KR20190000315A - 레이더 시스템 및 레이더 시스템 동작 방법 - Google Patents

레이더 시스템 및 레이더 시스템 동작 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190000315A
KR20190000315A KR1020180071258A KR20180071258A KR20190000315A KR 20190000315 A KR20190000315 A KR 20190000315A KR 1020180071258 A KR1020180071258 A KR 1020180071258A KR 20180071258 A KR20180071258 A KR 20180071258A KR 20190000315 A KR20190000315 A KR 20190000315A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
radar
substrate
radar system
disposed
directional antennas
Prior art date
Application number
KR1020180071258A
Other languages
English (en)
Inventor
애슈토쉬 바헤티
재지트 싱 발
라인하르드-볼프강 융마이어
사베리오 트로타
Original Assignee
인피니언 테크놀로지스 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 인피니언 테크놀로지스 아게 filed Critical 인피니언 테크놀로지스 아게
Publication of KR20190000315A publication Critical patent/KR20190000315A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/32—Adaptation for use in or on road or rail vehicles
    • H01Q1/3208—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used
    • H01Q1/3233—Adaptation for use in or on road or rail vehicles characterised by the application wherein the antenna is used particular used as part of a sensor or in a security system, e.g. for automotive radar, navigation systems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G01S7/032—Constructional details for solid-state radar subsystems
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/03—Details of HF subsystems specially adapted therefor, e.g. common to transmitter and receiver
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/87—Combinations of radar systems, e.g. primary radar and secondary radar
    • G01S13/878—Combination of several spaced transmitters or receivers of known location for determining the position of a transponder or a reflector
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems
    • G01S7/352—Receivers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/415—Identification of targets based on measurements of movement associated with the target
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/29—Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/06—Systems determining position data of a target
    • G01S13/08—Systems for measuring distance only
    • G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G01S13/34—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated using transmission of continuous, frequency-modulated waves while heterodyning the received signal, or a signal derived therefrom, with a locally-generated signal related to the contemporaneously transmitted signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S2013/0236—Special technical features
    • G01S2013/0245—Radar with phased array antenna
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/027—Constructional details of housings, e.g. form, type, material or ruggedness
    • G01S7/028—Miniaturisation, e.g. surface mounted device [SMD] packaging or housings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Security & Cryptography (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

레이더 시스템 및 레이더 시스템 동작 방법이 개시된다. 레이더 시스템 동작 방법은 복수의 지향성 안테나에 의해서 복수의 전송 무선 주파수(RF) 신호를 전송하는 단계를 포함한다. 복수의 지향성 안테나는 기판의 평탄 표면 상에 배치된다. 복수의 안테나 각각은 평탄 표면 상에 고정 방향 및 위치에 있다. 복수의 지향성 안테나 각각의 개별 커버리지는 360° 미만이며, 복수의 전송 RF 신호의 결합 커버리지는 레이더 시스템을 둘러싸는 360° 영역을 완전히 커버한다. 이 방법은 복수의 지향성 안테나 중 하나에 의해서 반사된 RF 신호를 수신하는 단계를 더 포함한다.

Description

레이더 시스템 및 레이더 시스템 동작 방법{RADAR SYSTEMS AND METHODS OF OPERATION THEREOF}
본 발명은 전반적으로 레이더 시스템에 관한 것으로, 특정 실시예에서는 레이더 시스템 구조 및 그 동작 방법에 관한 것이다.
최근, 저비용 반도체 기술의 고속 성장에 의해서 태블릿, 스마트폰 및 스마트워치와 같은 휴대형 장치가 인기를 얻고 있다. 휴대형 장치는 빔포밍을 위한 다수의 안테나 소자를 이용하고, 다이버시티 및 MIMO 구성을 전송하며, 사용자 움직임을 검출할 수 있는 레이더 센서(제스처 센서라고 알려짐)를 구비할 수 있다. 제스처 센서는 장치의 기능을 제어하는 인터페이스로서 휴대형 장치에 구성될 수 있다.
지향성 안테나 및 안테나 시스템은 무선 신호의 지향성 전송 및 수신한 무선 주파수 신호의 공간 분해능을 가능하게 할 수 있다. 레이더 시스템의 시야는 레이더 시스템이 무선 주파수 신호를 송수신할 수 있는 영역을 정의할 수 있다. 많은 응용 분야에서 휴대형 장치의 레이더 시스템의 넓은 시야가 바람직할 수 있다.
본 발명 및 본 발명의 이점을 더 완전하게 이해할 수 있도록, 첨부된 도면과 함께 이하의 설명을 참조한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 예시적인 제스처 인식 시스템을 나타내는 것으로, 도 1a는 다양한 손 제스처를 사용해서 스마트워치가 제어되는 예시적인 제스처 인식 응용예를 나타내고, 도 1b는 스마트워치를 제어하는 데 사용될 수 있는 다양한 예시적인 손 제스처를 나타내며, 도 1c는 레이더 프론트 엔드 회로 및 처리 회로를 포함하는 제스처 인식 시스템의 블록도, 도 1d는 무선 주파수 집적 회로로서 구현되는 레이더 프론트 엔드 회로를 포함하는 제스처 인식 회로의 평면도,
도 2는 기판의 평탄 표면에 복수의 레이더 서브시스템이 배치되어 있는 예시적인 레이더 시스템으로서, 이 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는 것을 나타내는 도면,
도 3은 기판의 평탄 표면에 복수의 지향성 안테나가 배치되어 있는 예시적인 레이더 시스템으로서, 이 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는 것을 나타내는 도면,
도 4는 복수의 레이더 서브시스템을 구비하는 예시적인 레이더 시스템으로서, 레이더 서브시스템 각각은 기판의 평탄 표면에 배치된 복수의 지향성 안테나를 포함하고, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는 것을 나타내는 도면,
도 5는 복수의 레이더 서브시스템을 구비하는 예시적인 레이더 시스템으로서, 레이더 서브시스템 각각은 기판의 평탄 표면에 배치된 복수의 지향성 안테나를 포함하고, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는 것을 나타내는 도면,
도 6은 복수의 레이더 서브시스템을 구비하는 예시적인 레이더 시스템으로서, 레이더 서브시스템 각각은 기판의 평탄 표면에 배치된 복수의 지향성 수신 안테나 및 기판의 평탄 표면으로부터 이격되는 방향으로 연장되는 복수의 전송 안테나를 포함하고, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는 것을 나타내는 도면으로, 도 6a는 레이더 시스템의 상면도이고, 도 6b는 레이더 시스템의 측면도,
도 7은 기판의 평탄 표면에 배치된 레이더 모듈, 도전성 플레이트 및 디지털 매체 모듈을 포함하는 예시적인 레이더 시스템으로서, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 가지며, 도 7a는 기판을 나타내고, 도 7b는 기판 및 도전성 플레이트를 나타내며, 도 7c는 기판, 도전성 플레이트 및 디지털 매체 모듈을 나타내는 도면,
도 8은 기판의 평탄 표면에 배치된 레이더 모듈, 도전성 플레이트 및 디지털 매체 모듈을 포함하는 예시적인 레이더 시스템으로서, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 가지며, 도 8a는 기판을 나타내고, 도 8b는 기판 및 도전성 플레이트를 나타내며, 도 8c는 기판, 도전성 플레이트 및 디지털 매체 모듈을 나타내는 도면,
도 9는 기판의 평탄 표면에 배치된 복수의 레이더 서브시스템을 구비하는 예시적인 레이더 시스템으로서, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 가지며, 평탄 표면 바로 위에 위치된 물체를 검출하도록 구성되는 것을 나타내는 도면,
도 10은 기판의 평탄 표면에 배치된 복수의 레이더 서브시스템, 도전성 플레이트 및 디지털 매체 모듈을 포함하는 예시적인 레이더 시스템으로서, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 가지며 평탄 표면 바로 위에 위치된 물체를 검출하도록 구성되고, 도 10a는 기판을 나타내고, 도 10b는 기판, 및 개구부를 갖는 도전성 플레이트를 나타내며, 도 10c는 기판, 도전성 플레이트 및 디지털 매체 모듈을 나타내는 도면,
도 11은, 제 2 기판의 평탄 표면에 배치된 3차원 몰딩된 제 1 기판의 외표면에 복수의 레이더 서브시스템이 배치되어 있는 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 것으로, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는 도면,
도 12는 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는 다수의 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 것으로, 도 12a는 원통형 몰딩된 기판의 곡면 표면에 배치된 4개의 레이더 서브시스템을 구비하는 예시적인 레이더 시스템의 상면도, 도 12b는 원통형 몰딩된 기판의 곡면 표면에 배치된 4개의 레이더 서브시스템 및 원통형 몰딩된 기판의 평탄 표면에 배치된 추가 레이더 서브시스템을 구비하는 다른 예시적인 레이더 시스템의 상면도, 도 12c는 원통형 몰딩된 기판의 곡면 표면에 배치된 5개의 레이더 서브시스템을 구비하는 또 다른 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 도면, 도 12d는 원통형 몰딩된 기판의 곡면 표면에 배치된 6개의 레이더 서브시스템을 구비하는 또 다른 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 도면,
도 13은, 제 2 기판의 평탄 표면에 배치된 입방(cuboidal) 몰딩된 제 1 기판의 외표면에 복수의 레이더 서브시스템이 배치되어 있는 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 것으로, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 평탄 표면에 평행한 면에 360° 결합된 시야를 가지며 평탄 표면 바로 위에 위치된 물체를 검출하도록 구성되어 있고, 도 13a는 레이더 시스템의 등각 투상도, 도 13b는 레이더 시스템의 상면도,
도 14는, 4개의 평면 기판의 평탄 표면 각각에 레이더 서브시스템이 배치되어 있는 4개의 평면 기판을 구비하는 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 것으로, 4개의 평면 기판은 본 발명의 실시예에 따라서 모든 평면 기판 각각에 평행한 방향에서 봤을 때 사각형 형상으로 배치되어 있는 도면,
도 15는 5개의 평면 기판의 평탄 표면 각각에 레이더 서브시스템이 배치되어 있는 5개의 평면 기판을 구비하는 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 것으로, 5개의 평면 기판은 본 발명의 실시예에 따라서 모든 평면 기판 각각에 평행한 방향에서 봤을 때 5각형 형상으로 배치되어 있는 도면,
도 16은 6개의 평면 기판의 평탄 표면 각각에 레이더 서브시스템이 배치되어 있는 6개의 평면 기판을 구비하는 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 것으로, 6개의 평면 기판은 본 발명의 실시예에 따라서 모든 평면 기판 각각에 평행한 방향에서 봤을 때 6각형 형상으로 배치되어 있는 도면,
도 17은 본 발명의 실시예에 따른, 다각형 각기둥의 형상으로 구현된 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 도면,
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템 동작 방법을 나타내는 도면이다.
일반적으로, 여러 도면에 있어서, 대응하는 참조 번호 및 기호는 별도로 언급되어 있지 않다면 대응하는 부분을 가리킨다. 도면은 실시예의 관련된 측면을 명확하게 나타내도록 도시되어 있는 것으로, 반드시 실제 축적으로 도시된 것은 아니다. 도면에 도시된 특징부의 에지가 그 특징부의 범위가 끝났다는 것을 반드시 나타내고 있는 것은 아니다.
이하, 다양한 실시예의 제조 및 이용에 대해서 상세하게 설명한다. 그러나, 본 명세서에 개시된 다양한 실시예는 폭넓은 특정한 정황에 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 개시된 특정한 실시예는 단지 다양한 실시예를 만들고 이용하는 특정한 방법을 예시적으로 나타내는 것일 뿐, 범주를 한정하는 것은 아니다.
다양한 실시예에서, 컴퓨터, 스마트폰 혹은 태블릿 컴퓨터와 같은 장치를 직접 제어하거나, 혹은 자동차, 건물 내의 전자 시스템 혹은 가전 제품과 같은 원격 장치를 제어하는 데 레이더 기반 제스처 검출 시스템이 사용된다. 예컨대, 원격 장치가 차량인 경우에, 일 실시예의 제스처 검출 시스템은, 인간인 동작자(human actor)가 차량 외부로부터 차량의 다양한 동작을 제어하는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 1a는 다양한 손 제스처를 사용해서 스마트워치(100)가 제어되는, 예시적인 제스처 인식 응용예를 나타내고 있다. 도시된 바와 같이, 스마트워치(100)는 제스처 인식 레이더 시스템(104)에 물리적으로 연결된 디스플레이 소자(102)를 포함한다. 동작시에, 제스처 인식 레이더 시스템(104)은 인간의 손 등의 타깃(114)에 RF 신호(110)를 전송하고, 타깃(114)에 의해 반사된 RF 신호(112)를 수신한다. 이들 반사된 RF 신호(112)는 제스처 인식 시스템에 의해 처리되어서, 타깃(114)의 위치 및 움직임을 결정하고 및/또는 특정 제스처를 어느 타깃(114)이 제공하고 있는지를 결정한다. 일부 실시예에서, 제스처 인식 레이더 시스템(104)은 하우징(106) 내에 배치된 제스처 인식 회로(108)를 포함할 수 있다. 하우징(106)의 적어도 일부는 제스처 인식 회로(108)가 송수신하는 RF 신호에 대해서 투명하거나 혹은 부분적으로 투명하다. 제스처 인식 회로(108)가 디스플레이 소자(102)의 본체 내에 배치될 수도 있다는 것을 이해할 것이다.
대안의 실시예에서, 제스처 인식 회로(108)는, 비한정 예로서 차 키, 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터, 오디오/비주얼 장비, 주방 용품, HVAC 컨트롤 및 자동차를 포함한 다른 장치에 내장될 수도 있다. 자동차 응용예와 같은 일부 응용예에서, 제스처 인식 회로(108)는 차 키 혹은 스마트 폰과 같은 모바일 장치 내에 내장되어서, 자동차 혹은 주방 용품과 같은, 피제어 원격 장치와 통신할 수 있다. 모바일 장치와 원격 장치 사이의 데이터 전달은 예컨대, Bluetooth, V2X 등을 포함한 폭넓은 임의의 통신 기술을 포함할 수 있다.
도 1b에 도시된 예시적인 손 제스처는 예컨대, '엄지 올리기' 제스처(122), '주먹 쥐기' 제스처(124), '엄지-손가락 접촉' 제스처(126), 혹은 '버튼-누르기' 제스처(128)를 포함할 수 있다. 이들 예시적인 제스처 각각은 스마트워치(100) 혹은 일부 다른 장치나 시스템의 기능을 제어하는 데 사용될 수도 있다. 예컨대, '엄지 올리기' 제스처(122)는 스마트워치 애플리케이션을 여는 데 사용될 수 있고, '주먹 쥐기' 제스처(124)는 스마트워치 애플리케이션을 닫는데 사용될 수 있으며, 엄지와 집게 손가락 사이의 움직임과 관련된 '엄지-손가락 접촉' 제스처(126)는 스마트워치(100)의 시계 표시에서 손가락을 가상으로 회전시키는 데 사용될 수 있고, '버튼-누르기' 제스처(128)는 스마트워치(100)의 스톱워치 기능을 시작 및 정지하는 데 사용될 수 있다. 다양한 실시예에서, 인식된 제스처는 정적인 것이 될 수도 있고 동적인 것이 될 수도 있다. 정적인 제스처는 제스처(122, 124, 128)와 같이 고정된 위치에 손을 유지함으로써 수행될 수 있고, 동적 제스처는 제스처(126)와 같이 엄지 손가락에 대해 집게 손가락을 이동시키는 등의, 손 혹은 손의 일부를 이동시킴으로써 수행될 수 있다. 상술한 제스처는, 제스처 인식 시스템의 실시예에 의해 인식될 수 있는 많은 가능한 제스처 중 일부 예일 뿐이라는 것을 이해할 것이다.
