高解析度时脉产生装置及雷达侦测系统的制作方法
高解析度时脉产生装置及雷达侦测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种时脉产生技术，且特别是有关于一种高解析度时脉产生装置及雷达侦测系统。
【背景技术】
[0002]在电子系统中，信号处理是依据时脉信号进行。举例来说，模拟信号的接收依据时脉信号采样，以进一步依据采样值转换为数字信号。因此，高频时脉信号或高解析度的时脉延迟皆可对模拟信号作高解析度的采样。以雷达侦测系统为例，如果能以更高解析度的时脉讯进行信号的传送与接收以获得物体的距离或位移资讯时，将可以侦测到更细微的距离或位移差距。
[0003]然而，目前在制程及技术的限制下，时脉信号的频率选择有其上限。为达到高取样解析度的需求，必需要有更高解析度的时脉信号来完成信号处理。因此，如何设计一个新的高解析度时脉产生装置及雷达侦测系统，以解决上述的问题，乃为此一业界亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种可产生高解析度的时脉信号的高解析度时脉产生装置，以及应用高解析度时脉产生装置的雷达侦测系统。
[0005]因此，本发明的一方面是在提供一种高解析度时脉产生装置。高解析度时脉产生装置包含:第一时脉延迟电路以及第二时脉延迟电路。第一时脉延迟电路包含:第一锁相回路模块以及第一时脉延迟模块。第一锁相回路模块接收具有输入频率的输入参考时脉信号，以产生频率为输入频率的第一倍数的第一倍频数输出时脉信号，并根据第一倍频数输出时脉信号除频产生频率相当于输入频率的第一原频输出时脉信号。第一时脉延迟模块接收第一倍频数输出时脉信号以及第一原频输出时脉信号，以根据第一倍频数输出时脉信号对第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于输入频率的多个第一时脉延迟信号。第二时脉延迟电路包含:第二锁相回路模块以及第二时脉延迟模块。第二锁相回路模块接收第一时脉延迟信号其中之一，以产生频率为输入频率的第二倍数的第二倍频数输出时脉信号，并根据第二倍频数输出时脉信号除频产生频率相当于输入频率的第二原频输出时脉信号。第二时脉延迟模块接收第二倍频数输出时脉信号以及第二原频输出时脉信号，以根据第二倍频数输出时脉信号对第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于输入频率的多个第二时脉延迟信号。
[0006]依据本发明一实施例，其中第一锁相回路模块包含:第一压控振荡单元、第一除频单元以及第一相位侦测单元。第一压控振荡单元根据第一控制电压产生第一倍频数输出时脉信号。第一除频单元对第一倍频数输出时脉信号进行除频，以产生第一原频输出时脉信号。第一相位侦测单兀接收输入参考时脉信号以及第一原频输出时脉信号，以根据输入参考时脉信号以及第一原频输出时脉信号的频率差产生第一控制电压。
[0007]依据本发明另一实施例，其中第一锁相回路模块还包含第一回路滤波器以对第一控制电压进行滤波，以及第一电荷泵。
[0008]依据本发明又一实施例，其中第一时脉延迟模块包含:第一移位暂存单元以及第一多工器。第一移位暂存单元根据第一倍频数输出时脉信号对第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生第一时脉延迟信号。第一多工器用以自第一时脉延迟信号择一输出至第二时脉延迟电路。
[0009]依据本发明再一实施例，其中第二锁相回路模块包含:第二压控振荡单元、第二除频单元以及第二相位侦测单元。第二压控振荡单元根据第二控制电压产生第二倍频数输出时脉信号。第二除频单元对第二倍频数输出时脉信号进行除频，以产生第二原频输出时脉信号。第二相位侦测单元接收第一时脉延迟信号其中之一以及第二原频输出时脉信号，以根据第一时脉延迟信号其中之一以及第二原频输出时脉信号的频率差产生第二控制电压。
[0010]依据本发明更具有的一实施例，其中第二锁相回路模块还包含第二回路滤波器以对第二控制电压进行滤波，以及第二电荷泵。
[0011]依据本发明再具有的一实施例，其中第二时脉延迟模块包含:第二移位暂存单元以及第二多工器。第二移位暂存单元根据第二倍频数输出时脉信号对第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生第二时脉延迟信号。第二多工器自第二时脉延迟信号择一输出。
[0012]依据本发明一实施例，其中第一倍数为n，第二倍数为m。
[0013]依据本发明另一实施例，其中当输入参考时脉信号的输入周期为T，第二时脉延迟信号的最大解析度为T/ (n*m)。
[0014]因此，本发明的另一方面是在提供一种雷达侦测系统。雷达侦测系统包含:高解析度时脉产生装置、天线阵列装置以及接收装置。高解析度时脉产生装置。高解析度时脉产生装置包含:第一时脉延迟电路以及第二时脉延迟电路。第一时脉延迟电路包含:第一锁相回路模块以及第一时脉延迟模块。第一锁相回路模块接收具有输入频率的输入参考时脉信号，以产生频率为输入频率的第一倍数的第一倍频数输出时脉信号，并根据第一倍频数输出时脉信号除频产生频率相当于输入频率的第一原频输出时脉信号。第一时脉延迟模块接收第一倍频数输出时脉信号以及第一原频输出时脉信号，以根据第一倍频数输出时脉信号对第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于输入频率的多个第一时脉延迟信号。第二时脉延迟电路包含:第二锁相回路模块以及第二时脉延迟模块。第二锁相回路模块接收第一时脉延迟信号其中之一，以产生频率为输入频率的第二倍数的第二倍频数输出时脉信号，并根据第二倍频数输出时脉信号除频产生频率相当于输入频率的第二原频输出时脉信号。第二时脉延迟模块接收第二倍频数输出时脉信号以及第二原频输出时脉信号，以根据第二倍频数输出时脉信号对第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于输入频率的多个第二时脉延迟信号。天线阵列装置接收多个无线输入信号。接收装置包含多个取样模块，电性连接于天线阵列装置，以分别根据第二时脉延迟信号其中之一对无线输入信号进行取样。
[0015]依据本发明一实施例，所述取样模块还分别包含:取样保持电路、放大电路、积分电路以及模拟数字转换电路。取样保持电路根据第二时脉延迟信号其中之一，对无线输入信号其中之一进行取样以产生取样信号。放大电路放大取样信号。积分电路根据第二时脉延迟信号其中之一，对取样信号进行积分。模拟数字转换电路根据第二时脉延迟信号其中之一，将积分后的取样信号进行模拟数字转换。
[0016]依据本发明另一实施例，其中取样模块至少其中之一对应于天线阵列装置中包含的天线。
[0017]依据本发明又一实施例，雷达侦测系统还包含传送装置，包含多个传送模块，分别用以根据第二时脉延迟信号其中之一产生输出信号，以使天线阵列装置根据输出信号产生无线输出信号。
[0018]依据本发明再一实施例，其中传送模块还分别包含:信号产生电路、相位偏移电路以及功率放大电路。信号产生电路根据第二时脉延迟信号其中之一产生输出信号。相位偏移电路根据第二时脉延迟信号其中之一对输出信号进行相位偏移。功率放大电路对相位偏移后的输出信号进行功率放大，以使天线阵列装置中包含的天线根据输出信号产生无线输出信号。
[0019]依据本发明更具有的一实施例，其中第一锁相回路模块还包含第一回路滤波器，以对第一控制电压进行滤波。
[0020]依据本发明再具有的一实施例，其中第一时脉延迟模块包含:第一移位暂存单兀以及第一多工器。第一移位暂存单兀根据第一倍频数输出时脉信号对第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生第一时脉延迟信号。第一多工器用以自第一时脉延迟信号择一输出至第二时脉延迟电路。
[0021]依据本发明一实施例，其中第二锁相回路模块包含:第二压控振荡单元、第二除频单元以及第二相位侦测单元。第二压控振荡单元根据第二控制电压产生第二倍频数输出时脉信号。第二除频单元对第二倍频数输出时脉信号进行除频，以产生第二原频输出时脉信号。第二相位侦测单元接收第一时脉延迟信号其中之一以及第二原频输出时脉信号，以根据第一时脉延迟信号其中之一以及第二原频输出时脉信号的频率差产生第二控制电压。
[0022]依据本发明另一实施例，其中第二锁相回路模块还包含第二回路滤波器，以对第二控制电压进行滤波。
