KR102599824B1 - 안테나 어레이 - Google Patents

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KR102599824B1
KR102599824B1 KR1020197022374A KR20197022374A KR102599824B1 KR 102599824 B1 KR102599824 B1 KR 102599824B1 KR 1020197022374 A KR1020197022374 A KR 1020197022374A KR 20197022374 A KR20197022374 A KR 20197022374A KR 102599824 B1 KR102599824 B1 KR 102599824B1
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단 라파엘리
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라드시 테크놀로지즈 엘티디
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Abstract

송신 안테나들의 제1 어레이 및 수신 안테나들의 제1 어레이를 포함하되; 상기 송신 안테나들의 제1 어레이의 송신 안테나들은 서로 제1 거리만큼 이격되어 있고; 상기 수신 안테나들의 제1 어레이의 수신 안테나들은 서로 제2 거리만큼 이격되어 있으며; 상기 제1 거리 및 상기 제2 거리 각각은 파장의 절반을 초과하고; 상기 제1 거리는 상기 제2 거리와 상이하고; 상기 제1 거리 대 상기 제2 거리 사이의 비율은 정수가 아니며; 상기 제2 거리 대 상기 제1 거리 사이의 비율은 정수가 아닌 RF 레이더.

Description

안테나 어레이
본 출원은 본원에 참고로 인용된 2016년 12월 29일에 출원된 미국 가출원 제62/439,913호로부터 우선권을 주장한다.
고급 RADAR 시스템은 오늘날 Nt 개의 송신기 안테나들(Tx로 약칭됨)이 전송하고 Nr 개의 수신 안테나들(Rx로 약칭됨)이 수신하는 MIMO (Multiple Input Multiple Output)라는 개념을 사용한다. 그러한 안테나 어레이는 가상의 SIMO (Sing Input Multiple Output) 안테나 어레이와 등가인 것으로 수학적으로 잘 알려져 있다. 가상 어레이에는 Nt*Nr 개의 수신 안테나들과 하나의 송신 안테나가 있다. 가상 어레이에서 각 안테나 좌표(X, Y)는 Tx 안테나와 Rx 안테나의 합이며, 가상 어레이에서 Tx 안테나와 Rx 안테나의 모든 조합이 존재한다. (도 1에 도시된 바와 같이) 종래 기술의 구성은 d로 분리된 Rx 안테나의 균일한 어레이와 나란하게 d*Nr에 의해 분리된 몇몇 Tx 안테나로 구성되며, 여기서 d는 전형적으로 0.5λ이고, λ는 파장이다. 결과 가상 어레이는 Nt*Nr 안테나들의 균일한 어레이이다. 이 종래의 어레이는 공간에 최적화되어 있지 않다. 또한, 표준 인쇄회로기판(PCB) 상에 인쇄물로서 안테나를 제조하고, 안테나에 의해 공급되거나 공급하는 집적회로(IC)를 동일한 기판 상에 장착하는 것이 비용 절감에 유리하다.
종래의 안테나 제조 방법에는 몇 가지 단점이 있다. 첫째, 인쇄된 안테나는 효율이 낮고, 많은 측엽(sidelobes)들을 가진다. 둘째, 인쇄된 안테나는 매우 높은 마이크로웨이브 주파수에서 성능에 영향을 주는 높은 제조 편차를 가지고 있다. 셋째, Tx 또는 Rx 칩에서 안테나까지의 선로는 높은 손실 및 불요파 방사(spurious emission)를 가진다.
레이더 유닛 및/또는 레이더가 제공될 수 있다. 레이더 유닛은 레이더의 일부이거나 레이더일 수 있다. 상기 레이더는 무선 주파수(RF) 레이더이지만 추가 및/또는 기타 주파수 대역에서 작동할 수 있다. 레이더 유닛은 안테나 어레이들을 포함할 수 있다.
송신 안테나들의 제1 어레이 및 수신 안테나들의 제1 어레이를 포함할 수 있는 레이더가 제공될 수 있으며; 상기 송신 안테나들의 제1 어레이의 송신 안테나들은 서로 제1 거리만큼 이격될 수 있고; 상기 수신 안테나들의 제1 어레이의 수신 안테나들은 서로 제2 거리만큼 이격될 수 있고; 상기 제1 거리 및 상기 제2 거리 각각은 반 파장을 초과하고; 상기 제1 거리는 상기 제2 거리와 상이하고; 상기 제1 거리 대 상기 제2 거리 사이의 비율은 정수가 아닐 수 있으며; 상기 제2 거리 대 상기 제1 거리 사이의 비율은 정수가 아닐 수 있다.
상기 제1 거리 및 상기 제2 거리는 두 개의 파장 이상일 수 있다.
상기 제2 거리는 상기 제1 거리의 75%일 수 있다.
상기 제1 거리는 두 개의 파장보다 작지 않을 수 있고, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리의 75%일 수 있다.
상기 제2 거리는 두 개의 파장보다 작을 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제1 어레이의 송신 안테나들은 혼 안테나들(horn antennas)일 수 있고, 상기 수신 안테나들의 제1 어레이의 수신 안테나들은 혼 안테나들일 수 있다.
상기 레이더는 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 결합될 수 있는 수신 도파관들의 제1 어레이를 포함할 수 있다.
상기 도파관들의 제1 어레이의 수신 도파관들은 제1 구조 엘리먼트 내에 형성된 공동들 및 제2 구조 엘리먼트에 형성될 수 있는 커버로 형성될 수 있다.
상기 제1 구조 엘리먼트는 상기 레이더의 하우징일 수 있다.
상기 제2 구조 엘리먼트는 전도성 면일 수 있다.
상기 레이더는 상기 송신 안테나들의 제1 어레이에 결합될 수 있는 송신 도파관들의 제1 어레이를 포함할 수 있다.
상기 도파관들의 제1 어레이의 전송 도파관들은 제1 구조 엘리먼트 내에 형성될 수 있는 공동들 및 제2 구조 엘리먼트에 형성될 수 있는 커버로 형성될 수 있다.
상기 제1 구조 엘리먼트는 레이더의 하우징일 수 있다.
상기 제2 구조 엘리먼트는 전도성 면일 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제1 어레이의 송신 안테나들은 혼 안테나들일 수 있고, 상기 수신 안테나들의 제1 어레이의 수신 안테나들은 혼 안테나들일 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제1 어레이의 송신 안테나들은 인쇄된 안테나들일 수 있고, 상기 수신 안테나들의 제1 어레이의 수신 안테나들은 인쇄된 안테나들일 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제1 어레이는 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 평행할 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제1 어레이 및 상기 수신 안테나들의 제1 어레이는 단일 송신 안테나 및 수신 안테나들의 불균일한 어레이에 의해 형성된 채널들과 등가인 채널들을 형성하도록 구성될 수 있다.
상기 레이더는 송신 안테나들의 제2 어레이 및 수신 안테나들의 제2 어레이를 포함할 수 있으며; 상기 송신 안테나들의 제2 어레이의 송신 안테나들은 서로 제3 거리만큼 이격될 수 있고; 상기 수신 안테나들의 제2 어레이의 수신 안테나들은 서로 제4 거리만큼 이격될 수 있으며; 상기 제3 거리 및 상기 제4 거리 각각은 반 파장을 초과할 수 있고; 상기 제3 거리는 상기 제4 거리와 상이할 수 있고; 상기 제3 거리 대 상기 제4 거리 사이의 비율은 정수가 아닐 수 있으며; 상기 제4 거리 대 상기 제3 거리 사이의 비율은 정수가 아닐 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제1 어레이는 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 평행할 수 있으며; 상기 송신 안테나들의 제2 어레이는 상기 수신 안테나들의 제2 어레이에 평행할 수 있다.
상기 제3 거리 및 상기 제4 거리는 두 개의 파장보다 작지 않을 수 있다.
상기 제4 거리는 상기 제3 거리의 75%일 수 있다.
상기 제3 거리는 두 개의 파장보다 작지 않을 수 있고, 제4 거리는 제3 거리의 75 퍼센트일 수 있다.
상기 제4 거리는 2 파장보다 작을 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제2 어레이의 송신 안테나들은 혼 안테나들일 수 있고, 상기 수신 안테나들의 제2 어레이의 수신 안테나들은 혼 안테나들일 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제2 어레이의 송신 안테나들은 인쇄된 안테나들일 수 있고, 상기 수신 안테나들의 제2 어레이의 수신 안테나들은 인쇄된 안테나들일 수 있다.
상기 레이더는 상기 수신 안테나들의 제2 어레이에 연결될 수 있는 수신 도파관들의 제2 어레이를 포함할 수 있다.
상기 수신 도파관들의 제2 어레이의 수신 도파관들은 제3 구조 엘리먼트 내에 형성된 공동들 및 제4 구조 엘리먼트에 형성될 수 있는 커버로 형성될 수 있다.
상기 수신 도파관들의 제2 어레이의 수신 도파관들은 제3 구조 엘리먼트 내에 형성된 공동들 및 제2 구조 엘리먼트에 형성될 수 있는 커버로 형성될 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제1 어레이 및 상기 수신 안테나들의 제1 어레이는 상기 송신 안테나들의 제2 어레이 및 상기 수신 안테나들의 제2 어레이에 수직일 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제1 어레이, 상기 수신 안테나들의 제1 어레이, 상기 송신 안테나들의 제2 어레이 및 상기 수신 안테나들의 제2 어레이는 레이더의 전기 회로를 둘러싸고, 상기 전기 회로는 디지털 프로세서 및 무선 주파수 회로를 포함할 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제2 어레이의 상기 송신 안테나들은 상기 송신 안테나들의 제1 어레이의 상기 송신 안테나들 보다 짧을 수 있으며; 상기 수신 안테나들의 제2 어레이의 상기 수신 안테나들은 상기 수신 안테나들의 제1 어레이의 상기 수신 안테나들보다 짧을 수 있다.
