TWI744046B - 相位追蹤自我注入鎖定雷達 - Google Patents

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Abstract

一相位追蹤自我注入鎖定雷達具有一自我注入鎖定振盪器、一訊號收發單元、一相移單元、一解調單元及一控制單元，該訊號收發單元接收該自我注入鎖定振盪器之一振盪訊號並輸出一無線訊號至一目標，該訊號收發單元並接收該目標反射之一反射訊號為一注入訊號，該注入訊號注入該自我注入鎖定振盪器使該自我注入鎖定振盪器處於一自我注入鎖定狀態，該相移單元用以相移該振盪訊號或該注入訊號，該解調單元解調該振盪訊號為一頻率偏移訊號，該控制單元根據該頻率偏移訊號控制該相移單元的一相移量，使該振盪訊號及該注入訊號之間維持固定的相位差。

Description

相位追蹤自我注入鎖定雷達
本發明是關於一種自我注入鎖定雷達，特別是關於一種相位追蹤自我注入鎖定雷達。
連續波都普勒雷達已普遍地使用於偵測移動中目標之位移，近幾年來，連續波都普勒雷達中的自我注入鎖定雷達對於偵測目標的微小位移有著極佳的靈敏度，可用於偵測生物體的生命徵象而受到重視。但包含自我注入鎖定雷達在內的連續波都普勒雷達皆存在著最佳偵測點(Optimal detection point)及零偵測點(Null detection point)的現象，當生物體位於最佳偵測點時，雷達測得之生命徵象訊號的強度會最強，而當目標位於零偵測點時，雷達測得之生命徵象訊號的強度則最弱，最佳偵測點及零偵測點都以發射訊號的四分之一波長週期性的出現，且相鄰的最佳偵測點及零偵測點之間隔為八分之一波長。因此，當生物體移動超過發射訊號的八分之一波長時，雷達所測得之生命徵象訊號會經歷最強及最弱的強度，這樣強度的起伏對於生命徵象的偵測造成了很大的困難。
本發明的主要目的在於提供一種相位追蹤自我注入鎖定雷達，藉由相位追蹤讓目標自動地維持在雷達的最佳偵測點而不再受到零偵測點的限制，再配合自我注入鎖定雷達對於偵測微小位移的高靈敏度，可精準地偵測移動中目標的生命徵象。
本發明之一種相位追蹤自我注入鎖定雷達包含一自我注入鎖定振盪器、一訊號收發單元、一相移單元、一解調單元及一控制單元，該自我注入鎖定振盪器用以產生一振盪訊號，該訊號收發單元耦接該自我注入鎖定振盪器以發射該振盪訊號為一無線訊號至一目標，且該訊號收發單元接收該目標反射之一反射訊號為一注入訊號，該注入訊號注入該自我注入鎖定振盪器，使該自我注入鎖定振盪器處於一自我注入鎖定狀態(Self-injection-locked state)，該相移單元耦接該訊號收發單元及該自我注入鎖定振盪器，該相移單元用以相移該注入訊號或該振盪訊號，該解調單元耦接該自我注入鎖定振盪器以接收該振盪訊號，該解調單元用以解調該振盪訊號而輸出一頻率偏移訊號，該控制單元耦接該解調單元以接收該頻率偏移訊號，且該控制單元根據該頻率偏移訊號輸出一控制訊號至該相移單元，以控制該相移單元相移該注入訊號或該振盪訊號的一相移量，該相移量使該振盪訊號及該注入訊號之間維持固定的相位差。
本發明屬於一種都普勒雷達，藉由相位追蹤技術使得該目標能夠自動維持在最佳偵測點，能克服傳統連續波雷達偵測移動中目標所遭遇的零偵測點問題，再配合自我注入鎖定技術對於偵測微小位移的高靈敏度，可讓本發明之該相位追蹤自我注入鎖定雷達適用於偵測移動中目標的生命徵象。
請參閱第1圖，為本發明之一相位追蹤自我注入鎖定雷達100之一第一實施例，其包含一自我注入鎖定振盪器110、一訊號收發單元120、一相移單元130、一解調單元140及一控制單元150。
