KR20210137003A - 송신 안테나 및 수신 안테나의 시공간적 관계에 기반한 레이더 누설 제거 - Google Patents

송신 안테나 및 수신 안테나의 시공간적 관계에 기반한 레이더 누설 제거 Download PDF

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Abstract

누설 제거를 위한 방법 및 전자 장치. 전자 장치는 제 1 안테나 쌍, 메모리 및 프로세서를 포함한다. 제 1 안테나 쌍은 신호들을 송신하도록 구성된 제 1 송신 안테나 및 신호들을 수신하도록 구성된 제 1 수신 안테나를 포함한다. 메모리는 데이터를 저장하도록 구성된다. 프로세서는 메모리에 저장된 데이터로부터, 적어도 제 1 안테나 쌍과 연관된 제 1 누설 펙터를 식별하고, 제 1 신호를 송신하도록 제 1 송신 안테나를 제어하고, 제 1 수신 안테나에 의한 제 1 신호에 대응하는 반사 신호의 수신에 기반하여 제 1 CIR을 생성하고, 적어도 식별된 제 1 누설 펙터에 기반하여 제 1 CIR에서 누설을 결정하며, 또한 제 1 CIR로부터 결정된 누설을 제거하도록 구성된다.

Description

송신 안테나 및 수신 안테나의 시공간적 관계에 기반한 레이더 누설 제거
본 개시는 일반적으로 레이더 응용들에서 누설을 제거하는 것에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 송신 안테나와 수신 안테나의 시공간적 관계에 기반한 레이더 어플리케이션들을 위한 누설 제거에 관한 것이다.
레이더는 범위(range), 각도(angle)(방위각 및/또는 고도) 및/또는 속도(velocity) 측면에서 레이더 필드(radar field) 내에서 타겟의 위치를 인지하도록 작동한다. 특정 타입의 레이더들의 경우, 송신기와 수신기를 근접하게 설치하여, 송신기에서 송신된 신호들이 수신기에서 바로 수신되거나 또는 레이더 장치의 일부 구성 요소 또는 구성 요소들에서 반사되어 수신기에 도달할 수 있다. 이 신호를 누설 신호(leakage signal)라고 한다. 누설 신호는 레이더 감지 및 레인징(ranging)을 방해한다. 상대적으로 강한 누설 신호가 존재하는 경우, 타겟 감지 또는 범위 추정이 어렵게 된다. 특히, 이러한 누설 신호는 실제 타겟 물체를 가리기 때문에 송신기와 수신기 사이의 거리와 유사한 근거리에서의 타겟 감지 또는 범위 추정이 어렵게 된다. 근거리에서의 레이더 감지는 타겟 물체를 가릴 수 있는 상대적으로 강한 누설 신호 때문에 손상될 수 있다. 타겟 감지에 성공한 것으로 가정하더라도, 누설 신호가 타겟 물체에 대한 반응을 왜곡하기 때문에 레이더의 범위 추정이 부정확하게 될 수 있다.
누설 신호에 의해 타겟 감지 또는 범위 측정이 부정확해지는 문제를 극복하는 방법은 누설 신호들을 보정하거나 제거하는 것이다. 레이더는 누설 신호를 제거함으로써 타겟 물체를 안정적으로 감지하고 레이더의 근접 범위에서 타겟 범위를 정확하게 추정할 수 있다. 근접 범위는 일반적으로 20cm 미만(또는, 10cm 미만)의 거리를 나타낸다. 본 발명의 다양한 실시예에서 레이더는 6-8GHz, 28GHz, 39GHz, 60GHz 및 77GHz를 포함하지만 이에 제한되지 않는 다양한 주파수 대역에서 작동할 수 있다.
타겟의 컨트리뷰션(contribution)으로부터 누설의 컨트리뷰션을 분리하는 현재의 방법들은 타겟 컨트리뷰션 또는 누설 컨트리뷰션이 어떤 수단에 의해 억제될 수 있는 것으로 가정한다. 예를 들어, 현재의 방법들은 타겟 위치에 대한 정보를 활용하거나, 타겟 위치 변경을 제어하거나, 수신된 신호에 대한 타겟 컨트리뷰션의 억제를 제어할 수 있다.
본 개시의 실시예들은 누설 제거를 위한 방법, 전자 장치 및 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 일 실시예에서, 전자 장치는 제 1 안테나 쌍, 메모리 및 프로세서를 포함한다. 상기 제 1 안테나 쌍은 신호들을 송신하도록 구성된 제 1 송신 안테나 및 신호들을 수신하도록 구성된 제 1 수신 안테나를 포함한다. 상기 메모리는 데이터를 저장하도록 구성된다. 상기 프로세서는 상기 메모리에 저장된 데이터로부터, 상기 제 1 안테나 쌍과 적어도 일부 연관된 제 1 누설 펙터(factor)를 식별하고, 제 1 신호를 송신하도록 상기 제 1 송신 안테나를 제어하고, 상기 제 1 수신 안테나에 의한 상기 제 1 신호에 대응하는 반사 신호의 수신에 기반하여 제 1 CIR을 생성하고, 상기 식별된 제 1 누설 펙터의 적어도 일부에 기반하여 상기 제 1 CIR에서 누설을 결정하고, 상기 제 1 CIR로부터 상기 결정된 누설을 제거하도록 구성된다.
