如轉90度)以產生移相訊號Vph。混頻單元6410b耦接於相位調整單元6450及倍頻單元220之輸出端P3，用以混頻移相訊號Vph及輸出訊號Vo以產生中頻訊號Vif2。放大單元6420b耦接混頻單元6410b，用以放大中頻訊號Vif2以產生類比訊號Vaa2。類比轉數位轉換器6430b耦接於放大單元6420b，用以將類比訊號Vaa2轉換為數位訊號Sdd2。數位訊號處理單元6440耦接於類比轉數位轉換器6430a及類比轉數位轉換器6430b，用以解調數位訊號Sdd1及數位訊號Sdd2以產生位移訊號Sd。第6圖中，以雙路架構設計之解調單元640可支援處理I-Q形式之雙路訊號，例如混頻單元6410a、放大單元6420a及類比轉數位轉換器6430a可用以處理I-路訊號，且混頻單元6410b、放大單元6420b、類比轉數位轉換器6430b及相位調整單元6450可用以處理Q-路訊號。I-Q形式之雙路訊號因具有I-路訊號與Q-路訊號相異(例如分別為cos波形與sin波形)，故可避免駐波造成的盲區，本案實施例如第6圖所示之架構因具有兩訊號處理路徑，故可支援I-Q形式之雙路訊號以求得更佳之解調效果。
第7圖係本案另一實施例之偵測器700的示意圖。偵測器700包含振盪源710、倍頻單元220、收發單元230及解調單元740。解調單元740包含混頻單元6410a、6410b、放大單元6420a、6420b、類比轉數位轉換器6430a、6430b、及數位訊號處理單元6440，但與第6圖之解調單元640相異的是，解調單元740不包含相位調整單元6150。振盪源710可輸出具有頻率f1之注入訊號Vi1及移相訊號Vph，移相訊號Vph係經由調整注入訊號Vi1的相位(例如轉90度)而產生。混頻單元6410a、6410b、放大單元6420a、 6420b、類比轉數位轉換器6430a、6430b、及數位訊號處理單元6440之功效同第6圖所示故不重述。偵測器700須採用可輸出兩相異相位之訊號的振盪源710，且亦可支援I-Q形式之雙路訊號以求得更佳之解調效果。
第8圖係本案另一實施例之偵測器800的示意圖。偵測器800包含振盪源210、倍頻單元220、收發單元230及解調單元840。振盪源210、倍頻單元220、收發單元230之操作原理同前，故不贅述。解調單元840包含除頻單元8450、8460、混頻單元8410、放大單元8420、類比轉數位轉換器8430及數位訊號處理單元8440。除頻單元8450耦接於振盪源210，用以除頻注入訊號Vi1以產生除頻訊號Vdv1。除頻單元8460耦接於倍頻單元220之輸出端P3，用以除頻輸出訊號Vo以產生除頻訊號Vdv2。混頻單元8410耦接於除頻單元8450及8460用以混頻除頻訊號Vdv1及Vdv2以產生中頻訊號Vif8。放大單元8420耦接混頻單元8410，用以放大中頻訊號Vif8以產生類比訊號Vaa8。類比轉數位轉換器8430耦接於放大單元8420，用以將類比訊號Vaa8轉換為數位訊號Sdd8。數位訊號處理單元8440耦接於類比轉數位轉換器8430，用以解調數位訊號Sdd8以產生位移訊號Sd。
舉例而言，若除頻單元8450係執行除以X倍的除頻、除頻單元8460係執行除以Y的除頻，當偵測器800尚未偵測到受測物體移動時，注入訊號Vi1之頻率可例如為5G赫茲，且輸出訊號Vo之頻率可例如為10G赫茲，又以X等於4、Y等於9為例，則中頻訊號Vif8之頻率可如算式γ所示：中頻訊號Vif8之頻率=|(輸出訊號Vo之頻率÷Y)-(注入訊號Vi1之頻率÷X)|=|10G赫茲÷9-5G赫茲÷4|=139M赫茲..........(γ)
