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频率侦测器

阅读:1071发布:2020-05-19

IPRDB可以提供频率侦测器专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本发明涉及一宽带频率侦测器,更具体地涉及,可侦测所有可引导安全车辆操作的信号以及雷达信号以判定车辆速度的频率侦测器。为此,根据本发明的宽带频率侦测器,包括:一喇叭天线,以接收具有特定频率的信号;一第一放大器,以接收来自该喇叭天线的具有特定频率的该信号;一混波单元,以接收来自该第一放大器的该信号,及由该第一放大器将该信号低噪声放大;一第二放大器,与该第一放大器平行排列,并且在低噪声放大自该喇叭天线接收的信号后,将该信号传送至该混波单元,其中该第二放大器包含一晶体管,一第一微波电路单元,用来将该喇叭天线与该晶体管之间的阻抗作匹配。,下面是频率侦测器专利的具体信息内容。

1.一种宽带频率侦测器,其特征在于,包括:

一第一放大器,被配置为从一喇叭天线接收具有特定频率的信号;

一混波单元,被配置为从该第一放大器接收经过低噪声放大的该信号;及一第二放大器,与该第一放大器并联排列,并且被配置为在低噪声放大来自该喇叭天线的该信号后,将该信号传送至该混波单元,其中该第二放大器包括一晶体管及一第一微波电路单元,该第一微波电路单元用来将该喇叭天线与该晶体管之间的阻抗作匹配。

2.一种宽带频率侦测器,其特征在于,包括:

一喇叭天线,被配置为接收具有特定频率的信号;

一第一放大器,被配置为接收来自该喇叭天线的具有特定频率的该信号;

一混波单元,被配置为接收来自该第一放大器的经过低噪声放大的该信号;及一第二放大器,与该第一放大器并联排列,并且被配置为低噪声放大来自该喇叭天线的该信号后,将该信号传送至该混波单元,其中该第二放大器包括一晶体管及一第一微波电路单元,该第一微波电路单元用来将该喇叭天线与该晶体管之间的阻抗作匹配。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的宽带频率侦测器,其特征在于,进一步包括一开关控制单元,该开关控制单元被配置为控制该第一放大器及该第二放大器,使得接收的来自该喇叭天线的该信号由该第一放大器或该第二放大器所接收。

4.根据权利要求3所述的宽带频率侦测器,其特征在于,该第一放大器为一单晶微波集成电路低噪声放大器(MMIC LNA),而该第二放大器为一拟晶式高电子迁移率晶体管低噪声放大器(PHEMT LNA)。

5.根据权利要求4所述的宽带频率侦测器,其特征在于,该第一放大器被配置为将Ka波段频率信号进行低噪声放大,而该第二放大器被配置为将K波段或X波段频率信号进行低噪声放大。

6.根据权利要求5所述的宽带频率侦测器,其中,该第二放大器包括:一第一微波电路单元,被配置为将该喇叭天线与该晶体管之间的阻抗作匹配;

一第二微波电路单元,被配置为将该晶体管与该混波单元之间的阻抗作匹配;

一第一频率截止单元,连接到该第一微波电路单元,并且被配置为截止具有一预设频率范围的信号;及一第二频率截止单元,连接到该第二微波电路单元,并且被配置为截止具有预设频率范围的信号,其特征在于:该第一微波电路单元被配置为将具有预设频率范围的信号传送至该晶体管,及该第二微波电路单元被配置为将具有预设频率范围的信号传送至该混波单元。