在本實施例中，該自我注入鎖定振盪器110為一壓控振盪器，其接收一控制電壓(圖未繪出)而產生一振盪訊號 S OSC ，該訊號收發單元120電性連接該自我注入鎖定振盪器110以接收該振盪訊號 S OSC ，該訊號收發單元120將電訊號形式之該振盪訊號 S OSC 轉換為電磁波、聲波或光波等形式之一無線訊號 S w ，並將該無線訊號 S w 發射至一目標T。該無線訊號 S w 碰觸到該目標T後，該目標T會反射之一反射訊號 S r ，該訊號收發單元120接收該目標T反射之該反射訊號 S r 為一注入訊號 S inj ，其中該反射訊號 S r 與該無線訊號 S w 為相同形式之電磁波、聲波或光波，該注入訊號 S inj 則與該振盪訊號 S OSC 則同為電訊號形式。
請參閱第1圖，在本實施例中，該訊號收發單元120具有一發射元件121及一接收元件122，該發射元件121電性連接該自我注入鎖定振盪器110之一第一輸出埠111以接收該振盪訊號 S OSC ，且該發射元件121將該振盪訊號 S OSC 發射為該無線訊號 S w 至該目標T，該接收元件122接收該目標T反射之該反射訊號 S r 為該注入訊號 S inj 。其中，若該目標T與該訊號收發單元120之間有一相對位移Δ x時，該相對位移Δ x會對該無線訊號 S w 產生都普勒效應，使該反射訊號 S r 及該注入訊號 S inj 中含有該相對位移Δ x造成的都普勒相移。
該訊號收發單元120可為電磁波天線、聲波傳感器或光收發器，以進行電訊號與電磁波、聲波或光波之間相互轉換。該訊號收發單元120亦可包含放大器及升降頻器以進行電訊號之放大及頻率轉換。此外，該訊號收發單元120亦可包含數位類比轉換器及類比數位轉換器，使得本實施例之該相位追蹤自我注入鎖定雷達100可實現為數位化電路。
請參閱第1圖，該相移單元130電性連接該接收元件122以接收該注入訊號 S inj ，該相移單元130用以相移該注入訊號 S inj ，相移後之該注入訊號 S inj 注入該自我注入鎖定振盪器110之一注入埠113，使該自我注入鎖定振盪器110處於一自我注入鎖定狀態(Self-injection-locked state)，此時，從該自我注入鎖定振盪器110經該發射元件121至該目標T，再從該目標T經該接收元件122及該相移單元130回到該自我注入鎖定振盪器110，乃構成一自我注入鎖定迴路。由於該注入訊號 S inj 中含有該目標T之該相對位移Δ x造成的都普勒相移，在該注入訊號 S inj 注入該自我注入鎖定振盪器110時，會使得該自我注入鎖定振盪器110的振盪頻率產生偏移，因此，後續對該自我注入鎖定振盪器110之該振盪訊號 S OSC 進行頻率解調即可得到一頻率偏移訊號Δ f。
請參閱第1圖，該解調單元140電性連接該自我注入鎖定振盪器110之一第二輸出埠112，以接收由該第二輸出埠112輸出之該振盪訊號 S OSC ，該解調單元140用以對該振盪訊號 S OSC 頻率解調而輸出該頻率偏移訊號Δ f。在本實施例中，該解調單元140具有一功率分配器141、一延遲單元142及一混波器143，該功率分配器141電性連接該第二輸出埠112以接收該振盪訊號 S OSC ，且該功率分配器141將該振盪訊號 S OSC 分為兩路。該延遲單元142電性連接該功率分配器141以接收其中一路之該振盪訊號 S OSC 並對其延遲而輸出一延遲訊號 S de 。該混波器143電性連接該功率分配器141及該延遲單元142以接收另一路之該振盪訊號 S OSC 及該延遲訊號 S de ，且該混波器143對該振盪訊號 S OSC 及該延遲訊號 S de 進行混波而輸出該頻率偏移訊號Δ f。
請參閱第1圖，該控制單元150電性連接該解調單元140以接收該頻率偏移訊號Δ f，且該控制單元150根據該頻率偏移訊號Δ f輸出一控制訊號 V c 至該相移單元130，以控制該相移單元130相移該注入訊號 S inj 的一相移量。該相移量使該振盪訊號 S OSC 及該注入訊號 S inj 之間維持固定的相位差，較佳的，本實施例透過控制該相移單元130的該相移量使得該自我注入鎖定振盪器110之該振盪訊號 S OSC 及該注入訊號 S inj 之間的相位差固定在0°或180°，以維持該目標T處在該相位追蹤自我注入鎖定雷達100的最佳偵測點，此時該自我注入鎖定振盪器110就不會產生頻率偏移，即使該目標在移動狀態。換句話說，該控制單元150藉由該頻率偏移訊號Δ f控制該相移單元130的該相移量，抵銷了該注入訊號 S inj 中該目標T之該相對位移Δ x造成的都普勒相移，使該自我注入鎖定振盪器110的振盪頻率偏移得以消除而讓該相位追蹤自我注入鎖定雷達100能自動維持在最佳偵測點。
