使用混合收发器进行的接近度检测的制作方法

优先权

本专利申请要求2018年3月28日提交的名为“使用混合收发器进行的接近度检测”的第15/939,038号非临时申请的优先权，该申请被转让给本申请的受让人并且在此通过引用被明确地并入本文。

本公开大体上涉及无线收发器，并且更明确地说，涉及能够在数字域中执行某些操作且在模拟域中执行其它操作的混合收发器。

背景技术：

蜂窝和其它无线网络可以利用高频和小波长来提供高数据速率。尤其，具有第五代(5g)能力的装置使用处于或接近极高频(ehf)频谱的频率与处于或接近毫米波长的波长通信。尽管较高频率的信号提供了较大的带宽来有效地传送大量数据，但是这些信号遭受较高的路径损耗(例如，路径衰减)。为了补偿较高的路径损耗，可以增加发射功率电平，或者波束形成可以将能量集中在特定方向上。

因此，美国联邦通信委员会(fcc)已经确定了最大允许暴露(mpe)限制。为了满足目标准则，装置负责将性能与传输功率和其它约束进行平衡。实现这种平衡行为是很有挑战性的，尤其是对于具有成本、尺寸和其它考虑的装置而言。

技术实现要素：

公开了一种使用混合收发器实现接近度检测的设备。混合收发器在数字域中生成雷达信号，并且在模拟域中执行反射雷达信号与发射雷达信号的差拍操作。这种数模混合架构使得能够针对目标频率范围实现指定的线性度和相位噪声性能。通过在模拟域中对信号进行差拍，反射雷达信号和发射雷达信号自然同步，并且可以避免与在数字域中执行差拍操作相关联的量化误差。通过使用选择电路，混合收发器内的一些组件可以用于接近度检测和无线通信。响应于接近度检测，可以调节用于无线通信的发射参数，以使混合收发器能够满足政府或无线行业发布的准则。

在一个示例方面，公开了一种设备。该设备包括第一天线、第二天线和混合收发器。混合收发器耦联到第一天线和第二天线。混合收发器被配置成在数字域中生成数字基带雷达信号。混合收发器还被配置成经由第一天线发射从数字基带雷达信号导出的射频发射信号。经由第二天线，混合收发器被配置成接收射频接收信号。该射频接收信号包括射频发射信号的被对象反射的部分。在模拟域中，混合收发器被配置成生成包括拍频的模拟接收信号。模拟接收信号是从射频接收信号中导出的。拍频表示射频发射信号和射频接收信号之间的频率偏移。

在一个示例方面，公开了一种设备。该设备包括用于生成数字基带雷达信号的数字雷达装置。该设备还包括用于经由第一天线发射射频发射信号的发射装置。射频发射信号是从数字基带雷达信号导出的。该设备附加地包括用于经由第二天线接收射频接收信号的接收装置。该射频接收信号包括射频发射信号的被对象反射的部分。该设备还包括用于生成包括拍频的模拟接收信号的下变频装置。模拟接收信号是从射频接收信号中导出的。拍频表示射频发射信号和射频接收信号之间的频率偏移。

在一个示例方面，公开了一种用于操作混合收发器以进行接近度检测的方法。该方法包括生成数字基带雷达信号并且经由第一天线发射射频发射信号。射频发射信号是从数字基带雷达信号导出的。该方法还包括经由第二天线接收射频接收信号。该射频接收信号包括射频发射信号的被对象反射的部分。该方法还包括生成包括拍频的模拟接收信号。模拟接收信号是从射频接收信号中导出的。拍频表示射频发射信号和射频接收信号之间的频率偏移。

在一个示例方面，公开了一种设备。该设备包括本地振荡器、上变频混频器、下变频混频器和多路复用器。所述多路复用器包括耦联到上变频混频器的第一输入节点、耦联到本地振荡器的第二输入节点、以及耦联到下变频混频器的输出节点。

附图说明

图1示出使用混合收发器进行接近度检测的示例计算装置。

图2示出使用混合收发器进行接近度检测的示例操作环境。

图3示出用于接近度检测的混合收发器的示例实施方案。

图4示出使用混合收发器进行接近度检测的数字前端电路的示例部分。

图5示出使用混合收发器进行接近度检测的示例中频电路。

图6示出使用混合收发器进行接近度检测的数字前端电路和处理器的示例部分。

图7示出使用混合收发器进行接近度检测的示例序列流程图。

图8示出使用混合收发器进行接近度检测的示例过程的流程图。

具体实施方式

电子装置可以使用高发射功率来补偿与毫米波(mmw)信号相关联的路径损耗。这些电子装置中的许多电子装置可以由用户物理地操作。这种物理接近度为辐射提供了超过给定准则的机会，例如由美国联邦通信委员会(fcc)确定的最大允许暴露(mpe)限制。由于这些问题，使得装置能够检测用户的接近度是有利的。