다른 실시예에서, 누설을 제거하는 방법은 전자 장치의 메모리에 저장된 데이터로부터, 상기 전자 장치의 제 1 안테나 쌍과 적어도 일부 연관된 제 1 누설 펙터를 식별하는 동작과 상기 제 1 안테나 쌍에 포함되는 제 1 송신 안테나를 통해, 제 1 신호를 송신하는 동작과, 상기 제 1 안테나 쌍에 포함되는 제 1 수신 안테나에 의한, 상기 제 1 신호에 대응하는 반사 신호의 수신에 기반하여 제 1 CIR을 생성하는 동작과 상기 식별된 제 1 누설 펙터에 기반하여 상기 제 1 CIR에서 누설을 결정하는 동작, 및 상기 제 1 CIR로부터 결정된 누설을 제거하는 동작을 포함한다.
다른 실시예에서, 전자 장치는 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 비일시적 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로세서에 의해 실행될 때 상기 프로세서가 상기 전자 장치의 메모리에 저장된 데이터로부터, 상기 전자 장치의 제 1 안테나 쌍과 연관된 제 1 누설 펙터를 식별하고, 상기 제 1 안테나 쌍에 포함되는 제 1 송신 안테나를 통해, 제 1 신호를 송신하도록 제 1 송신 안테나를 제어하고, 상기 제 1 안테나 쌍에 포함되는 제 1 수신 안테나에 의한, 상기 제 1 신호에 대응하는 반사 신호의 수신에 기반하여 제 1 CIR을 생성하고, 상기 식별된 제 1 누설 펙터의 적어도 일부에 기반하여 제 1 CIR에서 누설을 결정하며, 상기 제 1 CIR로부터 결정된 누설을 제거하게 하는 명령어들을 저장한다.
다른 기술적 특징은 다음의 도면, 설명 및 청구 범위로부터 당업자에게 쉽게 명백해질 수 있다.
본 개시 및 그 이점의 보다 완전한 이해를 위해, 첨부된 도면과 관련하여 취해진 다음 설명을 참조하도록 하며, 여기서 유사한 참조 번호는 유사한 부분을 나타낸다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치를 도시한다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 모노스태틱(monostatic) 레이더를 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 채널 임펄스 응답(CIR)의 예를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 레이더 송신을 위한 타이밍도를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 타겟 감지 및 레인징 방법을 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 송신 안테나 어레이 및 수신 안테나 어레이를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 다중 누설이 제거된 CIR을 조합하는 방법을 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 다중 누설이 제거된 CIR을 조합하는 방법을 도시한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 공간 누설 제거의 예를 도시한다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 누설 제거 방법을 도시한다.
아래의 상세한 설명에 들어가기 전에, 본 발명의 다양한 실시예들에서 사용되는 특정 단어 및 어구들의 정의를 기재하는 것이 도움이 될 수 있다. "커플(couple)" 및 그 파생어는 두 개 이상의 요소 사이의 어떤 직접 또는 간접 통신을 나타내거나, 이들 요소가 서로 물리적으로 접촉하고 있는지의 여부를 나타낸다. "송신(transmit)", "수신(receive)" 및 "통신(communicate)" 그리고 그 파생어는 직접 통신 및 간접 통신 모두를 포함한다. "포함한다(include)" 및 "구성한다(comprise)" 그리고 그 파생어는 제한이 아닌 포함을 의미한다. "또는(or)"은 포괄적 용어로써, "및/또는"을 의미한다. "~와 관련되다(associated with)" 및 그 파생어는 "~을 포함한다(include)", "~에 포함된다(be included within)", "~와 결합하다(interconnect with)", "~을 함유하다(contain)", "~에 함유되어 있다(be contained within)", "~에 연결한다(connect to or with)", "~와 결합하다(couple to or with)", "~ 전달한다(be communicable with)", "~와 협력하다(cooperate with)", "~를 끼우다(interleave)", "~을 나란히 놓다(juxtapose)", "~에 인접하다(be proximate to)", "구속하다/구속되다(be bound to or with)", "소유하다(have)", "속성을 가지다(have a property of)", "~와 관계를 가지다(have a relationship to or with)"와 같은 의미를 포함한다. "적어도 하나(at least one of)"는, 그것이 항목들의 나열과 함께 사용될 경우, 나열된 항목들 중 하나 이상의 상이한 조합이 사용될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, "A, B, 및 C 중 적어도 하나"는 다음의 조합, 즉 A, B, C, A와 B, A와 C, B와 C, 그리고 A와 B와 C 중 어느 하나를 포함한다.
또한, 후술하는 각종 기능들은 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 코드로 형성되고 컴퓨터 판독 가능한 매체에서 구현되는 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 각각에 의해 구현 또는 지원될 수 있다. 용어 "애플리케이션" 및 "프로그램"은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램, 소프트웨어 컴포넌트, 명령 세트, 프로시저, 함수, 객체, 클래스, 인스턴스(instamces), 관련 데이터, 혹은 적합한 컴퓨터 판독 가능한 프로그램 코드에서의 구현용으로 구성된 그것의 일부를 지칭한다. 어구 "컴퓨터 판독 가능한 프로그램 코드"는 소스 코드, 오브젝트 코드, 및 실행 가능한 코드를 포함하는 컴퓨터 코드의 종류를 포함한다. 어구 "컴퓨터 판독 가능한 매체"는 ROM(read only memory), RAM(random access memory), 하드 디스크 드라이브, 컴팩트 디스크(CD), 디지털 비디오 디스크(DVD), 혹은 임의의 다른 타입의 메모리와 같은, 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 타입의 매체를 포함한다. "비-일시적인" 컴퓨터 판독 가능한 매체는 유선, 무선, 광학, 일시적인 전기적 또는 다른 신호들을 전달시키는 통신 링크를 제외한다. 비-일시적 컴퓨터 판독 가능한 매체는 데이터가 영구적으로 저장되는 매체 그리고 재기록이 가능한 광디스크 또는 소거 가능한 메모리 장치와 같은, 데이터가 저장되어 나중에 덮어 씌어지는 매체를 포함한다.
