具体实施方式

请参阅图1，为本发明的一实施例，一种六端口自我注入锁定雷达100的功能方框图，该六端口自我注入锁定雷达100具有振荡单元110、天线单元120、六端口频率解调单元130及信号处理单元140。该振荡单元110用以输出振荡信号S_O，该天线单元120耦接该振荡单元110以接收该振荡信号S_O，且该天线单元120用以将该振荡信号S_O发射为发射信号S_T至物体O，该天线单元120接收由该物体O反射的反射信号S_R为接收信号S_r。该天线单元120将接收的该接收信号S_r传送至该振荡单元110，该接收信号S_r注入锁定该振荡单元110使其处于自我注入锁定状态(Self-injection-locked state)。该六端口频率解调单元130耦接该振荡单元110以接收该振荡信号S_O，该六端口频率解调单元130用以对该振荡信号S_O进行频率解调而输出两个解调信号S_de1、S_de2。该信号处理单元140耦接该六端口频率解调单元130以接收该两个解调信号S_de1、S_de2，该信号处理单元140根据该两个解调信号S_de1、S_de2计算该物体O的基频信号S_BB。

请参阅图2，为该六端口自我注入锁定雷达100的第一实施例的电路图，该振荡单元110具有自我注入锁定振荡器111及耦合单元112。在本实施例中，该自我注入锁定振荡器111为压控振荡器，该自我注入锁定振荡器111受到电压(图未绘出)的控制而由输出端口111a输出该振荡信号S_O。该耦合单元为混合耦合器(hybrid coupler)，该耦合单元112电性连接该自我注入锁定振荡器111的该输出端口111a、该天线单元120及该六端口频率解调单元130，该耦合单元112由该输出端口111a接收该振荡信号S_O，且该耦合单元112将该振荡信号S_O耦合为第一耦合振荡信号S_O1及第二耦合振荡信号S_O2，该第一耦合振荡信号S_O1传送至该天线单元120，该第二耦合振荡信号S_O2传送至该六端口频率解调单元130。

请参阅图2，该天线单元120用以将该第一耦合振荡信号S_O1发射为该发射信号S_T至该物体，且该天线单元120接收由该物体反射的该反射信号S_R为该接收信号S_r，该接收信号S_r传送至该耦合单元112。该耦合单元112将接收的该接收信号S_r耦合为耦合接收信号S_cr并传送至该自我注入锁定振荡器111的注入端口111b，使该自我注入锁定振荡器111被该耦合接收信号S_cr注入锁定而处于自我注入锁定状态。其中，若该物体与该天线单元120之间有着相对位移时，相对位移会对该发射信号S_T产生都普勒效应，让该反射信号S_R、该接收信号S_r及该耦合接收信号S_cr中包含有相对位移的都普勒相移成分，使得被该耦合接收信号S_cr注入锁定的该自我注入锁定振荡器111产生频率偏移，因此，该六端口频率解调单元130对该自我注入锁定振荡器111的该振荡信号S₀进行频率解调即可得到该物体的振动资讯。

请参阅图2，该六端口频率解调单元130具有耦合器131、相位位移器132、延迟线133及六端口解调电路134。在本实施例中，该耦合器131为定向耦合器(directionalcoupler)，该耦合器131经由该耦合单元112耦接该振荡单元110以接收该第二耦合振荡信号S₀₂，该耦合器131用以将该第二耦合振荡信号S₀₂分为两路，其中一路为第一耦合信号S_C1，另一路为第二耦合信号S_C2。在本实施例中，该相位位移器132电性连接该耦合器131的其中一路以对该第一耦合信号S_C1进行相位位移，该延迟线133则电性连接该耦合器131的另一路以对该第二耦合信号S_C2进行延迟，其中，相位位移后的该第一耦合信号S_C1作为本地振荡信号L0传送至该六端口解调电路134，而延迟后的该第二耦合信号S_C2则作为射频信号RF传送至该六端口解调电路134，该六端口解调电路134对该本地振荡信号L0及该射频信号RF进行解调而输出两个解调信号S_de1、S_de2。

较佳的，本实施例通过该耦合器131的设计，使得该第二耦合信号S_C2的功率大于该第一耦合信号S_C1功率差值，且该功率差值等于该延迟线133的功率衰减值，使得该六端口解调电路134所接收的该本地振荡信号L0及该射频信号RF的振幅相同，借此避免其中一路的噪音过大而掩盖另一路信号中的都普勒相移成份，而能够提高该六端口自我注入锁定雷达100的灵敏度。此外，该相位位移器132对该第一耦合信号S_C1进行相位位移，使该第一耦合信号S_C1的相位减去该第二耦合信号S_C2的相位为(45±180×N)度或(135±180×N)度，N为自然数，因此该六端口解调电路134接收的该本地振荡信号L0的相位减去该射频信号RF的相位亦为(45±180×N)度或(135±180×N)度。