該目標T之相對位移Δ x與該頻率偏移訊號Δ f的關係式為：
Figure 02_image001
其中，
Figure 02_image003
為該自我注入鎖定振盪器110的一注入鎖定範圍(Locking range)，
Figure 02_image005
為該自我注入鎖定振盪器110之該振盪訊號 S OSC 及該注入訊號 S inj 之間的相位差，
Figure 02_image007
為該無線訊號 S w 的一波長。當在最佳偵測點時
Figure 02_image005
為0°或180°，且因為相位追蹤速度遠大於該目標T之該相對位移Δ x造成的都普勒相移變化速度，上式可利用小角度近似(Small angle approximation)化簡為：
Figure 02_image009
其中，負號與正號分別在該自我注入鎖定振盪器110之該振盪訊號S OSC 及該注入訊號S inj 之間的相位差為0°與180°的條件下，該控制訊號 V c 在穩態時可表示為：
Figure 02_image013
其中，
Figure 02_image015
為該相移單元130相移該注入訊號 S inj 的該相移量，
Figure 02_image017
為該相移單元130的一相位調整增益。由上式可知該控制單元150輸出之該控制訊號 V c 正比於該頻率偏移訊號Δ f，因此可根據該頻率偏移訊號Δ f對該控制訊號 V c 進行線性調整，使該相位追蹤自我注入鎖定雷達100維持在最佳偵測點。此外，該控制單元150輸出之該控制訊號 V c 也正比於該目標T之該相對位移Δ x，因此可藉由該控制訊號 V c 計算出該目標T在移動過程中的該相對位移Δ x，若該目標T為生物體，則該相對位移Δ x包含了該目標T的生命徵象資訊。
由於在該自我注入鎖定迴路上任一位置產生的相移都可以改變該振盪訊號 S OSC 及該注入訊號 S inj 之間的相位差，因此，在其他實施例中，該相移單元130可設置在該自我注入鎖定迴路的其他位置上，例如，該相移單元130可設置在該自我注入鎖定振盪器110及該發射元件121之間，而對通過之該振盪訊號 S OSC 進行相移，相同地能令該自我注入鎖定振盪器110之該振盪訊號 S OSC 及該注入訊號 S inj 之間的相位差固定在0°或180°而能維持在最佳偵測點。
請參閱第2圖，其為本發明之一第二實施例，其與第一實施例的差異在於該自我注入鎖定振盪器110具有一輸出埠114及一輸出/注入埠115，且該訊號收發單元120僅具有單一收發元件。在本實施例中，該相移單元130電性連接該輸出/注入埠115以接收該振盪訊號 S OSC ，該相移單元130用以相移該振盪訊號 S OSC ，該訊號收發單元120電性連接該相移單元130以接收相移之該振盪訊號 S OSC 並將其發射為該無線訊號 S w ，該訊號收發單元120接收該目標T反射之該反射訊號 S r 為該注入訊號 S inj 並傳送至該相移單元130，該相移單元130也用以相移該注入訊號 S inj ，並將相移之該注入訊號 S inj 注入該輸出/注入埠115，使該自我注入鎖定振盪器110處於該自我注入鎖定狀態。