도 1c는 레이더 프론트 엔드 회로(132) 및 처리 회로(134)를 포함하는 제스처 인식 시스템(130)의 블록도를 나타내고 있다. 동작시에, 타깃(114)의 위치 및 제스처는 제스처 인식 시스템(130)에 의해 검출될 수 있다. 예컨대, 두 손가락이 서로 탭하는 제스처는 '버튼 누르기'로서 해석될 수 있고, 혹은 엄지 및 손가락을 회전시키는 제스처는 다이얼을 돌리는 것으로 해석될 수 있다. 도 1c에서 타깃(114)으로서 손이 도시되어 있으나, 제스처 인식 시스템(130)은, 인체, 기계 및 다른 타입의 생물 혹은 무생물 개체와 같은, 다른 타입의 타깃의 제스처 및 위치를 결정하도록 구성될 수도 있다. 제스처 인식 시스템(130)은 예컨대, 타깃(114)의 위치 및 상대 속도를 측정하는 2차원 밀리미터파(mm-Wave) 위상 어레이 레이더를 사용해서 구현될 수 있다. 밀리미터파 위상 어레이 레이더는 50GHz 내지 80GHz 범위의 신호를 송수신한다. 이와 달리, 이 범위 밖의 주파수가 사용될 수도 있다. 일부 실시예에서, 레이더 프론트 엔드 회로(132)는 다수의 송수신 채널을 구비한 FMCW(frequency modulated continuous wave) 레이더 센서로서 동작한다.
레이더 프론트 엔드 회로(132)는 3차원 공간에서 타깃(114)을 검출하기 위해서 무선 신호를 송수신한다. 예컨대, 레이더 프론트 엔드 회로(132)는 입사 RF 신호를 전송하고 타깃(114)으로부터의 입사 RF 신호의 반사인 RF 신호를 수신한다. 수신한 반사된 RF 신호는 레이더 프론트 엔드 회로(132)에 의해서 다운컨버트되어서 비트 주파수(beat frequency) 신호를 결정한다. 이 비트 주파수 신호는 3차원 공간 내에서의 타깃(114)의 위치, 속도, 각도 등과 같은 정보를 결정하는데 사용될 수 있다.
다양한 실시예에서, 레이더 프론트 엔드 회로(132)는 입사 RF 신호를 전송 안테나(142)를 통해서 타깃(114)으로 전송하고, 타깃(114)으로부터 반사된 RF 신호를 수신 안테나(144)를 통해서 수신하도록 구성된다. 레이더 프론트 엔드 회로(132)는 전송 안테나(142)에 연결된 송신기 프론트 엔드 회로(138) 및 수신 안테나(144)에 연결된 수신기 프론트 엔드 회로(140)를 포함한다.
동작시에, 송신기 프론트 엔드 회로(138)는 RF 신호를 타깃(114)으로 하나씩 혹은 동시에 전송할 수 있다. 도 1c에 2개의 송신기 프론트 엔드 회로(138)가 도시되어 있지만, 레이더 프론트 엔드 회로(132)는 2개 이상의 혹은 2개 이하의 송신기 프론트 엔드 회로(138)를 포함할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 송신기 프론트 엔드 회로(138)는 입사 RF 신호를 생성하도록 구성된 회로를 포함한다. 이 회로는 예컨대, RF 오실레이터, 업커버팅 믹서, RF 증폭기, 가변 이득 증폭기, 필터, 변압기, 전력 분할기 및 다른 타입의 회로를 포함할 수 있다.
수신기 프론트 엔드 회로(140)는 타깃(114)으로부터 반사되는 RF 신호를 수신해서 처리한다. 도 1c에 도시된 바와 같이, 수신기 프론트 엔드 회로(140)는 4개의 수신 안테나(144)에 연결되도록 구성될 수 있으며, 4개의 수신 안테나(144)는 2×2 안테나 어레이로서 구성될 수 있다. 대안의 실시예에서, 수신기 프론트 엔드 회로(140)는 4개 이상의 혹은 4개 이하의 안테나에 연결되도록 구성될 수 있으며, 최종 안테나 어레이는 특정 실시예 및 그 사양에 따라서 다양한 n×m 차원이 된다. 수신기 프론트 엔드 회로(140)는 예컨대, RF 오실레이터, 업커버팅 믹서, RF 증폭기, 가변 이득 증폭기, 필터, 변압기, 전력 결합기 및 다른 타입의 회로를 포함할 수 있다.
레이더 회로(136)는 송신기 프론트 엔드 회로(138)로 전송될 신호를 제공하고, 수신기 프론트 엔드 회로(140)로부터 신호를 수신하며, 레이더 프론트 엔드 회로(132)의 동작을 제어하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 레이더 회로(136)는 주파수 합성 회로, 업컨버전 및 다운컨버전 회로, 가변 이득 증폭기, 아날로그-디지털 컨버터, 디지털-아날로그 컨버터, 기저대 신호용 디지털 신호 처리 회로, 바이어스 생성 회로 및 전압 조정기를 포함하지만, 이것으로 한정되는 것은 아니다.
레이더 회로(136)는 처리 회로(134)로부터 기저대 레이더 신호를 수신하고 수신한 기저대 신호에 기초해서 RF 오실레이터의 주파수를 제어할 수 있다. 일부 실시예에서, 이들 수신한 기저대 신호는 전송되는 FMCW 주파수 칩을 제시할 수 있다. 레이더 회로(136)는 수신한 기저대 신호에 비례하는 신호를 위상 동기 루프의 주파수 제어 입력에 인가함으로써 RF 오실레이터의 주파수를 조정할 수 있다. 다른 방안으로, 처리 회로(134)로부터 수신되는 기저대 신호는 하나 이상의 믹서를 사용해서 업컨버트될 수 있다. 레이더 회로(136)는 디지털 버스(예컨대, USB 버스)를 통해서 기저대 신호를 전송 및 디지털화하고, 아날로그 신호 경로를 통해서 아날로그 신호를 송수신하며, 및/또는 아날로그 및 디지털 신호의 조합을 처리 회로(134)와 송신 및/또는 수신한다.
처리 회로(134)는 레이더 회로(136)가 제공하는 기저대 신호를 획득해서, 하나 이상의 신호 처리 단계를 수행함으로써 이들을 평가한다. 일 실시예에서, 처리 회로(134)는 최상의 주파수 신호를 나타내는 기저대 신호를 획득한다. 신호 처리 단계는 푸리에 변환(FFT), 숏타임 푸리에 변환(SFFT), 타깃 분루, 기계 학습 등을 수행하는 단계를 포함한다. 신호 처리 단계의 결과는, 도 1a의 스마트워치(100)와 같은 장치에 대한 액션을 결정해서 수행하는데 사용된다. 획득되는 기저대 신호를 처리하는 것에 더해서, 처리 회로(134)는, 레이더 프론트 엔드 회로(132)가 생성하는 전송과 같은, 레이더 프론트 엔드 회로(132)의 양상(aspect)을 제어할 수도 있다.
제스처 인식 시스템(130)의 다양한 컴포넌트는 다양한 방식으로 파티션될 수 있다. 예컨대, 레이더 프론트 엔드 회로(132)은 하나 이상의 RF 집적 회로(RFIC)에 구현될 수 있고, 안테나(142, 144)는 회로 보드에 배치될 수 있으며, 처리 회로(134)는 하나 이상의 집적 회로/반도체 기판에 배치된 프로세서, 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세서 및/또는 커스텀 로직 회로를 사용해서 구현될 수 있다. 처리 회로(134)는 비일시적 메모리에 저장되어서 처리 회로(134)의 기능을 수행하는 명령어를 실행하는 프로세서를 포함할 수 있다. 그러나, 일부 실시예에서, 처리 회로(134)의 기능 중 일부 혹은 전부는, 레이더 프론트 엔드 회로(132)가 배치되는 것과 동일한 집적 회로/반도체 기판에 포함될 수도 있다.
일부 실시예에서, 레이더 프론트 엔드 회로(132)의 일부 혹은 전부는 송신 안테나(142), 수신 안테나(144), 송신기 프론트 엔드 회로(138), 수신기 프론트 엔드 회로(140) 및/또는 레이더 회로(136)를 포함하는 패키지에 구현될 수도 있다. 일부 실시예에서, 레이더 프론트 엔드 회로(132)는 회로 보드에 배치된 하나 이상의 집적 회로로서 구현될 수 있고, 송신 안테나(142) 및 수신 안테나(144)는 집적 회로에 인접하는 회로 보드에 구현될 수 있다. 일부 실시예에서, 송신기 프론트 엔드 회로(138), 수신기 프론트 엔드 회로(140) 및 레이더 회로(136)는 동일한 레이더 프론트 엔드 집적 회로(IC) 다이에 형성된다. 송신 안테나(142) 및 수신 안테나(144)는 레이더 프론트 엔드 IC 다이의 일부가 될 수도 있고, 레이더 프론트 엔드 IC 다이 상에 혹은 이에 인접하는 별도의 안테나가 될 수도 있다. 레이더 프론트 엔드 IC 다이는, 레이더 프론트 엔드 회로(132)의 다양한 능동 소자 혹은 수동 소자의 라우팅 및/또는 구현에 사용되는 RDL(redistribution layers)과 같은, 도전성 층들을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 송신 안테나(142) 및 수신 안테나(144)는 레이더 프론트 엔드 IC 다이의 RDL를 사용해서 구현될 수 있다.
도 1d는 및 기판(152) 상에 혹은 그 안에 배치된 패치 안테나로서 구현되는 송신 안테나(142) 및 수신 안테나(144)에 연결된 RFIC로서 구현되는 레이더 프론트 엔드 회로(132)를 포함하는 제스처 인식 회로(108)의 평면도이다. 일부 실시예에서, 기판(152)은 회로 보드를 사용해서 구현될 수 있으며, 여기에 레이더 프론트 엔드 회로(132)가 배치되고 송신 안테나(142) 및 수신 안테나(144)가 회로 보드의 도전성 층을 사용해서 구현된다. 다른 방안으로, 기판(152)은 웨이퍼 기판을 나타내며, 여기에 하나 이상의 RDL가 배치되고 송신 안테나(142) 및 수신 안테나(144)가 하나 이상의 RDL 상의 도전성 층을 사용해서 구현된다. 도 1d의 구현예는 제스처 인식 시스템의 실시예가 구현될 수 있는 많은 방식 중 하나일 뿐이라는 것을 이해할 것이다.
다양한 실시예에서, 360° 결합된 시야를 갖는 레이더 시스템이 복수의 레이더 서브시스템을 사용해서 구현된다. 복수의 레이더 서브시스템은 360° 미만의 시야를 갖고 있으며, 복수의 지향성 안테나를 포함한다. 복수의 레이더 서브시스템 및 각각의 지향성 안테나는 기판에 고정 방향 및 위치로 배치된다. 각각의 지향성 안테나는 복수의 RF 신호를 전송하고 반사되는 RF 신호를 수신하도록 구성된다. 반사된 RF 신호는 레이더 시스템에 의해 처리되어서, 레이더 시스템의 시야 내에서의 개체의 위치를 결정한다.
다수의 지향성 안테나는 모든 방향으로의 빔 조향을 가능하게 해서, 레이더 시스템에게 더 큰 커버리지를 제공할 수 있다. 예컨대, 레이더 시스템을 360° 둘러싸는 스캐닝 범위를 가능하게 할 수 있다. 이 360° 스캐닝 범위는 존재 검출 및 움직임 검출 애플리케이션에서 유익할 수 있다. 다수의 지향성 안테나를 레이더 시스템에 포함시킴으로써, 레이더 시스템의 검출 영역의 크기를 증가시켜서, 레이더 시스템을 둘러싸는 360° 영역에서의 개체의 검출, 개체의 움직임 이해 및 타깃 개체의 추적을 가능하게 한다. 예컨대, 사용자는, 레이더 시스템을 포함하고 있는 장치를, 레이더 시스템을 둘러싸는 360° 영역에서의 임의의 위치로부터 제어할 수 있다.
안테나 및 레이더 시스템을 다양하게 배열함으로써, 다수의 센서를 사용한 360° 스캐닝 범위가 가능하게 될 수 있다. 다수의 센서는 독립적으로 빔포밍을 수행할 수도 있다. 나아가, 다수의 센서는 전체 레이더 시스템의 공간 분해능을 향상시킬 수 있다. 예컨대, 다수의 센서는 레이더 시스템이 특정한 손 제스처 혹은 움직임 방향을 분해하는 것을 가능하게 할 수 있다.
다수의 고정 방향 안테나는, 안테나 소자 혹은 레이더 시스템을 회전시키거나 기울이기 위한 기계적인 구조를 사용하지 않고, 레이더 시스템을 둘러싸는 360° 영역의 커버리지를 제공할 수도 있다. 이는 복잡도를 감소시키고, 노이즈 성능을 향상시키며, 레이더 시스템의 교정을 단순화시킬 수 있다. 다수의 고정 방향 안테나는 또한 다수의 카메라 배열을 사용하지 않고, 레이더 시스템을 둘러싸는 360° 영역의 커버리지를 제공할 수도 있다. 이로써 신호 처리 요건을 감소시키고 레이더 시스템의 비용을 저감시킬 수 있다.
이하 설명되는 실시예는 레이더 시스템의 다양한 구조 및 레이더 시스템의 다양한 동작 방법을 나타내며, 특히 레이더 시스템은 360° 결합된 시야를 갖고 있으며 다수의 지향성 안테나를 포함한다. 레이더 시스템은 종래의 레이더 시스템에 비해서 많은 이점을 가질 수 있다. 이하의 설명은 실시예를 나타낸다. 기판의 평탄 표면에 복수의 지향성 안테나가 배치되어 있는 레이더 시스템의 다양한 실시예를 도 2 내지 도 6을 사용해서 설명한다. 레이더 시스템이 디지털 매체 모듈에 부착되어 있는 2개의 실시예를 도 7 및 도 8을 사용해서 설명한다. 복수의 레이더 서브시스템이 기판의 평탄 표면에 배치되어 있는 레이더 시스템의 실시예를 도 9를 사용해서 설명한다. 레이더 시스템이 디지털 매체 모듈에 부착되어 있는 다른 실시예를 도 10을 사용해서 설명한다. 복수의 레이더 서브시스템이 3차원 몰딩된 기판의 외표면에 배치되어 있는 레이더 시스템의 다양한 실시예를 도 11 및 도 12를 사용해서 설명한다. 복수의 레이더 서브시스템이 입방 몰딩된 기판의 외표면에 배치되어 있는 레이더 시스템의 실시예를 도 13을 사용해서 설명한다. 각각이 레이더 서브시스템을 포함하는 복수의 평면 기판을 가진 레이더 시스템의 다양한 실시예를 도 14 내지 도 16을 사용해서 설명한다. 레이더 시스템이 다각형 각기둥의 형상으로 구현된 실시예를 도 17을 사용해서 설명한다. 레이더 시스템을 동작시키는 방법의 실시예를 도 18을 사용해서 설명한다.