[0023]依据本发明再一实施例，其中第二时脉延迟模块包含:第二移位暂存单元以及第二多工器。第二移位暂存单元根据 第二倍频数输出时脉信号对第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生第二时脉延迟信号。第二多工器自第二时脉延迟信号择一输出。
[0024]应用本发明的优点在于通过高解析度时脉产生装置中，第一时脉延迟电路以及第二时脉延迟电路的设计，可分别根据输入参考时脉信号产生倍频的信号并据以进行时脉延迟，其时脉延迟后的信号与输入参考时脉信号时间差可作高解析度细微调整，而轻易地达到上述的目的。
【附图说明】
[0025]图1为本发明一实施例中，一种高解析度时脉产生装置的方块图；
[0026]图2A为本发明一实施例中，输入参考时脉信号、第一倍频数输出时脉信号以及数个第一时脉延迟信号的波型图；
[0027]图2B为本发明一实施例中，第一时脉延迟信号、第二倍频数输出时脉信号、数个第二时脉延迟信号以及输入参考时脉信号的波型图；
[0028]图3为本发明一实施例中，一种雷达侦测系统的方块图；以及
[0029]图4为本发明一实施例中，一种雷达侦测系统的方块图。
【具体实施方式】
[0030]请参照图1。图1为本发明一实施例中，一种高解析度时脉产生装置1的方块图。高解析度时脉产生装置1包含:第一时脉延迟电路10以及第二时脉延迟电路20。
[0031]第一时脉延迟电路10包含:第一锁相回路模块12以及第一时脉延迟模块14。其中，第一锁相回路模块12包含:第一压控振荡单元120、第一除频单元122、第一相位侦测单兀124以及第一电荷泵126。
[0032]第一压控振荡单元120根据第一控制电压VI的大小来产生第一倍频数输出时脉信号121。于一实施例中，第一压控振荡单元120可由环状式振荡器实现。
[0033]第一除频单元122对第一倍频数输出时脉信号121进行除频，以产生第一原频输出时脉信号123。于一实施例中，第一除频单元122是将第一倍频数输出时脉信号121的频率除以一个参数，以产生第一原频输出时脉信号123。于一实施例中，此参数为η。意即，第一倍频数输出时脉信号121的频率将为第一原频输出时脉信号123的η倍。
[0034]第一相位侦测单元124接收输入参考时脉信号125以及第一原频输出时脉信号123,以产生输入参考时脉信号125以及第一原频输出时脉信号123间的频率差。第一电荷泵126进一步依据频率差产生前述的第一控制电压VI。于一实施例中，第一倍频数输出时脉信号121的频率为输入参考时脉信号125的频率的η倍。
[0035]因此，第一相位侦测单元124及第一电荷泵126将与第一除频单元122及第一压控振荡单元120形成一回授路径。当第一倍频数输出时脉信号121低于输入参考时脉信号125的η倍时，经由除频而得的第一原频输出时脉信号123的频率将小于输入参考时脉信号125。第一相位侦测单元124将因此产生第一控制电压VI使第一压控振荡单元120的频率上升。相反地，当第一倍频数输出时脉信号121高于输入参考时脉信号125的η倍时，经由除频而得的第一原频输出时脉信号123的频率将大于输入参考时脉信号125。第一相位侦测单元124将因此产生第一控制电压VI使第一压控振荡单元120的频率下降。
[0036]因此，上述的回授路径将使第一倍频数输出时脉信号121稳定地维持为输入参考时脉信号125的η倍。
[0037]于一实施例中，第一时脉延迟电路10可还包含第一回路滤波器128，以对第一控制电压VI进行滤波。于一实施例中，第一回路滤波器128是将第一控制电压VI的交流或高频部份滤除，以避免其造成的杂讯干扰。
[0038]第一时脉延迟模块14包含:第一移位暂存单元140以及第一多工器142。于一实施例中，第一移位暂存单元140包含多个移位暂存器(未绘示)，并根据第一倍频数输出时脉信号121对第一原频输出时脉信号123进行时脉延迟。于不同实施例中，因应第一倍频数输出时脉信号121相对第一原频输出时脉信号123的比例以及移位暂存器的数目，第一移位暂存单元140可产生不同数目的第一时脉延迟信号141，且各第一时脉延迟信号141对应于不同的相位。举例来说，当第一倍频数输出时脉信号121的频率为第一原频输出时脉信号123的四倍时，则第一移位暂存单元140最多可产生四个不同相位的第一时脉延迟信号 141。
[0039]第一多工器142用以自第一时脉延迟信号141择一输出为第一时脉延迟信号141’，并传送至第二时脉延迟电路20。意即，第一多工器142可在第一时脉延迟信号141中，选择对应所需的相位者进行输出。于一实施例中，第一时脉延迟模块14可还包含第一暂存单元144，以将第一时脉延迟信号141’先暂存后再传送至第二时脉延迟电路20。于一实施例中，此第一暂存单元144可为例如，但不限于D型正反器(flip-flop)。
[0040]类似于第一时脉延迟电路10，第二时脉延迟电路20包含:第二锁相回路模块22以及第二时脉延迟模块24。其中，第二锁相回路模块22包含第二压控振荡单元220、第二除频单元222、第二相位侦测单元224以及第二电荷泵226。
[0041]第二压控振荡单元220根据第二控制电压V2的大小来产生第二倍频数输出时脉信号221。于一实施例中，第二压控振荡单元220可由环状式振荡器实现。
[0042]第二除频单元222对第二倍频数输出时脉信号221进行除频，以产生第二原频输出时脉信号223。于一实施例中，第二除频单元222是将第二倍频数输出时脉信号221的频率除以一个参数，以产生第二原频输出时脉信号223。于一实施例中，此参数为例如但不限于m。意即，第二倍频数输出时脉信号221的频率将为第二原频输出时脉信号223的m倍。
[0043]第二相位侦测单元224接收第一时脉延迟信号141’以及第二原频输出时脉信号223,以产生第一时脉延迟信号141’以及第二原频输出时脉信号223间的频率差。第二电荷泵226进一步依据频率差产生前述的第二控制电压V2。于一实施例中，第二倍频数输出时脉信号221的频率为第一时脉延迟信号141’的频率的m倍。
[0044]因此，第二相位侦测单元224及第二电荷泵226将与第二除频单元222及第二压控振荡单元220形成一回授路径。当第二倍频数输出时脉信号221低于第一时脉延迟信号141’的m倍时，经由除频而得的第二原频输出时脉信号223的频率将小于第一时脉延迟信号141’。第二相位侦测单元224将因此产生第二控制电压V2使第二压控振荡单元220的频率上升。相反地，当第二倍频数输出时脉信号221高于第一时脉延迟信号141’的m倍时，经由除频而得的第二原频输出时脉信号223的频率将大于第一时脉延迟信号141’。第二相位侦测单元224将因此产生第二控制电压V2使第二压控振荡单元220的频率下降。
[0045]因此，上述的回授路径将使第二倍频数输出时脉信号221稳定地维持为第一时脉延迟信号141’的m倍。
[0046]于一实施例中，第二时脉延迟电路20可还包含第二回路滤波器228，以对第二控制电压V2进行滤波。于一实施例中，第二回路滤波器228是将第二控制电压V2的交流或高频部份滤除，以避免其造成的杂讯干扰。
[0047]第二时脉延迟模块24包含:第二移位暂存单元240以及第二多工器242。于一实施例中，第二移位暂存单元240包含多个移位暂存器(未绘示)，并根据第二倍频数输出时脉信号221对第二原频输出时脉信号223进行时脉延迟。于不同实施例中，因应第二倍频数输出时脉信号221相对第二原频输出时脉信号223的比例以及移位暂存器的数目，第二移位暂存单元240可产生不同数目的第二时脉延迟信号241，且各第二时脉延迟信号241对应于不同的相位。举例来说，当第二倍频数输出时脉信号221的频率为第二原频输出时脉信号223的四倍时，则第二移位暂存单元240最多可产生四个不同相位的第二时脉延迟信号 241。
[0048]第二多工器242用以自第二时脉延迟信号241择一输出为第二时脉延迟信号241’。意即，第二多工器242可在第二时脉延迟信号241中，选择对应所需的相位者进行输出。于一实施例中，第二时脉延迟模块24可还包含第二暂存单元244，以 将第二时脉延迟信号241’先暂存后再输出。于一实施例中，此第二暂存单元244可为例如，但不限于D型正反器。
[0049]于一实施例中，当输入参考时脉信号125的周期为T，第一倍频数输出时脉信号121与输入参考时脉信号125间的频率比值为n，且第二倍频数输出时脉信号221与第一时脉延迟信号141’间的频率比值为m时，则第二时脉延迟信号241’相对于输入参考时脉信号125的解析度最闻可提升为T/(n*m)。