該解調單元140電性連接該自我注入鎖定振盪器110之該輸出埠114以接收該振盪訊號 S OSC ，該解調單元140用以對該振盪訊號 S OSC 頻率解調而得到該頻率偏移訊號Δ f。該控制單元150電性連接該解調單元140以接收該頻率偏移訊號Δ f，且該控制單元150根據該頻率偏移訊號Δ f輸出該控制訊號 V c 至該相移單元130，以控制該相移單元130的該相移量，使該自我注入鎖定振盪器110之該振盪訊號 S OSC 及該注入訊號 S inj 之間的相位差固定在0°或180°而能維持在最佳偵測點。由於本實施例之該相移單元130不僅相移由該訊號收發單元120接收之該注入訊號 S inj ，也相移由該輸出/注入埠115輸出之該振盪訊號 S OSC ，因此，本實施例之該相移單元130造成該振盪訊號 S OSC 及該注入訊號 S inj 的該相移量為相同偵測情況下該第一實施例之該相移單元130造成該注入訊號 S inj 的該相移量的一半。但相同地，該控制單元150輸出之該控制訊號 V c 亦正比於該頻率偏移訊號Δ f，故可根據該頻率偏移訊號Δ f對該控制訊號 V c 進行線性調整，使該相位追蹤自我注入鎖定雷達100維持在最佳偵測點。此外，該控制單元150輸出之該控制訊號 V c 也正比於該目標T之該相對位移Δ x，故可由該控制訊號 V c 計算出該目標T的相對位移Δ x及其包含的生命徵象資訊。
請參閱第3圖，為本發明之一第三實施例，其與該第一實施例的差異在於解調的方式及該解調單元140的結構，本實施例之該自我注入鎖定振盪器110經由該注入埠113電性連接該相移單元130以接收相移之該注入訊號 S inj ，使該自我注入鎖定振盪器110處於該自我注入鎖定狀態，且經由該輸出埠114電性連接該解調單元140以傳送該振盪訊號 S OSC 至該解調單元140。
本實施例之該解調單元140包括該混波器143及一第一功率分配器144，該第一功率分配器144電性連接該自我注入鎖定振盪器110之該輸出埠114以接收該振盪訊號 S OSC ，且該第一功率分配器144將該振盪訊號 S OSC 分為兩路，該訊號收發單元120之該發射元件121電性連接該功率分配器144以接收其中一路之該振盪訊號 S OSC 並將該振盪訊號 S OSC 發射為該無線訊號 S w 。
該接收元件122接收該反射訊號 S r 為該注入訊號 S inj ，一第二功率分配器160電性連接該訊號收發單元120之該接收元件122以接收該注入訊號 S inj ，該第二功率分配器160用以將該注入訊號 S inj 分為兩路，該解調單元140之該混波器143電性連接該第一功率分配器144及該第二功率分配器160以接收另一路之該振盪訊號 S OSC 及其中一路之該注入訊號 S inj ，且該混波器143對該振盪訊號 S OSC 及該注入訊號 S inj 進行混波而輸出該頻率偏移訊號Δ f，由於該注入訊號 S inj 可視為該振盪訊號 S OSC 經由該訊號收發單元120至該目標T再反射至該訊號收發單元120的延遲訊號，因此，本實施例之該解調單元140不用延遲元件就能對該振盪訊號 S OSC 進行頻率解調。
該相移單元130電性連接該第二功率分配器160以接收另一路之該注入訊號 S inj ，該相移單元130用以相移該注入訊號 S inj 並將相移之該注入訊號 S inj 注入該自我注入鎖定振盪器110使其處於該自我注入鎖定狀態。該控制單元150電性連接該混波器143以接收該頻率偏移訊號Δ f，該控制單元150根據該頻率偏移訊號Δ f輸出該控制訊號 V c 至該相移單元130，以控制該相移單元130的該相移量，使該自我注入鎖定振盪器110之該振盪訊號 S OSC 及該注入訊號 S inj 之間的相位差固定在0°或180°而能維持在最佳偵測點。由於該控制單元150輸出之該控制訊號 V c 亦正比於該頻率偏移訊號Δ f，故可根據該頻率偏移訊號Δ f對該控制訊號 V c 進行線性調整，使該相位追蹤自我注入鎖定雷達100維持在最佳偵測點。此外，該控制單元150輸出之該控制訊號 V c 也正比於該目標T之該相對位移Δ x，故可由該控制訊號 V c 計算出該目標T的相對位移Δ x及其包含的生命徵象資訊。
請參閱第4圖，為本發明之一第四實施例，其與第二實施例的差異在於解調的方式及該解調單元140的結構，本實施例之該自我注入鎖定振盪器110經由該輸出/注入埠115輸出該振盪訊號 S OSC 。
