DE202019104203U1 - Eine intelligente Vorrichtung mit einem integrierten Radarsystem - Google Patents

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Abstract

Intelligente Vorrichtung, die als ein rechteckiges Prisma geformt ist, wobei das rechteckige Prisma eine Länge, Breite und Höhe aufweist, die Höhe größer ist als die Länge und Breite, die Länge größer ist als die Breite, die Länge und Höhe eine rechteckige Ebene auf einer ersten äußeren Ebene der intelligenten Vorrichtung bilden, die mit einer Betrachtungsebene der intelligenten Vorrichtung koexistiert, wobei die erste äußere Ebene aufweist:
eine Oberkante und eine Unterkante gegenüber der Oberkante; und
eine linke Kante und eine rechte Kante gegenüber der linken Kante, wobei eine zwischen der linken Kante und der rechten Kante zentrierte Mittelebene die erste äußere Ebene gabelnd teilt und die Mittelebene senkrecht zu der Oberkante und der Unterkante ist;
die intelligente Vorrichtung konfiguriert ist, in einem Hochformat zu arbeiten, bei dem die Oberseiten- und Unterseitenkanten im Wesentlichen parallel zu einer Grundebene sind, wobei die intelligente Vorrichtung umfasst:
ein Radarsystem, das innerhalb des rechteckigen Prismas positioniert ist, wobei das Radarsystem eine integrierte Radarschaltung umfasst und die integrierte Radarschaltung umfasst:
mindestens eine Sendeantenne;
mindestens eine Empfangsantenne; und
eine Mitte, wobei sich die Mitte der integrierten Radarschaltung näher an der Mittelebene befindet als an der linken Kante oder der rechten Kante, wobei sich die Mitte der integrierten Radarschaltung näher an der Oberkante befindet als an der Unterkante.

Description

  • HINTERGRUND
  • Radare sind nützliche Vorrichtungen, die Objekte detektieren und nachverfolgen können. Gegenüber anderen Arten von Sensoren wie einer Kamera kann ein Radar in Gegenwart von unterschiedlichen Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise wenig Licht und Nebel oder bei sich bewegenden oder überlappenden Objekten, eine verbesserte Performance bereitstellen. Ein Radar kann auch Objekte durch eine oder mehrere Verdeckungen, wie beispielsweise eine Geldbörse oder eine Tasche, detektieren. Obwohl die Verwendung eines Radars vorteilhaft sein kann, gibt es viele Herausforderungen, die mit dem Integrieren eines Radars in Verbrauchervorrichtungen in Zusammenhang stehen. Diese Herausforderungen umfassen Größen- und Layoutbeschränkungen der Verbrauchervorrichtung, einen begrenzten verfügbaren Strom während des mobilen Betriebs, Störungen, die durch andere Komponenten erzeugt werden, und mechanische Schwingungen, die ein Design oder den Betrieb des Radars begrenzen können.
  • KURZDARSTELLUNG
  • Es werden Techniken und Vorrichtungen beschrieben, die eine intelligente Vorrichtung mit einem integrierten Radarsystem implementieren. Ein Design und eine Position des Radarsystems innerhalb der intelligenten Vorrichtung ermöglichen dem Radarsystem, Raum- und Layouteinschränkungen der intelligenten Vorrichtung zu erfüllen, Störungen zwischen sich und anderen Komponenten abzuschwächen und innerhalb von Strombeschränkungen der intelligenten Vorrichtung zu arbeiten. Ein Radarsystem umfasst insbesondere eine integrierte Radarschaltung mit mindestens einer Sendeantenne und mindestens einer Empfangsantenne. Die integrierte Radarschaltung ist in Richtung eines oberen Mittelteils einer intelligenten Vorrichtung positioniert, um eine Gestenerkennung zu erleichtern und eine Falschalarmrate zu reduzieren, die mit anderen Bewegungen eines Benutzers in Zusammenhang steht, die keine Gesten sind. Die integrierte Radarschaltung ist auch von globalen Satellitennavigationssystem- (GNSS) - Antennen entfernt positioniert, um eine Störung an einem GNSS-Empfänger zu reduzieren, und entfernt von einer drahtlosen Ladeempfangsspule, um Rauschen zu reduzieren, das die Genauigkeit und Empfindlichkeit des Radarsystems beeinflusst.
  • Eine Größe der integrierten Radarschaltung ermöglicht, dass die integrierte Radarschaltung zwischen Komponenten passt, die selbst zwischen einem Anzeigeelement der intelligenten Vorrichtung und einem äußeren Gehäuse der intelligenten Vorrichtung angeordnet sind. In einigen Fällen ist die integrierte Radarschaltung von einem oder mehreren dieser anderen Komponenten wie einem Lautsprecher mechanisch isoliert, um die Einwirkung von mechanischen Schwingungen zu reduzieren. Das Radarsystem kann auch in einem Stromsparzustand arbeiten, um den Stromverbrauch zu reduzieren und den mobilen Betrieb der intelligenten Vorrichtung zu erleichtern. Durch Begrenzen der Grundfläche und des Stromverbrauchs des Radarsystems kann die intelligente Vorrichtung andere wünschenswerte Merkmale in einem raumbegrenzten Paket umfassen (z. B. eine Kamera, einen Fingerabdrucksensor, eine Anzeige und so weiter).
  • Nachfolgend beschriebene Aspekte umfassen eine intelligente Vorrichtung mit einem integrierten Radarsystem. Die intelligente Vorrichtung ist als ein rechteckiges Prisma gebildet. Das rechteckige Prisma weist eine Länge, Breite und Höhe auf. Die Höhe ist größer als die Länge und Breite. Die Länge ist größer als die Breite. Die Länge und Höhe bilden eine rechteckige Ebene auf einer ersten äußeren Ebene der intelligenten Vorrichtung, die mit einer Betrachtungsebene der intelligenten Vorrichtung koexistiert. Die erste äußere Ebene weist eine Oberkante, eine Unterkante gegenüber der Oberkante, eine linke Kante und eine rechte Kante gegenüber der linken Kante auf. Eine Mittelebene, die zwischen der linken Kante und der rechten Kante zentriert ist, teilt die erste äußere Ebene gabelförmig. Die Mittelebene ist senkrecht zu der Oberkante und der Unterkante. Die intelligente Vorrichtung ist konfiguriert, in einem Hochformat zu arbeiten, wobei die Oberseiten- und Unterseitenkanten im Wesentlichen parallel zu einer Grundebene sind. Die intelligente Vorrichtung umfasst ein Radarsystem, das innerhalb des rechteckigen Prismas positioniert ist. Das Radarsystem umfasst eine integrierte Radarschaltung mit mindestens einer Sendeantenne, mindestens einer Empfangsantenne und einer Mitte. Die Mitte der integrierten Radarschaltung befindet sich näher an der Mittelebene als an der linken Kante oder der rechten Kante. Die Mitte der integrierten Radarschaltung befindet sich näher an der Oberkante als an der Unterkante.
  • Nachfolgend beschriebene Aspekte umfassen eine intelligente Vorrichtung mit einem integrierten Radarsystem. Die intelligente Vorrichtung ist als ein rechteckiges Prisma gebildet. Das rechteckige Prisma weist eine Länge, Breite und Höhe auf. Die Höhe ist größer als die Länge und Breite. Die Länge ist größer als die Breite. Die Länge und Höhe bilden eine rechteckige Ebene auf einer ersten äußeren Ebene der intelligenten Vorrichtung, die mit einer Betrachtungsebene der intelligenten Vorrichtung koexistiert. Die erste äußere Ebene weist eine Oberkante, eine Unterkante gegenüber der Oberkante, eine linke Kante und eine rechte Kante gegenüber der linken Kante auf. Die Betrachtungsebene weist einen oberen Teil auf, welcher der Oberkante nahe ist und einen unteren Teil, welcher der Unterkante nahe ist. Der obere Teil und der untere Teil sind durch eine Sensorebene getrennt, die zu der linken Kante und der rechten Kante senkrecht ist. Die intelligente Vorrichtung ist konfiguriert, in einem Hochformat zu arbeiten, bei dem die Oberseiten- und Unterseitenkanten im Wesentlichen parallel zu einer Grundebene sind. Die intelligente Vorrichtung umfasst ein Anzeigeelement, das innerhalb des rechteckigen Prismas unter dem unteren Teil der Betrachtungsebene positioniert ist. Die intelligente Vorrichtung umfasst zudem ein Radarsystem, das innerhalb des rechteckigen Prismas darunter positioniert ist. Das Radarsystem umfasst eine integrierte Radarschaltung mit mindestens einer Sendeantenne, die unter dem oberen Teil der Betrachtungsebene positioniert ist, und mindestens eine Empfangsantenne; die unter dem oberen Teil der Betrachtungsebene positioniert ist.
  • Figurenliste
  • Es werden Vorrichtungen für und Techniken zum Implementieren einer intelligenten Vorrichtung mit einem integrierten Radarsystem unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben. Es werden in allen Zeichnungen die gleichen Nummern verwendet, um sich auf gleiche Merkmale und Komponenten zu beziehen.
    • 1 veranschaulicht beispielhafte Umgebungen, in denen eine intelligente Vorrichtung mit einem integrierten Radarsystem arbeiten kann.
    • 2 veranschaulicht ein beispielhaftes Vorrichtungsdiagramm einer intelligenten Vorrichtung mit einem integrierten Radarsystem.
    • 3 veranschaulicht ein beispielhaftes Vorrichtungsdiagramm eines innerhalb einer intelligenten Vorrichtung integrierten Radarsystems.
    • 4 veranschaulicht eine beispielhafte Implementierung eines Smartphones mit einem integrierten Radarsystem.
    • 5 veranschaulicht eine beispielhafte Position einer integrierten Radarschaltung relativ zu anderen Komponenten innerhalb eines oberen Teils eines Smartphones.
    • 6 veranschaulicht eine beispielhafte Position einer integrierten Radarschaltung relativ zu Komponenten eines Stromsystems innerhalb eines Smartphones.
    • 7-1 veranschaulicht eine beispielhafte Position einer integrierten Radarschaltung relativ zu Komponenten innerhalb einer Hauptlogikplatine eines Smartphones.
    • 7-2 veranschaulicht eine beispielhafte Position einer integrierten Radarschaltung relativ zu anderen Komponenten innerhalb einer Hauptlogikplatine eines Smartphones.
    • 8 veranschaulicht eine beispielhafte Position einer integrierten Radarschaltung relativ zu anderen Antennen innerhalb eines Smartphones.
    • 9 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Implementierung eines Smartphones mit einem integrierten Radarsystem.
    • 10 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Position einer integrierten Radarschaltung relativ zu anderen Komponenten innerhalb eines oberen Teils eines Smartphones.
    • 11 veranschaulicht eine andere beispielhafte Position einer integrierten Radarschaltung relativ zu Komponenten eines Stromsystems innerhalb eines Smartphones.
    • 12-1 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Position einer integrierten Radarschaltung relativ zu Komponenten innerhalb einer Hauptlogikplatine eines Smartphones.
    • 12-2 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Position einer integrierten Radarschaltung relativ zu anderen Komponenten innerhalb einer Hauptlogikplatine eines Smartphones.
    • 13 veranschaulicht eine weitere beispielhafte Position einer integrierten Radarschaltung relativ zu anderen Antennen innerhalb eines Smartphones.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Überblick
  • Obwohl die Verwendung eines Radars vorteilhaft sein kann, gibt es viele Herausforderungen, die mit dem Integrieren eines Radars in Verbrauchervorrichtungen in Zusammenhang stehen. Ein solches Problem bezieht Beschränkungen ein, die eine kleinere Verbrauchervorrichtung einem Design eines Radars auferlegen kann. Größen- oder Layouteinschränkungen können beispielsweise eine Quantität an Antennen und Einwirkungsabstände zwischen den Antennen begrenzen. Ein weiteres Problem ist die Störung, die zwischen einer weiteren Komponente erzeugt wird, die innerhalb der Verbrauchervorrichtung und dem Radar arbeitet. Diese Störung reduziert die Empfindlichkeit und Genauigkeit des Radars oder der weiteren Komponente. Der verfügbare Strom kann auch aufgrund eines mobilen Betriebs der Verbrauchervorrichtung begrenzt sein.
  • Dieses Dokument beschreibt Techniken, die eine intelligente Vorrichtung mit einem integrierten Radarsystem implementieren. Ein Design und eine Position des Radarsystems innerhalb der intelligenten Vorrichtung ermöglichen dem Radarsystem, Raum- und Layouteinschränkungen der intelligenten Vorrichtung zu erfüllen, Störungen zwischen sich und anderen Komponenten abzuschwächen und innerhalb von Strombeschränkungen der intelligenten Vorrichtung zu arbeiten. Ein Radarsystem umfasst insbesondere eine integrierte Radarschaltung mit mindestens einer Sendeantenne und mindestens einer Empfangsantenne. Die integrierte Radarschaltung ist in Richtung eines oberen Mittelteils einer intelligenten Vorrichtung positioniert, um eine Gestenerkennung zu erleichtern und eine Falschalarmrate zu reduzieren, die mit anderen Bewegungen eines Benutzers in Zusammenhang steht, die keine Gesten sind. Die integrierte Radarschaltung ist auch von globalen Satellitennavigationssystem- (GNSS) -Antennen entfernt positioniert, um eine Störung an einem GNSS-Empfänger zu reduzieren, und entfernt von einer drahtlosen Ladeempfangsspule, um Rauschen zu reduzieren, das die Genauigkeit und Empfindlichkeit des Radarsystems beeinflusst.
