KR20160130295A - 전자 로트만 렌즈 - Google Patents

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해리 비. 마르
왈터 비. 주니어 슐트
존 피. 지안비토리오
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레이던 컴퍼니
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Abstract

실시예들은 로트만 렌즈를 에뮬레이팅하기 위한 아날로그 신호 프로세싱 회로를 동작시키는 것에 관한 것이다. 아날로그 신호 프로세싱 회로는 복수의 시간 지연들을 복수의 빔 포트들과 연관된 복수의 신호들에 적용한다. 아날로그 신호 프로세싱 회로는 시간 지연된 신호들을 합산함으로써 시간 지연된 신호들에 기초하여 어레이에 포함된 복수의 어레이 포트들에 의한 송신을 위한 복수의 출력 빔들을 형성한다. 시간 지연들은 출력 빔들의 송신 방향에 기초한다.

Description

전자 로트만 렌즈{ELECTRONIC ROTMAN LENS}
[0001] 본 개시는 전자 장치, 및 보다 구체적으로 전자전(EW: electronic warfare)에 사용된 것들 같은 안테나 시스템들에 관한 것이다.
[0002] 오늘날의 EW 환경은 EW 안테나 시스템들이 시간적으로 30% 내지 100%로 상이한 방향들로 동시에 펄스들을 조사하도록 요구한다. 현재 이용되는 2개의 기본적인 EW 안테나 시스템들이 있다: 액티브 전자 스캐닝 어레이(AESA: active electronically scanned array) 시스템들 및 로트만(Rotman) 렌즈 시스템들.
[0003] AESA 시스템들은 메인 어레이를 다수의 서브-어레이들의 대응하는 세트로 분할하지 않고 다수의 상이한 방향들로 동시에 다수의 빔들을 조사할 수 없다. 메인 어레이를 서브-어레이들로 분할하는 것은 각각의 서브-어레이의 빔 패턴을 넓히고, 이에 의해 이득 및 따라서 효과적인 조사 전력(ERP)을 감소시킨다. 따라서, 타겟을 히팅(hitting)하는 ERP는 이득의 손실 및 전력의 분할 둘 다에 의해 감소된다.
[0004] 로트만 렌즈 시스템들은 각각의 빔에 대한 어레이의 전체 애퍼처(aperture)를 사용하여 다수의 방향들로 다수의 빔들을 조사할 수 있다. 따라서, 타겟을 히팅하는 ERP는 전력 분할에 의해서만 감소된다. 그러나, 로트만 렌즈 시스템의 사이즈는 부가적인 제한들을 부과한다. 로트만 렌즈 시스템들은 크다는 경향이 있어서, 2차원에서 그리고 편광 다이버스(diverse) 애플리케이션들에 그들의 사용이 제한된다.
[0005] 일 실시예에 따라, 방법은 로트만 렌즈를 에뮬레이팅(emulate)하기 위하여 아날로그 신호 프로세싱 회로를 동작시키는 것에 관한 것이다. 방법은: 아날로그 신호 프로세싱 회로에 의해, 복수의 빔 포트들과 연관된 복수의 신호들에 복수의 시간 지연들을 적용하는 단계, 및 아날로그 신호 프로세싱 회로에 의해, 시간 지연된 신호들을 합산함으로써 시간 지연된 신호들에 기초하여 어레이에 포함된 복수의 어레이 포트들에 의한 송신을 위한 복수의 출력 빔들을 형성하는 단계 ― 시간 지연들은 출력 빔들의 송신 방향에 기초함 ―를 포함한다.
[0006] 다른 실시예에 따라, 시스템은 복수의 빔 포트들, 복수의 어레이 포트들을 포함하는 어레이, 및 복수의 시간 지연들을 빔 포트들 중 적어도 하나로부터의 신호에 적용하는 것에 기초하여 어레이 포트들에 의해 송신을 위한 출력 빔을 형성하도록 구성된 아날로그 신호 프로세싱 회로를 포함하고, 여기서 시간 지연들은 송신을 위해 선택된 방향에 따라 선택되고 어레이는 각각의 어레이 포트에서 다수의 빔 포트들로부터의 시간 지연된 신호들을 합산함으로써 다수의 출력 빔들을 동시에 송신하도록 구성된다.