도 2는 기판의 평탄 표면에 복수의 레이더 서브시스템이 배치되어 있는 예시적인 레이더 시스템으로서, 이 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는 것을 나타내고 있다.
도 2를 참조하면, 레이더 시스템(200)은 기판(210)의 평탄 표면에 배치된 복수의 레이더 서브시스템(232)을 포함한다. 기판(210)은 임의의 적절한 기판이 될 수 있다. 예컨대, 기판(210)은 인쇄 회로 보드, 세라믹 혹은 유리 기판이 될 수 있다. 일 실시예에서, 기판(210)은 라미네이트 재료를 포함하는 인쇄 회로 보드이다. 일부 실시예에서, 기판(210)은 다수의 절연층 및 도전층을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서, 라미네이트 층은 유리 섬유 직물 보강된 탄화수소 세라믹 및/또는 PTFE(polytetrafluoroethylene)와 같은 저손실 고주파 물질을 포함한다. 기판(210)은 LTCC(low temperature co-fired ceramics) 혹은 HTCC(high temperature co-fire ceramics)와 같은 공소성 세라믹 물질을 포함할 수 있다. 이와 달리 기판(210)은 LCP(liquid crystal polymer) 물질을 포함할 수도 있다. 이 기판(210)의 재료는 상기 예로 한정되는 것은 아니다. 당업자라면 다른 가능한 물질이 자명할 것이다.
레이더 서브시스템(232)은 RFIC(radio frequency integrated circuit) 칩이 평면 안테나 소자에 연결되어 있는 기판(210)에 형성된 복수의 안테나 소자로서 구현될 수 있다. 이와 달리, 레이더 서브시스템(232)은 각각 단일 패키지 내에 안테나 소자 및 RF 회로를 포함할 수 있고, 이는 이후에 기판(210)의 평탄 표면에 부착된다.
레이더 서브시스템(232)은 각각의 시야(220) 내에서 RF 신호(222)를 송수신하도록 구성된다. 레이더 서브시스템(232) 각각의 시야(220)는 레이더 서브시스템(232)이 RF 신호를 전송하고 및/또는 RF 신호를 검출할 수 있는 영역이다. 경우에 따라서, 안테나, 레이더 서브시스템 혹은 레이더 시스템의 시야는 서로 바꿔서 안테나의 커버리지를 가리킬 수 있다. 각각의 시야(220)는 360° 미만이며, 레이더 시스템(220)의 모든 레이더 서브시스템(232)의 결합된 시야는 360°이다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 4개의 레이더 서브시스템(232) 각각은 약 90°의 시야(220)를 갖고 있으며, 결합된 시야는 4×90°=360°이다.
도 2에서 RF 신호(222)를 나타내는 화살표는 복수의 레이더 서브시스템(232)의 각각의 RF 신호(222)의 1차 로브(primary lobe)(221)의 방향을 나타낸다. 도시된 1차 로브(221)는 도면의 평면에서의 각각의 RF 신호(222)의 질적인 신호 강도 플롯을 나타내고, 여기서 화살표는 가장 높은 이득의 방향을 나타낸다. 간략하게 하기 위해서, 도 2에 1차 로브(221)는 하나만 도시되어 있다. 그러나, 각각의 RF 신호(222)는 레이더 서브시스템(232)에 대응해서 관련 1차 로브(221)를 갖는다. 다른 실시예에서, 각각의 RF 신호의 1차 로브가 도시되지 않을 수도 있지만, 각각의 지향성 레이더 서브시스템 및/또는 지향성 안테나에 대해서 존재하는 것으로 가정된다는 점에 주의한다.
1차 로브의 신호 전력 미만의 다양한 신호 전력의 추가 로브가 1차 로브의 방향 이외의 방향으로 제시될 수 있다. 추가 로브는 2차 로브라고 할 수 있으며, 설계에 의해 최소화될 수 있다. 경우에 따라서, 복수의 레이더 서브시스템(232)의 각각의 RF 신호(222)의 지향성은 2차 로브가 레이더 시스템(220)의 기능에 영향을 거의 미치지 않을 정도로 충분히 크다. 이 실시예 및 다른 실시예에서 레이더 서브시스템(232) 및/또는 지향성 안테나에 대해서 전송/수신의 1차 방향을 결정할 때 2차 로브는 무시될 수 있다.
시야(220)의 중첩에 제한은 없다는 점에 주의한다. 실제로 레이더 서브시스템(232)의 시야(220)는 일정 각도까지 중첩될 수 있다. 이해를 돕기 위해서, 레이더 시스템(200) 및 이어지는 레이더 시스템은 시야가 중첩되지 않는 것으로 도시했다. 이와 같이 시야가 중첩되지 않는 것은 효율적인 시야로 간주될 수 있으며, 시야가 중첩할 수도 있고 중첩하지 않을 수도 있다는 것을 반드시 의미하는 것은 아니다. 어떤 상황에서는 시야가 서로 독립되는 것이 중요할 수 있고, 반면에 다른 상황에서는 각각의 시야가 인접하는 시야와 중첩하는 것이 중요할 수 있다.
시야를 중첩시키면 리던던시를 제공할 수 있고 특정 상황에서 해상도 및 신뢰성을 개선할 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 구성에서 레이더 시스템은 4개의 레이더 서브시스템을 갖고 각각의 레이더 서브시스템이 110°의 시야를 갖도록 설계될 수 있다. 그 결과, 각각의 시야는 20° 영역의 인접 시야에서 중첩될 수 있다. 이러한 레이더 시스템의 결합된 시야는 4×(110-20)=360°가 될 수 있다.
나아가, 레이더 서브시스템(232)의 각각의 시야(220)가 동일할 필요는 없다. 시야(220)의 임의의 조합을 가진 임의의 수의 레이더 서브시스템(232)이 기판(210)에 배치되어서 360°의 결합된 시야(220)를 형성할 수 있다. 예컨대, 레이더 시스템은 4개의 레이더 서브시스템은 75° 시야를 갖고 나머지 2개의 레이더 서브시스템은 30° 시야를 갖는 모두 6개의 레이더 서브시스템을 가질 수 있다. 이러한 레이더 시스템의 결합된 시야는 (4×75°)+(2×30°)=360°가 될 수 있다. 이와 달리 레이더 시스템은 각각이 40°의 시야를 갖는 9개의 레이더 서브시스템을 가질 수도 있다. 이 대안의 레이더 시스템의 결합된 시야는 9×40°=360°가 될 수도 있다.
또한, 레이더 시스템 내의 레이더 서브시스템의 배치는 대칭형으로 제한되는 것은 아니다. 시야가 작은 레이더 서브시스템을 기판의 한쪽에 모으고, 시야가 큰 레이더 서브시스템은 기판의 나머지 둘레를 차지함으로써, 360°의 결합된 시야를 제공한다. 기판의 면적 혹은 비용을 고려해서 레이더 시스템을 비대칭으로 할 수도 있다. 이러한 비대칭은 레이더 시스템의 신호 처리에서 고려될 수 있다.
도 3은 기판의 평탄 표면에 복수의 지향성 안테나가 배치되어 있는 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 것으로서, 이 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는다.
도 3을 참조하면, 레이더 시스템(300)은 복수의 레이더 서브시스템(332)을 포함하며, 각각은 기판(310)의 평탄 표면에 배치된 복수의 지향성 안테나(340) 및 RFIC 칩(330)을 포함한다. 기판(310)은 임의의 적절한 기판이 될 수 있으며, 도 2의 기판(210)과 구조가 유사한 것이 될 수 있다. 나아가, 레이더 서브시스템(332)은 도 2를 참조로 설명한 레이더 서브시스템(232)과 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 각각의 레이더 서브시스템(332)의 개개의 시야(320)가 레이더 시스템(300)의 360° 결합된 시야를 만든다.
일부 실시예에서, 지향성 안테나(340)는 평면형 안테나이다. 일 실시예에서, 지향성 안테나(340) 각각은 평면형 야기 안테나이다. 다른 실시예에서, 복수의 지향성 안테나(340) 중 일부 혹은 전부는 슬롯, 링, 나선형 및 보타이 구성, 의사-야기 안테나, LWA(leaky wave antenna) 등과 같은 다른 타입의 평면형 안테나이다. 일부 실시예에서, 지향성 안테나(340)는 전기 도전성 물질을 포함하고, 일 실시예에서 구리(Cu)를 포함한다.
다양한 실시예에서, 지향성 안테나(340)는 엔드-파이어(end-fire) 방사 패턴을 갖도록 구성된 평면형 안테나이다. 엔드-파이어 방사 패턴은 안테나의 평면에 평행한 방향의 방사 패턴을 가리킨다. 예컨대, 도 3에서, 레이더 시스템(300)은 상면도로 도시되어 있다. 이 경우, 엔드-파이어 방사 패턴은, 도면의 평면 내의 즉 지향성 안테나(340)가 배치되는 기판(340)의 평탄 표면의 평면에 평행한 방사 패턴을 가리킬 수 있다.
대안의 실시예에서, 지향성 안테나(340) 중 일부 혹은 전부는 브로드사이드(broadside) 방사 패턴을 갖도록 구성될 수 있다. 브로드사이드 방사 패턴은 안테나의 평면에 수직인 방향의 방사 패턴을 가리킬 수 있다.
RFIC 칩(330) 각각은 반도체 기판을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 반도체 기판은 실리콘을 포함한다. 예컨대, 반도체 기판은 SiO2(silicon on silicon dioxid) 혹은 SOS(silicon on sapphire)와 같은 SOI(silicon on insulator)가 될 수 있다. 다른 실시예에서, 반도체 기판은 SiGe(silicon germanium)을 포함한다. 또 다른 실시예에서, 반도체 기판은 GaAs(gallium arsenide)를 포함한다.
RFIC 칩(330) 각각은 능동 및 수동 소자, 금속 층, 유전체 층, 도핑된 및 진성 반도체 영역 및 RDL(redistribution layers), 그리고 공지된 다른 컴포넌트를 더 포함할 수 있다. 나아가, RFIC 칩(330) 각각은 수신 안테나에 접속된 수신 인터페이스 및/또는 전송 안테나에 접속된 전송 인터페이스를 구비할 수 있다. 일부 구성에서, 수신 인터페이스 및 전송 인터페이스는 하나의 인터페이스로 결합될 수 있다.
지향성 안테나(340) 각각은 하나의 RFIC 칩(330)으로 연결될 수 있다. 하나의 RFIC 칩(330)은 하나 이상의 지향성 안테나(340)와 조합해서 레이더 서브시스템(332)을 구성할 수 있다. RFIC 칩(330) 각각은 RF 프론트 엔드 회로에 RF 회로 소자를 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서 RFIC 칩(330)은 기판의 평탄 표면에 배치되고, 일 실시예에서 기판에 있어서 지향성 안테나(340)와 같은 면에 배치된다. 이와 달리, RFIC 칩(330) 중 일부 혹은 전부는 기판에 있어서 복수의 지향성 안테나(340)와 다른 면이 될 수도 있고 혹은 외부에 위치된 기판이 될 수도 있다.
도 4는 복수의 레이더 서브시스템을 구비하는 예시적인 레이더 시스템으로서, 레이더 서브시스템 각각은 기판의 평탄 표면에 배치된 복수의 지향성 안테나를 포함하고, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는다.
도 4를 참조하면, 레이더 시스템(400)은 복수의 레이더 서브시스템(432)을 포함하며, 레이더 서브시스템(432) 각각은 기판(410)의 평탄 표면에 배치된 복수의 평면형 지향성 안테나(440) 및 RFIC 칩(430)을 포함한다. 기판(410)은 임의의 적절한 기판이 될 수 있으며, 도 2의 기판(210)과 구조가 유사한 것이 될 수 있다. 나아가, 레이더 서브시스템(432)은 도 2를 참조로 설명한 레이더 서브시스템(232)과 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 각각의 레이더 서브시스템(432)의 개개의 시야(420)가 레이더 시스템(400)의 360° 결합된 시야를 만든다.
다양한 실시예에서, 평면형 지향성 안테나(440)는 안테나의 평면에 평행한 엔드 파이어 방향으로 방사하도록 구성된 평면형 야기 안테나이다. 일 실시예에서, 각각의 레이더 서브시스템(432)은 4개의 평면형 지향성 안테나(440)를 포함하며, 도 4에 도시된 바와 같이 그 중 2개는 RF 신호를 전송하도록 구성된 송신기(Tx)이고 그 중 2개는 RF 신호를 수신하도록 구성된 수신기(Rx)이다. 이러한 구성은 각각의 레이더 서브시스템(432)의 시야(420) 내에서 RF 신호의 전송 및 수신을 가능하게 할 수 있다.
안테나의 수 그리고 송신 및 수신 안테나의 특정한 구성은 이 특정한 배치로 한정되는 것은 아니다. 임의의 수의 평면형 지향성 안테나(440)가 각각의 레이더 서브시스템(432)에 포함될 수 있으며, 레이더 시스템(400)의 특정한 특성에 따라서 임의의 구성의 송신기 및 수신기가 가능하다. 예컨대, 각각의 레이더 서브시스템(432)은 하나의 송신기와 6개의 수신기를 포함할 수 있다. 이와 달리, 일부 레이더 서브시스템(432)은 3개의 평면형 지향성 안테나(440)를 포함하고, 다른 레이더 서브시스템(432)은 6개의 평면형 지향성 안테나(440)을 포함할 수도 있다. 다른 실시예에서, 송신기, 수신기 및 송수신기의 임의의 조합이 레이더 서브시스템(432)에 제공될 수도 있다.
나아가, 레이더 서브시스템(432) 중 일부 혹은 전부는 RFIC 칩(430) 및 복수의 평면형 지향성 안테나(440)를 모두 포함하는 하나의 패키지로 형성될 수도 있다. 이러한 모두 포함하는(self-contained) 레이더 서브시스템(432)은 적절한 구성으로 기판(410)에 부착되어서 360° 결합된 시야를 제공할 수 있다.
도 5는 복수의 레이더 서브시스템을 구비하는 예시적인 레이더 시스템으로서, 레이더 서브시스템 각각은 기판의 평탄 표면에 배치된 복수의 지향성 안테나를 포함하고, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는다.
