JP2017505900A - ハンドヘルド電子装置とのレーダ一体化 - Google Patents

Abstract

【課題】ハンドヘルド電子装置の裏側表面上に装着可能な筐体、フェーズド・アレイ周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダを備えるハンドヘルド電子装置を提供する。【解決手段】ハンドヘルド電子装置の裏側表面上に装着可能な筐体と、筐体と結合されたレーダであって、（ａ）少なくとも１つの受信アンテナ素子を含む受信機ユニットと、（ｂ）少なくとも１つの送信アンテナ素子を含む送信機ユニットと、集積回路（ＩＣ）モジュールと、を備える、レーダと、レーダをハンドヘルド電子装置と動作可能に接続するように構成されたインターフェース・ユニットとを具備する、装置。【選択図】図２

Description

本発明は、多機能ハンドヘルド電子装置とのセンサ一体化の分野に関する。

日常的に使用されるセンサの数が、加速度的に増加している。ジャイロスコープ、カメラ、温度計およびその他の小型センサが、感知力を高めるために、または、所有する電子装置との対話を単純化するために使用されている。

連続波（ＣＷ）レーダは、既知の安定周波数の連続波無線エネルギーが送信され、次いで反射物体から受信されるレーダ装置の１つのタイプである。周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダは、距離、速さおよび加速度を決定することができる比較的短距離の測定レーダである。ＦＭＣＷレーダは、航空機の着陸手続き中に高さを測定する高度計として一般に使用される。ＦＭＣＷレーダを、早期警報レーダとしてならびに近接センサおよび他の用途においても使用することができる。

関連技術の前述の例およびそれに関連する制限は、例示的であり排他的なものではないことを意図している。関連技術の他の制限は、明細書を読み、図を検討すると当業者に明らかになるであろう。

本発明の目的は、ハンドヘルド電子装置の裏側表面上に装着可能な筐体、フェーズド・アレイ周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダを備えるハンドヘルド電子装置を提供することである。

下記の実施形態およびその態様は、範囲を限定するのではなく、例示的であり例証であることが意図されるシステム、ツールおよび方法とともに記述され、図説される。

実施形態によれば、ハンドヘルド電子装置の裏側表面上に装着可能な筐体と、筐体に結合された周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダであって、（ａ）少なくとも１つの受信アンテナ素子を含む受信機ユニット、（ｂ）少なくとも１つの送信アンテナ素子を含む送信機ユニット、および（ｃ）集積回路（ＩＣ）モジュール、を備える、ＦＭＣＷレーダと、ＩＣモジュールをハンドヘルド電子装置と動作可能に接続するように構成されたインターフェース・ユニットとを備える、装置が提供される。

実施形態によれば、フェーズド・アレイ周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダを備えるハンドヘルド電子装置であって、フェーズド・アレイＦＭＣＷレーダが、複数の受信アンテナ素子を含む受信機ユニットと、複数の送信アンテナ素子を含む送信機ユニットと、集積回路（ＩＣ）モジュールとを備える、ハンドヘルド電子装置がさらに提供される。

実施形態によれば、ハンドヘルド電子装置の裏側表面上に装着可能な筐体と、筐体に結合されたステップ周波数レーダであって、（ａ）少なくとも１つの受信アンテナ素子を含む受信機ユニット、（ｂ）少なくとも１つの送信アンテナ素子を含む送信機ユニット、および（ｃ）集積回路（ＩＣ）モジュール、を備える、ステップ周波数レーダと、ＩＣモジュールをハンドヘルド電子装置と動作可能に接続するように構成されたインターフェース・ユニットとを備える、装置がさらに提供される。

いくつかの実施形態では、ＦＭＣＷレーダは、筐体に埋め込まれる。

いくつかの実施形態では、インターフェース・ユニットは、無線インターフェース・ユニットである。

いくつかの実施形態では、インターフェース・ユニットは、有線インターフェース・ユニットである。

いくつかの実施形態では、少なくとも１つの受信アンテナ素子は、複数の受信アンテナ素子であり、少なくとも１つの送信アンテナ素子は、複数の送信アンテナ素子であり、筐体がハンドヘルド電子装置に装着されるときに、複数の送信アンテナ素子は、ハンドヘルド電子装置の裏側表面の少なくとも第１の部分に面してアレイ状に配置され、複数の受信アンテナ素子は、ハンドヘルド電子装置の裏側表面の少なくとも第２の部分に面してアレイ状に配置される。

いくつかの実施形態では、ハンドヘルド電子装置は、スマートフォンおよびタブレット・コンピュータから構成される群から選択される。

いくつかの実施形態では、ＦＭＣＷレーダは、ハンドヘルド電子装置に対するターゲット物体の距離、速度および加速度から構成される群から選択される少なくとも１つの変数値を測定するように構成される。

いくつかの実施形態では、ＦＭＣＷレーダは、フェーズド・アレイＦＭＣＷレーダである。

いくつかの実施形態では、ハンドヘルド電子装置は、画像センサを備え、画像センサは、送信機ユニットによって送信されたビームを方向付けするための入力を提供するように構成される。

いくつかの実施形態では、複数の送信アンテナ素子は、ハンドヘルド電子装置の裏側表面の少なくとも第１の部分に面してアレイ状に配置され、複数の受信アンテナ素子は、ハンドヘルド電子装置の裏側表面の少なくとも第２の部分に面してアレイ状に配置される。

いくつかの実施形態では、ハンドヘルド電子装置は、画像センサをさらに備え、画像センサからの入力は、送信機ユニットによって送信されたビームを方向付けするため使用される。

いくつかの実施形態では、フェーズド・アレイＦＭＣＷレーダは、ハンドヘルド電子装置に対して特定の方向におけるターゲット物体の距離、速度もしくは加速度、またはこれらの組合せを測定するように構成される。

いくつかの実施形態では、ステップ周波数レーダは、筐体に埋め込まれる。

いくつかの実施形態では、ステップ周波数レーダは、ハンドヘルド電子装置に対するターゲット物体の距離、速度および加速度から構成される群から選択される少なくとも１つの変数値を測定するように構成される。

上に記述した例示的な態様および実施形態に加えて、さらなる態様および実施形態が、図を参照することによって、および下記の詳細な説明を検討することによって明らかになるであろう。

例示的な実施形態が、参照される図に図示される。図に示した構成要素および構成の寸法は、表示の利便性および明確さのために一般的に選択されており、必ずしも一定の縮尺で示される必要はない。図は、下記に列挙される。

開示した技法の実施形態に従って構成され動作するＦＭＣＷレーダの一般的な設計のブロック図である。 開示した技法の実施形態に従って構成され動作するアド−オン・カバー装置の等角図である。 ハンドヘルド電子装置の裏面上に装着された、図２のアド−オン・カバー装置の部分透視背面図である。 開示した技法のもう１つの実施形態に従って構成され動作するハンドヘルド電子装置の背面図である。 開示した技法のさらにもう１つの実施形態に従って構成され動作し、レーダに動作可能に接続されたハンドヘルド電子装置のブロック図である。

ＦＭＣＷレーダ、ステップ周波数レーダまたは別のレーダなどのレーダのハンドヘルド電子装置との一体化が、本明細書において開示される。ハンドヘルド電子装置に装着されるアド−オン・カバー装置の一部として、レーダをハンドヘルド電子装置と一体化することができる。あるいは、レーダを、ハンドヘルド電子装置に完全に一体化することができる。このような一体化は、単純ですぐに使用できる方式で、レーダの能力を一般の人々にとって手が届くものにすることができる。さらに、フェーズド・アレイ・レーダの一体化は、広い視野、良い焦点合わせ、およびその結果としてより多くのアプリケーションを提供することができる。

当業者なら認識するように、本発明の態様を、システム、方法、またはコンピュータ・プログラム製品として具現化することができる。したがって、本発明の態様は、完全にハードウェア実施形態、完全にソフトウェア実施形態（ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロ−コード、等を含む）、またはソフトウェアおよびハードウェア態様を組み合わせた実施形態の形態を取ることができ、これをすべて一般的に「回路」、「モジュール」または「システム」と本明細書において呼ぶことができる。さらにその上、本発明の態様は、コンピュータ可読媒体に含むコンピュータ可読プログラム・コードを有する１つまたは複数のコンピュータ可読媒体において具現化されたコンピュータ・プログラム製品の形態を取ることができる。

１つまたは複数のコンピュータ可読媒体の任意の組合せを利用することができる。コンピュータ可読媒体を、コンピュータ可読信号媒体またはコンピュータ可読ストレージ媒体とすることができる。コンピュータ可読ストレージ媒体を、例えば、電子的、磁気的、光学的、電磁的、赤外線、または半導体システム、機器、もしくは装置、または上記のいずれかの適切な組合せとすることができるが、これらに限定されない。コンピュータ可読ストレージ媒体のより具体的な例（非網羅的な列挙）は、１つまたは複数の配線を有する電気的接続、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、消去書き込み可能読出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭもしくはフラッシュ・メモリ）、光ファイバ、ポータブル・コンパクト・ディスク読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光ストレージ装置、磁気ストレージ装置、または上記のいずれかの適切な組合せ、を含む。本明細書の状況では、コンピュータ可読ストレージ媒体を、命令実行システム、機器、または装置によってまたは関連して使用するためのプログラムを含むまたは記憶することが可能である任意の実体的な媒体とすることができる。

コンピュータ可読信号媒体は、例えば、ベースバンド中にまたは搬送波の一部として、信号中に含むコンピュータ可読プログラム・コードを有する伝播するデータ信号を含むことができる。このような伝播信号は、電磁的、光学的、またはこれらのいずれかの適切な組合せを含むが、これらに限定されない様々な形態のいずれかを取ることができる。コンピュータ可読信号媒体を、コンピュータ可読ストレージ媒体ではなく、命令実行システム、機器、または装置によるまたは関連する使用のためのプログラムを伝達する、伝播する、または搬送することが可能であるいずれかのコンピュータ可読媒体とすることができる。

コンピュータ可読媒体に含むプログラム・コードを、無線、有線、光ファイバ・ケーブル、ＲＦ、等、または上記のいずれかの適切な組合せを含むがこれらに限定されない、いずれかの適切な媒体を使用して送信することができる。