  • Eine Größe der integrierten Radarschaltung ermöglicht, dass die integrierte Radarschaltung zwischen Komponenten passt, die zwischen einem Anzeigeelement der intelligenten Vorrichtung und einem äußeren Gehäuse der intelligenten Vorrichtung existieren. In einigen Fällen ist die integrierte Radarschaltung von einem oder mehreren dieser anderen Komponenten wie einem Lautsprecher mechanisch isoliert, um die Einwirkung von mechanischen Schwingungen zu reduzieren. Das Radarsystem kann auch in einem Stromsparzustand arbeiten, um den Stromverbrauch zu reduzieren und den mobilen Betrieb der intelligenten Vorrichtung zu erleichtern. Durch Begrenzen der Grundfläche und des Stromverbrauchs des Radarsystems kann die intelligente Vorrichtung andere wünschenswerte Merkmale in einem raumbegrenzten Paket umfassen (z. B. eine Kamera, einen Fingerabdrucksensor, eine Anzeige und so weiter).
  • Beispielhafte Umgebung
  • 1 ist eine Veranschaulichung von beispielhaften Umgebungen 100-1 bis 100-6, in denen ein integriertes Radarsystem 102 einer intelligenten Vorrichtung 104 arbeiten kann. Bei den dargestellten Umgebungen 100-1 bis 100-6 ist das Radarsystem 102 zu Näherungsdetektion, Gestenerkennung, Benutzerauthentisierung, menschlicher Lebenszeichendetektion, Kollisionsvermeidung, autonomem Fahren und so weiter fähig. Die intelligente Vorrichtung 104 ist als ein Smartphone in den Umgebungen 100-1 bis 100-5 und als ein Lenkrad in der Umgebung 100-6 gezeigt.
  • Bei den Umgebungen 100-1 bis 100-4 führt ein Benutzer unterschiedliche Arten von Gesten aus, die durch das Radarsystem 102 detektiert werden. Der Benutzer macht beispielsweise in der Umgebung 100-1 eine Scroll-Geste, indem er eine Hand über der intelligenten Vorrichtung 104 entlang einer horizontalen Dimension (z. B. von einer linken Seite der intelligenten Vorrichtung 104 in Richtung einer rechten Seite der intelligenten Vorrichtung 104) bewegt. In der Umgebung 100-2 macht der Benutzer eine Hingreif-Geste, die einen Abstand zwischen der intelligenten Vorrichtung 104 und der Hand des Benutzers verringert. Die Benutzer in der Umgebung 100-3 machen Handgesten, um ein Spiel auf der intelligenten Vorrichtung 104 zu spielen. In einem Fall macht ein Benutzer eine Schiebegeste, indem er eine Hand über der intelligenten Vorrichtung 104 entlang einer vertikalen Dimension (z. B. von einer Unterseite der intelligenten Vorrichtung 104 in Richtung einer Oberseite der intelligenten Vorrichtung 104) bewegt. In der Umgebung 100-4 ist die intelligente Vorrichtung 104 in einer Geldbörse aufbewahrt und das Radarsystem 102 stellt eine Verdeckte-Gesten-Erkennung bereit, indem es Gesten detektiert, die durch die Geldbörse verdeckt sind.
  • Das Radarsystem 102 kann auch andere Arten von Gesten oder Bewegungen erkennen, die in 1 nicht veranschaulicht sind. Beispielhafte Arten von Gesten umfassen eine Griffdreh-Geste, bei der ein Benutzer seine Finger krümmt, um einen imaginären Türgriff zu greifen, und seine Finger und seine Hand im Uhrzeigersinn oder entgegen dem Uhrzeigen dreht, um eine Aktion des Drehens des imaginären Türgriffs nachzuahmen. Eine weitere beispielhafte Gestenart umfasst eine Spindeldreh-Geste, die ein Benutzer durch Aneinanderreiben eines Daumens und mindestens eines weiteren Fingers ausführt. Die Gesten können zweidimensional sein, wie beispielsweise jene, die mit berührungssensitiven Bildschirmen verwendbar sind (z. B. ein Zweifingerauf- und - zuziehen, eine Zweifingerspreizung oder ein Tippen). Die Gesten können auch dreidimensional sein, wie beispielsweise viele Zeichensprachengesten, wie z. B. jene der American Sign Language (ASL) und anderer weltweiter Zeichensprachen. Nach dem Detektieren von jeder dieser Gesten kann die intelligente Vorrichtung 104 eine Aktion, wie beispielsweise neue Inhalte anzuzeigen, einen Cursor zu bewegen, einen oder mehrere Sensoren zu aktivieren, eine Anwendung zu öffnen und so weiter, ausführen. Auf diese Weise stellt das Radarsystem 102 eine berührungslose Steuerung der intelligenten Vorrichtung 104 bereit.
  • In der Umgebung 100-5 erzeugt das Radarsystem 102 eine dreidimensionale Karte einer Umgebung für ein kontextabhängiges Bewusstsein. Das Radarsystem 102 detektiert und verfolgt auch mehrere Benutzer nach, um den mehreren Benutzern zu ermöglichen, mit der intelligenten Vorrichtung 104 zu interagieren. Das Radarsystem 102 kann auch eine menschliche Lebenszeichendetektion ausführen. In der Umgebung 100-6 überwacht das Radarsystem 102 die Lebenszeichen eines Benutzers, der ein Fahrzeug fährt. Beispielhafte Lebenszeichen umfassen eine Herzfrequenz und eine Atemfrequenz. Wenn das Radarsystem 102 bestimmt, dass der Fahrer einschläft, kann das Radarsystem 102 beispielsweise bewirken, dass die intelligente Vorrichtung 104 den Benutzer benachrichtigt. Wenn das Radarsystem 102 alternativ eine lebensbedrohliche Notsituation, wie beispielsweise einen Herzinfarkt, detektiert, kann das Radarsystem 102 bewirken, dass die intelligente Vorrichtung 104 eine medizinische Fachkraft oder Notfalldienste benachrichtigt. Es werden ferner Komponenten der intelligenten Vorrichtung und des Radarsystems 102 entsprechend in Bezug auf die 2 und 3 beschrieben.
  • 2 veranschaulicht ein beispielhaftes Vorrichtungsdiagramm 200 der intelligenten Vorrichtung 104. Bei einem Beispiel, bei dem die intelligente Vorrichtung 104 ein Smartphone ist, umfasst die intelligente Vorrichtung 104 das Radarsystem 102, mindestens einen Computerprozessor 202 und computerlesbare Medien (CRM) 204. Die computerlesbaren Medien 204 umfassen Memory-Medien und Speichermedien. Anwendungen und/oder ein Betriebssystem (nicht veranschaulicht), die bzw. das als computerlesbare Befehle auf den computerlesbaren Medien 204 verkörpert sind, können durch den Computerprozessor 202 ausgeführt werden. Die computerlesbaren Medien 204 umfassen zudem eine radarbasierte Anwendung 206, die Radardaten verwendet, welche durch das Radarsystem 102 erzeugt werden, um eine Funktion, wie beispielsweise die Anwesenheitsdetektion, eine gestenbasierte berührungslose Steuerung, Kollisionsvermeidung für autonomes Fahren, menschliche Lebenszeichenbenachrichtigung und so weiter, auszuführen.
  • Die intelligente Vorrichtung 104 von 2 umfasst zudem mindestens eine Anzeige 208, mindestens einen Lautsprecher 210, mindestens eine Kamera 212 und einen oder mehrere Sensoren 214. Beispielhafte Arten von Sensoren 214 umfassen Infrarot- (IR) -Sensoren zur Gesichtserkennung, einen Näherungssensor, einen Umgebungslichtsensor, einen Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop, ein Magnetometer, einen Luftdruckmesser und so weiter. Größe und Orte von einigen dieser Komponenten können ein Design und die Anordnung von Komponenten innerhalb des Radarsystems 102 beeinflussen, wie es in Bezug auf die 4 bis 13 weiter beschrieben wird.
  • Die intelligente Vorrichtung 104 umfasst ferner einen globalen Satellitennavigationssystem- (GNSS) Empfänger 216 (z. B. einen globalen Positionsbestimmungssystem- (GPS) -Empfänger), ein Stromsystem 218 und ein drahtloses Kommunikationssystem 220. Der GNSS-Empfänger 216 ermöglicht der intelligenten Vorrichtung 104, ihren Ort zu bestimmen. Bei einigen Implementierungen stört der Betrieb des Radarsystems 102 die Fähigkeit des GNSS-Empfängers 216, einen genauen Ort zu bestimmen. Als solches ist das Erhöhen eines Abstands zwischen Antennen des Radarsystems 102 und Antennen des GNSS-Empfängers 216 wünschenswert, um diese Störung zu reduzieren, wie es in Bezug auf die 7 und 12 weiter beschrieben ist.
  • Ein beispielhaftes Stromsystem 218 umfasst eine Batterie 222, eine drahtlose Ladeempfangsspule 224, ein Ladekabel (nicht veranschaulicht) und eine oder mehrere integrierte Strommanagement-Schaltungen 226 (PMICs). Während des mobilen Betriebs ist der verfügbare Strom durch eine Kapazität der Batterie 222 begrenzt, die zum Beispiel zwischen ca. 1000 und 5000 Milliamperestunden (mAh) betragen kann. Diese beschränkte Fähigkeit beeinflusst ein Design und eine Betriebskonfiguration des Radarsystems 102, um die intelligente Vorrichtung 104 in die Lage zu versetzen, für eine bestimmte Zeitdauer in der mobilen Konfiguration verwendet zu werden. Als solches kann das Radarsystem 102 mit niedrigeren Einschaltdauern arbeiten, um den Stromverbrauch zu reduzieren, wie es weiter in Bezug auf 5 beschrieben wird.
  • Während des drahtlosen Ladens kann eine Frequenz, die verwendet wird, um Strom zu einem drahtlosen Ladeempfänger über die drahtlose Ladeempfangsspule 224 zu übertragen, den Betrieb des Radarsystems 102 stören. Als solches ist das Erhöhen eines Abstandes zwischen dem Radarsystem 102 und der drahtlosen Ladeempfangsspule 224 wünschenswert, um diese Störung zu reduzieren, wie es weiter in Bezug auf die 6 und 11 beschrieben wird.
  • Das drahtlose Kommunikationssystem 220 ermöglicht, dass die intelligente Vorrichtung 104 mit einer anderen Einheit über eine drahtlose Verbindung kommuniziert. Die drahtlose Verbindung kann unter Verwendung eines geeigneten Kommunikationsprotokolls oder Standards, wie beispielsweise Mobilfunk der zweiten Generation (2G), der dritten Generation (3G), vierten Generation (4G) oder fünften Generation (5G); IEEE 802.11 (z. B. WiFi™); IEEE 802.15 (z. B. Bluetooth™); IEEE 802.16 (z. B. WiMAX™); und so weiter implementiert werden. Das drahtlose Kommunikationssystem 220 kommuniziert Daten über ein lokales Netzwerk (LAN), ein drahtloses lokales Netzwerk (WLAN), ein Personal Area Network (PAN), ein Wire-Area-Network (WAN), ein Intranet, das Internet, ein Peer-to-Peer-Netzwerk, Punkt-zu-Punkt-Netzwerk, ein Maschennetzwerk und dergleichen.
  • 3 veranschaulicht ein beispielhaftes Vorrichtungsdiagramm 300 des Radarsystems 102. Das Radarsystem 102 umfasst mindestens eine Sendeantenne 302 und mindestens eine Empfangsantenne 304. Bei einigen Situationen umfasst das Radarsystem 102 mehrere Sendeantennen 302, um ein Multiple-Input-Multiple-Output- (MIMO) -Radar zu implementieren, das fähig ist mehrere unterschiedliche Wellenformen zu einem festgelegten Zeitpunkt zu übertragen (z. B. eine unterschiedliche Wellenform pro Sendeantenne). Die Sendeantenne 302 und die Empfangsantennen 304 können kreisförmig polarisiert, horizontal polarisiert, vertikal polarisiert sein oder eine Kombination davon.
  • Bei einigen Implementierungen umfasst das Radarsystem 102 mehrere Empfangsantennen 304, die in einer eindimensionalen Form (z. B. einer Linie) oder einer zweidimensionalen Form (z. B. einer rechteckigen Anordnung, einer dreieckigen Anordnung, einer „L“-förmigen Anordnung) für Implementierungen, die drei oder mehr Empfangsantennen umfassen, positioniert sind. Die eindimensionale Form ermöglicht, dass das Radarsystem 102 ein Winkelmaß (z. B. einen Azimut, eine Höhe) misst, während die zweidimensionale Form ermöglicht, dass das Radarsystem 102 zwei Winkelmaße misst (z. B. um sowohl einen Azimut als auch einen Höhenwinkel des Objekts zu bestimmen). Ein Abstand zwischen den Empfangsantennen 304 kann kleiner als, größer als oder gleich einer halben Wellenlänge eines Radarsignals sein, die durch das Radarsystem 102 gesendet wird.