상기 수신 안테나들의 제1 어레이는 수신 전이부들(transitions)의 제1 어레이를 통해 수신 도파관들의 제1 어레이에 연결될 수 있으며, 상기 수신 전이부들의 제1 어레이는 수신 마이크로스트립들의 제1 어레이에 연결될 수 있고; 상기 수신 안테나들의 제2 어레이는 전이부들의 제2 어레이를 통해 수신 도파관들의 제2 어레이에 연결될 수 있고, 상기 수신 전이부들의 제2 어레이는 수신 마이크로스트립들의 제2 어레이에 연결될 수 있으며; 상기 수신 마이크로스트립들의 제1 어레이 및 상기 수신 마이크로스트립들의 제2 어레이는 제1 평면에 위치될 수 있고; 상기 수신 도파관들의 제1 어레이 및 상기 제1 어레이는 상기 수신 도파관들의 제2 어레이 및 상기 수신 전이부들의 제2 어레이와 상이한 평면에 위치될 수 있다.
상기 수신 마이크로스트립들의 제1 및 제2 어레이들은 지지 엘리먼트에 연결될 수 있으며; 상기 수신 도파관의 제1 및 제2 어레이들은 상기 지지 엘리먼트의 대향하는 측면들에 위치될 수 있다.
상기 지지 엘리먼트는 인쇄회로기판일 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제1 어레이는 송신 전이부들의 제1 어레이를 통해 송신 도파관들의 제1 어레이에 연결될 수 있으며, 상기 송신 전이부들의 제1 어레이는 송신 마이크로스트립들의 제1 어레이에 연결될 수 있고; 상기 송신 안테나들의 제2 어레이는 전이부들의 제2 어레이를 통해 송신 도파관들의 제2 어레이에 연결될 수 있고, 상기 송신 전이부들의 제2 어레이는 송신 마이크로스트립들의 제2 어레이에 연결될 수 있으며; 상기 송신 마이크로스트립들의 제1 어레이 및 상기 송신 마이크로스트립들의 제2 어레이는 제1 평면에 위치될 수 있고; 상기 송신 도파관들의 제1 어레이 및 상기 제1 어레이는 상기 송신 도파관들의 제2 어레이 및 상기 송신 전이부들의 제2 어레이와 상이한 평면에 위치할 수 있다.
상기 송신 마이크로스트립들의 제1 및 제2 어레이들은 지지 엘리먼트에 연결될 수 있으며, 상기 전송 도파관들의 제1 및 제2 어레이들은 상기 지지 엘리먼트의 대향 측면들에 위치될 수 있다.
상기 지지 엘리먼트는 인쇄회로기판일 수 있다.
상기 수신 안테나들의 제1 어레이 및 상기 송신 안테나들의 제1 어레이는 통합될 수 있다.
앞선 단락들 중 어느 하나에 설명된 레이더를 동작시키는 방법 및 본 명세서에 설명된 임의의 레이더를 동작시키는 방법이 제공될 수 있다. 상기 레이더의 동작은 (최소한) 신호를 송신하고 신호를 수신하는 것을 포함할 수 있다.
레이더를 동작시키는 방법이 제공될 수 있으며, 상기 방법은, 상기 레이더의 송신 안테나들의 제1 어레이로부터 제1 송신된 신호를 송신하는 동작; 상기 제1 송신된 신호의 송신의 결과로, 상기 레이더의 수신 안테나들의 제1 어레이로부터 제1 수신된 신호를 수신하는 동작; 상기 송신 안테나들의 제1 어레이의 송신 안테나들은 서로 제1 거리만큼 이격될 수 있고; 상기 수신 안테나들의 제1 어레이의 수신 안테나들은 제2 거리만큼 서로 이격될 수 있고; 상기 제1 거리 및 상기 제2 거리 각각은 반 파장을 초과 하고; 상기 제1 거리는 상기 제2 거리와 상이하고; 상기 제1 거리 대 상기 제2 거리 사이의 비율은 정수가 아닐 수 있으며; 상기 제2 거리 대 상기 제1 거리의 비율은 정수가 아닐 수 있다.
상기 제1 수신된 신호는 레이더의 시야 내에 위치할 수 있는 물체들로부터 수신될 수 있다.
상기 방법은 상기 물체들에 관한 정보를 결정하기 위해 상기 제1 수신된 신호들을 처리하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 방법은, 상기 제1 송신된 신호들의 송신의 결과로, 상기 레이더의 수신 안테나들의 제2 어레이로부터 제2 수신된 신호들을 수신하는 동작을 포함하고; 상기 수신 안테나들의 제2 어레이는 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 배향될 수 있고, 상기 송신 안테나들의 제1 어레이에 배향될 수 있다.
상기 방법은 상기 레이더의 송신 안테나들의 제2 어레이로부터 제2 송신된 신호들을 송신하는 동작; 상기 제2 송신된 신호들의 송신 결과로서, 상기 레이더의 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 의해 제3 수신된 신호들을 수신하는 동작; 및 상기 제2 송신된 신호들의 송신의 결과로서, 상기 레이더의 상기 수신 안테나들의 제2 어레이에 의해 제4 수신된 신호들을 수신하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 방법은 상기 물체에 관한 정보를 결정하기 위해 상기 제1 수신된 RF, 상기 제2 수신된 신호들, 상기 제3 수신된 신호들 및 상기 제4 수신된 신호들을 처리하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제1 어레이 및 상기 수신 안테나들의 제1 어레이 중 적어도 하나는 상기 송신 안테나들의 제2 어레이 및 상기 수신 안테나들의 제2 어레이 중 적어도 하나에 배향될 수 있다.
상기 방법은 상기 제1 수신된 신호들, 상기 제2 수신된 신호들, 상기 제3 수신된 신호들 및 상기 제4 수신된 신호들을 처리함으로써 상기 레이더의 공간 모호성(spatial ambiguities)을 해결하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 공간 모호성을 해결하는 동작은 상기 제1 수신된 신호들과 관련된 공간 모호성, 상기 제2 수신된 신호들과 관련된 공간 모호성, 상기 제3 수신된 신호들과 관련된 공간 모호성 및 상기 제4 수신된 신호들과 관련된 공간 모호성 간의 차이들에 기초할 수 있다.
상기 처리 동작은 MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) 빔포밍(beam forming)을 적용하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 처리 동작은 선형 빔포밍을 적용하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 처리 동작은 MVDR 빔포밍을 적용하고 선형 빔포밍을 적용하는 동작을 포함할 수 있다.
송신 안테나들의 제1 어레이; 수신 안테나들의 제1 어레이; 송신 안테나들의 제2 어레이; 수신 안테나들의 제2 어레이; 수신 마이크로스트립들의 제1 어레이; 수신 마이크로스트립들의 제2 어레이; 송신 마이크로스트립들의 제1 어레이; 송신 마이크로스트립들의 제2 어레이를 포함할 수 있는 레이더가 제공될 수 있으며; 상기 수신 안테나들의 제1 어레이는 상기 수신 전이부들의 제1 어레이를 통해 상기 수신 도파관들의 제1 어레이에 연결될 수 있으며; 상기 송신 안테나들의 제1 어레이는 상기 송신 전이부들의 제1 어레이를 통해 상기 송신 도파관들의 제1 어레이에 연결될 수 있으며; 상기 수신 안테나들의 제2 어레이는 상기 수신 전이부들의 제2 어레이를 통해 상기 수신 도파관들의 제2 어레이에 연결될 수 있으며; 상기 송신 안테나들의 제2 어레이는 상기 송신 전이부들의 제2 어레이를 통해 상기 송신 도파관들의 제2 어레이에 연결될 수 있으며; 상기 수신 마이크로스트립들의 제1 어레이 및 상기 수신 마이크로스트립들의 제2 어레이는 상기 수신 마이크로스트립들의 제1 어레이 및 상기 수신 마이크로스트립들의 제2 어레이를 지지하는 지지 엘리먼트의 동일 측면에 위치될 수 있으며; 그리고 상기 수신 안테나들의 제1 어레이는 상기 수신 안테나들의 제2 어레이와 비평행(nonparallel)일 수 있다.
상기 수신 전이부들의 제1 어레이 및 상기 수신 전이부들의 제2 어레이는 상기 지지 엘리먼트의 대향 측면들에 위치될 수 있다.
상기 레이더는 지지 엘리먼트의 일부를 통과하는 공동들을 포함할 수 있고, 상기 수신 마이크로스트립의 제1 어레이 및 상기 수신 마이크로스트립의 제2 어레이 중 적어도 하나로부터의 수신 마이크로스트립은 상기 공동들에 근접하여 위치될 수 있다.
상기 송신 마이크로스트립의 제1 어레이 및 상기 송신 마이크로스트립의 제2 어레이는 상기 지지 엘리먼트의 동일 측면에 위치될 수 있고; 상기 송신 안테나들의 제1 어레이는 상기 송신 안테나들의 제2 어레이와 비평행(nonparallel)일 수 있다.
상기 송신 전이부들의 제1 어레이 및 상기 송신 전이부들의 제2 어레이는 상기 지지 엘리먼트의 대향 측에 위치될 수 있다.
