号将被称 为发送信号或无线发送信号，并且从对象240反射并在接收机330中接收的RF信号将被称为 接收信号或无线接收信号。
[0101] 最初由振荡器310产生的发送信号经由发射机320发射到外部，从对象240反射，并 在接收机330中接收作为接收信号。混频器340根据对发送信号和接收信号之间的比较，推 导它们频率之间的差。
[0102] 令移动对象240具有速度V，并且移动对象240移动方向的轴线和来自发射机320的 RF信号的发射方向的轴线之间的夹角为α。因此，就移动对象240而言，发送信号和接收信号 之间的频率差fd满足以下表达式。
[0103] 表达式6
[0105] 其中cO是光速。
[0106]因此，可以基于推导的频率差来计算对象240的移动速度。如果希望感测对象240 的移动速度但不感测移动方向，则多普勒雷达传感器300可以用于(例如)高速公路测速器。
[0107] 在主要感测对象240的移动方向的情形中，需要原理和结构上与上述示例不同的 多普勒雷达传感器。用于感测对象240的移动方向的多普勒雷达传感器可以基于侧频带滤 波（sideband filtering)、偏移载波解调（offset carrier demodulation)、同相正交解调 等原理。其中，同相正交解调可以缩写为I-Q型，以下示例性实施例将参照I-Q型来描述。
[0108] 图5示出了示出I-Q型多普勒雷达传感器400的原理的示例。
[0109]如图5所示，多普勒雷达传感器400包括用于产生RF信号的振荡器410,用于发射振 荡器410产生的RF信号作为发送信号的发射机420,用于接收从外部对象反射的RF信号作为 接收信号的接收机430,通过将发送信号和接收信号混频来输出第一混频信号的第一混频 器440,将发送信号的移相预设相位差的移相器450,以及通过将被移相器450移相的发送信 号和接收信号混频来输出第二混频信号的第二混频器460。
[0110]令从发射机420发送的发送信号的波形方程为Xt(t)，并且在接收机430中接收的 接收信号的波形方程为Xr(t)。由此，发送信号和接收信号可以通过以下表达式来分别表 不。
[0111] 表达式7
[0112] Xt(t) = ζ? · cosst
[0113] Xr(t) = ζΓ · cos( ω s+ ω a)t+ Φ
[0114] 其中是发送信号的幅值，ω8是发送信号的频率，是接收信号的幅值，COd是发 送信号和接收信号之间的频率差，t是时间，f是相位差。也就是说，对象的移动方向和速度 引起发送信号和接收信号之间的频率差Ud和相位差φ。因此，如果给出Xr(t)的相位差，就 能够确定对象是沿靠近还是远离多普勒雷达传感器400的方向移动。
[0115]通过这种结构，振荡器410产生的发送信号一部分通过发射机420接收，一部分被 发送给第一混频器440和移相器450。从振荡器410向发射机420、第一混频器440及移相器 450发送的发送信号是具有相同属性的RF信号。
[0116]移相器450对振荡器410的发送信号施加90度的相位差以产生移相的发送信号，并 向第二混频器460发送移相的发送信号。稍后将描述用移相器450对发送信号施加90度相位 差的原因。
[0117]第一混频器440从振荡器410接收发送信号并从接收机430接收接收信号。第一混 频器440将发送信号和接收信号混频，并且生成和输出第一混频信号。为方便描述，第一混 频信号将被称为第一信号或I信号，且第一混频信号的波形方程为I(t)。
[0118] 第二混频器460从移相器450接收移相的发送信号并从接收机430接收接收信号。 第二混频器460将移相的发送信号和接收信号混频，并且生成和输出第二混频信号。为方便 描述，第二混频信号将称为第二信号或Q信号，且第二混频信号的波形方程为Q(t)。
[0119] 这里，与信号处理有关的各种电路技术可用于使第一混频器440和第二混频器460 将两个信号混频或合成以输出混频信号。