  • Im Allgemeinen kann das Radarsystem 102 Strahlen bilden, die gelenkt oder ungelenkt, breit oder eng oder geformt sind (z. B. Halbkugel, Würfel, Fächer, Konus, Zylinder). Die Lenkung und Formung können durch analoge oder digitale Strahlformung erreicht werden. Bei einer beispielhaften Implementierung können die eine oder die mehreren Sendeantennen 302 eine ungelenkte ungerichtete Strahlungsstruktur aufweisen oder einen breiten lenkbaren Strahl erzeugen, um ein großes Raumvolumen zu beleuchten. Um Zielwinkelgenauigkeiten und Winkelauflösungen zu erreichen, wird digitale Strahlformung verwendet, um Hunderte oder Tausende von eng gelenkten Strahlen unter Verwendung der Empfangsantennen 304 zu erzeugen. Auf diese Weise kann das Radarsystem 102 äußere Umgebungsbedingungen effizient überwachen und einen oder mehrere Benutzer oder andere Objekte detektieren.
  • Das Radarsystem 102 umfasst auch mindestens einen Transceiver 306, mindestens einen Digitalsignalprozessor (DSP) 308 und Systemmedien 310 (z. B. ein oder mehrere computerlesbare Speichermedien). Der Transceiver 306 umfasst Schaltungen und Logik zum Senden von Radarsignalen über die Sendeantenne 302 und zum Empfangen von reflektierten Radarsignalen über die Empfangsantennen 304. Komponenten des Transceivers 306 umfassen Verstärker, Mischer, Schalter, Analog-Digital-Wandler und Filter zur Konditionierung der Radarsignale. Der Transceiver 306 umfasst zudem Logik, um In-Phasen/Quadratur- (I/Q) -Operationen, wie beispielsweise Modulation oder Demodulation, auszuführen. Es kann eine Vielzahl von Modulationen verwendet werden einschließlich Frequenzmodulationen, Dreieckfrequenzmodulationen, Stufenfrequenzmodulationen oder Phasenmodulationen. Alternativ erzeugt der Transceiver 306 Radarsignale mit einer verhältnismäßig konstanten Frequenz oder einem Einzelton. Der Transceiver 306 kann Dauerstrich- oder Pulsradarvorgänge unterstützen.
  • Ein Frequenzspektrum (z. B. ein Bereich von Frequenzen), die der Transceiver 306 verwenden kann, um die Radarsignale zu erzeugen, kann Frequenzen zwischen 1 und 400 Gigahertz (GHz), zwischen 4 und 100 GHz, zwischen 1 und 24 GHz, zwischen 2 und 4 GHz, zwischen 57 und 64 GHz oder ca. 2,4 GHz umfassen. Bei einigen Fällen kann das Frequenzspektrum in mehrere Unterspektren unterteilt sein, die ähnliche oder unterschiedliche Bandbreiten aufweisen. Die Bandbreiten können in der Größenordnung von 500 Megahertz (MHz), 1 GHz, 2 GHz und so weiter sein. Unterschiedliche Frequenzunterspektren können beispielsweise Frequenzen zwischen ca. 57 und 59 GHz, 59 und 61 GHz oder 61 und 63 GHz umfassen. Obwohl die vorstehend beschriebenen beispielhaften Frequenzunterspektren zusammenhängend sind, können andere Frequenzunterspektren nicht zusammenhängend sein. Um Kohärenz zu erreichen, können mehrere Frequenzunterspektren (zusammenhängend oder nicht), die eine gleiche Bandbreite aufweisen, durch den Transceiver 306 verwendet werden, um mehrere Radarsignale zu erzeugen, die gleichzeitig oder in der Zeit getrennt gesendet werden. Bei einigen Situationen können mehrere zusammenhängende Frequenzunterspektren verwendet werden, um ein einzelnes Radarsignal zu senden und dadurch zu ermöglichen, dass das Radarsignal eine breite Bandbreite aufweist.
  • Obwohl der Digitalsignalprozessor 308 in 3 separat von dem Transceiver 306 gezeigt ist, kann der Digitalsignalprozessor 308 alternativ innerhalb des Transceivers 306 implementiert sein. Der Digitalsignalprozessor 308 führt computerlesbare Befehle aus, die in den Systemmedien 310 gespeichert werden. Beispielhafte digitale Operationen, die durch den Digitalsignalprozessor 308 ausgeführt werden, umfassen schnelle Fouriertransformationen (FFTs), Filtern, Modulationen oder Demodulationen, digitale Signalerzeugung, digitale Strahlformung und so weiter.
  • Die Systemmedien 310 umfassen ein Radarverarbeitungsmodul 312, das digitale Zwischenfrequenzschwebungssignale verarbeitet, die durch den Transceiver 306 für Gestenerkennung, Näherungsdetektion, menschlicher Lebenszeichendetektion, Kollisionsvermeidung, autonomes Fahren und so weiter bereitgestellt werden. Bei einigen Implementierungen verwendet das Radarverarbeitungsmodul 312 Maschinenlernen, um die Signale, die durch den Transceiver 306 bereitgestellt werden, zu analysieren.
  • Das Radarsystem 102 umfasst eine Kommunikationsschnittstelle 314, um Informationen von dem Digitalsignalprozessor 308 an den Computerprozessor 202 der intelligenten Vorrichtung 104 weiterzugeben. Das Radarsystem 102 verwendet beispielsweise die Kommunikationsschnittstelle 314, um der radarbasierten Anwendung 206 anzugeben, dass ein Benutzer eine bestimmte Geste, wie beispielsweise eine Linkswischen-Geste oder eine Rechtswischen-Geste ausgeführt hat.
  • Im Allgemeinen ist das Radarsystem 102 derart konzipiert, dass es relativ zu anderen Arten von Sensoren, wie beispielsweise der Kamera 212, eine niedrige Strommenge verbraucht. Das Radarsystem 102 verwendet beispielsweise ca. 110 Milliwatt (mW) Strom, um mit einer Einschaltdauer von 5 % zu arbeiten, wohingegen eine beispielhafte Kamera 212 zwischen ca. 150 und 400 mW Strom verbraucht. Das Radarsystem 102 ist fähig, mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Einschaltdauern zu arbeiten, was Einschaltdauern zwischen 0,1 % und 10 % umfasst. Das Arbeiten mit niedrigeren Einschaltdauern ermöglicht, dass das Radarsystem 102 Strom spart. Bei einigen Fällen bestimmt das Radarsystem 102 basierend auf einer Strommenge, die verfügbar ist, dynamisch die Einschaltdauer (z. B., ob die intelligente Vorrichtung 104 mit einer externen Stromquelle verbunden ist oder sich in einer mobilen Konfiguration befindet). Statt des Arbeitens in entweder einem Stromsparmodus oder einem Hochleistungsmodus schaltet das Radarsystem 102 dynamisch zwischen unterschiedlichen Strommodi um, sodass die Ansprechverzögerung und der Stromverbrauch basierend auf der Aktivität innerhalb der Umgebung und der Strombegrenzungen der intelligenten Vorrichtung 104 gemeinsam verwaltet werden.
  • Bei in den 4 bis 13 beschriebenen beispielhaften Implementierungen sind die Sendeantenne 302, die Empfangsantennen 304 und der Transceiver 306 in einer integrierten Radarschaltung 316 integriert. Eine separate integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 umfasst zusätzlich den Digitalsignalprozessor 308. Bei einigen beispielhaften Implementierungen kann die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 als „System-On-A-Chip“ (SOC) implementiert sein. Bei einigen Implementierungen verarbeitet die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 auch Audiodaten von einem Mikrofon, um einen verbalen Befehl vom Benutzer zu identifizieren. Im Allgemeinen ist die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 konzipiert, relativ zu dem Computerprozessor 202 weniger Strom zu verbrauchen. Die integrierte Radarschaltung 316 und die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 können auf einer gleichen Platine oder unterschiedlichen Platinen implementiert sein.
  • Beispielhafte Implementierungen der intelligenten Vorrichtung 104 mit dem Radarsystem 102 werden weiter in Bezug auf die 4 bis 13 beschrieben. Die 4 bis 8 stehen mit einem ersten Smartphone in Zusammenhang, während die 9 bis 13 mit einem zweiten Smartphone in Zusammenhang stehen, das relativ zu dem ersten Smartphone größere Querabmessungen aufweist. Beispielhafte Abmessungen und Materialien dieser Smartphones werden nachfolgend beschrieben. Sofern nicht anders angegeben umfassen die Abmessungen eine Toleranz eines halben Zentimeters oder weniger.
  • Die nachstehenden Techniken zum Integrieren des Radarsystems 102 innerhalb der Smartphones der 4 bis 13 können auch auf andere Arten von Smartphones oder intelligente Vorrichtungen angewandt werden, die andere Abmessungen aufweisen oder andere Materialarten verwenden. Andere Arten von intelligenten Vorrichtungen 104 umfassen einen Desktop-Computer, ein Tablet, einen Laptop, einen Fernseher, eine Computeruhr, eine Computerbrille, ein Spielsystem, eine Mikrowelle, ein Fahrzeug, eine Heimservicevorrichtung, einen intelligenten Lautsprecher, einen intelligenten Thermostat, eine Sicherheitskamera, ein Babyfon, einen WiFi™-Router, eine Drohne, ein Trackpad, ein Zeichen-Pad, ein Netbook, einen E-Reader, ein Heim-Automations und -Steuersystem, eine Wandanzeige und eine andere Haushaltsvorrichtung. Die intelligente Vorrichtung 104 kann tragbar, nichttragbar, aber mobil oder verhältnismäßig bewegungslos sein (z. B. Desktops und Haushaltsvorrichtungen). Das Radarsystem 102 kann als ein eigenständiges Radarsystem verwendet werden oder mit vielen unterschiedlichen intelligenten Vorrichtungen 104 oder Peripherievorrichtungen, wie beispielsweise in Steuertafeln, die Haushaltsvorrichtungen und -systeme steuern, in Kraftfahrzeugen, um interne Funktionen zu steuern (z. B. Volumen, Geschwindigkeitsregelung oder sogar das Fahren des Fahrzeugs), oder als eine Zusatzvorrichtung zu einem Laptop, um Computinganwendungen auf dem Laptop zu steuern, verwendet werden oder darin eingebettet sein.
  • Eine beispielhafte intelligente Vorrichtung mit einem integrierten Radarsystem
  • 4 veranschaulicht eine beispielhafte Implementierung eines Smartphones 400 mit dem integrierten Radarsystem 102. Das Smartphone 400 ist als ein rechteckiges Prisma mit einer Höhe gebildet, die größer ist als eine Länge und Breite. Zusätzlich ist die Länge größer als die Breite. Das Smartphone 400 ist im Hochformat veranschaulicht, bei dem die Höhe entlang einer vertikalen Y-Achse verläuft, die Länge entlang einer horizontalen X-Achse und die Breite entlang einer Z-Achse, die zu den X- und Y-Achsen senkrecht ist. Die Länge und Höhe bilden eine rechteckige Ebene auf einer ersten äußeren Ebene des Smartphones 400. Die erste äußere Ebene koexistiert mit einer Betrachtungsebene 402 und weist eine Oberkante 404, eine Unterkante 406, die sich gegenüber der Oberkante befindet, eine linke Kante 408 und eine rechte Kante 410, die sich gegenüber der linken Kante 408 befindet, auf.
  • Eine Mittelebene 412, die zwischen der linken Kante 408 und der rechten Kante 410 zentriert ist, teilt die erste äußere Ebene gabelnd und ist senkrecht zu der Oberkante 404 und der Unterkante 406. Die Mittelebene 412 trennt einen linken Teil 414 des Smartphones 400, welcher der linken Kante 408 nahe ist, von einem rechten Teil 416 des Smartphones 400, welcher der rechten Kante 410 nahe ist. Eine Mittelebene 418, die zwischen der Oberkante 404 und der Unterkante 406 zentriert ist, gabelt die erste äußere Ebene und ist zu der linken Kante 408 und der rechten Kante 410 senkrecht. Die Mittelebene 418 trennt einen oberen Teil 420 des Smartphones 400, welcher der Oberkante 404 nahe ist, von einem unteren Teil 422 des Smartphones 400, welcher der Unterkante 406 nahe ist.
  • Ein Äußeres des Smartphones 400 umfasst ein äußeres Gehäuse 424 und ein äußeres Anzeigepanel 426. Das äußere Gehäuse 424 weist eine vertikale Höhe von ca. 147 Millimetern (mm), eine horizontale Länge von ca. 69 mm und eine Breite von ca. 8 mm auf. Das äußere Gehäuse 424 kann beispielsweise aus Metallmaterial bestehen.
  • Das äußere Anzeigepanel 426 bildet eine Außenseite des Smartphones 400 (z. B. die Betrachtungsebene 402). Das äußere Anzeigepanel 426 weist eine vertikale Höhe (HG) von ca. 139 mm und eine horizontale Länge (LG) von ca. 61 mm auf. Das äußere Anzeigepanel 426 umfasst Ausschnitte für verschiedene Komponenten, die innerhalb eines Inneren des Smartphones 400 positioniert sind (die z. B. unter dem äußeren Anzeigepanel 426 positioniert sind). Diese Komponenten werden weiter in Bezug auf 5 beschrieben.