상기 레이더는 상기 지지 엘리먼트의 일부를 통과하는 공동들을 포함할 수 있고, 상기 송신 마이크로스트립들의 제1 어레이 및 상기 송신 마이크로스트립들의 제2 어레이 중 적어도 하나로부터의 송신 마이크로스트립들은 상기 공동들에 근접하여 위치될 수 있다.
제1 물체; 제2 물체; 중간 엘리먼트 및 다수의 마이크로스트립들을 포함할 수 있는 레이더 유닛이 제공될 수 있다. 제1 도파관들은 상기 제1 물체 내에 형성된 공동들 및 상기 중간 엘리먼트에 형성된 제1 커버들에 의해 형성될 수 있다. 제2 도파관들은 상기 제2 물체 내에 형성된 공동들과 상기 중간 엘리먼트에 형성된 제2 커버들에 의해 형성될 수 있다. 상기 다중 마이크로스트립들의 일부 마이크로스트립들은 제1 전이부들을 통해 상기 제1 도파관들에 연결될 수 있다. 상기 다중 마이크로스트립들 중 일부 다른 마이크로스트립들은 제2 전이부들을 통해 상기 제2 도파관에 연결될 수 있다.
레이더는 상기 레이더 유닛을 포함할 수 있다. 상기 레이더 유닛은 비용 효율적이며 제조가 용이하다. 공동(cavity)으로부터 도파관을 형성하는 동작은 복수의 패싯(facet)으로부터 상기 도파관들의 전체 프레임을 제조하는 데 더 저렴하고 간단하다.
본 발명으로 간주되는 주제는 특히 명세서의 결론 부분에서 지적되고 명백하게 청구된다. 그러나, 기질, 특징 및 장점과 함께, 단계의 구성 및 방법에 관한 본 발명은 다음의 상세한 설명을 첨부된 도면과 함께 읽음으로써 가장 잘 이해될 수 있다.
도 1은 PCB 상에 인쇄된 안테나들을 사용하는 종래 기술의 MIMO 레이더 안테나 어레이를 도시한 개략도이다.
도 2는 도 1의 MIMO 레이더 안테나와 등가인 가상의 어레이를 나타내는 개략도이다.
도 3은 일차원적으로 MIMO 레이더 안테나 어레이의 실시예의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 4는 윈도우가 없는 종래 어레이의 빔포밍 결과이다.
도 5는 윈도우를 갖는 종래 어레이의 빔포밍 결과이다.
도 6은 본 발명에 따른 어레이의 바람직한 실시예의 빔포밍 결과이다.
도 7은 노이즈가 추가된 부정확한 종래 어레이의 결과이다.
도 8은 노이즈가 추가된 부정확한 본 발명에 따른 예시적인 어레이의 결과이다.
도 9는 제안된 2D 배열의 안테나 어레이이다.
도 10 내지 도 18은 레이더의 다양한 부분의 예들을 도시한다.
도 19는 모호성의 예들을 도시한다.
도 20은 방법의 일례를 도시한다.
이하의 상세한 설명에서, 본 발명을 완전하게 이해시키기 위해 다수의 특정 세부 사항들이 설명된다. 그러나, 당업자는 본 발명이 이러한 특정 세부 사항들 없이도 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 다른 예들에서, 잘 알려진 방법들, 절차들 및 구성 요소들은 본 발명을 모호하게 하지 않도록 상세히 설명되지 않았다.
본 명세서에서 방법에 대한 임의의 참조는 본 방법을 실행할 수 있는 시스템에 대해 준용되어야 한다.
본 명세서에서 시스템에 대한 임의의 참조는 시스템에 의해 실행될 수 있는 방법에 대해 준용되어야 한다.
동일한 참조 번호를 지정한 다양한 구성 요소들은 이들 구성 요소들이 서로 유사하다는 것을 나타낼 수 있다.
전술한 단점들을 피할 수 있는 안테나 및 인쇄회로기판(PCB) 배열을 가질 수 있는 무선 주파수(RF) 레이더가 제공될 수 있다.
상기 안테나들은 고 효율, 고 이득 및 매우 양호한 정확도로 제조할 수 있다고 알려진 혼(horn) 안테나들일 수 있다. 그러나, 상기 안테나들은 혼 안테나들과 다를 수 있다. 예를 들어, 상기 안테나들은 혼 안테나들보다 더 소형이지만 더 낮은 이득을 가지는 인쇄된 안테나들일 수 있다.
상기 안테나들은 저 손실 도파관을 사용하여 PCB에 연결될 수 있다. 본 발명에서, 혼 안테나들(다른 형태의 고 효율의 안테나들이 혼 안테나들 대신 사용될 수 있음)을 갖는 안테나 어레이의 구조가 개시된다.
안테나들과 레이더 칩(들) 사이의 연결은 두 개 층의 굽은 도파관을 사용하여 체결될 수 있다.
각각의 도파관의 끝에는 마이크로스트립 전이부에 대한 도파관이 있다. 마이크로스트립은 PCB 상에 조립된 송신(Tx) 또는 수신(Rx) 디바이스로 신호를 전달한다.
마이크로스트립 연결은 PCB의 한 층, 바람직하게는 최상 층에 편리하게 배치된다.
집적회로(IC) 및 안테나의 편리한 배치로 균일한 최적의 어레이를 제공하는 단거리 레이더 애플리케이션을 위한 어레이 장치가 제공된다. 상기 단거리는 1 킬로미터 미만, 수백 미터 미만, 일 백 미터 미만 등일 수 있다. 상기 레이더는 차량에 장착될 수 있으며 자율 주행 및/또는 운전자 보조 애플리케이션에 사용될 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징은 수직 축에서의 모호성을 해결하는 방법이다.
종래 기술의 MIMO 안테나 구성이 도 1에 도시되어 있다. 각각의 안테나는 좁은 직사각형으로 표시된다. 엘리먼트의 실제 모양은 직사각형이 아닐 수도 있지만, 많은 응용 분야에서 요구되는 바와 같이, 수직 축에서는 좁은 각도이지만 수평 축에서는 광각을 생성하기 위해 수평 축에서는 좁고 수직 축에서는 길다. 이 예시에서는, 반 파장(0.5λ 간격의 4 개의 Rx 엘리먼트(12)가 Rx 측에 배치되고, 6 개의 Tx 엘리먼트(11)가 Tx 측에 배치된다.
파장은 송신 안테나에 의해 송신되거나 수신 안테나에 의해 수신되는 임의의 파장일 수 있지만, 일반적으로 안테나의 파장 범위의 중심 내에 위치하는 파장을 의미한다.
MIMO 동작은 도 2에 도시된 바와 같은 가상 어레이를 생성할 것이다. 상기 가상 어레이는 단일의 송신 안테나 및 24 개의 수신 안테나들을 포함한다.
이 가상 어레이는 매우 커서 각도 분해능(angular resolution)이 매우 높으며, 수평축에서의 양호한 균일 간격을 갖는다. 도 1의 고전적 배열의 한 가지 단점은, 안테나 엘리먼트들이 PCB의 위에 배치된 후, 안테나를 간섭하지 않는 능동 구성 요소들의 레이아웃이 어렵게 된다는 것이다.
본 발명의 안테나 어레이의 일 실시예가 도 3에 도시된다. 이 구성에서, 도 3의 안테나 어레이와 등가인 가상 어레이는 더 이상 균일한 어레이가 아니며, 빔 폭은 그러한 수의 안테나 엘리먼트로 달성할 수 있는 가장 작은 것이 아니다.
그러나, 어레이의 비정수(non-integer) 관련 분리 간격(separation)을 사용하는 신규한 구성은 MIMO 구성의 최적 상태에 비해 두 가지 이점을 제공한다: 엘리먼트들 간의 분리 간격은 더 이상 0.5λ가 아니기 때문에 제조가 쉽고 안테나들 사이의 크로스토크가 적어지며, 또한, 안테나의 부정확성에 대한 민감도가 저감된다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 안테나 분리 간격 비율의 선택은 넓은 분리 간격이 여전히 모호성(소위 격자엽(grating lobes))을 생성하지 않도록 보장할 것이다. 본 발명의 또 다른 유리한 특징은 특정한 비를 갖는 경우, 넓은 각도에서도 격자엽이 존재하지 않는다는 것이다.
도 4 내지 도 8에서 본 발명의 신규한 구성의 성능을 보여줄 것이다.
도 4에는 4 개의 Tx 안테나들 및 16 개의 Rx 안테나들을 갖는 전형적인 MIMO 빔포밍(그래프(40))이 도시되어 있다.
MIMO 빔포밍은 하나의 송신기 및 4x16 수신 안테나들을 포함하는 가상 어레이에 의해 수신된 수신 신호를 나타내며, 상기 가상 어레이는 도 1의 어레이와 등가이다. 상기 수신 안테나들은 서로 다른 "실제" 쌍의 Tx 안테나와 Rx 안테나 사이의 서로 다른 전파 경로들(전송 및 수신) 간에 위상 차이를 나타내는 위치에 배치된다.
도 5의 그래프(50)는 카이저 윈도우를 사용하여 더 넓은 주엽(main lobe)에 대한 대가로 측엽(sidelobes)이 감소되는 MIMO 빔포밍을 도시한다.
