JP2017516982A - 近傍領域における電磁波探査及び特定 - Google Patents

Abstract

【課題】【解決手段】センシング、特に対象領域内のオブジェクトの一般的で革新的な探査及び特定は、従来のソリューションと比べ、高範囲分解性、交差範囲分解能、近傍領域機能、ハイレンジ分解性能と高精度で、近傍領域におけるセルフフォーカスした電磁波探査、検出及び/又はイメージングに基づくものである。また、よりラージボリュームの領域を探査することができ、これは従来のソリューションと比べ、より強力なレンジ分解性能、精度及びクロスレンジ分解性能によって実現される。実施例は人間の適応に適する低パワーに対する十分な実施を含む（例えば、HERP基準を参照する）。

Description

本発明は、概してセンシングに関し、特に、対象領域内のオブジェクトの電磁波探査及び特定に関するものである。

比較的ラージボリュームの中において、短距離での比較的小さいオブジェクトの探査、イメージング、及び特定は、多くのセンシング分野では多大の努力がなされているが、長年にわたって未だ達成されていない重要な課題である。この課題に対処することは、我々の生活の多くの領域において実用的な応用を有しており、例えば、人体に隠された金属物体の非認知物特定、又は人体の電磁医療イメージングである。

従来の考え方としては、上記課題に対処するために、二つの主要なセンシング候補分野を使用することであり、この候補分野は電磁と電子光学（光センシング）である。各分野には、メリットとデメリットがある。光センシングは、高角度、クロスレンジ分解性能及び近傍能力といった利点を含むが、ラージボリュームの領域の探査、距離分解能と精度に制限される。電磁センシングは、ラージボリュームの探査、距離分解能と精度といった利点を提供するが、通常、角度、クロスレンジ分解性能及び近傍領域の探査に制限される。いくつかの従来の実施形態は、理論的に可能であるが、人間が関与する状況における使用を受け入れられず、これは、従来の実施形態に必要とされるパワーが人間の健康に対して危険であると考えられるためである。

概して、ジェネリックで革新的な方法及びシステムであり、近傍領域での電磁波探査のためのものであり、近傍領域において検出及び／又はイメージングをし、セルフフォーカスされ、高分解能で、特定の導入を有するものが提供される。革新的な方法及びシステムには、高角度、クロスレンジ分解性能、近傍領域機能、ハイレンジ分解性能及び正確性という特徴がある。よりラージボリュームの領域を探査することができ、これは従来のソリューションと比べ、より強力なレンジ分解性能、精度及びクロスレンジ分解性能によって実現される。実施は人間の適応に適する低出力に対する十分な実施を含む（ＨＥＲＰ「Ｈａｚａｒｄ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒａｄｉａｔｉｏｎ ｔｏ Ｐｅｒｓｏｎａｌ」基準）。

実施例は、我々の生活の多くの領域において実用的な応用を有し、この実用的応用は、例えば、人体に隠された金属物体の非認知物特定、人体の電磁医療イメージング又は人体内の協調型の協調型粒子（協調型の協調型粒子の比較的少数と多数の両方）である。

本実施例により、センシングのための方法は提供され、以下のステップを含む。
（ａ）それぞれの多数の分析セルのために、複数の位相補正を生成することであって、各位相補正は、
（ｉ）複数の送信機と受信機の対の一つに対応するものである；
（ｉｉ）以下の間の位相差の残余をベースとするものである；
（Ａ）提供された送信機から前記分析セルまでの距離と、提供された受信機から前記分析セルまでの距離の合計距離であり、ここで、前記提供された送信機及び前記提供された受信機は、前記送信機と受信機の対に対応するものであり；
（Ｂ）エレメントフォーメーションセンターから前記分析セルまでの往復距離であり、ここで、前記エレメントフォーメーションセンターは、前記送信機と受信機の位置に対応する基準点であり；
（ｂ）各送信機からの信号を順次送信すること；
（ｃ）送信と平行して受信信号を受信すること；
（ｄ）対応する送信機と受信機の対の受信信号に基づき、各位相補正から位相補正信号を計算すること；
（ｅ）強調されたオブジェクト出力を生成するために、各分析セルのためのフェーズ補正信号を合計すること。

一つの任意の実施形態では、各分析セルは、事前に決定した位置にあって、所定のボリュームを有する。他の任意の実施形態では、所定のボリュームを有する多数の分析セルをセンシングする初期実行ステップの後に、続いてサブセットをセンシングするステップを順次実行し、このサブセットは多数の分析セルのサブセットであって、各分析セルが所定のボリュームより小さい第二のボリューム、及び初期実行に基づく位置を有するものである。他の任意の実施形態では、初期実行は第一周波数を使用し、後期実行は第二周波数を使用し、ここで、第二周波数が第一周波数より高い。他の任意の実施形態では、計算のために、初期実行は第一係数のセットを使用し、第一係数のセットはオフラインで生成されるものである。一方、後期実行は、第二係数のセットを使用し、第二係数のセットは初期実行を始めた後に生成されるものである。

他の任意の実施形態では、位相補正信号は、対応する送信機と受信機の対の受信信号から位相補正を引くことにより計算される。他の任意の実施形態は、計算する前に受信信号を加重するステップを含む。他の任意の実施形態は、各分析セルの近傍にあるオブジェクトのために、閾値を計算するステップを含む。他の任意の実施形態は、各強調されたオブジェクト出力をそれぞれの閾値と比較することに基づき、オブジェクト検出を提供するステップを含む。

他の任意の実施形態では、低周波信号である信号をセンシングする初期実行ステップの後に、続いて、強調されたオブジェクトの出力に基づき、順次高周波信号である信号をセンシングするステップを実行し、この高周波信号は、低周波信号より大きな周波数を有する。

他の任意の実施形態は、以下のステップを含む。
（ｆ）それぞれの多数の分析セルのために、複数の振幅補正を生成することであって、
各振幅補正は、
（i）複数の送信機と受信機の対の一つに対応する；
（ｉｉ）以下の間の比率に基づく、
（Ａ）前記提供された送信機から前記分析セルまでの距離と、前記提供された受信機から前記分析セルまでの距離を掛けた値であり、前記提供された送信機及び前記提供された受信機は、前記送信機と受信機の対に対応するものである；
（Ｂ）前記エレメントフォーメーションセンターから前記分析セルまでの距離の二乗；
（ｇ）対応する送信機と受信機の対の受信信号に基づき、各振幅補正から振幅補正信号を計算する（この計算をするために特定の技術に関する次のクレームが参照される）；
（ｅ）前記合計することは、振幅補正信号を合計することを含む。

他の任意の実施形態では、振幅補正信号は、対応する送信機と受信機の対の振幅補正により受信信号の振幅を割り算することにより計算される。

他の任意の実施形態では、
受信機の第一ボリュームは、第一距離における第一クロスレンジ分析を提供するために受信できるように動作可能であり、
受信機の第二ボリュームは、第二距離における前記第一クロスレンジ分析を提供するために受信できるように動作可能であり、ここで、
第一距離と第二距離は受信機からの距離であり；
第二距離は第一距離より少なく；
受信機の第二ボリュームが受信機の第一ボリュームより少ない。

他の任意の実施形態では、送信機と受信機は、以下を含むグループから選択された構成で構成される。
（ａ）直線的な構成；
（ｂ）曲線的な構成；
（ｃ）平面的な構成；
（ｄ）三次元（３Ｄ）的な構成；
（ｅ）以上の構成の組合せ。

他の任意の実施形態では、送信機と受信機の位置の少なくとも一部は合成的に確立される。

他の任意の実施形態では、送信と受信は、デジタル信号処理だけを使用して実行される位相シフトを有する。

本実施例により、センシングのためのシステムは提供され、また以下を含む：
（ａ）複数の送信機と受信機の対；
（ｂ）処理システムであって、一つ以上のプロセッサを含み、以下のように構成される処理システム；
（ｉ）それぞれの多数の分析セルのために、複数の位相補正を生成することであり、各位相補正は、
（Ａ）複数の送信機と受信機の対の一つに対応する；
（Ｂ）以下の間の位相差の残余をベースとする；
（Ｉ）提供された送信機から前記分析セルまでの距離と、提供された受信機から前記分析セルまでの距離の合計距離であり、ここで、前記提供された送信機及び前記提供された受信機は、前記送信機と受信機の対に対応するものである；
（ＩＩ）エレメントフォーメーションセンターから前記分析セルまでの往復距離であり、ここで、前記エレメントフォーメーションセンターは、前記送信機と受信機の位置に対応する基準点である；
（ｉｉ）各送信機からの信号の順次送信をアクチベートする；
（ｉｉｉ）送信と並行して受信信号の受信をアクチベートする；
（ｉｖ）対応する送信機と受信機の対の受信信号に基づき、各位相補正から位相補正信号を計算する；
（ｖ）強調されたオブジェクト出力を生成するために、各分析セルのためのフェーズ補正信号を合計する。

一つの任意の実施形態では、各分析セルは、事前に決定した位置にあって、所定のボリュームを有する。

他の任意の実施形態では、処理システムはさらに以下のように構成される。即ち、所定のボリュームを有する多数の分析セルによる処理の初期実行の後に、続いてサブセットによる処理を順次実行し、このサブセットは多数の分析セルのサブセットであって、各分析セルが所定のボリュームより小さい第二ボリューム及び初期実行に基づく位置を有するものである。

他の任意の実施形態では、処理システムは初期実行が第一周波数を送信する間、及び後期実行が第二周波数を送信する間に、さらに送信機を作動させるように構成され、ここで、第二周波数が第一周波数より高い。

他の任意の実施形態では、処理システムは、さらに、初期実行の間に計算をするための第一係数のセットと、第一係数のセットはオフラインで生成され、後期実行の間に計算をするための第二係数のセット、にて構成される。ここで、第二係数のセットは初期実行を始めた後に生成されるものである。

他の任意の実施形態では、処理システムはさらに計算するように構成され、この計算は、対応する送信機と受信機の対の受信信号から位相補正を引くことにより、位相補正信号を計算することである。

他の任意の実施形態では、処理システムはさらに以下のように構成される。
即ち、低周波信号である信号による処理の初期実行の後に、強調されたオブジェクトの出力に基づき、高周波信号である信号による処理を順次実行することであり、ここで、前記高周波信号は、低周波信号より大きな周波数を有する。

他の任意の実施形態では、処理システムはさらに以下のように構成される。
（ｖｉ）それぞれの多数の分析セルのために、複数の振幅補正を形成するものであり、各振幅補正は、
（Ａ）複数の送信機と受信機の対の一つに対応すること；
（Ｂ）以下の間の比率に基づくこと；
（Ｉ）前記提供された送信機から前記分析セルまでの距離と、前記提供された受信機から前記分析セルまでの距離を掛けた値であり、前記提供された送信機及び前記提供された受信機は、前記送信機と受信機の対に対応するものである；
（ＩＩ）前記エレメントフォーメーションセンターから前記分析セルまでの距離の二乗；
（ｖｉｉ）対応する送信機と受信機の対の受信信号に基づき、各振幅補正から振幅補正信号を計算する；
（ｖｉｉｉ）ここで合計は、前記振幅補正信号を合計することを含む。

他の任意の実施形態では、処理システムは対応する送信機と受信機の対の振幅補正により受信信号の振幅を割り算することにより、振幅補正信号を計算するようにさらに構成される。

他の任意の実施形態では、処理システムは、
第一距離において第一クロスレンジ分析を提供するために、前記受信のための前記受信機の第一ボリュームをアクチベートするように構成され、
第二距離において第一クロスレンジ分析を提供するために、前記受信のための前記受信機の第二ボリュームをアクチベートするように構成され、
ここで、
第一距離と第二距離は受信機からの距離であり；
第二距離は第一距離より少なく；
受信機の第二の量が受信機の第一の量より少ない。

他の任意の実施形態では、送信機と受信機は、以下からなるグループから選択された構成で構成される。
（ａ）直線的な構成；
（ｂ）曲線的な構成；
（ｃ）平面的な構成；
（ｄ）三次元（３Ｄ）的な構成；
（ｅ）以上の構成の組合せ。