一些接近度检测技术可以使用专用传感器来检测用户，诸如相机或红外传感器。然而，这些传感器可能是庞大且昂贵的。此外，单个电子装置可以包括位于不同表面(例如，顶部、底部或相对侧)上的多个天线。为了考虑这些天线中的每个天线，可能需要在这些天线中的每个附近安装多个相机或传感器，这进一步增加了电子装置的成本和尺寸。

其它接近度检测技术利用雷达传感器，雷达传感器可以包括压控振荡器(vco)。压控振荡器可以生成具有根据输入电压而变化的频率的模拟信号。通过扫描频率，压控振荡器可以产生线性频率调制的啁啾波形，啁啾波形可以用于接近度检测。然而，压控振荡器的性能可能受到可用功率和压控振荡器线性工作的频率的限制。尤其是，设计能够在宽频率范围上实现目标线性度性能的压控振荡器变得越来越具有挑战性。为了实现用于近距离基于雷达的应用的更精细的距离分辨率(例如，厘米的量级)，可以利用更大的带宽(例如，千兆赫兹的量级)。更精细的距离分辨率提高了距离精度和区分在距离上分离的多个对象的能力。然而，一些压控振荡器可能不能支持指定的带宽，或者可能不能实施这样的压控振荡器来实现目标距离分辨率。此外，压控振荡器也会是雷达信号中的相位噪声的原因之一。相位噪声表示相位中的随机波动，随机波动可以提高总噪声基底。高水平的相位噪声会降低电子装置的灵敏度或动态范围。这使得检测较弱的信号或在较远距离处始发的信号更具挑战性。

相比之下，本文描述的用于接近度检测的技术利用混合收发器。混合收发器在数字域中生成雷达信号，这使得能够在目标频率范围上实现指定的线性度和相位噪声性能。尽管雷达信号是在数字域中生成的，但是混合收发器在模拟域中执行反射雷达信号与发射雷达信号的差拍操作。通常，差拍操作是外差操作，外差操作混合频率相对相似的两个信号以产生较低频率处的另一个信号。该另一个信号的较低频率对应于所述两个信号之间的频率差。通过在模拟域中对信号进行差拍，反射雷达信号和发射雷达信号自然同步。此外，可以避免与在数字域中执行差拍操作相关联的量化误差。

在一些实施方案中，混合收发器可以用于实现用于基于雷达的独立应用的单基地雷达传感器。例如，混合收发器可以被实现为汽车保险杠传感器以辅助停车或自动驾驶。作为另一个示例，混合收发器可以安装在无人机上以提供碰撞避免。

在其它实施方案中，混合收发器可以选择性地执行接近度检测或无线通信。通过使用选择电路，混合收发器内的一些组件可以用于接近度检测和无线通信。这可以降低混合收发器的成本和尺寸。基于接近度检测，可以为无线通信调节发射参数，以使混合收发器能够满足政府和无线行业发布的准则，例如美国联邦通信委员会(fcc)确定的最大允许暴露(mpe)限制。为了解释的目的，图3-7中提供的示例假设电子装置可以支持接近度检测和无线通信两者。然而，应当理解，对于不使用混合收发器来支持无线通信的装置，一些组件是可选的。

图1示出使用混合收发器102进行接近度检测的示例计算装置。在示例环境100中，计算装置102通过无线通信链路106(无线链路106)与基站104通信。在该示例中，计算装置102被实现为智能电话。然而，计算装置102可以被实现为任何合适的计算或电子装置，诸如调制解调器、蜂窝基站、宽带路由器、接入点、蜂窝电话、游戏装置、导航装置、媒体装置、膝上型计算机、台式计算机、平板计算机、服务器、网络附连存储(nas)装置、智能电器或其它物联网(iot)装置、医疗装置、基于车辆的通信系统、雷达设备(包括用于地面车辆或飞行器的那些雷达设备)、无线电设备等。

基站104经由无线链路106与计算装置102通信，该无线链路可以被实现为任何合适类型的无线链路。尽管被描绘为蜂窝网络的塔，但是基站104可以表示或被实现为另一个装置，诸如卫星、有线电视头端、地面电视广播塔、接入点、对等装置、网状网络节点、小基站节点、光纤线路等等。因此，计算装置102可以经由有线连接、无线连接或其组合与基站104或另一个装置通信。

无线链路106可以包括从基站104传送到计算装置102的数据或控制信息的下行链路以及从计算装置102传送到基站104的其它数据或控制信息的上行链路。无线链路106可以使用任何合适的通信协议或标准来实现，诸如第3代合作伙伴计划长期演进(3gpplte)、第5代(5g)、ieee802.11、ieee802.16、蓝牙^tm等。在一些实施方案中，代替提供数据链路或除了提供数据链路外，无线链路106可以无线地提供功率，并且基站104可以包括电源。