다른 특정 단어 및 어구에 대한 정의가 본 발명의 다양한 실시예들에 걸쳐 제공된다. 당업자는 대부분의 경우가 아니더라도 다수의 경우에 있어서, 이러한 정의는 종래에 뿐만 아니라 그러한 정의된 단어 및 어구의 향후 사용에 적용될 수 있음을 이해해야 한다.
이하에 설명되는 도 1 내지 도 10, 및 본 발명의 다양한 실시예에 있어서의 본 개시의 원리들을 설명하기 위해 사용되는 각종 실시예들은 단지 설명을 위한 것이며, 어떠한 방식으로도 본 개시의 범위를 제한하는 방식으로 해석되어서는 안된다. 본 개시의 원리들은 임의의 적절하게 구성된 시스템에서 구현될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 전자 장치를 도시한다. 도 1에 도시된 전자 장치(100)의 실시예는 단지 설명을 위한 것이다. 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예들이 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전자 장치(100)는 무선 주파수(RF) 트랜시버(110), 송신(TX) 처리 회로(115), 마이크로폰(120), 수신(RX) 처리 회로(125), 스피커(130), 프로세서(140), 입/출력(I/O) 인터페이스(IF)(145), 메모리(160), 디스플레이(165), 입력부(170) 및 센서들(175)을 포함한다. 메모리(160)는 운영 체제(OS)(162) 및 하나 이상의 애플리케이션들(164)을 포함한다.
트랜시버(110)는 시스템의 다른 구성 요소들로 신호들을 송신하고 시스템의 다른 구성 요소들에 의해 송신되는 입력 신호들을 수신한다. 예를 들어, 트랜시버(110)는 네트워크(예를 들면, WI-FI, BLUETOOTH, 셀룰러, 5G, LTE, LTE-A, WiMAX 또는 기타 유형의 무선 네트워크)의 액세스 포인트(예를 들면, 기지국, WI-FI 라우터, BLUETOOTH 장치)와 BLUETOOTH 또는 WI-FI 신호들과 같은 RF 신호들을 송수신한다. 수신된 신호는 RX 처리 회로(125)에 의해서 처리된다. RX 처리 회로(125)는 RX 처리 회로(125)에서 처리된 신호를 스피커(130)(예를 들면, 음성 데이터용)로 송신하거나, 또는 추가 처리를 위해 프로세서(140)(예를 들면, 웹 브라우징 데이터용)로 송신할 수 있다. TX 처리 회로(115)는 마이크로폰(120)으로부터 음성 데이터를 수신하거나 프로세서(140)로부터 다른 발신(outgoing) 데이터를 수신한다. 발신 데이터는 웹 데이터, 이-메일 또는 쌍방형 비디오 게임 데이터가 포함될 수 있다. TX 처리 회로(115)는 발신 데이터를 처리하여 발신 처리된 신호를 생성한다. 트랜시버(110)는 TX 처리 회로(115)로부터 발신 처리된 신호를 수신하고, 그 수신된 신호를 안테나를 통해 송신되는 RF 신호로 변환한다. 다른 실시예들에서, 트랜시버(110)는 전자 장치(100)의 주변 환경에 있는 물체의 잠재적 존재를 검출하기 위해 레이더 신호들을 송수신할 수 있다.
일 실시예에서, 트랜시버(110) 내의 하나 이상의 트랜시버들 중 하나는 타겟감지 및 레인징(ranging) 목적을 위해 신호들을 송수신하도록 구성되는 레이더 트랜시버(150)를 포함한다. 예를 들어, 레이더 트랜시버(150)는 WiFi 트랜시버(예: 802.11ay 트랜시버)를 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 유형의 트랜시버일 수 있다. 레이더 트랜시버(150)는 송신기(157)(예: 송신 안테나 어레이) 및 수신기(159)(예: 수신 안테나 어레이)를 포함하는 안테나 어레이(155)를 포함한다. 송신기(157)는 6-8GHz, 28GHz, 39GHz, 60GHz 및 77GHz를 포함하지만 이에 제한되지 않는 주파수들에서 신호들을 송신할 수 있다. 일 실시예들에서, 레이더 트랜시버(150)에 의해 송신되는 신호들은 밀리미터 파(mmWave) 신호를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않는다. 레이더 트랜시버(150)는 레이더 트랜시버(150)에 의해 송신되어 전자 장치(100)의 주변 환경에 있는 타겟 물체들 의해 산란(bounce)되거나 반사(reflect)된 신호들을 수신할 수 있다. 프로세서(140)는 레이더 트랜시버(150)에서 신호들이 송신되고 레이더 트랜시버(150)에서 의해 신호들이 수신되는 시간 차이를 분석하여, 전자 장치(100)로부터 타겟 물체들까지의 거리를 측정할 수 있다.