他の任意の実施形態では、送信機と受信機の位置の少なくとも一部は合成的に確立される。

他の任意の実施形態は以下を含むグループから選択されたエレメントを含む。
（ａ）協調型のアクティブリピータ；
（ｂ）協調型のビーコンソース；
（ｃ）協調型のパッシブリピータ；
（ｄ）非協調型のターゲットリフレクタ。

他の任意の実施形態では、処理システムは、デジタル信号処理だけを使用して実行される位相シフトを用いて、送信と受信を実行するように構成される。

本実施例により、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体が提供され、この記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能なコードをセンシングするために、その上に埋め込まれたコンピュータ読み取り可能なコードを有するものであり、以下のプログラムコードを含む。
（ａ）それぞれの多数の分析セルのために、複数の位相補正を生成するものであり、各位相補正は、
（ｉ）複数の送信機と受信機の対の一つに対応する；
（ｉｉ）以下の間の位相差の残余をベースとする；
（Ａ）提供された送信機から前記分析セルまでの距離と、提供された受信機から前記分析セルまでの距離の合計距離であり、ここで、前記提供された送信機及び前記提供された受信機は、前記送信機と受信機の対に対応するものであり、
（Ｂ）エレメントフォーメーションセンターから前記分析セルまでの往復距離であり、ここで、前記エレメントフォーメーションセンターは、前記送信機と受信機の位置に対応する基準点であり、
（ｂ）各送信機からの信号を順次送信する；
（ｃ）送信と平行して受信信号を受け取る；
（ｄ）各位相補正は対応する送信機と受信機の対の受信信号に基づき、各位相補正から位相補正信号を計算する；
（ｅ）強調されたオブジェクト出力を生成するために、各分析セルのためのフェーズ補正信号を合計する。

本実施例により、コンピュータプログラムが提供され、このコンピュータプログラムは、ネットワークを介してクライアントコンピュータに接続するサーバにロードされ、これにより、コンピュータプログラムを実行するサーバは、上述したクレームのいずれかによりシステムで制御装置を形成する。

本実施例により、コンピュータプログラムが提供され、このコンピュータプログラムは、ネットワークを介してサーバに接続するコンピュータにロードされ、これにより、コンピュータプログラムを実行するコンピュータは、上述したクレームのいずれかによりシステムで制御装置を形成する。

以下は単なる例として、添付の図面を参照しながら本実施例を説明するものである。
図１は、対象領域内のオブジェクトの探査及び調査の図である。
図２は、様々な例示的なフォーメーションの構成のスケッチである。
図３は、例示的なシステム実現のハイレベルブロック図である。
図４は、単一の送信機の実施例を示す図である。
図５は、単一の受信機の実施例を示す図である。
図６は、単一のサポータモジュールの実施例を示す図である。
図７は、人体シナリオに隠された金属物体の非認知物特定の例示的な非認知物特定写真である。
図８は、実施例における人体に隠された金属物体の非認知物特定のためのユーザインタフェース表示の例示的な写真である。
図９は、実施例のフローチャートである。
図１０は、医療実施のための例示的なＥＦのスケッチである。
図１１は、ＨＥＲＰ標準の図である。
図１２は、本発明を実施するように構成される例示的なシステムの高レベルで部分的なブロック図である。
図１３は、分析セルのための例示的な複数の位相補正のスケッチである。

略語、定義及び専門用語
参照の便宜上、本節は本明細書に使用された略語、頭字語及び短い定義の簡単な一覧を含むものである。最初の用語に続く括弧内の用語は、本明細書に使用される又は当該分野で公知される代替記号又は省略である。本節は限定したものではないと理解されるべきである。詳しい説明は適切な基準で以下に見出される。

２．１ エレメント（ＥＬ．，Ｅ）：
送信機グループからの単一の送信機（送信エレメント）、又は受信機グループからの単一の受信機（受信機エレメント）、又は送信機と受信機のグループからの単一の送信機と受信機である。

２．２ エレメントフォーメーション（ＥＦ，ＥＬ．Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）：
空間におけるエレメント位置のジオメティカル的構成(構造)（即ち、エレメントがエリアのどこに配置されるか）である。この用語は、エレメントそのもの、物理的なフォーメーション、及び／又は合成的なフォーメーションを含む。

２．３ 物理的なＥＦ：
ＥＦであって、物理的エレメントがそのエレメントに関連する位置に実際に存在するＥＦである。

２．４ 合成的ＥＦ：
ＥＦであって、例えば、単一の受信機、及び／又は単一の送信機、単一の受信機‐送信機対、又は、一つ以上の送信機及び／又は受信機の動作により、エレメントの位置が合成的に確立されるＥＦである。受信機出力は所望の合成的エレメント位置で確認される。また、合成的なエレメント位置は、本明細書の中で、「仮想エレメント位置」又は「仮想エレメント」として記載される。合成的ＥＦ（又は仮想ＥＦ）は、ＥＦ中のエレメントの少なくとも一部を含み、このＥＦは、合成的エレメント（合成的位置／仮想位置にある）である。

２．５ ＥＦセンター：
ＥＦの中、又は、外で選択されるジオメティカル的基準点である。

２．６ エレメントサブフォーメーション（ＥＳＦ，ＥＬ．ｓｕｂ‐ｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｓｕｂ‐ｆｏｒｍａｔｉｏｎ）：
ある構造における少なくとも二つのエレメント位置からの、エレメント位置の単一のジオメティカル的構成である。換言すれば、エレメントのセットからのエレメント（送信機及び／又は受信機）のサブセットである。ＥＳＦｓはＥＳＦｓを含むことができる。例えば、ＥＦが１０個のエレメントを有する場合には、ＥＦの一つのＥＳＦはエレメント１〜５とすることができ、またＥＦの他のＥＳＦは、エレメント２〜４及び６〜９とすることができる。通常、ＥＳＦはエレメントのサブセット又は全てのエレメント（又はフォーメーション）を含むことができる。

２．７ 信号距離位相：
Φ_Ｒ位相であって、２π／λにより、信号走行Ｒの範囲を掛け算することにより生じるΦ_Ｒ位相である。HenceΦ_Ｒは以下の式によるものである：
Φ_Ｒ＝２π・R／λ
ここで、λは送信された及び／又は受信された信号の波長である。

２．８ 領域:
三次元（３Ｄ）でカバーされるボリュームであって、その中で実施例は実行され、この実行は高解像度探査、検出及び特定の実行を含む。領域は実施例の操作の領域フィールドやエリアとも言われる。領域は、オブジェクト（２．１３）の存在の有無にかかわらず分析セル（２．２１）に分割される。

２．９ 補正位相（位相補正）：
以下のように（図１を参照する）、領域（２．８）における全ての分析セル（２．２１）のセンターを計算する。
ａ）送信機（ｉ，ＴＥｉ）：Ｒ_ｔｘｉ及び受信機（ｊ，ＲＥｊ）：Ｒ_ｒｃｖｊからの分析セルセンターＲ_ｉｊの距離を合計する：
ｂ）ＥＦセンターＲ_ｃｃから分析セルセンターまでの往復距離（距離の２倍）を合計する；
ｃ）Ｒ_ｉｊとＲ_ｃｃの間の距離差ΔＲ_ｉｊを計算する。
ｄ）位相補正Φ_Ｒｉｊは、残留位相距離差ΔＲ_ｉｊに２πを整数掛算したものである。
Φ_Ｒｉｊ＝（２π）・[ΔＲ_ｉｊ／λ―ｆｌｏｏｒ{ΔＲ_ｉｊ／λ}]
ｅ）ここで、ｆｌｏｏｒ{ΔＲ_ｉｊ／λ}は≦ΔＲ_ｉｊ／λの最大の整数である。

２．１０ 信号整合合計：
信号振幅の絶対値の合計であって、信号が同じ位相を有する場合に生じる。

２．１１ 信号の加重和：合計サイドローブを最適化するために、ドルフ‐チェビシェフなど知られている重み関数を信号に掛けた後にその信号を合計する。

２．１２ 連続的な送信機切替：
送信機は送信と非送信の間で遷移し、順次第一の送信機で始まり、最後の送信機まで送信機を続ける。一つの送信機の送信モードでは、全ての他の送信機は送信しない（サイレント、インアクティブ）。切替の繰返しは同じシーケンスにする必要がない。言い換えれば、少なくとも二つのサブフォーメーション及び殆ど全ての送信機のサブフォーメーションにおいて、各送信機は、知られている操作（持続時間など）のために知られている時間で個別に作動されるが、他の送信機は動いてない。後の連続的な送信機切替のサイクルに、送信機の作動のシーケンス（順番）は、前の連続的な送信機切替のサイクルと異なることができる。

２．１３ オブジェクト：
領域の任意点に存在するボディーであって、ＥＦ及び／又は放射‐ワイズからの送信により照らされると、ＥＦ（２．２）の受信機に向かって入射信号の部分を反射するようなものである。「オブジェクト」の用語は、実行の一部である反射のタイプを含み、例えば、協調型のアクティブリピータ２．１４、協調型のビーコンソース２．１５、協調型のパッシブリピータ２．１６であり、或いは実行の一部ではなく、例えば、非協調型のターゲットリフレクタ２．１７である。

２．１４ 協調型のアクティブリピータ：
オブジェクトであって、送信信号を受信するオブジェクトであり、オプションとして、送信信号、コード、振幅シフト及びディレイを増幅して、結果としての信号を、作動的に接続されたアンテナによりＥＦの受信機に向かって送信する。

２．１５ 協調型のビーコンソース：
オブジェクトであって、ＥＦ受信機のバンド幅内の独立信号を形成し、その信号を受信機に向かって作動的に接続されたアンテナにより送信するオブジェクトである。

２．１６ 協調型のパッシブリピータ：
オブジェクトであって、送信された信号を、ＥＦの送信から受動的に受信し、またＥＦの受信機に向かって受信された信号の一部を受動的に送信するオブジェクトである。典型的な協調型のパッシブリピータの例示的な構造は、凹三角形のピラミッドであって、金属などの電磁反射性材料から構成されるものである。

２．１７ 非協調型のターゲットリフレクタ：
オブジェクトであって、ＥＦの送信から送信された信号を受動的に受信し、受信された信号の一部を受動的に送信し、また非協調型のターゲットリフレクタの構造によりＥＦの受信機に返送するオブジェクトである。非協調型のターゲットリフレクタは実施のために、ターゲット又は抵抗とすることができる。

２．１８ フォーメーションの遠方領域（ＦＦＦ）：
ＥＦの遠方領域下限は本願の様々なアンテナに対する定義と同様に定義される。フォーメーションの遠方領域制限Ｒ_ＦＦＦの距離はエレメントフォーメーション（ＥＦ）のセンターからのセル距離により定義され、センター以下により計算される。
Ｒ_ＦＦＦ＝２・Ｄ^２／λ
ここで、Ｄは、Ｒ_ＦＦＦに関するＥＦの垂直方向のアパーチュアであり、λは送信されたセンター周波数の波長（ＥＦの送信機により送信される）である。

２．１９ ＥＦの近傍領域（ＮＦＦ）：
エレメントフォーメーション（ＥＦ）からの距離Ｒ_ＮＦＦにより定義されるものであって、ＥＦの遠方領域制限（Ｒ_ＦＦＦ）より短い。実施においてはＲ_ＦＦＦより大きい範囲から非常に近い範囲、例えば、Ｒ_ＮＦＦ≦Ｒ_ＦＦＦ／１０,０００まで実行することができる。

２．２０ 適応ＥＦ（ＡＥＦ）：
ＥＦの中で実際に動作可能（実施可能な）なエレメントの数は、ＥＦに関連するオブジェクトの位置と角度に対し適応される。例えば、適応ＥＦは、オブジェクトのクロスレンジ分解性能（距離方向に対して垂直方向の分解能）を一定に保つことができ、また領域内において範囲と角度においてオブジェクトの位置から独立できるものである。