计算装置102包括应用处理器108和计算机可读存储介质110(crm110)。应用处理器108可以包括执行crm110所存储的处理器可执行代码的任何类型的处理器，诸如单核心处理器或多核心处理器。crm110可以包括任何合适类型的数据存储介质，诸如易失性存储器(例如，随机存取存储器(ram))、非易失性存储器(例如，闪存)、光介质、磁介质(例如，磁盘或磁带)等等。在本公开的上下文中，crm110被实现为存储计算装置102的指令112、数据114和其它信息，并且因此不包括瞬态传播信号或载波。

计算装置102也可以包括输入/输出端口116(i/o端口116)和显示器118。i/o端口116使得能够与其它装置、网络或用户进行数据交换或交互。i/o端口116可以包括串行端口(例如，通用串行总线(usb)端口)、并行端口、音频端口、红外(ir)端口等。显示器118呈现计算装置102的图形，诸如与操作系统、程序或应用相关联的用户界面。替代地或附加地，显示器118可以被实现为显示端口或虚拟接口，通过该端口或虚拟接口呈现计算装置102的图形内容。

计算装置102的混合收发器120提供到相应网络和与其连接的其它电子装置的连接性。另外，计算装置102可以包括有线收发器，诸如用于通过本地网络、内联网或因特网进行通信的以太网或光纤接口。混合收发器120可以便于在任何合适类型的无线网络上通信，诸如无线lan(wlan)、对等(p2p)网络、网状网络、蜂窝网络、无线广域网(wwan)和/或无线个人区域网(wpan)。在示例环境100的上下文中，混合收发器120使得计算装置102能够与基站104和与基站连接的网络通信。

混合收发器120包括用于经由天线136发射和接收信号的电路和逻辑。混合收发器120的组件可以包括放大器、混频器、开关、模数转换器、滤波器等，以用于调节信号。混合收发器120也可以包括用于执行同相/正交(i/q)操作、诸如合成、编码、调制、解码、解调等的逻辑。在一些情况下，混合收发器120的组件被实现为单独的接收器和发射器实体。附加地或备选地，可以使用多个或不同的部分来实现混合收发器120，以实现相应的接收和发射操作(例如，分开的发射和接收器链)。

如所示，混合收发器120包括至少一个中频(if)电路122(if电路122)和至少一个数字前端(dfe)电路126。尽管未明确示出，混合收发器120还包括耦联在中频电路122和天线136之间的射频电路。中频电路122和数字前端电路126可以一起在同一集成电路芯片上或在单独的集成电路芯片上实现。中频电路122包括至少一个混频器124，混频器执行基带频率与中频之间的频率转换。参考图5进一步描述中频电路122。

数字前端电路126耦联到中频电路122。数字前端电路126和中频电路122在彼此之间传递模拟基带信号。数字前端电路126包括基带电路以执行高速率采样过程，该高速率采样过程可以包括模数转换、数模转换、增益校正、偏斜校正、频率变换等。数字前端电路126还包括至少一个数字斜坡发生器128和至少一个雷达信号发生器130，这将参考图4进一步描述。

如果混合收发器120支持接近度检测和无线通信，则混合收发器120还可以包括选择电路132。选择电路132可以包括两个或更多个开关、多路复用器等。选择电路132分布在中频电路122和数字前端电路126之间，这将参考图3-5进一步详细描述。

混合收发器120还包括耦联到数字前端电路126的处理器134。可以被实现为调制解调器的处理器134处理与传送计算装置102的数据相关联的数据和/或基带信号以用于无线通信，或者处理与检测计算装置102附近的对象相关联的数据和/或基带信号以用于接近度检测。处理器134还耦联到选择电路132，选择电路使得处理器134能够使混合收发器120在执行无线通信或接近度检测之间切换。处理器134可以提供用于数据、语音、消息传送、接近度检测或计算装置102的其它应用的数字通信接口。数字斜坡发生器128、雷达信号发生器130和混频器124可以至少部分地实现接近度检测，如参考图4和图5所描述的。在一些实施方案中，混合收发器120和处理器134可以一起被实现为片上系统(soc)。

尽管未明确描绘，但混合收发器120或处理器134还可以包括控制器。控制器可以包括至少一个处理器和至少一个crm，诸如应用处理器108和crm110。crm可以存储计算机可执行指令，诸如指令112。处理器和crm可以位于一个模块或一个集成电路芯片上，或者可以分布在多个模块或芯片上。处理器和相关指令可以一起在单独的电路、固定逻辑电路、硬编码逻辑等中实现。控制器可以被实现为混合收发器120、处理器134、被配置成执行mpe技术的专用处理器、通用处理器、其某些组合的一部分等。