도 5를 참조하면, 레이더 시스템(500)은 각각이 복수의 평면형 지향성 안테나(540) 및 RFIC 칩(532)을 포함하는 2개의 레이더 서브시스템(532)을 포함한다. 레이더 시스템(500)은 또한 각각이 복수의 지향성 안테나(540) 및 RFIC 칩(534)을 포함하는 2개의 레이더 서브시스템(536)을 포함한다. 레이더 서브시스템(532, 536)은 기판(510)의 평탄 표면에 배치된다. 기판(510)은 임의의 적절한 기판이 될 수 있으며, 도 2의 기판(210)과 구조가 유사한 것이 될 수 있다. 나아가, 레이더 서브시스템(532, 536)은 도 2를 참조로 설명한 레이더 서브시스템(232)과 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 각각의 레이더 서브시스템(532, 536)의 개개의 시야(520, 524)가 레이더 시스템(500)의 360° 결합된 시야를 만든다.
레이더 시스템(500)은 하나 이상의 타입의 레이더 서브시스템을 구비한 레이더 시스템의 일례이다. 각각의 레이더 서브시스템(532)은, 각각의 레이더 서브시스템(536)의 시아(524)와 상이한 시야(520)를 갖고 있다. 레이더 서브시스템(532)은 6개의 평면형 지향성 안테나(540)를 갖고 있으며, 그 중 2개는 송신기(Tx)로서 구성되고 그 중 4개는 수신기(Rx)로서 구성된다. 반대로 레이더 서브시스템(536)은 4개의 평면형 지향성 안테나(540)를 갖고 있으며, 그 중 1개는 송신기(Tx)로서 구성되고 나머지는 수신기(Rx)로서 구성된다.
도 6은 복수의 레이더 서브시스템을 구비하는 예시적인 레이더 시스템으로서, 레이더 서브시스템 각각은 기판의 평탄 표면에 배치된 복수의 지향성 수신 안테나 및 기판의 평탄 표면으로부터 이격되는 방향으로 연장되는 복수의 전송 안테나를 포함하고, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는다. 도 6a는 레이더 시스템의 상면도를 나타내고, 도 6b는 레이더 시스템의 측면도를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 레이더 시스템(600)은 복수의 레이더 서브시스템(532)을 포함하며, 각각은 기판(61)의 평탄 표면에 배치된 복수의 수신기(640), 복수의 송신기(642) 및 RFIC 칩(630)을 포함한다. 기판(610)은 임의의 적절한 기판이 될 수 있으며, 도 2의 기판(210)과 유사한 구성이 될 수 있다. 나아가, 레이더 서브시스템(632)은 도 2를 참조로 설명한 레이더 서브시스템(232)과 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 각각의 레이더 서브시스템(632)의 개개의 시야(620)가 레이더 시스템(600)의 360° 결합된 시야를 만든다.
레이더 시스템(600)은 또한 기판(610)에 있어서 레이더 서브시스템(632)과는 반대측에 배치된 그라운드 평면(612)을 포함한다. 다양한 실시예에서, 그라운드 평면(612)은 도전성 물질을 포함하며, 일 실시예에서 구리(Cu)를 포함한다. 이로써, 그라운드 평면(612)은 그 한쪽으로부터 다른 쪽으로의 RF 신호의 전파를 감소 혹은 제거하는 역할을 한다. 본 명세서에 설명되는 레이더 시스템의 임의의 실시예가 하나 이상의 그라운드 평면을 갖고 구현될 수도 있다는 점에 주의한다.
수신기(640)는 일부 실시예에서 평면형 지향성 안테나이다. 일 실시예에서, 수신기(640)는 평면형 야기 안테나이다. 수신기(640)가 수신하는 RF 신호는 일부 방향에서 다른 방향보다 강할 수 있다. 수신기(640)에서 RF 신호가 검출되는 방향은 강하기 때문에 수신 시야(620)를 만든다. 각각의 수신기(640)는 각각의 레이더 서브시스템(632)의 수신 시야(620)에 영향을 미치는 수신 시야를 가질 수 있다. 결합된 총 수신 시야는 360°이다.
다양한 실시예에서, 송신기(642)는 무지향성 안테나이다. 일 실시예에서, 송신기(642)는 수신기(640)의 평면에 수직인 방향으로 연장된다. 일 실시예에서, 송신기(642)는 단극 안테나이다. 다른 실시예에서는 다른 타입의 비평면 안테나가 송신기(642)로서 사용될 수도 있다. 송신기(642)는 모두 전송 시야(624)를 갖고 있으며, 이는 도 6a에 도시된 바와 같이 레이더 시스템(600)의 둘레 전체 360°로 연장된다.
본 명세서에서 설명되는 실시예는 360°의 결합된 시야를 갖는 레이더 시스템 내의 일련의 레이더 서브시스템 및/또는 안테나 소자의 리스트를 나열하고 있지만, 결코 배타적인 것은 아니다. 기판의 평탄 표면에 배치되어서 360° 결합된 시야를 갖는 레이더 서브시스템 및/또는 안테나 소자의 많은 추가적인 배치가 당업자에게 자명할 것이다.
도 7은 기판의 평탄 표면에 배치된 레이더 모듈, 도전성 플레이트 및 디지털 매체 모듈을 포함하는 예시적인 레이더 시스템으로서, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는다. 도 7a는 기판을 나타내고, 도 7b는 기판 및 도전성 플레이트를 나타내며, 도 7c는 기판, 도전성 플레이트 및 디지털 매체 모듈을 나타낸다.
도 7a를 참조하면, 레이더 시스템(700)은 기판(710)의 평탄 표면에 배치된 레이더 모듈(732)을 포함한다. 기판(710)은 임의의 적절한 기판이 될 수 있으며, 도 2의 기판(210)과 유사한 구성이 될 수 있다. 레이더 모듈(732)은 복수의 레이더 서브시스템을 포함하며, 이들 각각은 예컨대 도 2 내지 도 6을 참조로 설명한 바와 같이 복수의 지향성 안테나 및 RFIC 칩을 포함한다. 다양한 실시예에서, 레이더 모듈(732)은 복수의 개별 시야(720)에 대응해서 복수의 지향성 RF 신호(722)를 전송 및 수신하도록 구성되며, 이로써 기판(710)의 평탄 표면의 평면에 360° 결합된 시야를 만든다.
예컨대, 일 실시에에서 레이더 모듈(732)은 4개의 레이더 서브시스템을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 도 4에 도시된 바와 같이 RFIC 칩, 수신기로 구성된 2개의 평면형 지향성 안테나 및 송신기로서 구성된 2개의 평면형 지향성 안테나를 포함한다. 다른 실시예에서, 레이더 모듈(732)은 레이더 서브시스템으로서 배치된 지향성 안테나 소자와 RFIC 칩의 임의의 적절한 조합을 사용해서 구현될 수 있다.
도 7a에 도시된 바와 같이, RF 신호(722)는 각각 기판(710)의 평탄 표면에 평행한 성분 및 이 평탄 표면에 수직인 성분을 포함한다. 경우에 따라서, 이들 성분은 서로 거의 동일할 수 있다. 이와 달리, 평행 성분 혹은 수직 성분 중 어느 하나가 더 클 수 있다.
다양한 실시예에서, RF 신호(722) 각각은 대응하는 1차 로브(721)를 갖는다. 1차 로브(721)는 각각의 RF 신호(722)에 대한 방향성의 질적인 예시로서 도시된 것으로 상기 설명한 바와 같다. 도 7a에서, 도시된 1차 로브(721)는 평행한 방향으로 도시되어 있으며 기판(710)의 평탄 표면에 대해 수직이다.
도 7b를 참조하면, 레이더 시스템(701)은 레이더 모듈(732)과 기판(710) 상의 고정 위치에 배치된 도전성 플레이트(714)를 포함한다. 도전성 플레이트(714)는 일부 실시예에서 도전성 물질을 포함하며, 일 실시예에서 알루미늄(Al)을 포함한다. 도전성 플레이트(714)의 형상은 레이더 시스템(701)에서 도전성 플레이트(714)에 요구되는 효과에 따라서 달라질 수 있다. 일 실시예에서, 도전성 플레이트(714)는 실질적으로 평판형이지만, 임의의 상정 가능한 형상이 될 수 있다.
도전성 플레이트(714)는 기판(710) 상에서 RF 신호(724)의 수직 성분은 감소시키고 평행 성분을 증가시키도록 구성될 수 있다. 예컨대, 도 7a 및 7b에 도시된 바와 같이, 기판(710)의 평탄 표면에 평행한 방향에서 RF 신호(724)는 RF 신호(722)보다 강하지만, 기판(710) 상의 RF 신호(724)의 수직 성분은 RF 신호(722)에 비해서 도전성 플레이트(714)에 의해 감소된다. 나아가, 1차 로브(732)는 RF 신호(722)의 방향성이 도전성 플레이트(714)에 따라서 다르다는 것을 나타내도록 도시된다. 도전성 플레이트(714)는 레이더 시스템(701)의 특정 방향에 따라서 RF 신호(724)의 일부 전파 방향에 다른 방향보다 더 영향을 미치도록 구성될 수 있다. 나아가, 도전성 플레이트(714)는 열을 기판(710)으로부터 멀리 전달함으로써 레이더 시스템의 히트 싱크의 역할을 할 수 있다.
RF 신호(724)의 지향성을 더 변경하기 위해서, 일부 실시예에서는 옵션으로, 기판(710) 아래에 추가 도전성 플레이트가 포함될 수 있다. 일부 실시예에서는 옵션으로, 기판(710) 아래에 그라운드 평면이 같은 이유로 포함될 수 있다.
도 7c를 참조하면, 레이더 시스템(702)은 기판(710) 아래에 부착된 디지털 매체 모듈(716)과 함께, 레이더 모듈(732) 및 기판(710) 상에 배치된 도전성 플레이트(714)를 포함한다. 디지털 매체 모듈(716)은 기판(710)이 디지털 매체 모듈(716) 상에 탑재될 때 레이더 모듈(732)에 동작 가능하게 연결된다. 일 실시예에서, 디지털 매체 모듈(716)은 기판(710) 및/또는 레이더 모듈(732)과 인터페이스해서 연결을 용이하게 하는 커넥터를 포함한다.
디지털 매체 모듈(716)은 예컨대, 오디오 시스템이 될 수 있다. 이와 달리, 디지털 매체 모듈(716)은 레이더 모듈(732)로부터의 신호와 같은 신호를 사용자 입력을 수신하는 임의의 다른 전자 장치가 될 수도 있다. 예컨대 디지털 매체 모듈(716)은 퍼스널 어시스턴트 시스템, 인포테인먼트 시스템, 사물 인터넷 시스템, 스마트 홈 시스템, 셋톱 박스, 게임 콘솔 시스템 등이 될 수 있다.
사용자는 레이더 시스템(702)의 360° 결합된 시야 영역 내에서 움직임 혹은 제스처를 수행함으로써 디지털 매체 모듈(716)를 제어할 수 있다. 경우에 따라서, 디지털 매체 모듈(716)은 사용자의 존재가 레이더 모듈(732)에 의해 검출되면 어웨이큰 상태(awakened state)(예컨대, 풀 파워, 완전 기능 상태)를 유지하고, 사용자가 검출되지 않으면 슬립 상태(예컨대, 로우 파워, 감소된 기능 상태)로 들어간다.
도 8은 기판의 평탄 표면에 배치된 레이더 모듈, 도전성 플레이트 및 디지털 매체 모듈을 포함하는 예시적인 레이더 시스템으로서, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는다. 도 8a는 기판을 나타내고, 도 8b는 기판 및 도전성 플레이트를 나타내며, 도 8c는 기판, 도전성 플레이트 및 디지털 매체 모듈을 나타낸다.
도 8a를 참조하면, 레이더 시스템(800)은 기판(810)의 평탄 표면 상에 배치된 레이더 모듈(832)을 포함한다. 기판(810)은 임의의 적절한 기판이 될 수 있으며 도 2의 기판(210)과 유사한 구조가 될 수 있다. 레이더 모듈(832)은 도 7을 참조로 설명한 레이더 모듈(732)과 유사한 방식으로 구성될 수 있다. 레이더 모듈(832)은 개개의 시야(820)에 대응하는 RF 신호를 송수신하도록 구성되어서, 레이더 시스템(800)은 기판(810)의 평탄 표면의 평면에 360° 결합된 시야를 갖는다.
도 8b를 참조하면, 레이더 시스템(801)은 기판(810) 아래에 배치된 도전성 플레이트(814)를 포함한다. 도전성 플레이트(814)는 상술한 도전성 플레이트(714)와 유사할 수 있다. 다양한 실시예에서, 도전성 플레이트(814)는 RF 신호(824) 중 기판(810) 아래에 있는 평탄 표면에 수직인 성분은 감소시키고 RF 신호(824) 중 평탄 표면에 평행한 성분은 증가시키도록 구성된다. RF 신호(824)와 RF 신호(822)의 질적인 비교가 도 8a 및 도 8b에 도시되어 있다.
도 8c를 참조하면, 레이더 시스템(802)은 레이더 모듈(832) 위에 부착된 디지털 매체 모듈(816), 기판(810) 및 도전성 플레이트(814)를 포함한다. 디지털 매체 모듈(816)은 도 7을 참조로 설명한 디지털 매체 모듈(716)과 유사할 수 있다. 레이더 모듈(832)은 기판(810)이 디지털 매체 모듈(816) 아래에 탑재될 때 디지털 매체 모듈(816)에 동작 가능하게 연결된다. 일 실시예에서, 디지털 매체 모듈(816)은 기판(810) 및/또는 레이더 모듈(832)과 인터페이스해서 연결을 용이하게 하는 커넥터를 포함한다.
도 9는 기판의 평탄 표면에 배치된 복수의 레이더 서브시스템을 구비하는 예시적인 레이더 시스템으로서, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 가지며, 평탄 표면 바로 위에 위치된 물체를 검출하도록 구성된다.
도 9를 참조하면 레이더 시스템(900)은 복수의 레이더 서브시스템(938)을 포함하며, 각각의 레이더 서브시스템(938)은 복수의 평면형 지향성 안테나(940) 및 RFIC 칩(934)을 포함한다. 레이더 시스템(900)은 레이더 서브시스템(936)을 더 포함한다. 레이더 서브시스템(938, 936)은 기판(910)의 평탄 표면 상에 배치된다. 기판(910)은 임의의 적절한 기판이 될 수 있으며, 도 2의 기판(210)과 유사한 구조가 될 수 있다. 레이더 서브시스템(938)은 각각의 시야(920)를 갖고 있어서, 레이더 시스템(900)이 360°의 결합된 시야를 갖게 한다.