  • Das äußere Anzeigepanel 426 kann unter Verwendung unterschiedlicher Arten von Glas oder Kunststoff gebildet werden, die in Bildschirmen zu finden sind. Bei einigen Implementierungen weist das äußere Anzeigepanel 426 eine Dielektrizitätskonstante (z. B. eine relative Permittivität) zwischen ca. vier und zehn auf, die Radarsignale abschwächt oder verzerrt. Als solches ist das äußere Anzeigepanel 426 für ein Radarsignal undurchsichtig oder halbtransparent und kann bewirken, dass ein Teil eines gesendeten oder empfangenen Radarsignals reflektiert wird.
  • Die integrierte Radarschaltung 316 ist zudem unter dem äußeren Anzeigepanel 426 und nahe der Oberkante 404 positioniert (z. B. innerhalb des oberen Teils 420 des Smartphones 400). Die integrierte Radarschaltung 316 weist eine vertikale Höhe (HR) von ca. 5 mm, eine horizontale Länge (LR) von ca. 6,5 mm und eine Dicke von ca. 0,85mm auf (innerhalb +/- 0,1 mm entlang jeder Abmessung). Diese begrenzte Grundfläche ermöglicht, dass die integrierte Radarschaltung 316 zwischen den Lautsprecher 210 und einen Infrarotsensor 214-3 wie in 5 veranschaulicht passt. Zusätzlich passt die integrierte Radarschaltung 316 zwischen das äußere Gehäuse 424 und ein Anzeigeelement 502, wie es in 5 veranschaulicht ist. Um das Reduzieren einer Größe des Anzeigeelements 502 zu vermeiden, kann die vertikale Höhe der integrierten Radarschaltung 316 den anderen Komponenten ähnlich sein, die nahe der Oberkante 404 positioniert sind.
  • Bei dieser beispielhaften Implementierung umfasst die integrierte Radarschaltung 316 eine Sendeantenne 302 und drei Empfangsantennen 304-1 bis 304-3. Die drei Empfangsantennen 304-1 bis 304-3 sind in einer L-Anordnung mit einem vertikalen Abstand zwischen einer Mitte der ersten Empfangsantenne 304-1 und der zweiten Empfangsantenne 304-2 (D12), der ca. 2,5 mm beträgt, und einem horizontalen Abstand zwischen einer Mitte der zweiten Empfangsantenne 304-2 und einer Mitte der dritten Empfangsantenne 304-3 (D23), der ca. 2,5 mm beträgt, positioniert. Ein Abstand zwischen einer Mitte der Sendeantenne 302 und der Mitte der ersten Empfangsantenne 304-1 (DT1) beträgt ca. 3,5 mm. Im Allgemeinen ist die Sendeantenne 302 relativ zur dritten Empfangsantenne 304-3 derart versetzt, dass DT1, größer ist als D23
  • Die Sendeantenne 302 und die Empfangsantennen 304-1 bis 304-3 sind in Richtung des äußeren Anzeigepanels 426 ausgerichtet (z. B. diesem zugewandt). Als solches strahlt die integrierte Radarschaltung 316 durch das äußere Anzeigepanel 426 ab (sendet und empfängt z. B. die Radarsignale, die sich durch das äußere Anzeigepanel 426 ausbreiten). Wenn sich das äußere Anzeigepanel 426 wie vorstehend beschrieben wie ein Abschwächer verhält, kann das Radarsystem 102 eine Frequenz oder einen Lenkwinkel eines gesendeten Radarsignals anpassen, um die Effekte des Abschwächers abzuschwächen, anstatt die Sendeleistung zu erhöhen. Als solches kann das Radarsystem 102 eine verbesserte Genauigkeit und längere Reichweiten zum Detektieren und Nachverfolgen des Benutzers ohne zunehmenden Stromverbrauch realisieren.
  • Bei diesem Beispiel sendet und empfängt die integrierte Radarschaltung 316 Radarsignale mit Frequenzen zwischen ca. 57 und 64 GHz. Dies schwächt eine Störbeeinflussung mit dem drahtlosen Kommunikationssystem 220 ab, das beispielsweise Frequenzen unterhalb von 20 GHz verwendet. Das Senden und Empfangen von Radarsignalen mit Millimeterwellenlängen ermöglicht ferner, dass die integrierte Radarschaltung 316 die vorstehende Grundfläche realisiert.
  • Zum Erleichtern einer Gestenerkennung ist die integrierte Radarschaltung 316 relativ zu der linken Kante 408 oder der rechten Kante 410 näher an der Mittelebene 412 positioniert. Dies verbessert die Sichtbarkeit der integrierten Radarschaltung 316 zum Detektieren von Gesten, die vom Benutzer ausgeführt werden. Es reduziert auch eine Wahrscheinlichkeit, dass der Benutzer versehentlich mit dem Radarsystem 102 mit Nichtgestenbewegungen interagiert, und reduziert dadurch eine Falschalarmrate des Radarsystems 102. Da die integrierte Radarschaltung 316 für den Benutzer von hinter dem äußeren Anzeigepanel 426 nicht sichtbar ist, führt der Benutzer des Weiteren wahrscheinlich Gesten relativ zur Mittelebene 412 aus. Durch Positionieren der integrierten Radarschaltung 316 nahe dem Referenzpunkt des Benutzers ist das Radarsystem 102 besser positioniert, um zwischen Gesten zu unterscheiden, die mit unterschiedlichen Richtungen in Zusammenhang stehen (z. B. zwischen einem linken Wischen und einem rechten Wischen zu unterscheiden). Es gibt mehrere andere Vorteile und Kompromisse, um die integrierte Radarschaltung 316 an dem veranschaulichten Ort zu positionieren, wie es nachfolgend in Bezug auf die 5 bis 8 weiter beschrieben wird.
  • 5 veranschaulicht eine beispielhafte Position der integrierten Radarschaltung 316 relativ zu anderen Komponenten innerhalb des oberen Teils 420 des Smartphones 400. Ein dargestelltes Inneres des Smartphones 400 umfasst die integrierte Radarschaltung 316, den Lautsprecher 210, die Kamera 212, einen Näherungssensor 214-1, einen Umgebungslichtsensor 214-2, einen Infrarotsensor 214-3, einen weiteren Infrarotsensor 214-4 und ein Anzeigeelement 502.
  • Eine Sensorebene 504 schneidet das äußere Anzeigepanel 426 von 4 und ist zu der linken Kante 408 und der rechten Kante 410 senkrecht. Die Sensorebene 504 trennt einen oberen Teil 506 des äußeren Anzeigepanels 426, welcher der Oberkante 404 nahe ist, von einem unteren Teil 508 des äußeren Anzeigepanels 426, welcher der Unterkante 406 von 4 nahe ist. Die Sensorebene 504 ist parallel zur Oberkante 404 und der Oberkante 404 näher als der Unterkante 406. Bei diesem Beispiel beträgt ein Abstand zwischen einer Oberkante des Anzeigeelements 502 und einer Oberkante des äußeren Anzeigepanels 426 (DGD) ca. 6,2 mm.
  • Die integrierte Radarschaltung 316, der Lautsprecher 210, die Kamera 212, der Näherungssensor 214-1, der Umgebungslichtsensor 214-2 und der Infrarotsensor 214-3 sind unter dem oberen Teil 506 des äußeren Anzeigepanels 426 positioniert. Das Anzeigeelement 502 ist unter dem unteren Teil 508 des äußeren Anzeigepanels 426 positioniert.
  • Die Infrarotsensoren 214-3 und 214-4 werden zur Gesichtserkennung verwendet. Um Strom zu sparen, arbeiten die Infrarotsensoren 214-3 und 214-4 in einem Aus-Zustand, wenn sie nicht in Verwendung sind. Eine Aufwärmsequenz, die mit dem Übergehen der Infrarotsensoren 214-3 und 214-4 vom Aus-Zustand in einen Ein-Zustand in Zusammenhang steht, kann jedoch eine wesentliche Zeitdauer, wie beispielsweise eine halbe Sekunde oder mehr, erfordern. Dies kann eine Verzögerung bei der Ausführung der Gesichtserkennung verursachen. Um diese Zeitverzögerung zu reduzieren, detektiert das Radarsystem 102 den Benutzer, der zu dem Smartphone 400 hinreicht oder sich ihm nähert, proaktiv und initiiert die Aufwärmsequenz, bevor der Benutzer das Smartphone 400 berührt. Als solches können die Infrarotsensoren 214-3 und 214-4 früher im Ein-Zustand sein und eine Zeit reduzieren, die der Benutzer wartet, bis die Gesichtserkennung abgeschlossen ist.
  • Das Anzeigeelement 502 implementiert die Anzeige 208 von 2 und zeigt Bilder an, die durch das äußere Anzeigepanel 426 betrachtet werden. Die Sendeantenne 302 und die Empfangsantennen 304-1 bis 304-3 der integrierten Radarschaltung 316 sind wie gezeigt in Richtung einer gleichen Richtung wie das Anzeigeelement 502 ausgerichtet (z. B. zugewandt), sodass die integrierte Radarschaltung 316 einem Benutzer, der die Anzeige 208 ansieht, Radarsignale sendet.
  • Bei diesem Beispiel ist die integrierte Radarschaltung 316 zwischen dem Infrarotsensor 214-3 und dem Lautsprecher 210 positioniert. Ein Kompromiss zum Anordnen der integrierten Radarschaltung 316 nahe der Mittelebene 412 ist das Anordnen der integrierten Radarschaltung 316 nahe dem Lautsprecher 210. Ein Abstand zwischen der integrierten Radarschaltung 316 und dem Lautsprecher 210 (DSR) beträgt beispielsweise ca. 0,93 mm oder weniger. Um eine Einwirkung von mechanischen Schwingungen von dem Lautsprecher 210 zu reduzieren, ist die integrierte Radarschaltung 316 mechanisch von dem Lautsprecher 210 isoliert. Wenn das Smartphone 400 einen anderen Lautsprecher innerhalb des unteren Teils 422 des Smartphones 400 umfasst, kann innerhalb des anderen Lautsprechers ein Basslautsprecher anstatt des Lautsprechers 210 integriert sein, um den Basslautsprecher weiter entfernt von der integrierten Radarschaltung 316 anzuordnen.
  • 6 veranschaulicht eine beispielhafte Position der integrierten Radarschaltung 316 relativ zu Komponenten des Stromsystems 218 innerhalb des Smartphones 400. Bei der dargestellten Konfiguration umfasst das Stromsystem 218 die Batterie 222 und die drahtlose Ladeempfangsspule 224 von 2. Die drahtlose Ladeempfangsspule 224 ist unterhalb der Batterie 222 positioniert (die Batterie 222 befindet sich z. B. zwischen der drahtlosen Ladeempfangsspule 224 und dem äußeren Anzeigepanel 426 entlang der Z-Achse).
  • Bei einigen Implementierungen werden Frequenzen, die verwendet werden, um zum drahtlosen Laden drahtlos Strom zu übertragen, auch für Radaroperationen verwendet. Die integrierte Radarschaltung 316 erzeugt beispielsweise ein Zwischenfrequenzschwebungssignal mit Frequenzen zwischen ca. 30 und 500 Kilohertz (kHz), und die Frequenz eines drahtlosen Ladesignals liegt zwischen ca. 110 und 150 kHz. Um die während des drahtlosen Ladens erzeugte Störung abzuschwächen, ist die integrierte Radarschaltung 316 in einem Abstand (DCR) von mindestens 43 mm von der drahtlosen Ladeempfangsspule 224 entfernt positioniert. Dies reduziert die Wechselstromkopplung und -störung, die durch das Radarsystem 102 erfahren wird, und verbessert dadurch die Empfindlichkeit und Genauigkeit des Radarsystems 102. Bei einigen Implementierungen ist eine magnetische Abschirmung zwischen der drahtlosen Ladeempfangsspule 224 und der Batterie 222 angeordnet (z. B. zwischen der drahtlosen Ladeempfangsspule 224 und der integrierten Radarschaltung 316). Die magnetische Abschirmung ist beispielsweise als eine nanokristalline Abschirmung implementiert.
  • Die 7-1 und 7-2 veranschaulichen eine beispielhafte Position der integrierten Radarschaltung 316 relativ zu Komponenten innerhalb einer Hauptlogikplatine 702 des Smartphones 400. Bei der dargestellten Konfiguration sind Komponenten, die auf einer oberen Fläche der Hauptlogikplatine 702 implementiert sind, in 7-1 veranschaulicht. Diese Komponenten sind in Richtung des äußeren Anzeigepanels 426 ausgerichtet oder diesem zugewandt. Andere Komponenten, die an einer Unterseite der Hauptlogikplatine 702 implementiert sind, sind in 7-2 veranschaulicht. Diese Komponenten sind von dem äußeren Anzeigepanel 426 weg ausgerichtet und einer Rückseite des Smartphones 400 zugewandt, die dem äußeren Anzeigepanel 426 gegenüberliegt. Die Hauptlogikplatine 702 umfasst den Computerprozessor 202, die computerlesbaren Medien 204 und die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 des Radarsystems 102. Die Hauptlogikplatine 702 umfasst zudem die PMICs 226-1 und 226-2, die Strom an die integrierte Radarschaltung 316 und die Hauptlogikplatine 702 bereitstellen. Das Zwei-PMIC-Design kann relativ zu einem Einzel-PMIC-Design Verbesserungen bei der Wärmeabführung und dem Wirkungsgrad realisieren.