说明书全文

频率侦测器

技术领域

[0001] 本发明关于一种宽带频率侦测器,尤指,一种可侦测所有可引导安全车辆操作并侦测雷达信号以判定车辆速度的信号的频率侦测器。

背景技术

[0002] 先进国家投入了相当多的心力在安全车辆操作上,藉由不同微波频率及激光来操作使用各种测速器,并使用传送器来通知各种危险的道路状况以达到事前安全警示的目的。尤其在美国,该类测速器及侦测器是被合法许可的。
[0003] 使用于该类测量器与侦测器的信号形式会依所使用的设备而异,其使用如下所述。
[0004] 换句话说,用来防止车辆超速的测速枪利用X波段(10.525GHz)、Ku波段(13.450GHz)、K波段(24.150GHz)、超宽Ka波段(多样地分布于33.000GHz及36.000GHz之间)、及激光(800nm及1100nm之间的波长);安全警示系统会利用24.070GHz及24.230GHz之间的频率提供安全车辆操作道路信息,并传送“铁路平交道”、“施工中”、及“紧急车辆”三种信息;及安全警告系统会利用24.075GHz及24.125GHz之间的频率,并传送包含“起雾区”、“施工中”、“校区”、“减速”等等64种编码信息。
[0005] 上述安全相关收发器系统当金相当盛行于美国,且也扩及到全世界,并预期会与未来智能型运输系统(ITS)密切相关。
[0006] 上述所有的频率与其使用皆受美国联邦通信委员会(FCC)所规范。
[0007] 图1绘示一传统宽带雷达侦测器。如图1所示,该宽带雷达侦测器包括:一喇叭天线10;一信号处理单元20,以侦测由该喇叭天线10所接收的信号;一激光模块30,以接收激光信号;一中央处理单元40,以控制侦测来自该信号处理单元20及该激光模块30的信号;一显现装置50,以视觉显示该侦测信号;及一声音装置60,经由声音放大单元61以声音来呈现该侦测信号;并且,接收9个频率波段的信号包含X、VG2、Ku、K、SA、SWS、超宽Ka、及激光,且依用户状态将接收信号以一最适合的方式输出,藉以协助使用者进行安全车辆操作。
[0008] 此外,虽然Ka波段频率可由传统以MMIC为基础可接收24GHz及36GHz之间频率的宽带雷达侦测器所侦测,然而,X波段、VG2波段及Ku波段频率却无法被侦测。因此,目前亟需一种在使用MMIC的情况下可侦测宽带频率的宽带频率侦测器。

发明内容

[0009] 技术问题
[0010] 本发明一目的在于提供一种可侦测多个频率波段的宽带侦测器。
[0011] 本发明另一目的在于提供一种可使用一单一频率侦测器来侦测不只X波段频率还有K波段或Ka波段频率的侦测方法。
[0012] 本发明再一目的在于提供一频率侦测器,其可快速将X波段频率偏移至K波段或Ka波段频率并侦测其所欲频率。
[0013] 本发明再一目的在于提供一频率侦测器,其可快速将K波段或Ka波段频率偏移至X波段频率并侦测其所欲频率。
[0014] 解决技术问题的技术方案
[0015] 为了达成上述目的,本发明揭示一种宽带频率侦测器,其特征在于包括:一喇叭天线,以接收具有特定频率的信号;一第一放大器,以接收来自该喇叭天线具有特定频率的该信号;一混波单元,以接收来自该第一放大器的该信号,及将该信号低噪声放大;一第二放大器,与该第一放大器平行排列,在低噪声放大来自该喇叭天线的信号后,将该信号传送至该混波单元,其中该第二放大器包含一晶体管,一第一微波电路单元,用来将该喇叭天线与该晶体管之间的阻抗作匹配。
[0016] 本发明的有益效果
[0017] 本发明的宽带频率侦测器可使用一单一频率侦测器来侦测X波段频率及K波段或甚至Ka波段的频率。此外,本发明的宽带频率侦测器具有可将任何操作频率快速由一特定频率波段偏移至一不同频率波段及使用一多局部振荡单元及一切换器来侦测其所欲频率的优点。

附图说明

[0018] 图1绘示一传统宽带雷达侦测器。
[0019] 图2绘示依据本发明一实施例的一宽带频率侦测器之架构方块图。
[0020] 图3绘示依据本发明一实施例的pHEMT LNA之架构方块图。
[0021] 图4绘示依据本发明一实施例用以控制来自该第一局部振荡单元的输出信号之电压波形。
[0022] 图5为一信号的波形以控制该第二局部振荡单元及该第三局部振荡单元。
[0023] 图6为依据本发明一实施例用于X/K波段LNA及Ka波段LNA的一控制波形。