도 6의 그래프(60)는 각각 12 개의 Tx 엘리먼트, 16 개의 Rx 엘리먼트 및 2.0λ및 1.5λ의 분리 간격을 갖는 본 발명의 어레이의 예시에 대한 어레이 응답을 도시한다. 여기에도 윈도우가 적용되지만 가상 어레이가 균일하지 않으므로 윈도우는 Tx 어레이와 Rx 어레이에 별도로 적용된다. 상기 배열 응답이 종래 기술의 어레이만큼 좋지 않고 엘리먼트의 수가 더 많다는 것을 알 수 있다. 반면, 이러한 열등한 어레이는 잡음 성능과 관련하여 몇 가지 장점을 가지고 있다.
도 7의 그래프(70)는 엘리먼트 이득에 부정확성이 부가될 때 종래의 어레이 응답이 도식화된 것을 보여준다.
그래프(80)는 도 6의 예에서 사용된 것과 동일하게, 동일한 부정확성이 본 발명의 어레이에 추가될 때의 응답을 도시한다. 특히, 가장 중요한 주엽 근처에서, 이 어레이에 대해서는 노이즈의 영향이 더 낮다는 것을 알 수 있다.
방위각 및 표고 모두에서 분해능을 제공하는 2D 배열이 도 9에 도시된다. 이 바람직한 실시 예에서, 모든 안테나들은 편리하게 경계에 배치되고 모든 전자 기기는 직사각형의 내부에 방해받지 않는 큰 빈 공간을 갖는다. 일부 애플리케이션에서는 표고 방향으로 좁은 시야(FOV)가 요구되고, 방위각에서는 폭이 넓은 FOV가 요구된다. 이는 x-축(수평) 방향으로 좁고 y-축(수직) 방향으로 긴 안테나 엘리먼트를 사용하여 달성된다.
안테나 엘리먼트는 임의의 종류의 방사 엘리먼트, 패치, 슬롯 도파관 등 일 수 있다. 바람직한 실시 예에서, 혼 안테나들은 고 효율, 고 이득, 넓은 대역폭 및 높은 정확도를 위해 사용된다. 혼 안테나들의 배열의 평면도가 그림 9에 나타나 있다.
x-축에서는, (수신 안테나들(92)의 제1 어레이의) 16 개의 수신 엘리먼트들이 1.5λ의 간격으로 배치되고, 그 위에 (송신 안테나들(91)의 제1 어레이의) 12 개의 송신 엘리먼트들이 2.0λ 간격으로 배치된다.
Y-축에서는, 좌측에는 (수신 안테나들(94)의 제2 어레이의) 16 개의 수신 엘리먼트들이 1.5λ의 간격으로 배치되고, 우측에는 (송신 안테나들(93)의 제2 어레이의) 12 개의 송신 엘리먼트들이 2.0λ의 간격으로 배치된다.
이러한 2D 배열은 Tx 어레이가 우측에 있고 RX 어레이가 하부에 있는 상태에서 2D로 결과 그리드에 격자엽(grating lobe)을 제공하는 MIMO 작동도 허용한다. 좌측에 Rx 어레이를 갖는 상부의 Tx 어레이는 상이한 격자엽 패턴을 갖는 또 다른 그리드를 제공한다. 이 모든 패턴들은 대부분의 실제 사례에서 모호하지 않은 이미지를 제공하기 위해 결합될 수 있다.
도 10 내지 도 16은 무선 주파수(RF) 레이더의 일 예를 도시한다.
레이더(100)는 다음의 구성 요소들을 포함할 수 있다:
a. 송신 안테나들의 제1 어레이(91).
b. 수신 안테나들의 제1 어레이(92).
c. 송신 안테나들의 제2 어레이(93).
d. 수신 안테나들의 제2 어레이(94).
e. 전방 레이돔(190) 및 후방 부(150)를 포함할 수 있는 하우징.
f. 프로세서, 메모리 유닛을 포함할 수 있는 전기 회로. 상기 전기 회로는 안테나 어레이 및 하나 이상의 PCB와 같은 하나 이상의 지지 엘리먼트들에 의해 한정된 내부 공간 내에 위치될 수 있다. 상기 PCB는 전기 회로를 지지하는 제1 PCB(120) 및 공동이 형성되는 제2 PCB(130)를 포함한다.
g. RF 신호를 수신하여 RF 신호를 전기 신호로 변환하거나 및/또는 전기 신호를 수신하여 전기 신호를 RF 신호로 변환할 수 있는 무선 주파수 회로(radio frequency circuits).
h. (i) RF 신호를 무선 주파수 회로로부터 송신 안테나들의 제1 및/또는 제2 어레이들로 전달하고, /또는 (ii) RF 신호를 제1 및/또는 제2 수신 어레이들로부터 무선 주파수 회로로 전달하기 위한 하나 이상의 RF 분배 유닛.
전기 회로, 무선 주파수 회로는 집합적으로 110으로 표시된다.
상기 안테나 어레이들은 혼 안테나들 또는 임의의 다른 안테나들을 포함할 수 있다. 도 10 내지 도 17은 혼 안테나들을 보여준다.
상기 송신 안테나들의 제1 어레이의 송신 안테나들은 제1 거리(D1)만큼 서로 이격될 수 있다. 상기 수신 안테나들의 제1 어레이의 수신 안테나들은 제2 거리(D2)만큼 서로 이격될 수 있다. D1 및 D2는 파장의 절반을 초과할 수 있는데, 예를 들어, 이는 한 파장을 초과할 수 있고 두 개 파장보다 작지 않을 수 있다. D1은 D2와 다르다. D2와 D1 사이의 비율(D2/D1)은 정수가 아니다. D1과 D2 사이의 비율(D1/D2) 또한 정수가 아니다.
비제한적인 예로서, D2는 0.75*D1일 수 있다. 특히, D1은 두 개의 파장(한 파장의 두 배 길이)과 같을 수 있고, D2는 1.5 파장(한 파장의 1.5 배 길이)과 같을 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제2 어레이의 송신 안테나들은 제3 거리(D3)만큼 서로 이격될 수 있다. 상기 수신 안테나들의 제2 어레이의 수신 안테나들은 제4 거리(D4)만큼 서로 이격될 수 있다. D3 및 D4는 파장의 절반을 초과할 수 있으며, 특히 한 파장을 초과할 수 있으며 두 개 파장보다 작지 않을 수 있다. D3은 D4와 다르다. D4와 D3 사이의 비율(D4/D3)은 정수가 아니다. D3와 D4 사이의 비율(D3/D4)도 정수가 아니다.
비제한적인 예로서, D4는 0.75*D3일 수 있다. 특히 D3은 두 개 파장과 같을 수 있고 D4는 1.5 파장과 같을 수 있다.
하나 이상의 RF 분배 유닛은 도파관들(waveguides), 송신기들(transmissions) 및 마이크로스트립들(microstrips) 또는 임의의 다른 RF 전달 엘리먼트들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 하나 이상의 RF 분배 유닛들은 다음의 구성 요소들을 포함할 수 있다:
a. 수신 마이크로스트립의 제1 어레이(151).
b. 수신 마이크로스트립의 제2 어레이(152).
c. 송신 마이크로스트립의 제1 어레이(153).
d. 송신 마이크로스트립의 제2 어레이(154).
상기 수신 안테나들의 제1 어레이는 상기 수신 전이부들의 제1 어레이를 통해 상기 수신 도파관들의 제1 어레이에 결합될 수 있다. 상기 전송 안테나들의 제1 어레이는 상기 송신 전이부들의 제1 어레이를 통해 상기 전송 도파관들의 제1 어레이에 결합될 수 있다. 상기 수신 안테나들의 제2 어레이는 상기 수신 전이부들의 제2 어레이를 통해 상기 수신 도파관들의 제2 어레이에 결합될 수 있다. 상기 송신 안테나들의 제2 어레이는 상기 송신 전이부들의 제2 어레이를 통해 상기 송신 도파관들의 제2 어레이에 결합될 수 있다.
전이부의 예시들은 도 16 내지 도 17에 설명된다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 도파관들은 다른 안테나 어레이들(수신 안테나들 및 송신 안테나들)에 평행하지 않은 안테나들의 어레이들(수신 안테나들 및 송신 안테나들)에 RF 신호를 전달해야 하거나, 또는 다른 안테나 어레이들(수신 안테나들 및 송신 안테나들)에 평행하지 않은 안테나들의 어레이들(수신 안테나들 및 송신 안테나들)로부터 RF 신호를 전달해야 한다. 상기 도파관들은 서로 다른 평면들에 구현될 수 있으며 서로 교차하지 않는다. 예를 들어, 상기 송신 도파관들의 제1 어레이 및 상기 수신 도파관들의 제1 어레이는 지지 엘리먼트(140)의 일 측(141) 상에 배치될 수 있고, 한편 상기 송신 도파관들의 제2 어레이 및 상기 수신 도파관들의 제2 어레이는 지지 엘리먼트(140)의 반대 측(142) 상에 배치될 수 있다.
생산 비용을 줄이고, 레이더의 크기를 줄이며, 보다 안정적인 혼 안테나들을 제공하기 위해, 혼 안테나들은 커버들에 의해 밀봉될 수 있는 공동으로 형성될 수 있다. 상기 커버들은 (적어도 부분적으로) 전도성 물질로 코팅된 PCB(140)와 같은 지지 엘리먼트 또는 공동에 일치하는 커버들을 갖는 PCB에 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 일부 공동이 하우징(150)의 후방 부에 형성되고, 커버가 PCB(130)와 같은 지지 엘리먼트의 백플레인에 형성되고, 다른 공동이 다른 지지 엘리먼트에 형성되고 - 상기 PCB의 다른 면 상에 형성된 커버들에 의해 밀봉된다.