[0007] 부가적인 피처들 및 장점들은 본 발명의 기술들을 통하여 실현된다. 본 발명의 다른 실시예들 및 양상들은 본원에 상세히 설명되고 청구된 본 발명의 일부로 고려된다. 장점들 및 피처들을 가진 본 발명의 더 나은 이해를 위하여, 설명 및 도면들을 참조하라.
[0008] 본 개시의 더 완전한 이해를 위하여, 이제 첨부 도면들 및 상세한 설명과 관련하여 취해진, 다음 짧은 설명에 대해 참조가 이루어지고, 동일한 참조 번호들은 동일한 부분들을 표현한다.
[0009] 도 1은 예시적인 시스템의 블록도이다.
[0010] 도 2a는 시간 도메인(domain) 기반 빔 형성 시스템을 예시한다.
[0011] 도 2b는 주파수 도메인 기반 빔 형성 시스템을 예시한다.
[0012] 도 3은 가중 회로를 예시한다.
[0013] 도 4는 예시적 방법의 흐름도를 예시한다.
[0014] 다양한 연결들이 다음 설명 및 도면들(그 내용들은 참조에 의해 본 개시에 포함됨)의 엘리먼트들 사이에서 설명되는 것이 주의된다. 이들 연결들이 일반적으로 그리고 다르게 특정되지 않으면, 직접적 또는 간접적일 수 있고 이 명세서가 이런 점에서 제한인 것으로 의도되지 않는 것이 주의된다. 이에 관하여, 엔티티들 사이의 커플링은 직접 또는 간접 연결 어느 하나를 지칭할 수 있다.
[0015] 장치들, 시스템들 및 방법들의 예시적 실시예들이 전자전(EW) 시스템 같은 시스템의 사이즈, 가중, 및 전력을 감소시키기 위하여 아날로그 신호 프로세싱을 활용한다는 것이 설명된다. 주어진 구현의 사이즈는 종래의 로트만 렌즈의 대략 100분의 1(0.01)일 수 있고 이와 같이 듀얼 편광을 위하여 방위각 및 고도 둘 다에 사용될 수 있다. 아날로그 신호 프로세싱은 종래의 액티브 전자 스캐닝 어레이(AESA) 시스템들에 사용된 빔 조종 방식들보다 빠른 크기 정도일 수 있고 모듈식이고 확대 가능할 수 있다.
[0016] 일부 실시예들에서, 전자 로트만 렌즈의 제 1 레벨은, 결과적인 다중-레벨 피드(feed)가 큰 어레이를 조명하도록, 하나 또는 그 초과의 부가적인 레벨들을 피딩한다. 빔이 전체 시야(FoV)에 걸쳐 연속으로 스캔할 수 있도록 렌즈들 또는 레벨들이 배열된다.
[0017] 일부 실시예들에서, 아날로그 신호 프로세싱 회로들(예컨대, 집적 회로(IC)들)은 라디오 주파수(RF)에서 매트릭스-기반 시간 지연 계산을 가능하게 한다. 이들 회로들은, 어레이 포트들이 회로들의 안팎으로 피딩되는 전자 로트만 렌즈의 생성을 가능하게 한다. 회로들은 최대 동작 대역까지 주파수 무관한 일부 또는 모든 어레이 포트들을 동시에 사용함으로써 다수의 방향들의 빔들을 형성한다. 이런 방식으로, 효과적인 로트만 렌즈가 제공되고 광학/물리적-기반 로트만 렌즈 또는 광학 렌즈보다 다수 배 작고 더 전력 효율적이다.