具体实施方式

[0024] 如上所述,本发明的额外特征将通过参照附图的优选示例性实施方式而变得显然。在下文中,将消息描述本发明,以让本领域的技术人员通过这些示例性实施方式可以清楚明了并据以实施。
[0025] 图2绘示依据本发明一实施例的一宽带频率侦测器之架构方块图。依照本发明一实施例的一宽带频率侦测器的架构将参照图2在此予以详述。
[0026] 来自外部具有特定频率的信号将由一喇叭天线200进行接收。如所述,本发明的喇叭天线200可接收具有宽带的频率。一般来说,该喇叭天线200的接收频率范围介于10GHz及36GHz之间。
[0027] 由该喇叭天线200所接收的信号将传送到单晶微波集成电路(在此简称为MMIC)低噪声放大器(在此简称为LNA)202,即该第一放大器,及传送到拟晶式高电子迁移率晶体管(在此简称为pHEMT)低噪声放大器204,即该第二放大器。该MMIC LNA 202是用来接收具有Ka波段频率范围的频率,而pHEMT LNA 204则用来侦测K波段频率范围及X波段频率范围。换句话说,MMIC LNA 202会将具有Ka波段频率范围的信号在放大后输出,而pHEMT LNA 204会将具有X波段及K波段频率范围的信号在放大后输出。更明确的说,pHEMT LNA204用于侦测频率介于10及26GHz的信号,而MMIC LNA 202则是用来侦测频率超过26GHz的信号。
[0028] 此外,MMIC LNA 202及pHEMT LNA 204从喇叭天线200接收一信号,并同时从开关控制单元216接收一控制信号。开关控制单元216使用该控制信号来控制MMICLNA 202及pHEMT LNA 204的操作。换句话说,开关控制单元216会控制MMIC LNA 202及pHEMT LNA204是否应被操作与否。
[0029] 由MMIC LNA 202及pHEMT LNA 204所输出的信号将传送到该第一混波单元206。该第一混波单元206会输出具有第一中间频率范围的一信号,该信号为来自MMIC LNA 202及pHEMT LNA 204的信号与来自该第一LNA 208的信号之混合。换句话说,该第一混波单元206会将来自MMIC LNA 202的信号及来自pHEMT LNA 204的信号与来自该第一LNA208的信号之频率混合为1GHz。
[0030] 该第一LNA 208会将产生自该第一局部振荡单元212具有预设频率范围的信号放大,并将放大信号传送至该第一混波单元206。
[0031] 该第一局部振荡单元212会藉由产生自扫掠控制单元214的DAC扫掠电压波形来控制(重新调整)电压以改变频率。该第一局部振荡单元212会依据重新调整的电压来产生频率,且当接收一如同在白噪声中的适当信号时,其可经由扫掠电压控制产生可靠白噪声脉冲,并消除中频率及高频率噪声。
[0032] 来自该第一混波单元206的输出信号将传送到该第二LNA 210。该第二LNA 210将所接收具有低噪声的信号放大并将该信号传送至该第三LNA 218。该第三LNA218将所接收具有低噪声的信号放大并将该信号传送至该第四LNA 220。该第四LNA 220将所接收具有低噪声的信号放大并将该信号传送至该第二混波单元224。图2绘示由该第二LNA至该第四LNA之信号传送,但不限于此。换句话说,LNA的数量可因宽带频率侦测器的特性而有所不同。
[0033] 该第二混波单元224依据来自用于接收所有具有宽带频率的传送信号的该第二局部振荡单元226或该第三局部振荡单元228的振荡频率当中接收信号的波段将该第一中间频率转换成该第二中间频率。
[0034] 该第二局部振荡单元226藉由中央处理单元所输出的脉冲来输出频率由550MHz至650MHz的信号,而该第三局部振荡单元228则输出频率由1500MHz至2000MHz的信号。
[0035] 根据现有技术,当接收到一信号,其振荡频率将被固定,使得在接收另一信号时,无法进行侦测直到先前的接收信号消失,或在一特定期间内对频率进行扫描;然而,如前所述,本发明在接收一特定频率波段内的一信号时,可藉由控制由该第一局部振荡单元至该第三局部振荡单元的振荡频率来在不同频率波段内快速接收信号。因此,本发明可藉由在中央处理单元中快速设定接收信号的优先级来消除实际上无意义的信号范围。
[0036] 由该第二混波单元224所输出的信号将传送到该第二滤波器230。在接收信号中,只有10MHz的信号可穿过该第二滤波器230并传送到解调单元232。接收信号藉由解调单元232来侦测并传送到该第三滤波器234或该第四滤波器236。低频率范围的信号会从该第三滤波器234穿过以测量接收信号的RSSI;而预设频率范围的信号则会从该第四滤波器236穿过并传送至中央处理单元238。
[0037] 此外,本发明的宽带频率侦测器包含一显示单元246以显示侦测器的操作情况或其他必要信息,一输入单元244以输入必要信息,及一声音输出单元242以输出侦测器的操作情况或其他必要信息。此外,该宽带频率侦测器包含一储存单元240以储存驱动宽带频率侦测器所需的信息或其他必要信息。
[0038] 图3绘示依据本发明一实施例的pHEMT LNA之架构方块图。依照本发明一实施例的一pHEMT LNA的架构将参照图3在此予以详述。