마이크로스트립들은 PCB의 임의의 측면 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 이들은 PCB의 두 개의 다른 측면 상에 형성될 수 있지만 PCB의 한 측면 상에만 형성될 수도 있다.
전이부들(transitions)이 PCB의 양 측면 상에 형성될 수 있으며, 마이크로스트립들과 도파관들 사이에 연결된다. 상기 전이부들은 PCB 양면 상의 도파관들에 연결됩니다. 전이부는 마이크로스트립의 단부가 위치하는 공간을 정의할 수 있다. 전이부는 PCB의 양측에 위치하는 2 개의 부분을 포함하고, 전도성 비아는 PCB를 통과하여 전도성 케이지로 마이크로스트립의 단부를 둘러 쌀 수 있다.
마이크로스트립은 전이부의 임의의 부분에 근접할 수 있다. 그리고 도파관은 전이부의 어느 부분에도 연결될 수 있다. 이러한 공동은 선택적이지만 손실을 줄이기 위해 마이크로스트립과 도파관이 PCB의 반대 측면들에 위치하면 PCB의 일 부분만을 통과하는 일부의 공동이 도파관과 마주하는 PCB의 측면으로부터 형성될 수 있다.
도 17은 상부 평면(141), 하부 평면(142) 및 개구(공동)(143)을 갖는 PCB(140)와 같은 지지 엘리먼트를 도시한다.
마이크로스트립(185, 186)은 상부 표면 상에 위치된다. 개구부(143)는 PCB(140)를 부분적으로 통과한다.
전이부(180)는 마이크로스트립(185)의 일부를 둘러싸는 상부 부분(181)과 또한 하부 부분(184)을 갖는다. 전도성 비아들(189)과 같은 전도성 엘리먼트들은 PCB(140)를 통과하여 전이부(180)의 부분들(181, 184)에 연결될 수 있다.
전이부(180')는 마이크로스트립(186)의 일부를 둘러싸는 상부 부분(183)과 또한 하부 부분(182)을 갖는다. 전도성 비아들과 같은 전도성 엘리먼트들은 PCB(140)를 통과하여 전이부(180')의 부분들(182, 183)에 연결될 수 있다.
도 17은 또한 공동(143) 위에 위치된 마이크로스트립(186)의 단부의 평면도를 도시한다(점선은 공동(143)이 PCB(140)의 상부 표면에 도달하지 않음을 나타낸다). 공동(143)은 하나 이상의 전도성 비아들에 의해 둘러싸여질 수 있다.
도 18은 무선 주파수 칩(111)과 같은 RT/TX 칩에 연결된 RF 멀티플렉서(112)의 예를 도시한다. RF 멀티플렉서(112)는 송신 마이크로스트립(221, 222)에 연결된 두 개의 출력을 갖는다. 상기 무선 주파수 칩(111)은 RF 멀티플렉서(112) 없이 송신 및/또는 수신 마이크로스트립에 연결될 수 있다.
도 9의 레이더는 정적 레이더일 수 있다. 상기 레이더는 시야의 전자 스캐닝을 수행하지 않을 수 있으며 기계적으로 움직이지 않을 수 있으므로 레이더의 신뢰성을 증가시킬 수 있다.
레이더를 동작 시키기 위한 방법이 제공될 수 있다. 레이더는 앞서 언급한 레이더 중 하나 또는 다음의 방법을 실행할 수 있는 다른 레이더일 수 있다.
레이더는 서로 평행하지 않은 송신 안테나들의 제1 및 제2 어레이들로부터 RF 신호를 송신하고, 레이더의 시야 내의 하나 이상의 물체로부터 RF 신호를 수신할 수 있다. RF 신호는 수신 안테나들의 제1 및 제2 어레이들로부터 안테나들에 의해 수신된다.
레이더의 시야 내의 물체로부터 RF 신호가 반사될 때, 위상에 의해 서로 다른 다수의 RF 신호가 상기 수신 안테나들의 제1 및 제2 어레이로부터 상기 안테나들에 의해 수신된다.
서로 다른 방향들로 배치된 물체들은 상이한 RF 신호들을 반사시킬 것이다. 레이더는 수신된 신호들(또는 다소 처리된 수신 신호들)을 물체의 방향에 대한 다른 가정에 대응하는 기준 신호들과 비교할 수 있다. 실제로 수신된 신호와 가장 잘 일치하는 기준 신호에 대응하는 방향이 선택될 수 있다.
방향의 결정은 선형 빔포밍 및/또는 MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) 빔포밍과 같은 하나 이상의 빔포밍 기술을 사용할 수 있다.
수신기 신호는 통상적으로 시간 도메인과 공간 도메인 사이의 변환을 수행함으로써 처리된다. 푸리에 변환 또는 다른 변환이 이 처리 공정 동안 적용될 수 있다.
송신 어레이 및 수신 어레이의 상이한 조합은 모호성으로 인해 어려움을 겪을 수 있다. (다른 어레이에 의한) 다중 전송 및 수신의 결과들을 사용하면 상기 모호성이 해결될 수 있습니다.
도 19는 모호성 영역들(401, 402, 402, 404)을 도시한다.
a. 모호성 영역(401)은 상기 송신 안테나들의 제1 어레이에 의한 송신 및 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 의한 수신과 관련된다. 모호성 영역의 피크는 좁고 긴 수직 방향의 영역이다. 상기 피크는 수신 패턴의 주엽의 피크에 해당한다.
b. 모호성 영역(402)은 상기 송신 안테나들의 제1 어레이에 의한 송신 및 상기 수신 안테나들의 제2 어레이에 의한 수신과 관련된다. 모호성 영역의 피크는 좁고 긴 수평 방향의 영역이다.
c. 모호성 영역들(403)은 상기 송신 안테나들의 제2 어레이에 의한 송신 및 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 의한 수신과 관련된다. 상기 모호성 영역은 송신 및 수신 모호성 영역(4031, 4032) 사이의 중첩 영역이다. 모호성 영역(404)은 상기 송신 안테나들의 제2 어레이에 의한 송신 및 상기 수신 안테나들의 제2 어레이에 의한 수신과 관련된다.
이벤트 a 및 b는 동시에 일어나고, 이벤트 c 및 d는 동시에 일어난다.
이벤트(a, b)와 이벤트(c, d) 사이에는 매우 짧은 시간 주기가 있을 수 있으며, 어떤 경우에는 물체가 실질적으로 동일한 방향으로 배치된 것으로 간주될 수 있어서 이는 단계 a, b, c 및 d 동안 얻어진 판독 값들을 비교할 수 있게 한다. 또한, 도플러 판독은 물체의 속도에 대한 표시를 제공하므로 이벤트(a, b)와 이벤트(c, d) 사이에서 물체의 위치 변화를 쉽게 보상할 수 있게 해준다.
도 20은 본 발명의 일 실시 예에 따른 방법(300)을 도시한다.
방법 300은 송신 안테나들의 제1 어레이 및 수신 안테나들의 제1 어레이를 포함하는 레이더에 의해 실행될 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제1 어레이의 송신 안테나들은 제1 거리만큼 서로 이격되어 있다. 상기 수신 안테나들의 제1 어레이의 수신 안테나들은 제2 거리만큼 서로 이격되어 있다. 상기 제1 거리 및 상기 제2 거리 각각은 파장의 절반을 초과한다. 상기 첫 번째 거리는 상기 두 번째 거리와 다르다. 상기 제1 거리 대 상기 제2 거리 사이의 비율은 정수가 아니다. 상기 제2 거리 대 상기 제1 거리 사이의 비는 정수가 아니다.
단계 310은 RF 레이더의 송신 안테나들의 제1 어레이로부터 제1 송신된 RF 신호들을 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
단계 320은 상기 제1 송신된 RF 신호의 송신 결과로서, RF 레이더의 수신 안테나들의 제1 어레이로부터 제1 수신된 RF 신호를 수신하는 동작을 포함할 수 있다.
상기 제1 수신된 RF 신호는 무선 주파수 레이더의 시야 내에 위치된 물체들로부터 수신된다
단계 330은 물체들에 관한 정보를 결정하기 위해 상기 제1 수신된 RF 신호들을 처리하는 동작을 포함한다.
레이더는 또한 수신 안테나들의 제2 어레이를 포함할 수 있다. 상기 수신 안테나들의 제2 어레이는 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 (평행하지 않게) 배향될 수 있고, 상기 송신 안테나들의 제1 어레이에 배향될 수 있다.
단계 340은 상기 제1 송신된 RF 신호의 송신 결과로서, 무선 주파수 레이더의 수신 안테나들의 제2 어레이로부터 제2 수신된 RF 신호를 수신하는 동작을 포함할 수 있으며; 상기 수신 안테나들의 제2 어레이는 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 배향되고 상기 송신 안테나들의 제1 어레이에 배향된다.
프로세싱 동작(단계 330)은 단계 340 동안 수신된 RF 신호들에 적용될 수 있다.
레이더는 또한 송신 안테나들의 제2 어레이를 포함할 수 있다. 상기 송신 안테나들의 제2 어레이의 송신 안테나들은 서로 제3 거리만큼 이격될 수 있다. 상기 수신 안테나들의 제2 어레이의 수신 안테나들은 서로 제4 거리만큼 이격될 수 있다. 상기 제3 및 제4 거리는 파장의 절반을 초과할 수 있으며, 특히 하나의 파장을 초과할 수 있으며 두 개의 파장보다 작지 않을 수 있다. 상기 제3 거리는 상기 제4 거리와 다를 수 있다. 상기 제4 거리와 상기 제3 거리 사이의 비율은 정수가 아니다. 상기 제3 거리와 상기 제4 거리 사이의 비율은 정수가 아니다.