現在の言語または類似のプログラミング言語の態様に関する動作を実行するためのコンピュータ・プログラム・コード。プログラム・コードは、完全にユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアロン・ソフトウェア・パッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上でかつ部分的に遠隔コンピュータ上で、または完全に遠隔コンピュータまたはサーバ上で実行することができる。後者のシナリオでは、遠隔コンピュータを、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）もしくはワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）を含む任意のタイプのネットワークを介してユーザのコンピュータに接続することができ、または接続を、（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを使用するインターネットを介して）外部コンピュータへ行うことができる。

本発明の態様は、発明の実施形態による方法、機器（システム）、およびコンピュータ・プログラム製品のフローチャート説明図またはブロック図あるいはこれらの両方を参照して下記に説明される。フローチャート説明図またはブロック図あるいはこれらの両方の各ブロック、およびフローチャート説明図またはブロック図あるいはこれらの両方のブロックの組合せを、コンピュータ・プログラム命令によって実装することが可能であることが理解されるであろう。これらのコンピュータ・プログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラマブル・データ処理機器のプロセッサを介して実行する命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはこれらの両方の１つまたは複数のブロックにおいて特定された機能／行為を実施するための手段を作り出すように、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラマブル・データ処理機器のハードウェア・プロセッサへ提供され、マシンを作り出すものであってよい。

これらのコンピュータ・プログラム命令は、コンピュータ可読媒体に記憶された命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックにおいて特定される機能／行為を実施する命令を含む製品を作り出すように、コンピュータ可読媒体に記憶され、コンピュータ、他のプログラマブル・データ処理機器、または他の装置に特定の方式で機能するよう指示するものであってもよい。

コンピュータ・プログラム命令は、コンピュータまたは他のプログラマブル機器上で実行する命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックにおいて特定される機能／行為を実施するためのプロセスを提供するように、コンピュータが実施するプロセスを作るべく、コンピュータ、他のプログラマブル・データ処理機器、または他の装置にロードされ、コンピュータ、他のプログラマブル・データ処理機器、または他の装置上で一連の動作ステップを実行させるものであってもよい。

図におけるフローチャートおよびブロック図は、本発明の様々な実施形態によるシステム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品の可能な実装形態のアーキテクチャ、機能、および動作を図示する。この点については、フローチャートまたはブロック図中の各ブロックは、指定された論理的な機能を実施するための１つまたは複数の実行可能な命令を含むモジュール、セグメント、またはコードの一部分を表すことができる。いくつかの代替の実装形態では、ブロックに記された機能は、図に記された順序とは違って生じることがあることにも留意すべきである。例えば、連続して示された２つのブロックを、実際には、実質的に同時に実行することができる、または、含まれる機能に応じて、ブロックを、逆の順序で時には実行することができる。ブロック図またはフローチャート説明図あるいは両方の各ブロック、およびブロック図またはフローチャート説明図あるいは両方のブロックの組合せを、指定された機能もしくは行為を実行する専用ハードウェアに基づくシステム、または専用ハードウェアとコンピュータ命令との組合せによって実施することができることにも留意されるであろう。

図１は、開示した技法の実施形態に従って構成され動作する、ＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダ１０に適した一般的な設計の機能ブロック図を示す。ＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダ１０は、送信機２０、受信機３０、チャープまたはステップ周波数発生器４０、低雑音増幅器（ＬＮＡ）５０、ミキサ６０、可変利得増幅器（ＶＧＡ）７０、アンチ−エイリアシング（ＡＡ）フィルタ８０、アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）８５および高速フーリエ変換（ＦＦＴ）計算ユニット９０のうちの１つまたは複数を含むことができる。デジタル・データは、１つまたは複数の特定用途信号処理アルゴリズム９２を有するコンピュータによって処理される。チャープまたはステップ周波数発生器４０を、送信機２０およびミキサ６０と動作可能に接続することができる。受信機３０を、ＬＮＡ５０と動作可能に接続することができる。ＬＮＡ５０を、ミキサ６０と動作可能に接続することができる。ミキサ６０を、ＶＧＡ７０と動作可能に接続することができる。ＶＧＡ７０を、ＡＡフィルタ８０と動作可能に接続することができる。ＡＡフィルタ８０を、ＡＤＣ８５と動作可能に接続することができる。ＡＤＣ８５を、ＦＦＴ計算ユニット９０または信号処理アルゴリズム９２あるいはその両方と動作可能に接続することができる。

チャープまたはステップ周波数発生器４０は、送信機２０のアンテナおよび受信機３０のブランチのミキサ６０へ供給することができる鋸歯信号を生成することができる。外部信号を逓倍する周波数逓倍器チェーンまたは閉ループ内の電圧制御発振器（ＶＣＯ）のいずれかを用いて、チャープを発生させることができる。あるいは、閉ループ回路を実装することによって、ステップ周波数発生器を使用することができる。ターゲット９５から反射した信号を、受信機３０のアンテナによって受信し、ＬＮＡ５０へ配信することができる。受信した信号の周波数と基準周波数との差である「ビート」を発生させるために、ミキサ６０を次いで使用することができる。得られた信号を、次いで、ＶＧＡ７０で増幅し、ＡＡフィルタ８０によりアンチ−エイリアシング目的でフィルタリングし、ＡＤＣ８５によってデジタル化することができる。得られたデジタル・サンプルを、ＦＦＴ計算ユニット９０によって実行される２つのＦＦＴ計算で処理することができ、その結果、距離および速度の両方を、ビート・サンプルから抽出することができる。１回のＦＦＴ演算で、距離測定値を得ることができる。

ここで、図２および図３を参照する。図２は、開示した技法の実施形態に従って構成され動作する、アド−オン・カバー装置２００の等角図を示す。図３は、ハンドヘルド電子装置の裏面上に装着したアド−オン・カバー装置の部分透視背面図の実例を示す。アド−オン・カバー装置２００は、筐体２１０、周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダまたはステップ周波数レーダ（図示せず）およびインターフェース・ユニット２６０を含むことができる。アド−オン・カバー装置２００は、補助電池２５０をさらに含むことができる。レーダは、受信機アンテナ・ユニット２２０、送信機アンテナ・ユニット２３０、および集積回路（ＩＣ）モジュール２４０を含むことができる。

開示した技法による受信機ユニットは、少なくとも１つの受信アンテナ素子を含む。開示した技法による送信機ユニットは、少なくとも１つの送信アンテナ素子を含む。

レーダは、筐体２１０に結合される。受信機アンテナ・ユニット２２０および送信機アンテナ・ユニット２３０は、ＩＣモジュール２４０と動作可能に接続される。ＩＣモジュール２４０は、インターフェース・ユニット２６０および補助電池２５０と動作可能に接続される。筐体２１０は、セルラ・フォンなどのハンドヘルド電子装置の裏側表面上に装着されるように構成される。筐体２１０は、図３に示したように、ハンドヘルド電子装置の背面部分をカバーするように構成された背面壁（示さず）、および（図２に示したような）ハンドヘルド電子装置上に筐体２１０を保持するように構成された４つの側壁（示さず）を含むことができる。図３では、筐体２１０の背面壁が、受信機アンテナ・ユニット２２０および送信機アンテナ・ユニット２３０を示すために部分的に透明に図示されることに留意されたい。受信機アンテナ・ユニット２２０および送信機アンテナ・ユニット２３０を、筐体２１０に埋め込むまたは動作可能に接続することができる。インターフェース・ユニット２６０は、レーダ・ハードウェア構成要素とハンドヘルド電子装置との間を動作可能に接続するように構成される。

受信機アンテナ・ユニット２２０は、アレイ状に配置された複数の受信アンテナ素子を含み、その結果、筐体２１０がハンドヘルド電子装置に装着されたときに、複数の受信アンテナ素子のアレイは、図２に示したように、ハンドヘルド電子装置の裏側表面の上側部分に面する。送信機アンテナ・ユニット２３０は、アレイ状に配置された複数の送信アンテナ素子を含み、その結果、アド−オン・カバー装置２００がハンドヘルド電子装置に装着されたときに、複数の送信アンテナ素子のアレイは、図２に示したように、ハンドヘルド電子装置の裏側表面の下側部分に面する。

ＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダを、図２および図３に示したように、開示した技法による筐体、例えば、筐体２１０に埋め込むことができる。ハンドヘルド電子装置に対するターゲット物体の距離、速度または加速度あるいはその組合せなどの変数値を測定するように、レーダを構成することができる。ユーザは、所望のターゲット物体の方に送信アンテナ表面を方向付けすることによって所望のターゲット物体のところにレーダを方向付けすることができる。フェーズド・アレイが実装される場合には、レーダを、やはりソフトウェアによって所望のターゲット物体のところに向けることができる。

開示した技法によるレーダの送信（ＴＸ）ユニットは、外部水晶発振器を含むことができ、これを、フラクショナルＮシンセサイザへ供給することができる安定な周波数を有する信号基準クロックを生成するために使用することができる。（例えば鋸歯の形態の）時間に対する周波数のチャープまたはステップ周波数シーケンスを生成するために、シンセサイザを使用することができる。基本周波数を、送信しようとする必要なミリ波帯へと逓倍することができる。送信信号のレベルを高くするために、パワー増幅器（ＰＡ）を使用することができる。送信信号を、一度にすべてのＴＸアンテナ素子へ配信することができる。水晶周波数を、デジタル構成要素およびＡＤＣ用の基準クロックとして使用することができる。