２．２１ 分析セル（ＲＣ，セル）：
領域の特別な（指定される）ボリュームの三次元サイズである。各寸法におけるＲＣサイズは、q×λ/Dにより決定され、ここで、ｑは通常１．３であり、Ｄは寸法におけるＥＦ又はＥＦサブアレイのアパーチュアである。ＲＣは、ＲＣの中にオブジェクト（２．１３）があるか否かによって定義される。換言すれば、ＲＣｓは、オブジェクトがＲＣｓが定義された領域の一部にあるか否かに関わらず、通常、領域の全ての部分に指定される。ＲＣｓは、一般的なＲＣ（ｘ，ｙ，ｚ）又は特定のＲＣ（１，２，１）などのインデックスにより定義される。分解能は、二つの等しいオブジェクトの間の最小距離として見なされ、このオブジェクトは特定の寸法に沿った強度にリターンするものである。

２．２２ グレーティングローブ：
信号整合合計（２．１０）による信号の合計は、一定の探査角度での2π位相掛け算の不明確さに起因するものである。受信機エレメントが領域の特定の探査角度の信号波長から遠く離れた間隔を開けることにより生じ得る。

２．２３ オブジェクトの近傍：
オブジェクト（２．１３）に比較的に近い近傍のことであり、ここには他のリフレクタ（例えば、非協調型のターゲットリフレクタ２．１７）が存在する可能性がある。典型的な近い近傍は、オブジェクトの位置に関する１〜２０の分析セル（２．２１）の間にある。オブジェクトの近傍のサイズは、領域全体（２．８）を含むことができるが、これに限定されるものではない。

２．２４ 範囲（Ｒ）（レンジ、距離）：
距離である。

２．２５ 波長（λ）：
通常、送信される及び/又は受信される信号の波長である。信号伝播の速度と信号周波数の間の比率である。

２．２６ 送信機ＥＳＦ（ＴＸ ＥＳＦ）：
１０５として図１に示されるように、少なくとも一つ、通常二つ以上、及び、ほとんど全ての送信機のサブフォーメーションである。

２．２６受信機（ＲＸ ＥＳＦ）：
１３０として図１に示されるように、少なくとも一つ、通常二つ以上、及び、ほとんど全ての受信機のサブフォーメーションである。同様に本明細書において「受信機グループ」として述べられる。

２．２７ 範囲修正の合計：
各分析セルのために、ＥＦの受信機（ＲＸ ＥＳＦ）にて受信された複素信号の複素合計であって、受信された複素信号（３．１２節を参照）の振幅補正を実行した後のものである。

２．２８ インデックスｉ，ｊ，ｎ，ｋ：
この分野で知られているように、ＥＦのエレメント、オブジェクト、分析セルなどのアイテムを区別するために、一般的に整数値として使用されるものである。

２．２９ 強調されたオブジェクト出力：
位相補正信号（位相信号補正）又は位相、及び振幅補正信号（振幅信号補正）の受信機出力の（最終）合計である。

２．３０ 受信信号（セル返送）：
分析セルにオブジェクトまたは部分的なオブジェクトがある場合に、分析セルから受信機エレメントまで返送される信号である。分析セルにオブジェクトがない場合には、この受信される信号はゼロに近づき、この場合に、このセルに関する受信機出力は、主に受信機自体のノイズに起因するものである。

２．３１ 位相補正信号：
対応する送信機と受信機の対のための受信信号に基づいた各位相補正（２．９）のそれぞれから補正信号を計算するために、各受信信号から位相補正を引いたものである。

図１〜図１３に対する詳細な説明
本実施例によるシステム及び方法の原理と動作は、図面とそれに関連する記述を参照することによりさらに良く理解できるであろう。本発明は、センシングのためのシステム及び方法であり、特に、対象領域内のオブジェクトの探査及び特定に関するものである。当該システムは、従来のソリューションと比べ、電磁波検出及び/又はイメージング、セルフフォーカス、近傍領域において、高分解性能を有し、高角度と交差範囲、近傍領域の機能、ハイレンジ分解性能、高精度、を促進する。これは従来のソリューションと比べ、より強力なレンジ分解性能、精度、角度及び交差距離により、よりラージボリュームの領域を探査することができる。実施例は人間への適用に適する十分な低パワーの実施を含む（例えば、ＨＥＲＰ基準を参照する）。

３．操作の一般的な方法
図１は対象領域内のオブジェクトに対する探査及び調査の図である。エレメントフォーメーション（ＥＦ）２．２は送信機エレメントのサブフォーメーション（ＥＳＦ）１０５及び受信機エレメントのサブフォーメーション（ＥＳＦ）１３０を含む。送信機ＥＳＦ１０５は、通常、複数の送信機（ＴＥ）及び受信機ＥＳＦ１３０を含み、ＥＳＦ１３０は、複数の受信機（ＲＥ）を含むものである。
個々の送信機は、分類記号「ＴＥｉ」又は「ＴＥ（ｉ）」を使用し定義され、ここで、「ｉ」（小文字「ｉ」）は初期値「通常ゼロ（０）又は一（１）」から「Ｉ」（大文字「Ｉ」）の最大値までの整数インデックスである。
本図形には、五つの送信機が示されている：汎用送信機ＴＥ（ｉ），送信機ＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３及びＴＥ（Ｉ）。
同様に、個々の受信機は「ＲＥｊ」又は「ＲＥ（ｊ）」の概念を使用することで参照され、ここで、「ｊ」（小文字「ｊ」）が初期値「通常ゼロ（０）又は一（１）」から「Ｊ」の最大値（大文字「Ｊ」）までの整数インデックスである。
本図形には、六つの受信機が示されている：汎用送信機ＲＥ（ｊ）、受信機ＲＥ１、ＲＥ２、ＲＥ３、ＲＥ４及びＲＥ（Ｊ）。

エレメントフォーメーションセンター２．５はＥＦ２．２において指定される。同様に、送信機ＥＳＦセンター１２２は送信機ＥＳＦ１０５に指定され、受信機ＥＳＦセンター１３２は受信機ＥＳＦ１３０に指定される。領域２．８は通常ＥＦ２．２に隣接する。ＥＦ２．２と領域２．８の間の境界は、固定する必要がなく、またエレメントの構造及びシステムの操作により変化することができる。
例えば、追加のエレメントがオンラインになる、又は操作中にそのエレメントフォーメーションが適用される（ＡＥＦ２．２０を参照）場合に、ＥＦ２．２と領域２．８の間の境界は変化することができる。領域２．８は通常複数のオブジェクト２．１３を含み、この複数のオブジェクトは例えば、第一オブジェク１１２、第二オブジェク１１４、第三オブジェク１０２、協調型のアクティブリピータ２．１４、協調型のビーコンソース２．１５、協調型のパッシブリピータ２．１６、及び非協調型のターゲットリフレクタ２．１７などの他のオブジェクトである。
領域２．８内のオブジェクトは、比較的対象オブジェクト（例えば、オブジェクト２．１３）に近く、対象オブジェクトのオブジェクトの近傍２．２３にあるとして参照される。前記領域は前述したオブジェクトの全ての組合せを含むことができ、又は前述したオブジェクトのいずれも含まなくてよい。

少なくとも領域２．８の一部は、通常、分析セル（ＲＣｓ又は単に「セル」）として知られている多数の三次元（３Ｄ）ボリュームに分割される。各分析セルは、通常複数の関連位相補正を有する。各位相補正は、対応する送信機と受信機の対を有する。用語「多数」は１０の、１００の、１０００の又はより多くのＲＣｓなどの大きな数字を示すことができる。

ＲＣｓは通常インデックスにより参照され、例えば、一般的なＲＣ（ｘ，ｙ，ｚ）又は特定のＲＣ（１，２，１）である。本説明には、（ｘ，ｙ，ｚ）の非限定的３Ｄインデックスが使用される。本図形には、領域は典型的なＲＣｓの配列に分割されたものであり、ＲＣ（１，１，１）の選択された始点で始まり、またＸのＸ‐軸、ＹのＹ‐軸及びＺのＺ‐軸に沿ったセルの最大数を有する。ＲＣ配列のサイズ及び形状は限定されず、例えば、長方形(非長方形)に限定されなく、またＲＣ配列の形状は領域の形状又はその部分、又は探査、調査されている領域に基づくものである。

図１３は分析セル（ＲＣ）のための、例示的な複数の位相補正のスケッチである。図１３に示されるように、通常多数であるＲＣｓは、通常複数の位相補正を有する。各位相補正は、複数の送信機と受信機の対の一つに対応する。本図形には、三つの送信機（Ｉ＝３，ＴＥ１，ＴＥ２，ＴＥ３）及び四つの受信機（Ｊ＝４，ＲＥ１，ＲＥ２,ＲＥ３,ＲＥ４）が探査又は調査のために、エレメントフォーメーション（ＥＦ）又はエレメントのサブフォーメーション（ＥＳＦ）に使用されている。位相補正（φ_Ｒｉｊ）（及び振幅補正）は、通常インデックスにより参照され、送信機（ｉ，ＴＥｉ）及び受信機（ｊ，ＲＥｊ）対に対応する。本図形は、φ_{Ｒ（１，１）}、φ_Ｒ１，１及びφ_Ｒ１１などの送信機と受信機の対の様々な分類記号法を示す。当業者には、係数行列のために保存されたデータ構造が（ｘ，ｙ，ｚ，ｉ，ｊ）の五つの次元であることを理解する。

３．１ 一般的に、受信機グループ（ＲＸ ＥＳＦ １３０）には、電磁信号がオブジェクト（２．１３）から返送されて受信機（ＲＥｊ）に向かい、この受信機グループは、ＥＦ（２．２）の一定の位置に配置されるものである。個々の受信機（ＲＥｊ）の位置は物理的位置又は仮想位置とすることができる。信号の強調は、オブジェクトの近傍（２．２３）にある他の反射器（オブジェクト２．１３）から受信機に返送する信号に関係する。

通常、複数のエレメントが使用され、この複数のエレメントは複数の送信機（ｉ送信機、ここでｉが整数であり、各送信機がＴＥｉとして指定される）及び複数の受信機（ｊ受信機、ここでｊが整数であり、各受信機がＲＥｊとして指定される）を含む。特記しない限り、エレメントは物理的又は仮想のエレメントとすることができる。ＥＦ及びＥＳＦは全ての物理的エレメント、全ての仮想エレメント、又は物理的と仮想的エレメントの混合を含むことができ、ここで、エレメントの少なくとも一部が物理的である及び／又はエレメントの少なくとも一部が仮想的である。簡潔のために、本明細書には、エレメントは、物理的及び／又は仮想的エレメントを特定せずに、「エレメント（複数のエレメント）」、「受信機（複数の受信機）」及び「送信機（複数の送信機）」を指すものである。

３．２ 従来の位相配列方法及びシステムでは、少なくとも送信のために、及び通常送信と受信の両方のために、ハードウェア‐ワイズ（ハードウェアベース）の位相器を使用して電磁波探査を実行する。現実施例の実施では、送信と受信において、ハードウェア位相器の使用を必要とせずに、また少なくとも本明細書に説明された革新的方法及びシステムの一部に基づき、電磁波探査を提供する。送受信及び位相補正の両方における領域（２．８）を走査する計算と処理は、汎用プロセッサ（例えば中央処理装置（ＧＰＵｓ））、又はファームウェアプロセッサ（例えばＥＰＧＡｓ）を使用することにより実行される。これは以下の段落４．５〜４．６及び５．５〜５．６に説明される。カスタム及び特定のハードウェアは実施例のために、例えば、信号プロセッサ（図３のブロック２０６）の中の例示的なディジタルプロセッサなどの処理速度を上げるために使用されることができ、この信号プロセッサは説明された計算を実行するものである。