단계 350은 RF 레이더의 송신 안테나들의 제2 어레이로부터 제2 송신된 RF 신호들을 송신하는 동작을 포함할 수 있다.
단계 360은 상기 제2 송신된 RF 신호들의 송신의 결과로서, RF 레이더의 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 의해 제3 수신된 RF 신호들을 수신하는 동작을 포함할 수 있다.
단계 370은 상기 제2 송신된 RF 신호들의 송신의 결과로서, RF 레이더의 상기 수신 안테나들의 제2 어레이에 의해 제4 수신된 RF 신호들을 수신하는 동작을 포함할 수 있다.
단계 330은 또한 단계 360 및 370 동안 수신된 신호를 처리하는 동작을 포함할 수 있다. 따라서, 단계 330은 물체들에 대한 정보를 결정하기 위해 상기 제1 RF 수신된 신호, 상기 제2 RF 수신된 신호, 상기 제3 RF 수신된 신호 및 상기 제4 RF 수신된 신호를 처리하는 동작을 포함할 수 있다. 상기 정보는 레이더의 시야의 이미지일 수 있다.
방법 300은 단계들 320, 340, 360 및 370 중 적어도 하나의 단계 동안 수신된 신호들의 임의의 조합을 처리할 수 있다.
상기 송신 안테나들의 제1 어레이 및 상기 수신 안테나들의 제1 어레이 중 적어도 하나는 상기 송신 안테나들의 제2 어레이 및 상기 수신 안테나들의 제2 어레이 중 적어도 하나에 배향된다.
단계 330은 다음의 동작들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다:
a. 상기 제1 수신된 신호, 상기 제2 수신된 신호, 상기 제3 수신된 신호 및 상기 제4 수신된 신호를 처리함으로써 RF 레이더의 공간 모호성을 해결하는 동작.
b. 상기 제1 수신된 신호와 관련된 공간 모호성, 상기 제2 수신된 신호와 관련된 공간 모호성, 상기 제3 수신된 신호와 관련된 공간 모호성 및 상기 제4 수신된 신호와 관련된 공간 모호성 간의 차이에 기초하여 공간 모호성을 해결하는 동작.
c. MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) 빔포밍을 적용하는 동작.
d. 선형 빔포밍을 적용하는 동작.
e. MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) 빔포밍 및 선형 빔포밍을 적용하는 동작.
상기 모호성은 송신 및 수신의 상이한 조합과 관련된 모호성 영역에서 중첩을 발견함으로써 적어도 부분적으로 해결될 수 있다. 어떤 물체와 관련이 있고 설정 (a)와 (c)에서 검출된 신호는 설정 (a)의 모호성 영역과 설정 (c)의 모호성 영역 사이의 중첩 영역에 위치해야 한다.
전술한 명세서에서, 본 발명은 본 발명의 실시예에 대한 특정 예를 참조하여 설명되었다. 그러나, 첨부된 청구 범위에 설명된 바와 같은 본 발명의 더 넓은 사상 및 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있음이 명백할 것이다.
또한, 상세한 설명 및 청구 범위에서의 "전방", "후방", "꼭대기", "상부", "밑", "바닥", "위에", "아래", "하부" 등의 용어는 설명을 목적으로 사용되었지만 영구적인 상대적 위치를 설명하는 데 반드시 사용되는 것은 아니다. 그렇게 사용되는 용어는 본 명세서에 기술된 본 발명의 실시예가 예를 들어 여기에 도시되거나 달리 설명된 것 이외의 다른 방향으로 작동할 수 있도록 적절한 환경 하에서 상호 교환 가능하다는 것으로 이해된다.
본 명세서에 설명된 바와 같은 연결들은 예를 들어 중간 장치를 통해 각각의 노드, 유닛 또는 장치로부터 또는 각각의 노드, 유닛 또는 장치로 신호를 전송하기에 적합한 임의의 유형의 연결일 수 있다. 따라서, 묵시적으로 또는 달리 언급되지 않는 한, 연결은 예를 들어 직접 연결 또는 간접 연결일 수 있다. 연결은 단일 연결, 다수의 연결, 단방향 연결 또는 양방향 연결이라는 것을 참조하여 설명되거나 묘사될 수 있다. 그러나, 서로 다른 실시 예들은 연결의 구현을 변화시킬 수 있다. 예를 들어 양방향 연결이 아닌 별도의 단방향 연결을 사용할 수 있으며 그 반대의 경우도 가능할 수 있다. 또한, 다수의 연결은 복수의 신호를 순차적으로 또는 시간 다중화 방식으로 전송하는 단일 연결로 대체될 수 있다. 마찬가지로, 복수의 신호를 전송하는 단일 연결은 이러한 신호의 서브 세트를 전송하는 다양한 연결로 분리될 수 있다. 따라서 신호를 전송하기 위한 많은 옵션들이 존재한다.
비록 특정 전도 형태 또는 전위의 극성이 실시 예에서 기술되었지만, 전도 형태들 및 전위의 극성들이 역전될 수 있다는 것을 이해할 것이다.
통상의 기술자는 논리 블록들 사이의 경계가 단지 예시적인 것이며, 대안적인 실시 예들이 논리 블록들 또는 회로 소자들을 병합하거나 또는 다양한 논리 블록들 또는 회로 소자들 상에 기능의 대체적인 분해를 부과할 수 있음을 인식할 것이다. 따라서, 여기에 도시된 아키텍처는 단지 예시적인 것이며, 사실 동일한 기능을 달성하는 많은 다른 아키텍처가 구현될 수 있다는 것으로 이해되어야 한다.
동일한 기능을 달성하기 위한 구성 요소의 배열은 효과적으로 "관련"되어 원하는 기능이 달성된다. 따라서, 특정 기능성을 달성하기 위해 결합된 임의의 2 개의 구성 요소는 구조 또는 중개하는 구성 요소와 관계없이 원하는 기능이 달성되도록 서로 "관련"되는 것으로 간주될 수 있다. 마찬가지로 이와 같이 연관된 두 개의 구성 요소는 원하는 기능을 달성하기 위해 서로 "작동 가능하게 연결"되거나 "작동 가능하게 결합된" 것으로 간주될 수 있다.
또한, 통상의 기술자는 전술한 동작(단계)들의 기능성 사이의 경계가 단지 예시적인 것임을 인식할 것이다. 복수의 동작(단계)들은 단일 동작(단계)으로 결합될 수 있고, 단일 동작(단계)은 추가 동작(단계)들로 분산될 수 있으며, 동작(단계)들은 시간적으로 적어도 부분적으로 겹쳐서 실행될 수 있다. 또한, 대안적인 실시예들은 특정 동작(단계)에 대한 복수의 인스턴스들을 포함할 수 있고, 동작(단계)들의 순서는 다양한 다른 실시예에서 변경될 수 있다.
또한, 예를 들어, 일 실시예에서, 도시된 예들은 단일 집적 회로 상에 또는 동일한 장치 내에 위치된 회로로서 구현될 수 있다. 대안적으로, 상기 예들은 임의의 수의 개별적인 집적 회로들 또는 적합한 방식으로 서로 상호 접속된 개별 장치로서 구현될 수 있다.
그러나, 다른 변경, 수정, 변형 및 대안들이 또한 가능하다. 따라서, 명세서 및 도면은 제한적인 의미가 아니라 예시적인 것으로 간주되어야 한다.
청구항에서, 괄호 사이에 위치한 임의의 참조 부호는 청구항을 제한하는 것으로 해석되어서는 아니 된다. '포함하는' 이라는 단어는 청구항에 나열된 요소들 또는 동작들의 존재를 배제하지 않는다. 또한, 본원에 사용된 용어 "하나"는 하나 또는 하나 이상으로 정의된다. 또한, 청구 범위에서 "적어도 하나"및 "하나 이상"과 같은 도입 문구를 사용하는 것은, 동일한 청구항에 "적어도 하나"및 "하나 이상"과 같은 도입 문구 및 "하나"같은 불명료한 문구가 포함되어 있는 경우라 할지라도, 불명료한 문구 "하나"에 의한 다른 청구항 요소의 도입이 그러한 요소를 하나만을 포함하는 발명에 대해 그렇게 도입된 청구항 요소를 포함하는 임의의 특정 청구항을 제한한다는 것을 의미하는 것으로 해석되어서는 안된다. 명확한 문구의 사용에 대해서도 마찬가지이다. 달리 명시하지 않는 한, "제1"및 "제2"와 같은 용어는 그러한 용어가 설명하는 요소들을 임의로 구별하는 데 사용된다. 따라서, 이들 용어는 그러한 요소들의 시간적 또는 다른 우선 순위를 나타내도록 반드시 의도된 것은 아니며, 특정 수단이 서로 다른 청구항들에 열거되어 있다는 단순한 사실만으로 이러한 수단들의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내는 것은 아니다.
용어 "포함하는", "~로 이루어지는", "갖는", "구성되는"및 "본질적으로 이루어진"은 상호 교환 가능한 방식으로 사용된다. 예를 들어, 임의의 방법은 적어도 도면 및/또는 명세서에 포함된 단계(동작)를 포함할 수 있으며, 도면 및/또는 명세서에 포함된 단계(동작)만을 포함할 수 있다. 동일한 용어들이 감지 장치와 시스템에도 동일하게 적용된다.