图2示出使用混合收发器进行接近度检测的示例操作环境200。在示例环境200中，用户的手214握持计算装置102。在一个方面，计算装置102通过经由天线136发射上行链路信号202(ul信号202)或接收下行链路信号204(dl信号204)来与基站104通信。然而，用户的拇指可以表示可以经由上行链路信号202暴露于辐射的邻近对象206。

为了检测对象206是否存在于或处于可检测范围内，计算装置102经由天线136中的至少一个天线发射雷达信号208-1并且经由天线136中的至少另一个天线接收反射雷达信号208-2。反射雷达信号208-2表示雷达信号208-1的被对象206反射的一部分。雷达信号208可以表示调频连续波(fmcw)雷达信号。基于雷达信号208，可以确定到对象206的距离(例如，间距或倾斜距离)。

在一些实施方案中，天线136可以包括至少两个不同的天线、天线阵列210的至少两个天线元件212、与不同天线阵列210相关联的至少两个天线元件212、或其任何组合。如图2所示，天线136对应于天线阵列210内的天线元件212，天线阵列可以包括多个天线元件212-1至212-n，其中“n”表示正标量值。混合收发器120可以使用天线元件212中的至少一个天线元件发射雷达信号208-1，同时使用天线元件212中的至少另一个接收雷达信号208-2。换句话说，混合收发器120可以在其经由第二天线元件212-2接收反射雷达信号208-2的一部分的相同时间部分期间经由第一天线元件212-1发射雷达信号208-1的一部分。天线136和/或其元件可以使用任何类型的天线来实现，包括贴片天线、偶极天线等。

如果计算装置102包括位于计算装置102的不同侧(例如，顶侧、底侧或相对侧)上的多个天线136，则使用混合收发器120进行接近度检测的技术使得能够关于每个天线136来检测用户。这样，相对于哪些天线136受到对象206的接近度的影响，可以独立地调节发射参数。因此，这种独立检测使得两个或更多个天线136能够被配置用于不同的目的。例如，天线136中的一个天线可以被配置用于增强的通信性能，而天线136中的另一个天线同时被配置成符合fcc要求。如参考图3-6更详细描述的，混合收发器120的一些组件可以被用于无线通信和接近度检测两者。

图3示出用于接近度检测的混合收发器120的示例实施方案。混合收发器120包括耦联在处理器134和天线阵列210之间的发射器302和接收器304。发射器302和接收器304还分布在数字前端电路126、中频电路122和射频(rf)电路306(rf电路306)的部分中。如图3中所示，处理器134耦联到数字前端电路126(dfe电路126)。数字前端电路126经由基带发射节点308-1(基带tx节点308-1)和基带接收节点308-2(基带rx节点308-2)耦联到中频电路122。中频电路122经由中频发射节点310-1(iftx节点310-1)和中频接收节点310-2(ifrx节点310-2)耦联到射频电路306。射频电路306耦联到天线阵列210。

通常，中频电路122与将基带信号上变频到中频或将中频信号下变频到基带相关联。中频可以在大约几千兆赫兹(ghz)的量级上，例如在大约5和15ghz之间。同样，射频电路306与将中频信号上变频到射频或将射频信号下变频到中频相关联。射频可以包括在极高频谱中的频率，例如在大约28和36ghz之间的频率。

处理器134从计算装置102获得数据312-1。数据312-1可以包括要被发射到诸如基站104等的另一个实体的通信数据。在一些情况下，数据312可以包括来自计算装置102的基于雷达的功能或应用的、用于执行接近度检测的请求。在其它实施方案中，可以从应用处理器108接收数据312。对于无线通信，处理器134可以将数据312-1提供给数字前端电路126。

沿着经由发射器302示出的发射路径，数字前端电路126生成数字基带信号314-1。数字基带信号314-1可以包括用于无线通信的数据312-1或用于接近度检测的数字雷达信号。基于数字基带信号314-1，数字前端电路126在基带发射节点308-1处生成模拟基带信号316-1。中频电路122对模拟基带信号316-1进行上变频，以在中频发射节点310-1处产生中频信号318-1(if信号318-1)。

射频电路306可以包括混频器和功率放大器，混频器和功率放大器分别对中频信号318-1进行上变频和放大，以生成射频信号320-1(rf信号320-1)。射频信号320-1经由天线阵列210发射。取决于情况，射频信号320-1可以表示图2的上行链路信号202或雷达信号208-1。如图所示，经由发射路径，射频信号320-1是从中频信号318-1导出的，而该中频信号又是从模拟基带信号316-1和数字基带信号314-1导出的。