  • Die Hauptlogikplatine 702 umfasst zusätzlich die Module 220-1 bis 220-8 des drahtlosen Kommunikationssystems 220. Diese Module umfassen ein WiFi™- und Bluetooth™-Transceivermodul 220-1, die Mobilfunktransceivermodule 220-2, 220-7 und 220-8, ein Nahbereichskommunikations- (NFC) -Modul 220-3, die Klartextempfangs-(PTRX) -Module 220-5 und 220-6 und andere nicht gezeigte Arten von Komponenten, wie beispielsweise Leistungsverstärkermodule. Bei diesem Beispiel ist der GNSS-Empfänger 216 auch innerhalb des WiFi™- und Bluetooth™-Transceivermoduls 220-1 implementiert. Die Mobilfunktransceivermodule 220-2, 220-7 und 220-8 und die Klartextempfangsmodule 220-4 und 220-6 stehen mit einem Low-Band, einem mittleren High-Band, einem High-Band oder einem Ultrahigh-Band oder einer Kombinationen davon in Zusammenhang.
  • Die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 ist innerhalb des oberen Teils 420 positioniert, um eine Kommunikation mit der integrierten Radarschaltung 316 zu erleichtern, die auf einer separaten Zusatzplatine implementiert ist. Die integrierte Radarschaltung 316 verarbeitet beispielsweise ein reflektiertes Radarsignal und erzeugt ein Zwischenfrequenzschwebungssignal. Eine Frequenz des Zwischenfrequenzschwebungssignals steht mit einem Abstand zu einem Teil des Benutzers in Beziehung. Die integrierte Radarschaltung 316 stellt das Zwischenfrequenzschwebungssignal an die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 bereit, die das Zwischenfrequenzschwebungssignal verarbeitet, um beispielsweise einen Abstand zu dem Benutzer zu bestimmen.
  • Obwohl es nicht explizit gezeigt ist, umfasst die integrierte Radarschaltung 316 Speicherplatz mit einer Kapazität in der Größenordnung von Zehnen von Kilobyte (KB), wie beispielsweise 24 KB. Bei diesem Beispiel ist der Speicherplatz mit einer ersten - First-in First-out- (FIFO) -Speicherstruktur implementiert, obwohl andere Arten von Speicherstrukturen implementiert werden können. Im Gegensatz dazu umfasst die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 Speicherplatz mit einer Kapazität in der Größenordnung von Megabytes (MB), wie beispielsweise 4 MB. Die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 umfasst zudem eine Direct Memory Access- (DMA) - Steuerung, die Samples des Zwischenfrequenzschwebungssignals von dem Speicherplatz der integrierten Radarschaltung 316 an einen Ringpuffer innerhalb der integrierten Datenverarbeitungsschaltung 318 überträgt.
  • Die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 ist zudem nahe dem Computerprozessor 202 positioniert, um Kommunikation zwischen der integrierten Datenverarbeitungsschaltung 318 und dem Computerprozessor 202 zu erleichtern. Nach dem Erkennen der Geste benachrichtigt die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 beispielsweise den Computerprozessor 202 über die Art der von dem Benutzer ausgeführten Geste.
  • 8 veranschaulicht eine beispielhafte Position der integrierten Radarschaltung 316 relativ zu anderen Antennen innerhalb des Smartphones 400. Allgemeine Positionen der anderen Antennen existieren innerhalb des Inneren des Smartphones 400 und sind relativ zu dem äußeren Gehäuse 424 des Smartphones 400 gezeigt. Bei der dargestellten Konfiguration umfasst das Smartphone 400 die GNSS-Antennen 802-1 und 802-2, die als Teil des GNSS-Empfängers 216 von 2 implementiert sind. Das Smartphone 400 umfasst zudem die drahtlosen Wide-Area-Network- (WWAN) -Antennen 804-1 bis 804-6 und die WiFi™-Antennen 806-1 bis 806-3, die als Teil des drahtlosen Kommunikationssystems 220 von 2 implementiert sind. Die WWAN-Antennen 804-1 bis 804-6 sind mit den Kommunikationsmodulen 220-2 bis 220-8 der 7-1 und 7-2 gekoppelt und können mit unterschiedlichen Frequenzbändern in Zusammenhang stehen. Ähnlich sind die WiFi™-Antennen 806-1 bis 806-3 mit dem WiFi™- und Bluetooth-Kommunikationsmodul 220-1 von 7-1 gekoppelt.
  • Die Antennen sind im Allgemeinen in Richtung der linken Kante 408 oder der rechten Kante 410 ausgerichtet. Einige Antennen können jedoch in Richtung einer Vorderseite des Smartphones 400 (z. B. dem äußeren Anzeigepanel 426 zugewandt) oder einer Rückseite des Smartphones 400 (z. B. einer gegenüberliegende Seite relativ zu dem äußeren Anzeigepanel 426 zugewandt) ausgerichtet sein. Beispielsweise ist die WiFi™-Antenne 806-2 der Rückseite des Smartphones 400 zugewandt, die WWAN-Antenne 804-6 der Vorderseite des Smartphones 400 zugewandt und sind die verbleibenden Antennen entweder der linken Kante 408 oder der rechten Kante 410 des Smartphones 400 zugewandt.
  • Bei einigen Fällen können Nebenwellenaussendungen der integrierten Radarschaltung 316 den Betrieb des GNSS-Empfängers 216 stören und die Empfindlichkeit und Genauigkeit des GNSS-Empfängers 216 reduzieren. Um die Störung zu reduzieren, ist die integrierte Radarschaltung 316 mindestens 20 mm von den GNSS-Antennen 802-1 und 802-2 entfernt positioniert.
  • 9 veranschaulicht eine beispielhafte Implementierung eines Smartphones 900 mit dem integrierten Radarsystem 102. Das Smartphone 900 ist als ein rechteckiges Prisma mit einer Höhe gebildet, die größer ist als eine Länge und Breite. Zusätzlich ist die Länge größer als die Breite. Das Smartphone 900 ist im Hochformat veranschaulicht, bei dem die Höhe entlang einer vertikalen Y-Achse verläuft, die Länge entlang einer horizontalen X-Achse und die Breite entlang einer Z-Achse, die zu den X- und Y-Achsen senkrecht ist. Die Länge und Höhe bilden eine rechteckige Ebene auf einer ersten äußeren Ebene des Smartphones 900. Die erste äußere Ebene koexistiert mit einer Betrachtungsebene 902 und weist eine Oberkante 904, eine Unterkante 906, die sich gegenüber der Oberkante befindet, eine linke Kante 908 und eine rechte Kante 910, die sich gegenüber der linken Kante 908 befindet, auf.
  • Eine Mittelebene 912, die zwischen der linken Kante 908 und der rechten Kante 910 zentriert ist, teilt die erste äußere Ebene gabelnd und ist senkrecht zu der Oberkante 904 und der Unterkante 906. Die Mittelebene 912 trennt einen linken Teil 914 des Smartphones 900, welcher der linken Kante 908 nahe ist, von einem rechten Teil 916 des Smartphones 900, welcher der rechten Kante 910 nahe ist. Eine Mittelebene 918, die zwischen der Oberkante 904 und der Unterkante 906 zentriert ist, gabelt die erste äußere Ebene und ist zu der linken Kante 908 und der rechten Kante 910 senkrecht. Die Mittelebene 918 trennt einen oberen Teil 920 des Smartphones 900, welcher der Oberkante 904 nahe ist, von einem unteren Teil 922 des Smartphones 900, welcher der Unterkante 906 nahe ist.
  • Ein Äußeres des Smartphones 900 umfasst ein äußeres Gehäuse 924 und ein äußeres Anzeigepanel 926. Das äußere Gehäuse 924 weist eine vertikale Höhe von ca. 160 Millimetern (mm), eine horizontale Länge von ca. 75 mm und eine Breite von ca. 8,2 mm auf. Das äußere Gehäuse 924 kann beispielsweise aus Metallmaterial bestehen.
  • Das äußere Anzeigepanel 926 bildet eine Außenseite des Smartphones 900 (z. B. die Betrachtungsebene 902). Das äußere Anzeigepanel 926 weist eine vertikale Höhe (HG) von ca. 152 mm und eine horizontale Länge (LG) von ca. 67 mm auf. Das äußere Anzeigepanel 926 umfasst Ausschnitte für verschiedene Komponenten, die innerhalb eines Inneren des Smartphones 900 positioniert sind (die z. B. unter dem äußeren Anzeigepanel 926 positioniert sind). Diese Komponenten werden weiter in Bezug auf 10 beschrieben.
  • Das äußere Anzeigepanel 926 kann unter Verwendung unterschiedlicher Arten von Glas oder Kunststoff gebildet werden, die in Bildschirmen zu finden sind. Bei einigen Implementierungen weist das äußere Anzeigepanel 926 eine Dielektrizitätskonstante (z. B. eine relative Permittivität) zwischen ca. vier und zehn auf, die Radarsignale abschwächt oder verzerrt. Als solches ist das äußere Anzeigepanel 926 für ein Radarsignal undurchsichtig oder halbtransparent und kann bewirken, dass ein Teil eines gesendeten oder empfangenen Radarsignals reflektiert wird.
  • Die integrierte Radarschaltung 316 ist zudem unter dem äußeren Anzeigepanel 926 und nahe der Oberkante 904 positioniert (z. B. innerhalb des oberen Teils 920 des Smartphones 900). Die integrierte Radarschaltung 316 weist eine vertikale Höhe (HR) von ca. 5 mm, eine horizontale Länge (LR) von ca. 6,5 mm und eine Dicke von ca. 0,85mm auf (innerhalb +/- 0,1 mm entlang jeder Abmessung). Diese begrenzte Grundfläche ermöglicht, dass die integrierte Radarschaltung 316 zwischen den Lautsprecher 210 und einen Infrarotsensor 214-3 wie in 10 veranschaulicht passt. Zusätzlich passt die integrierte Radarschaltung 316 zwischen das äußere Gehäuse 924 und ein Anzeigeelement 1002, wie es in 10 veranschaulicht ist. Um das Reduzieren einer Größe des Anzeigeelements 1002 zu vermeiden, kann die vertikale Höhe der integrierten Radarschaltung 316 den anderen Komponenten ähnlich sein, die nahe der Oberkante 904 positioniert sind.
  • Bei dieser beispielhaften Implementierung umfasst die integrierte Radarschaltung 316 eine Sendeantenne 302 und drei Empfangsantennen 304-1 bis 304-3. Die drei Empfangsantennen 304-1 bis 304-3 sind in einer L-Anordnung mit einem vertikalen Abstand zwischen einer Mitte der ersten Empfangsantenne 304-1 und der zweiten Empfangsantenne 304-2 (D12), der ca. 2,5 mm beträgt, und einem horizontalen Abstand zwischen einer Mitte der zweiten Empfangsantenne 304-2 und einer Mitte der dritten Empfangsantenne 304-3 (D23), der ca. 2,5 mm beträgt, positioniert. Ein Abstand zwischen einer Mitte der Sendeantenne 302 und der Mitte der ersten Empfangsantenne 304-1 (DT1) beträgt ca. 3,5 mm. Im Allgemeinen ist die Sendeantenne 302 relativ zur dritten Empfangsantenne 304-3 derart versetzt, dass DT1, größer ist als D23
  • Die Sendeantenne 302 und die Empfangsantennen 304-1 bis 304-3 sind in Richtung des äußeren Anzeigepanels 926 ausgerichtet (z. B. diesem zugewandt). Als solches strahlt die integrierte Radarschaltung 316 durch das äußere Anzeigepanel 926 ab (sendet und empfängt z. B. die Radarsignale, die sich durch das äußere Anzeigepanel 926 ausbreiten). Wenn sich das äußere Anzeigepanel 926 wie vorstehend beschrieben wie ein Abschwächer verhält, kann das Radarsystem 102 eine Frequenz oder einen Lenkwinkel eines gesendeten Radarsignals anpassen, um die Effekte des Abschwächers abzuschwächen, anstatt die Sendeleistung zu erhöhen. Als solches kann das Radarsystem 102 eine verbesserte Genauigkeit und längere Reichweiten zum Detektieren und Nachverfolgen des Benutzers ohne zunehmenden Stromverbrauch realisieren.
  • Bei diesem Beispiel sendet und empfängt die integrierte Radarschaltung 316 Radarsignale mit Frequenzen zwischen ca. 57 und 64 GHz. Dies schwächt eine Störbeeinflussung mit dem drahtlosen Kommunikationssystem 220 ab, das beispielsweise Frequenzen unterhalb von 20 GHz verwendet. Das Senden und Empfangen von Radarsignalen mit Millimeterwellenlängen ermöglicht ferner, dass die integrierte Radarschaltung 316 die vorstehende Grundfläche realisiert.