３．３ グレーティングローブ（２．２２）は信号波長（λ）における少なくとも二つの異なるエレメント間隔（ｄ）、即ち、単一フォーメーションの２周波数の指定などの少なくとも二つの異なる（λ／ｄ）により減少又は回避することができる。これは二つの異なる周波数の各エレメント（２．１）を操作することにより実施されることができる。このような非限定的実施例は以下である。
ａ）低周波はオブジェクトの位置（推定される又は想定される）に基づき、ＲＸ ＥＳＦにおける受信機エレメントの間隔（物理的又は仮想的位置）により特定され、また領域の低分解能走査が、グレーティングローブがないといった状況のために実行できるように選択される。低周波基準信号はＬＯを介して基準信号源６０５により送信機６０１に提供することができる。
ｂ）高周波は検出されたオブジェクトに関する所望の高分解性能を達成するために、３などの係数により基準信号を掛け算することにより得られる。
低周波を使用し、またグレーティングローブを回避する初期探査段階を実行した後に、探査段階の結果は、後期の高分解性能調査段階のために、比較的に高い周波数信号、及び探査段階で検出されたオブジェクトの位置に関する分析セルのサブセットを選択することにより使用される。

３．４ 実施例は領域（２．８）により実行されることができ、この領域（２．８）はＥＦの近傍領域に深く存在する。

３．５ 図２は様々な例示的なフォーメーションの構成のスケッチである。
以下では、より詳細に説明する。図２に示されるように、ＥＦにおける少なくとも二つのエレメント（Ｅ）の様々な可能な構成がある。
以下を含むが限定されるものではない：
直線的ＥＦ（３．１５ａ）であって、第１の実施例で詳細に説明される直線的ＥＦ；
曲線的ＥＦ（３．１５ｂ）であって、第２の実施例で詳細に説明される曲線的ＥＦ；
平面ＥＦ（３．１５ｃ）であって、第１の実施例の可能な拡張としての平面ＥＦ；
三次元ＥＦ（３．１５ｄ）であって、別次元への拡張としての三次元ＥＦ；
第２の実施例で説明されたＥＳＦ（２．６）などの複数構成の少なくとも一部の組合せ。

３．６ ＥＦには様々な可能なエレメント分布がある。
例えば、第２の実施例のＥＳＦと同様に第１の実施例の均質的（均一的）エレメント分布、又は第２の実施例のような不規則なエレメント分布、又は疑似ランダム分布、又はＥＳＦｓとしての、これらの分布の一部の組合せである。

３．７ ＥＦの中には、様々な可能なエレメントタイプがある。例えば、
送信機だけ；
受信機だけ；
送信機と受信機の両方であるエレメント；
受信機だけと少なくとも一つの送信機；
放射分析の受信をベースとする受動的受信機；
ＥＳＦｓとしての、前記エレメントタイプの一部の組合せである。
第１の実施例には、送信機だけのＥＳＦと受信機だけのＥＳＦの組合せがある。
第２の実施例には、ビーコンオブジェクトに対する受信機だけのＥＳＦと、受信機だけのＥＳＦに対する合成的送信機ＥＳＦとの組合せがある。

３．８
様々な可能なオブジェクトタイプがあり、このオブジェクトタイプはシステムの実施例に使用されることができる。例えば、
協調型のアクティブリピータ（２．１４）；
第２の実施例のカプセルビーコンなどの協調型のビーコンソース（２．１５）；
協調型のパッシブリピータ（２．１６）；
第１と第２の実施例の両方にある非協調型のターゲットリフレクタ（２．１７）。

３．９ ＥＦｓの構成（構造）は、以下を含む：
第１の実施例に示される物理的構成（２．３）であり、また、第２の実施例のＥＳＦとしての物理的構成（２．３）；
第２の実施例のＥＳＦとしての合成的なＥＦ；
第２の実施例に示す二つの構成の組合せ。

３．１０
実施例は適応エレメントのフォーメーション（ＡＥＦ，２．２０）を使用することができる。ＡＥＦｓは、オブジェクトのクロスレンジ分解性能（距離方向に対して垂直方向の分解能）を一定に保ち、また領域内において範囲と角度でオブジェクトの位置から独立させるために使用される。
ｃ）ＡＥＦのサイズは以下の算式により決定される。
Ｌ＝Ｋ・λ・Ｒ・Ｃｏｓθ／Ｒｅｓ
領域内の範囲と角度においてオブジェクトの位置の独立性のクロスレンジ分解性能を保つためのものであり、
Ｌ‐オブジェクトの特定位置のためのＡＥＦサイズ；
Ｋ‐加重係数（加重がない単位であり、信号の加重和（２．１１）関数の例は１．３である）；
λ‐送信信号の波長
Ｒ‐走査されたセルからＡＥＦセンターまでの範囲；
θ‐走査されたセルから前述したセンターまでのベクトルと、ＡＥＦのセンター垂線との間の角度；
Ｒｅｓ‐所望の分解能である。
例えば、異なる（より小さい又はより大きい）値で実施される例を除くものでなく、第１の実施例の約１センチメートル、及び第２の実施例の約０．２ｃｍである。

好ましい実施例では、システムは、波長及びＥＦ（ＲＸ ＥＳＦ）のサイズで設計され、これにより、システムを操作する最大範囲において、システムは所望のクロスレンジ分解性能を有する。操作中に、操作される（受信する）受信機の数はＡＥＦサイズを減少させるために減少することができ、即ち、受信機エレメントの物理的分布を減少させ、受信機アレイの角度と交差距離を増加させ、その結果、特定の分析セルのために、クロスレンジ分解性能は減少し、同様のクロスレンジ分解性能を可能にさせる。このクロスレンジ分解性能は最初に分析セルを受信機ＥＳＦから比較的に離れさせるために使用され、また分析セルを受信機ＥＳＦに比較的に近づけさせるために使用される。

実施例は部分的なＡＥＦを含むことができる。これは、領域の補完部分における一部の領域及び非ＡＥＦ（完全なＥＦ又はＥＳＦ）のためのＡＥＦである。

３．１１ 信号加重和は、合計サイドローブを最適化するために、ドルフ‐チェビシェフなど知られている重み関数を信号と掛けた後にその信号を合計することにより計算することができる（２．１１節で説明される）。

３．１２ 範囲補正であって、特に振幅補正が位相補正と似たように行うことができる（２．９，４．５節）。範囲補正合計は、送信機ｉから受信機ｊまでの様々なオブジェクトの範囲のために、信号を合計することにより実行されることができる。

例示的な実施例は、それぞれの多数の分析セルのために、複数の振幅補正を生成することを含む。
各振幅補正は、複数の送信機と受信機の対の一つに対応する。また、以下に基づく。
（１）前記提供された送信機から前記分析セルまでの距離と、前記提供された受信機から前記分析セルまでの距離を掛けた値と、
（２）前記エレメントフォーメーションセンターから前記分析セルまでの距離の二乗、
との比率である。
特定の送信機と特定の受信機は、対応する送信機と受信機の対からのものである。

対応する送信機と受信機の対のそれぞれの振幅補正により受信信号の振幅を割り算することにより振幅補正信号を得る。

３．１３ 実施例は、内容３．１〜３．１２の少なくとも二つを組み込むことができる。

３．１５ 図２に再び示されるように、ＥＦの構成と実施は以下を含むことができる。
３．１５ａ） 直線的エレメントの配置フォーメーションであって、水平及び／又は垂直に構成されるエレメントである。
３．１５ｂ） 任意の湾曲した形状を有する配置フォーメーションである曲線軌道エレメントである。
３．１５ｃ） 平面エレメントの配置フォーメーションであって、長方形又は任意の二次元（２Ｄ）形状の閉鎖輪郭線がある平面エレメントである。エレメントによる例示的なｎの配列が示される。
３．１５ｄ） 三次元（３Ｄ）エレメントの配置フォーメーションであって、長方形又は任意の３Ｄ形状の閉鎖輪郭線があるエレメントである。
３．１５ｅ） 上記ＥＦの例は、以下の選択的及び／又は代替的な特徴を組み込むことができる。
（１）各構成内のエレメント位置の分布は、均質（均一）、ランダムまたは疑似ランダムとすることができる。
（２）各構成は、物理的構成又は合成的構成とすることができる。
（３）各構成は、
ａ．アクティブ送信だけのエレメント、
ｂ．アクティブ送受信エレメント、
ｃ．受信だけのエレメント及び、協調型及び／又は非協調型のターゲットリフレクタ及び／又はリピータなどのエレメントを送信する信号もの、
ｄ．放射測定などの受動的受信エレメント、
を含むことができる。
３．１５ｆ） ＥＦｓは送信機と受信機の両方のために、上記ＥＦｓの全ての組合せを含むことができ、この送信機と受信機は、サブフォーメーションとして機能する。

４．システム
本節は、前述した操作の一般的な方法に基づき、また一般的及び特定のオプション、並びに本説明に基づくシステムと方法の実施の代替手段を含むものである。

４．１ 図３は例示的なシステム実施のハイレベルブロック図である。信号サポータモジュール２０４は、ＥＦ２．２が送信するために送信信号２０３をＥＦ２．２に送る。エレメントフォーメーション（ＥＦ，２．２）は受信信号（２０２）を信号サポータモジュール（２０４）に送る。

信号サポータはシステムのための制御ユニットとして機能することができる。制御機能は、送信機を作動させる及び受信機を作動させることを含むが、これに限定されるものではない。現在の非限定的例では、各送信機は順次作動する。各送信機の作動と平行して、受信機ＥＳＦ（通常ＥＦ中の全ての受信機）は、受信信号を受信するために作動し（可能性がある）、この受信信号は領域のオブジェクトから、各アクティブ受信機に向かって反射されたものである。

４．１ｂ） 本明細書の他の記載及び以下の４．２節の詳細に記載されるように、ＥＦ２．２の少なくとも一つの送信機（ＴＸｉ）は領域２．８に送信する。例示的な単一の送信機の実施例は段落４．２に記載される。送信機ＥＦｓに関する三つの実施例はシステム実施例の中に記載される。一つの実施例が第１システム実施例の中に、他の二つの実施例が第２実施例の中に記載される。

４．１ｃ） 本明細書の他の記載及び以下の４．３節の詳細に記載されるように、ＥＦ２．２受信機の内の少なくとも一つの受信機（ＲＥｊ）は領域２．８から信号を受信する。オブジェクトの強調に関与する受信機数は４．１７と４．１８節に記載された適応の手順に従って特定されることができる。

４．１ｄ） 信号サポータモジュール（２０４）は、基準信号（図６のブロック６０５）を生成し、受信機出力をサンプルし、また信号位相計算のために、信号Ｉ＆Ｑ（位相と直角位相で）の構成を提供するようにサンプルの上で複素ＥＦＴを実行する。基準信号は送信信号２０３の一つとしてＥＦ２．２に送られる。信号サポータ２０４の構成は、技術文献に知られており、４．４節の例のために記述される。信号サポータは、プロセス信号２０５を信号プロセッサ２０６に送る。

４．１ｅ） 信号プロセッサ２０６はプロセス信号２０５を受信し、次に信号の位相から補正位相Φ_Ｒｉｊを引くために使用されることができ、この信号はＥＦ２．２の送信機（ｉ）と受信機（ｊ）のペア（ｉ，ｊ）により送受信され、これにより、位相信号補正とも言われる位相補正信号が得られる。さらに、信号プロセッサは、関係するペアの全ての受信機の位相補正信号の合計を実行する。これらの位相補正と合計は４．５と４．６節にさらに説明される。信号プロセッサ２０６は、振幅補正を実行することもでき、これについて本明細書の他の記載及び以下の３．１２節の詳細に説明される。

例示的な位相補正及び振幅補正技術の説明を用いることは、限定をするものではないと理解されるべきである。補正信号を計算するために代替技術が使用され得ると考えられる。

４．１ｆ） ユーザインタフェース２０８は、信号プロセッサ２０６の出力（特定オブジェクト２０７として示される）を得て、システムの特定の実施例に従って、特定オブジェクトをユーザ（示されていない）に表示するために使用されることができる。ユーザインタフェースの実施例は４．２１節に示される。

４．１ｇ） 第１電源２０５などの一つ以上の電源は、システムの様々な構成物に必要な電圧と電流を提供するために使用されることができ、電源は矢印２０９として示される。詳細の必要な電圧と電流は、システムの実施例及びそれらの既存のプロフェッショナルカタログに選択された構成物に従って特定される。