[0018] 일부 실시예들에서, 회로들은 아날로그 샘플 공간에 빔 형성을 가능하게 하기 위하여 사용된다. 빔 형성 계산들은 공간-시간 빔이 형성 가능하게 하고 다수 번 샘플들이 빔 조종을 위한 복잡한 가중에 사용될 수 있다. 회로들은 광대역이고 주파수 무관하다. 회로들은 제조된 IC들에서 최대 4 GHz까지 그리고 전류 노드들에서 시뮬레이션시 최대 X-대역까지 라디오 주파수(RF)에서 동작한다. 회로들과 관련하여 사용된 RF 주파수들은 무어의 법칙에 따라 스케일링(scale)할 수 있고, 이는 시간에 걸쳐 동일한 회로 리얼 이스테이트(real estate) 또는 공간에서 강화된 프로세싱 능력들을 가능하게 한다.
[0019] 로트만 렌즈는 형태의 매트릭스 곱셈으로서 모델링될 수 있다:
Figure pct00001
여기서
Figure pct00002
는 어레이(예컨대, 안테나 어레이)에서 'm' 라디에이터(radiator)들의 카운트에 대한 입력들을 표현한다.
Figure pct00003
는 빔 형성 동작들을 위하여 입력 또는 소스 빔들로서 역할을 하는 'n' 빔들의 카운트를 표현한다. 매트릭스(
Figure pct00004
)는 라디에이터들('A')에 입력 빔들('B')의 맵핑을 가능하게 하기 위하여 사용된 파라미터들을 표현하고 입력 빔들('B')을 빔 형성하거나 빔 형상화하기 위해 사용된다.
[0020] 라디에이터들('A')의 카운트('m')는 주어진 애플리케이션 환경에서 요구된 해상도 또는 선명도에 기초하여 선택된다. 'm'의 값이 더 클수록, 더 많은 보강 간섭이 얻어질 때 제공되는 빔들이 더 선명해진다. 빔('B')의 카운트('n')는 애플리케이션 환경에서 잠재적 관심을 가지는 다수의 목적들 또는 위협들에 기초하여 선택된다.
[0021] 도 1을 참조하여, 시스템(100)이 도시된다. 시스템(100)은 상기 설명된 매트릭스 곱셈 원리를 예시하기 위하여 사용될 수 있다. 특히, 빔 포트(102)와 연관된 빔들('B')은 어레이들 또는 어레이 엘리먼트들('A')을 포함하는 어레이 포트(104)로 전달된다. 주어진 입력 빔(예컨대, B1)은 제 2 어레이(예컨대, A2)에 관련하여 제 1 어레이(예컨대, A1)에 도달할 대 상이한 특성들(예컨대, 경로 길이)을 경험한다. 이들 상이한 특성들(예컨대,
Figure pct00005
)은 어레이들로부터 나오는 빔의 방향(궁극적으로)을 수립하기 위하여 사용되거나 이용된다. 상이한 특성들은 동작 주파수에 무관하고(적어도 제 1 차 근사화), 따라서 광대역 동작을 허용한다. 도 1에서, 알파(
Figure pct00006
)는 m번째 빔 포트로부터 생성된 패턴의 조종을 표현하고 그리고 'd'는 엘리먼트들 사이의 분리 거리를 표현한다.
[0022] 도 2a를 참조하여, 시스템(200)이 도시된다. 시스템(200)은 아날로그 신호 프로세서 같은 신호 프로세서의 부분으로서 구현될 수 있다. 시스템(200)은 시간 도메인에서 매트릭스 곱을 수행함으로써 로트만 렌즈를 에뮬레이팅한다. 시스템(200)은 실시간으로 또는 사실상 실시간으로 그런 곱셈을 수행할 수 있다.
[0023] 시스템(200)의 출력들은 복수의 라디에이터 어레이들 또는 어레이 엘리먼트들(
Figure pct00007
)에 대응한다. 출력들(
Figure pct00008
) 각각은 입력 빔들(
Figure pct00009
)의 함수로서 구동된다. 이에 관하여, 각각의 입력 빔('B')의 기여는 주어진 출력('A')을 제공하기 위하여 합산될 수 있다.