레이더 시스템(900)은 도 9에 도시된 바와 같이 레이더 서브시스템(938) 및 레이더 서브시스템(936)의 적어도 2개의 타입의 레이더 서브시스템을 포함할 수 있다. 다양한 실시예에서 레이더 서브시스템(938)은 엔드 파이어 방사 패턴을 가져서 기판(910)의 평탄 표면에 평행한 방향으로 RF 신호를 송수신하도록 구성된다. 일 실시예에서, 레이더 시스템(900)은 4개의 레이더 서브시스템(938)을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 2개의 수신기(Rx), 송신기(Tx) 및 RFIC 칩(934)을 포함한다. 4개의 레이더 서브시스템(938)은 약 90°의 개별 시야를 가질 수 있지만, 다른 양의 레이더 서브시스템 및 다른 시야가 상술한 바와 같이 가능하다. 레이더 서브시스템(936)은 브로드사이드 방사 패턴을 가져서 기판(910)의 평탄 표면에 수직인 방향으로 RF 신호를 송수신하도록 구성될 수 있다. 예컨대, 레이더 서브시스템(936)은 기판(910) 상에 배치된 혹은 레이더 서브시스템(936)과 일체화된 복수의 패치 안테나를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 레이더 서브시스템(936)은 기판(910) 바로 위의 영역을 포함하는 시야를 갖도록 구성될 수 있다.
일부 응용예에서, 레이더 시스템(900)은 360° 결합된 시야 및 기판 바로 위의 영역 내에 있는 물체의 존재 및 움직임을 검출하도록 구성될 수 있다. 레이더 서브시스템(938)은 레이더 시스템(900) 둘레의 360° 결합된 시야의 검지 가능성을 제공하고, 레이더 서브시스템(936)은 레이더 시스템(900) 바로 위의 영역의 검지 가능성을 제공할 수 있다. 경우에 따라서, 레이더 서브시스템(938)의 기능을 레이더 서브시스템(938)의 기능과 상이할 수 있다. 예컨대, 레이더 서브시스템(938)은 레이더 시스템(900) 주위의 영역에 있는 사용자의 존재만을 검출하도록 구성될 수 있고, 레이더 서브시스템(936)은 레이더 시스템(900) 위의 물체의 미세한 움직임을 검지하도록 구성될 수 있다. 이러한 미세 움직임 검출은 사용자 입력을 위한 제스처의 정확한 해석에 중요할 수 있다. 이와 달리, 모든 레이더 서브시스템(938, 836)이 유사한 기능을 갖도록 구성되어서 레이더 시스템(900) 둘레의 영역은 물론 레이더 시스템(900) 바로 위의 영역에서 동일한 레이더 검출 레벨을 제공할 수도 있다.
일부 실시예에서, 레이더 서브시스템(938)은 레이더 서브시스템(936)과는 다른 RF 주파수로 동작하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 레이더 서브시스템(938)은 24GHz으로 동작하도록 구성되고 레이더 서브시스템(936)은 60GHz로 동작하도록 구성된다. 다른 실시예에서, 레이더 서브시스템(938, 936)은 60GHz로 동작하도록 구성된다. 또 다른 실시예에서, 레이더 서브시스템(938, 936)은 24GHz로 동작하도록 구성된다.
각각의 레이더 서브시스템의 특정한 동작 주파수는 범위, 기능, 크기, 비용 등을 포함한 다양한 설계 고려 사항에 따라 달라질 수 있다. 본 명세서에서 설명되는 레이더 서브시스템 및 레이더 모듈은 명백하게 참조된 주파수로 한정되는 것이 아니며, 다른 가능한 동작 주파수가 당업자에게는 자명할 것이다.
도 10은 기판의 평탄 표면에 배치된 복수의 레이더 서브시스템, 도전성 플레이트 및 디지털 매체 모듈을 포함하는 예시적인 레이더 시스템으로서, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 가지며 평탄 표면 바로 위에 위치된 물체를 검출하도록 구성된다. 도 10a는 기판을 나타내고, 도 10b는 기판, 및 개구부를 갖는 도전성 플레이트를 나타내며, 도 10c는 기판, 도전성 플레이트 및 디지털 매체 모듈을 나타낸다.
도 10a를 참조하면, 레이더 시스템(1000)은 기판(1010)의 평탄 표면 상에 배치된 복수의 레이더 서브시스템(1038) 및 레이더 서브시스템(1036)을 포함한다. 레이더 시스템(1000)은 도 9를 참조로 설명한 레이더 시스템(900)의 특정한 구현예가 될 수 있다. 예컨대, 레이더 시스템(1000)은 레이더 시스템(900)의 3차원 도시가 될 수 있다. 레이더 서브시스템(1038)은 각각 RF 신호(1022)를 송수신하도록 구성되며, 이로써 레이더 시스템(1000)은 기판(1010)의 평면에서 360° 결합된 시야를 갖는다. 레이더 서브시스템(1036)은 각각 RF 신호(1026)를 송수신하도록 구성되며, 이로써 레이더 시스템(1000)은 기판(1010) 바로 위의 영역에서 물체를 검출할 수 있다.
도 10b를 참조하면, 레이더 시스템(1001)은 기판(1010) 위에 배치된 도전성 플레이트(1014)를 포함한다. 다양한 실시예에서, 도전성 플레이트(1014)는 도전 재료를 포함하고, 일 실시예에서 알루미늄(Al)을 포함한다. 도전성 플레이트(1014)는 레이더 서브시스템(1038)이 송수신하는 RF 신호(1024)의 지향성에 영향을 미칠 수 있다. 예컨대, 도전성 플레이트(1014)는 RF 신호(1024) 중 평탄 표면에 수직인 성분은 감소시키고, RF 신호(1024) 중 평탄 표면에 평행한 성분은 증가시킬 수 있다. 이러한 효과는 도 7의 도전성 플레이트(714)를 참조로 설명한 것과 유사할 수 있다.
도전성 플레이트(1014)는 그 중앙 영역에 개구부(1018)를 포함한다. 개구부(1018)는 레이더 서브시스템(1036)과 수직으로 정렬되어서, RF 신호(1026)가 개구부(1018)를 지나는 것을 가능하게 한다. 일 실시예에서, 개구부(1018)는 RF 신호(1026)가 개구부(1018)를 전혀 혹은 거의 변경없이 지나게 하도록 구성된다. 이와 달리, 개구부(1018)는 RF 신호(1026)의 지향성을 변경하도록 구성될 수 있다.
일부 응용예에서, 도전성 플레이트(1014)는 레이더 서브시스템(1038, 1036)의 히트싱크의 역할을 할 수 있다. 도전성 플레이트(1014)는 레이더 서브시스템(1038)이 레이더 시스템(1001) 바로 위의 영역에서 RF 신호(1026)를 송수신하는 것을 가능하게 하면서 레이더 서브시스템(1038)의 RF 신호(1024)의 지향성을 증가시킬 수 있다는 점에서 바람직하다.
도 10c를 참조하면, 레이더 시스템(1002)은 레이더 서브시스템(1038, 1036), 기판(1010) 및 도전성 플레이트(1014) 아래에 부착된 디지털 매체 모듈(1016)을 포함한다. 디지털 매체 모듈은 도 7을 참조로 상기 설명한 디지털 매체 모듈(716)과 유사할 수 있다. 디지털 매체 모듈(1016)은 기판(1010)이 디지털 매체 모듈(1016) 상에 탑재될 때 기판(1010)에 동작 가능하게 연결된다. 일 실시예에서, 디지털 매체 모듈(1016)은 기판(1010) 및/또는 레이더 모듈(1032)과 인터페이스해서 연결을 용이하게 하는 커넥터를 포함한다.
명확하게 하기 위해서, 도 7, 8 및 10을 참조로 설명한 레이더 시스템은 도전성 플레이트, 기판 및 디지털 매체 모듈 사이에 간격을 두고 도시했다. 이러한 간격은 특정 실시예에 따라서 필요할 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다. 예컨대, 레이더 모듈을 포함하는 기판 아래 및 위에 포함된 도전성 플레이트는, 레이더 모듈에서 송수신되는 RF 신호의 소망의 지향성을 획득하도록, 기판 위의 특정한 높이에 있을 수 있다. 도전성 플레이트가 히트싱크로서 사용되는 경우에, 도전성 플레이트와 레이더 모듈 혹은 기판 사이의 열 접촉은 중요할 수 있다. 이 경우, 도전성 플레이트와 레이더 모듈 및 기판 사이에서 직접 접촉이 이루어지거나 혹은 열 도전성 물질이 사이에 배치될 수 있다. 유사하게, 다양한 설계 고려를 통해서, 레이더 모듈을 포함하는 기판과 디지털 매체 모듈 사이에 간격을 가질 수도 있고 그렇지 않을 수도 있다.
도 7, 8 및 10을 참조로 설명한 레이더 시스템이 원통 형상으로 도시되어 있지만, 임의의 형상을 상정할 수 있다는 점에 주의한다. 나아가, 레이더 시스템은 전자 장치의 상부 혹은 바닥에 있는 것으로 한정되는 것은 아니다. 레이더 시스템이 전자 장치의 중앙에 위치되는 것도 상정할 수 있다. 경우에 따라서, 레이더 시스템은 전자 장치의 내부에 통합되어서 전자 장치의 임의의 외표면에 인접하지 않을 수도 있다. RF 신호에 투명한 다양한 컴포넌트가 전자 장치 내의 레이더 시스템을 둘러쌀 수 있다.
도 11은, 제 2 기판의 평탄 표면에 배치된 3차원 몰딩된 기판의 외표면에 복수의 레이더 서브시스템이 배치되어 있는 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 것으로, 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는다.
도 11을 참조하면, 레이더 시스템(1100)은 3차원 몰딩된 기판(1118)의 외부 표면에 배치된 복수의 레이더 서브시스템(1136)을 포함한다. 3차원 몰딩된 기판(1118)은 제 2 기판(1110)의 평탄 표면 상에 배치되고, 레이더 서브시스템(1136)은 도전성 트레이스(1142) 및 커넥터(1144)를 사용해서 제 2 기판(1110) 상의 회로에 연결된다. 각각의 레이더 서브시스템(1136)은 3차원 몰딩된 기판(1118)의 외부 표면에 수직인 방향으로 RF 신호(1122)를 송수신하도록 브로드사이드 방사 패턴을 갖도록 구성될 수 있다.
다양한 실시예에서, 3차원 몰딩된 기판(1118)은 MID(molded interconnect device) 기술과 같은 몰딩 기술을 사용해서 형성될 수 있으며, 플라스틱 물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 3차원 몰딩된 기판(1118)은 열가소성 물질을 포함한다. 일 실시예에서, 3차원 몰딩된 기판(1118)은 사출 몰딩 기술을 사용해서 형성된 솔리드 피스이다. 바람직하게, 레이더 서브시스템(1136) 및 커넥터(1144)의 탑재면은 몰드의 일부로서 형성되어서, 추가적인 에칭 혹은 연마 기술이 필요 없을 수 있다.
이 기술은 사실상 임의의 소망의 3차원 형상의 형상을 용이하게 한다는 점에 바람직할 수 있다. 예컨대, 도 11이 3차원 몰딩된 기판(1118)은 원통 형상을 갖는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 대안의 실시예에서, 3차원 몰딩된 기판(1118)은 타원 기둥형, 피라미트형, 정각 기둥형, 직육면체형, 구형 등과 같은 임의의 3차원 형상을 상정할 수 있다. 3차원 몰딩된 기판(1118)을 형성할 때 사출 몰딩 기술을 사용하는 것의 추가 이점은 장치의 특정한 패키징 요건에 맞춰서 불균일한 3차원 형상을 형성하는 것이 될 수 있다.
3차원 몰딩된 기판(1118)의 외부 표면에 도전성 트레이스(1142)를 형성하도록 구성하는 것은, LDS(laser direct structuring)와 같은 기술을 사용해서 형성될 수 있다. 특히 3차원 몰딩된 기판(1118)의 외부 표면은 도전성 물질로 도핑 혹은 폴리싱될 수 있다. 도전성 트레이스(1142)의 경로를 따라서 형성하는데 레이저가 사용되어서, 외부 표면에서 도전성 물질을 활성화시키고 노출된 도전성 물질로 거친 표면을 생성할 수 있다. 노출된 도전성 물질은 이후의 금속화 동안에 핵생성(nucleation) 영역으로 작용할 수 있다. 도전성 트레이스(1142)를 형성한 이후에, 레이더 서브시스템(1136)은 도전성 트레이스(1142)에 납땜되거나 혹은 연결될 수 있다.
일부 실시예에서, 도전성 트레이스(1142)를 제 2 기판(1110)에 연결하는 수단이 커넥터로 대체될 수 있다. 예컨대, 3차원 몰딩된 기판(1118)과 제 2 기판(1110) 사이에 전기적인 및 물리적인 접속을 제공하는데 BGA(ball grid array) 및 땜납 리플로우 처리가 사용될 수 있다. 3차원 몰딩된 기판(1118)은 에폭시와 같은 접착제를 사용해서 제 2 기판(1110)에 부착될 수도 있고 혹은 나사 결합될 수도 있다. 도전성 트레이스(1142)는 이후에 제 2 기판(1110) 상의 접촉 패드에 와이어 본딩되거나 혹은 직접 납땜될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따라서 360° 결합된 시야를 갖는 다수의 예시적인 레이더 시스템을 나타낸다. 도 12a, 12b, 12c 및 12d는 원통형 몰딩된 기판 상에 배치된 다수의 레이더 서브시스템의 다양한 구성을 나타낸다. 도 12a는 원통형 몰딩된 기판의 곡면 표면에 배치된 4개의 레이더 서브시스템을 구비하는 예시적인 레이더 시스템의 상면도를 나타내고, 도 12b는 원통형 몰딩된 기판의 곡면 표면에 배치된 4개의 레이더 서브시스템 및 원통형 몰딩된 기판의 평탄 표면에 배치된 추가 레이더 서브시스템을 구비하는 다른 예시적인 레이더 시스템의 상면도를 나타내며, 도 12c는 원통형 몰딩된 기판의 곡면 표면에 배치된 5개의 레이더 서브시스템을 구비하는 또 다른 예시적인 레이더 시스템을 나타내고, 도 12d는 원통형 몰딩된 기판의 곡면 표면에 배치된 6개의 레이더 서브시스템을 구비하는 또 다른 예시적인 레이더 시스템을 나타낸다.
도 12a를 참조하면, 레이더 시스템(1200)은 원통형 몰딩된 기판(1218)의 외부 곡면 표면에 배치된 4개의 레이더 서브시스템(1236)을 포함한다. 레이더 서브시스템(1236) 각각은 브로드사이드 방사 패턴을 갖도록 구성되어서, RF 신호(1222)가 원통형 몰딩된 기판(1218)에 수직인 방향으로 송수신될 수 있다. 레이더 시스템(1200)은 360° 결합된 시야를 갖도록 구성된다.
도 12b를 참조하면, 레이더 시스템(1201)은 원통형 몰딩된 기판(1218)의 외부 곡면 표면에 배치된 4개의 레이더 서브시스템(1236)에 더해서 원통형 몰딩된 기판(1218)의 평탄 표면 상에 배치된 레이더 서브시스템(1238)을 포함한다. 레이더 시스템(1201)은 원통형 몰딩된 기판(1218)을 둘러싸는 영역에서 360° 결합된 시야를 갖는 것에 더해서 원통형 몰딩된 기판(1218) 바로 위의 영역에서 물체를 검출하도록 구성된다.