[0050]请参照图2A。图2A为本发明一实施例中，输入参考时脉信号125、第一倍频数输出时脉信号121以及数个第一时脉延迟信号S11-S14的波型图。
[0051]于一实施例中，上述的η为4。亦即，第一倍频数输出时脉信号121的频率为输入参考时脉信号125的频率的4倍。因此，当输入参考时脉信号125的周期Τ为例如，但不限于20纳秒时，如图2Α所示，第一倍频数输出时脉信号121的周期将为Τ/η，即20/4 = 5纳秒。此时，根据第一倍频数输出时脉信号121将可产生四个第一时脉延迟信号S11-S14。每个第一时脉延迟信号S11-S14间的相位差均间隔5纳秒。其中，第一时脉延迟信号S14在经过四个单位时间的延迟后，将会因为延迟了一整个输入参考时脉信号125的周期而使其波形与输入参考时脉信号125相同。
[0052]于一实施例中，第一时脉延迟信号S13是被选择做为输出的第一时脉延迟信号141’。其相位与输入参考时脉信号125间相差5*3 = 15纳秒。
[0053]请参照图2Β。图2Β为本发明一实施例中，第一时脉延迟信号S13(即141’)、第二倍频数输出时脉信号221、数个第二时脉延迟信号S21-S25以及输入参考时脉信号125的波型图。
[0054]于一实施例中，上述的m相当于n+1而为5。亦即，第二倍频数输出时脉信号221的频率为第一时脉延迟信号S13的频率的5倍。因此，当第一时脉延迟信号S13的周期T为例如，但不限于20纳秒时，如图2B所示，第二倍频数输出时脉信号221的周期将为T/m，即20/5 = 4纳秒。此时，根据第二倍频数输出时脉信号221将可产生五个第二时脉延迟信号S21-S25。每个第二时脉延迟信号S21-S25间的相位差均间隔4纳秒。其中，第二时脉延迟信号S25在经过五个单位时间的延迟后，将会因为延迟了一整个第一时脉延迟信号141’的周期而使其波形与第一时脉延迟信号141’相同。
[0055]于一实施例中，第二时脉延迟信号S21是被选择做为输出的第二时脉延迟信号241’，其相位与第一时脉延迟信号S13间相差4纳秒。
[0056]因此，第二时脉延迟信号S21 (即241’ )和输入参考时脉信号125间的相位差，共为15+4 = 19纳秒。意即，第二时脉延迟信号S21的波形落后输入参考时脉信号125的波形达19秒。然而由于输入参考时脉信号125的周期为20纳秒，第二时脉延迟信号S21与输入参考时脉信号125的下一周期的相位差为1秒。因此，其解析度可由输入参考时脉信号125的T (20纳秒)，提升为第二时脉延迟信号S21与输入参考时脉信号125间的T/ (n*m)(1纳秒)。
[0057]因此，应用本发明的优点在于通过高解析度时脉产生装置1中，第一时脉延迟电路10以及第二时脉延迟电路20的设计，可分别根据输入参考时脉信号125产生倍频的信号并据以进行时脉延迟，其时脉延迟后的信号与输入参考时脉信号125间的解析度可大幅提高，可进一步应用以提升对其他信号采样或是时脉延迟的精准度。
[0058]请参照图3。图3为本发明一实施例中，一种雷达侦测系统3的方块图。雷达侦测系统3包含:如图1所绘示的高解析度时脉产生装置1、天线阵列装置30以及接收装置32。
[0059]天线阵列装置30接收无线输入信号31。于不同实施例中，天线阵列装置30所包含的天线数目可视情形调整。
[0060]接收装置32包含取样模块320A-320D。需注意的是，于不同实施例中，接收装置32可包含不同数目的取样模块，不为图3绘示的所限。
[0061]取样模块320A-320D电性连接于天线阵列装置30。其中，取样模块320A-320D各包含相同的兀件。以取样模块320A为例，取样模块320A包含:取样保持电路340、放大电路342、积分电路344以及模拟数字转换电路346。
[0062]取样保持电路340根据高解析度时脉产生装置1所输出的第二时脉延迟信号241’，对无线输入信号31进行取样以产生取样信号33。放大电路342放大取样信号33。积分电路344根据第二时脉延迟信号241’，对取样信号33进行积分以产生积分后的取样信号33’。模拟数字转换电路346根据第二时脉延迟信号241’，将积分后的取样信号33’进行模拟数字转换。于一实施例中，取样信号33’可再传送至雷达侦测系统3的处理装置(未绘示)进行进一步的处理。
[0063]于一实施例中，取样模块320A-320D可电性连接于天线阵列装置30中的单一天线，并自高解析度时脉产生装置1接收不同相位的第二时脉延迟信号241’，以对此单一天线所接收的无线输入信号31进行不同相位的取样。因此，无线输入信号31的取样精确度，将大幅提升。
[0064]于另一实施例中，取样模块320A-320D可分别电性连接于天线阵列装置30中不同的数个天线，以根据第二时脉延迟信号241’对不同天线所接收的无线输入信号31进行取样。
[0065]请参照图4。图4为本发明一实施例中，一种雷达侦测系统4的方块图。雷达侦测系统4包含:如图1所绘示的高解析度时脉产生装置1、天线阵列装置40以及传送装置42。
[0066]传送装置42包含传送模块420A-420B。需注意的是，于不同实施例中，传送装置42可包含不同数目的传送模块，不为图4绘示的所限。
[0067]传送模块420A-420B电性连接于天线阵列装置40。其中，传送模块420A-420B各包含相同的元件。以传送模块420A为例，传送模块420A包含:信号产生电路440、时脉延迟电路442以及功率放大电路444。
[0068]信号产生电路440根据第二时脉延迟信号241’产生输出信号41。时脉延迟电路442根据第二时脉延迟信号241’对输出信号41进行相位偏移产生相位偏移后的输出信号41’。功率放大电路444则对相位偏移后的输出信号41’进行功率放大，以使天线阵列装置40根据输出信号产生无线输出信号43。
[0069]于一实施例中，传送模块420A可还包含开关电路446，以根据第二时脉延迟信号241’，在应传送输出信号41’时将输出信号41’传送至功率放大电路444进行功率放大并由天线阵列装置40产生无线输出信号43输出。
[0070]需注意的是，传送装置42亦可设置于图3所绘示的雷达侦测系统3中，以使雷达侦测系统3可根据天线阵列装置30、接收装置32及传送装置42进行无线信号的传送及接收，达到雷达侦测的目的。
[0071]虽然本
【发明内容】
已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本
【发明内容】
，任何熟悉此技艺者，在不脱离本
【发明内容】
的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本
【发明内容】
的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
【主权项】
1.一种高解析度时脉产生装置，其特征在于，包含: 一第一时脉延迟电路，包含:一第一锁相回路模块，用以接收具有一输入频率的一输入参考时脉信号，以产生频率为该输入频率的一第一倍数的一第一倍频数输出时脉信号，并对该第一倍频数输出时脉信号除频以便产生频率相当于该输入频率的一第一原频输出时脉信号；以及一第一时脉延迟模块，用以接收该第一倍频数输出时脉信号以及该第一原频输出时脉信号，以根据该第一倍频数输出时脉信号对该第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于该输入频率的多个第一时脉延迟信号；以及 一第二时脉延迟电路，包含:一第二锁相回路模块，用以接收所述第一时脉延迟信号其中之一，以产生频率为该输入频率的一第二倍数的一第二倍频数输出时脉信号，并对该第二倍频数输出时脉信号除频以便产生频率相当于该输入频率的一第二原频输出时脉信号；以 及一第二时脉延迟模块，用以接收该第二倍频数输出时脉信号以及该第二原频输出时脉信号，以根据该第二倍频数输出时脉信号对该第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于该输入频率的多个第二时脉延迟信号。2.根据权利要求1所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，该第一锁相回路模块包含: 一第一压控振荡单元，用以根据一第一控制电压产生该第一倍频数输出时脉信号； 一第一除频单元，用以对该第一倍频数输出时脉信号进行除频，以产生该第一原频输出时脉信号；以及 一第一相位侦测单元，用以接收该输入参考时脉信号以及该第一原频输出时脉信号，以根据该输入参考时脉信号以及该第一原频输出时脉信号的一频率差产生该第一控制电压。