[0024] 잠재적으로 증폭기들과 결합하여 샘플-앤드-홀드(S/H: sample-and-hold)(S/H & A) 회로들은 입력 빔들('B')을 출력 어레이들('A')에 맵핑한다. S/H 또는 S/H & A 회로들은 연속적인 신호들을 이산 시간 신호들 또는 이산 시간 샘플들로 변환한다. 스위칭되는 S/H 또는 S/H & A 회로들의 체인 또는 시리즈는 투루 시간(true time) 지연을 구현하기 위하여 도 2a의 실시예에 도시된 바와 같이 사용되고, 이는 다수의 동시의 빔들이 광대역에 걸쳐 제공되게 한다. 실시예에서, 신호 경로로 스위칭되는 S/H 또는 S/H & A 회로들의 수는 빔을 올바르게 형성하기 위하여 필요한 투루 시간 지연의 양에 기초하여 선택된다. 예로서, S/H 또는 S/H & A 회로들이 1ns에서 클록킹(clock)되고 투루 시간 지연의 10ns 가치를 생성하는 것이 원해지면, S/H 또는 S/H & A 회로들은 포함되거나 스위칭될 수 있다.
[0025] 시스템(200)은 가중들(
Figure pct00010
)을 포함한다. 가중들(
Figure pct00011
)은 협대역 및 적응성 솔루션들에 적용된다. 예컨대, 가중들(
Figure pct00012
)은 공간-시간 적응성 빔 형성 목적들을 위하여 사용된다.
[0026] 가중들(
Figure pct00013
)은 하나 또는 그 초과의 형태들로 구현될 수 있다. 예컨대, 가중들(
Figure pct00014
)은 op-앰프 회로, 플로팅-게이트 트랜지스터 회로, 등을 사용하여 구현될 수 있다. 일부 실시예들에서, 임의의 기술은 트랜지스터의 게이트에 와이어링(wire)된 일정한 출력을 가지도록 프로그래밍된 디지털 투 아날로그 컨버터(DAC) 같은 트랜지스터의 게이트 상에 일정한 전하를 홀딩하기 위하여 사용될 수 있다.
[0027] 도 2b를 참조하여, 시스템(250)이 도시된다. 시스템(250)은 아날로그 신호 프로세서 같은 신호 프로세서의 부분으로서 구현될 수 있다. 시스템(250)은 하기 추가로 설명되는 바와 같이 주파수 도메인 기술들에 기초하여 로트만 렌즈 빔 조종을 에뮬레이팅한다.
[0028] 시스템(250)은 복수의 라디에이터 어레이들 또는 어레이 엘리먼트들(
Figure pct00015
)을 포함한다. 어레이 엘리먼트들(
Figure pct00016
)은 인입 신호들을 수신하도록 배열된다. 아날로그 고속 푸리에 변환(FFT) 알고리즘(254)은 어레이 포트들(
Figure pct00017
) 각각으로부터의 신호를 주파수 성분들 또는 빈(bin)들로 나누는 역할을 하는 인입 신호들에 적용된다. 각각의 어레이 포트의 주파수 비닝된 신호들은 합산되고 위상 시프트 또는 주파수-종속 가중은 각각의 빔(
Figure pct00018
)을 위하여 블록(260)에서 각각의 주파수 빈에 적용된다. 인버스 고속 푸리에 변환(IFFT) 알고리즘(268)은 각각의 빔(
Figure pct00019
)에서 수행된다.
[0029] 시스템(250)이 도시되고 신호들의 수신과 관련하여 상기 설명된다. 당업자는, 상기 설명된 동작들의 인버스가 신호 송신을 지원하기 위해 수행될 수 있다는 것을 인식할 것이다.
[0030] 도 3을 참조하여, 하나 또는 그 초과의 실시예들에 따른 가중 회로(300)가 도시된다. 특히, 가중 회로(300)는 도 2a와 관련하여 가중들(
Figure pct00020
) 같은 하나 또는 그 초과의 가중들을 구현하기 위하여 사용될 수 있다.
