超宽带雷达收发器及其运作方法技术

技术编号:24166279 阅读:64 留言:0更新日期:2020-05-16 01:33
一种超宽带雷达收发器及其运作方法。超宽带雷达收发器包括接收模组。接收模组包括I/Q信号产生电路、第一感测电路以及第二感测电路。I/Q信号产生电路接收M个连续回波信号,并据以产生M个同相信号及M个正交相位信号,其中M为大于1的整数。第一感测电路耦接I/Q信号产生电路以接收M个连续同相信号,用以对M个连续同相信号进行积分处理以及模拟数字转换以产生第一数字数据。第二感测电路耦接I/Q信号产生电路以接收M个连续正交相位信号,用以对M个连续正交相位信号进行积分处理以及模拟数字转换以产生第二数字数据。

UWB radar transceiver and its operation method

【技术实现步骤摘要】
超宽带雷达收发器及其运作方法
本专利技术是有关于一种雷达技术,且特别是有关于一种超宽带雷达收发器及其运作方法。
技术介绍
超宽带雷达具有极大带宽的特点,其可借由发送脉冲信号并接收回波信号来侦测短距离的对象。由于超宽带雷达所发送的脉冲信号及所接收的回波信号的脉波宽度极小,致使回波信号难以被数字化以进行后续的数字信号处理。一般的作法是,可于超宽带雷达中设置极高速的模拟数字转换器以将回波信号数字化。然而,极高速的模拟数字转换器不仅耗电,更会增加超宽带雷达的硬件成本。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供一种超宽带雷达收发器及其运作方法,可有效降低回波信号的数字化的困难度。本专利技术的超宽带雷达收发器用以侦测特定距离范围内的空间信息。超宽带雷达收发器包括接收模组。接收模组用以接收M个连续回波信号,并据以分别产生第一数字数据及第二数字数据,其中M为大于1的整数。接收模组包括I/Q信号产生电路、第一感测电路以及第二感测电路。I/Q信号产生电路用以根据M个连续回波信号产生M个连续同相信号及M个连续正交相位信号。第一感测电路耦接I/Q信号产生电路以接收M个连续同相信号,用以对M个连续同相信号进行累积处理以及模拟数字转换以产生第一数字数据。第二感测电路耦接I/Q信号产生电路以接收M个连续正交相位信号,用以对M个连续正交相位信号进行积分处理以及模拟数字转换以产生第二数字数据。第一感测电路包括第一积分电路、第一低通滤波电路以及第一模拟数字转换电路。第一积分电路用以对M个连续同相信号进行积分处理而分别产生M个连续第一积分信号。第一低通滤波电路耦接第一积分电路以接收M个连续第一积分信号,且对M个连续第一积分信号进行低通滤波及信号累积以产生一第一滤波信号。第一模拟数字转换电路耦接第一低通滤波电路以接收第一滤波信号,且对第一滤波信号进行模拟数字转换以产生第一数字数据。第二感测电路包括第二积分电路、第二低通滤波电路以及第二模拟数字转换电路。第二积分电路用以对M个连续正交相位信号进行积分处理而分别产生M个连续第二积分信号。第二低通滤波电路耦接第二积分电路以接收M个连续第二积分信号,且对M个连续第二积分信号进行低通滤波及信号累积以产生第二滤波信号。第二模拟数字转换电路耦接第二低通滤波电路以接收第二滤波信号,且对第二滤波信号进行模拟数字转换以产生第二数字数据。第一数字数据及第二数字数据与上述空间信息有关。本专利技术的超宽带雷达收发器的运作方法用以侦测特定距离范围内的空间信息。此运作方法包括以下步骤。接收M个连续回波信号,且根据M个连续回波信号产生M个连续同相信号及M个连续正交相位信号。对M个连续同相信号进行积分处理而分别产生M个连续第一积分信号,且对M个连续正交相位信号进行积分处理而分别产生M个连续第二积分信号。对M个连续第一积分信号进行低通滤波及信号累积处理以产生第一滤波信号,且对M个连续第二积分信号进行低通滤波及信号累积以产生第二滤波信号。对第一滤波信号进行模拟数字转换以产生第一数字数据,且对第二滤波信号进行模拟数字转换以产生第二数字数据,其中M为大于1的整数。第一数字数据及第二数字数据与上述空间信息有关。为让本专利技术的上述特征能更明显易懂,下文特举实施例,并配合所附图式作详细说明如下。附图说明图1是依照本专利技术一实施例所绘示的超宽带雷达收发器的侦测示意图。图2是依照本专利技术一实施例所绘示的超宽带雷达收发器的电路模块示意图。图3A是依照本专利技术一实施例所绘示的第一感测电路的电路模块示意图。图3B是依照本专利技术一实施例所绘示的第二感测电路的电路模块示意图。图3C是依照本专利技术一实施例所绘示的第一积分电路及第二积分电路的电路架构示意图。