開示した技法によれば、ターゲット物体に向けて特別な波形、すなわち、チャープを放射することによって（すなわち、送信機ユニットによって）、ＦＭＣＷレーダ・データを一般に取得することができる。チャープを、ターゲット物体に周期的に送信される周波数対時間の鋸歯に一般に整形することができる。反射波を、ターゲット物体からのＦＭＣＷレーダの距離に応じて、可変遅延で受信することができる（すなわち、受信機ユニットによる）。単一の周波数成分（すなわち、ビート）を生成する直接変換ミキサを使用して、反射を原波形から引き算することができる。ＦＭＣＷレーダは、このように、距離を周波数へと置き換える。非常に直線的なチャープを使用することができる。周波数がチャープ周波数よりも低いビートを、アナログ−デジタル（Ａ２Ｄ）変換器を用いてサンプリングすることができ、その周波数を、ＦＦＴアルゴリズムを用いて対応する距離に変換する。当技術分野において知られているようなデータ処理アルゴリズムを、ターゲット物体の位置、速度および加速度を検出するために使用することができる。開示した技法によれば、ターゲット物体に向けて、特別な波形を、すなわち、周波数レベルの単調線形系列を放射することによって（すなわち、送信機ユニットによって）、ステップ周波数レーダ・データを一般に取得することができる。波形は、ターゲット物体へ周期的に送信される。ターゲット物体からのレーダの距離に応じて、反射波を、可変位相で受信することができる（すなわち、受信機ユニットによる）。原波形を、一定のＩＦ周波数だけやはりシフトさせ、受信機ミキサのＬＯポートへと注入することができる。ＩＦ信号を生成する直接変換ミキサを使用して、物体からの反射波を、ＬＯ信号から引き算することができる。ステップ周波数レーダは、このように、距離を位相変動へと置き換える。周波数が送信機周波数よりも低いＩＦ信号を、アナログ−デジタル（Ａ２Ｄ）変換器を用いてサンプリングすることができ、ＦＦＴアルゴリズムを用いて、その位相を対応する距離へ変換する。当技術分野において知られるように、ターゲット物体の位置、速度または加速度あるいはその組合せを検出するために、データ処理アルゴリズムを使用することができる。

ＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダを、様々な周波数または周波数範囲あるいはその両方のもの、およびレーダの所望の機能に従ったものとすることができる。例えば、ＦＭＣＷレーダを、６０ＧＨｚまたは７６〜８１ＧＨｚあるいはその両方などの、ミリ波の周波数範囲のものとすることができる。ＦＭＣＷレーダを、例えば、高い深さ分解能が望まれる場合には、５ＧＨｚ以上などの広帯域周波数範囲のものとすることができる。

任意選択で、例えば、信号処理アルゴリズムを使用して、ＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダを、レーダ撮像用に使用することができる。レーダ撮像は、電磁散乱係数を２次元平面上へとマッピングすることによって、検出した物体の画像を形成することができる。

一般に、筐体がハンドヘルド電子装置に装着されると、１つまたは複数の受信アンテナおよび送信アンテナを、筐体に対して、したがってハンドヘルド電子装置に対して様々な方式で配置することができる。１つまたは複数の受信アンテナおよび送信アンテナを、例えば、図３に示したように、筐体の背面壁の比較的外側部分に埋め込むことができる。

ハンドヘルド電子装置の背面側に延びるように配置された複数のアンテナ素子を使用することは（すなわち、アド−オン・カバー装置がハンドヘルド電子装置に装着されるときには）、大きなアンテナを可能にし、したがって空間分解能を改善するが、（図２に示したように）依然として薄いハンドヘルド電子装置を可能にできる。しかしながら、筐体をハンドヘルド電子装置に装着するときに、（例えば、カメラまたはフラッシュ用の）ハンドヘルド電子装置のケーシングの開口部が塞がれないように、１つまたは複数の受信アンテナおよび送信アンテナを配置することができる。

開示した技法によるレーダＩＣを、シリコン−ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）チップセットまたはいずれかの他の半導体技術のチップセットとすることができる。チップセットを、浅い受け口に収納することができ、知られた誘電特性を有するある絶縁性材料によってパッシベートすることができる。ＩＣモジュールを、図２に示したように、筐体の背面壁の内側部分に埋め込むことができる。

開示した技法によるインターフェース・ユニットは、レーダ・ハードウェア構成要素とハンドヘルド電子装置との間の双方向通信を容易にすることができる。インターフェース・ユニットは、このような通信を成立させるためにシリアル・ペリフェラル・インターフェース（ＳＰＩ）バスを使用することができる。インターフェース・ユニットは、有線通信または無線通信を容易にすることができる。有線インターフェース・ユニットを、ハンドヘルド電子装置のユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）ポートと接続される、例えば、インターフェース・ユニット２６０などのＵＳＢデータ・コネクタとすることができる。あるいは、インターフェース・ユニットは、ブルートゥースまたはＷｉ−Ｆｉ技術を使用してハンドヘルド電子装置との無線通信を容易にするために無線通信素子を含むことができる。

開示した技法のいくつかの実施形態では、ハンドヘルド電子装置の電池が空になること避けるために、アド−オン・カバー装置２００の補助電池２５０などの補助電池を使用することができる。補助電池を、レーダにより利用することができる。補助電池を、図２に示したように、筐体に埋め込むことができる。

開示した技法によるアド−オン・カバー装置の様々な構成要素を、様々な方式で配置するまたは一体化することができ、図２および図３に示した配置には限定されない。

開示した技法によるハンドヘルド電子装置を、異なるタイプのもの、例えば、スマートフォンまたはタブレット・コンピュータとすることができる。開示した技法によるアド−オン・カバー装置を、異なるタイプのハンドヘルド電子装置とまたは上記のタイプの異なるモデル、例えば、異なる製造業者のスマートフォンと互換性があるように構成することができる。

ユーザから受信する命令または入力に従ってレーダ・パラメータを制御するために、ハンドヘルド電子装置のプロセッサを使用することができる。レーダにより取得したデータを処理するために、プロセッサをさらに使用することができる。上記の動作を、専用のソフトウェア・アプリケーションによって容易にすることができる。上記のソフトウェア・アプリケーションは、グラフィック・ユーザ・インターフェース（ＧＵＩ）を生成することができ、ＧＵＩを介してユーザは、レーダの動作を制御することができる。例えば、レーダの出力を、プロセッサにより処理し、ハンドヘルド電子装置のディスプレイ上にユーザのために図表を用いてまたは他の知られた方式で表示することができる。さらにその上、レーダにより提供されるデータを、ハンドヘルド電子装置の画像センサによって得られたターゲット物体の画像などの、ハンドヘルド電子装置によって得られた他のデータと融合させることができる。このように、例えば、ユーザは、画像センサを介してレーダによりスキャンされたターゲット物体を注視することができる。

筐体を、例えば、ゴム、プラスチック、または柔軟な多層基板あるいはその組合せから作ることができる。

いくつかの実施形態では、ＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダを、フェーズド・アレイ・レーダとすることができる。フェーズド・アレイ・レーダを含むアド−オン・カバー装置は、図２および図３に示し、本明細書において上に開示され本明細書において下記に開示される変更形態を有するＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダを含むアド−オン・カバー装置に一般に類似している。

開示した技法によるフェーズド・アレイＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダは、受信機アンテナ・ユニットおよび送信機アンテナ・ユニットを含む。受信機アンテナ・ユニットは、複数の受信アンテナ素子を含み、送信機アンテナ・ユニットは、複数の送信アンテナ素子を含む。複数のアンテナ素子を、図３に示したように配置することができる。

フェーズド・アレイＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダは、当技術分野において知られているように、電子的同調を使用することによって多数の方向へのおよび方向からの放射を送信することおよび受信することを可能にし、これによって、レーダの視野角を拡大する。このように、フェーズド・アレイ・レーダは、ハンドヘルド電子装置に対して特定の方向におけるターゲット物体の距離、速度、または加速度あるいはその組合せなどの変数値を測定することを可能にする。

一般に、アンテナ素子の空間座標を放射ビームの相対的遅延（すなわち、その位相）および重み付け係数と関係付けることによって、放射ビームを電子的に（すなわち、機械部品の動きを用いずに）整形することができる。個々のアンテナ素子を、相互に半波長（ラムダ）だけ間隔をあけることができる。角度アルファだけビームの向きを変えるために、距離ｄだけ間隔をあけた各アンテナ素子から必要とされることがある位相増分デルタ ファイを、下記の数式によって計算することができる：
デルタ ファイ＝３６０度・ｄ／ラムダ・ｓｉｎ（アルファ）
ビーム・ステアリング素子の制御を、デジタル的に行うことができる。デジタル制御信号を、ハンドヘルド電子装置によって生成し、ＩＣへ供給することができる。

開示した技法によるフェーズド・アレイ・レーダの送信機（ＴＸ）ユニットは、外部水晶発振器を含むことができ、フラクショナルＮシンセサイザへ供給することができる安定な周波数を有する信号基準クロックを生成するために、水晶発振器を使用することができる。（例えば、鋸歯の形態での）時間に対する周波数のチャープまたはステップ周波数シーケンスを生成するために、シンセサイザを使用することができる。基本周波数を、送信しようとする必要なミリ波帯へと逓倍することができる。パワー増幅器（ＰＡ）を、送信信号のレベルを上げるために使用することができる。位相シフタおよび減衰器を、ＰＡと各アンテナ素子との間に設置することができる。位相シフタを、初期位相に一定量の遅延（位相）を加えるために個々に制御することができる。減衰器を、主ビームおよびサイド・ローブを整形するために制御するまたは重み付けすることができる。送信信号を、位相シフトさせ、次いで一度にすべてのＴＸアンテナ素子へ配信することができる。

開示した技法による受信機（ＲＸ）ユニットは、デジタル制御位相シフタを有するアンテナ素子のアレイを含むことができる。加えて、主アンテナ・ビームを改善し、サイド・ローブを減少させることができる重み付け関数を適用するために、デジタル制御減衰器を導入することができる。すべてのアンテナ素子からのすべての信号を、低雑音増幅器（ＬＮＡ）の入力のところで統合し、引き続いてＴＸからの基準信号と混合することができる。この信号が、サンプリングされ、デジタル・データに変換され得る前に、ミキサの出力を、アンチ−エイリアシング・フィルタ（ＡＡＦ）、適応型アナログ利得制御増幅器（ＡＧＣ、全体のダイナミック・レンジを活用するために使用することができる）、およびアナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）の入力用のドライバ・バッファによって処理することができる。実行すべき高速フーリエ変換（ＦＦＴ）演算のために、デジタル値を、制御コンピュータ（例えば、スマートフォン）のレジスタに送信し、記憶することができる。周波数情報の距離（および速度）への置き換えを、専用のソフトウェアにより、および良く知られた数学的関係式に従って行うことができる。