因此可見，藉著使用除頻單元8450及8460，中頻訊號Vif8之頻率可被降至相當低頻，因此可易於使用數位程序處理，中頻訊號Vif8可先以放大單元8420、類比轉數位轉換器8430處理後，於數位訊號處理單元8440處理時再執行調頻解調，因中頻訊號Vif8並非於接近直流零頻處處理，故不易受閃爍雜訊影響。
第9圖係本案另一實施例之偵測器900的示意圖。偵測器900包含振盪源210、倍頻單元220、收發單元230及解調單元940。振盪源210、倍頻單元220、收發單元230之操作原理不再贅述。解調單元940包含除頻單元8450、8460、混頻單元9410a、9410b、放大單元9420a、9420b、類比轉數位轉換器9430a、9430b、相位調整單元9450、及數位訊號處理單元9440。除頻單元8450耦接於振盪源210，用以除頻注入訊號Vi1以產生一除頻訊號Vdv91。除頻單元8460耦接於倍頻單元220之輸出端P3，用以除頻輸出訊號Vo以產生除頻訊號Vdv92。混頻單元9450耦接於除頻單元8450及8460，用以混頻除頻訊號Vdv91及除頻訊號Vdv92以產生中頻訊號Vif91。放大單元9420a耦接於混頻單元9410a，用以放大中頻訊號Vif91以產生類比訊號Vaa91。類比轉數位轉換器9430a耦接於放大單元9420a，用以將類比訊號Vaa91轉換為數位訊號Sdd91。相位調整單元9450耦接於除頻單元8450，用以接收除頻訊號Vdv91並調整除頻訊號Vdv91之相位以產生移相訊號Vph9。混頻單元9410b耦接於相位調整單元9450及除頻單元8460，用以混頻移相訊號Vph9及除頻訊號Vdv92以產生中頻訊號Vif92。放大單元9420b耦接混頻單元9410b，用以放大中頻訊號Vif92以產生類比訊號Vaa92。類比轉數位轉換器9430b耦接於放大單元9420b，用以將類比訊號Vaa92轉換為數位訊號Sdd92。數位訊號處理單元9440耦接於類比轉數位轉換器9430a及9430b，用以解調數位訊號Sdd91及Sdd92以產生位移訊號Sd。類似於偵測 器800，偵測器900之解調單元940因包含除頻單元8450、8460，故可將其處理之中頻信號如中頻訊號Vif91與Vif92的頻率降至相當低(例如約138M赫茲)，故可易於用數位式程序處理，傳送到放大器與類比轉數位轉換器等元件之前不須先執行調頻解調，故可避免閃爍雜訊的影響。類似於偵測器500，偵測器900因具有雙路之處理路徑，故可支援例如支援I-Q形式之雙路訊號以避免駐波盲區並求得更佳之解調效果。
第10圖係本案另一實施例之振盪源1010的示意圖。上述各實施例之偵測器包含之振盪源均可採用振盪源1010，振盪源1010包含振盪器(oscillator)1010a及鎖相迴路器(phase-lock loop)1010b。其中若振盪器1010a係類比式，則鎖相迴路器1010b應為類比式；若振盪器1010a係數位式，則鎖相迴路器1010b應為數位式。振盪源1010包含鎖相迴路器1010b可使輸出之訊號的頻率更加穩定，而不易受溫度、供應電壓影響，更可符合精密應用與通訊法規。
綜上所述，本案實施例揭露之偵測器，可避免閃爍雜訊之干擾，故訊雜比不易減損，此外，由於本案實施例揭露之偵測器包含的振盪源，其操作頻率可大幅降低，故耗電量也可下降，實可有效改善先前技術之偵測器訊雜比過低且耗電過高之缺失。