[0031] T 가중 회로(300)는 다수의 입력 전류들(예컨대,
Figure pct00021
)과 연관된 다수의 입력 트랜지스터들(306)(예컨대, 플로팅 게이트 트랜지스터들)을 포함한다. 가중 회로(300)는 다수의 출력 전류들(예컨대,
Figure pct00022
)과 연관된 다수의 출력 트랜지스터들(308)(예컨대, 플로팅 게이트 트랜지스터들)을 포함한다. 가중 회로(300)는 입력 트랜지스터들(306)과 출력 트랜지스터들(308)을 커플링하는 다수의 팔로워(follower)들 또는 비교기들(310)을 포함한다.
[0032] 회로(300)는 입력 전류들의 가중된 합산으로서 출력 전류들 각각을 생성하도록 구성된다. 예컨대, 출력 전류들은 다음과 같이 계산된다:
Figure pct00023
여기서 중간 매트릭스
Figure pct00024
는 가중들 또는 가중 팩터(factor)들에 대응한다.
[0033] 가중들
Figure pct00025
각각은 입력 트랜지스터(306) 상의 게이트 전압의 지수에 의해 나누어진 출력 트랜지스터(308) 상의 게이트 전압의 지수의 비율로서 표현된다. 예로서,
Figure pct00026
을 취하여,
Figure pct00027
은 다음과 같이 표현된다:
Figure pct00028
여기서 전압들(
Figure pct00029
및
Figure pct00030
)은 도 3에 도시된 바와 같이 위치된다. 유사한 예들은 다른 가중들(
Figure pct00031
)을 위해 구성될 수 있다.
[0034] 가중 회로(300)는 전류 도메인 기술 측면에서 구현되는 것으로 도시된다. 다른 타입들의 도메인들 또는 기술들은 가중을 구현하기 위하여 사용될 수 있다. 예컨대, 전하 도메인 회로 또는 당업자에게 알려진 기술은 일부 실시예들에서 사용될 수 있다.
[0035] 이제 도 4를 참조하여, 예시적인 방법(400)의 흐름도가 도시된다. 방법(400)은 본원에 설명된 것들 같은 하나 또는 그 초과의 디바이스들, 컴포넌트들, 또는 시스템들에 따라 실행할 수 있다. 방법(400)은 하나 또는 그 초과의 빔들을 형성하기 위하여 매트릭스 연산들(예컨대, 곱셈 및 합산)을 구현하기 위하여 사용된다.
[0036] 블록(402)에서, 입력 사양이 수신된다. 입력 사양은 필요한 입력 빔들('B')의 수('n') 및 필요한 어레이 또는 어레이 엘리먼트들('A')의 수('m') 같은 요건들을 포함할 수 있다.
[0037] 블록(404)에서, 출력 빔들의 방향이 선택된다. 방향(들)은 잠재적 관심을 가지는 특정 타겟 또는 장면 또는 지리적 위치의 식별에 기초하여 선택된다.
[0038] 블록(406)에서, 하나 또는 그 초과의 파라미터들은 블록들(402 및 404)에서 수립된 기준들에 따라 출력 빔들을 형성하기 위하여 선택된다. 예컨대, 블록(406)의 부분으로서, S/H 또는 S/H & A 회로들에 커플링된 하나 또는 그 초과의 스위치들과 연관된 상태(예컨대, 개방 또는 폐쇄)가 선택된다. S/H 또는 S/H & A 회로들과 연관된 가중들(
Figure pct00032
)은 블록(406)의 부분으로서 선택될 수 있다.
[0039] 블록(408)에서, 출력 빔들은 어레이들 또는 어레이 엘리먼트들에 의해 송신되거나 조사된다.
[0040] 본 개시의 실시예들은 기능성들 또는 능력들을 송신 및 수신하기 위해 빔 형성을 가능하게 한다. 일부 실시예들에서, 다수의 빔들은 다수의 방향들로 동시에 생성되고, 여기서 그런 빔들을 제공하기 위하여 사용된 엘리먼트들 또는 컴포넌트들은 주파수 무관할 수 있다. 일부 실시예들에서, 빔들은 타겟 편광에 매칭된 유효 조사 출력(ERP)을 증가시키기 위하여 듀얼 편광으로 전체 어레이를 사용하여 동시에 송신 및 수신된다. 다수의 동시 빔들의 사용은, 각각의 빔이 전체 어레이를 사용할 수 있기 때문에, 자동 전력 관리가 빔당 제공되게 한다. 빔들은 Ku 대역까지 높은 주파수들로 프론트 엔드(front end)에 있는 아날로그에서 형성된다. 빔 형성은 다수의 빔들 및 다수의 어레이 엘리먼트들 또는 컴포넌트들에 의해 크게 스케일링되지 않는 작은 사이즈, 무게, 전력, 및 비용(SWAP-C) 구성에 따라 수행될 수 있다.