ハンドヘルド電子装置にインストールされた専用のソフトウェアは、ビームがフェーズド・アレイＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダによって（すなわち、送信機ユニットによって）送信される方向を、ユーザが選択することを可能にできる。ハンドヘルド電子装置は、画像センサ（例えば、デジタル・カメラ）を含むことができる。ユーザは、画像センサを使用することによって所望のビーム方向を入力することができる。例えば、画像センサによって生成された画像ストリームを、ハンドヘルド電子装置のタッチ・スクリーン上に表示することができる。フェーズド・アレイ・レーダの視野を、画像上に重ねることができ、ユーザは、次いで、タッチ・スクリーンをタッピングすることによって直感的な方法でスキャンしようとするターゲット物体の方向を選択することができる。

いくつかの実施形態では、経時的なフェーズド・アレイ・レーダの素子の調子を変更する変化を補償するために、フェーズド・アレイＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダの較正を実行することができる。これゆえ、フェーズド・アレイ・レーダの精度を、例えば、いずれかの重要な測定を実行する前に、較正を介して回復させることができる。

手動較正では、ユーザは、知られた測定可能な特性、例えば、距離、を有する外部基準物体を確認すること、およびハンドヘルド電子装置へ知られているデータを提供することを必要とすることがある。フェーズド・アレイＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダは、次いで、基準物体を測定するために使用される。測定データを、次いで、知られたデータと比較し、内部パラメータを正すために、誤差を使用する。

電子的較正では、ＬＯ信号から引き出されたブランチは、スイッチによって変調され、ＲＸの位相シフタへと逐次導入され、いずれの実際の測定をも行わずに知られた信号の受信をエミュレートする。信号は、スイッチによって１つずつ受信素子に導入される。受信信号を、各受信アンテナ素子に対してサンプリングし、異なる結果が、フェーズド・アレイの素子をチューニングすることを可能にできる。

図４は、開示した技法のもう１つの実施形態に従って構成され動作するハンドヘルド電子装置３００の背面図の実例を示す。ハンドヘルド電子装置３００は、開示した技法によるフェーズド・アレイＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダと一体化される。ハンドヘルド電子装置３００は、本明細書において下記に開示される必要な変更を有する図２および図３のアド−オン・カバー装置１００を装着したハンドヘルド電子装置に類似しており、同様に動作することができる。

ハンドヘルド電子装置３００は、図４に示したように、ハンドヘルド電子装置の裏側部分に配置することができる複数の受信アンテナ素子のアレイ３１０および複数の送信アンテナ素子のアレイ３２０を含む。アレイ３１０および３２０を、ケーシングによってカバーすることができる。ＩＣモジュールを、ハンドヘルド電子装置３００のＩＣと一体化することができる。

開示した技法のさらにもう１つの実施形態に従って構成され、動作し、ＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダ１１６と動作可能に接続されたハンドヘルド電子装置１００のブロック図の実例を示す図５を、ここで参照する。ＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダ１１６を、フェーズド・アレイ・レーダとすることができる。ＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダ１１６を、図２のアド−オン・カバー装置２００などのアド−オン・カバー装置を使用することによってハンドヘルド電子装置１００と動作可能に接続することができる、または図４のハンドヘルド電子装置３００などの、ハンドヘルド電子装置１００と一体化することができる。

ハンドヘルド電子装置１００は、いくつかの実施形態によればタッチ感応ディスプレイ１１２を含むことができる。タッチ感応ディスプレイ１１２は、利便性のために「タッチ・スクリーン」と時には呼ばれ、そして、タッチ感応ディスプレイ・システムとしても知られるまたは呼ばれることがある。ハンドヘルド電子装置１００は、メモリ１０２（これは１つまたは複数のコンピュータ可読ストレージ媒体を含むことができる）、メモリ・コントローラ１２２、１つまたは複数の処理ユニット（ＣＰＵ）１２０、周辺機器インターフェース１１８、ＲＦ回路１０８、オーディオ回路１１０、スピーカ１１１、マイクロフォン１１３、入力／出力（Ｉ／Ｏ）サブシステム１０６、ＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダ１１６、および外部ポート１２４を含むことができる。ハンドヘルド電子装置１００は、１つまたは複数の光センサ１６４を含むことができる。これらの構成要素は、１つまたは複数の通信バスまたは信号回線１０３を介して通信することができる。通信バスまたは信号回線１０３は、図２のインターフェース・ユニット２６０などのインターフェース・ユニットも含むことができる。

装置１００がハンドヘルド電子装置１００の一例に過ぎず、装置１００が、示したものよりも多いもしくは少ない構成要素を有することができ、２つ以上の構成要素を組み合わせることができ、または構成要素の異なる構成もしくは配置を有することができることを認識されたい。図５に示した様々な構成要素は、ハードウェア、ソフトウェア、またはハードウェアおよびソフトウェアの両者の組合せで実装することができ、１つまたは複数の信号処理集積回路または特定用途向け集積回路あるいはその両方を含む。

メモリ１０２は、高速ランダム・アクセス・メモリを含むことができ、１つまたは複数の磁気ディスク・ストレージ装置、フラッシュ・メモリ・デバイス、または他の不揮発性固体メモリ・デバイスなどの、不揮発性メモリも含むことができる。ＣＰＵ１２０および他の周辺機器インターフェース１１８などの、ハンドヘルド電子装置１００の他の構成要素によるメモリ１０２へのアクセスを、メモリ・コントローラ１２２によって制御することができる。

周辺機器インターフェース１１８は、装置の入力および出力周辺機器をＣＰＵ１２０およびメモリ１０２に接続する。１つまたは複数のＣＰＵ１２０は、ハンドヘルド電子装置１００に関する様々な機能を実行するためおよびデータを処理するために、様々なソフトウェア・プログラムまたはメモリ１０２に記憶された命令のセットあるいはその両方を走らせるまたは実行する。

いくつかの実施形態では、周辺機器インターフェース１１８、ＣＰＵ１２０、およびメモリ・コントローラ１２２を、チップ１０４などの、１つのチップ上に実装することができる。いくつかの他の実施形態では、これらを別々のチップに実装することができる。

ＲＦ（無線周波数）回路１０８は、電磁信号とも呼ばれるＲＦ信号を受信し送信する。ＲＦ回路１０８は、電気信号を電磁信号へと／から変換し、電磁信号を介して通信ネットワークおよび他の通信装置と通信する。ＲＦ回路１０８は、これらの機能を実行するために良く知られた回路を含むことができ、アンテナ・システム、ＲＦ受信機、１つまたは複数の増幅器、チューナ、１つまたは複数の発振器、デジタル信号プロセッサ、ＣＯＤＥＣチップセット、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）カード、メモリ、等、を含むが、これらに限定されない。ＲＦ回路１０８は、無線通信によって、ワールド・ワイド・ウェブ（ＷＷＷ）とも呼ばれるインターネット、イントラネット、または、セルラ電話ネットワーク、無線ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、もしくはメトロポリタン・エリア・ネットワーク（ＭＡＮ）、またはその組合せなどの無線ネットワーク、あるいはこれらの組合せなどのネットワークと、ならびに他の装置と通信することができる。無線通信は、複数の通信規格、プロトコル、および技術のうちのいずれかを使用することができ、グローバル・システム・フォー・モバイル・コミュニケーションズ（ＧＳＭ）、拡張データＧＳＭ環境（ＥＤＧＥ）、高速ダウンリンク・パケット・アクセス（ＨＳＤＰＡ）、広帯域符号分割多重アクセス（Ｗ−ＣＤＭＡ）、符号分割多重アクセス（ＣＤＭＡ）、時分割多重アクセス（ＴＤＭＡ）、ブルートゥース、ワイアレス・フィデリティ（Ｗｉ−Ｆｉ）（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇまたはＩＥＥＥ８０２．１１ｎあるいはその組合せ）、ボイス・オーバ・インターネット・プロトコル（ＶｏＩＰ）、Ｗｉ−ＭＡＸ、電子メール用のプロトコル（例えば、インターネット・メッセージ・アクセス・プロトコル（ＩＭＡＰ）またはポスト・オフィス・プロトコル（ＰＯＰ）あるいはその両方）、インスタント・メッセージング（例えば、エクステンシブル・メッセージング・アンド・プレゼンス・プロトコル（ＸＭＰＰ）、セッション・イニシエーション・プロトコル・フォー・インスタント・メッセージング・アンド・プレゼンス・レバレッジング・エクステンションズ（ＳＩＭＰＬＥ）、もしくはインスタント・メッセージング・アンド・プレゼンス・サービス（ＩＭＰＳ）、またはその組合せ、またはショート・メッセージ・サービス（ＳＭＳ）、あるいはこれらの組合せ）、あるいはこの文書の出願日時点でまだ開発されていない通信プロトコルを含むいずれかの他の適切な通信プロトコルを含むが、これらに限定されない。

オーディオ回路１１０、スピーカ１１１、およびマイクロフォン１１３は、ユーザとハンドヘルド電子装置１００との間のオーディオ・インターフェースを提供する。オーディオ回路１１０は、周辺機器インターフェース１１８からオーディオ・データを受信し、オーディオ・データを電気信号へと変換し、そして電気信号をスピーカ１１１へ送信する。スピーカ１１１は、電気信号を人間が聞き取れる音波へと変換する。オーディオ回路１１０は、音波からマイクロフォン１１３によって変換された電気信号も受信する。オーディオ回路１１０は、電気信号をオーディオ・データへと変換し、オーディオ・データを処理のために周辺機器インターフェース１１８へ送信する。オーディオ・データを、周辺機器インターフェース１１８によって、メモリ１０２またはＲＦ回路１０８あるいはその両方から受信するまたはこれらへと送信するあるいはその両方を行うことができる。いくつかの実施形態では、オーディオ回路１１０は、ヘッドセット・ジャック（例えば、２１２、図２）も含む。ヘッドセット・ジャックは、オーディオ回路１１０と、出力のみのヘッドフォンまたは出力（例えば、片耳もしくは両耳用のヘッドフォン）および入力（例えば、マイクロフォン）の両方を有するヘッドセットなどの、着脱可能な入力／出力周辺機器との間のインターフェースを提供する。