  • Zum Erleichtern von Gestenerkennung ist die integrierte Radarschaltung 316 relativ zu der linken Kante 908 oder der rechten Kante 910 näher an der Mittelebene 912 positioniert. Dies verbessert die Sichtbarkeit der integrierten Radarschaltung 316 zum Detektieren von Gesten, die vom Benutzer ausgeführt werden. Es reduziert auch eine Wahrscheinlichkeit, dass der Benutzer versehentlich mit dem Radarsystem 102 mit Nichtgestenbewegungen interagiert, und reduziert dadurch eine Falschalarmrate des Radarsystems 102. Da die integrierte Radarschaltung 316 für den Benutzer von hinter dem äußeren Anzeigepanel 926 nicht sichtbar ist, führt der Benutzer des Weiteren wahrscheinlich Gesten relativ zur Mittelebene 912 aus. Durch Positionieren der integrierten Radarschaltung 316 nahe dem Referenzpunkt des Benutzers ist das Radarsystem 102 besser positioniert, um zwischen Gesten zu unterscheiden, die mit unterschiedlichen Richtungen in Zusammenhang stehen (z. B. zwischen einem linken Wischen und einem rechten Wischen zu unterscheiden). Es gibt mehrere andere Vorteile und Kompromisse, um die integrierte Radarschaltung 316 an dem veranschaulichten Ort zu positionieren, wie es nachfolgend in Bezug auf die 10 bis 13 weiter beschrieben wird.
  • 10 veranschaulicht eine beispielhafte Position der integrierten Radarschaltung 316 relativ zu anderen Komponenten innerhalb des oberen Teils 920 des Smartphones 900. Ein dargestelltes Inneres des Smartphones 900 umfasst die integrierte Radarschaltung 316, den Lautsprecher 210, die Kamera 212, einen Näherungssensor 214-1, einen Umgebungslichtsensor 214-2, einen Infrarotsensor 214-3, einen weiteren Infrarotsensor 214-4 und ein Anzeigeelement 1002.
  • Eine Sensorebene 1004 schneidet das äußere Anzeigepanel 926 von 9 und ist zu der linken Kante 908 und der rechten Kante 910 senkrecht. Die Sensorebene 1004 trennt einen oberen Teil 1006 des äußeren Anzeigepanels 926, welcher der Oberkante 904 nahe ist, von einem unteren Teil 1008 des äußeren Anzeigepanels 926, welcher der Unterkante 906 von 9 nahe ist. Die Sensorebene 1004 ist zur Oberkante 904 parallel und ist der Oberkante 904 näher als der Unterkante 906. Bei diesem Beispiel beträgt ein Abstand zwischen einer Oberkante des Anzeigeelements 1002 und einer Oberkante des äußeren Anzeigepanels 926 (DGD) ca. 5,7 mm.
  • Die integrierte Radarschaltung 316, der Lautsprecher 210, die Kamera 212, der Näherungssensor 214-1, der Umgebungslichtsensor 214-2 und der Infrarotsensor 214-3 sind unter dem oberen Teil 1006 des äußeren Anzeigepanels 926 positioniert. Das Anzeigeelement 1002 ist unter dem unteren Teil 1008 des äußeren Anzeigepanels 926 positioniert.
  • Die Infrarotsensoren 214-3 und 214-4 werden zur Gesichtserkennung verwendet. Um Strom zu sparen, arbeiten die Infrarotsensoren 214-3 und 214-4 in einem Aus-Zustand, wenn sie nicht in Verwendung sind. Eine Aufwärmsequenz, die mit dem Übergehen der Infrarotsensoren 214-3 und 214-4 vom Aus-Zustand in einen Ein-Zustand in Zusammenhang steht, kann jedoch eine wesentliche Zeitdauer, wie beispielsweise eine halbe Sekunde oder mehr, erfordern. Dies kann eine Verzögerung bei der Ausführung der Gesichtserkennung verursachen. Um diese Zeitverzögerung zu reduzieren, detektiert das Radarsystem 102 den Benutzer, der zu dem Smartphone 900 hinreicht oder sich ihm nähert, proaktiv und initiiert die Aufwärmsequenz, bevor der Benutzer das Smartphone 900 berührt. Als solches können die Infrarotsensoren 214-3 und 214-4 früher im Ein-Zustand sein und eine Zeit reduzieren, die der Benutzer wartet, bis die Gesichtserkennung abgeschlossen ist.
  • Das Anzeigeelement 1002 implementiert die Anzeige 208 von 2 und zeigt Bilder an, die durch das äußere Anzeigepanel 926 betrachtet werden. Die Sendeantenne 302 und die Empfangsantennen 304-1 bis 304-3 der integrierten Radarschaltung 316 sind wie gezeigt in Richtung einer gleichen Richtung wie das Anzeigeelement 1002 ausgerichtet (z. B. zugewandt), sodass die integrierte Radarschaltung 316 einem Benutzer, der die Anzeige 208 ansieht, Radarsignale sendet.
  • Bei diesem Beispiel ist die integrierte Radarschaltung 316 zwischen dem Infrarotsensor 214-3 und dem Lautsprecher 210 positioniert. Ein Kompromiss zum Anordnen der integrierten Radarschaltung 316 nahe der Mittelebene 912 ist das Anordnen der integrierten Radarschaltung 316 nahe dem Lautsprecher 210. Ein Abstand zwischen der integrierten Radarschaltung 316 und dem Lautsprecher 210 (DSR) beträgt beispielsweise ca. 0,85 mm oder weniger. Um eine Einwirkung von mechanischen Schwingungen von dem Lautsprecher 210 zu reduzieren, ist die integrierte Radarschaltung 316 mechanisch von dem Lautsprecher 210 isoliert. Wenn das Smartphone 900 einen anderen Lautsprecher innerhalb des unteren Teils 922 des Smartphones 900 umfasst, kann innerhalb des anderen Lautsprechers ein Basslautsprecher anstatt des Lautsprechers 210 integriert sein, um den Basslautsprecher weiter entfernt von der integrierten Radarschaltung 316 anzuordnen.
  • 11 veranschaulicht eine beispielhafte Position der integrierten Radarschaltung 316 relativ zu Komponenten des Stromsystems 218 innerhalb des Smartphones 900. Bei der dargestellten Konfiguration umfasst das Stromsystem 218 die Batterie 222 und die drahtlose Ladeempfangsspule 224 von 2. Die drahtlose Ladeempfangsspule 224 ist unterhalb der Batterie 222 positioniert (die Batterie 222 befindet sich z. B. zwischen der drahtlosen Ladeempfangsspule 224 und dem äußeren Anzeigepanel 926 entlang der Z-Achse).
  • Bei einigen Implementierungen werden Frequenzen, die verwendet werden, um zum drahtlosen Laden drahtlos Strom zu übertragen, auch für Radaroperationen verwendet. Die integrierte Radarschaltung 316 erzeugt beispielsweise ein Zwischenfrequenzschwebungssignal mit Frequenzen zwischen ca. 30 und 500 Kilohertz (kHz), und die Frequenz eines drahtlosen Ladesignals liegt zwischen ca. 110 und 150 kHz. Um die während des drahtlosen Ladens erzeugte Störung abzuschwächen, ist die integrierte Radarschaltung 316 in einem Abstand (DCR) von mindestens 54 mm von der drahtlosen Ladeempfangsspule 224 entfernt positioniert. Dies reduziert die Wechselstromkopplung und -störung, die durch das Radarsystem 102 erfahren wird, und verbessert dadurch die Empfindlichkeit und Genauigkeit des Radarsystems 102. Bei einigen Implementierungen ist eine magnetische Abschirmung zwischen der drahtlosen Ladeempfangsspule 224 und der Batterie 222 angeordnet (z. B. zwischen der drahtlosen Ladeempfangsspule 224 und der integrierten Radarschaltung 316). Die magnetische Abschirmung ist beispielsweise als eine nanokristalline Abschirmung implementiert.
  • Die 12-1 und 12-2 veranschaulichen eine beispielhafte Position der integrierten Radarschaltung 316 relativ zu Komponenten innerhalb einer Hauptlogikplatine 1202 des Smartphones 900. Bei der dargestellten Konfiguration sind Komponenten, die auf einer oberen Fläche der Hauptlogikplatine 1202 implementiert sind, in 12-1 veranschaulicht. Diese Komponenten sind in Richtung des äußeren Anzeigepanels 926 ausgerichtet oder diesem zugewandt. Andere Komponenten, die an einer Unterseite der Hauptlogikplatine 1202 implementiert sind, sind in 12-2 veranschaulicht. Diese Komponenten sind von dem äußeren Anzeigepanel 926 weg ausgerichtet und einer Rückseite des Smartphones 900 zugewandt, die dem äußeren Anzeigepanel 926 gegenüberliegt. Die Hauptlogikplatine 1202 umfasst den Computerprozessor 202, die computerlesbaren Medien 204 und die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 des Radarsystems 102. Die Hauptlogikplatine 1202 umfasst zudem die PMICs 226-1 und 226-2, die Strom an die integrierte Radarschaltung 316 und die Hauptlogikplatine 1202 bereitstellen. Das Zwei-PMIC-Design kann relativ zu einem Einzel-PMIC-Design Verbesserungen bei der Wärmeabführung und dem Wirkungsgrad realisieren.
  • Die Hauptlogikplatine 1202 umfasst zusätzlich die Module 220-1 bis 220-8 des drahtlosen Kommunikationssystems 220. Diese Module umfassen ein WiFi™- und Bluetooth™-Transceivermodul 220-1, die Mobilfunktransceivermodule 220-2, 220-7 und 220-8, ein Nahbereichskommunikations- (NFC) -Modul 220-3, die Klartextempfangs-(PTRX) -Module 220-5 und 220-6 und andere nicht gezeigte Arten von Komponenten, wie beispielsweise Leistungsverstärkermodule. Bei diesem Beispiel ist der GNSS-Empfänger 216 auch innerhalb des WiFi™- und Bluetooth™-Transceivermoduls 220-1 implementiert. Die Mobilfunktransceivermodule 220-2, 220-7 und 220-8 und die Klartextempfangsmodule 220-4 und 220-6 stehen mit einem Low-Band, einem mittleren High-Band, einem High-Band oder einem Ultrahigh-Band oder einer Kombinationen davon in Zusammenhang.
  • Die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 ist innerhalb des oberen Teils 920 positioniert, um eine Kommunikation mit der integrierten Radarschaltung 316 zu erleichtern, die auf einer separaten Zusatzplatine implementiert ist. Die integrierte Radarschaltung 316 verarbeitet beispielsweise ein reflektiertes Radarsignal und erzeugt ein Zwischenfrequenzschwebungssignal. Eine Frequenz des Zwischenfrequenzschwebungssignals steht mit einem Abstand zu einem Teil des Benutzers in Beziehung. Die integrierte Radarschaltung 316 stellt das Zwischenfrequenzschwebungssignal an die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 bereit, die das Zwischenfrequenzschwebungssignal verarbeitet, um beispielsweise einen Abstand zu dem Benutzer zu bestimmen.
  • Obwohl es nicht explizit gezeigt ist, umfasst die integrierte Radarschaltung 316 Speicherplatz mit einer Kapazität in der Größenordnung von Zehnen von Kilobytes (KB), wie beispielsweise 24 KB. Bei diesem Beispiel ist der Speicherplatz mit einer ersten - First-in First-out- (FIFO) -Speicherstruktur implementiert, obwohl andere Arten von Speicherstrukturen implementiert werden können. Im Gegensatz dazu umfasst die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 Speicherplatz mit einer Kapazität in der Größenordnung von Megabytes (MB), wie beispielsweise 4 MB. Die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 umfasst zudem eine Direct Memory Access- (DMA) - Steuerung, die Samples des Zwischenfrequenzschwebungssignals von dem Speicherplatz der integrierten Radarschaltung 316 an einen Ringpuffer innerhalb der integrierten Datenverarbeitungsschaltung 318 überträgt.
  • Die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 ist zudem nahe dem Computerprozessor 202 positioniert, um Kommunikation zwischen der integrierten Datenverarbeitungsschaltung 318 und dem Computerprozessor 202 zu erleichtern. Nach dem Erkennen der Geste benachrichtigt die integrierte Datenverarbeitungsschaltung 318 beispielsweise den Computerprozessor 202 über die Art der von dem Benutzer ausgeführten Geste.
  • 13 veranschaulicht eine beispielhafte Position der integrierten Radarschaltung 316 relativ zu anderen Antennen innerhalb des Smartphones 900. Allgemeine Positionen der anderen Antennen existieren innerhalb des Inneren des Smartphones 900 und sind relativ zu dem äußeren Gehäuse 922 des Smartphones 900 gezeigt. Bei der dargestellten Konfiguration umfasst das Smartphone 900 die GNSS-Antennen 1302-1 und 1302-2, die als Teil des GNSS-Empfängers 216 von 2 implementiert sind. Das Smartphone 900 umfasst zudem die drahtlosen Wide Area Network- (WWAN) -Antennen 1304-1 bis 1304-7 und die WiFi™-Antennen 1306-1 bis 1306-3, die als Teil des drahtlosen Kommunikationssystems 220 von 2 implementiert sind. Die WWAN-Antennen 1304-1 bis 1304-7 sind mit den Kommunikationsmodulen 220-2 bis 220-8 von 12 gekoppelt und können mit unterschiedlichen Frequenzbändern in Zusammenhang stehen. Ähnlich sind die WiFi™-Antennen 1306-1 bis 1306-3 mit dem WiFi™- und Bluetooth-Kommunikationsmodul 220-1 gekoppelt.