本實施例之該解調單元140具有該混波器143及一耦合器145，該耦合器145具有一第一埠145a、一第二埠145b、一第三埠145c及一第四埠145d，該耦合器145之該第一埠145a電性連接該自我注入鎖定振盪器110之該輸出/注入埠115以接收該振盪訊號 S OSC ，該耦合器145將該振盪訊號 S OSC 耦合至該第二埠145b及該第三埠145c，其中，耦合至該第二埠145b之該振盪訊號 S OSC 傳送至該相移單元130。
請參閱第4圖，該相移單元130用以相移該振盪訊號 S OSC ，該訊號收發單元120電性連接該相移單元130以接收相移之該振盪訊號 S OSC 並將其發射為該無線訊號 S w ，該訊號收發單元120接收該反射訊號 S r 為該注入訊號 S inj 並將其傳送至該相移單元130，該相移單元130也用以相移該注入訊號 S inj 並將相移之該注入訊號 S inj 傳送至該耦合器145之該第二埠145b。該耦合器145將該第二埠145b所接收之該注入訊號 S inj 耦合至該第一埠145a及該第四埠145d，其中耦合至該第一埠145a之該注入訊號 S inj 注入該自我注入鎖定振盪器110，使該自我注入鎖定振盪器110處於該自我注入鎖定狀態。
該混波器143電性連接該耦合器145之該第三埠145c及第四埠145d以接收耦合至該第三埠145c之該振盪訊號 S OSC 及耦合至該第四埠145d之該注入訊號 S inj 並進行混波以輸出該頻率偏移訊號Δ f。在本實施例中，該注入訊號 S inj 亦可視為該振盪訊號 S OSC 經由該訊號收發單元120至該目標T再反射至該訊號收發單元120的延遲訊號，故該解調單元140亦不用延遲元件就能對該振盪訊號 S OSC 進行頻率解調。該控制單元150電性連接該混波器143以接收該頻率偏移訊號Δ f，該控制單元150根據該頻率偏移訊號Δ f輸出該控制訊號 V c 至該相移單元130，以控制該相移單元130的該相移量，使該自我注入鎖定振盪器110之該振盪訊號 S OSC 及該注入訊號 S inj 之間的相位差固定在0°或180°而能維持在最佳偵測點。由於該控制單元150輸出之該控制訊號 V c 亦正比於該頻率偏移訊號Δ f，故可根據該頻率偏移訊號Δ f對該控制訊號 V c 進行線性調整，使該相位追蹤自我注入鎖定雷達100維持在最佳偵測點。此外，該控制單元150輸出之該控制訊號 V c 也正比於該目標T之該相對位移Δ x，故可由該控制訊號 V c 計算出該目標T的相對位移Δ x及其包含的生命徵象資訊。
請參閱第5及6圖，其為本發明之該相位追蹤自我注入鎖定雷達100之該第一實施例實際對位在雷達前方30 cm上半身前後擺動之一人體進行偵測而得之一位移波形圖及一位移頻譜圖，其中該相位追蹤自我注入鎖定雷達100發射之該無線訊號 S w 為頻率40 kHz、波長8.6 mm之超音波。請先參閱第5圖，由該位移波形圖之左邊縱軸可以看到測得該人體之最大位移為6.9 mm，對應圖中右邊縱軸為0.8超音波波長(λ)，可知本發明確實能夠克服傳統連續波雷達偵測移動中目標之位移超過八分之一波長(0.125 λ)時會有跨越最佳偵測點與零偵測點所產生的線性度問題。請參閱第6圖，為第5圖之該位移波形圖進行傅立葉轉換而得到之該位移頻譜圖，由圖中可明顯地分辨出3個不同之頻率成份，分別是0.21 Hz、0.58 Hz及1.42 Hz，由一般人之生命徵象的頻率可判斷0.21 Hz之頻率成份為該人體的呼吸頻率(每分鐘12.6次)，1.42 Hz之頻率成份為該人體的心跳頻率(每分鐘85.2次)，而0.58 Hz之頻率成份則可判斷為該人體上半身前後擺動之頻率(每分鐘34.8次)，且沒有發生傳統連續波雷達偵測移動中目標之位移超過0.125 λ時所產生之非線性交互調制現象，可知該相位追蹤自我注入鎖定雷達100確實能夠偵測移動中目標之生命徵象。