도 12c를 참조하면, 레이더 시스템(1202)은 원통형 몰딩된 기판(1218)의 외부 곡선 표면 상에 배치된 5개의 레이더 서브시스템(1237)을 포함한다. 각각의 레이더 서브시스템(1237) 각각은 브로드사이드 방사 패턴을 갖도록 구성되어서, RF 신호(1224)가 원통형 몰딩된 기판(1218)에 수직인 방향으로 송수신될 수 있다. 레이더 시스템(1202)은 360° 결합된 시야를 갖도록 구성된다.
도 12d를 참조하면, 레이더 시스템(1203)은 원통형 몰딩된 기판(1218)의 외부 곡선 표면 상에 배치된 6개의 레이더 시스템(1239)을 포함한다. 각각의 레이더 서브시스템(1239) 각각은 브로드사이드 방사 패턴을 갖도록 구성되어서, RF 신호(1226)가 원통형 몰딩된 기판(1218)에 수직인 방향으로 송수신될 수 있다. 레이더 시스템(1203)은 360° 결합된 시야를 갖도록 구성된다.
레이더 서브시스템(1237, 1239)은, 원통형 몰딩된 기판(1218)을 둘러싸는 추가 수의 레이더 서브시스템으로 인해서, 레이더 서브시스템(1236)의 개별 시야에 비해서 좁은 개별 시야를 가질 수 있다. 예컨대, 4개의 레이더 서브시스템(1236)이 원통형 몰딩된 기판(1218)을 둘러싸고 있기 때문에, 레이더 시스템(1200, 1201)에서 레이더 서브시스템(1236)의 최소 시야는 90°가 될 수 있다. 반대로 레이더 시스템(1202, 1203)에서 레이더 서브시스템(1237, 1239)의 최소 시야는 72° 및 60°가 각각 될 수 있다. 그러나, 상술한 바와 같이, 각각의 레이더 서브시스템이 정확하게 최소 시야를 가질 필요는 없다. 본 명세서에 설명되는 임의의 실시예에서 레이더 서브시스템의 개별 시야는 인접하는 레이더 서브시스템의 개별 시야와 중첩될 수도 있다.
레이더 시스템(1201)의 레이더 서브시스템(1238)은 원통형 몰딩된 기판 상의 영역에서의 검지 성능을 추가하기 위해서 레이더 시스템(1200)에 추가된 것으로 설명했다. 그러나, 레이더 서브시스템(1238)은 레이더 시스템(1200)에 포함되는 것으로 한정되는 것은 아니다. 레이더 서브시스템(1238)은 레이더 시스템(1202 혹은 1203)의 평탄 표면 상에서 구현될 수도 있고, 본 명세서에서 설명되는 많은 다른 실시예와 같이 될 수 있으며, 이는 당업자에게 자명할 것이다.
도 13은, 제 2 기판의 평탄 표면에 배치된 입방(cuboidal) 몰딩된 제 1 기판의 외부 표면에 복수의 레이더 서브시스템이 배치되어 있는 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 것으로, 이 레이더 시스템은 본 발명의 실시예에 따라서 평탄 표면에 평행한 면에 360° 결합된 시야를 가지며 평탄 표면 바로 위에 위치된 물체를 검출하도록 구성되어 있다. 도 13a는 레이더 시스템의 등각 투상도이고, 도 13b는 레이더 시스템의 상면도이다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 레이더 시스템(1300)은 입방 몰딩된 기판(1318)의 평탄 표면에 배치된 복수의 레이더 서브시스템(1336)을 포함한다. 입방 몰딩된 기판은 제 2 기판(1310)의 평탄 표면 상에 배치되어서, 제 2 기판(1310) 상의 회로는 레이더 서브시스템(1336)에 연결된다. 입방 몰딩된 기판(1318)은 도 11을 참조로 상기 설명한 바와 같이 3차원 몰딩된 기판이 될 수 있다. 제 2 기판(1310)은 임의의 적절한 기판이 될 수 있으며, 도 2의 기판(210)과 유사한 구성이 될 수 있다.
레이더 서브시스템(1336) 각각은 입방 몰딩된 기판(1318)의 평탄 표면에 수직인 방향으로 RF 신호(1322)를 송수신하도록 구성된다. 레이더 시스템(1300)은 제 2 기판(1310)의 평면에 평행한 평면에 360° 결합된 시야를 갖도록 구성되고, 또한 입방 몰딩된 기판(1318)의 바로 위의 영역에서 물체를 검출하도록 구성된다.
일 실시예에서, 입방 몰딩된 기판(1318)은 정육면체이다. 다른 방안으로, 입방 몰딩된 기판(1318)은 임의의 3차원 형상이 될 수 있다. 상술한 바와 같이, 입방 몰딩된 기판(1318)의 표면은 평면으로 한정되는 것은 아니다. 특정 설계 고려 사항마다 곡면과 평면의 임의의 조합이 포함될 수 있다. 레이더 서브시스템(1336)은 도 13a 및 도 13b에서 동일한 것으로 도시되어 있다. 그러나, 상술한 바와 같이 어떤 특정한 레이더 서브시스템이 다른 레이더 서브시스템과 같을 필요는 없다. 일부 실시예에서, 레이더 서브시스템(1336) 중 하나 이상은 특정한 설계 고려 사항에 따라서 생략될 수도 있다.
도 14는, 4개의 평면 기판의 평탄 표면 각각에 레이더 서브시스템이 배치되어 있는 4개의 평면 기판을 구비하는 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 것으로, 4개의 평면 기판은 본 발명의 실시예에 따라서 모든 평면 기판 각각에 평행한 방향에서 봤을 때 사각형 형상으로 배치되어 있다.
도 14를 참조하면, 레이더 시스템(1400)은 4개의 평면 기판(1410)을 포함하며, 4개의 평면 기판(1410)의 각각의 평탄 표면에 배치된 레이더 서브시스템(1436)을 각각 포함한다. 평면 기판(1410)의 각각은 임의의 적절한 기판이 될 수 있으며, 도 2의 기판(210)과 유사한 구조가 될 수 있다. 레이더 서브시스템(1436)은 개별 시야(1420)에 대응하는 RF 신호(1422)를 송수신하도록 구성되고, 그 결과 레이더 시스템(1400)은 자신을 둘러싸는 영역에 360° 결합된 시야를 갖는다.
평면 기판(1410)의 각각은 인터페이스(1450) 및 가요성 커넥터(1452)를 사용해서 2개의 인접하는 평면 기판(1410)에 접속된다. 가요성 커넥터(1452)는 일 실시예에서 접착 테이프이다. 다른 실시예에서 가요성 커넥터(1452)는 전기 접속부를 포함하며, 리본 케이블 혹은 다른 적절한 케이블이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 평면 기판(1410)은 평면 기판(1410)의 평탄 표면에 평행한 방향에서 봤을 때 사각형 형상으로 배치되어 있다. 일 실시예에서 사각 형상을 정사각형이다. 대안의 실시예에서, 사각 형상은 임의의 사면 다각형(four-sided polygon)이 될 수 있다. 일부 실시예에서, 지지 구조가 4개의 평면 기판(1410)에 의해 형성된 중공(hollow) 영역에 포함되어서 레이더 시스템(1400)의 강도를 향상시킬 수 있다. 입방 3차원 레이더 시스템을 형성하는 데 추가의 평면형 기판이 포함되는 것도 상정할 수 있다.
도 15는 5개의 평면 기판의 평탄 표면 각각에 레이더 서브시스템이 배치되어 있는 5개의 평면 기판을 구비하는 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 것으로, 5개의 평면 기판은 본 발명의 실시예에 따라서 모든 평면 기판 각각에 평행한 방향에서 봤을 때 5각형 형상으로 배치되어 있다.
도 15를 참조하면, 레이더 시스템(1500)은 5개의 평면형 기판(1510)을 포함하며, 이 5개의 평면형 기판(1510) 각각은 자신의 평탄 표면 상에 배치된 레이더 서브시스템(1536)을 포함하며 개별 시야(1520)에 대응하는 RF 신호(1522)를 송수신하도록 각각 구성된다. 평면 기판(1510) 각각은 임의의 적절한 기판이 될 수 있으며, 도 2의 기판(210)과 유사한 구조가 될 수 있다. 평면 기판(1510) 각각은 도 14의 평면 기판(1410)과 유사하게 인접하는 평면 기판(1510)에 접속된다. 레이더 시스템(1500)은 자신을 둘러싸는 영역에 360° 결합된 시야를 갖는다.
도 16은 6개의 평면 기판의 평탄 표면 각각에 레이더 서브시스템이 배치되어 있는 6개의 평면 기판을 구비하는 예시적인 레이더 시스템을 나타내는 것으로, 6개의 평면 기판은 본 발명의 실시예에 따라서 모든 평면 기판 각각에 평행한 방향에서 봤을 때 6각형 형상으로 배치되어 있다.
도 16을 참조하면, 레이더 시스템(1600)은 6개의 평면형 기판(1610)을 포함하며, 이 6개의 평면형 기판(1610) 각각은 자신의 평탄 표면 상에 배치된 레이더 서브시스템(1636)을 포함하며 개별 시야(1620)에 대응하는 RF 신호(1622)를 송수신하도록 각각 구성된다. 평면 기판(1610) 각각은 임의의 적절한 기판이 될 수 있으며, 도 2의 기판(210)과 유사한 구조가 될 수 있다. 평면 기판(1610) 각각은 도 14의 평면 기판(1410)과 유사하게 인접하는 평면 기판(1610)에 접속된다. 레이더 시스템(1600)은 자신을 둘러싸는 영역에 360° 결합된 시야를 갖는다.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른, 다각형 각기둥의 형상으로 구현된 예시적인 레이더 시스템을 나타낸다.
도 17을 참조하면, 레이더 시스템(1700)은 평면 기판(1710) 각각이 다각형 각기둥의 표면에 있도록 배치된 4개의 평면 기판(1710)을 포함한다. 도 17에 도시된 바와 같이, 다각형 각기둥은 일 실시예에서 사각형 각기둥이 될 수 있다. 다른 실시예에서, 레이더 시스템(1700)은 평면 기판(1710)을 더 많이 혹은 더 적게 포함할 수도 있으며, 삼각형 각기둥, 팔각형 각기둥, 육각형 각기둥 등으로 형성될 수도 있다. 레이더 시스템(1700)은 예컨대, 도 14에 도시된 바와 같은 레이더 시스템(1400)의 사시도가 될 수 있다. 평면 기판(1710) 각각은, 도 14 내지 16에 도시된 바와 같은, 다른 실시예에서 설명된 바와 같은 평면 기판과 유사한 다양한 소자를 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 레이더 시스템 동작 방법을 나타낸다.
레이더 시스템을 동작시키는 단계 1801은 복수의 RF 신호를 전송하는 단계를 포함한다. RF 신호는 레이더 시스템의 하나 이상의 기판에 배치된 복수의 안테나에 의해 전송된다. 일 실시예에서, 안테나는 특정 방향으로 RF 신호를 송수신하는 지향성 안테나이다. 다양한 실시예에서, 안테나는 단일 기판 상에 배치되며, 일 실시예에서 기판의 단일 평탄 표면 상에 배치된다. 안테나는 요구되는 기능에 따라서 수신기, 송신기 혹은 송수신기로서 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 안테나의 한 서브셋은 복수의 RF 신호를 전송하도록 구성된 송신기로서 구성될 수 있고, 안테나의 다른 서브셋은 RF 신호를 수신하는 수신기로서 구성될 수 있다.
레이더 시스템의 복수의 안테나는 다수의 레이더 서브시스템으로 그룹화될 수 있다. 각각의 레이더 서브시스템은 하나 이상의 안테나 및 안테나에 연결된 RFIC 칩을 포함할 수 있다. RFIC 칩은 송수신되는 RF 신호를 처리하도록 구성된 RF 회를 포함할 수 있다.
각각의 안테나는 각각의 기판 상에서 고정된 방향 및 위치에 있다. 나아가, 레이더 시스템의 기판 및 레이더 시스템은 그 전체가 RF 신호를 전송하는 동안 고정된 방향 및 위치에 있다. 각각의 안테나는 360° 미만의 개별 시야를 갖고 있다. 안테나의 시야를 안테나의 커버리지라고도 하며, 360° 미만이다. 전송되는 RF 신호의 결합된 커버리지는 전체적으로 레이더 시스템을 둘러싸는 360° 영역을 커버한다.
일부 실시예에서, 각각의 RF 신호는 단일 평면에 평행한 1차 로브를 갖는다. 이로써 레이더 시스템은 자신을 둘러싸는 영역에서 단일 평면에 360° 시야를 가질 수 있다. 일 실시예에서, RF 신호 각각은 RF 신호를 전송한 안테나의 평면에 평행한 1차 로브를 갖는다. 다른 실시예에서, RF 신호의 1차 로브 중 일부 혹은 전부는 RF 신호를 전송한 안테나의 평면에 수직인 성분을 갖는다.
레이더 시스템을 동작시키는 옵션의 단계는 레이더 시스템의 안테나 부근에 배치된 도전성 플레이트를 사용해서 RF 신호의 지향성을 증가시키는 단계를 포함한다. 예컨대, 안테나는 기판의 평탄 표면 상에 배치될 수 있고, 도전성 플레이트는 기판에서 특정 거리 위에 혹은 아래에 위치될 수 있다.
레이더 시스템을 동작시키는 단계 1802는 반사된 RF 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 반사된 RF 신호는 복수의 안테나 중 한 안테나에 의해 수신된다. 하나 이상의 안테나가 반사된 RF 신호를 수신할 수 있다. 경우에 따라서, 전송되는 RF 신호는 다수의 반사된 신호가 되어서 레이더 시스템의 다양한 안테나에 의해 수신될 수 있다.
레이더 시스템을 동작시키는 단계 1803은, 레이더 시스템을 둘러싸는 360° 영역에 위치된 물체를 검출하는 단계를 포함한다. 광학 렌즈 물체는 반사된 RF 신호에 따라서 RF 회로에 의해 검출된다. 예컨대, RF 회로는 반사된 RF 신호를 처리해서, RF 신호에 따라서 물체의 3차원 공간에서의 위치를 결정할 수 있다. RF 회로는 반사된 RF 신호를 수신한 안테나와 같은 기판 상에 배치될 수도 있고 혹은 다른 기판 상에 배치될 수도 있다.
레이더 시스템을 동작시키는 옵션의 단계는, 반사된 RF 신호를 처리해서 레이더 시스템의 디지털 매체 모듈용 입력 신호를 생성하는 단계를 포함한다. RF 회로는 반사된 RF 신호를 처리해서 입력 신호를 생성하도록 구성될 수 있다. 디지털 매체 모듈은 RF 회로에 연결될 수 있다. 입력 신호는 연결부를 통해서 디지털 매체 모듈에 송신될 수 있고, 디지털 매체 모듈은 입력 신호를 디지털 매체 모듈의 기능을 제어하기 위한 입력 커맨드로서 해석할 수 있다.