"X일 수 있다"는 문구는 조건 X가 충족될 수 있음을 나타낸다. 이 문구는 또한 조건 X가 충족되지 않을 수도 있음을 나타낸다.
본 발명의 특정한 특징들이 본 명세서에 예시되고 기술되었지만, 많은 수정, 변형, 대체, 변경 및 등가물이 당업자에 의해 나타나고 이루어질 수 있다. 그러므로, 첨부된 청구 범위는 본 발명의 진정한 사상 내에 있는 그러한 모든 수정, 변형 및 변경을 포함하도록 의도된 것으로 이해되어야 한다.

Claims (59)

  1. 무선 주파수(RF) 레이더에 있어서,
    송신 안테나들의 제1 어레이 및 수신 안테나들의 제1 어레이; 및
    송신 안테나들의 제2 어레이 및 수신 안테나들의 제2 어레이를 포함하며;
    상기 송신 안테나들의 제1 어레이의 송신 안테나들은 서로 제1 거리만큼 이격되고;
    상기 송신 안테나들의 제2 어레이의 송신 안테나들은 서로 제3 거리만큼 이격되고;
    상기 수신 안테나들의 제1 어레이의 수신 안테나들은 서로 제2 거리만큼 이격되고;
    상기 수신 안테나들의 제2 어레이의 수신 안테나들은 서로 제4 거리만큼 이격되며;
    상기 제1 거리 및 상기 제2 거리 각각은 파장의 절반을 초과하고; 상기 제1 거리는 상기 제2 거리와 상이하고; 상기 제1 거리 대 상기 제2 거리 사이의 비율은 정수가 아니며; 상기 제2 거리 대 상기 제1 거리 사이의 비율은 정수가 아니고;
    상기 제3 거리 및 상기 제4 거리 각각은 파장의 절반을 초과하고; 상기 제3 거리는 상기 제4 거리와 상이하고; 상기 제3 거리 대 상기 제4 거리 사이의 비율은 정수가 아니고; 그리고 상기 제4 거리 대 상기 제3 거리 사이의 비율은 정수가 아니며;
    상기 수신 안테나들의 제1 어레이는 수신 전이부들(transitions)의 제1 어레이를 통해 수신 도파관들의 제1 어레이에 연결되고, 상기 수신 전이부들의 제1 어레이는 수신 마이크로스트립들의 제1 어레이에 연결되며;
    상기 수신 안테나들의 제2 어레이는 전이부들의 제2 어레이를 통해 수신 도파관들의 제2 어레이에 연결되고, 상기 수신 전이부들의 제2 어레이는 수신 마이크로스트립들의 제2 어레이에 연결되며;
    상기 수신 마이크로스트립들의 제1 어레이 및 상기 수신 마이크로스트립들의 제2 어레이는 제1 평면에 위치되고;
    상기 수신 도파관들의 제1 어레이 및 상기 제1 어레이는 상기 수신 도파관들의 제2 어레이 및 상기 수신 전이부들의 제2 어레이와 상이한 평면에 위치하는 무선 주파수 레이더.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 제1 거리 및 상기 제2 거리는 두 개의 파장 이상인 무선 주파수 레이더.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리의 75%인 무선 주파수 레이더.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 제1 거리는 두 개의 파장보다 작지 않고, 상기 제2 거리는 상기 제1 거리의 75%인 무선 주파수 레이더.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제2 거리는 두 개의 파장보다 작은 무선 주파수 레이더.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 결합되는 제1 수신 도파관들의 어레이를 포함하는 무선 주파수 레이더.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 도파관들의 제1 어레이의 수신 도파관들은 제1 구조 엘리먼트 내에 형성된 공동들 및 제2 구조 엘리먼트에 형성된 커버로 형성되는 무선 주파수 레이더.
  8. 제7 항에 있어서, 상기 제1 구조 엘리먼트는 상기 레이더의 하우징인 무선 주파수 레이더.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 송신 안테나들의 제1 어레이에 결합되는 송신 도파관들의 제1 어레이를 포함하는 무선 주파수 레이더.
  10. 제9 항에 있어서, 상기 도파관들의 제1 어레이의 전송 도파관들은 제1 구조 엘리먼트 내에 형성된 공동들 및 제2 구조 엘리먼트에 형성된 커버로 형성되는 무선 주파수 레이더.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 제1 구조 엘리먼트는 상기 레이더의 하우징인 무선 주파수 레이더.
  12. 제1 항에 있어서, 상기 송신 안테나들의 제1 어레이의 송신 안테나들은 인쇄된 안테나들이고, 상기 수신 안테나들의 제1 어레이의 수신 안테나들은 인쇄된 안테나들인 무선 주파수 레이더.
  13. 제1 항에 있어서, 상기 송신 안테나들의 제1 어레이는 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 평행한 무선 주파수 레이더.
  14. 제1 항에 있어서, 상기 송신 안테나들의 제1 어레이 및 상기 수신 안테나들의 제1 어레이는 단일 송신 안테나 및 수신 안테나들의 불균일한 어레이에 의해 형성된 RF 채널들과 등가인 RF 채널들을 형성하도록 구성되는 무선 주파수 레이더.
  15. 제1 항에 있어서, 상기 송신 안테나들의 제1 어레이는 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 평행하며; 상기 송신 안테나들의 제2 어레이는 상기 수신 안테나들의 제2 어레이에 평행한 무선 주파수 레이더.
  16. 제1 항에 있어서, 상기 제3 거리 및 상기 제4 거리는 두 개의 파장보다 작지 않은 무선 주파수 레이더.
  17. 제1 항에 있어서, 상기 제4 거리는 상기 제3 거리의 75%인 무선 주파수 레이더.
  18. 제1 항에 있어서, 상기 제3 거리는 두 개의 파장보다 작지 않고, 상기 제4 거리는 상기 제3 거리의 75 퍼센트인 무선 주파수 레이더.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 제4 거리는 두 개의 파장보다 작은 무선 주파수 레이더.
  20. 제1 항에 있어서, 상기 송신 안테나들의 제2 어레이의 송신 안테나들은 혼 안테나들이고, 상기 수신 안테나들의 제2 어레이의 수신 안테나들은 혼 안테나들인 무선 주파수 레이더.
  21. 제1 항에 있어서, 상기 송신 안테나들의 제2 어레이의 송신 안테나들은 인쇄된 안테나들이고, 상기 수신 안테나들의 제2 어레이의 수신 안테나들은 인쇄된 안테나들인 무선 주파수 레이더.
  22. 제1 항에 있어서, 상기 수신 안테나들의 제2 어레이에 연결된 수신 도파관들의 제2 어레이를 포함하는 무선 주파수 레이더.
  23. 제22 항에 있어서, 상기 수신 도파관들의 제2 어레이의 수신 도파관들은 제3 구조 엘리먼트 내에 형성된 공동들 및 제4 구조 엘리먼트에 형성된 커버로 형성되는 무선 주파수 레이더.
  24. 제22 항에 있어서, 상기 수신 도파관들의 제2 어레이의 수신 도파관들은 제3 구조 엘리먼트 내에 형성된 공동들 및 제2 구조 엘리먼트에 형성된 커버로 형성되는 무선 주파수 레이더.
  25. 제1 항에 있어서, 상기 송신 안테나들의 제1 어레이 및 상기 수신 안테나들의 제1 어레이는 상기 송신 안테나들의 제2 어레이 및 상기 수신 안테나들의 제2 어레이에 수직인 무선 주파수 레이더.
  26. 제1 항에 있어서, 상기 송신 안테나들의 제1 어레이, 상기 수신 안테나들의 제1 어레이, 상기 송신 안테나들의 제2 어레이 및 상기 수신 안테나들의 제2 어레이는 상기 RF 레이더의 전기 회로들을 둘러싸고, 상기 전기 회로들은 디지털 프로세서 및 무선 주파수 회로를 포함하는 무선 주파수 레이더.
  27. 제1 항에 있어서, 상기 송신 안테나들의 제2 어레이의 상기 송신 안테나들은 상기 송신 안테나들의 제1 어레이의 상기 송신 안테나들 보다 짧고, 상기 수신 안테나들의 제2 어레이의 상기 수신 안테나들은 상기 수신 안테나들의 제1 어레이의 상기 수신 안테나들 보다 짧은 무선 주파수 레이더.
  28. 제1 항에 있어서, 상기 수신 마이크로스트립들의 제1 및 제2 어레이들은 지지 엘리먼트에 연결되고; 상기 수신 도파관의 제1 및 제2 어레이들은 상기 지지 엘리먼트의 대향하는 측면들에 위치되는 무선 주파수 레이더.
  29. 제28 항에 있어서, 상기 지지 엘리먼트는 인쇄회로기판인 무선 주파수 레이더.
  30. 제1 항에 있어서, 상기 송신 안테나들의 제1 어레이는 송신 전이부들의 제1 어레이를 통해 송신 도파관들의 제1 어레이에 연결되고, 상기 송신 전이부들의 제1 어레이는 송신 마이크로스트립들의 제1 어레이에 연결되고; 상기 송신 안테나들의 제2 어레이는 전이부들의 제2 어레이를 통해 송신 도파관들의 제2 어레이에 연결되며, 상기 송신 전이부들의 제2 어레이는 송신 마이크로스트립들의 제2 어레이에 연결되고; 상기 송신 마이크로스트립들의 제1 어레이 및 상기 송신 마이크로스트립들의 제2 어레이는 제1 평면에 위치되며; 상기 송신 도파관들의 제1 어레이 및 상기 제1 어레이는 상기 송신 도파관들의 제2 어레이 및 상기 송신 전이부들의 제2 어레이와 상이한 평면에 위치하는 무선 주파수 레이더.