3.根据权利要求2所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，该第一锁相回路模块还包含一第一回路滤波器以对该第一控制电压进行滤波，以及一第一电荷泵。4.根据权利要求1所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，该第一时脉延迟模块包含: 一第一移位暂存单元，用以根据该第一倍频数输出时脉信号对该第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生所述第一时脉延迟信号；以及 一第一多工器，用以自所述第一时脉延迟信号择一输出至该第二时脉延迟电路。5.根据权利要求1所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，该第二锁相回路模块包含: 一第二压控振荡单元，用以根据一第二控制电压产生该第二倍频数输出时脉信号； 一第二除频单元，用以对该第二倍频数输出时脉信号进行除频，以产生该第二原频输出时脉信号；以及 一第二相位侦测单元，用以接收所述第一时脉延迟信号其中之一以及该第二原频输出时脉信号，以根据所述第一时脉延迟信号其中之一以及该第二原频输出时脉信号的一频率差产生该第二控制电压。6.根据权利要求5所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，该第二锁相回路模块还包含一第二回路滤波器以对该第二控制电压进行滤波，以及一第二电荷泵。7.根据权利要求1所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，该第二时脉延迟模块包含: 一第二移位暂存单元，用以根据该第二倍频数输出时脉信号对该第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生所述第二时脉延迟信号；以及 一第二多工器，用以自所述第二时脉延迟信号择一输出。8.根据权利要求1所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，该第一倍数为n，该第二倍数为m。9.根据权利要求8所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，当该输入参考时脉信号的一输入周期为T，所述第二时脉延迟信号的最大解析度为T/(n*m)。10.一种雷达侦测系统，其特征在于，包含: 一高解析度时脉产生装置，该高解析度时脉产生装置包含一第一时脉延迟电路以及一第二时脉延迟电路；该第一时脉延迟电路包含一第一锁相回路模块以及一第一时脉延迟模块；该第一锁相回路模块用以接收具有一输入频率的一输入参考时脉信号，以产生频率为该输入频率的一第一倍数的一第一倍频数输出时脉信号，并对该第一倍频数输出时脉信号除频以便产生频率相当于该输入频率的一第一原频输出时脉信号；该第一时脉延迟模块用以接收该第一倍频数输出时脉信号以及该第一原频输出时脉信号，以根据该第一倍频数输出时脉信号对该第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于该输入频率的多个第一时脉延迟信号；该第二时脉延迟电路包含一第二锁相回路模块以及一第二时脉延迟模块；该第二锁相回路模块用以接收所述第一时脉延迟信号其中之一，以产生频率为该输入频率的一第二倍数的一第二倍频数输出时脉信号，并对该第二倍频数输出时脉信号除频以便产生频率相当于该输入频率的一第二原频输出时脉信号；该第二时脉延迟模块用以接收该第二倍频数输出时脉信号以及该第二原频输出时脉信号，以根据该第二倍频数输出时脉信号对该第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于该输入频率的多个第二时脉延迟信号； 一天线阵列装置，用以接收多个无线输入信号；以及 一接收装置，包含多个取样模块，电性连接于该天线阵列装置，以分别根据所述第二时脉延迟信号其中之一对所述无线输入信号进行取样。11.根据权利要求10所述的雷达侦测系统，其特征在于，所述取样模块还分别包含: 一取样保持电路，用以根据所述第二时脉延迟信号其中之一，对所述无线输入信号其中之一进行取样以产生一取样信号； 一放大电路，用以放大该取样信号； 一积分电路，用以根据所述第二时脉延迟信号其中之一，对放大后的该取样信号进行积分；以及 一模拟数字转换电路，用以根据所述第二时脉延迟信号其中之一，将积分后的该取样信号进行模拟数字转换。12.根据权利要求11所述的雷达侦测系统，其特征在于，所述取样模块至少其中之一对应于该天线阵列装置中包含的一天线。13.根据权利要求10所述的雷达侦测系统，其特征在于，还包含一传送装置，包含多个传送模块，分别用以根据所述第二时脉延迟信号其中之一产生一输出信号，以使该天线阵列装置根据该输出信号产生一无线输出信号。14.根据权利要求13所述的雷达侦测系统，其特征在于，该传送模块还分别包含: 一信号产生电路，用以根据所述第二时脉延迟信号其中之一产生该输出信号； 一相位偏移电路，用以根据所述第二时脉延迟信号其中之一对该输出信号进行相位偏移；以及 一功率放大电路，用以对相位偏移后的该输出信号进行功率放大，以使该天线阵列装置中包含的一天线根据输出信号产生该无线输出信号。15.根据权利要求10所述的雷达侦测系统，其特征在于，该第一锁相回路模块包含: 一第一压控振荡单元，用以根据一第一控制电压产生该第一倍频数输出时脉信号； 一第一除频单元，用以对该第一倍频数输出时脉信号进行除频，以产生该第一原频输出时脉信号；以及 一第一相位侦测单元，用以接收该输入参考时脉信号以及该第一原频输出时脉信号，以根据该输入参考时脉信号以及该第一原频输出时脉信号的一频率差产生该第一控制电压。16.根据权利要求15所述的雷达侦测系统，其特征在于，该第一锁相回路模块还包含一第一回路滤波器，以对该第一控制电压进行滤波。17.根据权利要求10所述的雷达侦测系统，其特征在于，该第一时脉延迟模块包含: 一第一移位暂存单元，用以根据该第一倍频数输出时脉信号对该第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生所述第一时脉延迟信号；以及 一第一多工器，用以自所述第一时脉延迟信号择一输出至该第二时脉延迟电路。18.根据权利要求10所述的雷达侦测系统，其特征在于，该第二锁相回路模块包含: 一第二压控振荡单元，用以根据一第二控制电压产生该第二倍频数输出时脉信号； 一第二除频单元，用以对该第二倍频数输出时脉信号进行除频，以产生该第二原频输出时脉信号；以及 一第二相位侦测单元，用以接收所述第一时脉延迟信号其中之一以及该第二原频输出时脉信号，以根据所述第一时脉延迟信号其中之一以及该第二原频输出时脉信号的一频率差产生该第二控制电压。19.根据权利要求18所述的雷达侦测系统，其特征在于，该第二锁相回路模块还包含一第二回路滤波器，以对该第二控制电压进行滤波。20.根据权利要求10所述的雷达侦测系统，其特征在于，该第二时脉延迟模块包含: 一第二移位暂存单元，用以根据该第二倍频数输出时脉信号对该第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生所述第二时脉延迟信号；以及 一第二多工器，用以自所述第二时脉延迟信号择一输出。
【专利摘要】本发明揭露一种高解析度时脉产生装置及雷达侦测系统。高解析度时脉产生装置包含：第一及第二时脉延迟电路。第一时脉延迟电路接收输入参考时脉信号以产生第一倍频数输出时脉信号、据以除频产生第一原频输出时脉信号且根据第一倍频数输出时脉信号对第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生第一时脉延迟信号。第二时脉延迟电路接收第一时脉延迟信号其中之一以产生第二倍频数输出时脉信号、据以除频产生第二原频输出时脉信号且根据第二倍频数输出时脉信号对第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生第二时脉延迟信号。本发明可产生高解析度的时脉信号，大幅提升时脉信号的精准度。
【IPC分类】H03K3/02, H03L7/06, G01S7/28
【公开号】CN105490666
【申请号】CN201410481698
【发明人】朱大舜, 浦大钧, 吴俊熠