图4A是依照本专利技术另一实施例所绘示的超宽带雷达收发器的电路模块示意图。图4B是依照本专利技术一实施例所绘示的图4A的超宽带雷达收发器的细节电路示意图。图5是依照本专利技术一实施例所绘示的超宽带雷达收发器的侦测运作示意图。图6是依照本专利技术一实施例所绘示的超宽带雷达收发器对一距离处的连续两次感测运作的信号时序示意图。图7是依照本专利技术一实施例所绘示的超宽带雷达收发器的管线化运作的示意图。图8是依照本专利技术另一实施例所绘示的超宽带雷达收发器的管线化运作的示意图。图9是依照本专利技术一实施例所绘示的超宽带雷达收发器的运作方法的步骤流程示意图。【符号说明】100、100’:超宽带雷达收发器120:天线模组121:天线123:切换电路140:发射模组141:脉宽信号产生电路143:混频电路1431:上变频混频器1433:功率放大器160、160’:接收模组161:第一感测电路1611:第一积分电路1615:第一低通滤波电路1619:第一模拟数字转换电路162:第二感测电路1621:第二积分电路1625:第二低通滤波电路1629:第二模拟数字转换电路163:I/Q信号产生电路1631:低噪声放大器电1633:下变频混频器164:控制器180:本地振荡器900:特定距离范围C1、CH:电容器CHS:保持控制信号CIS:积分控制信号CRS:重置控制信号CW:载波信号CW’:正交载波信号DAI、DAI_1~DAI_K:第一数字数据DAQ、DAQ_1~DAQ_K:第二数字数据DR_1~DR_K:距离处GND:接地电压端MX1:第一混频器MX2:第二混频器OP:运算放大器PSH:移相器PWS:脉宽信号R1、RK:距离S910、S920、S930、S940:步骤SC_11~SC_1M、SC_21~SC_2M、SC_K1~SC_KM:感测运作SH0-I:第一积分信号SH0-Q:第二积分信号SH1-I:第一滤波信号SH1-Q:第二滤波信号SI、SI1、SI2:同相信号SQ、SQ1、SQ2:正交相位信号SRX:回波信号STX、STX1、STX2:脉冲信号SW1、SW2、SW3:开关T11~T15、T21~T25、T31:时间点TD1:第一时间长度TRST:重置时间区间TRW:预设时间区间TX、RX、INTG_11~INTG_1M、LPF_11~LPF1M、ADC_1、INTG_21~INTG_2M、LPF_21~LPF2M、ADC_2:阶段Vref:参考电压具体实施方式为了使本专利技术的内容可以被更容易明了,以下特举实施例做为本专利技术确实能够据以实施的范例。另外,凡可能之处,在附图及实施方式中使用相同标号的组件/构件,是代表相同或类似部件。图1是依照本专利技术一实施例所绘示的超宽带雷达收发器的侦测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超宽带雷达收发器,用以侦测一特定距离范围内的空间信息,其特征在于,该超宽带雷达收发器包括:/n一接收模组,用以接收M个连续回波信号,并据以分别产生一第一数字数据及一第二数字数据,其中M为大于1的整数,该接收模组包括:/n一I/Q信号产生电路,用以根据该M个连续回波信号产生M个连续同相信号及M个连续正交相位信号;/n一第一感测电路,耦接该I/Q信号产生电路以接收该M个同相信号,用以对该M个同相信号进行积分处理以及模拟数字转换以产生该第一数字数据;以及/n一第二感测电路,耦接该I/Q信号产生电路以连续接收该M个正交相位信号,用以对该M个连续正交相位信号进行积分处理以及模拟数字转换以产生该第二数字数据;/n其中该第一感测电路包括:/n一第一积分电路,用以对该M个连续同相信号进行积分处理而分别产生M个连续第一积分信号;/n一第一低通滤波电路,耦接该第一积分电路以接收该M个连续第一积分信号,且对该M个连续第一积分信号进行滤波及信号累积以产生一第一滤波信号;以及/n一第一模拟数字转换电路,耦接该第一低通滤波电路以接收该第一滤波信号,且对该第一滤波信号进行模拟数字转换以产生该第一数字数据;/n其中该第二感测电路包括:/n一第二积分电路,用以对该M个连续正交相位信号进行积分处理而分别产生M个连续第二积分信号;/n一第二低通滤波电路,耦接该第二积分电路以接收该M个连续第二积分信号,且对该M个连续第二积分信号进行滤波及信号累积以产生一第二滤波信号;以及/n一第二模拟数字转换电路,耦接该第二低通滤波电路以接收该第二滤波信号,且对该第二滤波信号进行模拟数字转换以产生该第二数字数据;/n其中,该第一数字数据及该第二数字数据与该空间信息有关。/n...