Ｉ／Ｏサブシステム１０６は、タッチ感応ディスプレイ１１２および他の入力／制御装置（図示せず）などのハンドヘルド電子装置１００上の入力／出力周辺機器を周辺機器インターフェース１１８に接続する。Ｉ／Ｏサブシステム１０６は、ディスプレイ・コントローラ１５６および他の入力または制御装置用の１つまたは複数の入力コントローラ（図示せず）を含むことができる。１つまたは複数の入力コントローラは、他の入力または制御装置から／へ電気信号を受信する／送る。他の入力／制御装置は、物理ボタン（例えば、押しボタン、ロッカ・ボタン、等）、ダイアル、スライダ・スイッチ、ジョイスティック、クリック・ホイール、等を含むことができる。いくつかの代替の実施形態では、入力コントローラを、キーボード、赤外線ポート、ＵＳＢポート、およびマウスなどのポインタ装置、のうちのいずれかに接続することができる（または、接続しなくてもよい）。１つまたは複数のボタンは、スピーカ１１１またはマイクロフォン１１３あるいはその両方のボリューム制御用の上げ／下げボタンを含むことができる。１つまたは複数のボタンは、押しボタンを含むことができる。押しボタンの早押しは、タッチ感応ディスプレイ１１２のロックを解放することができる、または装置のロックを外すためにタッチ感応ディスプレイ上でジェスチャを使用するプロセスを始めることができる。押しボタンの長押しは、ハンドヘルド電子装置１００への電源をオンまたはオフにすることができる。ユーザは、ボタンのうちの１つまたは複数の機能をカスタマイズすることが可能である。タッチ感応ディスプレイ１１２は、仮想ボタンまたはソフト・ボタンおよび１つまたは複数のソフト・キーボードを実装するために使用される。

タッチ感応ディスプレイ１１２は、装置とユーザとの間の入力インターフェースおよび出力インターフェースを提供する。ディスプレイ・コントローラ１５６は、タッチ感応ディスプレイ１１２から／へ電気信号を受信するまたは送るあるいはその両方を行う。タッチ感応ディスプレイ１１２は、ユーザへの視覚出力を表示する。視覚出力は、グラフィックス、テキスト、アイコン、ビデオ、およびこれらのいずれかの組合せ（包括的に「グラフィックス」と名付ける）を含むことができる。いくつかの実施形態では、視覚出力のいくつかまたはすべては、ユーザ−インターフェース・オブジェクトに対応することができ、そのさらなる詳細を下記に説明する。

タッチ感応ディスプレイ１１２は、触覚（ｈａｐｔｉｃ）接触または触感（ｔａｃｔｉｌｅ）接触あるいはその両方に基づいてユーザからの入力を受け入れるタッチ感応表面、センサまたはセンサのセットを有する。タッチ感応ディスプレイ１１２およびディスプレイ・コントローラ１５６は、（いずれかの関係するモジュールまたはメモリ１０２中の命令のセットあるいはその両方とともに）タッチ感応ディスプレイ１１２上の接触（および何らかの動きまたは接触が離れること）を検出し、タッチ感応ディスプレイ上に表示されるユーザ・インターフェース・オブジェクト（例えば、１つまたは複数のソフト・キー、アイコン、ウェブ・ページ、または画像）との対話へと検出した接触を変換する。例示的な実施形態では、タッチ感応ディスプレイ１１２とユーザとの間の接触点は、ユーザの指に対応する。

タッチ感応ディスプレイ１１２は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）技術、またはＬＰＤ（発光ポリマ・ディスプレイ）技術を使用することができる、とはいえ、他のディスプレイ技術を、他の実施形態では使用することができる。タッチ感応ディスプレイ１１２およびディスプレイ・コントローラ１５６は、現在知られているまたは後に開発される複数のタッチ感知技術のうちのいずれかを使用して、接触および何らかの動きまたはこれらが離れること検出することができ、容量技術、抵抗技術、赤外線技術、および表面音響波技術、ならびにタッチ感応ディスプレイ１１２との１つまたは複数の接触点を決定するための他の近接センサ・アレイまたは他の素子を含むが、これらに限定されない。

タッチ感応ディスプレイ１１２は、１００ｄｐｉを上回る分解能を有することができる。例示的な実施形態では、タッチ感応ディスプレイは、ほぼ１６０ｄｐｉの分解能を有する。ユーザは、スタイラス、指、等、などの任意の適切な物体または付属物を使用してタッチ感応ディスプレイ１１２と接触させることができる。いくつかの実施形態では、ユーザ・インターフェースは、指に基づく接触およびジェスチャで主として働くように設計され、これは、タッチ感応ディスプレイ上の指の大きな接触面積のためにスタイラスに基づく入力よりもはるかに正確さが低い。いくつかの実施形態では、装置は、粗い指に基づく入力を正確なポインタ／カーソル位置またはユーザにより望まれる動作を実行するためのコマンドへと置き換える。

いくつかの実施形態では、タッチ感応ディスプレイに加えて、ハンドヘルド電子装置１００は、特定の機能を起動するまたは停止するためにタッチパッド（図示せず）を含むことができる。いくつかの実施形態では、タッチパッドは、タッチ感応ディスプレイとは異なり、視覚出力を表示しない装置のタッチ感応領域である。タッチパッドを、タッチ感応ディスプレイ１１２とは別のタッチ感応表面またはタッチ感応ディスプレイによって形成されるタッチ感応表面の拡張とすることができる。

いくつかの実施形態では、ハンドヘルド電子装置１００は、入力制御装置として物理クリック・ホイールまたは仮想クリック・ホイールを含むことができる。ユーザは、クリック・ホイールを回転させることによってまたはクリック・ホイールを用いて接触点を移動させることによって（例えば、ここでは、接触点の動きの大きさがクリック・ホイールの中心点に対するその角度変位によって測定される）タッチ感応ディスプレイ１１２に表示された１つまたは複数のグラフィック・オブジェクト（今後、アイコンと呼ぶ）の間で動かす（navigate）または対話することができる。表示されたアイコンのうちの１つまたは複数を選択するために、クリック・ホイールも使用することができる。例えば、ユーザは、クリック・ホイールの少なくとも一部分または付随するボタンを押し下げることができる。クリック・ホイールを介してユーザによって与えられたユーザ・コマンドまたはナビゲーション・コマンドを、入力コントローラならびに１つまたは複数のモジュールまたはメモリ１０２中の命令のセットあるいはその両方によって処理することができる。仮想クリック・ホイールに関して、クリック・ホイールおよびクリック・ホイール・コントローラを、それぞれ、タッチ感応ディスプレイ１１２およびディスプレイ・コントローラ１５６の一部とすることができる。仮想クリック・ホイールに関して、クリック・ホイールを、不透明なまたは半透明なオブジェクトのいずれかとすることができ、これは装置とのユーザ対話に応じてタッチ感応ディスプレイ上に現れ消える。いくつかの実施形態では、仮想クリック・ホイールを、携帯型多機能装置のタッチ感応ディスプレイ上に表示し、タッチ感応ディスプレイとのユーザの接触によって動作する。

ハンドヘルド電子装置１００は、様々な構成要素に電力を与えるための電源システム１６２も含む。電源システム１６２は、電力管理システム、１つまたは複数の電源（例えば、電池、交流（ＡＣ））、充電システム、停電検出回路、電力コンバータまたはインバータ、電源状態表示器（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ））、および携帯型装置内の電力の発電、管理および配電に関係するいずれかの他の構成要素を含むことができる。

ハンドヘルド電子装置１００は、光センサ１６４などの１つもしくは複数のセンサまたは１つもしくは複数のＦＭＣＷもしくはステップ周波数レーダ１１６あるいはその両方も含むことができる。図５は、光センサ・コントローラ１５８に接続された光センサおよびＩ／Ｏサブシステム１０６内のレーダ・コントローラ１６０に接続されたＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダ１１６を示す。ＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダ１１６は、図２、図３、または図４のレーダに全体として類似しており、本明細書において開示する変更を含む。あるいは、ＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダ１１６を、周辺機器インターフェース１１８に接続することができる。

光センサ１６４は、電荷結合素子（ＣＣＤ）または相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）フォトトランジスタを含むことができる。光センサ１６４は、１つまたは複数のレンズを通して投影された周囲からの光を受け、そして光を表す画像をデータへと変換する。撮像モジュール１４３（カメラ・モジュールとも呼ばれる）と協働して、光センサ１６４は、静止画像またはビデオを取り込むことができる。いくつかの実施形態では、光センサは、ハンドヘルド電子装置１００の裏面上で、装置の前面上のタッチ感応ディスプレイ１１２に対向して設置され、その結果、タッチ感応ディスプレイを、静止画像またはビデオ画像のいずれかの捕捉用のビューファインダとして使用することができる。いくつかの実施形態では、光センサは、装置の前面に設置され、その結果、ユーザがタッチ感応ディスプレイ上で他のテレビ会議参加者を見ながら、ユーザの画像をテレビ会議用に取得することができる。いくつかの実施形態では、光センサ１６４の位置を、ユーザによって（例えば、装置筐体内でレンズおよびセンサを回転させることによって）変更することが可能であり、その結果、１つの光センサ１６４を、テレビ会議および静止画像またはビデオ画像あるいはその両方の捕捉の両者のためにタッチ感応ディスプレイとともに使用することができる。

ハンドヘルド電子装置１００は、１つまたは複数の近接センサ１６６も含むことができる。図５は、周辺機器インターフェース１１８に接続された近接センサ１６６を示す。あるいは、近接センサ１６６を、Ｉ／Ｏサブシステム１０６内の入力コントローラに接続することができる。いくつかの実施形態では、多機能装置がユーザの耳の近くに置かれると（例えば、ユーザが電話する時に）近接センサは、タッチ感応ディスプレイ１１２をオフにし、使用できないようにする。いくつかの実施形態では、近接センサは、装置がユーザのポケット、財布、または他の暗い領域にあるときにスクリーンをオフにし続けて、装置がロックされた状態である時に不必要な電池の放電を防止する。