请参阅图2及图3，在本实施例中，该六端口解调电路134由功率分配器134a及三个枝干耦合器134b、134c、134d构成，该功率分配器134a电性连接该相位位移器132以接收该本地振荡信号L0并将其分为两路，其中一路传送至该枝干耦合器134b，另一路则传送至该枝干耦合器134d。该枝干耦合器134c的一端电性连接该延迟线133，以接收该射频信号RF并将其分为两路，其中一路传送至该枝干耦合器134b，另一路则传送至该枝干耦合器134d，该枝干耦合器134c的另一端则电性连接电阻。经由所述枝干耦合器的耦合后，该枝干耦合器134b输出所述解调信号S_de1、S_de2，该枝干耦合器134d输出所述解调信号S_de3、S_de4。

较佳的，若该六端口解调电路134接收的该本地振荡信号L0的相位减去该射频信号RF的相位为(45±180×N)度时，可让后端电路解调而得的同相信号及正交信号中的直流信号相同且交流信号相反。而若该六端口解调电路134接收的该本地振荡信号L0的相位减去该射频信号RF的相位为(135±180×N)度时，可让后端电路解调而得的该同相信号及该正交信号中的直流信号相反且交流信号相同，而能以求得的该同相信号推导出该正交信号。因此，本实施例借由该相位位移器132的相位位移，让后端电路仅需两路的该解调信号S_de1、S_de2或S_de3、S_de4求得该物体的振动资讯，能够大幅地降低该雷达的硬件成本及功率消耗。

此外，若后端电路是使用该解调信号S_de1、S_de2进行运算处理时，该六端口解调电路134输出该解调信号S_de3、S_de4的两个输出端口则须分别经由两个电阻接地(图未绘出)，以避免阻抗不匹配。相对地，若后端电路是使用该解调信号S_de3、S_de4进行运算处理时，该六端口解调电路134输出该解调信号S_de1、S_de2的两个输出端口则须分别经由两个电阻接地，以避免阻抗不匹配。

请参阅图2，该信号处理单元140具有两个功率侦测器141、两个模拟数字转换器142及处理器143。在本实施例中，该两个功率侦测器141电性连接该六端口解调电路134以接收该两个解调信号S_de1、S_de2，该两个功率侦测器141用以侦测该两个解调信号S_de1、S_de2的功率而输出两个功率信号S_P1、S_P2。该两个模拟数字转换器142分别电性连接该两个功率侦测器141，以分别将该两个功率信号S_P1、S_P2转换为数字信号。该处理器143电性连接该两个功率侦测器141以接收该两个数字的功率信号S_P1、S_P2，该处理器143根据该两个功率信号S_P1、S_P2计算该物体的该基频信号S_BB以得知其振动资讯。在本实施例中，是通过该两个解调信号S_de1、S_de2求得该物体的该基频信号S_BB，在另一实施例中，亦可通过另外两个解调信号S_de3、S_de4求得该物体的该基频信号S_BB。

其中，若该六端口解调电路134接收的该本地振荡信号L0的相位减去该射频信号RF的相位为(45±180×N)度时，该同相信号及该正交信号中的直流信号相同且交流信号相反，该处理器143将该两个功率信号S_P1、S_P2相减而得到该同相信号，该同相信号通过滤波分成直流信号与交流信号。接着将该同相信号的交流信号反向并进行直流信号的偏移后，可得到该正交信号，最后将该同相信号及该正交信号进行反正切解调而得到该基频信号S_BB，该基频信号S_BB即为该物体与该雷达之间的相对振动资讯。

而若该六端口解调电路134接收的该本地振荡信号L0的相位减去该射频信号RF的相位为(135±180×N)度时，该同相信号及该正交信号中的直流信号相反且交流信号相同，该处理器143将该两个功率信号S_P1、S_P2相减而得到该同相信号，该同相信号通过滤波分成直流信号与交流信号。接着将该同相信号的交流信号进行两次的直流信号的偏移后，可得到该正交信号，最后将该同相信号及该正交信号进行反正切解调而得到该基频信号S_BB，该基频信号S_BB即为该物体与该雷达之间的相对振动资讯。

本实施例借由该六端口频率解调单元130的该相位位移器132的设置，能够让该六端口解调电路134接收的该本地振荡信号L0的相位减去该射频信号RF的相位为(45±180×N)度或(135±180×N)度，使后端的该信号处理单元140仅需设置该两个功率侦测器141及该两个模拟数字转换器142即可求得该物体相对振动资讯，而大幅地降低雷达的硬件成本及功率消耗。