[0041] 실시예에서, 하나 또는 그 초과의 출력 빔들은 주어진 신호를 취하고 그리고 스위칭되는 캐패시터 회로들을 사용하여 어레이 엘리먼트(포트) 당 고유 시간 지연을 생성함으로써 송신을 위해 형성된다. 어레이 엘리먼트들(포트들)의 세트에 맵핑되는 고유 시간 지연들의 세트는 단일 송신(출력 빔)과 연관될 수 있다. 따라서 시간 지연들의 세트는 빔을 형성하기 위하여 사용된다. 다수의 동시 빔들은 맵핑된 시간 지연들의 다수의 세트들을 어레이 포트들의 세트에 적용하고 그리고 모든 이들 시간 지연된 신호들을 각각의 어레이 포트에서 합산함으로써 형성된다.
[0042] 실시예에서, 어레이 포트들의 세트로부터 나오는 신호들은 수신될 수 있고 시간 지연은 스위칭되는 캐패시터 회로들을 사용하여 적용될 수 있다. 이런 실시예와 관련하여, 세트는 각각의 어레이 포트 신호에 적용된 시간 지연으로서 정의된다. 어레이 포트들의 세트에 적용된 시간 지연들의 이런 세트는 수신 중에 빔(입력 빔)의 형성을 가능하게 한다. 다수의 동시 입력 빔들은 시간 지연들의 고유 세트들을 어레이 포트들의 동일한 세트에 적용함으로써 생성되거 발생된다.
[0043] 일부 실시예들에서 다양한 기능들 또는 동작들은 주어진 위치에서 및/또는 하나 또는 그 초과의 장치들, 시스템들, 또는 디바이스들의 동작과 관련하여 발생할 수 있다. 예컨대, 주어진 기능 또는 동작의 일부는 제 1 디바이스 또는 위치에서 수행될 수 있고, 그리고 기능 또는 동작의 나머지는 하나 또는 그 초과의 부가적인 디바이스들 또는 위치들에서 수행될 수 있다.
[0044] 하기 청구항들의 대응하는 구조들, 재료들, 동작들, 및 모든 수단 또는 단계 플러스 기능 엘리먼트들의 등가물들은 구체적으로 청구된 바와 같은 다른 청구된 엘리먼트들과 결합하여 기능을 수행하기 위하여 임의의 구조, 재료, 또는 동작을 포함하도록 의도된다. 본 발명의 설명은 예시 및 설명의 목적들을 위하여 제시되었지만, 개시된 형태의 발명으로 총망라되거나 제한되도록 의도되지 않는다. 많은 수정들 및 변형들은 본 발명의 범위 및 사상에서 벗어남이 없이 당업자들에게 명백할 것이다. 실시예들은 본 발명의 원리들 및 실제 애플리케이션을 가장 잘 설명하고, 그리고 고려된 특정 용도에 적합한 바와 같은 다양한 수정들을 가진 다양한 실시예들에 대한 본 발명을 당업자들이 이해하게 하기 위하여 선택 및 설명되었다.