沿着经由接收器304示出的接收路径，射频电路306接收另一个射频信号320-2。射频信号320-2可以表示由对象206(图2)反射的下行链路信号204或雷达信号208-2。射频电路306可以包括低噪声放大器(lna)和其它混频器，以分别放大和下变频射频信号320-2，从而在中频接收节点310-2处生成中频信号318-2。中频电路122下变频中频信号318-2以在基带接收节点308-2处生成模拟基带信号316-2。数字前端电路126将模拟基带信号316-2数字化以生成数字基带信号314-2。如图所示，经由接收路径，数字基带信号314-2是从模拟基带信号316-2导出的，而模拟基带信号又是从中频信号318-2和射频信号320-2导出的。如经由混合收发器120的多个上变频和下变频阶段所示，混合收发器120实现超外差收发器。

处理器134获得数字基带信号314-2，并且可以生成用于计算装置102的数据312-2。数据312-2可以被提供给处理器108以向用户传送数据或提供接近度警报。处理器134也可以设置混合收发器120的操作模式，诸如无线通信模式或接近度检测模式。因此，处理器134可以生成模式信号322，模式信号使得选择电路132适当地配置混合收发器120以用于无线通信或用于接近度检测。在其它实施方案中，应用处理器108可以执行这些功能中的一个或多个功能。

选择电路132可以包括在数字前端电路126内实现的数字基带选择电路系统132-1和/或在中频电路122内实现的下变频参考选择电路系统132-2。分别参考图4和图5进一步描述数字基带选择电路系统132-1和下变频参考选择电路系统132-2。

图4示出使用混合收发器120进行接近度检测的数字前端电路126的示例部分。图4中描述的组件对应于数字前端电路126的沿着发射链实现的部分(例如，被包括在图3的发射器302内的组件)。数字前端电路126包括数字斜坡发生器128。数字斜坡发生器128指定与离散时间间隔相关联的频率。离散时间由变量“n”表示。数字斜坡发生器128生成频率斜坡402，频率斜坡指定多个离散时间间隔上的多个频率。频率斜坡402定义用于生成雷达信号208的频率调制。频率斜坡402的斜率可以在离散时间间隔上增大或减小，以表示线性频率调制(lfm)(例如，啁啾)、锯齿频率调制、三角频率调制等。在图4中，频率斜坡402被示出为线性频率调制，线性频率调制包括范围从最小频率(fmin)到最大频率(fmax)的频率。最小频率和最大频率指定雷达信号208的带宽。最大频率和最小频率之间的差可以在千兆赫兹的量级上，以支持近距离雷达应用(例如，支持厘米量级上的距离分辨率和检测距离)。通过在数字域中生成频率斜坡402，数字斜坡发生器128可以确保频率斜坡402在目标频率范围(例如，从最小频率到最大频率)上实现指定的线性度和相位噪声性能。除了支持宽带宽外，数字斜坡发生器128也可以支持窄带宽，窄带宽可以是兆赫兹的量级。

雷达信号发生器130耦联到数字斜坡发生器128，并且获得频率斜坡402。基于频率斜坡402，雷达信号发生器130生成数字基带雷达信号404。雷达信号发生器130可以包括查找表，该查找表存储与经由频率斜坡402指示的频率相对应的数字样本。样本可以包括复数值，复数值包括同相和正交(i/q)分量。在离散时间“n”处的示例样本在以下方程1中示出。

其中“n”表示离散时间，并且“k”表示频率斜坡402的斜率。

雷达信号发生器130也可以在数字基带雷达信号404的多个样本上应用幅度权重。这可以使雷达信号发生器130能够补偿与发射器302相关联的预先确定的失真。例如，发射链中的低通滤波器可以不被设计成支持数字基带雷达信号404的带宽(例如，低通滤波器可以具有比数字基带雷达信号404的带宽更窄的通带)。这样，低通滤波器可以使一些频率比其它频率衰减得更多。如果不检查，这会在雷达信号208中引入失真，失真会导致错误的检测和降低的准确度。然而，因为这些失真特性可以被预先确定并被提供给雷达信号发生器130，所以雷达信号发生器130可以在数字基带中提供主动补偿。结果，幅度加权可以使得雷达信号208能够在目标带宽上具有相对平坦的响应，使得雷达信号208的幅度和相位是线性的，而不管发射链内的其它组件的限制，无论这些组件是数字组件还是模拟组件。例如，幅度加权可以被配置成补偿滤波器下垂和/或滤波器或其它组件的其它操作参数。

数字前端电路126还包括数模转换器(dac)406(dac406)，数模转换器耦联到雷达信号发生器130。数模转换器406获得数字基带雷达信号404作为数字基带信号314-1，并且转换数字基带信号314-1以产生模拟基带信号316-1。数模转换器406可以被设计为支持数字基带雷达信号404的带宽。模拟基带信号316-1被提供给基带发射节点308-1。

数字前端电路126也可以可选地包括通信信号发生器408和数字基带选择电路系统132-1以支持无线通信。通信信号发生器408可以耦联到处理器134，并且获得将经由发射器302传播的数据312-1。通信信号发生器408生成数字基带上行链路信号410(数字基带ul信号410)以承载数据312-1。