레이더 시스템을 동작시키는 단계 1804는 하나 이상의 추가 RF 신호를 전송하는 단계를 포함한다. 추가 RF 신호는 레이더 시스템의 기판에 배치된 레이더 서브시스템에 의해 전송된다. 레이더 서브시스템은, 레이더 시스템의 하나 이상의 기판 상에 배치된 하나 이상의 추가 안테나를 포함한다. 추가 안테나 각각은 고정된 방향 및 위치에 있다. 일 실시예에서, 추가 안테나는 지향성 안테나이다. 일 실시예에서, 추가 안테나 각각은 브로드사이드 방사 패턴을 갖도록 구성된다. 일 실시예에서, 추가 RF 신호 각각은 기판으로부터 멀어지는 방향을 향하는 1차 로브를 포함한다. 환언하면, 추가 RF 신호 각각은 추가 RF 신호를 전송한 추가 안테나의 평면에 수직인 1차 로브를 가질 수 있다. 경우에 따라서, 추가 RF 신호의 1차 로브는 추가 RF 신호를 전송한 추가 안테나의 평면에 대해서 평행한 성분은 물론 수직인 성분을 가질 수 있다.
레이더 시스템을 동작시키는 단계 1805는 추가 반사된 RF 신호를 수신하는 단계를 포함한다. 추가 반사된 RF 신호는 레이더 서브시스템에 의해 수신된다. 추가 반사된 RF 신호는 레이더 서브시스템의 추가 안테나 중 하나 이상에 의해 수신될 수 있다.
레이더 시스템을 동작시키는 단계 1806은 레이더 서브시스템 및 기판 상의 영역에 위치된 물체를 검출하는 단계를 포함한다. 레이더 서브시스템 및 기판 상의 영역에 위치된 물체는 추가 반사된 RF 신호에 따라서 검출될 수 있고, 단계(1803)의 RF 회로에 의해 혹은 레이더 시스템의 다른 RF 회로에 의해 검출될 수 있다. 예컨대, 레이더 서브시스템은 기판 상에 배치된 추가 RF 회로를 포함할 수 있다. 이와 달리, 복수의 안테나 및 레이더 서브시스템은 RF 회로에 연결될 수 있으며, 여기서 반사된 RF 신호 및 추가 반사된 RF 신호를 모두 처리해서 레이더 시스템을 둘러싸는 360° 영역 및 레이더 서브시스템 상의 영역에서 물체를 검출한다.
본 발명의 예시적인 실시예를 이하에 요약한다. 본 명세서에 개시된 상세한 설명 및 청구항 전체로부터 다른 실시예도 이해될 수 있을 것이다.
예 1. 레이더 시스템을 동작시키는 방법으로서, 이는 복수의 지향성 안테나에 의해서 복수의 전송 무선 주파수(RF) 신호를 전송하는 단계 - 복수의 지향성 안테나는 기판의 평탄 표면 상에 배치되고, 복수의 안테나 각각은 평탄 표면 상에 고정 방향 및 위치에 있고, 복수의 지향성 안테나 각각의 개별 커버리지는 360° 미만이며, 복수의 전송 RF 신호의 결합 커버리지는 레이더 시스템을 둘러싸는 360° 영역을 완전히 커버함 - 와, 복수의 지향성 안테나 중 하나에 의해서 반사된 RF 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
예 2. 예 1의 방법으로서, 기판 상에 배치된 RF 회로에 의해서, 반사된 RF 신호에 따라서 360° 영역에 위치된 물체를 검출하는 단계를 더 포함한다.
예 3. 예 1 또는 예 2의 방법으로서, 레이더 서브시스템에 의해서 하나 이상의 추가 전송 RF 신호를 전송하는 단계 - 레이더 서브시스템은 평탄 표면 상에 배치된 하나 이상의 추가 안테나를 포함하고, 하나 이상의 추가 안테나 각각은 브로드사이드 방사 패턴을 포함하며, 복수의 전송 RF 신호 각각은 평탄 표면에 평행한 방향으로 각각의 1차 로브를 포함하고, 하나 이상의 추가 전송 RF 신호 각각은 평탄 표면으로부터 멀어지는 방향으로 하나 이상의 추가 1차 로브를 포함함 - 와, 레이더 서브시스템에 의해서, 추가 반사된 RF 신호를 수신하는 단계와, RF 회로에 의해서, 추가 반사된 RF 신호에 따라서 기판의 평탄 표면 상의 영역에 위치된 물체를 검출하는 단계 - RF 회로는 기판 상에 배치됨 - 를 더 포함한다.
예 4. 예 1 내지 예 3 중 하나의 예의 방법으로서, 복수의 전송 RF 신호를 전송하는 단계는, RF 전송기로서 각각 구성되는, 복수의 지향성 안테나의 제 1 서브셋에 의해서 복수의 전송 RF 신호를 전송하는 단계와, RF 수신기로서 각각 구성되는, 복수의 지향성 안테나의 제 2 서브셋의 하나의 지향성 안테나에 의해서 반사된 RF 신호를 수신하는 단계를 포함한다.
예 5. 예 1 내지 예 4 중 하나의 예의 방법으로서, 복수의 전송 RF 신호를 전송하는 단계는, 기판 상에 배치된 도전성 플레이트를 사용해서, 평탄 표면에 평행한 각각의 방향을 따라서 복수의 전송 RF 신호 각각의 지향성을 증가시키는 단계를 포함한다.
예 6. 예 1 내지 예 5 중 하나의 예의 방법으로서, 제 1 레이더 서브시스템은 복수의 지향성 안테나의 제 1 서브셋에 연결된 제 1 RFIC 칩을 포함하고, 제 2 레이더 서브시스템은 복수의 지향성 안테나의 제 2 서브셋에 연결된 제 2 RFIC 칩을 포함한다.
예 7. 예 1 내지 예 6 중 하나의 예의 방법으로서, RF 회로에 의해서 반사된 RF 신호를 처리해서 입력 신호를 생성하는 단계 - RF 회로는 기판 상에 배치되고 복수의 지향성 안테나에 연결됨 - 와, 입력 신호를, 기판에 부착되고 RF 회로에 연결된 디지털 매체 모듈에 송신하는 단계와, 디지털 매체 모듈에 의해서, 입력 신호를 디지털 매체 모듈의 기능을 제어하기 위한 입력 커맨드로서 해석하는 단계를 더 포함한다.
예 8. 레이더 시스템으로서, 평탄 표면을 포함하는 기판과, 평탄 표면 상에 배치된 복수의 지향성 안테나를 포함하고, 복수의 지향성 안테나는 복수의 전송 무선 주파수(RF) 신호를 전송하고 반사된 RF 신호를 수신하도록 구성되며, 복수의 지향성 안테나 각각은 평탄 표면 상에 고정 방향 및 위치에 있고, 복수의 지향성 안테나 각각의 개별 커버리지는 360° 미만이며, 복수의 전송 RF 신호의 결합 커버리지는 레이더 시스템을 둘러싸는 360° 영역을 완전히 커버한다.
예 9. 예 8의 레이더 시스템으로서, 기판 상에 배치된 RF 회로를 더 포함하고, RF 회로는 반사된 RF 신호에 따라서 360° 영역에서 물체를 검출하도록 구성된다.
예 10. 예 8 혹은 예 9의 레이더 시스템으로서, 평탄 표면 상에 배치된 레이더 서브시스템 - 레이더 서브시스템은 하나 이상의 추가 전송 RF 신호를 전송하고 추가 반사된 RF 신호를 수신하도록 구성되고, 레이더 서브시스템은 평탄 표면 상에 배치된 하나 이상의 추가 안테나를 포함하고, 하나 이상의 추가 안테나 각각은 브로드사이드 방사 패턴을 포함하며, 복수의 전송 RF 신호 각각은 평탄 표면에 평행한 방향으로 각각의 1차 로브를 포함하고, 하나 이상의 추가 전송 RF 신호 각각은 평탄 표면으로부터 멀어지는 방향으로 하나 이상의 추가 1차 로브를 포함함 - 와, 기판 상에 배치된 RF 회로 - RF 회로는 기판의 평탄 표면 상의 영역에 위치된 물체를 검출하도록 구성됨 - 를 더 포함한다.
예 11. 예 8 내지 예 10 중 하나의 레이더 시스템으로서, 복수의 지향성 안테나의 제 1 서브셋은 RF 전송기로서 기능하도록 구성되어서 복수의 전송 RF 신호를 전송하도록 구성되고, 복수의 지향성 안테나의 제 2 서브셋은 RF 수신기로서 기능해서 반사된 RF 신호를 수신하도록 구성된다.
예 12. 예 8 내지 예 11 중 하나의 레이더 시스템으로서, 기판 상에 배치된 도전성 플레이트를 더 포함하고, 도전성 플레이트는 평탄 표면에 평행한 각각의 방향을 따라서 복수의 전송 RF 신호 각각의 지향성을 증가시키도록 구성된다.
예 13. 예 8 내지 예 12 중 하나의 레이더 시스템으로서, 복수의 지향성 안테나의 제 1 서브셋에 연결된 제 1 RFIC 칩을 포함하는 제 1 레이더 서브시스템과, 복수의 지향성 안테나의 제 2 서브셋에 연결된 제 2 RFIC 칩을 포함하는 제 2 레이더 서브시스템을 더 포함한다.
예 14. 예 8 내지 예 13 중 하나의 레이더 시스템으로서, 기판 상에 배치되고 복수의 지향성 안테나에 연결된 RF 회로 - RF 회로는 반사된 RF 신호를 처리해서 입력 신호를 생성하도록 구성됨 - 와, 기판에 부착되고 RF 회로에 연결된 디지털 매체 모듈 - 디지털 매체 모듈은 디지털 매체 모듈로 송신되는 입력 신호를 디지털 매체 모듈의 기능을 제어하기 위한 입력 커맨드로서 해석하는 단계 - 를 더 포함한다.
예 15. 레이더 시스템으로서, 지지 구조와, 지지 구조의 외부 표면에서 고정된 방향 및 위치로 배치된 복수의 지향성 안테나를 포함하고, 복수의 지향성 안테나는 복수의 전송 무선 주파수(RF) 신호를 전송하고 반사된 RF 신호를 수신하도록 구성되며, 복수의 지향성 안테나 각각은 브로드사이드 방사 패턴을 포함하고, 복수의 지향성 안테나 각각의 개별 커버리지는 360° 미만이며, 복수의 전송 RF 신호의 결합 커버리지는 레이더 시스템을 둘러싸는 360° 영역을 완전히 커버한다.
예 16. 예 15의 레이더 시스템으로서, 지지 구조는 솔리드 피스로 형성된 3차원(3D) 기판을 포함한다.
예 17. 예 16의 레이더 시스템으로서, 솔리드 피스로 형성된 3D 기판은 타원 기둥형이며, 복수의 지향성 안테나 각각은 타원 기둥의 곡면 외부 표면 상에 배치된다.
예 18. 예 16의 레이더 시스템으로서, 솔리드 피스로 형성된 3D 기판은 다각형 각기둥이며, 복수의 지향성 안테나 각각은 다각형 각기둥의 평탄 외부 표면 상에 배치된다.
예 19. 예 15의 레이더 시스템으로서, 지지 구조는 복수의 평면형 기판을 포함하고, 지향성 안테나는 복수의 평면형 기판 상에 배치되며, 복수의 평면형 기판 각각은 복수의 평면형 기판 중 인접하는 2개의 평면형 기판과 접속되어서, 복수의 평면형 기판 각각은 다각형 각기둥의 각각의 면을 따라서 배치되게 된다.
예 20. 예 19의 레이더 시스템으로서, 복수의 평면형 기판 각각은 인접하는 2개의 평면형 기판에 접착 테이프에 의해 접속된다.
본 발명의 특징부를 참조할 때, '상부' 및 '바닥'을 가리키는 것은 단지 편의를 위한 것으로, 반드시 모든 실시예에서의 특징부의 방향을 반영하고 있는 것은 아니라는 점에 주의한다. 본 발명을 예시적인 실시예를 참조로 설명했지만, 이 설명은 한정의 의미가 아니다. 예시적인 실시예 및 본 발명의 다른 실시예의 다양한 수정 및 결합은, 설명을 참조하는 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항은 이러한 수정 혹은 실시예를 포함하도록 했다.

Claims (20)

  1. 레이더 시스템을 동작시키는 방법으로서,
    복수의 지향성 안테나에 의해서 복수의 전송 무선 주파수(RF) 신호를 전송하는 단계 - 상기 복수의 지향성 안테나는 기판의 평탄 표면 상에 배치되고, 상기 복수의 안테나 각각은 상기 평탄 표면 상에 고정 방향 및 위치에 있고, 상기 복수의 지향성 안테나 각각의 개별 커버리지는 360° 미만이며, 상기 복수의 전송 RF 신호의 결합 커버리지는 상기 레이더 시스템을 둘러싸는 360° 영역을 완전히 커버함 - 와,
    상기 복수의 지향성 안테나 중 하나에 의해서 반사된 RF 신호를 수신하는 단계
    를 포함하는
    레이더 시스템 동작 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치된 RF 회로에 의해서, 상기 반사된 RF 신호에 따라서 상기 360° 영역에 위치된 물체를 검출하는 단계
    를 더 포함하는
    레이더 시스템 동작 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    레이더 서브시스템에 의해서 하나 이상의 추가 전송 RF 신호를 전송하는 단계 - 상기 레이더 서브시스템은 상기 평탄 표면 상에 배치된 하나 이상의 추가 안테나를 포함하고, 하나 이상의 추가 안테나 각각은 브로드사이드(broadside) 방사 패턴을 포함하며, 상기 복수의 전송 RF 신호 각각은 상기 평탄 표면에 평행한 방향으로 각각의 1차 로브(primary lobes)를 포함하고, 하나 이상의 추가 전송 RF 신호 각각은 상기 평탄 표면으로부터 멀어지는 방향으로 하나 이상의 추가 1차 로브를 포함함 - 와,
    상기 레이더 서브시스템에 의해서, 추가 반사된 RF 신호를 수신하는 단계와,
    RF 회로에 의해서, 상기 추가 반사된 RF 신호에 따라서 상기 기판의 상기 평탄 표면 상의 영역에 위치된 물체를 검출하는 단계 - 상기 RF 회로는 상기 기판 상에 배치됨 -
    를 더 포함하는
    레이더 시스템 동작 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 전송 RF 신호를 전송하는 단계는,
    RF 전송기로서 각각 구성되는, 상기 복수의 지향성 안테나의 제 1 서브셋에 의해서 상기 복수의 전송 RF 신호를 전송하는 단계와,
    RF 수신기로서 각각 구성되는, 상기 복수의 지향성 안테나의 제 2 서브셋의 하나의 지향성 안테나에 의해서 상기 반사된 RF 신호를 수신하는 단계
    를 포함하는
    레이더 시스템 동작 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 전송 RF 신호를 전송하는 단계는, 상기 기판 상에 배치된 도전성 플레이트를 사용해서, 상기 평탄 표면에 평행한 각각의 방향을 따라서 상기 복수의 전송 RF 신호 각각의 지향성을 증가시키는 단계를 포함하는
    레이더 시스템 동작 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    제 1 레이더 서브시스템은 상기 복수의 지향성 안테나의 제 1 서브셋에 연결된 제 1 RFIC(radio frequency integrated circuit) 칩을 포함하고,
    제 2 레이더 서브시스템은 상기 복수의 지향성 안테나의 제 2 서브셋에 연결된 제 2 RFIC 칩을 포함하는
    레이더 시스템 동작 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    RF 회로에 의해서, 상기 반사된 RF 신호를 처리해서 입력 신호를 생성하는 단계 - 상기 RF 회로는 상기 기판 상에 배치되고 상기 복수의 지향성 안테나에 연결됨 - 와,
    상기 입력 신호를, 상기 기판에 부착되고 상기 RF 회로에 연결된 디지털 매체 모듈에 송신하는 단계와,
    상기 디지털 매체 모듈에 의해서, 상기 입력 신호를 상기 디지털 매체 모듈의 기능을 제어하기 위한 입력 커맨드로서 해석하는 단계
    를 더 포함하는
    레이더 시스템 동작 방법.