송신기(157)와 수신기(159)는 이들 사이의 이격 거리가 작아지도록 서로 근접하게 고정될 수 있다. 예를 들어, 송신기(157)와 수신기(159)는 서로 수 센티미터 이내에 배치될 수 있다. 일 실시예들에서, 송신기(157)와 수신기(159)는 이격 거리가 구분되지 않도록 함께 배치될 수 있다. 송신기(157)와 수신기(159)의 시공간적 관계가 고정되고 일정함에 기반하여, 프로세서(140)는 수신기(159)로 누설되는 레이더 신호로 인한 응답 신호에서 레이더 누설과 같은 누설을 제거하기 위해 송신기(157)와 수신기(159)의 시공간적 관계에 관한 정보를 사용할 수 있다. 예를 들어, 응답 신호는 본 명세서에서 도 3에 추가로 설명되는 바와 같은 채널 임펄스 응답(channel impulse response, CIR)일 수 있다.
TX 처리 회로(115)는 마이크로폰(120)으로부터 아날로그 또는 디지털 음성 데이터를 수신하거나 또는 프로세서(140)로부터 다른 발신 기저 대역 데이터(예를 들면, 웹 데이터, 이-메일 또는 쌍방향 비디오 게임 데이터)를 수신한다. TX 처리 회로(115)는 발신 기저 대역 데이터를 인코딩, 다중화 및/또는 디지털화하여, 발신 처리된 기저 대역 또는 IF 신호를 생성한다. 트랜시버(110)는 발신 처리된 기저 대역 또는 IF 신호를 TX 처리 회로(115)로부터 수신하고, 기저 대역 또는 IF 신호를 안테나를 통해 송신되는 RF 신호로 상향 변환한다.
프로세서(140)는 전자 장치(100)의 전반적인 동작을 제어하기 위해 메모리(160)에서 운영 체제(162)를 실행할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 실행되는 프로세스에 의해 요구되는 대로 메모리(160) 내부 또는 외부로 데이터를 이동할 수 있다. 일 실시예들에서, 프로세서(140)는 운영 체제(162)에 기반하여 또는 외부 장치들 또는 오퍼레이터로부터 수신된 신호들에 응답하여 애플리케이션들(164)을 실행하도록 구성된다. 일 실시예들에서, 메모리(160)는 프로세서(140)가 본 발명의 다양한 실시예에 설명된 바와 같이 누설 제거를 수행하기 위해 이용할 수 있는, 하나 이상의 누설 펙터와 같은 데이터를 저장하도록 추가로 구성된다. 일 실시예들에서, 프로세서(140)는 트랜시버(110), RX 처리 회로(125) 및 TX 처리 회로(115)에 의한 순방향 채널 신호들의 수신 및 역방향 채널 신호들의 송신을 제어할 수 있다. 일 실시예들에서, 프로세서(140)는 적어도 하나의 마이크로 프로세서 또는 마이크로 컨트롤러를 포함한다.
프로세서(140)는 I/O 인터페이스(145), 디스플레이(165), 입력부(170) 및 센서(175)에 커플링된다. I/O 인터페이스(145)는 랩톱 컴퓨터 및 핸드헬드 컴퓨터와 같은 다른 장치들에 연결할 수 있는 능력을 전자 장치(100)에 제공한다. I/O 인터페이스(145)는 주변 기기들과 프로세서(140) 사이의 통신 경로이다. 디스플레이(165)는 웹 사이트, 비디오, 게임 또는 이미지와 같은 텍스트 및/또는 그래픽들을 렌더링할 수 있는 액정 디스플레이(LCD), 발광 다이오드(LED) 디스플레이, 유기 LED(OLED), 액티브 매트릭스 OLED(AMOLED), 또는 다른 디스플레이일 수 있다.
프로세서(140)는 입력부(170)에 커플링될 수 있다. 전자 장치(100)의 오퍼레이터는 입력부(170)를 이용하여 전자 장치(100)에 데이터를 기록하거나 입력할 수 있다. 입력부(150)는 키보드, 터치 스크린, 마우스, 트랙볼, 음성 입력, 또는 사용자가 전자 장치(100)와 상호 작용할 수 있도록 하는 사용자 인터페이스로서 작용할 수 있는 임의의 다른 장치일 수 있다. 예를 들어, 입력부(150)는 음성 인식 처리를 포함하여 사용자가 마이크로폰(120)을 통해 음성 명령을 입력할 수 있도록 할 수 있다. 다른 예에서, 입력부(150)는 터치 패널, (디지털) 펜 센서, 키 또는 초음파 입력 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 터치 패널은 정전 용량 방식, 압력 감지 방식, 적외선 방식, 또는 초음파 방식 중 적어도 하나의 방식으로 터치 입력을 인식할 수 있다.
전자 장치(100)는 물리량을 측정하거나 전자 장치(100)의 활성화 상태를 감지하고, 측정 또는 감지된 정보를 전기 신호로 변환하는 하나 이상의 센서(175)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서(들)(175)는 터치 입력을 위한 하나 이상의 버튼, 하나 이상의 카메라, 제스처 센서, 시선 추적 센서, 자이로스코프 또는 자이로 센서, 기압 센서, 자기 센서 또는 자력계, 가속도 센서 또는 가속도계, 그립 센서, 근접 센서, 컬러 센서, 생체 물리 센서, 온도/습도 센서, 조도 센서, 자외선(UV) 센서, 근전도(EMG) 센서, 뇌파(EEG) 센서, 심전도(ECG) 센서, 적외선(IR) 센서, 초음파 센서 또는 지문 센서를 포함할 수 있다. 센서(들)(175)는 상술한 센서들 중 적어도 하나를 제어하기 위한 제어 회로를 더 포함할 수 있다.