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。
200‧‧‧偵測器
210‧‧‧振盪源
230‧‧‧收發單元
240‧‧‧解調單元
f1、f2、f3‧‧‧頻率
fd‧‧‧差值頻率
Vi1、Vi2‧‧‧注入訊號
Vo‧‧‧輸出訊號
Vrx‧‧‧接收訊號

Claims (10)

  1. 一種偵測器，包含：一振盪源，用以產生具有一第一頻率之一第一注入訊號；一倍頻單元，包含：一第一注入端，耦接於該振盪源，用以接收該第一注入訊號；一輸出端，用以輸出一輸出訊號；及一第二注入端，用以接收具有一第二頻率之一第二注入訊號；其中該倍頻單元是以注入鎖定的方式，使該輸出訊號的頻率鎖定於該第一頻率的倍數，並以注入牽引的方式，使該輸出訊號的頻率被牽引至該第二頻率；一收發單元，耦接於該倍頻單元之該輸出端及該第二注入端，用以發射該輸出訊號、及接收具有一第三頻率之一接收訊號，其中該接收訊號係用以更新該第二注入訊號，且該第三頻率及該第二頻率的差值係對應於一受測物體的移動狀況；及一解調單元，耦接於該倍頻單元之該輸出端，用以對具有該第三頻率之該接收訊號執行一解調操作以產生一位移訊號。
  2. 如請求項1所述之偵測器，其中該倍頻單元另包含：一諧振電路，操作於該第一頻率的倍數，包含一電容、一電感、一第一端、及一第二端，耦接於該倍頻單元之該輸出端；一第一電晶體，具有一閘極端，耦接於該第一注入端，用以接收該第一注入訊號之一第一相位的訊號、一第一端，耦接於該諧振電路之該第一端、及一第二端，耦接於一偏置電流源；一第二電晶體，具有一閘極端，耦接於該第一注入端，用以接收該第一注入訊號之一第二相位的訊號、一第一端，耦接於該諧振電路之該第一 端、及一第二端，耦接於該偏置電流源；一第三電晶體，具有一閘極端，耦接於該第一電晶體之該第一端、一第一端，耦接於該諧振電路之該第二端、及一第二端，耦接於該偏置電流源；及一第四電晶體，具有一閘極端，耦接於該第二注入端，用以接收該第二注入訊號、一第一端，耦接於該諧振電路之該第二端、及一第二端，耦接於一電流源。
  3. 如請求項2所述之偵測器，其中該電流源及該偏置電流源係為同一電流源。
  4. 如請求項1所述之偵測器，另包含：一耦合單元，包含一功率放大器、一低雜訊放大器及/或一電容，設置於該倍頻單元之該輸出端及該收發單元之間、或該第二注入端及該收發單元之間。
  5. 如請求項1所述之偵測器，其中該解調單元另包含：一混頻單元，耦接於該倍頻單元之該第一注入端及該輸出端，用以混頻該第一注入訊號及該輸出訊號以產生一中頻訊號；一放大單元，耦接該混頻單元，用以放大該中頻訊號以產生一類比訊號；一類比轉數位轉換器，耦接於該放大單元，用以將該類比訊號轉換為一數位訊號；及一數位訊號處理單元，耦接於該類比轉數位轉換器，用以解調該數位訊號以產生該位移訊號。
  6. 如請求項1所述之偵測器，其中該解調單元另包含：一第一混頻單元，耦接於該倍頻單元之該第一注入端及該輸出端，用以混頻該第一注入訊號及該輸出訊號以產生一第一中頻訊號；一第一放大單元，耦接該第一混頻單元，用以放大該第一中頻訊號以產生一第一類比訊號；一第一類比轉數位轉換器，耦接於該第一放大單元，用以將該第一類比訊號轉換為一第一數位訊號；一相位調整單元，耦接於該振盪源，用以接收該第一注入訊號、調整該第一注入訊號的相位以產生一移相訊號；一第二混頻單元，耦接於該相位調整單元及該倍頻單元之該輸出端，用以混頻該移相訊號及該輸出訊號以產生一第二中頻訊號；一第二放大單元，耦接該第二混頻單元，用以放大該第二中頻訊號以產生一第二類比訊號；一第二類比轉數位轉換器，耦接於該第二放大單元，用以將該第二類比訊號轉換為一第二數位訊號；及一數位訊號處理單元耦接於該第一類比轉數位轉換器及該第二類比轉數位轉換器，用以解調該第一數位訊號及該第二數位訊號以產生該位移訊號。