ハンドヘルド電子装置１００は、１つまたは複数の加速度計１６８も含むことができる。図５は、周辺機器インターフェース１１８に接続された加速度計１６８を示す。あるいは、加速度計１６８を、Ｉ／Ｏサブシステム１０６内のレーダ・コントローラ１６０に接続することができる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の加速度計から受信したデータの解析に基づいて、情報を、縦長表示または横長表示でタッチ感応ディスプレイ上に表示する。

いくつかの実施形態では、メモリ１０２内に記憶されたソフトウェア・コンポーネントは、オペレーティング・システム１２６、通信モジュール（または命令のセット）１２８、接触／動きモジュール（または命令のセット）１３０、グラフィックス・モジュール（または命令のセット）１３２、テキスト入力モジュール（または命令のセット）１３４、全地球測位システム（ＧＰＳ）モジュール（または命令のセット）１３５、およびアプリケーション（または命令のセット）１３６を含むことができる。

オペレーティング・システム１２６（例えば、Ｄａｒｗｉｎ（Ｒ）、ＲＴＸＣ（Ｒ）、Ｌｉｎｕｘ（Ｒ）、Ｕｎｉｘ（Ｒ）、ＯＳ Ｘ（Ｒ）、Ｗｉｎｄｏｗｓ（Ｒ）、Ａｎｄｒｏｉｄ（Ｒ）、またはＶｘＷｏｒｋｓ（Ｒ）などの組み込みオペレーティング・システム）は、汎用システム・タスク（例えば、メモリ管理、ストレージ装置制御、電力管理、等）を制御しかつ管理するための様々なソフトウェア・コンポーネントまたはドライバあるいはその両方を含み、様々なハードウェアとソフトウェア・コンポーネントとの間の通信を容易にする。

通信モジュール１２８は、１つまたは複数の外部ポート１２４を介した他の装置との通信を容易にし、ＲＦ回路１０８または外部ポート１２４あるいはその両方によって受信されたデータを取り扱うための様々なソフトウェア・コンポーネントも含む。外部ポート１２４（例えば、ユニバーサル・シリアル・バス（ＵＳＢ）、ＦＩＲＥＷＩＲＥ、等）は、他の装置へ直接またはネットワーク（例えば、インターネット、無線ＬＡＮ、等）を介して間接的に接続するために適応している。いくつかの実施形態では、外部ポートは、ｉＰｏｄ（アップル・コンピュータ社の商標）装置上で使用される３０ピン・コネクタと同じまたは類似のもしくは互換性があるあるいはその両方の多ピン（例えば、３０ピン）コネクタである。

接触／動きモジュール１３０は、タッチ感応ディスプレイ１１２（ディスプレイ・コントローラ１５６と協働して）および他のタッチ感応装置（例えば、タッチパッドまたは物理クリック・ホイール）との接触を検出することができる。接触／動きモジュール１３０は、接触が生じたかどうかを決定すること、接触に動きがあるかどうかを決定しかつタッチ感応ディスプレイ１１２の全体にわたる動きを追跡すること、および接触が離れたかどうか（例えば、接触を止めたかどうか）を決定することなどの、接触の検出に関係する様々な操作を実行するための様々なソフトウェア・コンポーネントを含む。接触点の動きを決定することは、接触点の速度（大きさ）、速さ（大きさおよび方向）または加速度（大きさもしくは方向あるいはその両方の変化）あるいはその組合せを決定することを含むことができる。これらの操作を、１回の接触（例えば、一本の指の接触）または多数の同時接触（例えば、「多数回タッチ」／多数の指の接触）に適用することができる。いくつかの実施形態では、接触／動きモジュール１３０およびディスプレイ・コントローラ１５６は、タッチパッド上の接触も検出する。いくつかの実施形態では、接触／動きモジュール１３０およびコントローラは、クリック・ホイール上の接触を検出する。

グラフィックス・モジュール１３２は、タッチ感応ディスプレイ１１２上にグラフィックスを描写し、表示するための知られたソフトウェア・コンポーネントを含み、表示されているグラフィックスの強度を変えるためのコンポーネントを含む。本明細書において使用するように、「グラフィックス」という用語は、ユーザに表示することが可能ないずれかのオブジェクトを含み、テキスト、ウェブ・ページ、（ソフト・キーを含むユーザ・インターフェース・オブジェクトなどの）アイコン、デジタル画像、ビデオ、アニメーション、等を含むが、これらに限定されない。この状況でのアニメーションは、動きの様子を与え、そして（フォルダへ電子メール・メッセージを移動することなどの）実行されてきている動作をユーザに知らせる一連の画像の表示である。この状況では、装置のユーザによる動作を確認するそれぞれのアニメーションは、典型的には、状況に応じて、０．２と１．０秒との間、または０．５と２．０秒との間の時間の長さなどの、所定の有限の時間の長さがかかる。

グラフィックス・モジュール１３２の構成要素とすることができるテキスト入力モジュール１３４は、様々なアプリケーション（例えば、連絡先モジュール１３７、電子メール・クライアント・モジュール１４０、インスタント・メッセージング（ＩＭ）モジュール１４１、ブロギング・モジュール１４２、ブラウジング・モジュール１４７、およびテキスト入力を必要とするいずれかの他のアプリケーション）にテキストを入力するためのソフト・キーボードを提供する。

ＧＰＳモジュール１３５は、装置の位置を決定し、そして（例えば、位置に基づくダイアリングの際に使用するために電話モジュール１３８へと、写真／ビデオ・メタデータとしてカメラ・モジュール１４３またはブロギング・モジュール１４２あるいはその両方へと、ならびに気象ウィジェット、ローカル・イエロー・ページ・ウィジェット、およびマップ／ナビゲーション・ウィジェットなどの位置に基づくサービスを提供するアプリケーションへと）様々なアプリケーションにおいて使用するためにこの情報を提供する。

アプリケーション１３６は、下記のモジュール（もしくは命令のセット）、またはそのサブセットもしくはスーパーセットを含むことができ、これらは、連絡先モジュール１３７（時にはアドレス帳または連絡先一覧表とも呼ばれる）、電話モジュール１３８、テレビ会議モジュール１３９、電子メール・クライアント・モジュール１４０、インスタント・メッセージング（ＩＭ）モジュール１４１、ブロギング・モジュール１４２、静止画像またはビデオ画像あるいはその両方用のカメラ・モジュール１４３、画像管理モジュール１４４、ビデオ・プレーヤ・モジュール１４５、音楽プレーヤ・モジュール１４６、ブラウジング・モジュール１４７、カレンダ・モジュール１４８、気象ウィジェット１４９−１、株式ウィジェット１４９−２、カレンダ・ウィジェット１４９−３、目覚まし時計ウィジェット１４９−４、辞書ウィジェット１４９−５、およびユーザによって取得された他のウィジェットならびにユーザ作成ウィジェット１４９−６を含み得るウィジェット・モジュール１４９、ユーザ作成ウィジェット１４９−６を作るためのウィジェット・クリエータ・モジュール１５０、検索モジュール１５１、ビデオ・プレーヤ・モジュール１４５および音楽プレーヤ・モジュール１４６を統合するビデオおよび音楽プレーヤ・モジュール１５２、ノート・モジュール１５３、マップ・モジュール１５４、またはＦＭＣＷもしくはステップ周波数レーダ・モジュール（図示せず）あるいはその組合せである。

メモリ１０２に記憶することができる他のアプリケーション１３６の例は、他のワード・プロセシング・アプリケーション、ＪＡＶＡ（Ｒ）対応アプリケーション、暗号化、デジタル著作権管理、音声認識、および音声複製を含む。

タッチ感応ディスプレイ１１２、ディスプレイ・コントローラ１５６、接触／動きモジュール１３０、グラフィックス・モジュール１３２、およびテキスト入力モジュール１３４と協働して、連絡先モジュール１３７は、アドレス帳または連絡先一覧表を管理するために使用することができ、これは、アドレス帳に名前を追加すること、アドレス帳から名前を削除すること、電話番号、電子メール・アドレス、物理アドレス、または他の情報を名前と関係付けること、画像を名前と関係付けること、名前をカテゴリ分類し、並べ替えること、電話モジュール１３８、テレビ会議モジュール１３９、電子メール・クライアント・モジュール１４０、またはＩＭモジュール１４１による通信を始めるまたは容易にするあるいはその両方のために電話番号または電子メール・アドレスを提供すること、等を含む。連絡先モジュール１３７を使用するユーザ・インターフェースおよび関係するプロセスの実施形態を、下記にさらに説明する。

ＲＦ回路１０８、オーディオ回路１１０、スピーカ１１１、マイクロフォン１１３、タッチ感応ディスプレイ１１２、ディスプレイ・コントローラ１５６、接触／動きモジュール１３０、グラフィックス・モジュール１３２、およびテキスト入力モジュール１３４と協働して、電話番号に対応する一連の文字を入力するため、連絡先モジュール１３７内の１つまたは複数の電話番号にアクセスするため、入力されている電話番号を修正するため、それぞれの電話番号に電話をかけるため、会話を行うため、および電話が終了した時に接続を切るまたは電話を切るために、電話モジュール１３８を使用することができる。上に記したように、無線通信は、複数の通信規格、プロトコル、および技術のうちのいずれかを使用することができる。電話モジュール１３８を使用するユーザ・インターフェースおよび関係するプロセスの実施形態を、下記にさらに説明する。

ＲＦ回路１０８、オーディオ回路１１０、スピーカ１１１、マイクロフォン１１３、タッチ感応ディスプレイ１１２、ディスプレイ・コントローラ１５６、光センサ１６４、光センサ・コントローラ１５８、接触／動きモジュール１３０、グラフィックス・モジュール１３２、テキスト入力モジュール１３４、連絡先モジュール１３７、および電話モジュール１３８と協働して、ユーザと１人または複数の他の参加者との間のテレビ会議を始めるため、実施するため、および終わらせるために、テレビ会議モジュール１３９を使用することができる。