다양한 실시예들에서, 전자 장치(100)는 폰 또는 태블릿일 수 있다. 다른 실시예들에서, 전자 장치(100)는 로봇 또는 레이더 트랜시버(150)를 사용하는 임의의 다른 전자 장치일 수 있다. 도 1은 본 개시를 임의의 특정 유형의 전자 장치로 제한하지 않는다.
도 2는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 모노스태틱 레이더(monostatic radar)를 도시한다. 도 2에 도시된 모노스태틱 레이더(200)의 실시예는 본 발명의 다양한 실시예들의 설명을 위한 것으로, 본 개시의 범위를 벗어나지 않는 다른 실시예들이 사용될 수 있다. 도 2에 도시된 모노스태틱 레이더(200)는 프로세서(210), 송신기(220) 및 수신기(230)를 포함한다. 일 실시예들에서, 프로세서(210)는 도 1의 프로세서(140)일 수 있다. 일 실시예들에서, 송신기(220) 및 수신기(230)는 각각 도 1의 안테나 어레이들(155)에 포함된 송신기(157) 및 수신기(159)일 수 있다.
다양한 실시예들에서, 송신기(220) 및 수신기(230)는 공통 안테나를 사용하여 동일 위치에 배치되거나, 별개이지만 인접하는 안테나를 사용하면서 거의 동일 위치에 배치된다. 모노스태틱 레이더(200)는 송신기(220)와 수신기(230)가 공통 시간 기준을 통해 동기화되도록 코히어런트한 것으로 가정한다.
프로세서(210)는 레이더 신호 또는 레이더 펄스를 송신하도록 송신기(220)를 제어한다. 레이더 펄스는 무선 캐리어 주파수로 변조된 원하는 "레이더 파형"의 구현으로서 생성되고, 전력 증폭기 및 안테나(파라볼릭 안테나로 도시됨)(예: 송신기(220))를 통해 전 방향으로(omni-directionally) 또는 특정 방향으로 포커싱된다. 레이더 펄스가 송신된 후, 레이더(200)로부터 거리 R에 있고 송신된 펄스의 시야 내에 있는 타겟(240)은 송신 구간(duration) 동안 RF 전력 밀도(Pt(단위: W/m2))에 의해 조명될 것이다. 먼저, RF 전력 밀도(Pt)는 수학식 1(수식 1)에 의해 설명된다:
Figure pct00001
여기서 PT는 송신 전력[W]이고, GT는 송신 안테나 이득[dBi]이고, AT는 유효 개구 면적[m2]이고, λ는 레이더 신호 RF 캐리어 신호의 파장[m]이고, R은 타겟 거리[m]이다.
타겟 물체의 표면에 충돌하는 송신 전력 밀도는 타겟 물체의 재료 구성, 표면 모양 및 레이더 신호의 주파수에서 유전체 거동에 따라 반사된다. 산란 신호들(Off-direction scattered signals)은 일반적으로 수신기(230)에서 다시 수신될 만큼 충분히 강하지 않으므로, 타겟 물체에 의해 직접 반사만이 수신기(230)에서 검출 가능한 수신 신호에 기여한다. 따라서, 수신기(230)로 향하는 정규 벡터를 갖는 타겟 물체의 조명 영역(illuminated area)은 유효 개구 영역에 따라, 지향성 또는 이득을 갖는 송신 안테나 개구로서 작용한다. 반사되는 전력(Prefl)은 수학식 2(수식 2)에 의해 설명된다:
Figure pct00002
여기서 Prefl는 유효(등방성) 타겟 반사 전력[W]이고, At는 레이더 방향에 수직 인 유효 타겟 영역[m2]이고, rt은 재료 및 형상의 반사율[0, . . . , 1]이고, Gt는 해당 개구 이득[dBi]이고, RCS는 레이더 단면적[m2]이다. 수식 2에 나와 있는 바와 같이, 해당 개구 이득[dBi](Gt)은 재료 및 형상의 반사율[0, . . . , 1](rt)에 유효 타겟 영역 법선(At)을 (ii) 4 배
Figure pct00003
에 의해 나누어진 (i) 파장 제곱으로 나눈 결과를 곱한 것과 대략 동일하다.
수식 2를 참조하는 경우, 레이더 단면(RCS: radar cross section)은 실제 반사 영역의 제곱에 비례하게 크기가 조정되고, 파장의 제곱에 반비례하며, 다양한 형상 펙터들 및 재료 자체의 반사율에 의해 감소되는 등가 영역이다. 예를 들어, λ2에 비해 큰 영역 At의 평평한 완전 반사 미러의 경우,
Figure pct00004
이다. 재료 및 형상 의존성으로 인해, 타겟에서 레이더(200)까지의 거리 R을 알고 있더라도 반사된 전력을 기반으로 하여 타겟(240)의 실제 물리적 영역을 추론하기 어렵다.
수신기(230)의 위치에서의 타겟 반사 전력(target-reflected power)은, 수신 안테나 개구 영역에 걸쳐 수집된, 역 거리(reverse distance) R에서의 반사 전력 밀도(reflected-power density)에 기반한다. 수신된 타겟 반사 전력(PR)은 수학식 3(수식 3)에 의해 설명된다:
Figure pct00005
여기서 PR는 수신된, 타겟 반사 전력[W]이고, AR는 수신 안테나 유효 개구 면적[m2]이다. 일 실시예들에서, AR는 AT와 동일할 수 있다.