[0045] 본 발명에 대한 바람직한 실시예들이 설명되었지만, 당업자들은 현재와 미래 둘 다에서, 하기 청구항들의 범위 내에 속하는 다양한 개선들 및 향상들을 만들 수 있다는 것을 이해할 것이다. 이들 청구항들은 먼저 설명된 본 발명에 대한 적당한 보호를 유지하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (19)

  1. 로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅(emulate)하기 위하여 아날로그 신호 프로세싱 회로를 동작시키기 위한 방법으로서,
    상기 아날로그 신호 프로세싱 회로에 의해, 복수의 시간 지연들을 복수의 빔 포트들과 연관된 복수의 신호들에 적용하는 단계; 및
    상기 아날로그 신호 프로세싱 회로에 의해, 시간 지연된 신호들을 합산함으로써 상기 시간 지연된 신호들에 기초하여 어레이에 포함된 복수의 어레이 포트들에 의해 송신을 위한 복수의 출력 빔들을 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 시간 지연들은 상기 출력 빔들의 송신 방향에 기초하는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위하여 아날로그 신호 프로세싱 회로를 동작시키기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 아날로그 프로세싱 회로는 스위칭되는 샘플-앤드-홀드(sample-and-hold) 회로들을 포함하고,
    상기 샘플-앤드-홀드 회로들의 제 1 시리즈(series)에 의해, 복수의 빔 포트들에 포함된 제 1 빔 포트를 상기 어레이에 포함된 제 1 어레이 포트에 커플링하는 단계를 더 포함하는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위하여 아날로그 신호 프로세싱 회로를 동작시키기 위한 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 샘플-앤드-홀드 회로들의 제 2 시리즈에 의해, 상기 복수의 빔 포트들에 포함된 제 2 빔 포트를 상기 제 1 어레이 포트에 커플링하는 단계; 및
    상기 샘플-앤드-홀드 회로들의 제 1 시리즈의 출력을 상기 샘플-앤드-홀드 회로들의 제 2 시리즈들의 출력과 합산하는 단계; 및
    상기 합산의 출력에 기초하여 상기 어레이 포트 중 제 1 어레이 포트를 구동하는 단계
    를 더 포함하는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위하여 아날로그 신호 프로세싱 회로를 동작시키기 위한 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    독립적 가중들을 상기 제 1 시리즈에 포함된 상기 샘플-앤드-홀드 회로들의 각각에 적용하는 단계를 더 포함하는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위하여 아날로그 신호 프로세싱 회로를 동작시키기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가중들을 구현하기 위해 트랜지스터의 게이트에 와이어링(wire)된 일정한 출력을 가지도록 프로그래밍된 플로팅-게이트 트랜지스터 회로 또는 디지털 투 아날로그 컨버터(DAC)를 사용하는 단계를 더 포함하는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위하여 아날로그 신호 프로세싱 회로를 동작시키기 위한 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 아날로그 프로세싱 회로에 의해, 상기 출력 빔들을 형성할 때 고속 푸리에 변환(FFT) 알고리즘 및 인버스 FFT 알고리즘을 적용하는 단계를 더 포함하는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위하여 아날로그 신호 프로세싱 회로를 동작시키기 위한 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 아날로그 프로세싱 회로에 의해, 위상 시프트 및 합산 매트릭스를 상기 FFT 알고리즘의 출력에 적용하는 단계를 더 포함하는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위하여 아날로그 신호 프로세싱 회로를 동작시키기 위한 방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 어레이 포트들을 통하여 신호를 수신하는 단계;
    상기 어레이 포트들 각각으로부터의 신호를 주파수 빈(bin)들로 나누기 위하여 고속 푸리에 변환(FFT) 알고리즘을 상기 어레이 포트들의 각각으로부터의 신호에 적용하는 단계;
    각각의 어레이 포트의 주파수 비닝된 신호들을 합산하고 위상 시프트를 각각의 입력 빔에 대한 각각의 주파수 빈에 적용하는 단계; 및
    각각의 입력 빔에 대해 인버스 FFT 알고리즘을 수행하는 단계를 더 포함하는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위하여 아날로그 신호 프로세싱 회로를 동작시키기 위한 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    복수의 빔들을 생성하기 위하여 FFT 알고리즘을 제 2 신호에 적용하는 단계;
    위상 시프트를 생성된 빔에 적용하는 단계;
    인버스 FFT 알고리즘을 상기 위상 시프트된 빔들에 적용하는 단계; 및
    상기 인버스 FFT 알고리즘의 하나 또는 그 초과의 출력들을 상기 어레이 포트들을 통해 송신하는 단계
    를 더 포함하는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위하여 아날로그 신호 프로세싱 회로를 동작시키기 위한 방법.