４．２ 図４は、単一の送信機（ＴＥ）の実施例を示す図である。
４．２ａ） 送信機ＴＥは基準信号（６０１〜６０５）を受信し、この基準信号は送信機入力（４０６）で得られたものである。基準信号は、増幅されてフィルタ（４０５）され、送信機アンテナ（４０１）と整合負荷（４０２）などの間に、切換制御信号（４０４）に従ってスイッチ（４０３）を切り替える（例えばＳＰＤＴによる（単極双投））。送信機アンテナ（４０１）は領域（２．８）に向かって送信する。
４．２ｂ） 送信周波数はシステム分解能に影響する。典型的な送信周波数は、より低い及びより高い周波数で実施することを除くものではなく、数百ＭＨＺから数百のＧＨＺまでとすることができる。
４．２ｃ） 送信周波数は、これらの帯域と（より低い又はより高い）異なる周波数帯で実施される例を除くものでなく、例えば、第１実施例のＥ‐帯域にあり、また例えば、第２実施例のＫｕ‐帯域にある。

４．３ 図５は、単一の受信機（ＲＥ）の実施例を示す図である。単一の受信機は、学術文献で知られているようなホモダイン又はサパーホモダイン受信機などのタイプとすることができる。本図形はホモダイン受信機の非限定的例である。受信機ＲＥは受信アンテナ（５０１）により領域から信号を受信する。受信信号は、ＬＮＡ（低ノイズ増幅器５０２）で増幅されてフィルタされることができ、ミキサー（５０３）の周波数でｄｏｗｎ変換され、また受信機出力（５０４）で信号ベースバンド周波数にフィルタされる。局部発振器入力５０５は、送信と一貫してＬＯを介して受信機６０２に提供されることができる（図６に示される）。

４．４ 図６は、単一のサポータモジュール２０４の実施例を示す図である。信号サポータは、様々なサブモジュール、構成物を含むことができ、また以下の機能を実行するように構成されることができる。
４．４ａ） 基準信号源（６０５）は基準信号を生成するように構成される。基準信号は、スプリッタとしても知られている２‐ウェー分割器（６０４）、カプラーなどにより、二つの基準信号に分割されることができる。それぞれの基準信号は、増幅器（Ｇ１，６０３）により増幅され、ＬＯとして使用するために送信機６０１（図３の送信信号２０３として送られる図４の局部発振器入力４０６）に、またＬＯとして使用するために受信機６０２（図３の送信信号２０３として送られる図５の局部発振器入力５０５）に送られることができる。
４．４ｂ） 基準信号源（６０５）モジュールは、様々な技術を使用して基準信号を生成することができる。基準信号を生成する技術及び基準信号の好ましい特性は学術文献で公知である。
二つの例示的な波形の実施例は、
１）ＣＷ（連続波）波形であって、範囲分解能がなく、局部発振器により実施され、また学術文献で知られているＣＷ波形である；
２）ＬＦＭ（直線周波数変調）波形であって、波形周波数帯幅により特定される良い範囲分解能があり、ＤＤＳ（ダイレクトデジタル合成器）などにより実施され、また学術文献で知られているＬＦＭ波形である。
４．４ｃ） 送信機切換制御装置（６１１）のための切換制御信号４０４は、システムクロック発生装置（６１２であり、システムシンクロナイザクロックＳＳＣとしても知られている）などから連続的に生成することができ、インターコネクション（図６のＳＰＤＴ６１０に対する出力ラインと図３の送信信号２０３を介する図４の切換制御信号４０４）によりＳＰＤＴスイッチ４０３に送る。
４．４ｄ） ＡＤＣ（６０８であって、アナログ‐デジタル変換器である）により受信機出力（図６の受信機出力ライン６０９からの図５の５０４）をサンプリングし、サンプルされた信号（信号プロセッサライン６０７に対する信号は図３の２０５のようなプロセッサ信号である）を信号プロセッサ２０６の入力に出力する。

４．５ 信号プロセッサ２０６により実行される操作は、以下を含む。
ａ１） 複素信号の位相から補正位相Φ_Ｒｉｊ（２．９ｄ）を引くことであり、この複素信号は、領域（２．８）の各分析セル（２．２２）のために、ＥＦの送信機（ｉ）と受信機（ｊ）の各ペア（ｉ，ｊ）による送受信から生じるものである。
ａ２） ３．１２節に説明される振幅補正をする；
ｂ） ４．５ａにおけるペアの全ての受信機の位相補正信号、又は位相と振幅補正信号を合計する；
ｃ） 受信閾値の計算であって、アルゴリズムによりオブジェクトの近傍（２．２３）から返送した信号に基づき、このアルゴリズムは学術文献に知られている連続偽警報レート（ＣＦＡＲ）技術などのものであるといった計算である；この計算は、例えば、被検セルと比較するために、隣接セルの信号値を測定し、続いて平均値を計算し、またこの平均値より高い閾値を定義することである。被検セルのための受信信号が閾値を超えると、被検セルの検出がされる；
ｄ） オブジェクトを検出し、隣接した反射器から分離するために、強調されたオブジェクト出力を４．５ｃの受信閾値と比較する；
ｅ） 信号プロセッサの出力結果（特定オブジェクトであって、２０７である）をユーザインタフェース（２０８）に送る。

４．６ 信号プロセッサは、以下のように、ａ）から各領域（２．８）の分析セル（２．２２）のために、位相補正Φ_Ｒｉｊを計算することができる。
ａ）二つの距離の距離差ΔＲ_ｉｊ（２．９ｃ）を計算する。この二つの距離は、以下である。
第１距離であって、送信機ｉ及び受信機ｊ（２．９ａ）からの分析セルの距離の合計；
第２距離であって、分析セルからＥＦセンター（２．５）までの距離の二倍。
ｂ）２πの整数掛算からの剰余乗算（２π・ΔＲ_ｉｊ／λ）の計算。

４．２１ ユーザインタフェース２０８の例示的な実施例は、スマートフォンのような表示であり、この表示は特定オブジェクトのシンボル及び／又はマーカにより、シーンのビデオの上に特定オブジェクトを重ね、また表示方向及び／又は警告音に関連する容疑者の位置、範囲、角度などの特定オブジェクトのデータを表示する。

４．２２ システムの実施例は、４．１〜４．２１節の少なくとも二つの内容を組み込むことができる。

５．第１の実施例
５．１
第１の実施例には、人体に隠された金属物体に対する自動的で、目立たない電磁波探査及び特定の実施は詳細に記載され、本発明では「ＨＬＳ実施」として述べられ、ここで、ＨＬＳがホームランドセキュリティを意味する。

ＨＬＳ実施は、電磁波信号に重点を置き、この電磁は信号は隠された金属物体（図１のオブジェクト２．１３）から返送され、直線的ＥＦ３．１５ａの位置に配置される受信機グループに向かうものである。信号の強調は信号に関係し、この信号は、オブジェクトの近傍（２．２３）における他の反射器から受信機に返送するものである。本節は、前述した操作の一般的な方法と図形に基づき、また一般的及び特定のオプション並びに本説明に基づくシステムと方法の実施の代替手段を含む。

５．１ａ）
本ＨＬＳ実施のＥＦは、ＨＬＳ ＥＦと述べられ、直線的送信機ＥＳＦと直線的受信機ＥＳＦ（３．１５ａ節に説明される）である。
５．１ｂ）
５．１ａのＨＬＳ ＥＦからの各送信機は、領域（２．８）に送信される。これについて４．２節の説明が参照される。
５．１ｃ）
ＨＬＳオブジェクトの強調に関与する受信機数は３．１０節に基づく５．１７節に説明されたアプリケーションの手順に従って特定される。

５．２
ＨＬＳ実施における送信機グループからの例示的な単一の送信機は、４．２節の説明と同様に操作される。
５．２ｂ）
送信周波数はシステム分解能に重大な影響を及ぼす。ＨＬＳ実施には、送信周波数は、例えば、６０〜９５ＧＨｚの範囲にあり、好ましくは異なる周波数（より低い又はより高い）の実施を除かずに、約７８ＧＨｚでＥ‐帯域にある。

５．３ ＨＬＳ実施における単一の受信機は４．３節の説明と同様に操作される。

５．４
ＨＬＳ実施の信号サポータモジュール２０４は、以下を含む操作を実行する。
５．４ｂ）
ＨＬＳ実施で基準信号を生成することは、ＬＦＭ（直線周波数変調）波形の生成が組み込まれる。ＬＦＭ波形は、ＬＦＭ波形周波数帯幅により特定される良い範囲分解能を提供する。また、ＨＬＳ実施のＬＦＭは学術文献で知られているＤＤＳ（ダイレクトデジタル合成器）により実施され得る。

５．９
ＨＬＳ実施における領域（２．８）の走査、位相と振幅補正を送受信することは、それぞれ３．２、５．５、５．６及び３．１２節の説明と同様である。

５．１３
ＨＬＳ実施におけるＥＦ内のエレメント分布の構成は、送信機と受信機ＥＳＦｓ（２．６）の両方の均一なエレメント分布である。

５．１４
ＨＬＳ実施におけるＥＦ内のエレメントタイプの構成は、送信機だけのＥＳＦと受信機だけのＥＳＦの組合せである。

５．１５
ＨＬＳ実施におけるオブジェクト構造は、人体に隠された金属物体の非協調型のターゲットリフレクタ（２．１７）である。

５．１６
ＨＬＳ実施におけるＥＦの物理的構成は、二つの物理的エレメント（２．３）とＥＳＦ（２．６）の組合せである。送信機と受信機ＥＳＦには、物理的送信機及び物理的受信機がそれぞれの位置に実際に存在する。

５．１７
２．２０節に定義され、また３．１０節に詳しく説明されるように、ＡＥＦはＨＬＳ実施で実行される。ＡＥＦの目的は、ＨＬＳオブジェクトのクロスレンジ分解性能（ｃｍにて）を一定に保ち、また領域内において範囲と角度でオブジェクトの位置を独立させることである。

５．２１
図７は、人体シナリオに隠された金属物体に対する例示的な非認知物特定の写真である。図８は、実施例における人体に隠された金属物体の非認知物特定のためのユーザインタフェース表示の例示的な写真である。ＨＬＳ実施のための、ユーザインタフェース２０８の一つの実施例は、スマートフォンのような脅威表示であり、この脅威表示はＨＬＳ特定オブジェクトのシンボル及びマーカによりシーンのビデオを重ね、また表示方向及び警告音に関連する容疑者の位置、範囲及び角度などのＨＬＳ特定オブジェクトのデータを表示する。

６．第２の実施例
６．１
第２の実施例では、人の結腸内の腫瘍に対する電磁医療イメージングが説明される。人の結腸内の腫瘍に対するイメージングは世界周知の課題である。結腸鏡検査と光カプセルイメージングは医学文献と既存の特許で説明されている。しかし、人の結腸内の腫瘍に対する電磁イメージングは未だ達成されていない重要な課題である。腫瘍のための電磁結腸イメージングの本実施例の実施が子供と低体重の人に特に適することは、本明細書に記載され、また本明細書で「医療実施」として述べられる。