  7. 如請求項1所述之偵測器，其中該振盪源另用以輸出一移相訊號，該移相訊號係經由調整該第一注入訊號的相位而產生；該解調單元另包含：一第一混頻單元，耦接於該倍頻單元之該第一注入端及該輸出端，用以混頻該第一注入訊號及該輸出訊號以產生一第一中頻訊號；一第一放大單元，耦接該第一混頻單元，用以放大該第一中頻訊號以產生一第一類比訊號；一第一類比轉數位轉換器，耦接於該第一放大單元，用以將該第一類比訊 號轉換為一第一數位訊號；一第二混頻單元，耦接於該振盪源及該倍頻單元之該輸出端，用以混頻該移相訊號及該輸出訊號以產生一第二中頻訊號；一第二放大單元，耦接該第二混頻單元，用以放大該第二中頻訊號以產生一第二類比訊號；一第二類比轉數位轉換器，耦接於該第二放大單元，用以將該第二類比訊號轉換為一第二數位訊號；及一數位訊號處理單元耦接於該第一類比轉數位轉換器及該第二類比轉數位轉換器，用以解調該第一數位訊號及該第二數位訊號以產生該位移訊號。
  8. 如請求項1所述之偵測器，該解調單元另包含：一第一除頻單元，耦接於該振盪源，用以除頻該第一注入訊號以產生一第一除頻訊號；一第二除頻單元，耦接於該倍頻單元之該輸出端，用以除頻該輸出訊號以產生一第二除頻訊號；一混頻單元，耦接於該第一除頻單元及該第二除頻單元，用以混頻該第一除頻訊號及該第二除頻訊號以產生一中頻訊號；一放大單元，耦接該混頻單元，用以放大該中頻訊號以產生一類比訊號；一類比轉數位轉換器，耦接於該放大單元，用以將該類比訊號轉換為一數位訊號；及一數位訊號處理單元，耦接於該類比轉數位轉換器，用以解調該數位訊號以產生該位移訊號。
  9. 如請求項1所述之偵測器，該解調單元另包含：一第一除頻單元，耦接於該振盪源，用以除頻該第一注入訊號以產生一第 一除頻訊號；一第二除頻單元，耦接於該倍頻單元之該輸出端，用以除頻該輸出訊號以產生一第二除頻訊號；一第一混頻單元，耦接於該第一除頻單元及該第二除頻單元，用以混頻該第一除頻訊號及該第二除頻訊號以產生一第一中頻訊號；一第一放大單元，耦接該第一混頻單元，用以放大該第一中頻訊號以產生一第一類比訊號；一第一類比轉數位轉換器，耦接於該第一放大單元，用以將該第一類比訊號轉換為一第一數位訊號；一相位調整單元，耦接於該第一除頻單元，用以接收該第一除頻訊號、調整該第一除頻訊號之相位以產生一移相訊號；一第二混頻單元，耦接於該相位調整單元及該第二除頻單元，用以混頻該移相訊號及第二除頻訊號以產生一第二中頻訊號；一第二放大單元，耦接該第二混頻單元，用以放大該第二中頻訊號以產生一第二類比訊號；一第二類比轉數位轉換器，耦接於該第二放大單元，用以將該第二類比訊號轉換為一第二數位訊號；及一數位訊號處理單元耦接於該第一類比轉數位轉換器及該第二類比轉數位轉換器，用以解調該第一數位訊號及該第二數位訊號以產生該位移訊號。
  10. 如請求項1至9其中任一項所述之偵測器，該振盪源另包含一鎖相迴路器，用以提高該第一注入訊號的穩定度。
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