  • Die Antennen sind im Allgemeinen in Richtung der linken Kante 908 oder der rechten Kante 910 ausgerichtet. Einige Antennen können jedoch in Richtung einer Vorderseite des Smartphones 900 (z. B. dem äußeren Anzeigepanel 926 zugewandt) oder einer Rückseite des Smartphones 900 (z. B. einer gegenüberliegende Seite relativ zu dem äußeren Anzeigepanel 926 zugewandt) ausgerichtet sein. Beispielsweise ist die WiFi™-Antenne 1306-2 der Rückseite des Smartphones 900 zugewandt, die WWAN-Antenne 1304-7 der Vorderseite des Smartphones 900 zugewandt und sind die verbleibenden Antennen entweder der linken Seite oder der rechten Seite des Smartphones 900 zugewandt.
  • Bei einigen Fällen können Nebenwellenaussendungen der integrierten Radarschaltung 316 den Betrieb des GNSS-Empfängers 216 stören und die Empfindlichkeit und Genauigkeit des GNSS-Empfängers 216 reduzieren. Um die Störung zu reduzieren, ist die integrierte Radarschaltung 316 mindestens 20 mm von den GNSS-Antennen 1302-1 und 1302-2 entfernt positioniert.
  • Im Folgenden werden einige Beispiele beschrieben.
    • Beispiel 1: Intelligente Vorrichtung, die als ein rechteckiges Prisma geformt ist, wobei das rechteckige Prisma eine Länge, Breite und Höhe aufweist, die Höhe größer ist als die Länge und Breite, die Länge größer ist als die Breite, die Länge und Höhe eine rechteckige Ebene auf einer ersten äußeren Ebene der intelligenten Vorrichtung bilden, die mit einer Betrachtungsebene der intelligenten Vorrichtung koexistiert, wobei die erste äußere Ebene aufweist:
      • eine Oberkante und eine Unterkante gegenüber der Oberkante; und
      • eine linke Kante und eine rechte Kante gegenüber der linken Kante, wobei eine zwischen der linken Kante und der rechten Kante zentrierte Mittelebene die erste äußere Ebene gabelnd teilt und die Mittelebene senkrecht zu der Oberkante und der Unterkante ist;
      • die intelligente Vorrichtung konfiguriert ist, in einem Hochformat zu arbeiten, bei dem die Oberseiten- und Unterseitenkanten im Wesentlichen parallel zu einer Grundebene sind, wobei die intelligente Vorrichtung umfasst:
        • ein Radarsystem, das innerhalb des rechteckigen Prismas positioniert ist, wobei das Radarsystem eine integrierte Radarschaltung umfasst und die integrierte Radarschaltung umfasst:
          • mindestens eine Sendeantenne;
          • mindestens eine Empfangsantenne; und
          • eine Mitte, wobei sich die Mitte der integrierten Radarschaltung näher an der Mittelebene befindet als an der linken Kante oder der rechten Kante, wobei sich die Mitte der integrierten Radarschaltung näher an der Oberkante befindet als an der Unterkante.
    • Beispiel 2: Intelligente Vorrichtung nach Beispiel 1, wobei:
      • die intelligente Vorrichtung umfasst:
        • ein äußeres Anzeigepanel, das die Betrachtungsebene bildet, wobei das äußere Anzeigepanel aus Glas besteht und einen unteren Teil nahe der Unterkante und einen oberen Teil nahe der Oberkante aufweist, wobei der untere Teil und der obere Teil durch eine Sensorebene getrennt sind, die zu der linken Kante und der rechten Kante senkrecht ist; und
        • ein Anzeigeelement, das innerhalb des rechteckigen Prismas unter dem unteren Teil des äußeren Anzeigepanels positioniert ist, wobei das Anzeigeelement parallel zu dem äußeren Anzeigepanel ist; und
      • die integrierte Radarschaltung unter dem oberen Teil des äußeren Anzeigepanels derart positioniert ist, dass die mindestens eine Sendeantenne und die mindestens eine Empfangsantenne dem äußeren Anzeigepanel zugewandt sind, wobei die integrierte Radarschaltung parallel zu dem Anzeigepanel ist.
    • Beispiel 3: Intelligente Vorrichtung nach Beispiel 2, wobei:
      • der obere Teil des äußeren Anzeigepanels eine Höhe von ca. 6,5 Millimeter aufweist; und
      • die integrierte Radarschaltung eine Länge von ca. 6,5 Millimeter, eine Höhe von ca. 5 Millimeter und eine Dicke von ca. 0,85 Millimeter aufweist.
    • Beispiel 4: Intelligente Vorrichtung nach wenigsten einem der vorangegangenen Beispiele, wobei: das Radarsystem eine mit der integrierten Radarschaltung gekoppelte integrierte Datenverarbeitungsschaltung umfasst;
      • die integrierte Radarschaltung einen Transceiver umfasst, der konfiguriert ist zum:
        • Senden eines Radarsignals durch das äußere Anzeigepanel unter Verwendung von der mindestens einen Sendeantenne;
        • Empfangen eines reflektierten Teils des Radarsignals durch das äußere Anzeigepanel unter Verwendung der mindestens einen Empfangsantenne, wobei das Radarsignal durch mindestens einen Benutzer reflektiert wird;
        • Verarbeiten des reflektierten Teils des Radarsignals, um basierend auf dem reflektierten Teil des Radarsignals ein Zwischenfrequenzschwebungssignal zu erzeugen; und
        • Weitergeben des Zwischenfrequenzschwebungssignals an die integrierte Datenverarbeitungsschaltung; und
      • wobei die integrierte Datenverarbeitungsschaltung einen Digitalsignalprozessor umfasst, der zum Verarbeiten des Zwischenfrequenzschwebungssignals konfiguriert ist, um einen Abstand zwischen der intelligenten Vorrichtung und dem mindestens einen Benutzer zu bestimmen.
    • Beispiel 5: Intelligente Vorrichtung nach Beispiel 4, ferner umfassend mindestens einen Infrarotsensor, der im Innern des rechteckigen Prismas positioniert ist, wobei der Digitalsignalprozessor konfiguriert ist zum:
      • Verarbeiten des Zwischenfrequenzschwebungssignals, um zu bestimmen, dass der mindestens eine Benutzer sich der intelligenten Vorrichtung annähert; und
      • Bewirken, dass der mindestens eine Infrarotsensor eine Aufwärmsequenz initiiert, bevor der Benutzer die intelligente Vorrichtung berührt, wobei die Aufwärmsequenz den mindestens einen Infrarotsensor veranlasst, von einem Aus-Zustand in einen Ein-Zustand überzugehen.
    • Beispiel 6: Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Beispiele, wobei:
      • die integrierte Datenverarbeitungsschaltung auf einer ersten Platine angeordnet ist; und
      • die integrierte Radarschaltung auf einer zweiten Platine angeordnet ist, wobei sich die zweite Platine von der ersten Platine unterscheidet.
    • Beispiel 7: Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Beispiele, ferner umfassend:
      • eine drahtlose Ladeempfangsspule,
      • wobei die Mitte der integrierten Radarschaltung mindestens 40 Millimeter von der drahtlosen Ladeempfangsspule entfernt positioniert ist.
    • Beispiel 8: Intelligente Vorrichtung nach Beispiel 7, ferner umfassend:
      • eine magnetische Abschirmung, wobei:
        • die magnetische Abschirmung zwischen der drahtlosen Ladeempfangsspule und der integrierten Radarschaltung positioniert ist.
    • Beispiel 9: Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Beispiele, wobei die intelligente Vorrichtung ein Smartphone oder ein Lenkrad umfasst.
    • Beispiel 10: Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Beispiele, wobei:
      • die mindestens eine Sendeantenne eine Sendeantenne umfasst; und
      • die mindestens eine Empfangsantenne drei in einer L-Anordnung positionierte Empfangsantennen umfasst.
    • Beispiel 11: Intelligente Vorrichtung nach Beispiel 10, wobei:
      • die drei Empfangsantennen eine erste Empfangsantenne, eine zweite Empfangsantenne und eine dritte Empfangsantenne umfassen; und
      • ein horizontaler Abstand zwischen der ersten Empfangsantenne und der einen Sendeantenne größer ist als ein horizontaler Abstand zwischen der zweiten Empfangsantenne und der dritten Empfangsantenne.
    • Beispiel 12: Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Beispiele, ferner umfassend:
      • einen ersten Lautsprecher, der innerhalb des rechteckigen Prismas positioniert ist,
      • wobei ein Abstand zwischen dem ersten Lautsprecher und der integrierten Radarschaltung kleiner ist als 1 Millimeter.
    • Beispiel 13: Intelligente Vorrichtung nach Beispiel 12, wobei:
      • die integrierte Radarschaltung mechanisch von dem ersten Lautsprecher isoliert ist, um mechanische Schwingungen zu dämpfen, die von dem ersten Lautsprecher erzeugt werden.
    • Beispiel 14: Intelligente Vorrichtung nach Beispiel 12 oder 13, ferner umfassend:
      • einen zweiten Lautsprecher, wobei der zweite Lautsprecher einen Basslautsprecher umfasst,
      • wobei die integrierte Radarschaltung dem ersten Lautsprecher näher ist als dem zweiten Lautsprecher.
    • Beispiel 15: Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Beispiele, ferner umfassend:
      • eine Kamera,
      • wobei das Radarsystem weniger Strom verbraucht als die Kamera.
    • Beispiel 16: Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Beispiele, ferner umfassend:
      • einen globales Satellitennavigationssystem- (GNSS) -Empfänger, der mindestens eine GNSS-Antenne umfasst,
      • wobei ein Abstand zwischen der integrierten Radarschaltung und der mindestens einen GNSS-Antenne mindestens 20 Millimeter beträgt.
    • Beispiel 16: Intelligente Vorrichtung, die als ein rechteckiges Prisma geformt ist, wobei das rechteckige Prisma eine Länge, Breite und Höhe aufweist, die Höhe größer ist als die Länge und Breite, die Länge größer ist als die Breite, die Länge und Höhe eine rechteckige Ebene auf einer ersten äußeren Ebene der intelligenten Vorrichtung bilden, die mit einer Betrachtungsebene der intelligenten Vorrichtung koexistiert, wobei die erste äußere Ebene aufweist:
      • eine Oberkante und eine Unterkante gegenüber der Oberkante; und
      • eine linke Kante und eine rechte Kante gegenüber der linken Kante, wobei die Betrachtungsebene einen oberen Teil aufweist, welcher der Oberkante nahe ist, und einen unteren Teil, welcher der Unterkante nahe ist, wobei der obere Teil und der untere Teil durch eine Sensorebene getrennt sind, die senkrecht zu der linken Kante und der rechten Kante ist;
      • die intelligente Vorrichtung konfiguriert ist, in einem Hochformat zu arbeiten, bei dem die Oberseiten- und Unterseitenkanten im Wesentlichen parallel zu einer Grundebene sind, wobei die intelligente Vorrichtung umfasst:
        • ein Anzeigeelement, das innerhalb des rechteckigen Prismas unter dem unteren Teil der Betrachtungsebene positioniert ist; und
        • ein Radarsystem, das innerhalb des rechteckigen Prismas darunter positioniert ist, wobei das Radarsystem eine integrierte Radarschaltung umfasst und die integrierte Radarschaltung umfasst:
          • mindestens eine Sendeantenne, die unter dem oberen Teil der Betrachtungsebene positioniert ist; und
          • mindestens eine Empfangsantenne; die unter dem oberen Teil der Betrachtungsebene positioniert ist.
    • Beispiel 18: Intelligente Vorrichtung nach Beispiel 17, wobei die intelligente Vorrichtung ein Smartphone umfasst.
    • Beispiel 19: Intelligente Vorrichtung nach Beispiel 17 oder 18, wobei:
      • eine Mittelebene, die zwischen der linken Kante und der rechten Kante zentriert ist, die erste äußere Ebene, die Mittelebene senkrecht zu der Oberkante und die Unterkante gabelnd teilt;
      • die integrierte Radarschaltung eine Mitte umfasst, die sich näher an der Mittelebene befindet als an der linken Kante oder der rechten Kante, wobei die Mitte der integrierten Radarschaltung sich näher an der Oberkante als an der Unterkante befindet.
    • Beispiel 20: Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der Beispiele 17 bis 19, wobei:
      • eine Mittelebene, die zwischen der Oberkante und der Unterkante zentriert ist, die erste äußere Ebene, die Mittelebene senkrecht zu der linken Kante und die rechte Kante gabelnd teilt;
      • die Sensorebene zu der Mittelebene parallel ist und der Oberkante näher ist als der Mittelebene.
  • Schlussfolgerung
  • Obwohl Techniken unter Verwendung einer intelligenten Vorrichtung mit einem integrierten Radarsystem und Vorrichtungen, die eine intelligente Vorrichtung mit einem integrierten Radarsystem umfassen, in einer Sprache beschrieben wurden, die für Merkmale spezifisch ist, versteht es sich, dass der Gegenstand der angefügten Ansprüche nicht zwangsläufig auf die spezifischen Merkmale begrenzt ist. Vielmehr sind die spezifischen Merkmale als beispielhafte Implementierungen einer intelligenten Vorrichtung mit einem integrierten Radarsystem offenbart.