数字基带选择电路系统132-1包括耦联到雷达信号发生器130的第一输入节点412-1、耦联到通信信号发生器408的第二输入节点412-2、以及耦联到数模转换器406的输出节点414。数字基带选择电路系统132-1还可以包括耦联到处理器134的选择节点416。作为示例，数字基带选择电路系统132-1可以经由多路复用器418(mux418)来实现。备选地，数字基带选择电路系统132-1可以经由由处理器134控制的开关来实现。

数字基带选择电路系统132-1将雷达信号发生器130或通信信号发生器408连接到数模转换器406。以这种方式，数字基带选择电路系统132-1选择性地提供数字基带雷达信号404或数字基带上行链路信号410作为数字基带信号314-1。该选择可以基于模式信号322，经由选择节点416获得该模式信号。模式信号322指示耦联到雷达信号发生器130上的第一输入节点412-1或耦联到通信信号发生器408上的第二输入节点412-2。因此，数字前端电路126可以分别在支持接近度检测或无线通信之间切换。对于任一操作模式，将模拟基带信号316-1提供给中频电路122，将关于图5进一步描述中频电路。

图5示出使用混合收发器120进行接近度检测的示例中频电路122。图5中描述的组件分布在发射链和接收链之间。换句话说，耦联在基带发射节点308-1与中频发射节点310-1之间的组件被包括在发射器302内，并且耦联在中频接收节点310-2与基带接收节点308-2之间的组件被包括在接收器304(图3)内。诸如中频本地振荡器502的一些组件可以由发射器302和接收器304两者使用，并且因此可以在两者中的任一个内实现或与两者分开实现。

沿着发射链，中频电路122在基带发射节点308-1处获得模拟基带信号316-1。中频电路122可以包括滤波器504(例如，低通滤波器(lpf))，滤波器耦联到基带发射节点308-1。低通滤波器504衰减可能存在于模拟基带信号316-1中的不期望的较高频率。

上变频混频器124-1耦联到低通滤波器504和中频本地振荡器502。中频本地振荡器502生成中频本地振荡器信号506。上变频混频器124-1使用中频本地振荡器信号506对模拟基带信号316-1进行上变频以产生中频信号318-1。中频信号318-1被提供给中频发射节点310-1。

沿着接收链，中频电路122在中频接收节点310-2处接收中频信号318-2。中频电路122包括下变频混频器124-2，下变频混频器耦联到中频接收节点310和中频发射节点310-1。下变频混频器124-2使用下变频参考信号508来下变频中频信号318-2以产生模拟基带信号316-2。

在接近度检测的情况下，下变频参考信号508包括中频信号318-1，该中频信号由发射器302经由天线136中的至少一个天线发射。通过使用中频信号318-1作为下变频参考信号508，下变频混频器124-2执行差拍操作，差拍操作将接收的中频信号318-2下变频到基带，并且使得模拟基带信号316-2包括差拍频率。拍频表示中频信号318-1和接收的中频信号318-2之间的频率偏移。该频率偏移与和雷达信号208相关联的往返延迟成比例，往返延迟可以用于确定到对象206的距离，如下所述。

中频电路122还可以包括另一个滤波器510(例如，低通滤波器)，该另一个滤波器耦联到下变频混频器124-2且对模拟基带信号316-2进行滤波。中频电路122在基带接收节点308-2处提供模拟基带信号316-2。尽管未明确示出，上变频混频器124-1和下变频混频器124-2可以使用正交混频器124来实现，正交混频器分别单独地对模拟基带信号316-1或接收的中频信号318-2的同相和正交分量进行上变频或下变频。这样，可以存在从图4的雷达信号发生器130到中频发射节点310-1或从中频接收节点310-2到处理器134的并行同相和正交路径。

在模拟域中执行差拍操作具有几个优点。一个这样的优点是发射和接收的雷达信号208本质上是同步的。另外，在模拟域中执行差拍操作避免了如果在数字域中执行差拍操作可能发生的量化误差。此外，因为模拟基带信号316-2包括拍频，所以在模数转换期间避免了潜在的动态范围问题。用于模数转换的采样率也可以降低，这使得混合收发器120能够节省功率。

中频电路122还可以可选地包括下变频参考选择电路系统132-2以支持无线通信。下变频参考选择电路系统132-2包括耦联到中频发射节点310-1的第一输入节点512-1、耦联到中频本地振荡器502的第二输入节点512-2、和耦联到下变频混频器124-2的输出节点514。下变频参考选择电路系统132-2还可以包括耦联到处理器134的选择节点516。作为示例，下变频参考选择电路系统132-2可以经由多路复用器518(mux518)来实现。备选地，下变频参考选择电路系统132-2可以经由由处理器134控制的开关来实现。