레이더 시스템은 수신기 신호가 충분한 신호 대 잡음비(SNR)를 나타내는 한 사용될 수 있다. SNR의 특정 값은 사용되는 파형 및 감지 방법에 따라 달라진다. SNR은 수학식 4(수식 4)에 의해 설명된다:
Figure pct00006
여기서 kT는 Boltzmann 상수 x 온도[W/Hz]이고, B는 레이더 신호 대역폭[Hz]이고, F는 수신기 잡음 펙터로서, 수신기 회로 자체에 대한 잡음 기여로 인한 수신 신호 SNR의 저하를 나타낸다.
일 실시예들에서, 레이더 신호는 TP로 표시된 구간(duration) 또는 폭을 갖는 짧은 펄스일 수 있다. 일 실시예에서, 대응하는 에코의 송신 및 수신 사이의 지연(t)는
Figure pct00007
가 되며, 여기서 c는 공기와 같은 매질에서의 광 전파 속도이다. 일 실시예들에서, 약간 다른 거리(R)에 여러 타겟(240)이 있을 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 개별 타겟(240)의 개별 에코들은 지연이 적어도 하나의 펄스 폭만큼 다른 경우에만 구별되며, 레이더의 범위 해상도(resolution)는
Figure pct00008
로 설명된다. 기구간(TP) 직사각형 펄스는 B=1/TP에서 첫 번째 널(null)이 있는 전력 스펙트럼 밀도
Figure pct00009
를 나타낸다. 따라서, 레이더의 범위 해상도와 레이더 파형의 대역폭의 연결은 수학식 5(수식 5)에 의해 설명된다:
Figure pct00010
수신기(230)에 의해 수신된 반사 신호들에 기반하여, 프로세서(210)는 레이더로부터 타겟(240)의 거리의 함수로서 반사 신호의 응답을 측정하는 메트릭을 생성한다. 일 실시예들에서, 메트릭은 채널 임펄스 응답(channel impulse response, CIR)일 수 있다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시예들에 따라 측정된 누설 응답을 나타내는 CIR의 예를 도시한다. CIR은 수신기(230)에 의해 수신된 신호들에 기반하는 응답 메트릭이다. 예를 들어, CIR은 거리의 함수로서 반사된 신호의 진폭 및/또는 위상을 측정한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, CIR은 x 축에 표시된 지연 탭 인덱스(delay tap index), 측정 거리, 및 y 축에 표시된 레이더 측정의 진폭[dB]으로 나타난다. 별도의 송신 및 수신 안테나 모듈들을 갖는 모노스태틱 레이더(예: 레이더(200))에서, 강한 신호가 송신기(220)에서 수신기(230)로 직접 방사되어 송신기(220)와 수신기(230) 사이의 이격에 대응하는 지연에서 강한 응답을 유발할 수 있다. 송신기(220)에서 수신기(230)로 방사되는 강한 신호를 누설 신호라고 한다. 송신기(220)로부터의 직접 누설 신호가 단일 지연에 대응하는 것으로 가정할 수 있더라도, 직접 누설 신호의 효과는 여전히 직접 누설 신호에 인접한 다수의 지연 탭들에 영향을 미칠 수 있다.
도 3에 도시된 측정된 누설 응답에서, 메인 누설 피크가 탭 11에 표시되어 있다. 또한, 탭 10 및 12도 응답이 잡음 플로어(noise floor)(예: 20 dB)보다 높은 것으로 표시되는, 강력한 응답들을 가지고 있다. 탭 10 및 12에 표시된 것과 같은 추가 응답들 때문에, 누설 탭들로부터 처음 몇 개의 탭들 내에서 타겟 범위를 안정적으로 감지하고 추정하기가 어렵다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 레이더 송신을 위한 타이밍도를 도시한다. 특히, 도 4는 시간을 프레임들로 분할하는 프레임 구조를 나타낸다. 각 프레임은 여러 개의 버스트들을 포함한다. 각 버스트는 복수의 펄스들을 포함한다. 도 4에 표시된 타이밍도는 기본 펄스 압축 레이더 시스템을 가정한다.
도 4에 도시된 바와 같이, 각 프레임은 버스트 1, 버스트 2 또는 버스트 3으로 표시된 여러 버스트 N을 포함한다. 각 버스트는 복수의 펄스를 또한 포함한다. 예를 들어, 도 4의 버스트 1은 펄스 1, 펄스 2, 내지 펄스 M와 같은 복수의 펄스들을 포함할 수 있다.
예를 들어, 버스트 1에서, 송신기(157)와 같은 레이더 트랜시버는 펄스 1, 펄스 2 및 펄스 M을 송신할 수 있으며, 여기서 M은 버스트의 최종 펄스를 나타낸다. 설명의 단순화를 위해, 본 설명은 펄스 M이 제 3 펄스인 것으로 가정하지만, 이 설명이 제한적인 것으로 해석되어서는 안된다. 다양한 실시예들에서, 펄스 M은 제 3 펄스 또는 임의의 수의 펄스일 수 있다. 버스트 2에서, 송신기(157)는 유사한 펄스들인 펄스 1, 펄스 2 및 펄스 M을 송신할 수 있다. 각각의 상이한 펄스(펄스 1, 펄스 2 및 펄스 M) 및 버스트(버스트 1, 버스트 2, 버스트 3)는 상이한 송/수신 안테나 구성, 즉 활성 안테나 요소 세트 및 대응하는 아날로그/디지털 빔포밍 가중치 세트를 사용하여, 특정 펄스들 및 버스트들을 식별시킬 수 있다. 예를 들어, 각 펄스 또는 버스트는 서로 다른 활성 안테나 요소 세트 및 대응하는 아날로그/디지털 빔포밍 가중치들을 사용하여 특정 펄스들 및 버스트들을 식별시킬 수 있다.