ＲＦ回路１０８、タッチ感応ディスプレイ１１２、ディスプレイ・コントローラ１５６、接触／動きモジュール１３０、グラフィックス・モジュール１３２、およびテキスト入力モジュール１３４と協働して、電子メールを作成し、送り、受信し、そして管理するために、電子メール・クライアント・モジュール１４０を使用することができる。画像管理モジュール１４４と協働して、電子メール・クライアント・モジュール１４０は、カメラ・モジュール１４３を用いて撮った静止画像またはビデオ画像を有する電子メールを作成することおよび送ることを非常に容易にさせる。電子メール・クライアント・モジュール１４０を使用するユーザ・インターフェースおよび関係するプロセスを、下記にさらに説明する。

ＲＦ回路１０８、タッチ感応ディスプレイ１１２、ディスプレイ・コントローラ１５６、接触／動きモジュール１３０、グラフィックス・モジュール１３２、およびテキスト入力モジュール１３４と協働して、インスタント・メッセージに対応する一連の文字を入力するため、前に入力した文字を修正するため、（例えば、電話技術に基づくインスタント・メッセージ用のショート・メッセージ・サービス（ＳＭＳ）もしくはマルチメディア・メッセージ・サービス（ＭＭＳ）プロトコルを使用して、またはインターネットに基づくインスタント・メッセージ用のＸＭＰＰ、ＳＩＭＰＬＥもしくはＩＭＰＳを使用して）それぞれのインスタント・メッセージを送信するため、インスタント・メッセージを受信するため、そして受信したインスタント・メッセージを見るために、インスタント・メッセージング・モジュール１４１を使用することができる。いくつかの実施形態では、送信したまたは受信したあるいはその両方のインスタント・メッセージは、ＭＭＳまたは拡張メッセージング・サービス（ＥＭＳ）あるいはその両方でサポートされるような、グラフィックス、写真、オーディオ・ファイル、ビデオ・ファイル、または他の添付ファイルあるいはその組合せを含むことができる。本明細書において使用するように、「インスタント・メッセージング」は、電話技術に基づくメッセージ（例えば、ＳＭＳまたはＭＭＳを使用して送られたメッセージ）およびインターネットに基づくメッセージ（例えば、ＸＭＰＰ、ＳＩＭＰＬＥ、またはＩＭＰＳを使用して送られたメッセージ）の両方を呼ぶ。インスタント・メッセージング・モジュール１４１を使用するユーザ・インターフェースおよび関係するプロセスの実施形態を、下記にさらに説明する。

ＲＦ回路１０８、タッチ感応ディスプレイ１１２、ディスプレイ・コントローラ１５６、接触／動きモジュール１３０、グラフィックス・モジュール１３２、テキスト入力モジュール１３４、画像管理モジュール１４４、およびブラウジング・モジュール１４７と協働して、ブログ（例えば、ユーザのブログ）へテキスト、静止画像、ビデオ、または他のグラフィックスあるいはその組合せを送るために、ブロギング・モジュール１４２を使用することができる。

タッチ感応ディスプレイ１１２、ディスプレイ・コントローラ１５６、光センサ１６４、光センサ・コントローラ１５８、接触／動きモジュール１３０、グラフィックス・モジュール１３２、および画像管理モジュール１４４と協働して、静止画像またはビデオ（ビデオ・ストリームを含む）を取り込みそしてこれらをメモリ１０２へと記憶するため、静止画像またはビデオの特性を修正するため、またはメモリ１０２から静止画像またはビデオを削除するために、カメラ・モジュール１４３を使用することができる。カメラ・モジュール１４３を使用するユーザ・インターフェースおよび関係するプロセスの実施形態を、下記にさらに説明する。

タッチ感応ディスプレイ１１２、ディスプレイ・コントローラ１５６、接触／動きモジュール１３０、グラフィックス・モジュール１３２、テキスト入力モジュール１３４、およびカメラ・モジュール１４３と協働して、静止画像またはビデオ画像あるいはその両方を、配置するため、修正するまたはそうでなければ操作するため、名前を付けるため、削除するため、（例えば、デジタル・スライド・ショーまたはアルバムに）表示するため、および記憶するために、画像管理モジュール１４４を使用することができる。画像管理モジュール１４４を使用するユーザ・インターフェースおよび関係するプロセスの実施形態を、下記にさらに説明する。

レーダを方向付けするためおよびターゲット物体の距離、速度、または加速度情報あるいはその組合せを検出しかつ視覚的に示すために、タッチ感応ディスプレイ１１２、ディスプレイ・コントローラ１５６、ＦＭＣＷまたはステップ周波数レーダ１１６、レーダ・コントローラ１６０、グラフィックス・モジュール１３２を、一緒に使用することができる。あるいはまたは加えて、光センサ１６４、光センサ・コントローラ１５８、カメラ・モジュール１４３、または画像管理モジュールあるいはその組合せを、この目的のために使用することができる。

ＲＦ回路１０８、タッチ感応ディスプレイ１１２、ディスプレイ・コントローラ１５６、接触／動きモジュール１３０、グラフィックス・モジュール１３２、テキスト入力モジュール１３４、ＧＰＳモジュール１３５、およびブラウジング・モジュール１４７と協働して、マップおよびマップに関係するデータ（例えば、ドライブ方向、特定の場所におけるまたは近くの関心のある店および他の点のデータ、ならびに他の位置に基づくデータ）を受信し、表示し、修正し、そして記憶するために、マップ・モジュール１５４を使用することができる。

上で識別したモジュールおよびアプリケーションの各々は、上に説明した１つまたは複数の機能を実行するための命令のセットに対応する。これらのモジュール（すなわち、命令のセット）は、別々のソフトウェア・プログラム、手順、またはモジュールとして必ずしも実装される必要がなく、したがって、これらのモジュールの様々なサブセットを、様々な実施形態において組み合わせるまたはそうでなければ再配置することができる。例えば、ビデオ・プレーヤ・モジュール１４５を、１つのモジュールへと音楽プレーヤ・モジュール１４６と統合することができる。いくつかの実施形態では、メモリ１０２は、上で識別したモジュールおよびデータ構造のサブセットを記憶することができる。さらにその上、メモリ１０２は、上に説明されていない追加のモジュールおよびデータ構造を記憶することができる。

いくつかの実施形態では、ハンドヘルド電子装置１００は、装置上の機能の所定のセットの動作を、タッチ感応ディスプレイ１１２またはタッチパッドあるいはその両方を介して独占的に実行する装置である。ハンドヘルド電子装置１００の動作のための主入力／制御装置としてタッチ感応ディスプレイまたはタッチパッドあるいはその両方を使用することによって、ハンドヘルド電子装置１００上の物理入力／制御装置（押しボタン、ダイアル、等）の数を、減少させることができる。

タッチ感応ディスプレイまたはタッチパッドあるいはその両方を介して独占的に実行することができる機能の所定のセットは、ユーザ・インターフェース間のナビゲーションを含む。いくつかの実施形態では、ユーザにタッチされると、タッチパッドは、ハンドヘルド電子装置１００上に表示することができるいずれかのユーザ・インターフェースからメイン・メニュー、ホーム・メニュー、またはルート・メニューへとハンドヘルド電子装置１００を動かす。このような実施形態では、タッチパッドを、「メニュー・ボタン」と呼ぶことができる。いくつかの他の実施形態では、メニュー・ボタンを、タッチパッドの代わりに物理押しボタンまたは他の物理的な入力／制御装置とすることができる。

実施例
ＦＭＣＷレーダ
下記の２つの例に関して使用されるＦＭＣＷレーダは、下記の仕様を有することができる。ＦＭＣＷレーダを、７８ギガ・ヘルツ（ＧＨｚ）の中心周波数で動作するものとする。ＴＸユニットおよびＲＸユニットは、それぞれ４センチメートル×４センチメートルの面積を占めることができる平面アンテナを有することができ、これは、今日のスマートフォンの大部分の裏側表面と実質的に同等である（または小さい）。これらの２つのユニットは、利得ＧＴ（送信機アンテナの利得）＝ＧＲ（受信機アンテナの利得）−２５デシベル（ｄＢ）を有することができる。受信機は、８ｄＢに等しい雑音指数（ＮＦ）を有する。インターコネクト損失およびパッケージ損失を、１３ｄＢ未満とすることができる。ＦＭＣＷレーダにおいて比較的簡単な（遅い）アナログ−デジタル（Ａ２Ｄ）変換器を使用することができる。０度のアジマス位置に置かれたターゲットを考える。最小の許容可能な信号対雑音比（ＳＮＲ）を、ＳＮＲ＝１５ｄＢになるように選択することができる。

第１の実施例
第１の実施例では、目的は、１０メートル（ｍ）から２５ｍの距離範囲内の、同等のサイズの動いている人物またはターゲットを検出することである。このターゲットに対応するレーダ断面（ＲＣＳ）は、１平方メートルに対してＲＣＳ１＝０デシベル（ｄＢｓｍ）である。人の速度を測定することも望ましい。人の速度を、３．６キロメートル／時（ｋｍ／ｈ）と６．９ｋｍ／ｈとの間とすることができる。

ＦＭＣＷレーダの所望の設計は、下記の仕様に従うことができる。
送信機：
放射電力＝１ミリワット当たり−３０デシベル（ｄＢｍ）、
チャープ周波数ｆ０＝３ＧＨｚ帯域幅で７８ＧＨｚ、
チャープ時間Ｔ＝１ミリ秒（ｍｓｅｃ）、
コヒーレント・チャープの数：８、
アナログ−デジタル変換器（ＡＤＣ）：
サンプリング・レート：１０２４ＫＳＰＳ（毎秒キロサンプル）、
高速フーリエ変換（ＦＦＴ）：
ＦＦＴ１のビンの数：Ｎ＝１０２４、
ＦＦＴ２のビンの数：Ｋ＝８。