下变频参考选择电路系统132-2将中频发射节点310-1或中频本地振荡器502连接到下变频混频器124-2。以此方式，下变频参考选择电路系统132-2选择性地提供中频信号318-1或中频本地振荡器信号506作为下变频参考信号508。该选择可以基于模式信号322，经由选择节点516获得该模式信号。模式信号322指示耦联到中频发射节点310-1上的第一输入节点512-1或耦联到中频本地振荡器502上的第二输入节点512-2。因此，中频电路122可以在支持接近度检测或无线通信之间切换。

对于无线通信，中频信号318-2是从下行链路射频信号204导出的。下变频混频器124-2使用中频本地振荡器信号506对中频信号318-2进行下变频以产生模拟基带信号316-2。对于任一操作模式，将模拟基带信号316-2提供给数字前端电路126，将关于图6进一步描述数字前端电路。

图6示出使用混合收发器120进行接近度检测的数字前端电路126和处理器134的示例部分。图6中所描绘的组件对应于数字前端电路126和处理器134的沿着接收路径实施或耦联到接收路径上的部分。数字前端电路126经由基带接收节点308-2获得模拟基带信号316-2。数字前端电路126包括模数转换器(adc)602(adc602)，模数转换器耦联到基带接收节点308-2并且转换模拟基带信号316-2以产生数字基带信号314-2。如果模拟基带信号316-2是从雷达信号208中导出的，则拍频包括低频，低频可以是兆赫兹的量级。由于该低频，可以通过降低模数转换器602的时钟速率来节省功率。尽管未示出，数字前端电路126也可以包括对数字基带信号314-2进行滤波或抽取的其它电路。

处理器134可以包括缓冲区604，缓冲区获得数字基带信号314-2并且将处理器134与数字前端电路126隔离。对于接近度检测，处理器134可以处理数字基带信号314-2以检测对象206并且确定到对象206的距离。例如，处理器134可以执行快速傅立叶变换(fft)606操作，该操作将数字基带信号314-2从时域信号转换为频域信号。处理器134还可以包括对象检测模块608，对象检测模块可以基于所得到的输出的幅度超过预定义阈值来检测对象206。对象检测模块608可以进一步利用基于雷达的频率调制测距技术，从而基于拍频和频率斜坡402的斜率来确定到对象206的距离。在一些情况下，到对象206的距离(被示为数据312-2)可以由处理器134传送到计算装置102。在一些实施方案中，图6中所示的处理器134的组件或功能可以被包括在应用处理器108中。在这种情况下，数据312-2被提供给应用处理器108。

处理器134也可以包括发射器控制模块610，发射器控制模块可以调节或指定发射器302的或天线136中的至少一个天线的发射参数612(tx参数612)。例如，发射参数612可以指定上行链路信号202的属性，诸如功率电平、频率、持续时间、波束形状、波束转向角、被使用天线136中的哪些天线(例如，对于多个天线136位于计算装置102的不同侧的情况)及其组合。发射参数612可以基于到对象206的距离。例如，较高的发射功率可以用于在较远距离处检测到的对象206，或者较低的发射功率可以用于在较近距离处检测到的对象206。在一些情况下，发射器控制模块610可以确定发射参数612，用于满足或遵守联邦准则和/或通信准则。为了支持无线通信，处理器134也可以包括无线通信模块614，无线通信模块使得处理器134能够将通信数据(被示为数据312-2)传递到计算装置102的处理器108。

图7示出使用混合收发器的接近度检测的示例序列流程图，其中时间在向下方向上流逝。在702和706处示出无线通信模式的示例，并且在704和708处示出接近度检测模式的示例。在702处，混合收发器120发射被配置成提供足够范围的高功率(例如，正常)上行链路信号202。在发射上行链路信号202之后，在704处，经由混合收发器120发射雷达信号208-1。如上所述，雷达信号208使得计算装置102能够检测对象206并且确定对象206是否在天线136附近。基于该检测，发射器控制模块610可以生成发射参数612。在一些实施方案中，可以针对下一个上行链路信号202生成发射参数612，以考虑mpe遵从性准则。例如，如果检测到对象206，则发射器控制模块610可以降低下一个上行链路信号202的发射功率。备选地，如果没有检测到对象206，则发射器控制模块610可以保持发射功率不变。在其它实施方案中，通过指定天线136中的另一个天线或下一个雷达信号208的不同发射功率电平，发射参数612可以用于另一个雷达信号208。

接近度检测模式也可以确定到对象206的距离，从而使得发射参数612能够符合与距离有关的准则。示例的与距离有关的准则包括最大功率密度。功率密度与发射功率成正比并且与距离成反比。因此，对于相同的发射功率电平，在较近距离处的对象206比在较远距离处的另一个对象206暴露于更高的功率密度。因此，如果对象206在较远的距离处，则通过增加发射功率电平，如果对象206在较近的距离处，则通过降低发射功率电平，可以实现对象206处的类似功率密度。这样，可以调节发射参数612以使得对于较近距离和较远距离两者在对象206处的功率密度能够低于最大功率密度。同时，因为该距离是已知的，所以发射功率电平可以被增加到便于无线通信并且符合遵从性准则的电平。