각 프레임 이후에, 송신기(157)에 연결된 프로세서(예: 프로세서(140))는 각 프레임의 끝 부분에서 레이더 측정치들을 획득한다. 예를 들어, 레이더 측정치들은 3 차원 복합 CIR 매트릭스로 표시될 수 있다. 제 1 차원은 버스트 인덱스에 대응할 수 있고, 제 2 차원은 펄스 인덱스에 대응할 수 있으며, 제 3 차원은 지연 탭 인덱스에 대응할 수 있다. 지연 탭 인덱스는 수신된 신호의 범위 또는 비행 시간(time of flight) 측정치로 변환될 수 있다.
공간 및 시간에 걸쳐 하나 이상의 송신 안테나 및 수신 안테나 사이의 관계를 활용하는 여러 유형의 누설 제거 방법이 본 개시에 설명된 바와 같이 활용될 수 있다. 본 발명의 다양한 실시예에서 설명되는 누설 제거 방법들은 다른 송신 및 수신 안테나 쌍들에 의한 현재 측정치 또는 동일한 안테나 쌍에 의한 과거 관측들로부터 누설 신호들을 재구성하기 위해 송신 안테나 및 수신 안테나 사이의 일정한 관계를 이용한다. 이러한 실시예들이 도 5에 대략적으로 예시되어 있다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 타겟 감지 및 레인징을 위한 방법을 도시한다. 도 5에 도시된 방법(500)의 실시예는 단지 설명을 위한 것이다. 추가 동작 또는 더 적은 동작을 포함하는 다른 실시예들이 본 개시의 범위를 벗어나지 않고 사용될 수 있다.
동작 510에서, 레이더 측정치들이 본 발명의 다양한 실시예에서 더 상세히 설명된 바와 같이 획득된다. 레이더 측정은 메모리(160)에 송신 안테나 및 수신 안테나의 고정된 위치들에 관한 데이터를 저장하는 것뿐만 아니라 도 2 내지 도 4에 설명된 바와 같이 CIR 프로파일을 획득하는 것을 포함할 수 있다.
동작 520에서, 프로세서(140)는 누설 제거를 수행한다. 누설 제거는 공간 및 시간에 걸친 하나 이상의 송신 및 수신 안테나 쌍들 사이의 저장된 관계, 이전 누설 제거 동작들 및 도 3에 도시된 CIR과 같은 획득된 CIR에 관한 정보에 기반하여 수행될 수 있다. 누설 제거는 타겟이 아닌 누설에 해당하는 원시 레이더 수신 신호들을 제거한다. 일 실시예들에서, 동작 520은 하나 이상의 안테나 쌍들의 누설을 조합하는 동작, 메모리(160)의 템플릿에 저장된 저장된 누설 펙터를 활용하는 동작, 전자 장치(100)의 주변 환경에 있는 잠재적 타겟 물체의 존재 감지를 수행하는 동작과 같은 추가 동작들을 포함할 수 있다. 누설 제거를 수행하는 다양한 실시예들이 여기서 더 설명될 것이다.
동작 530에서, 프로세서(140)는 누설 제거 결과에 기반하여 타겟 감지 및 레인징을 수행한다. 예를 들어, 프로세서(140)는 누설이 제거된 후 CIR에 남아있는 피크를 기반으로 타겟을 감지할 수 있다. 프로세서(140)는 도 2에 예시된 CIR에 나타나 있는 바와 같은 탭 인덱스에 기반하여 감지된 타겟의 거리를 추가로 결정할 수 있다.
도 5에서 설명된 타겟 감지 및 레인징 방법은 타겟 감지에 한정되지 않고, 컨텍스트 감지와 같은 비전통적인 용도에도 사용될 수 있다. 도 5에서 설명된 타겟 감지 및 레인징 방법은 또한 타겟 또는 전자 장치(100)의 움직임에 의존하지 않으며 누설의 변화(예: 공통 위상 및 진폭 점프들)에 대하여 로버스트(robust)하다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 송신 안테나 어레이 및 수신 안테나 어레이를 도시한 것이다. 특히, 도 6은 송신 안테나 어레이(610) 및 수신 안테나 어레이(620)를 도시한 것이다. 송신 안테나 어레이(610) 및 수신 안테나 어레이(620)는 전자 장치(100) 또는 레이더(200)와 같은 장치에 제공될 수 있다. 예를 들어, 송신 안테나 어레이(610) 및 수신 안테나 어레이(620)는 각각 안테나 어레이들(155)에 포함되는 송신기(157) 및 수신기(159)일 수 있다. 다른 예로서, 송신 안테나 어레이(610)는 송신기(220)일 수 있고 수신 안테나 어레이(620)는 수신기(230)일 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 송신 안테나 어레이(610)는 3x3 패턴으로 배열된 9 개의 송신 엘리먼트(예: 1-9)를 포함한다. 3x3 패턴으로 배열된 9 개의 송신 엘리먼트로서 도시되어 있지만, 이 실시예가 제한적인 것으로 해석되어서는 안되며 다른 실시예도 가능하다. 임의의 적절한 개수의 송신 엘리먼트들이 포함될 수 있으며, 이 송신 엘리먼트들은 임의의 적절한 구성으로 배열될 수 있다. 또한, 수신 안테나 어레이(620)는 3x3 패턴으로 배열된 9 개의 수신 엘리먼트(예: 1-9)를 포함한다. 3x3 패턴으로 배열된 9 개의 수신 엘리먼트로 도시되어 있지만, 이 실시예가 제한적인 것으로 해석되어서는 안되며 다른 실시예가 가능하다. 적절한 개수의 수신 엘리먼트들이 포함될 수 있으며, 이 수신 엘리먼트들은 임의의 적절한 구성으로 배열될 수 있다.