【申请人】宏达国际电子股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月19日
【技术领域】
[0001]本发明是有关于一种时脉产生技术，且特别是有关于一种高解析度时脉产生装置及雷达侦测系统。
【背景技术】
[0002]在电子系统中，信号处理是依据时脉信号进行。举例来说，模拟信号的接收依据时脉信号采样，以进一步依据采样值转换为数字信号。因此，高频时脉信号或高解析度的时脉延迟皆可对模拟信号作高解析度的采样。以雷达侦测系统为例，如果能以更高解析度的时脉讯进行信号的传送与接收以获得物体的距离或位移资讯时，将可以侦测到更细微的距离或位移差距。
[0003]然而，目前在制程及技术的限制下，时脉信号的频率选择有其上限。为达到高取样解析度的需求，必需要有更高解析度的时脉信号来完成信号处理。因此，如何设计一个新的高解析度时脉产生装置及雷达侦测系统，以解决上述的问题，乃为此一业界亟待解决的问题。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种可产生高解析度的时脉信号的高解析度时脉产生装置，以及应用高解析度时脉产生装置的雷达侦测系统。
[0005]因此，本发明的一方面是在提供一种高解析度时脉产生装置。高解析度时脉产生装置包含:第一时脉延迟电路以及第二时脉延迟电路。第一时脉延迟电路包含:第一锁相回路模块以及第一时脉延迟模块。第一锁相回路模块接收具有输入频率的输入参考时脉信号，以产生频率为输入频率的第一倍数的第一倍频数输出时脉信号，并根据第一倍频数输出时脉信号除频产生频率相当于输入频率的第一原频输出时脉信号。第一时脉延迟模块接收第一倍频数输出时脉信号以及第一原频输出时脉信号，以根据第一倍频数输出时脉信号对第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于输入频率的多个第一时脉延迟信号。第二时脉延迟电路包含:第二锁相回路模块以及第二时脉延迟模块。第二锁相回路模块接收第一时脉延迟信号其中之一，以产生频率为输入频率的第二倍数的第二倍频数输出时脉信号，并根据第二倍频数输出时脉信号除频产生频率相当于输入频率的第二原频输出时脉信号。第二时脉延迟模块接收第二倍频数输出时脉信号以及第二原频输出时脉信号，以根据第二倍频数输出时脉信号对第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于输入频率的多个第二时脉延迟信号。
[0006]依据本发明一实施例，其中第一锁相回路模块包含:第一压控振荡单元、第一除频单元以及第一相位侦测单元。第一压控振荡单元根据第一控制电压产生第一倍频数输出时脉信号。第一除频单元对第一倍频数输出时脉信号进行除频，以产生第一原频输出时脉信号。第一相位侦测单兀接收输入参考时脉信号以及第一原频输出时脉信号，以根据输入参考时脉信号以及第一原频输出时脉信号的频率差产生第一控制电压。
[0007]依据本发明另一实施例，其中第一锁相回路模块还包含第一回路滤波器以对第一控制电压进行滤波，以及第一电荷泵。
[0008]依据本发明又一实施例，其中第一时脉延迟模块包含:第一移位暂存单元以及第一多工器。第一移位暂存单元根据第一倍频数输出时脉信号对第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生第一时脉延迟信号。第一多工器用以自第一时脉延迟信号择一输出至第二时脉延迟电路。
[0009]依据本发明再一实施例，其中第二锁相回路模块包含:第二压控振荡单元、第二除频单元以及第二相位侦测单元。第二压控振荡单元根据第二控制电压产生第二倍频数输出时脉信号。第二除频单元对第二倍频数输出时脉信号进行除频，以产生第二原频输出时脉信号。第二相位侦测单元接收第一时脉延迟信号其中之一以及第二原频输出时脉信号，以根据第一时脉延迟信号其中之一以及第二原频输出时脉信号的频率差产生第二控制电压。
[0010]依据本发明更具有的一实施例，其中第二锁相回路模块还包含第二回路滤波器以对第二控制电压进行滤波，以及第二电荷泵。
[0011]依据本发明再具有的一实施例，其中第二时脉延迟模块包含:第二移位暂存单元以及第二多工器。第二移位暂存单元根据第二倍频数输出时脉信号对第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生第二时脉延迟信号。第二多工器自第二时脉延迟信号择一输出。
[0012]依据本发明一实施例，其中第一倍数为n，第二倍数为m。
[0013]依据本发明另一实施例，其中当输入参考时脉信号的输入周期为T，第二时脉延迟信号的最大解析度为T/ (n*m)。
[0014]因此，本发明的另一方面是在提供一种雷达侦测系统。雷达侦测系统包含:高解析度时脉产生装置、天线阵列装置以及接收装置。高解析度时脉产生装置。高解析度时脉产生装置包含:第一时脉延迟电路以及第二时脉延迟电路。第一时脉延迟电路包含:第一锁相回路模块以及第一时脉延迟模块。第一锁相回路模块接收具有输入频率的输入参考时脉信号，以产生频率为输入频率的第一倍数的第一倍频数输出时脉信号，并根据第一倍频数输出时脉信号除频产生频率相当于输入频率的第一原频输出时脉信号。第一时脉延迟模块接收第一倍频数输出时脉信号以及第一原频输出时脉信号，以根据第一倍频数输出时脉信号对第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于输入频率的多个第一时脉延迟信号。第二时脉延迟电路包含:第二锁相回路模块以及第二时脉延迟模块。第二锁相回路模块接收第一时脉延迟信号其中之一，以产生频率为输入频率的第二倍数的第二倍频数输出时脉信号，并根据第二倍频数输出时脉信号除频产生频率相当于输入频率的第二原频输出时脉信号。第二时脉延迟模块接收第二倍频数输出时脉信号以及第二原频输出时脉信号，以根据第二倍频数输出时脉信号对第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于输入频率的多个第二时脉延迟信号。天线阵列装置接收多个无线输入信号。接收装置包含多个取样模块，电性连接于天线阵列装置，以分别根据第二时脉延迟信号其中之一对无线输入信号进行取样。
[0015]依据本发明一实施例，所述取样模块还分别包含:取样保持电路、放大电路、积分电路以及模拟数字转换电路。取样保持电路根据第二时脉延迟信号其中之一，对无线输入信号其中之一进行取样以产生取样信号。放大电路放大取样信号。积分电路根据第二时脉延迟信号其中之一，对取样信号进行积分。模拟数字转换电路根据第二时脉延迟信号其中之一，将积分后的取样信号进行模拟数字转换。
[0016]依据本发明另一实施例，其中取样模块至少其中之一对应于天线阵列装置中包含的天线。
[0017]依据本发明又一实施例，雷达侦测系统还包含传送装置，包含多个传送模块，分别用以根据第二时脉延迟信号其中之一产生输出信号，以使天线阵列装置根据输出信号产生无线输出信号。
[0018]依据本发明再一实施例，其中传送模块还分别包含:信号产生电路、相位偏移电路以及功率放大电路。信号产生电路根据第二时脉延迟信号其中之一产生输出信号。相位偏移电路根据第二时脉延迟信号其中之一对输出信号进行相位偏移。功率放大电路对相位偏移后的输出信号进行功率放大，以使天线阵列装置中包含的天线根据输出信号产生无线输出信号。
[0019]依据本发明更具有的一实施例，其中第一锁相回路模块还包含第一回路滤波器，以对第一控制电压进行滤波。
[0020]依据本发明再具有的一实施例，其中第一时脉延迟模块包含:第一移位暂存单兀以及第一多工器。第一移位暂存单兀根据第一倍频数输出时脉信号对第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生第一时脉延迟信号。第一多工器用以自第一时脉延迟信号择一输出至第二时脉延迟电路。
[0021]依据本发明一实施例，其中第二锁相回路模块包含:第二压控振荡单元、第二除频单元以及第二相位侦测单元。第二压控振荡单元根据第二控制电压产生第二倍频数输出时脉信号。第二除频单元对第二倍频数输出时脉信号进行除频，以产生第二原频输出时脉信号。第二相位侦测单元接收第一时脉延迟信号其中之一以及第二原频输出时脉信号，以根据第一时脉延迟信号其中之一以及第二原频输出时脉信号的频率差产生第二控制电压。
[0022]依据本发明另一实施例，其中第二锁相回路模块还包含第二回路滤波器，以对第二控制电压进行滤波。