本節は、前述した操作の一般的な方法と図形に基づき、また一般的及び特定のオプション並びに本説明に基づくシステムと方法の実施の代替手段を含むものである。

６．２
図１０は、医療実施のための例示的なＥＦのスケッチである。
医療実施は二つの構成間の相乗的な協力を有する二つのＥＦ構成（６．２ａと６．２ｂ）を含む。
６．２
Ａ）物理的ＥＦ構成であって、以下により確立される。
１）四つの直線的ＥＳＦｓであって、人の腹部の外部に位置されるＥＳＦｓ（８０３、８０４、８０５と８０６）、
２）カプセル（８０２）内の協調型のビーコンソース（２．１５）であって、人の結腸（８０１）に飲み込まれた協調型のビーコンソース、
３）協調型のビーコンソース（２．１５）であって、四つのＥＳＦｓ（８０３、８０４、８０５と８０６）により検出及び正確的に位置測定される協調型のビーコンソース。
６．２Ｂ）合成的ＥＦ構成であって、以下により確立される。
１）四つのＥＳＦｓ（８０３、８０４、８０５と８０６）から取り出されたＡＥＦ（２．２０）からの信号の送信、
２）ＡＥＦセンターであって、ＥＳＦ（６．２．Ａ．１）で位置測定された協調型のビーコンソース（２．１５）により特定されるＡＥＦセンター、
３）合成的ＥＦ（２．４）であって、結腸を通した受信機モーションにより確立され、この受信機がカプセル８０２にインストールされる合成的ＥＦ、
４）受信機出力であって、ビーコン（６．２．Ａ．２の）送信フレーム・タイム内の短期通信メッセージとして外部処理のために送信される受信機出力、
５）外部処理であって、結腸内の腫瘍の非協調型のターゲットリフレクタ（２．１７）に対する検出と特定のために、６．２．Ｂ．４から結腸イメージングを実行する外部処理。

６．３
医療実施は以下の電磁波信号に重点を置き、この電磁波信号は、オブジェクトの近傍（２．２３）における他の反射器から受信機に返送する信号に関係する。
Ａ．信号であって、協調型のビーコンソース（２．１５）（６．２．Ａ．２）から返送され、ＥＦｓ６．２．Ａ．１の物理的受信機に向かう信号である。
Ｂ．信号であって、非協調型のターゲットリフレクタ（６．２．Ｂ．５）から返送され、合成的ＥＦ受信機６．２．Ｂ．３に向かう信号である。
６．３ａ） ６．２．Ａと６．２．Ｂの医療実施におけるＥＦｓは２．２節で定義される。
６．３ｂ） 構成６．２Ａと６．２Ｂの両方における医療実施のＥＦからの各送信機は、領域（２．８）に送信する。単一の送信機の実施例は、４．２節の説明に類似し、６．４節にさらに説明される。
６．３ｃ）受信機：
Ａ．医療実施において、６．２．ＡのＥＦの受信機グループは、領域（２．８）から返送信号を受信する。受信機の操作は既述されている。６．２Ａのビーコンオブジェクトの強調に関与した受信機数は、６．１９節にさらに詳細に説明されるように、３．１０節に説明された適応の手順に従って特定されることができる。
Ｂ．医療実施において、構成６．２Ｂの合成的ＥＦの単一の受信機は、領域（２．８）から返送信号を受信する。この受信機の内容は図４．２５に詳細に説明される。６．２Ｂの非協調型のターゲットリフレクタオブジェクトの強調に関与した受信機サンプリングの数は、６．１９節にさらに詳細に説明されるように、３．１０節に記載された適応の手順に従って特定されることができる。
６．３ｅ）信号プロセッサ：
Ａ． ６．２．Ａにおいて、信号プロセッサは、信号の位相から補正位相Φ_Ｒｉｊを引き、この信号は、ビーコンオブジェクト６．２．Ａ．２から６．２．Ａ．１の物理的ＥＦの受信機（ｊ）により受信された。振幅補正は、３．１２節に説明したように実行される。さらに、信号プロセッサは、全ての受信機関与の位相と振幅補正信号の合計を実行する。これらの位相補正、振幅補正及び合計はそれぞれ６．８、３．１２と６．９節に説明される。
Ｂ． ６．２．Ｂにおいて、信号プロセッサは、信号の位相から補正位相Φ_Ｒｉｊを引き、この信号は６．２Ｂの合成的ＥＦのカプセルにおける受信機サンプルｊにより受信されたものである。この信号は６．２Ｂの非協調型のターゲットリフレクタオブジェクトから返送されて受信される。さらに、信号プロセッサは、合成的形成に関与した全ての受信機サンプリングの位相と振幅補正信号の合計を実行する。これらの位相補正及び合計は、それぞれ６．８、３．１２と６．９節に説明される。

６．４
医療実施における両方の構成（６．２Ａと６．２Ｂ）の送信機グループからの例示的な単一の送信機は、学術文献で知られ、また４．２節で既述されている。
６．４ｂ）
送信周波数はシステム分解能に影響する。医療実施の両方の構成（６．２Ａと６．２Ｂ）には、送信周波数は、例えば、１５〜２５GHzの範囲にあり、好ましくは異なる周波数（より低い又はより高い）で実施される例を除くものでなく、約１８GHzでＫｕ‐帯域にある。

６．６ｂ）
波形：医療実施（６０５）において、基準信号を生成することは、ＬＦＭ（直線周波数変調）波形の生成を組み込む。この波形は、ＬＦＭ波形周波数帯幅により特定される良い範囲分解能を提供する。医療実施におけるＬＦＭは、学術文献で知られているＤＤＳ（ダイレクトデジタル合成器）により実施される。

６．７
医療実施における信号プロセッサ２０６により実行される操作は、以下を含む。
ａ１） 複素信号の位相から補正位相Φ_Ｒｉｊ（２．９ｄ）を引くことである。この複素信号は、以下から生じる。
Ａ．領域（２．８）の各分析セル（２．２２）のための、物理的ＥＦの構成６．２Ａの各受信機（ｊ）によるビーコンオブジェクトの送受信。
Ｂ．領域（２．８）の各分析セル（２．２２）のための、６．２Ｂの物理的ＥＦの送信機（ｉ）及び合成的ＥＦの構成６．２Ｂの合成的受信機（ｊ）の各ペア（ｉ，ｊ）による送受信。
ａ２） ３．１２における振幅補正
ｂ）６．７ａにおけるペアの全ての受信機の位相と振幅補正信号を合計すること；
ｃ）受信閾値の計算であって、オブジェクトの近傍（２．２３）から返送した信号に基づき、学術文献に知られているＣＦＡＲ技術による計算をすること；
ｄ）医療実施オブジェクトを検出し、隣接した反射器から分離するために、両方の構成（６．２Ａと６．２Ｂ）における強調されたオブジェクト出力を６．７ｃの受信閾値と比較すること；
ｅ）信号プロセッサの出力結果（２０７）を医療実施のユーザインタフェース（２０８）に送ること。

６．８
信号プロセッサの計算：
信号プロセッサは、医療実施において、６．７ａからの位相補正Φ_Ｒｉｊと各領域（２．８）分析セル（２．２２）の振幅補正を計算する。
６．８ａ） 二つの距離（距離１と距離２）間の距離差ΔＲ_ｉｊ（２．９Ｃ）の計算であって、
Ａ．構成６．２Ａにおいて、距離１は、物理的受信機ｊ（２．９ａ）からの分析セルの距離の二倍である。距離２は、分析セルから医療実施の物理的ＥＦセンター（２．５）までの距離の二倍である。
Ｂ．構成６．２Ｂにおいて、距離１は、物理的送信機ｉと合成的受信機ｊ（２．９ａ）からの分析セルの距離の合計である。距離２は、分析セルから医療実施の合成的ＥＦセンター（２．５）までの距離の二倍である。
６．８ｂ）２πの整数掛算からの剰余乗算（２π・ΔＲ_ｉｊ／λ）の両方の構成に対する計算である。

６．１１
本例示的な医療実施において、領域（２．８）の走査と位相補正を送受信することは、３．２節（段落６．７と６．８にさらに説明される）の説明と同様である。

６．１４
医療実施のＥＦの構成は、以下である。
Ａ． ６．２Ａにおける四つの直線的な物理的受信機ＥＳＦ；
Ｂ． ６．２Ｂの合成的ＥＳＦの湾曲したＥＦ及び、四つの直線的な物理的送信機ＥＳＦ。

６．１５
医療実施におけるＥＦ内のエレメント分布の構成は、以下である。
Ａ． 構成６．２Ａには、四つの直線的な物理的受信機ＥＳＦにおける均質的（均一的）エレメント分布がある。
Ｂ． 構成６．２Ｂには、湾曲した合成的受信機ＥＳＦにおけるランダムな合成的エレメント分布がある。この分布は、カプセルの一時的な速度及び、合成的受信機出力のサンプルリングの一定の比率により特定される。さらに、四つの直線的な物理的送信機ＥＳＦには均質的（均一的）エレメント分布がある。

６．１６
医療実施におけるＥＦ内のエレメントタイプの構成は、四つの直線的な物理的受信機ＥＳＦにおける送受信エレメントである。受信機は６．２Ａ構成のためであり、送信機は６．２Ｂ構成のためである。さらに、６．２Ｂ構成の合成的ＥＳＦのために、カプセルには単一の受信機がある。

６．１７
医療実施のオブジェクト構成は、６．２Ａ構成の協調型のビーコンソース（２．１５）及び、６．２Ａ構成における結腸内の腫瘍の非協調型のターゲットリフレクタ（２．１７）である。

６．１８医療実施におけるEFの物理的構成は、以下である。
Ａ． 構成６．２Ａにおける四つの物理的受信機ＥＳＦｓ。
Ｂ． 構成６．２Ｂにおける四つの物理的受信機ＥＳＦｓに加えた合成的受信機ＥＳＦ。

６．１９
ＡＥＦは２．２０に定義されるように、また３．１０節に詳細に説明されるように、本実施例の約１．７ｃｍの波長で、医療実施で実行される。

６．２３
医療実施のための、ユーザインタフェース２０８の例示的な実施例は、オブジェクト表示であり、このオブジェクト表示は医療特定オブジェクトのシンボル及びマーカによりシーンのビデオの上にオブジェクトを重ね、また結腸に関連する位置、範囲と角度などの医療特定オブジェクトのデータを表示する。

図９は実施例のフローチャートであり、全体の操作の典型的な実施例を示すものである。
送信機は、領域９００に向かって信号を送信するために連続的に切替えられる。
受信機は、領域のオブジェクトから返送された受信信号を受信して、スケーリング（加重）、フィルターリングおよびアナログ‐デジタル変換（ＡＤＣ）９０２などの処理を実行する。
受信信号は復調され９０４、またオプションとして、適応型アパーチュア及びアスペクトアングル処理を実行する９０６。
探査段階の係数は探査段階デジタル走査９０８に提供９１０することができる。
領域又は領域の一部はマップされ、閾値操作は実行されることができる９１２。
強調されたオブジェクト出力はオブジェクトが潜在的な脅威９１６である場合には、分類と特定９１４のために送ることができる。
当該プロセスを、矢印９１５により示されるように繰返すことができる。
脅威が検出されない場合には、この方法は、探査段階デジタル走査９０８に戻る。
脅威が検出された場合には、この方法は、脅威サブ領域指定（脅威が検出された領域の一部）９１８を特定するために、ブロック９１８に続く。
サブ領域の特定は、調査デジタル走査９２０のために、調査係数９２２（オンライン計算を介する可能性がある）を提供するために使用されることができる。
調査サブ領域マッピング及び閾値９２４は潜在的な脅威検出とイメージング９２６により生成される。
脅威の分類を、次に実行する９２８（調査段階の強調されたオブジェクト出力の上で）ことができる。
脅威の分類タイプ９３０に基づき、脅威が悪意のないオブジェクトとして分類される場合には、この悪意のないオブジェクトのファイル管理９４０は、悪意のないオブジェクトのファイル９４２をアップデートして脅威分類９２８にフィードバックするために使用され得る。
脅威が本当の脅威として分類される場合には、脅威とビデオの融合と重畳９３２は実行され、また脅威デモンストレーション及びユーザ・サポート９３４のために使用されることができる。
代替として、及び／又はさらに、本当の脅威は脅威ファイル９３８をアップデートして脅威分類９２８にフィードバックするために、脅威のファイル管理９３６により取り扱われることができる。

図１１はＨＥＲＰ標準の図である。ＨＥＲＰ（人に対する電磁放射の危険）基準は職業被爆に関する非電離放射防護国際委員会（ＩＣＮＩＲＰ １９９８）により定められている。
一般公衆応用のための実施に必要なパワー密度範囲は、ＨＥＲＰ基準よりかなり低く、例えば、第１の実施例段落６が典型的にＨＥＲＰ基準より２〜３桁低い、即ち、ＨＥＲＰ基準を（１／１００）〜（１／１０００）倍下回る。本実施が公衆応用ではないため、実施のパワーレベルをＨＥＲＰ基準より相当大きくすることができる。