  10. 로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위한 시스템으로서,
    복수의 빔 포트들;
    복수의 어레이 포트들을 포함하는 어레이; 및
    복수의 시간 지연들을 빔 포드들 중 적어도 하나로부터의 신호에 적용하는 것에 기초하여 어레이 포트들에 의한 송신을 위한 출력 빔을 형성하도록 구성된 아날로그 신호 프로세싱 회로 ― 상기 시간 지연들은 송신을 위하여 선택된 방향들에 따라 선택되고 상기 어레이는 다수의 빔 포트들로부터의 시간 지연된 신호들을 각각의 어레이 포트에서 합산함으로써 다수의 출력 빔들을 동시에 송신하도록 구성됨 ―
    를 포함하는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위한 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 아날로그 신호 프로세싱 회로는 상기 어레이 포트들에 적용되고 빔 포트에서 합산된 상기 복수의 시간 지연들에 기초하여 입력 빔들을 형성하도록 구성되고, 그리고 상기 어레이는, 복수의 시간 지연들이 다수의 입력 빔들을 동시에 형성하기 위하여 각각의 어레이 엘리먼트에 적용되도록, 구성되고, 여기서 투루(true) 시간 지연들은 수신을 위하여 선택된 방향에 따라 선택되는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위한 시스템.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 아날로그 프로세싱 회로는 스위칭되는 샘플-앤드-홀드 회로들을 포함하는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위한 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    샘플-앤드-홀드 회로들의 제 1 시리즈는 빔 포트들 중 제 1 빔 포트를 상기 어레이 포트들 중 제 1 어레이 포트에 커플링하는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위한 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    샘플-앤드-홀드 회로들의 제 2 시리즈는 상기 빔 포트들 중 제 2 빔 포트를 상기 어레이 포트들 중 제 1 어레이 포트에 커플링하고, 그리고 상기 샘플-앤드-홀드 회로들의 제 1 시리즈의 출력은 샘플-앤드-홀드 회로들의 제 2 시리즈의 출력과 합산되고, 그리고 상기 합산의 출력은 상기 어레이 포트들 중 제 1 어레이 포트를 구동하는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위한 시스템.
  15. 제 13 항에 있어서,
    독립적인 가중들은 상기 제 1 시리즈에 포함된 상기 샘플-앤드-홀드 회로들 각각에 적용되는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위한 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 가중들은 플로팅-게이트 트랜지스터 회로를 사용하여 구현되는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위한 시스템.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 가중들은 전류 도메인 회로 및 전하 도메인 회로 중 적어도 하나를 사용하여 구현되는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위한 시스템.
  18. 제 10 항에 있어서,
    상기 아날로그 프로세싱 회로는 상기 출력 빔을 형성할 때 고속 푸리에 변환(FFT) 알고리즘 및 인버스 FFT 알고리즘을 적용하도록 구성되고, 그리고 상기 아날로그 프로세싱 회로는 위상 시프트 및 합산 매트릭스를 상기 FFT 알고리즘의 출력에 적용하도록 구성되는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위한 시스템.
  19. 제 10 항에 있어서,
    상기 어레이 포트들은 신호를 수신하도록 구성되고, 그리고 상기 아날로그 프로세싱 회로는:
    상기 어레이 포트들 각각으로부터의 신호를 주파수 빈들로 나누기 위하여 고속 푸리에 변환(FFT) 알고리즘을 상기 어레이 포트들 각각으로부터의 신호에 적용하고; 그리고
    각각의 어레이 포트의 주파수 비닝된 신호들을 합산하고, 위상 시프트를 각각의 주파수 빈에 적용하고, 그리고 각각의 빔 포트에 대해 인버스 FFT 알고리즘을 수행하도록 구성되는,
    로트만(Rotman) 렌즈를 에뮬레이팅하기 위한 시스템.
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