[0023]依据本发明再一实施例，其中第二时脉延迟模块包含:第二移位暂存单元以及第二多工器。第二移位暂存单元根据 第二倍频数输出时脉信号对第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生第二时脉延迟信号。第二多工器自第二时脉延迟信号择一输出。
[0024]应用本发明的优点在于通过高解析度时脉产生装置中，第一时脉延迟电路以及第二时脉延迟电路的设计，可分别根据输入参考时脉信号产生倍频的信号并据以进行时脉延迟，其时脉延迟后的信号与输入参考时脉信号时间差可作高解析度细微调整，而轻易地达到上述的目的。
【附图说明】
[0025]图1为本发明一实施例中，一种高解析度时脉产生装置的方块图；
[0026]图2A为本发明一实施例中，输入参考时脉信号、第一倍频数输出时脉信号以及数个第一时脉延迟信号的波型图；
[0027]图2B为本发明一实施例中，第一时脉延迟信号、第二倍频数输出时脉信号、数个第二时脉延迟信号以及输入参考时脉信号的波型图；
[0028]图3为本发明一实施例中，一种雷达侦测系统的方块图；以及
[0029]图4为本发明一实施例中，一种雷达侦测系统的方块图。
【具体实施方式】
[0030]请参照图1。图1为本发明一实施例中，一种高解析度时脉产生装置1的方块图。高解析度时脉产生装置1包含:第一时脉延迟电路10以及第二时脉延迟电路20。
[0031]第一时脉延迟电路10包含:第一锁相回路模块12以及第一时脉延迟模块14。其中，第一锁相回路模块12包含:第一压控振荡单元120、第一除频单元122、第一相位侦测单兀124以及第一电荷泵126。
[0032]第一压控振荡单元120根据第一控制电压VI的大小来产生第一倍频数输出时脉信号121。于一实施例中，第一压控振荡单元120可由环状式振荡器实现。
[0033]第一除频单元122对第一倍频数输出时脉信号121进行除频，以产生第一原频输出时脉信号123。于一实施例中，第一除频单元122是将第一倍频数输出时脉信号121的频率除以一个参数，以产生第一原频输出时脉信号123。于一实施例中，此参数为η。意即，第一倍频数输出时脉信号121的频率将为第一原频输出时脉信号123的η倍。
[0034]第一相位侦测单元124接收输入参考时脉信号125以及第一原频输出时脉信号123,以产生输入参考时脉信号125以及第一原频输出时脉信号123间的频率差。第一电荷泵126进一步依据频率差产生前述的第一控制电压VI。于一实施例中，第一倍频数输出时脉信号121的频率为输入参考时脉信号125的频率的η倍。
[0035]因此，第一相位侦测单元124及第一电荷泵126将与第一除频单元122及第一压控振荡单元120形成一回授路径。当第一倍频数输出时脉信号121低于输入参考时脉信号125的η倍时，经由除频而得的第一原频输出时脉信号123的频率将小于输入参考时脉信号125。第一相位侦测单元124将因此产生第一控制电压VI使第一压控振荡单元120的频率上升。相反地，当第一倍频数输出时脉信号121高于输入参考时脉信号125的η倍时，经由除频而得的第一原频输出时脉信号123的频率将大于输入参考时脉信号125。第一相位侦测单元124将因此产生第一控制电压VI使第一压控振荡单元120的频率下降。
[0036]因此，上述的回授路径将使第一倍频数输出时脉信号121稳定地维持为输入参考时脉信号125的η倍。
[0037]于一实施例中，第一时脉延迟电路10可还包含第一回路滤波器128，以对第一控制电压VI进行滤波。于一实施例中，第一回路滤波器128是将第一控制电压VI的交流或高频部份滤除，以避免其造成的杂讯干扰。
[0038]第一时脉延迟模块14包含:第一移位暂存单元140以及第一多工器142。于一实施例中，第一移位暂存单元140包含多个移位暂存器(未绘示)，并根据第一倍频数输出时脉信号121对第一原频输出时脉信号123进行时脉延迟。于不同实施例中，因应第一倍频数输出时脉信号121相对第一原频输出时脉信号123的比例以及移位暂存器的数目，第一移位暂存单元140可产生不同数目的第一时脉延迟信号141，且各第一时脉延迟信号141对应于不同的相位。举例来说，当第一倍频数输出时脉信号121的频率为第一原频输出时脉信号123的四倍时，则第一移位暂存单元140最多可产生四个不同相位的第一时脉延迟信号 141。
[0039]第一多工器142用以自第一时脉延迟信号141择一输出为第一时脉延迟信号141’，并传送至第二时脉延迟电路20。意即，第一多工器142可在第一时脉延迟信号141中，选择对应所需的相位者进行输出。于一实施例中，第一时脉延迟模块14可还包含第一暂存单元144，以将第一时脉延迟信号141’先暂存后再传送至第二时脉延迟电路20。于一实施例中，此第一暂存单元144可为例如，但不限于D型正反器(flip-flop)。
[0040]类似于第一时脉延迟电路10，第二时脉延迟电路20包含:第二锁相回路模块22以及第二时脉延迟模块24。其中，第二锁相回路模块22包含第二压控振荡单元220、第二除频单元222、第二相位侦测单元224以及第二电荷泵226。
[0041]第二压控振荡单元220根据第二控制电压V2的大小来产生第二倍频数输出时脉信号221。于一实施例中，第二压控振荡单元220可由环状式振荡器实现。
[0042]第二除频单元222对第二倍频数输出时脉信号221进行除频，以产生第二原频输出时脉信号223。于一实施例中，第二除频单元222是将第二倍频数输出时脉信号221的频率除以一个参数，以产生第二原频输出时脉信号223。于一实施例中，此参数为例如但不限于m。意即，第二倍频数输出时脉信号221的频率将为第二原频输出时脉信号223的m倍。
[0043]第二相位侦测单元224接收第一时脉延迟信号141’以及第二原频输出时脉信号223,以产生第一时脉延迟信号141’以及第二原频输出时脉信号223间的频率差。第二电荷泵226进一步依据频率差产生前述的第二控制电压V2。于一实施例中，第二倍频数输出时脉信号221的频率为第一时脉延迟信号141’的频率的m倍。
[0044]因此，第二相位侦测单元224及第二电荷泵226将与第二除频单元222及第二压控振荡单元220形成一回授路径。当第二倍频数输出时脉信号221低于第一时脉延迟信号141’的m倍时，经由除频而得的第二原频输出时脉信号223的频率将小于第一时脉延迟信号141’。第二相位侦测单元224将因此产生第二控制电压V2使第二压控振荡单元220的频率上升。相反地，当第二倍频数输出时脉信号221高于第一时脉延迟信号141’的m倍时，经由除频而得的第二原频输出时脉信号223的频率将大于第一时脉延迟信号141’。第二相位侦测单元224将因此产生第二控制电压V2使第二压控振荡单元220的频率下降。
[0045]因此，上述的回授路径将使第二倍频数输出时脉信号221稳定地维持为第一时脉延迟信号141’的m倍。
[0046]于一实施例中，第二时脉延迟电路20可还包含第二回路滤波器228，以对第二控制电压V2进行滤波。于一实施例中，第二回路滤波器228是将第二控制电压V2的交流或高频部份滤除，以避免其造成的杂讯干扰。
[0047]第二时脉延迟模块24包含:第二移位暂存单元240以及第二多工器242。于一实施例中，第二移位暂存单元240包含多个移位暂存器(未绘示)，并根据第二倍频数输出时脉信号221对第二原频输出时脉信号223进行时脉延迟。于不同实施例中，因应第二倍频数输出时脉信号221相对第二原频输出时脉信号223的比例以及移位暂存器的数目，第二移位暂存单元240可产生不同数目的第二时脉延迟信号241，且各第二时脉延迟信号241对应于不同的相位。举例来说，当第二倍频数输出时脉信号221的频率为第二原频输出时脉信号223的四倍时，则第二移位暂存单元240最多可产生四个不同相位的第二时脉延迟信号 241。
[0048]第二多工器242用以自第二时脉延迟信号241择一输出为第二时脉延迟信号241’。意即，第二多工器242可在第二时脉延迟信号241中，选择对应所需的相位者进行输出。于一实施例中，第二时脉延迟模块24可还包含第二暂存单元244，以 将第二时脉延迟信号241’先暂存后再输出。于一实施例中，此第二暂存单元244可为例如，但不限于D型正反器。
[0049]于一实施例中，当输入参考时脉信号125的周期为T，第一倍频数输出时脉信号121与输入参考时脉信号125间的频率比值为n，且第二倍频数输出时脉信号221与第一时脉延迟信号141’间的频率比值为m时，则第二时脉延迟信号241’相对于输入参考时脉信号125的解析度最闻可提升为T/(n*m)。