  31. 제30 항에 있어서, 상기 송신 마이크로스트립의 제1 및 제2 어레이들은 지지 엘리먼트에 연결되고, 상기 송신 도파관들의 제1 및 제2 어레이들은 상기 지지 엘리먼트의 대향하는 측면들에 위치되는 무선 주파수 레이더.
  32. 제31 항에 있어서, 상기 지지 엘리먼트는 인쇄회로기판인 무선 주파수 레이더.
  33. 제1 항에 있어서, 상기 수신 안테나들의 제1 어레이 및 상기 송신 안테나들의 제1 어레이는 통합되는 무선 주파수 레이더.
  34. 무선 주파수(RF) 레이더를 동작시키는 방법으로서, 상기 방법은:
    상기 RF 레이더의 송신 안테나들의 제1 어레이로부터 제1 송신된 RF 신호들을 송신하는 동작;
    상기 RF 레이더의 송신 안테나들의 제2 어레이로부터 제2 송신된 RF 신호들을 송신하는 동작;
    상기 제1 송신된 RF 신호들의 송신의 결과로서, 상기 RF 레이더의 수신 안테나들의 제1 어레이로부터 제1 수신된 RF 신호들을 수신하는 동작; 및
    상기 제2 송신된 RF 신호들의 송신의 결과로서, 상기 RF 레이더의 수신 안테나들의 제2 어레이로부터 제2 수신된 RF 신호들을 수신하는 동작을 포함하고;
    상기 송신 안테나들의 제1 어레이의 송신 안테나들은 서로 제1 거리만큼 이격되고;
    상기 송신 안테나들의 제2 어레이의 송신 안테나들은 서로 제3 거리만큼 이격되고;
    상기 수신 안테나들의 제1 어레이의 수신 안테나들은 서로 제2 거리만큼 이격되고;
    상기 수신 안테나들의 제2 어레이의 수신 안테나들은 서로 제4 거리만큼 이격되며;상기 제1 거리 및 상기 제2 거리 각각은 파장의 절반을 초과하고; 상기 제1 거리는 상기 제2 거리와 상이하고; 상기 제1 거리 대 상기 제2 거리 사이의 비율은 정수가 아니며; 상기 제2 거리 대 상기 제1 거리 사이의 비율은 정수가 아니고;
    상기 제3 거리 및 상기 제4 거리 각각은 파장의 절반을 초과하고; 상기 제3 거리는 상기 제4 거리와 상이하고; 상기 제3 거리 대 상기 제4 거리 사이의 비율은 정수가 아니고; 그리고 상기 제4 거리 대 상기 제3 거리 사이의 비율은 정수가 아니며;
    상기 수신 안테나들의 제1 어레이는 수신 전이부들(transitions)의 제1 어레이를 통해 수신 도파관들의 제1 어레이에 연결되고, 상기 수신 전이부들의 제1 어레이는 수신 마이크로스트립들의 제1 어레이에 연결되며;
    상기 수신 안테나들의 제2 어레이는 전이부들의 제2 어레이를 통해 수신 도파관들의 제2 어레이에 연결되고, 상기 수신 전이부들의 제2 어레이는 수신 마이크로스트립들의 제2 어레이에 연결되며;
    상기 수신 마이크로스트립들의 제1 어레이 및 상기 수신 마이크로스트립들의 제2 어레이는 제1 평면에 위치되고;
    상기 수신 도파관들의 제1 어레이 및 상기 제1 어레이는 상기 수신 도파관들의 제2 어레이 및 상기 수신 전이부들의 제2 어레이와 상이한 평면에 위치하는 방법.
  35. 제34 항에 있어서, 상기 제1 수신된 RF 신호는 상기 무선 주파수 레이더의 시야 내에 위치된 물체들로부터 수신되는 방법.
  36. 제35 항에 있어서, 상기 방법은 상기 물체들에 관한 정보를 결정하기 위해 상기 제1 수신된 RF 신호들을 처리하는 동작을 포함하는 방법.
  37. 제34 항에 있어서, 상기 제1 송신된 RF 신호들의 송신 결과로서, 상기 무선 주파수 레이더의 수신 안테나들의 제2 어레이로부터 제2 수신된 RF 신호들을 수신하는 동작을 더 포함하고; 상기 수신 안테나들의 제2 어레이는 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 배향되고 상기 송신 안테나들의 제1 어레이에 배향되는 방법.
  38. 제37 항에 있어서,
    상기 RF 레이더의 송신 안테나들의 제2 어레이로부터 제2 송신된 RF 신호들을 송신하는 동작;
    상기 제2 송신된 RF 신호들의 송신 결과로서, 상기 RF 레이더의 상기 수신 안테나들의 제1 어레이에 의해 제3 수신된 RF 신호들을 수신하는 동작; 및
    상기 제2 송신된 RF 신호들의 송신 결과로서, 상기 RF 레이더의 상기 수신 안테나들의 제2 어레이에 의해 제4 수신된 RF 신호들을 수신하는 동작을 더 포함하는 방법.
  39. 제38 항에 있어서, 상기 방법은 상기 무선 주파수 레이더의 시야 내에 위치된 물체들의 정보를 결정하기 위해 상기 제1 수신된 RF 신호들, 상기 제2 RF 수신된 신호들, 상기 제3 RF 수신된 신호들 및 상기 제4 RF 수신된 신호들을 처리하는 동작을 포함하는 방법.
  40. 제39 항에 있어서, 상기 송신 안테나들의 제1 어레이 및 상기 수신 안테나들의 제1 어레이 중 적어도 하나는 상기 송신 안테나들의 제2 어레이 및 상기 수신 안테나들의 제2 어레이 중 적어도 하나에 배향되는 방법.
  41. 제39 항에 있어서, 상기 제1 수신된 RF 신호들, 상기 제2 수신된 RF 신호들, 상기 제3 수신된 RF 신호들 및 상기 제4 수신된 RF 신호들을 처리함으로써 상기 RF 레이더의 공간 모호성(spatial ambiguities)을 해결하는 단계를 포함하는 방법.
  42. 제41 항에 있어서, 상기 공간 모호성을 해결하는 단계는 상기 제1 수신된 RF 신호들과 관련된 공간 모호성, 상기 제2 수신된 RF 신호들과 관련된 공간 모호성, 상기 제3 수신된 RF 신호들과 관련된 공간 모호성 및 상기 제4 수신된 RF 신호들과 관련된 공간 모호성 간의 차이들에 기초하는 방법.
  43. 제39 항에 있어서, 상기 처리 동작은 MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) 빔포밍을 적용하는 동작을 포함하는 신호 처리 방법.
  44. 제39 항에 있어서, 상기 처리 동작은 선형 빔포밍을 적용하는 동작을 포함하는 방법.
  45. 제39 항에 있어서, 상기 처리 동작은 MVDR (Minimum Variance Distortionless Response) 빔포밍을 적용하고 선형 빔포밍을 적용하는 동작을 포함하는 신호 처리 방법.
  46. 무선 주파수(RF) 유닛으로서,
    송신 안테나들의 제1 어레이 및 수신 안테나들의 제1 어레이; 및
    송신 안테나들의 제2 어레이 및 수신 안테나들의 제2 어레이를 포함하며,
    상기 송신 안테나들의 제1 어레이의 송신 안테나들은 서로 제1 거리만큼 이격되고;
    상기 송신 안테나들의 제2 어레이의 송신 안테나들은 서로 제3 거리만큼 이격되고;
    상기 수신 안테나들의 제2 어레이의 수신 안테나들은 서로 제2 거리만큼 이격되고;
    상기 수신 안테나들의 제2 어레이의 수신 안테나들은 서로 제4 거리만큼 이격되며;
    상기 제1 거리 및 상기 제2 거리 각각은 파장의 절반을 초과하고; 상기 제1 거리는 상기 제2 거리와 상이하고; 상기 제1 거리 대 상기 제2 거리 사이의 비율은 정수가 아니며; 상기 제2 거리 대 상기 제1 거리 사이의 비율은 정수가 아니고;
    상기 제3 거리 및 상기 제4 거리 각각은 파장의 절반을 초과하고; 상기 제3 거리는 상기 제4 거리와 상이하고; 상기 제3 거리 대 상기 제4 거리 사이의 비율은 정수가 아니고; 그리고 상기 제4 거리 대 상기 제3 거리 사이의 비율은 정수가 아니며;
    상기 수신 안테나들의 제1 어레이는 수신 전이부들(transitions)의 제1 어레이를 통해 수신 도파관들의 제1 어레이에 연결되고, 상기 수신 전이부들의 제1 어레이는 수신 마이크로스트립들의 제1 어레이에 연결되며;
    상기 수신 안테나들의 제2 어레이는 전이부들의 제2 어레이를 통해 수신 도파관들의 제2 어레이에 연결되고, 상기 수신 전이부들의 제2 어레이는 수신 마이크로스트립들의 제2 어레이에 연결되며;
    상기 수신 마이크로스트립들의 제1 어레이 및 상기 수신 마이크로스트립들의 제2 어레이는 제1 평면에 위치되고;
    상기 수신 도파관들의 제1 어레이 및 상기 제1 어레이는 상기 수신 도파관들의 제2 어레이 및 상기 수신 전이부들의 제2 어레이와 상이한 평면에 위치하는, 무선 주파수 유닛.
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