様々な実施例において、送信の有効放射パワーレベルの範囲は、−２０ｄＢｍ〜＋８０ｄＢｍ（０．０１ｍＷ〜１００ｋＷ）であるが、これに限定されるものではない。パワーレベルの範囲は広く、これは実施例が一般的で、広範囲の用途に使用することができるためである。例えば、低パワーレベルは小さい形成によりオブジェクト特定のために使用することができ、この小さい形成はクリーンな伝搬環境において、数センチメートルの距離内に配置されるものである。高パワーレベルは、例えば、空に向かって配置される地球のエレメントフォーメーションによる宇宙のオブジェクト特定のために使用することができる。

典型的な実施例の周波数帯はＨＰ〜テラヘルツ（即ち、３０ＭＨｚ〜３ＴＨｚ）までとすることができる。この周波数範囲は広く、これは実施例が一般的で、広範囲の用途に使用することができるためである。例えば、数センチメートルの距離内に配置される小さい形成によるオブジェクトから、例えば、空に向かって配置される地球のエレメントフォーメーションにより、宇宙にあるオブジェクトの宇宙のオブジェクト特定までとされる。

クレームの明瞭さを高めるために、クレームは「受信機」及び「送信機」と記載される。しかし、この言語では限定するものではないと理解されるべきであり、当業者には、受信機と送信機の少なくとも一部のサブフォーメーションが実施され得ると認識すべきである。

例えば、その用途の特定要件に依存して、より多数の送信機及び／又は受信機は、その用途に必要なアパーチュアを達成するために厳密に必要とせずに配置されることができる。配置されたエレメントの一部は、動作的に使用され得るが、エレメントの他の部分は、パワーオフされることができ、運用単位に故障が生じた場合には、その使用が確保される。或いは、エレメントの一部はＥＦの電力消費を削減するために、パワーオフされ、より小さいアパーチュアでシステムを操作する又は、初期探査段階のために削減された分解能で操作することができる。

より少数のエレメントが配置（操作に使用される）せずに操作される場合には、オフライン（留保、非操作）ユニットのための位相補正と振幅補正の計算は、同時に計算されることができ、これは位相補正と振幅補正が運用単位のために計算されるためである。例えば、いくつか（一部）または全てのエレメントのための位相補正と振幅補正はシステム構成の間に、又は校正段階の間に、オフラインで生成され、システム展開前に事前に計算することができる。

一般的に、センシングのための方法はそれぞれの多数の分析セルのために、複数の位相補正と振幅補正を生成することで始まる。それぞれの位相補正は、
（ｉ）複数の送信機と受信機の対の一つに対応するものである；
（ｉｉ）以下の間の位相差の残余をベースとする。
（Ａ）距離の合計であって、この距離は、提供された送信機から分析セルまで及び提供された受信機から分析セルまでの距離であり、ここで、提供された送信機及び提供された受信機は、送信機と受信機の対に対応するものである、といった距離の合計である；
（Ｂ）往復距離であって、この距離は、エレメントフォーメーションセンターから分析セルまでの距離であり、ここで、エレメントフォーメーションセンターは、送信機と受信機の位置に対応する基準点である、といった往復距離である。

上記のように、位相補正（及び振幅補正）は操作／実行の前、オフライン、設置時／展開時、又は校正段階において生成することができる。調査エリア（より詳細な調査にとって着目する探査段階により特定された領域の一部）のために位相補正を生成することは操作又は操作の一部（探査を実行したに、分析セルのどの部分「サブセット」が関心であるかを特定するが、調査段階を始める前である）を始める前（探査前）に実行することができる。オフライン係数計算の概念は、リアルタイムで受信された信号に対するリアルタイムの位相と振幅補正を促進させる。これにより、必要なリアルタイム処理が減少され、この処理は、システム実施における工程要件を緩めることにとって非常に重要である。

一般的に、第１の実行（システムの操作）は探査段階などの実施例方法の初期実行であると考えられる。初期実行は、事前に定義したＲＣｓ、事前に生成した補正（位相、又は位相と振幅）及び計算係数を使用することができる。初期操作の間に使用されるこれらの値は、後期操作（実行）のためにも使用することができる。さらに又は或いは、初期実行時又は実行後に新しい値又は追加値を生成することができる。例えば、初期実行の中間（実行の間に）又は最終（実行を終えた後）に基づき、新しい値はＲＣｓ、位相補正、振幅補正、及び計算係数のために特定することができる。

各送信機は、事前に定義した周波数で信号を送信するために順次操作する。送信機の各送信と並行して、受信信号はＥＦ又はＥＳＦのアクティブ（作動的）受信機により並行して受信される。当業者にとって明らかなように、領域の一部にあるオブジェクトからの反射／返送信号が探査される又は調査される場合には、受信信号は重要であろう。受信信号は、受信機で受信された有効な返送信号がない（受信信号の不十分なレベル）、又は検出した受信信号が環境或いは受信機のノイズにより生じた場合には無意義（軽微、無効）であろう。

受信信号が重要であるか又は軽微であるかに関わらず、この方法は、対応する送信機と受信機の対及び分析セルのための受信信号に基づき、各位相補正と振幅補正から補正信号を計算するにより続く。この補正信号は信号補正として見なすこともできる。

各分析セルのための補正信号を合計して強調されたオブジェクト出力を生成させる。

次に、強調されたオブジェクト出力は処理するために送信され、例えば、分類のために画像又はオブジェクト処理に送られることができる。画像及びオブジェクト処理技術は、当業者には周知であるため、ここで説明されない。結果の強調されたオブジェクト出力及び／又は分類の結果は、ユーザに提供することができ、例えば、図３と図８に示されるように、特定オブジェクト２０７をユーザインタフェース２０８に提供する。

連続的な送信機切替を用いる前記非限定的実施例に基づき、当業者には、連続的な受信機切替を使用する方法とシステム、及び送信機と受信機の対の切替を実行することができる。連続的な受信機切替は、単一の受信機エレメントで受信することと並行して、少なくとも一つの送信機ＥＳＦの全ての送信機から送信することを含む。次に、複数の送信機から単一の受信機までの並行送信を続ける。送信機と受信機の対切替は、単一の受信機で受信することと並行して、単一の送信機から送信することを含み、次に他の送信機と受信機の対で続けられる。

当業者には、「並行」の送信と受信の概念が「同時に」送信と受信することとして専門用語の中でよく知られると理解するであろう。言い換えれば、送信の持続時間の少なくとも一部は受信の継続時間の一部と重なる。

図１２は、本発明のセンシングを実施するように構成される例示的なシステム１２００の高レベルで部分的なブロック図である。
システム（処理システム）１２００は、プロセッサ１２０２（一つ以上）及び四つの例示的な記憶装置を含む。
この四つの記憶装置は、RAM１２０４、ブートＲＯＭ１２０６、大容量記憶装置（ハードディスク）１２０８及びフラッシュメモリ１２１０であり、全てが共通のバス１２１２により通信する。
当業界に知られているように、処理とメモリは、ソフトウェア及び／又はファームウェア及び／又は全てのハードウェアというエレメント（複数のエレメント）を保存する全てのコンピュータ読み取り可能な媒体を含むことができ、このハードウェアはフィールドプログラマブルロジックアレイ（ＦＰＬＡ）エレメント（複数のエレメント）、ハード配線したロジックエレメント（複数のエレメント）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＥＰＧＡ）エレメント（複数のエレメント）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）エレメント（複数のエレメント）を含むが、これに限定されるものではない。
全ての命令セットアーキテクチャーは、プロセッサ１２０２で使用されることができ、このプロセッサは、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）アーキテクチャー及び／又は複雑命令セットコンピュータ（ＣＩＳＣ）アーキテクチャーを含むが、これに限定されるものではない。
モジュール（処理モジュール）１２１４は、大容量記憶１２０８に示されるが、当業者にとって明白なように、全ての記憶装置に配置されることができる。

大容量記憶装置１２０８は、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体の非限定的例であり、この記憶媒体は、本明細書に記載したセンシング方法を実行ために、コンピュータ読み取り可能なコードを生成する。このようなコンピュータ読み取り可能な記憶媒体の他の例は、このようなコードを生成するＣＤｓなどの読み出し専用メモリを含む。

システム１２００は、作動システムを備えることができ、この作動システムは記憶装置に保存されるものである。ＲＯＭはシステムのためにブートコードを含むことができ、またプロセッサは、作動システムをＲＡＭ１２０４にロードするためにブートコードを実行し、コンピュータ読み取り可能なコードをＲＡＭ１２０４にコピーしてそのコードを実行するために、作動システムを実行ように構成される。

ネットワーク継続１２２０は、システム１２００へ及びシステム１２００から通信を提供する。典型的には、単一のネットワーク継続は仮想継続を含む一つ以上のリンクをローカルネットワーク及び／又はリモートネットワーク上の他のデバイスに提供する。或いは、システム１２００は、一つ以上のネットワーク継続（示されない）を含むことができ、各ネットワーク継続は一つ以上のリンクを他のデバイス及び／又はネットワークに提供する。

システム１２００は、サーバ又はクライアントとして実施されることができ、このサーバ又はクライアントはネットワークによりそれぞれサーバ又はクライアントに接続される。

処理システム１２００は、一つ以上のプロセッサ１２０２を含み、信号サポータ２０４及び信号プロセッサ２０６の機能を含む制御装置を実行するように構成されることができる。或いは、制御装置は信号サポータ２０４及び信号プロセッサ２０６のために、独立ハードウェアを含むことができ、この信号サポータ２０４及び信号プロセッサ２０６は本発明の実施例のための処理システムとして機能する。

モジュールの様々な実施及び処理は適用例により、可能であることに留意すべきである。好ましくは、モジュールはソフトウェアにより実施されるが、単一のプロセッサ又は分配されたプロセッサで一つ以上の位置にハードウェアとファームウェアにより実施可能である。上記のモジュール機能は、結合されてより少ないモジュールとして実施される、又はサブ機能に分離されてより多数のモジュールとして実施されることができる。上記の説明に基づき、当業者は、特定の用途のために実施例を設計することができる。

上記の例、使用された数字及び例示的な計算が本実施形態の説明を補助することに留意すべきである。不注意な誤字、数学的誤り及び／又は簡易計算法の使用は、本発明のユーティリティ及び基本的なメリットを減じることがない。

添付した請求項が複数の依存関係を有せずに既に作成されたといった範囲にとって、これはこのような複数の依存関係を許可しない法域にある方式要件に対応するためだけに行われる。クレーム掛算依存をレンダリングすることにより含まれる特徴の全ての可能な組合せが、明らかに考えられ、また本発明の一部として考慮されるべきであることに留意すべきである。

上記の説明が例だけとして機能するものであり、そして多くの他の実施例は添付した請求項に定義された本発明の範囲内に可能であることに理解されるであろう。

Claims (33)