【技术特征摘要】
20181108 TW 1071397261.一种超宽带雷达收发器,用以侦测一特定距离范围内的空间信息,其特征在于,该超宽带雷达收发器包括:
一接收模组,用以接收M个连续回波信号,并据以分别产生一第一数字数据及一第二数字数据,其中M为大于1的整数,该接收模组包括:
一I/Q信号产生电路,用以根据该M个连续回波信号产生M个连续同相信号及M个连续正交相位信号;
一第一感测电路,耦接该I/Q信号产生电路以接收该M个同相信号,用以对该M个同相信号进行积分处理以及模拟数字转换以产生该第一数字数据;以及
一第二感测电路,耦接该I/Q信号产生电路以连续接收该M个正交相位信号,用以对该M个连续正交相位信号进行积分处理以及模拟数字转换以产生该第二数字数据;
其中该第一感测电路包括:
一第一积分电路,用以对该M个连续同相信号进行积分处理而分别产生M个连续第一积分信号;
一第一低通滤波电路,耦接该第一积分电路以接收该M个连续第一积分信号,且对该M个连续第一积分信号进行滤波及信号累积以产生一第一滤波信号;以及
一第一模拟数字转换电路,耦接该第一低通滤波电路以接收该第一滤波信号,且对该第一滤波信号进行模拟数字转换以产生该第一数字数据;
其中该第二感测电路包括:
一第二积分电路,用以对该M个连续正交相位信号进行积分处理而分别产生M个连续第二积分信号;
一第二低通滤波电路,耦接该第二积分电路以接收该M个连续第二积分信号,且对该M个连续第二积分信号进行滤波及信号累积以产生一第二滤波信号;以及
一第二模拟数字转换电路,耦接该第二低通滤波电路以接收该第二滤波信号,且对该第二滤波信号进行模拟数字转换以产生该第二数字数据;
其中,该第一数字数据及该第二数字数据与该空间信息有关。


2.如权利要求1所述的超宽带雷达收发器,其特征在于,其中该特定距离范围包括一第一距离处,且该第一积分电路开始对该M个连续同相信号进行积分处理的一时间点以及该第二积分电路开始对该M个连续正交相位信号进行积分处理的该时间点与该超宽带雷达收发器至该第一距离处的距离有关。