本發明屬於一種都普勒雷達，藉由相位追蹤技術使得該目標T能夠自動維持在最佳偵測點，能克服傳統連續波雷達偵測移動中目標所遭遇的零偵測點問題，再配合自我注入鎖定技術對於偵測微小位移的高靈敏度，可讓本發明之該相位追蹤自我注入鎖定雷達100適用於偵測移動中目標的生命徵象。
本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。
100:相位追蹤自我注入鎖定雷達 110:自我注入鎖定振盪器 111:第一輸出埠 112:第二輸出埠 113:注入埠 114:輸出埠 115:輸出/注入埠 120:訊號收發單元 121:發射元件 122:接收元件 130:相移單元 140:解調單元 141:功率分配器 142:延遲單元 143:混波器 144:第一功率分配器 145:耦合器 145a:第一埠 145b:第二埠 145c:第三埠 145d:第四埠 150:控制單元 160:第二功率分配器 S OSC :振盪訊號 S w :無線訊號 T:目標 S r :反射訊號 S inj :注入訊號 Δ f: 頻率偏移訊號 V c :控制訊號 S de :延遲訊號 Δ x:相對位移
第1圖：依據本發明之一第一實施例，一種相位追蹤自我注入鎖定雷達的電路圖。 第2圖：依據本發明之一第二實施例，一種相位追蹤自我注入鎖定雷達的電路圖。 第3圖：依據本發明之一第三實施例，一種相位追蹤自我注入鎖定雷達的電路圖。 第4圖：依據本發明之一第四實施例，一種相位追蹤自我注入鎖定雷達的電路圖。 第5圖：本發明之該第一實施例實際測得之一位移波形圖。 第6圖：本發明之該第一實施例實際測得之一位移頻譜圖。
100:相位追蹤自我注入鎖定雷達
110:自我注入鎖定振盪器
111:第一輸出埠
112:第二輸出埠
113:注入埠
120:訊號收發單元
121:發射元件
122:接收元件
130:相移單元
140:解調單元
141:功率分配器
142:延遲單元
143:混波器
150:控制單元
△x:相對位移
S OSC :振盪訊號
S w :無線訊號
S r :反射訊號
T:目標
S inj :注入訊號
S de :延遲訊號
△f:頻率偏移訊號
V c :控制訊號

Claims (11)

  1. 一種相位追蹤自我注入鎖定雷達，其包含： 一自我注入鎖定振盪器，用以產生一振盪訊號； 一訊號收發單元，耦接該自我注入鎖定振盪器以發射該振盪訊號為一無線訊號至一目標，且該訊號收發單元接收該目標反射之一反射訊號為一注入訊號，該注入訊號注入該自我注入鎖定振盪器，使該自我注入鎖定振盪器處於一自我注入鎖定狀態(Self-injection-locked state)； 一相移單元，耦接該訊號收發單元及該自我注入鎖定振盪器，該相移單元用以相移該注入訊號或該振盪訊號； 一解調單元，耦接該自我注入鎖定振盪器以接收該振盪訊號，該解調單元用以解調該振盪訊號而輸出一頻率偏移訊號；以及 一控制單元，耦接該解調單元以接收該頻率偏移訊號，且該控制單元根據該頻率偏移訊號輸出一控制訊號至該相移單元，以控制該相移單元相移該注入訊號或振盪訊號的一相移量，該相移量使該振盪訊號及該注入訊號之間維持固定的相位差。
  2. 如請求項1之相位追蹤自我注入鎖定雷達，其中該相移單元之該相移量使該自我注入鎖定振盪器之該振盪訊號及該注入訊號之間的相位差固定在0°或180°。
  3. 如請求項1或2之相位追蹤自我注入鎖定雷達，其中該自我注入鎖定振盪器具有一第一輸出埠、一第二輸出埠及一注入埠，該第一輸出埠電性連接該訊號收發單元以輸出該振盪訊號至該訊號收發單元，該訊號收發單元將該振盪訊號發射為該無線訊號，該第二輸出埠電性連接解調單元以輸出該振盪訊號至該解調單元，該相移單元電性連接訊號收發單元及該注入埠以相移來自該訊號收發單元之該注入訊號，相移後之該注入訊號注入該自我注入鎖定振盪器。