[0120] 从第一混频器440输出的I信号和从第二混频器660输出的Q信号满足以下表达式。
[0121] 表达式8
[0122] I(t) = A · cos( ω at+ Φ )
[0123] Q(t) =A · sin( ωdt+Φ )
[0124] 由于移相器450对发送信号施加 90度的相位差，I(t)和Q(t)具有相同变量但是余 弦和正弦三角函数不同。也就是说，由于移相器450对发送信号施加90度的相位差，最终通 过以上表达式来建立Kt)和Q(t)。
[0125] 这里，A满足以下表达式
[0126] 表达式9
[0128] 在这种情形中，当对象沿靠近或远离多普勒雷达传感器400的方向移动时，I信号 和Q信号保持具有相同频率但具有不同的相位差以具有不同符号。相位差理论上是90度，但 根据对象移动方向在正负之间交替。利用这一原理，多普勒雷达传感器400确定对象沿靠近 方向还是沿远离方向移动。根据频率差cod的符号，I信号和Q信号各自的符号满足以下表达 式。
[0129] 表达式10
[0131 ] 在ω d大于0的第一种情形(easel)和ω d小于0的第二种情形（case2)中，I信号均 具有正符号（+ )。但是Q信号在第一种情形中具有正符号（ + )，在第二种情形中具有负符号 (-)〇
[0132] 如果在二维空间上表示I信号和Q信号的波形，则在第一种情形中Q信号的相位滞 后于I信号的相位，而在第二种情形中Q信号的相位超前于I信号的相位。
[0133] 以下将参考图6来描述"滞后"和"超前"的含义。
[0134] 图6示出了对比示出两个信号的相位之间的滞后和超前的示例。图6中示出的第一 种情形和第二种情形与前述示例相同。此外，I信号用虚线表示，Q信号用实线表示。
[0135] 图6示出I信号510、530和Q信号520、540沿时间轴振荡。在每种情形中，I信号510、 530和Q信号520、540之间的相位关系如下。在第一种情形中，I信号510在时间上超前于Q信 号520。另一方面，在第二种情形中，I信号530在时间上滞后于Q信号540。
[0136] 换句话说，在第一种情形中Q信号520的相位在时间上比I信号510的相位延迟，但 是在第二种情形中Q信号540的相位在时间上比I信号530的相位提前。也就是说，在第一种 情形中Q信号520的相位"滞后"于I信号510的相位，并且在第二种情形中Q信号540的相位 "超前"于I信号530的相位。
[0137] 再次参考上述表达式10，Q信号520的相位"滞后"于I信号510的相位的第一种情形 表明对象沿靠近多普勒雷达传感器400的方向移动。另一方面，Q信号540的相位"超前"于I 信号530的相位的第二种情形表明对象沿远离多普勒雷达传感器400的方向移动。
[0138] 如果c〇d = 0,则表明在I信号510、530和Q信号520、540之间没有实质相位差，并且 这种状态称为"同相"（in phase)。如果相位差为0，则可以认为对象没有移动，处于静止。
[0139] 此外，I信号和Q信号的幅值根据移动对象和多普勒雷达传感器400之间的距离而 变化，大致与距离的对数值成反比。就此而言，如果幅值大于预设阈值，则确定存在移动对 象。此外，可以基于相位差的符号来确定对象的移动方向。这里，幅值A和相位差Φ满足以下 表达式。
[0140] 表达式11
[0143] 也就是说，通过该表达式，如果计算出的幅值大于阈值，则首先确定对象在移动。 然后，再根据计算的相位差的符号来确定对象的移动方向。
[0144] 从I-Q型多普勒雷达传感器440实际输出的I信号和Q信号具有关于时间轴振荡的 正弦波形。为确定振荡波形的幅值，通过平滑处理来处理信号，并将其与某阈值相比较。
[0145] 如果由于粗采样或噪声而存在微小改变、不连续等，则平滑处理通过减小或消除 微小改变、不连续等这些数据分析的障碍来平滑信号。根据信号处理，应用平滑处理以将振 荡波形改变为较为平滑的波形，从而使其易于分析数据。如果信号的振荡足够平滑以进行 分析，则可以省略平滑处理。作为平滑处理的示例，存在移动平均、低通滤波等方法。