3.如权利要求1所述的超宽带雷达收发器,其特征在于,其中该接收模组还包括:
一控制器,耦接该第一感测电路及该第二感测电路,用以控制该第一感测电路及该第二感测电路中的任一者的运作。


4.如权利要求3所述的超宽带雷达收发器,其特征在于,还包括:
一天线模组;以及
一发射模组,耦接该天线模组,用以透过该天线模组依序地发送M个连续脉冲信号于一空间,
其中该接收模组耦接该天线模组,用以透过该天线模组依序地接收该M个连续脉冲信号分别于该空间中变化后的该M个回波信号。


5.如权利要求4所述的超宽带雷达收发器,其特征在于,其中:
在该M个连续脉冲信号其中的第N个脉冲信号开始发送的一第一时间长度之后的一预设时间区间内,该控制器控制该第一积分电路及该第二积分电路分别接收该默认时间区间内的该M个连续同相信号其中的第N个同相信号及该M个连续正交相位信号其中的第N个正交相位信号,且该第一积分电路及该第二积分电路分别对该默认时间区间内的该第N个同相信号及该第N个正交相位信号进行积分以产生该M个连续第一积分信号其中的第N个第一积分信号及该M个连续第二积分信号其中的第N个第二积分信号,分别对该第N个第一积分信号及该第N个第二积分信号进行保持,并将该第N个第一积分信号与该第N个第二积分信号分别输出至该第一低通滤波电路与该第二低通滤波电路,其中N为大于1且小于或等于M的整数;
该控制器控制该第一低通滤波电路将该M个连续第一积分信号依序累积以产生该第一滤波信号,且该控制器控制该第二低通滤波电路将该M个连续第二积分信号依序累积以产生该第二滤波信号。


6.如权利要求5所述的超宽带雷达收发器,其特征在于,其中在该预设时间区间之外,该控制器重置该第一积分电路及该第二积分电路。


7.如权利要求5所述的超宽带雷达收发器,其特征在于,其中该超宽带雷达收发器根据不同的该第一时间长度而取得对应于该特定距离范围内的不同距离处的该第一数字数据及该第二数字数据。


8.如权利要求5所述的超宽带雷达收发器,其特征在于,其中:
当该第一低通滤波电路对该M个连续第一积分信号其中的第L个第一积分信号进行信号累积,且该第二低通滤波电路对该M个连续第二积分信号其中的第L个第二积分信号进行信号累积时,该第一积分电路对该默认时间区间内的该M个连续同相信号中的第(L+1)个同相信号进行积分并对该M个连续第一积分信号其中的第(L+1)个第一积分信号进行保持,且该第二积分电路对该默认时间区间内的该M个连续正交相位信号中的第(L+1)个正交相位信号进行积分并对该M个连续第二积分信号其中的第(L+1)个第二积分信号进行保持,其中L为大于1且小于M的整数。


9.如权利要求8所述的超宽带雷达收发器,其特征在于,其中:
该特定距离范围包括第一距离处及第二距离处,当该第一低通滤波电路对该第一距离处的该M个连续第一积分信号其中的最后一个第一积分信号进行信号累积,且该第二低通滤波电路对该第一距离处的该M个连续第二积分信号其中的最后一个第二积分信号进行信号累积时,该第一积分电路对该第二距离处的该预设时间区间内的该M个连续同相信号中的第一个同相信号进行积分并对该第二距离处的该M个连续第一积分信号其中的第一个第一积分信号进行保持,且该第二积分电路对该第二距离处的该预设时间区间内的该M个连续正交相位信号中的第一个正交相位信号进行积分并对该第二距离处的该M个连续第二积分信号其中的第一个第二积分信号进行保持。


10.如权利要求9所述的超宽带雷达收发器,其特征在于,其中:
当该第一模拟数字转换电路对该第一距离处的该第一滤波信号进...

【专利技术属性】
技术研发人员:纪翔峰
申请(专利权)人:立积电子股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾;71

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