  • Bezugszeichenliste
    • 102
    Radarsystem
    104
    Intelligente Vorrichtung
    202
    Computerprozessor
    204
    Computerlesbare Medien, CRM
    206
    Radarbasierte Anwendung
    208
    Anzeige
    210
    Lautsprecher
    212
    Kamera
    214
    Sensor
    214-1
    Näherungssensor
    214-2
    Umgebungslichtsensoren
    214-3
    IR-Sensor
    214-4
    IR Sensor
    216
    GNSS-Empfänger
    218
    Stromsystem
    220
    Drahtloses Kommunikationssystem
    222
    Batterie
    224
    Drahtlose Ladeempfangsspule
    226
    Strommanagement IC
    226-1
    PMIC
    226-2
    PMIC
    302
    Sendeantenne
    304
    Empfangsantenne
    304-1
    Empfangsantenne
    304-2
    Empfangsantenne
    304-3
    Empfangsantenne
    306
    Transceiver
    308
    Digitalsignalprozessor (DSP)
    310
    Systemmedien
    312
    Radarverarbeitungsmodul
    314
    Kommunikationsschnittstelle
    316
    Integrierte Radarschaltung (Radar-IC)
    318
    Datenverarbeitungs-IC
    400
    Smartphone
    402
    Betrachtungsebene
    404
    Oberkante
    406
    Unterkante
    408
    Linke Kante
    410
    Rechte Kante
    412
    Mittelebene
    414
    Linker Teil
    416
    Rechter Teil
    418
    Mittelebene
    422
    Unterer Teil
    424
    Äußeres Gehäuse
    426
    Äußeres Anzeigepanel
    502
    Anzeigeelement
    504
    Sensorebene
    506
    Oberer Teil
    508
    Unterer Teil
    702
    Hauptlogikplatine
    802-1
    GNSS-Antenne
    802-2
    GNSS-Antenne
    804-1
    WWAN-Antenne
    804-2
    WWAN-Antenne
    804-3
    WWAN Antenne
    804-4
    WWAN-Antenne
    804-5
    WWAN-Antenne
    804-6
    WWAN-Antenne
    806-1
    WiFi™-Antenne
    806-2
    WiFi™-Antenne
    806-3
    WiFi™-Antenne
    900
    Smartphone
    902
    Betrachtungsebene
    904
    Oberkannte
    906
    Unterkante
    908
    Linke Kante
    910
    Rechte Kante
    912
    Mittelebene
    914
    Linker Teil
    916
    Rechter Teil
    918
    Mittelebene
    920
    Oberer Teil
    922
    Unterer Teil
    924
    Äußeres Gehäuse
    926
    Äußeres Anzeigepanel
    1002
    Anzeigeelement
    1004
    Sensorebene
    1006
    Oberer Teil
    1008
    Unterer Teil
    1202
    Hauptlogikplatine
    1302-1
    GNSS-Antenne
    1302-2
    GNSS-Antenne
    1304-1
    WWAN-Antenne
    1304-2
    WWAN-Antenne
    1304-3
    WWAN-Antenne
    1304-4
    WWAN-Antenne
    1304-5
    WWAN-Antenne
    1304-6
    WWAN-Antenne
    1304-7
    WWAN-Antenne
    1306-1
    WiFi™-Antenne
    1306-2
    WiFi™-Antenne
    1306-3
    WiFi™-Antenne
    A
    Äußeres
    B
    Inneres (unterhalb des äußeren Anzeigepanels 426)
    C
    Inneres (unterhalb des äußeren Anzeigepanels 926)

Claims (20)

  1. Intelligente Vorrichtung, die als ein rechteckiges Prisma geformt ist, wobei das rechteckige Prisma eine Länge, Breite und Höhe aufweist, die Höhe größer ist als die Länge und Breite, die Länge größer ist als die Breite, die Länge und Höhe eine rechteckige Ebene auf einer ersten äußeren Ebene der intelligenten Vorrichtung bilden, die mit einer Betrachtungsebene der intelligenten Vorrichtung koexistiert, wobei die erste äußere Ebene aufweist: eine Oberkante und eine Unterkante gegenüber der Oberkante; und eine linke Kante und eine rechte Kante gegenüber der linken Kante, wobei eine zwischen der linken Kante und der rechten Kante zentrierte Mittelebene die erste äußere Ebene gabelnd teilt und die Mittelebene senkrecht zu der Oberkante und der Unterkante ist; die intelligente Vorrichtung konfiguriert ist, in einem Hochformat zu arbeiten, bei dem die Oberseiten- und Unterseitenkanten im Wesentlichen parallel zu einer Grundebene sind, wobei die intelligente Vorrichtung umfasst: ein Radarsystem, das innerhalb des rechteckigen Prismas positioniert ist, wobei das Radarsystem eine integrierte Radarschaltung umfasst und die integrierte Radarschaltung umfasst: mindestens eine Sendeantenne; mindestens eine Empfangsantenne; und eine Mitte, wobei sich die Mitte der integrierten Radarschaltung näher an der Mittelebene befindet als an der linken Kante oder der rechten Kante, wobei sich die Mitte der integrierten Radarschaltung näher an der Oberkante befindet als an der Unterkante.
  2. Intelligente Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei: die intelligente Vorrichtung umfasst: ein äußeres Anzeigepanel, das die Betrachtungsebene bildet, wobei das äußere Anzeigepanel aus Glas besteht und einen unteren Teil nahe der Unterkante und einen oberen Teil nahe der Oberkante aufweist, wobei der untere Teil und der obere Teil durch eine Sensorebene getrennt sind, die zu der linken Kante und der rechten Kante senkrecht ist; und ein Anzeigeelement, das innerhalb des rechteckigen Prismas unter dem unteren Teil des äußeren Anzeigepanels positioniert ist, wobei das Anzeigeelement parallel zu dem äußeren Anzeigepanel ist; und die integrierte Radarschaltung unter dem oberen Teil des äußeren Anzeigepanels derart positioniert ist, dass die mindestens eine Sendeantenne und die mindestens eine Empfangsantenne dem äußeren Anzeigepanel zugewandt sind, wobei die integrierte Radarschaltung parallel zu dem Anzeigepanel ist.
  3. Intelligente Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei: der obere Teil des äußeren Anzeigepanels eine Höhe von ca. 6,5 Millimeter aufweist; und die integrierte Radarschaltung eine Länge von ca. 6,5 Millimeter, eine Höhe von ca. 5 Millimeter und eine Dicke von ca. 0,85 Millimeter aufweist.
  4. Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei: das Radarsystem eine mit der integrierten Radarschaltung gekoppelte integrierte Datenverarbeitungsschaltung umfasst; die integrierte Radarschaltung einen Transceiver umfasst, der konfiguriert ist zum: Senden eines Radarsignals durch das äußere Anzeigepanel unter Verwendung von der mindestens einen Sendeantenne; Empfangen eines reflektierten Teils des Radarsignals durch das äußere Anzeigepanel unter Verwendung der mindestens einen Empfangsantenne, wobei das Radarsignal durch mindestens einen Benutzer reflektiert wird; Verarbeiten des reflektierten Teils des Radarsignals, um basierend auf dem reflektierten Teil des Radarsignals ein Zwischenfrequenzschwebungssignal zu erzeugen; und Weitergeben des Zwischenfrequenzschwebungssignals an die integrierte Datenverarbeitungsschaltung; und wobei die integrierte Datenverarbeitungsschaltung einen Digitalsignalprozessor umfasst, der zum Verarbeiten des Zwischenfrequenzschwebungssignals konfiguriert ist, um einen Abstand zwischen der intelligenten Vorrichtung und dem mindestens einen Benutzer zu bestimmen.
  5. Intelligente Vorrichtung nach Anspruch 4, ferner umfassend: mindestens einen Infrarotsensor umfasst, der im Innern des rechteckigen Prisma positioniert ist, wobei der Digitalsignalprozessor konfiguriert ist zum: Verarbeiten des Zwischenfrequenzschwebungssignals, um zu bestimmen, dass der mindestens eine Benutzer sich der intelligenten Vorrichtung annähert; und Bewirken, dass der mindestens eine Infrarotsensor eine Aufwärmsequenz initiiert, bevor der Benutzer die intelligente Vorrichtung berührt, wobei die Aufwärmsequenz den mindestens einen Infrarotsensor veranlasst, von einem AusZustand in einen Ein-Zustand überzugehen.
  6. Intelligente Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei: die integrierte Datenverarbeitungsschaltung auf einer ersten Platine angeordnet ist; und die integrierte Radarschaltung auf einer zweiten Platine angeordnet ist, wobei sich die zweite Platine von der ersten Platine unterscheidet.
  7. Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend: eine drahtlose Ladeempfangsspule, wobei die Mitte der integrierten Radarschaltung mindestens 40 Millimeter von der drahtlosen Ladeempfangsspule entfernt positioniert ist.
  8. Intelligente Vorrichtung nach Anspruch 7, ferner umfassend: eine magnetische Abschirmung, wobei: die magnetische Abschirmung zwischen der drahtlosen Ladeempfangsspule und der integrierten Radarschaltung positioniert ist.
  9. Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die intelligente Vorrichtung ein Smartphone oder Lenkrad umfasst.
  10. Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei: die mindestens eine Sendeantenne eine Sendeantenne umfasst; und die mindestens eine Empfangsantenne drei in einer L-Anordnung positionierte Empfangsantennen umfasst.
  11. Intelligente Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei: die drei Empfangsantennen eine erste Empfangsantenne, eine zweite Empfangsantenne und eine dritte Empfangsantenne umfassen; und ein horizontaler Abstand zwischen der ersten Empfangsantenne und der einen Sendeantenne größer ist als ein horizontaler Abstand zwischen der zweiten Empfangsantenne und der dritten Empfangsantenne.
  12. Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend: einen ersten Lautsprecher, der innerhalb des rechteckigen Prismas positioniert ist, wobei ein Abstand zwischen dem ersten Lautsprecher und der integrierten Radarschaltung kleiner ist als 1 Millimeter.
  13. Intelligente Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei: die integrierte Radarschaltung mechanisch von dem ersten Lautsprecher isoliert ist, um mechanische Schwingungen zu dämpfen, die von dem ersten Lautsprecher erzeugt werden.
  14. Intelligente Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, ferner umfassend: einen zweiten Lautsprecher, wobei der zweite Lautsprecher einen Basslautsprecher umfasst, wobei die integrierte Radarschaltung dem ersten Lautsprecher näher ist als dem zweiten Lautsprecher.
  15. Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend: eine Kamera, wobei das Radarsystem weniger Strom verbraucht als die Kamera.
  16. Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der vorangegangenen Ansprüche, ferner umfassend: einen globales Satellitennavigationssystem- (GNSS) -Empfänger, der mindestens eine GNSS-Antenne umfasst, wobei ein Abstand zwischen der integrierten Radarschaltung und der mindestens einen GNSS-Antenne mindestens 20 Millimeter beträgt.
  17. Intelligente Vorrichtung, die als ein rechteckiges Prisma geformt ist, wobei das rechteckige Prisma eine Länge, Breite und Höhe aufweist, die Höhe größer ist als die Länge und Breite, die Länge größer ist als die Breite, die Länge und Höhe eine rechteckige Ebene auf einer ersten äußeren Ebene der intelligenten Vorrichtung bilden, die mit einer Betrachtungsebene der intelligenten Vorrichtung koexistiert, wobei die erste äußere Ebene aufweist: eine Oberkante und eine Unterkante gegenüber der Oberkante; und eine linke Kante und eine rechte Kante gegenüber der linken Kante, wobei die Betrachtungsebene einen oberen Teil aufweist, welcher der Oberkante nahe ist, und einen unteren Teil, welcher der Unterkante nahe ist, wobei der obere Teil und der untere Teil durch eine Sensorebene getrennt sind, die senkrecht zu der linken Kante und der rechten Kante ist; die intelligente Vorrichtung konfiguriert ist, in einem Hochformat zu arbeiten, bei dem die Oberseiten- und Unterseitenkanten im Wesentlichen parallel zu einer Grundebene sind, wobei die intelligente Vorrichtung umfasst: ein Anzeigeelement, das innerhalb des rechteckigen Prismas unter dem unteren Teil der Betrachtungsebene positioniert ist; und ein Radarsystem, das innerhalb des rechteckigen Prismas darunter positioniert ist, wobei das Radarsystem eine integrierte Radarschaltung umfasst und die integrierte Radarschaltung umfasst: mindestens eine Sendeantenne, die unter dem oberen Teil der Betrachtungsebene positioniert ist; und mindestens eine Empfangsantenne; die unter dem oberen Teil der Betrachtungsebene positioniert ist.
  18. Intelligente Vorrichtung nach Anspruch 17, wobei die intelligente Vorrichtung ein Smartphone umfasst.
  19. Intelligente Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, wobei: eine Mittelebene, die zwischen der linken Kante und der rechten Kante zentriert ist, die erste äußere Ebene, die Mittelebene senkrecht zu der Oberkante und die Unterkante gabelnd teilt; die integrierte Radarschaltung eine Mitte umfasst, die sich näher an der Mittelebene befindet als an der linken Kante oder der rechten Kante, wobei die Mitte der integrierten Radarschaltung sich näher an der Oberkante als an der Unterkante befindet.
  20. Intelligente Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei: eine Mittelebene, die zwischen der Oberkante und der Unterkante zentriert ist, die erste äußere Ebene, die Mittelebene senkrecht zu der linken Kante und die rechte Kante gabelnd teilt; die Sensorebene zu der Mittelebene parallel ist und der Oberkante näher ist als der Mittelebene.
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