[0039] 依据图3,LNA的架构包含一微电路单元(M/C)、晶体管(TR)、及一频率截止单元。当然本发明不限于先前所述的架构,而亦可包含其他架构。
[0040] 该第一微波电路单元300接收由喇叭天线200所接收的信号。
[0041] 该第一频率截止单元306连接到该第一微波电路单元300,并截止具有一预设频率范围的信号,且让该第一微波电路单元300的输出信号可被传送到晶体管302。
[0042] 由该第一微波电路单元300所输出的信号将输入到晶体管302的闸极。晶体管302的源极接地,而汲极则连接到该第二微波电路单元304。该第二微波电路单元304的一端连接到频率截止单元308而另一端则连接到混波单元206。在此将详述pHEMT LNA中所进行的操作。
[0043] 该第一微波电路单元300会将输入信号的阻抗与晶体管302的阻抗作匹配。亦或该第一微波电路单元300会将输入信号的电压与晶体管302的电压作匹配。
[0044] 该第一频率截止单元306会将该第一微波电路单元300输入信号当中具有特定频率的信号予以截止。换句话说,该第一频率截止单元306让具有特定频率的信号可被传送到晶体管302,并防止具有其他于特定频率的频率的信号被传送到晶体管302。如上所述,该第一频率截止单元306会将具有10GHz及26GHz之间的频率的信号传送至晶体管302,并防止具有10GHz及26GHz之间的频率的信号被传送到地面。
[0045] 该第二微波电路单元304会将晶体管302输出信号的阻抗与混波单元206的阻抗作匹配。
[0046] 该第二频率截止单元308会将该第二微波电路单元304输入信号当中具有特定频率的信号予以截止。换句话说,第二频率截止单元308让具有率的信号可被传送到混波单元206,并防止具有其他于特定频率的频率的信号被传送到混波单元206。如上所述,第二频率截止单元308会将具有10GHz至26GHz之间的频率的信号传送至混波单元206,并防止具有10GHz至26GHz之间的频率的信号被传送到电源供应器(Vcc)。
[0047] 依据本发明,该第一频率截止单元306及该第二频率截止单元308连接到开关控制单元。换句话说,该第一频率截止单元306及该第二频率截止单元308会依据来自开关控制单元的控制指令截止具有一预设频率范围的信号。
[0048] 图4绘示依据本发明一实施例用以控制来自该第一局部振荡单元的输出信号之电压波形。在经由调频过程预先将对应于频率的值作适当地设定后,电压的最大及最小值将储存于内存。本发明藉由进行周期性连续的短扫掠(150至153)以增加侦测的可能性来侦测产生自“瞬间脉冲方法”的都卜勒信号。在本发明中,为了调整各个频率可以被侦测的接收灵敏度,调整从中央处理单元所输出的电压(DAC电压)的斜率,原则上,接收灵敏度会随着斜率越陡而减少并随着斜率的降低而增加。换句话说,DAC电压用于该第一振荡单元且于该第一混波单元中与输入频率进行混合,其中此过程的操作时间会因灵敏度而有所差异,且其受扫掠斜率所控制。
[0049] 使用此原则,当操作反应速度调整为正常时,对于灵敏度应为最大的频率范围(除了33.8GHz、34.7GHz、及24.150GHz的频率范围之外),其扫掠的斜率会减少。
[0050] 同时,对于灵敏度会或多或少减少的频率,短信号却可应用的情况下,扫掠的斜率最好设成陡,而足以满足该频率的频率范围将被连续而又快速地掠扫数次,藉以增加频率接收速度。
[0051] 图5为一信号的一波形以控制该第二局部振荡单元及该第三局部振荡单元。依据图5,用以控制该第二局部振荡单元或该第三局部振荡单元的信号会控制用以与该第一中间频率进行混合的频率,且其储存于中央处理单元内一可程序化的闪存中,以个别选择局部振荡频率。
[0052] 图6为依据本发明一实施例用于X/K波段LNA(pHEMT LNA)及Ka波段LNA(MMIC LNA)的一控制波形。依据图5,在侦测K/X波段信号的扫掠期间中,只有用于K/X波段的LNA会进行操作,藉以主要防止因误将Ka波段信号引入到K/X波段信号的测试期间所造成的错误的操作。在Ka波段的测试期间中,用于K/X波段的LNA将被关闭且只有将用于Ka波段的LNA开启。
[0053] 虽然本发明已经参照如在附图中示出的一个实施方式进行了描述,但这仅是示例性的,并且本领域的技术人员将理解,来自上述公开内容的各种变型和等同的其他示例实施方式也是可行的。
[0054] (符号说明)
[0055] 200:喇叭天线
[0056] 202:MMIC LNA
[0057] 204:pHEMT LNA
[0058] 206:第一混波单元
[0059] 208:第一LNA
[0060] 210:第二LNA
[0061] 212:第一局部振荡单元
[0062] 214:扫掠控制单元
[0063] 216:开关控制单元
[0064] 300:第一微波电路单元
[0065] 302:晶体管
[0066] 304:第二微波电路单元
[0067] 306:第一频率截止单元
[0068] 308:第二频率截止单元
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