1. 以下のステップを有するセンシング方法。
   （ａ）それぞれの多数の分析セルのために、複数の位相補正を生成するステップ：
   ここで、前記各位相補正は、
   （ｉ）複数の送信機と受信機の対の一つに対応する；
   （ｉｉ）以下の間の位相差の残余をベースとする；
   （Ａ）提供された送信機から前記分析セルまでの距離と、提供された受信機から前記分析セルまでの距離の合計距離であり、ここで、前記提供された送信機及び前記提供された受信機は、前記送信機と受信機の対に対応するものである；
   （Ｂ）エレメントフォーメーションセンターから前記分析セルまでの往復距離であり、ここで、前記エレメントフォーメーションセンターは、前記送信機と受信機の位置に対応する基準点である；
   （ｂ）各前記送信機からの信号を順次送信するステップ：
   （ｃ）前記送信と並行して受信信号を受信するステップ：
   （ｄ）対応する送信機と受信機の対の前記受信信号に基づき、各位相補正から位相補正信号を計算するステップ：
   （ｅ）強調されたオブジェクト出力を生成するために、各分析セルのためのフェーズ補正信号を合計するステップ。
2. 各前記分析セルは、事前に決定した位置にあって、所定のボリュームを有する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンシング方法。
3. 前記所定のボリュームを有する前記多数の分析セルによる請求項１の初期実行ステップの後に、
   次にサブセットによる請求項１のステップを順次実行し、
   前記サブセットは前記多数の分析セルのサブセットであって、各前記分析セルが前記所定のボリュームより小さい第二ボリューム、及び前記初期実行に基づく位置を有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のセンシング方法。
4. 前記初期実行は第一周波数を使用し、前記後期実行は第二周波数を使用し、
   前記第二周波数が前記第一周波数より高い、
   ことを特徴とする請求項３に記載のセンシング方法。
5. 前記計算のために、前記初期実行は第一係数のセットを使用し、
   前記第一係数のセットはオフラインで生成されるものであり、
   前記後期実行は、第二係数のセットを使用し、
   前記第二係数のセットは前記初期実行を始めた後に生成される、
   ことを特徴とする請求項３に記載のセンシング方法。
6. 前記位相補正信号は、対応する送信機と受信機の対の受信信号から位相補正を引くことにより計算される、
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンシング方法。
7. 前記方法は、前記計算の前に前記受信信号を加重するステップを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンシング方法。
8. 前記方法は、各前記分析セルの近傍にあるオブジェクトのために、閾値を計算するステップをさらに含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のセンシング方法。
9. 前記方法は、各前記強調されたオブジェクト出力をそれぞれの閾値と比較することに基づき、オブジェクト検出を提供するステップをさらに含む、
   ことを特徴とする請求項８に記載のセンシング方法。
10. 低周波信号である前記信号による請求項１の初期実行ステップの後に、
    次に強調されたオブジェクト出力に基づき、高周波信号である信号による請求項１のステップを順次実行し、
    前記高周波信号は、前記低周波信号より大きな周波数を有する、
    ことを特徴とする請求項１に記載のセンシング方法。
11. （ｆ）それぞれの多数の前記分析セルのために、複数の振幅補正を生成するステップ：
    ここで、各前記振幅補正は、
    （ｉ）前記複数の送信機と受信機の対の一つに対応し、
    （ｉｉ）以下のもの比率に基づくものであり、
    （Ａ）前記提供された送信機から前記分析セルまでの距離と、前記提供された受信機から前記分析セルまでの距離を掛けた値であり、前記提供された送信機及び前記提供された受信機は、前記送信機と受信機の対に対応するものである；
    （Ｂ）前記エレメントフォーメーションセンターから前記分析セルまでの距離の二乗；
    （ｇ）対応する送信機と受信機の対の前記受信信号に基づき、各前記振幅補正から振幅補正信号を計算するステップ送信機受信機ステップ；
    を含み、
    （ｅ）前記合計は、前記振幅補正信号を合計することを含む、
    ことを特徴とする請求項１に記載のセンシング方法。
12. 前記振幅補正信号は、対応する送信機と受信機の対の振幅補正により、
    前記受信信号の振幅を割り算することにより計算される、
    ことを特徴とする請求項１１に記載のセンシング方法。
13. 受信機の第一ボリュームは、第一距離における第一クロスレンジ分析を提供するために受信できるように動作可能であり、
    受信機の第二ボリュームは、第二距離における前記第一クロスレンジ分析を提供するために受信できるように動作可能であり、
    前記第一距離と第二距離は受信機からの距離であり、
    前記第二距離は前記第一距離より少なく、
    受信機の前記第二ボリュームが受信機の前記第一ボリュームより少ない、
    ことを特徴とする請求項１に記載のセンシング方法。
14. 前記送信機と前記受信機は、以下を含むグループから選択される構成で構成される：
    （ａ）直線的な構成；
    （ｂ）曲線的な構成；
    （ｃ）平面的な構成；
    （ｄ）三次元（３Ｄ）的な構成；
    （ｅ）以上の構成の組合せ、
    ことを特徴とする請求項１に記載のセンシング方法。
15. 前記送信機と受信機の前記位置の少なくとも一部は合成的に確立される、
    ことを特徴とする請求項１に記載のセンシング方法。
16. 前記送信と受信は位相を含み、前記位相は、デジタル信号処理だけを使用することにより実行されるものである、
    ことを特徴とする請求項１に記載のセンシング方法。
17. センシングシステムであって、
    （ａ）複数の送信機と受信機の対；
    （ｂ）処理システムであって、一つ以上のプロセッサを含み、以下のように構成される処理システム；
    （ｉ）それぞれの多数の分析セルのために、複数の位相補正を生成し、各前記位相補正は、
    （Ａ）複数の前記送信機と受信機の対の一つに対応し、
    （Ｂ）以下の間の位相差の残余をベースとし、
    （Ｉ）提供された送信機から前記分析セルまでの距離と、提供された受信機から前記分析セルまでの距離の合計距離であり、ここで、前記提供された送信機及び前記提供された受信機は、前記送信機と受信機の対に対応するものであり、
    （ＩＩ）エレメントフォーメーションセンターから前記分析セルまでの往復距離であり、ここで、前記エレメントフォーメーションセンターは、前記送信機と受信機の位置に対応する基準点であり、
    （ｉｉ）各前記送信機からの信号の送信をアクチベートすること、
    （ｉｉｉ）前記送信と並行して受信信号の受信をアクチベートすること、
    （ｉｖ）対応する送信機と受信機の対の前記受信信号に基づき、各位相補正から位相補正信号を計算すること、
    （ｖ）各前記分析セルのために、位相補正信号を合計して強調されたオブジェクト出力を生成すること、
    を含む、
    ことを特徴とするセンシングシステム。
18. 各前記分析セルは、事前に決定した位置にあって、所定のボリュームを有する、
    ことを特徴とする請求項１７に記載のセンシングシステム。
19. 前記所定のボリュームを有する多数の前記分析セルによる請求項１７の処理の初期実行の後に、
    続いて前記多数の分析セルのサブセットによる請求項１７の処理を順次実行し、
    前記各分析セルが前記所定のボリュームより小さい第二ボリューム及び、前記初期実行に基づく位置を有する、
    ことを特徴とする請求項１８に記載のセンシングシステム。
20. 前記処理システムは前記初期実行が第一周波数を送信する間、及び前記後期実行が第二周波数を送信する間に、
    さらに前記送信機をアクチベートするように構成される、
    前記第二周波数が前記第一周波数より高い、
    ことを特徴とする請求項１９に記載のセンシングシステム。
21. 前記処理システムは、
    さらに、初期実行の間に計算をするための第一係数のセットと、
    前記第一係数のセットはオフラインで生成され、
    また後期実行の間に第二係数のセットが計算するように構成され、
    前記第二係数のセットは前記初期実行を始めた後に生成される、
    ことを特徴とする請求項１９に記載のセンシングシステム。
22. 前記処理システムは対応する送信機と受信機の対の前記受信信号から前記位相補正を引くことにより、前記位相補正信号を計算するように構成される、
    ことを特徴とする請求項１７に記載のセンシングシステム。
23. 低周波信号である前記信号による請求項１７の処理の初期実行後に、
    続いて前記強調されたオブジェクト出力に基づき、高周波信号である信号による請求項１７の処理を順次実行するものであり、
    前記高周波信号は、前記低周波信号より大きな周波数を有する、
    ことを特徴とする請求項１７に記載のセンシングシステム。
24. （ｖｉ）それぞれの多数の前記分析セルのために、複数の振幅補正を生成するように構成され、
    ここで、各前記振幅補正は、
    （Ａ）前記複数の送信機と受信機の対の一つに対応し、
    （Ｂ）以下のものの比率に基づくものであり、
    （Ｉ）前記提供された送信機から前記分析セルまでの距離と、前記提供された受信機から前記分析セルまでの距離の乗算であり、前記提供された送信機及び前記提供された受信機は、前記送信機と受信機の対に対応するものである；
    （ＩＩ）前記エレメントフォーメーションセンターから前記分析セルまでの距離の二乗；
    （ｖｉｉ）対応する送信機と受信機の対の前記受信信号に基づき、各前記振幅補正から振幅補正信号を計算する、ように構成され、
    （ｖｉｉｉ）前記合計は、前記振幅補正信号を合計することを含む、ように構成される、
    ことを特徴とする請求項１７に記載のセンシングシステム。
25. 前記処理システムは、対応する送信機と受信機の対の振幅補正により、
    前記受信信号の振幅を割り算することにより、前記振幅補正信号を計算するようにさらに構成される、
    ことを特徴とする請求項２４に記載のセンシングシステム。
26. 第一距離において第一クロスレンジ分析を提供するために、前記受信のための前記受信機の第一ボリュームをアクチベートするように構成され、
    第二距離において第一クロスレンジ分析を提供するために、前記受信のための前記受信機の第二ボリュームをアクチベートするように構成され、
    ここで、
    前記第一距離と第二距離は受信機からの距離であり、
    前記第二距離は前記第一距離より少なく、
    受信機の前記第二の量が受信機の前記第一の量より少ない、
    ことを特徴とする請求項１７に記載のセンシングシステム。
27. 前記送信機と前記受信機は、以下からなるグループから選択された構成で構成される、
    （ａ）直線的な構成；
    （ｂ）曲線的な構成；
    （ｃ）平面的な構成；
    （ｄ）三次元（３Ｄ）的な構成；
    （ｅ）以上の構成の組合せ、
    ことを特徴とする請求項１７に記載のセンシングシステム。
28. 前記送信機と受信機の前記位置の少なくとも一部は合成的に確立される、
    ことを特徴とする請求項１７に記載のセンシングシステム。
29. 前記システムは、以下からなるグループから選択されるエレメントをさらに含む、
    （ａ）協調型のアクティブリピータ；
    （ｂ）協調型のビーコンソース；
    （ｃ）協調型のパッシブリピータ；
    （ｄ）非協調型のターゲットリフレクタ、
    ことを特徴とする請求項１７に記載のセンシングシステム。
30. デジタル信号処理だけを使用して実行される位相シフトを使用して前記送信と受信が行われる、
    ことを特徴とする請求項１７に記載のセンシングシステム。
31. 非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、コンピュータ読み取り可能なコードをセンシングするために、その上に埋め込まれたコンピュータ読み取り可能なコードを有する記憶媒体であり、
    以下のプログラムコードを含む、
    （ａ）それぞれの多数の分析セルのために、複数の位相補正を生成するものであり、前記各位相補正は、
    （ｉ）複数の送信機と受信機の対の一つに対応する；
    （ｉｉ）以下の間の位相差の残余をベースとすること；
    （Ａ）提供された送信機から前記分析セルまでの距離と、提供された受信機から前記分析セルまでの距離の合計距離であり、ここで、前記提供された送信機及び前記提供された受信機は、前記送信機と受信機の対に対応するものであり；
    （Ｂ）エレメントフォーメーションセンターから前記分析セルまでの往復距離であり、ここで、前記エレメントフォーメーションセンターは、前記送信機と受信機の位置に対応する基準点であり；
    （ｂ）各前記送信機からの信号を順次送信すること；
    （ｃ）前記送信と並行して受信信号を受け取ること；
    （ｄ）対応する送信機と受信機の対の前記受信信号に基づき、各位相補正から位相補正信号を計算すること；
    （ｅ）強調されたオブジェクト出力を生成するために、各分析セルのためのフェーズ補正信号を合計すること、
    を含む、
    ことを特徴とする非一時的なコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
32. ネットワークを介して、クライアントコンピュータに接続するサーバにロードされ、
    前記コンピュータプログラムを実行するサーバは、前記請求項のいずれかによるシステムで制御装置を形成する、
    ことを特徴とするコンピュータプログラム。
33. ネットワークを介してサーバに接続するコンピュータにロードされ、
    コンピュータプログラムを実行するコンピュータは、前記請求項のいずれかによりシステムで制御装置を形成する、
    ことを特徴とするコンピュータプログラム。
    

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