请参阅图4，为本发明的该六端口自我注入锁定雷达100的第二实施例的电路图，其与第一实施例的差异在于该相位位移器132是对该第二耦合信号S_C2进行相位位移，相同地，能够让该第一耦合信号S_C1的相位减去该第二耦合信号S_C2的相位为(45±180×N)度或(135±180×N)度，使得该六端口频率解调单元130接收的该本地振荡信号L0的相位减去该射频信号RF的相位亦为(45±180×N)度或(135±180×N)度，让后端的该信号处理单元140仅需要两个该解调信号S_de1、S_de2即可求得该物体的振动资讯。

请参阅图5，为本发明的该六端口自我注入锁定雷达100的第三实施例的电路图，其与第一实施例或第二实施例的差异在于该耦合单元112为定向耦合器，该天线单元120具有发射天线121及接收天线122。该自我注入锁定振荡器111的该输出端口111a输出该振荡信号S₀，该耦合单元112电性连接该自我注入锁定振荡器111、该天线单元120及该六端口频率解调单元130，该耦合单元112由该自我注入锁定振荡器111接收该振荡信号S₀，并将该振荡信号S₀耦合为第一耦合振荡信号S₀₁及第二耦合振荡信号S₀₂，该第一耦合振荡信号S₀₁传送至该发射天线121，该第二耦合振荡信号S₀₂传送至该六端口频率解调单元130。该发射天线121将该振荡信号S₀发射为该发射信号S_T，该接收天线122接收该反射信号S_R为该接收信号S_r，且将该接收信号S_r注入该自我注入锁定振荡器111的该注入端口111b。本实施例的架构相同地能让该自我注入锁定振荡器111处于自我注入锁定状态而对细微振动具有极高的灵敏度，该六端口频率解调单元130及该信号处理单元140的架构则与该第一实施例或该第二实施例相同。

请参阅图6，为本发明的该六端口自我注入锁定雷达100的第四实施例的电路图，其与第一实施例或第二实施例的差异在于该天线单元120具有发射天线121及接收天线122，该自我注入锁定振荡器111具有第一输出端口111c及第二输出端口111d。该自我注入锁定振荡器111的该第一输出端口111c输出第一振荡信号S_{O_1}至该发射天线121，该发射天线121将该第一振荡信号S_{O_1}发射为该发射信号S_T，该接收天线122接收该反射信号S_R为该接收信号S_r，并将该接收信号S_r传送至该自我注入锁定振荡器111的该注入端口111b，使该自我注入锁定振荡器111处于自我注入锁定状态。该自我注入锁定振荡器111的该第二输出端口111d输出第二振荡信号S_{O_2}至该六端口频率解调单元130。本实施例的架构相同地能够让该自我注入锁定振荡器111处于自我注入锁定状态而对于细微振动具有极高的灵敏度，而该六端口频率解调单元130及该信号处理单元140的架构则与该第一实施例或该第二实施例相同。

请参阅图7，为本发明的该六端口自我注入锁定雷达100的第五实施例的电路图，其与第一实施例或第二实施例的差异在于该振荡单元110具有循环器113，该耦合单元112为定向耦合器，该天线单元120具有发射天线121及接收天线122。该自我注入锁定振荡器111输出该振荡信号S_O至该循环器113的第一端口113a，且该振荡信号S_O由该循环器113的第二端口113b输出至该耦合单元112，该耦合单元112将该振荡信号S_O耦合为该第一耦合振荡信号S_O1及该第二耦和振荡信号S_O2，该第一耦合振荡信号S_O1传送至该发射天线121，该第二耦合振荡信号S_O2传送至该六端口频率解调单元130，该发射天线121将该第一耦合振荡信号S_O1发射为该发射信号S_T，该接收天线122接收该反射信号S_R为该接收信号S_r，该接收信号S_r传送至该循环器113的第三端口113c，该接收信号S_r由该循环器113的该第一端口113a输出并注入锁定该自我注入锁定振荡器111。本实施例的架构相同地能够让该自我注入锁定振荡器111处于自我注入锁定状态而对于细微振动具有极高的灵敏度，而该六端口频率解调单元130及该信号处理单元140的架构则与该第一实施例或该第二实施例相同。

本发明以该六端口频率解调单元130作为雷达的频率鉴别器能够让该六端口自我注入锁定雷达100不受到硬件架构的限制，可操作更高的频率而拥有极佳的灵敏度，且通过该六端口频率解调单元130的该耦合器131及该相位位移器132的设置，能够令该信号处理单元140仅需两路的解调信号即可求得该物体的振动资讯，以降低该六端口自我注入锁定雷达100的硬件成本及功率消耗。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。