[0050]请参照图2A。图2A为本发明一实施例中，输入参考时脉信号125、第一倍频数输出时脉信号121以及数个第一时脉延迟信号S11-S14的波型图。
[0051]于一实施例中，上述的η为4。亦即，第一倍频数输出时脉信号121的频率为输入参考时脉信号125的频率的4倍。因此，当输入参考时脉信号125的周期Τ为例如，但不限于20纳秒时，如图2Α所示，第一倍频数输出时脉信号121的周期将为Τ/η，即20/4 = 5纳秒。此时，根据第一倍频数输出时脉信号121将可产生四个第一时脉延迟信号S11-S14。每个第一时脉延迟信号S11-S14间的相位差均间隔5纳秒。其中，第一时脉延迟信号S14在经过四个单位时间的延迟后，将会因为延迟了一整个输入参考时脉信号125的周期而使其波形与输入参考时脉信号125相同。
[0052]于一实施例中，第一时脉延迟信号S13是被选择做为输出的第一时脉延迟信号141’。其相位与输入参考时脉信号125间相差5*3 = 15纳秒。
[0053]请参照图2Β。图2Β为本发明一实施例中，第一时脉延迟信号S13(即141’)、第二倍频数输出时脉信号221、数个第二时脉延迟信号S21-S25以及输入参考时脉信号125的波型图。
[0054]于一实施例中，上述的m相当于n+1而为5。亦即，第二倍频数输出时脉信号221的频率为第一时脉延迟信号S13的频率的5倍。因此，当第一时脉延迟信号S13的周期T为例如，但不限于20纳秒时，如图2B所示，第二倍频数输出时脉信号221的周期将为T/m，即20/5 = 4纳秒。此时，根据第二倍频数输出时脉信号221将可产生五个第二时脉延迟信号S21-S25。每个第二时脉延迟信号S21-S25间的相位差均间隔4纳秒。其中，第二时脉延迟信号S25在经过五个单位时间的延迟后，将会因为延迟了一整个第一时脉延迟信号141’的周期而使其波形与第一时脉延迟信号141’相同。
[0055]于一实施例中，第二时脉延迟信号S21是被选择做为输出的第二时脉延迟信号241’，其相位与第一时脉延迟信号S13间相差4纳秒。
[0056]因此，第二时脉延迟信号S21 (即241’ )和输入参考时脉信号125间的相位差，共为15+4 = 19纳秒。意即，第二时脉延迟信号S21的波形落后输入参考时脉信号125的波形达19秒。然而由于输入参考时脉信号125的周期为20纳秒，第二时脉延迟信号S21与输入参考时脉信号125的下一周期的相位差为1秒。因此，其解析度可由输入参考时脉信号125的T (20纳秒)，提升为第二时脉延迟信号S21与输入参考时脉信号125间的T/ (n*m)(1纳秒)。
[0057]因此，应用本发明的优点在于通过高解析度时脉产生装置1中，第一时脉延迟电路10以及第二时脉延迟电路20的设计，可分别根据输入参考时脉信号125产生倍频的信号并据以进行时脉延迟，其时脉延迟后的信号与输入参考时脉信号125间的解析度可大幅提高，可进一步应用以提升对其他信号采样或是时脉延迟的精准度。
[0058]请参照图3。图3为本发明一实施例中，一种雷达侦测系统3的方块图。雷达侦测系统3包含:如图1所绘示的高解析度时脉产生装置1、天线阵列装置30以及接收装置32。
[0059]天线阵列装置30接收无线输入信号31。于不同实施例中，天线阵列装置30所包含的天线数目可视情形调整。
[0060]接收装置32包含取样模块320A-320D。需注意的是，于不同实施例中，接收装置32可包含不同数目的取样模块，不为图3绘示的所限。
[0061]取样模块320A-320D电性连接于天线阵列装置30。其中，取样模块320A-320D各包含相同的兀件。以取样模块320A为例，取样模块320A包含:取样保持电路340、放大电路342、积分电路344以及模拟数字转换电路346。
[0062]取样保持电路340根据高解析度时脉产生装置1所输出的第二时脉延迟信号241’，对无线输入信号31进行取样以产生取样信号33。放大电路342放大取样信号33。积分电路344根据第二时脉延迟信号241’，对取样信号33进行积分以产生积分后的取样信号33’。模拟数字转换电路346根据第二时脉延迟信号241’，将积分后的取样信号33’进行模拟数字转换。于一实施例中，取样信号33’可再传送至雷达侦测系统3的处理装置(未绘示)进行进一步的处理。
[0063]于一实施例中，取样模块320A-320D可电性连接于天线阵列装置30中的单一天线，并自高解析度时脉产生装置1接收不同相位的第二时脉延迟信号241’，以对此单一天线所接收的无线输入信号31进行不同相位的取样。因此，无线输入信号31的取样精确度，将大幅提升。
[0064]于另一实施例中，取样模块320A-320D可分别电性连接于天线阵列装置30中不同的数个天线，以根据第二时脉延迟信号241’对不同天线所接收的无线输入信号31进行取样。
[0065]请参照图4。图4为本发明一实施例中，一种雷达侦测系统4的方块图。雷达侦测系统4包含:如图1所绘示的高解析度时脉产生装置1、天线阵列装置40以及传送装置42。
[0066]传送装置42包含传送模块420A-420B。需注意的是，于不同实施例中，传送装置42可包含不同数目的传送模块，不为图4绘示的所限。
[0067]传送模块420A-420B电性连接于天线阵列装置40。其中，传送模块420A-420B各包含相同的元件。以传送模块420A为例，传送模块420A包含:信号产生电路440、时脉延迟电路442以及功率放大电路444。
[0068]信号产生电路440根据第二时脉延迟信号241’产生输出信号41。时脉延迟电路442根据第二时脉延迟信号241’对输出信号41进行相位偏移产生相位偏移后的输出信号41’。功率放大电路444则对相位偏移后的输出信号41’进行功率放大，以使天线阵列装置40根据输出信号产生无线输出信号43。
[0069]于一实施例中，传送模块420A可还包含开关电路446，以根据第二时脉延迟信号241’，在应传送输出信号41’时将输出信号41’传送至功率放大电路444进行功率放大并由天线阵列装置40产生无线输出信号43输出。
[0070]需注意的是，传送装置42亦可设置于图3所绘示的雷达侦测系统3中，以使雷达侦测系统3可根据天线阵列装置30、接收装置32及传送装置42进行无线信号的传送及接收，达到雷达侦测的目的。
[0071]虽然本
【发明内容】
已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本
【发明内容】
，任何熟悉此技艺者，在不脱离本
【发明内容】
的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本
【发明内容】
的保护范围当视所附的权利要求书所界定的范围为准。
【主权项】
1.一种高解析度时脉产生装置，其特征在于，包含: 一第一时脉延迟电路，包含:一第一锁相回路模块，用以接收具有一输入频率的一输入参考时脉信号，以产生频率为该输入频率的一第一倍数的一第一倍频数输出时脉信号，并对该第一倍频数输出时脉信号除频以便产生频率相当于该输入频率的一第一原频输出时脉信号；以及一第一时脉延迟模块，用以接收该第一倍频数输出时脉信号以及该第一原频输出时脉信号，以根据该第一倍频数输出时脉信号对该第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于该输入频率的多个第一时脉延迟信号；以及 一第二时脉延迟电路，包含:一第二锁相回路模块，用以接收所述第一时脉延迟信号其中之一，以产生频率为该输入频率的一第二倍数的一第二倍频数输出时脉信号，并对该第二倍频数输出时脉信号除频以便产生频率相当于该输入频率的一第二原频输出时脉信号；以 及一第二时脉延迟模块，用以接收该第二倍频数输出时脉信号以及该第二原频输出时脉信号，以根据该第二倍频数输出时脉信号对该第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于该输入频率的多个第二时脉延迟信号。2.根据权利要求1所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，该第一锁相回路模块包含: 一第一压控振荡单元，用以根据一第一控制电压产生该第一倍频数输出时脉信号； 一第一除频单元，用以对该第一倍频数输出时脉信号进行除频，以产生该第一原频输出时脉信号；以及 一第一相位侦测单元，用以接收该输入参考时脉信号以及该第一原频输出时脉信号，以根据该输入参考时脉信号以及该第一原频输出时脉信号的一频率差产生该第一控制电压。3.