  8. 레이더 시스템으로서,
    평탄 표면을 포함하는 기판과,
    상기 평탄 표면 상에 배치된 복수의 지향성 안테나
    를 포함하고,
    상기 복수의 지향성 안테나는 복수의 전송 무선 주파수(RF) 신호를 전송하고 반사된 RF 신호를 수신하도록 구성되며,
    상기 복수의 지향성 안테나 각각은 상기 평탄 표면 상에 고정 방향 및 위치에 있고, 상기 복수의 지향성 안테나 각각의 개별 커버리지는 360° 미만이며, 상기 복수의 전송 RF 신호의 결합 커버리지는 상기 레이더 시스템을 둘러싸는 360° 영역을 완전히 커버하는
    레이더 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치된 RF 회로를 더 포함하고,
    상기 RF 회로는 상기 반사된 RF 신호에 따라서 상기 360° 영역에서 물체를 검출하도록 구성되는
    레이더 시스템.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 평탄 표면 상에 배치된 레이더 서브시스템 - 상기 레이더 서브시스템은 하나 이상의 추가 전송 RF 신호를 전송하고 추가 반사된 RF 신호를 수신하도록 구성되고, 상기 레이더 서브시스템은 상기 평탄 표면 상에 배치된 하나 이상의 추가 안테나를 포함하고, 하나 이상의 추가 안테나 각각은 브로드사이드 방사 패턴을 포함하며, 상기 복수의 전송 RF 신호 각각은 상기 평탄 표면에 평행한 방향으로 각각의 1차 로브를 포함하고, 하나 이상의 추가 전송 RF 신호 각각은 상기 평탄 표면으로부터 멀어지는 방향으로 하나 이상의 추가 1차 로브를 포함함 - 와,
    상기 기판 상에 배치된 RF 회로 - 상기 RF 회로는 상기 기판의 상기 평탄 표면 상의 영역에 위치된 물체를 검출하도록 구성됨 -
    를 더 포함하는
    레이더 시스템.
  11. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 지향성 안테나의 제 1 서브셋은 RF 전송기로서 기능하도록 구성되어서 상기 복수의 전송 RF 신호를 전송하도록 구성되고,
    상기 복수의 지향성 안테나의 제 2 서브셋은 RF 수신기로서 기능해서 상기 반사된 RF 신호를 수신하도록 구성되는
    레이더 시스템.
  12. 제 8 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치된 도전성 플레이트를 더 포함하고,
    상기 도전성 플레이트는 상기 평탄 표면에 평행한 각각의 방향을 따라서 상기 복수의 전송 RF 신호 각각의 지향성을 증가시키도록 구성되는
    레이더 시스템.
  13. 제 8 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 지향성 안테나의 제 1 서브셋에 연결된 제 1 RFIC 칩을 포함하는 제 1 레이더 서브시스템과,
    상기 복수의 지향성 안테나의 제 2 서브셋에 연결된 제 2 RFIC 칩을 포함하는 제 2 레이더 서브시스템
    을 더 포함하는
    레이더 시스템.
  14. 제 8 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 상에 배치되고 상기 복수의 지향성 안테나에 연결된 RF 회로 - 상기 RF 회로는 상기 반사된 RF 신호를 처리해서 입력 신호를 생성하도록 구성됨 - 와,
    상기 기판에 부착되고 상기 RF 회로에 연결된 디지털 매체 모듈 - 상기 디지털 매체 모듈은 상기 디지털 매체 모듈로 송신되는 상기 입력 신호를 상기 디지털 매체 모듈의 기능을 제어하기 위한 입력 커맨드로서 해석하는 단계 -
    를 더 포함하는
    레이더 시스템.
  15. 레이더 시스템으로서,
    지지 구조와,
    상기 지지 구조의 외부 표면에서 고정된 방향 및 위치로 배치된 복수의 지향성 안테나
    를 포함하고,
    상기 복수의 지향성 안테나는 복수의 전송 무선 주파수(RF) 신호를 전송하고 반사된 RF 신호를 수신하도록 구성되며, 상기 복수의 지향성 안테나 각각은 브로드사이드 방사 패턴을 포함하고, 상기 복수의 지향성 안테나 각각의 개별 커버리지는 360° 미만이며, 상기 복수의 전송 RF 신호의 결합 커버리지는 상기 레이더 시스템을 둘러싸는 360° 영역을 완전히 커버하는
    레이더 시스템.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 지지 구조는 솔리드 피스로 형성된 3차원(3D) 기판을 포함하는
    레이더 시스템.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 솔리드 피스로 형성된 3D 기판은 타원 기둥형이며,
    상기 복수의 지향성 안테나 각각은 상기 타원 기둥의 곡면 외부 표면 상에 배치되는
    레이더 시스템.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 솔리드 피스로 형성된 3D 기판은 다각형 각기둥이며,
    상기 복수의 지향성 안테나 각각은 상기 다각형 각기둥의 평탄 외부 표면 상에 배치되는
    레이더 시스템.
  19. 제 15 항에 있어서,
    상기 지지 구조는 복수의 평면형 기판을 포함하고,
    상기 지향성 안테나는 상기 복수의 평면형 기판 상에 배치되며,
    상기 복수의 평면형 기판 각각은 상기 복수의 평면형 기판 중 인접하는 2개의 평면형 기판과 접속되어서, 상기 복수의 평면형 기판 각각은 상기 다각형 각기둥의 각각의 면을 따라서 배치되게 되는
    레이더 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 평면형 기판 각각은 인접하는 2개의 평면형 기판에 접착 테이프에 의해 접속되는
    레이더 시스템.
KR1020180071258A 2017-06-22 2018-06-21 레이더 시스템 및 레이더 시스템 동작 방법 KR20190000315A (ko)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762523626P 2017-06-22 2017-06-22
US62/523,626 2017-06-22
US15/897,632 US11204411B2 (en) 2017-06-22 2018-02-15 Radar systems and methods of operation thereof
US15/897,632 2018-02-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190000315A true KR20190000315A (ko) 2019-01-02

Family

ID=64693068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180071258A KR20190000315A (ko) 2017-06-22 2018-06-21 레이더 시스템 및 레이더 시스템 동작 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11204411B2 (ko)
KR (1) KR20190000315A (ko)
CN (1) CN109119750B (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102216371B1 (ko) * 2019-12-05 2021-02-17 힐앤토 주식회사 안테나 및 모션 인식 장치
KR102216373B1 (ko) * 2020-11-16 2021-02-17 힐앤토 주식회사 안테나 및 모션 인식 장치
US20220404914A1 (en) * 2019-05-06 2022-12-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods for gesture recognition and control

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10181653B2 (en) * 2016-07-21 2019-01-15 Infineon Technologies Ag Radio frequency system for wearable device
US11416077B2 (en) * 2018-07-19 2022-08-16 Infineon Technologies Ag Gesture detection system and method using a radar sensor
WO2020214669A1 (en) * 2019-04-15 2020-10-22 American University Of Sharjah A miniaturized digital radar system
EP4042199A4 (en) * 2019-11-08 2024-02-14 Vayyar Imaging Ltd SYSTEMS AND METHODS FOR PROVIDING WIDE BEAM RADAR ARRAYS
US20220163630A1 (en) * 2020-11-23 2022-05-26 Zendar Inc. Systems and methods for radar detection
CN112270815B (zh) * 2020-12-23 2021-03-16 四川写正智能科技有限公司 一种基于智能手表的读写姿态识别方法及系统
CN113488781B (zh) * 2021-06-09 2023-07-28 上海铂联通信技术有限公司 一种适用于多种环境下的测向天线系统

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5291211A (en) 1992-11-20 1994-03-01 Tropper Matthew B A radar antenna system with variable vertical mounting diameter
US6208288B1 (en) 1998-06-19 2001-03-27 Trw Inc. Millimeter wave all azimuth field of view surveillance and imaging system
US20050219126A1 (en) * 2004-03-26 2005-10-06 Automotive Systems Laboratory, Inc. Multi-beam antenna
US7994996B2 (en) * 1999-11-18 2011-08-09 TK Holding Inc., Electronics Multi-beam antenna
US6750810B2 (en) * 2001-12-18 2004-06-15 Hitachi, Ltd. Monopulse radar system
US6788171B2 (en) * 2002-03-05 2004-09-07 Xytrans, Inc. Millimeter wave (MMW) radio frequency transceiver module and method of forming same
US7474262B2 (en) * 2005-07-01 2009-01-06 Delphi Technologies, Inc. Digital beamforming for an electronically scanned radar system
JP2007049691A (ja) * 2005-07-13 2007-02-22 Murata Mfg Co Ltd アンテナモジュールおよび無線装置
US7420525B2 (en) * 2006-06-23 2008-09-02 Gm Global Technology Operations, Inc. Multi-beam antenna with shared dielectric lens
US7830312B2 (en) * 2008-03-11 2010-11-09 Intel Corporation Wireless antenna array system architecture and methods to achieve 3D beam coverage
US7733265B2 (en) * 2008-04-04 2010-06-08 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Three dimensional integrated automotive radars and methods of manufacturing the same
JP2009265007A (ja) * 2008-04-28 2009-11-12 Hitachi Ltd 移動体用レーダ及び平面アンテナ
US8344943B2 (en) * 2008-07-28 2013-01-01 Physical Domains, LLC Low-profile omnidirectional retrodirective antennas
PL2410609T3 (pl) * 2010-07-23 2016-09-30 Antena planarna z pokryciem
CN102570014A (zh) 2011-11-18 2012-07-11 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 波瓣仰角可调水平极化全向天线设计技术
CN103187633A (zh) 2011-12-27 2013-07-03 电子科技大学 一种甚高频宽带全向雷达天线
US9356353B1 (en) * 2012-05-21 2016-05-31 The Boeing Company Cog ring antenna for phased array applications
WO2014187652A1 (en) * 2013-05-23 2014-11-27 Sony Corporation Surveillance apparatus having an optical camera and a radar sensor
CN103326133A (zh) 2013-07-11 2013-09-25 山东泉清通信有限责任公司 基于网状网的一体化全覆盖相控阵天线
US9819098B2 (en) * 2013-09-11 2017-11-14 International Business Machines Corporation Antenna-in-package structures with broadside and end-fire radiations
CN203589185U (zh) 2013-11-19 2014-05-07 中国电子科技集团公司第五十四研究所 多面全空域覆盖的卫星移动通信相控阵天线
US9372256B2 (en) * 2014-02-26 2016-06-21 Farrokh Mohamadi Wafer scale sensor ultra-wideband array for tissue diagnosis
US9755309B2 (en) * 2014-12-22 2017-09-05 Thin Film Electronics Asa Resonant compensating loop for shielding of metal for magnetically coupled NFC and/or RFID devices, and methods of making and using the same
US10317512B2 (en) 2014-12-23 2019-06-11 Infineon Technologies Ag RF system with an RFIC and antenna system
US10168785B2 (en) * 2015-03-03 2019-01-01 Nvidia Corporation Multi-sensor based user interface
US9537199B2 (en) * 2015-03-19 2017-01-03 International Business Machines Corporation Package structure having an integrated waveguide configured to communicate between first and second integrated circuit chips
US20170045613A1 (en) 2015-08-11 2017-02-16 Zongbo Wang 360-degree electronic scan radar for collision avoidance in unmanned aerial vehicles
JP6561867B2 (ja) * 2016-02-15 2019-08-21 株式会社デンソー 複数の送信アンテナの位相校正装置
US10141636B2 (en) * 2016-09-28 2018-11-27 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Volumetric scan automotive radar with end-fire antenna on partially laminated multi-layer PCB
CN106338728B (zh) 2016-10-20 2018-08-17 加特兰微电子科技(上海)有限公司 雷达系统及其控制方法
US10401491B2 (en) * 2016-11-15 2019-09-03 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Compact multi range automotive radar assembly with end-fire antennas on both sides of a printed circuit board

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220404914A1 (en) * 2019-05-06 2022-12-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods for gesture recognition and control
KR102216371B1 (ko) * 2019-12-05 2021-02-17 힐앤토 주식회사 안테나 및 모션 인식 장치
KR102216373B1 (ko) * 2020-11-16 2021-02-17 힐앤토 주식회사 안테나 및 모션 인식 장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN109119750B (zh) 2022-01-28
CN109119750A (zh) 2019-01-01
US20180372844A1 (en) 2018-12-27
US11204411B2 (en) 2021-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109119750B (zh) 雷达系统及其操作方法
US11828835B2 (en) Radio frequency systems integrated with displays and methods of formation thereof
US11733347B2 (en) Dual-sided radar systems and methods of formation thereof
US10056922B1 (en) Radio frequency device modules and methods of formation thereof
Liu et al. Advanced millimeter-wave technologies: antennas, packaging and circuits
US10218407B2 (en) Radio frequency system and method for wearable device
US20160344098A1 (en) Switchable transmit and receive phased array antenna
US11417963B2 (en) Radio frequency system for wearable device
JP2016163216A (ja) アンテナ一体型モジュール及びレーダ装置
TW201917836A (zh) 天線封裝和通訊裝置
KR102630030B1 (ko) 밀리미터파 및 초광대역 안테나 모듈을 갖는 전자 디바이스
TWI568081B (zh) 天線裝置及其無線通訊系統
EP3696909B1 (en) A multi-chip system for an antenna array
KR101980428B1 (ko) 웨어러블 소비자 장치
Bisognin et al. PCB integration of a Vivaldi antenna on IPD technology for 60-GHz communications
JP7304166B2 (ja) アンテナ装置
Gaucher et al. Advanced millimeter-wave technologies
Suzuki et al. A 60 GHz band 2× 4 planar dipole phased array antenna using flip chip mounted MMIC mixers

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right