在706处，混合收发器120使用由发射器控制模块610生成的发射参数612来发射下一个上行链路信号202。在所描绘的示例中，如果没有检测到对象206，则发射高功率上行链路信号202。备选地，如果检测到对象206，则发射低功率上行链路信号202。低功率可以例如在702处比高功率信号小大约五和二十分贝毫瓦(dbm)之间。除了或代替改变下一个上行链路信号202的功率，发射参数612可以指定用于传输下一个上行链路信号202的不同天线136或不同波束转向角(例如，不同于在702处用于发射高功率信号的天线136或波束转向角)。

在708处，混合收发器120发射另一个雷达信号208以尝试检测对象206。通过在某个时间段上调度多个雷达信号208，混合收发器120可基于变化的环境来动态地调节发射参数612。在一些情况下，雷达信号208可以在活动数据周期之间被发射和接收，所述活动数据周期在无线通信期间或在由处理器134设置的预先确定的时间期间发生。通过主动地监测环境，混合收发器120可以实时适当地调节发射参数612，用于平衡通信性能与遵从性或辐射要求。该监测还使得发射参数612能够被增量地调节以考虑对象206的移动。上述次序也可以应用于计算装置102内的其它天线。在一些情况下，其它天线和天线136可以同时或在不同时间发射雷达信号208。

图8示出使用混合收发器进行接近度检测的示例过程800的流程图。以指定可以被执行的操作的一组框802-808的形式描述该过程800。然而，操作不一定限于图8中所示或本文所述的顺序，因为操作可以以备选顺序或以完全或部分重叠方式来实施。由过程800的所示框表示的操作可以由(例如，图1或3的)混合收发器来执行。更具体地，过程800的操作可以由数字前端电路126和中频电路122执行，如图4和图5所示。

在框802处，生成数字基带雷达信号。例如，雷达信号发生器130可以生成数字基带雷达信号404。可以基于指定在多个离散时间间隔上的多个频率的频率斜坡402来生成数字基带雷达信号404。频率斜坡402可以包括线性频率斜坡，以生成用于调频连续波雷达技术的啁啾波形。频率斜坡402还指定雷达信号208的带宽，该带宽可以是千兆赫兹的量级以支持近距离和高距离分辨率应用。作为示例，带宽可以是至少一千兆赫兹、至少两千兆赫兹、至少五千兆赫兹等。数字基带雷达信号404可以包括复数信号，复数信号包括同相和正交分量。

在框804处，经由第一天线发射射频发射信号。射频发射信号是从数字基带雷达信号导出的。例如，混合收发器120可以发射射频信号320-1，如图3中所示。可以使用天线136中的至少一个天线来辐射射频信号320-1。为了生成射频信号320-1，数字基带信号314-1可以经由图4的数模转换器406被转换成模拟基带信号316-1，并且使用图3的中频电路122和射频电路306进行上变频。

在框806处，经由第二天线接收射频接收信号。该射频接收信号包括射频发射信号的被对象反射的一部分。例如，雷达信号208-2(例如，射频信号320-2)可以经由天线136中的至少另一个天线和射频电路306接收。雷达信号208-2可以被对象206反射。在一些情况下，对象206可以表示用户的拇指、附属物或脸。

在框808处，生成包括拍频的模拟接收信号。模拟接收信号是从射频接收信号中导出的。拍频表示射频发射信号和射频接收信号之间的频率偏移。例如，下变频混频器124-2可以使用中频信号318-1生成模拟基带信号316-2。通过经由射频电路306和中频电路122对射频信号320-2进行下变频，从射频信号320-2导出模拟基带信号316-2。通过使用中频信号318-1，下变频混频器124-2执行差拍操作，这使得模拟基带信号316-2包括差拍频率。拍频表示射频信号320-1和射频信号320-2之间的频率偏移(例如，频率差)，并且与到对象206的距离成比例。

除非上下文另有规定，否则本文中使用的词语“或”可以被认为是使用“包含性的或”或允许包括或应用由词语“或”链接的一个或多个项目的术语(例如，短语“a或b”可以被解释为仅允许“a”，仅允许“b”，或允许“a”和“b”两者)。此外，附图中表示的项目和本文讨论的术语可以指示一个或多个项目或术语，并且因此可以可互换地引用本书面描述中的项目和术语的单数形式或复数形式。最后，尽管已经以特定于结构特征或方法操作的语言描述了主题，但是应当理解，所附权利要求中定义的主题不必限于上述特定特征或操作，包括不必限于布置有特征的组织或操作被执行的顺序。