[0146] 移动平均法用于从数据中消除短暂改变的不规律性，并且顺序计算某重复区间内 单独值的算术平均值，从而确定长期改变趋势，即数据的改变趋势。也就是说，移动平均法 是确定时间序列趋势值的一种方法。低通滤波是从信号中消除高频成分的方法。
[0147] 然而，虽然多普勒雷达传感器400实际适用并用于产品，各种原因可能产生干扰正 确信号分析的噪声。
[0148] 可能因各种设备（如振荡器）由系统在内部产生噪声，或者可能由外部原因（例如 干扰)在外部产生噪声。干扰可以有各种形式，但是干扰的主要原因是发送信号和接收信号 之间的串扰(crosstalk)。以下将参考图7来描述串扰。
[0149] 图7示出多普勒雷达传感器600的示例。
[0150] 如图7所示，多普勒雷达传感器600包括印刷电路板610、形成在印刷电路板610上 的电路部分620,连接到主系统(例如图像处理装置100)以对电路部分62供电并发送和接收 信号的连接器630,用于从电路部分620向外部发射发送信号的发射机640,以及用于从外部 接收接收信号并向电路部分520发送接收信号的接收机650。
[0151] 电路部分620包括与上文参考图5描述的多普勒雷达传感器400中提供的振荡器 410、第一混频器440、移相器450及第二混频器460实质相同的元件。
[0152] 此外，发射机640和接收机650与上文参考图5描述的多普勒雷达传感器400的发射 机和接收机相同。结构上，发射机640和接收机650每一个都包括具有两个金属节点的2贴片 天线。
[0153]也就是说，电路部分620产生并通过发射机640发射发送信号，并且如果在接收机 650中接收接收信号，则通过连接器630基于发送信号和接收信号产生和输出I信号和Q信 号。如上所述，图像处理装置100基于从多普勒雷达传感器600输出的I信号和Q信号确定对 象的移动状态。
[0154]作为通过连接器630输出I信号和Q信号的替代，电路部分620可以包括用于确定对 象移动状态的确定电路，并通过连接器630输出关于对象移动状态的确定结果。
[0155]此外，由于印刷电路板610较小并且电路部分620中产生的RF信号具有高频属性， 所以即使电路部分620设计为考虑信号隔离，发射机640和接收机650的RF信号也可能相互 干扰。例如，从发射机640发射的RF信号可能传播至接收机650,或者接收机中接收的RF信号 可能传播至发射机640。这种现象称为串扰。如果发生串扰，则RF信号的特征可能有本质改 变，从而难以得出正确感测结果。
[0156] 这些诸如串扰的各种噪声使RF信号不规则改变，从对信号分析造成不良影响。例 如，噪声可能使多普勒雷达传感器600产生虽然对象实际移动但却感测对象处于静止或者 虽然对象实际静止但却感测对象在移动的错误。
[0157] 根据示例性实施例，如果噪声或干扰在信号分析方面对I信号和Q信号造成不良影 响，则多普勒雷达传感器可以通过消除该不良影响来产生更精确的感测结果。
[0158] 图8是根据示例性实施例的传感器700的框图。
[0159] 如图8所示，传感器700包括用于输出I信号和Q信号的传感器模块710,用于放大每 个信号的放大器(AMP)720,用于从每个信号中滤除高频成分的低通滤波器(LPF)730,用于 将每个信号从模拟转换为数字的模拟数字转换器(ADC)740,以及用于基于每个信号来确定 对象移动状态的感测处理器750。
[0160] 根据示例性实施例，传感器700单独包括感测处理器750,但不限于此。在传感器 700中，传感器模块710、AMP 720以及LPF 730可以组成为模拟处理模块，并且ADC 740和感 测处理器750可以组成为数字处理模块。模拟处理模块可以通过硬件电路来实现，并且数字