根据权利要求2所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，该第一锁相回路模块还包含一第一回路滤波器以对该第一控制电压进行滤波，以及一第一电荷泵。4.根据权利要求1所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，该第一时脉延迟模块包含: 一第一移位暂存单元，用以根据该第一倍频数输出时脉信号对该第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生所述第一时脉延迟信号；以及 一第一多工器，用以自所述第一时脉延迟信号择一输出至该第二时脉延迟电路。5.根据权利要求1所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，该第二锁相回路模块包含: 一第二压控振荡单元，用以根据一第二控制电压产生该第二倍频数输出时脉信号； 一第二除频单元，用以对该第二倍频数输出时脉信号进行除频，以产生该第二原频输出时脉信号；以及 一第二相位侦测单元，用以接收所述第一时脉延迟信号其中之一以及该第二原频输出时脉信号，以根据所述第一时脉延迟信号其中之一以及该第二原频输出时脉信号的一频率差产生该第二控制电压。6.根据权利要求5所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，该第二锁相回路模块还包含一第二回路滤波器以对该第二控制电压进行滤波，以及一第二电荷泵。7.根据权利要求1所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，该第二时脉延迟模块包含: 一第二移位暂存单元，用以根据该第二倍频数输出时脉信号对该第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生所述第二时脉延迟信号；以及 一第二多工器，用以自所述第二时脉延迟信号择一输出。8.根据权利要求1所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，该第一倍数为n，该第二倍数为m。9.根据权利要求8所述的高解析度时脉产生装置，其特征在于，当该输入参考时脉信号的一输入周期为T，所述第二时脉延迟信号的最大解析度为T/(n*m)。10.一种雷达侦测系统，其特征在于，包含: 一高解析度时脉产生装置，该高解析度时脉产生装置包含一第一时脉延迟电路以及一第二时脉延迟电路；该第一时脉延迟电路包含一第一锁相回路模块以及一第一时脉延迟模块；该第一锁相回路模块用以接收具有一输入频率的一输入参考时脉信号，以产生频率为该输入频率的一第一倍数的一第一倍频数输出时脉信号，并对该第一倍频数输出时脉信号除频以便产生频率相当于该输入频率的一第一原频输出时脉信号；该第一时脉延迟模块用以接收该第一倍频数输出时脉信号以及该第一原频输出时脉信号，以根据该第一倍频数输出时脉信号对该第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于该输入频率的多个第一时脉延迟信号；该第二时脉延迟电路包含一第二锁相回路模块以及一第二时脉延迟模块；该第二锁相回路模块用以接收所述第一时脉延迟信号其中之一，以产生频率为该输入频率的一第二倍数的一第二倍频数输出时脉信号，并对该第二倍频数输出时脉信号除频以便产生频率相当于该输入频率的一第二原频输出时脉信号；该第二时脉延迟模块用以接收该第二倍频数输出时脉信号以及该第二原频输出时脉信号，以根据该第二倍频数输出时脉信号对该第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生频率相当于该输入频率的多个第二时脉延迟信号； 一天线阵列装置，用以接收多个无线输入信号；以及 一接收装置，包含多个取样模块，电性连接于该天线阵列装置，以分别根据所述第二时脉延迟信号其中之一对所述无线输入信号进行取样。11.根据权利要求10所述的雷达侦测系统，其特征在于，所述取样模块还分别包含: 一取样保持电路，用以根据所述第二时脉延迟信号其中之一，对所述无线输入信号其中之一进行取样以产生一取样信号； 一放大电路，用以放大该取样信号； 一积分电路，用以根据所述第二时脉延迟信号其中之一，对放大后的该取样信号进行积分；以及 一模拟数字转换电路，用以根据所述第二时脉延迟信号其中之一，将积分后的该取样信号进行模拟数字转换。12.根据权利要求11所述的雷达侦测系统，其特征在于，所述取样模块至少其中之一对应于该天线阵列装置中包含的一天线。13.根据权利要求10所述的雷达侦测系统，其特征在于，还包含一传送装置，包含多个传送模块，分别用以根据所述第二时脉延迟信号其中之一产生一输出信号，以使该天线阵列装置根据该输出信号产生一无线输出信号。14.根据权利要求13所述的雷达侦测系统，其特征在于，该传送模块还分别包含: 一信号产生电路，用以根据所述第二时脉延迟信号其中之一产生该输出信号； 一相位偏移电路，用以根据所述第二时脉延迟信号其中之一对该输出信号进行相位偏移；以及 一功率放大电路，用以对相位偏移后的该输出信号进行功率放大，以使该天线阵列装置中包含的一天线根据输出信号产生该无线输出信号。15.根据权利要求10所述的雷达侦测系统，其特征在于，该第一锁相回路模块包含: 一第一压控振荡单元，用以根据一第一控制电压产生该第一倍频数输出时脉信号； 一第一除频单元，用以对该第一倍频数输出时脉信号进行除频，以产生该第一原频输出时脉信号；以及 一第一相位侦测单元，用以接收该输入参考时脉信号以及该第一原频输出时脉信号，以根据该输入参考时脉信号以及该第一原频输出时脉信号的一频率差产生该第一控制电压。16.根据权利要求15所述的雷达侦测系统，其特征在于，该第一锁相回路模块还包含一第一回路滤波器，以对该第一控制电压进行滤波。17.根据权利要求10所述的雷达侦测系统，其特征在于，该第一时脉延迟模块包含: 一第一移位暂存单元，用以根据该第一倍频数输出时脉信号对该第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生所述第一时脉延迟信号；以及 一第一多工器，用以自所述第一时脉延迟信号择一输出至该第二时脉延迟电路。18.根据权利要求10所述的雷达侦测系统，其特征在于，该第二锁相回路模块包含: 一第二压控振荡单元，用以根据一第二控制电压产生该第二倍频数输出时脉信号； 一第二除频单元，用以对该第二倍频数输出时脉信号进行除频，以产生该第二原频输出时脉信号；以及 一第二相位侦测单元，用以接收所述第一时脉延迟信号其中之一以及该第二原频输出时脉信号，以根据所述第一时脉延迟信号其中之一以及该第二原频输出时脉信号的一频率差产生该第二控制电压。19.根据权利要求18所述的雷达侦测系统，其特征在于，该第二锁相回路模块还包含一第二回路滤波器，以对该第二控制电压进行滤波。20.根据权利要求10所述的雷达侦测系统，其特征在于，该第二时脉延迟模块包含: 一第二移位暂存单元，用以根据该第二倍频数输出时脉信号对该第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生所述第二时脉延迟信号；以及 一第二多工器，用以自所述第二时脉延迟信号择一输出。
【专利摘要】本发明揭露一种高解析度时脉产生装置及雷达侦测系统。高解析度时脉产生装置包含：第一及第二时脉延迟电路。第一时脉延迟电路接收输入参考时脉信号以产生第一倍频数输出时脉信号、据以除频产生第一原频输出时脉信号且根据第一倍频数输出时脉信号对第一原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生第一时脉延迟信号。第二时脉延迟电路接收第一时脉延迟信号其中之一以产生第二倍频数输出时脉信号、据以除频产生第二原频输出时脉信号且根据第二倍频数输出时脉信号对第二原频输出时脉信号进行时脉延迟，以产生第二时脉延迟信号。本发明可产生高解析度的时脉信号，大幅提升时脉信号的精准度。
【IPC分类】H03K3/02, H03L7/06, G01S7/28
【公开号】CN105490666
【申请号】CN201410481698
【发明人】朱大舜, 浦大钧, 吴俊熠
【申请人】宏达国际电子股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年9月19日
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