  4. 如請求項3之相位追蹤自我注入鎖定雷達，其中該解調單元具有一功率分配器、一延遲單元及一混波器，該功率分配器電性連接該第二輸出埠以接收該振盪訊號，且該功率分配器將該振盪訊號分為兩路，該延遲單元電性連接該功率分配器以接收其中一路之該振盪訊號並輸出一延遲訊號，該混波器電性連接該功率分配器及該延遲單元以接收另一路之該振盪訊號及該延遲訊號，且該混波器輸出該頻率偏移訊號。
  5. 如請求項1或2之相位追蹤自我注入鎖定雷達，其中該自我注入鎖定振盪器具有一輸出埠及一輸出/注入埠，該輸出埠電性連接該解調單元以輸出該振盪訊號至該解調單元，該輸出/注入埠電性連接該相移單元以輸出該振盪訊號至該相移單元，該相移單元相移該振盪訊號，該訊號收發單元接收相移之該振盪訊號並將其發射為該無線訊號，該訊號收發單元接收該反射訊號為該注入訊號並傳送至該相移單元，該相移單元相移該注入訊號並將相移之該注入訊號注入該輸出/注入埠。
  6. 如請求項5之相位追蹤自我注入鎖定雷達，其中該解調單元具有一功率分配器、一延遲單元及一混波器，該功率分配器電性連接該輸出埠以接收該振盪訊號，且該功率分配器將該振盪訊號分為兩路，該延遲單元電性連接該功率分配器以接收其中一路之該振盪訊號並輸出一延遲訊號，該混波器電性連接該功率分配器及該延遲單元以接收另一路之該振盪訊號及該延遲訊號，且該混波器輸出該頻率偏移訊號。
  7. 如請求項1或2之相位追蹤自我注入鎖定雷達，其中該自我注入鎖定振盪器具有一輸出埠及一注入埠，該輸出埠電性連接該解調單元以傳送該振盪訊號至該解調單元，該注入埠電性連接該相移單元以接收相移之該注入訊號。
  8. 如請求項7之相位追蹤自我注入鎖定雷達，其中該解調單元具有一第一功率分配器及一混波器，該第一功率分配器電性連接該輸出埠以接收該振盪訊號，且該第一功率分配器將該振盪訊號分為兩路，該訊號收發單元電性連接該功率分配器以接收其中一路之該振盪訊號並將該振盪訊號發射為該無線訊號，一第二功率分配器電性連接訊號收發單元以接收該注入訊號，該第二功率分配器用以將該注入訊號分為兩路，該混波器電性連接該第一功率分配器及該第二功率分配器以接收另一路之該振盪訊號及其中一路之該注入訊號，且該混波器輸出該頻率偏移訊號，該相移單元電性連接該第二功率分配器以相移另一路之該注入訊號。
  9. 如請求項1或2之相位追蹤自我注入鎖定雷達，其中該自我注入鎖定振盪器具有一輸出/注入埠，該解調單元具有一耦合器及一混波器，該輸出/注入埠電性連接該耦合器之一第一埠以傳送該振盪訊號至該耦合器之該第一埠，該耦合器將該振盪訊號耦合至一第二埠及一第三埠，耦合至該第二埠之該振盪訊號傳送至該相移單元，該相移單元相移該振盪訊號，該訊號收發單元接收相移之該振盪訊號並將其發射為該無線訊號，該訊號收發單元接收該反射訊號為該注入訊號並傳送至該相移單元，該相移單元相移該注入訊號並將相移之該注入訊號傳送至該第二埠，該耦合器將該注入訊號耦合至該第一埠及一第四埠，耦合至該第一埠之該注入訊號注入該自我注入鎖定振盪器，該混波器電性連接該耦合器之該第三埠及該第四埠以接收耦合至該第三埠之該振盪訊號及耦合至該第四埠之該注入訊號，且該混波器輸出該頻率偏移訊號。
  10. 如請求項1或2之相位追蹤自我注入鎖定雷達，其中該控制單元輸出之該控制訊號與該解調單元輸出之該頻率偏移訊號的關係式為：
    Figure 03_image021
    其中正號與負號分別在該自我注入鎖定振盪器之該振盪訊號及該注入訊號之間的相位差為0°與180°的條件下，
    Figure 03_image023
    為該控制訊號，
    Figure 03_image025
    為該頻率偏移訊號，
    Figure 03_image003
    為該自我注入鎖定振盪器的一注入鎖定範圍(Locking range)，
    Figure 03_image017
    為該相移單元的一相位調整增益。
  11. 如請求項1之相位追蹤自我注入鎖定雷達，其中該訊號收發單元可為一電磁波天線、一聲波傳感器或一光收發器。
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