得られた性能は、５ｃｍの距離精度およびＳＮＲ＝２０ｄＢで０．２４ｍ／ｓｅｃの速さ分解能であり得る。

第２の実施例 − ＦＭＣＷレーダ
０．５ｍから２．５ｍの距離範囲で、手の動きまたは同等のサイズのターゲットを検出することが、ここでは望ましい。ターゲットに対応するレーダ断面（ＲＣＳ）は、ＲＣＳ２＝−２６ｄＢｓｍである。３６ｋｍ／ｈと６９ｋｍ／ｈとの間であり得る動き速度を測定する。

ＦＭＣＷレーダの所望の設計は、下記の仕様に従うことができる。
送信機：
放射電力＝−４５ｄＢｍ、
チャープ周波数ｆ０＝３ＧＨｚ帯域幅で７８ＧＨｚ、
チャープ時間Ｔ＝０．１ｍｓｅｃ、
コヒーレント・チャープの数：８、
ＡＤＣ：
サンプリング・レート：１０２４ＫＳＰＳ、
ＦＦＴ：
ＦＦＴ１のビンの数：Ｎ＝１０２４、
ＦＦＴ２のビンの数：Ｋ＝８。

得られた性能は、５ｃｍの距離精度および２．４ｍ／ｓｅｃの速さ分解能であり得る。

第３の実施例 − フェーズド・アレイＦＭＣＷレーダ
ボックス（またはパース（ｐｕｒｓｅ））の内容物のスキャニングが望ましい。装置設計を、単純化のために線形アレイについて行うことができるが、同じ設計考慮事項を使用することによって、全２Ｄスキャンに拡張することができる。目的は、１０ミリメートル（ｍｍ）の空間分解能で３０センチメートル（ｃｍ）のサイズを有するボックスをフェーズド・アレイＦＭＣＷレーダによってスキャンすることである。検出したオブジェクトは、感知できるほどには動いておらず（＜１ｋｍ／ｈ）、フェーズド・アレイＦＭＣＷレーダから３０ｃｍの距離のところに位置する。レーダ断面（ＲＣＳ）は、ＲＣＳ３＝−２０ｄＢｓｍの程度のものである。

フェーズド・アレイＦＭＣＷレーダを、１２０ＧＨｚの中心周波数で動作するように構成することができる。送信機ユニットおよび受信機ユニットは、５ｃｍの長さを有する平面アンテナを使用し、各アンテナは、１．２５ｍｍピッチおよび１．１５ｍｍサイズを有する４０個の素子を有する。これらの２つのアンテナは、ＧＴ＝ＧＲ−２５ｄＢの利得を有する。受信機は、雑音指数ＮＦ＝２０ｄＢを有することができる。インターコネクトおよびパッケージ、ならびにボックスを通るトランスミッタンスを含む全損失は、４０ｄＢである。最小許容信号対雑音比を、ＳＮＲ＝１５ｄＢになるように設定することができる。
装置設計：

フェーズド・アレイは、１ｃｍステップ・サイズ（または未満）で３０ｃｍのスイープを実行しなければならず、これが各ステップについて２．５５度の角度を規定し、そしてこれから先、良く知られた数式を使用することによってフェーズド・アレイの各素子の必要な位相シフトを規定する。

フェーズド・アレイＦＭＣＷレーダの所望の設計は、下記の仕様に従うことができる。

送信機：
放射電力＝−２０ｄＢｍ、
チャープ周波数ｆ０＝１５ＧＨｚ帯域幅で１２０ＧＨｚ、
チャープ時間Ｔ＝１ｍｓｅｃ、

ＡＤＣ：
サンプリング・レート：１０２４ＫＳＰＳ、

スイープ：
測定ステップの数：Ｎ＝３０、
スイープ時間：ｔ＝３０ｍｓｅｃ。

得られた性能は、１０ｍｍの距離精度およびＳＮＲ＝３０ｄＢで１．２５ｍ／ｓｅｃの速さ分解能であり得る。注：このシステムを用いてボックスの内容物をスキャンするためには、フェーズド・アレイが線形であるという理由で、ユーザは、（電子的スキャンの方向に直交して）ライン毎に任意の所望の位置でスキャンを繰り返す必要がある。

このように、上の３つの実施例に概要を示した必要事項を、集積型シリコン電子回路を用いて実装することができる。距離精度および速度精度を、様々なアプリケーションにとって満足のいくものにすることができる。さらにその上、低電力要件および小型サイズの平面ＴＸ−ＲＸ（すなわち、送信−受信）アンテナは、上記のレーダがスマートフォンおよびタブレットなどの携帯型電子装置との一体化のために適切であることを可能にできる。

本発明の様々な実施形態の説明は、例証の目的で提示されており、網羅的ではなく、開示した実施形態に限定されない。多くの変更形態および変形形態が、記述した実施形態の範囲および思想から逸脱することなく当業者に明らかになるであろう。本明細書において使用した用語は、実施形態の原理、市場において見出された技術全体にわたる実際的なアプリケーションもしくは技術的改善を最も良く説明するように、または他の当業者が本明細書において開示した実施形態を理解することを可能にするように選択された。

Claims (20)

1. ハンドヘルド電子装置の裏側表面上に装着可能な筐体と、
   前記筐体に結合された周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダであって、
   （ａ）少なくとも１つの受信アンテナ素子を含む受信機ユニット、
   （ｂ）少なくとも１つの送信アンテナ素子を含む送信機ユニット、および
   （ｃ）集積回路（ＩＣ）モジュール、
   を備える、前記ＦＭＣＷレーダと、
   前記ＩＣモジュールを前記ハンドヘルド電子装置と動作可能に接続するように構成されたインターフェース・ユニットと、
   を備える、装置。
2. 前記ＦＭＣＷレーダが、前記筐体に埋め込まれる、請求項１に記載の装置。
3. 前記インターフェース・ユニットが、無線インターフェース・ユニットである、請求項１に記載の装置。
4. 前記インターフェース・ユニットが、有線インターフェース・ユニットである、請求項１に記載の装置。
5. 前記少なくとも１つの受信アンテナ素子が、複数の受信アンテナ素子であり、前記少なくとも１つの送信アンテナ素子が、複数の送信アンテナ素子であり、前記筐体が前記ハンドヘルド電子装置に装着されるときに、
   前記複数の送信アンテナ素子が、前記ハンドヘルド電子装置の前記裏側表面の少なくとも第１の部分に面してアレイ状に配置され、
   前記複数の受信アンテナ素子が、前記ハンドヘルド電子装置の前記裏側表面の少なくとも第２の部分に面してアレイ状に配置される、
   請求項１に記載の装置。
6. 前記ハンドヘルド電子装置が、スマートフォンおよびタブレット・コンピュータから構成される群から選択される、請求項１に記載の装置。
7. 前記ＦＭＣＷレーダが、前記ハンドヘルド電子装置に対するターゲット物体の距離、速度および加速度から構成される群から選択される少なくとも１つの変数値を測定するように構成される、請求項１に記載の装置。
8. 前記ＦＭＣＷレーダが、フェーズド・アレイＦＭＣＷレーダである、請求項１に記載の装置。
9. 前記ハンドヘルド電子装置が、画像センサを備え、前記画像センサが、前記送信機ユニットによって送信されたビームを方向付けするための入力を提供するように構成される、請求項８に記載の装置。
10. フェーズド・アレイ周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）レーダを備えるハンドヘルド電子装置であって、前記フェーズド・アレイＦＭＣＷレーダが、
    複数の受信アンテナ素子を含む受信機ユニットと、
    複数の送信アンテナ素子を含む送信機ユニットと、
    集積回路（ＩＣ）モジュールと、
    を備える、ハンドヘルド電子装置。
11. 前記複数の送信アンテナ素子が、前記ハンドヘルド電子装置の裏側表面の少なくとも第１の部分に面してアレイ状に配置され、
    前記複数の受信アンテナ素子が、前記ハンドヘルド電子装置の前記裏側表面の少なくとも第２の部分に面してアレイ状に配置される、
    請求項１０に記載のハンドヘルド電子装置。
12. 画像センサをさらに備え、前記画像センサからの入力が、前記送信機ユニットによって送信されたビームを方向付けするため使用される、請求項１０に記載のハンドヘルド電子装置。
13. 前記フェーズド・アレイＦＭＣＷレーダが、前記ハンドヘルド電子装置に対して特定の方向におけるターゲット物体の距離、速度もしくは加速度、またはこれらの組合せを測定するように構成される、請求項１０に記載のハンドヘルド電子装置。
14. ハンドヘルド電子装置の裏側表面上に装着可能な筐体と、
    前記筐体に結合されたステップ周波数レーダであって、
    （ａ）少なくとも１つの受信アンテナ素子を含む受信機ユニット、
    （ｂ）少なくとも１つの送信アンテナ素子を含む送信機ユニット、および
    （ｃ）集積回路（ＩＣ）モジュール、
    を備える、前記ステップ周波数レーダと、
    前記ＩＣモジュールを前記ハンドヘルド電子装置と動作可能に接続するように構成されたインターフェース・ユニットと、
    を備える、装置。
15. 前記ステップ周波数レーダが、前記筐体に埋め込まれる、請求項１４に記載の装置。
16. 前記インターフェース・ユニットが、無線インターフェース・ユニットである、請求項１４に記載の装置。
17. 前記インターフェース・ユニットが、有線インターフェース・ユニットである、請求項１４に記載の装置。
18. 前記少なくとも１つの受信アンテナ素子が、複数の受信アンテナ素子であり、前記少なくとも１つの送信アンテナ素子が、複数の送信アンテナ素子であり、前記筐体が前記ハンドヘルド電子装置に装着されるときに、
    前記複数の送信アンテナ素子が、前記ハンドヘルド電子装置の前記裏側表面の少なくとも第１の部分に面してアレイ状に配置され、
    前記複数の受信アンテナ素子が、前記ハンドヘルド電子装置の前記裏側表面の少なくとも第２の部分に面してアレイ状に配置される、
    請求項１４に記載の装置。
19. 前記ハンドヘルド電子装置が、スマートフォンおよびタブレット・コンピュータから構成される群から選択される、請求項１４に記載の装置。
20. 前記ステップ周波数レーダが、前記ハンドヘルド電子装置に対するターゲット物体の距離、速度および加速度から構成される群から選択される少なくとも１つの変数値を測定するように構成される、請求項１４に記載の装置。

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