송신 안테나 어레이(610) 및 수신 안테나 어레이(620)는 도 6에 도시된 바와 같이 고정된 위치들에서 전자 장치(100) 상에 배치 또는 설치된다. 특정 구성에 관계없이, 송신 안테나 어레이(610) 및 수신 안테나 어레이(620)의 고정된 위치들 때문에, 송신 안테나 어레이(610)와 수신 안테나 어레이(620) 사이의 이격 거리 및 각도 관계는 일정하며 시변하지 않는다. 예를 들어, 송신 안테나 어레이(610-3)는 도 6에서 화살표로 표시된, 수신 안테나 어레이(620-1)로부터의 일정한 거리 및 각도를 유지한다. 송신 안테나 어레이(610)와 수신 안테나 어레이(620)를 고정된, 일정한, 시변하지 않는 위치에 포지셔닝함으로써, 송신 안테나 어레이(610)와 수신 안테나 어레이(620)는 송신 안테나 어레이(610) 및 수신 안테나 어레이(620)의 레이더 누설을 제거하는데 사용될 수 있는 일정한 시공간적 관계로 정의될 수 있다.
이격 거리(distance separation)는 전파 감쇠 레벨을 결정하고, 방향 관계(directional relationship)는 송신 안테나 어레이(610) 및 수신 안테나 어레이(620)의 안테나 이득(방사 패턴에 따름)을 결정한다. 전파 감쇠 레벨과 안테나 이득은 누설 신호가 디지털 송신 심볼에서 시작하여 누설 신호가 수신되어 디지털 기저대역 신호로 복조될 때까지 거치는 일부 변환이다. 또 다른 변환은 송신 안테나 어레이(610)의 펄스 형성 필터 및 수신 안테나 어레이(620)의 정합 필터를 포함하는 송신 및 수신 필터들의 조합된 응답을 포함한다. 이 조합된 응답은 일반적으로 샘플링 타이밍이 변경되지 않는 한 일정하다. 변환들이 변경되지 않을 경우, 이들은 다른 안테나 쌍들에 의한 이전 측정치들 또는 현재 측정치들로부터 누설 신호들을 재구성하기 위해 프로세서(140)에 의해 이용될 수 있으며 또한 원시 레이더 신호들의 누설 컨트리뷰션(contribution)을 제거하는데 사용될 수도 있다.
다양한 실시예들에서, 송신 및 수신 안테나 쌍은 k로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 송신 안테나 어레이(610)의 송신 엘리먼트 1 및 수신 안테나 어레이(620)의 수신 엘리먼트 1이 안테나 쌍을 형성하며 k로 지칭될 수 있다. 다른 송신 및 수신 안테나 쌍은 l로 지칭될 수 있다. 예를 들어, 송신 안테나 어레이(610)의 송신 엘리먼트 9 및 수신 안테나 어레이(620)의 수신 엘리먼트 9가 안테나 쌍을 형성하며 l로 지칭될 수 있다. 여기서 k 및 l이 각각 두 안테나 어레이(610, 620)의 엘리먼트 1 및 9를 설명하는 것으로 설명되었지만, k 및 l 각각은 임의의 송신 및 수신 안테나 어레이들의 쌍을 나타낼 수 있다.
안테나 쌍들이 직교 전송들을 송신할 때, 안테나 쌍 k와 같은 각 안테나 쌍에 대한 누설 Lk은 수신 안테나의 안테나 이득, 송신 안테나의 안테나 이득, 안테나 쌍 간의 전파 손실, 및 그 쌍에 의해 보여지는 필터 응답을 곱하여 정의될 수 있다. 예를 들어, 지연 탭 n에서 누설의 CIR이 Lk[n]로 정의되는 경우, Lk[n]은 수학식 6(수식 6)에 의해 결정될 수 있다:
Figure pct00011
여기서 n은 송수신 안테나 쌍 k를 통해 수신된 지연 탭이고, GR,k는 수신 안테나의 안테나 이득이고, GT,k는 송신 안테나의 안테나 이득이고,
Figure pct00012
는 안테나 쌍 간의 전파 손실이고, pk[n]는 그 쌍에 의해 보여지는 조합된 필터 응답이다. 마찬가지로, 안테나 쌍 l에 대한 누설은
Figure pct00013
로 정의될 수 있다. 일 실시예들에서, 누설 측정치들 Lk[n]은 레이더 근처에 타겟이 없을 때 CIRk[n]을 측정함으로써 획득될 수 있다.
두 안테나 쌍 k와 l 사이의 샘플링 타이밍이 동일하면, k와 l 사이의 상수 펙터가 결정됨으로써 누설을 보다 정확하게 제거할 수 있다. 두 쌍 사이의 일정한 공간적 관계로 인해 각 쌍에 대한 필터 응답은 동일할 수 있다. 모든 n에 대해 동일한 필터 응답이 pk[n]=pl[n]으로 표시된다. 따라서, k 및 l에 의해 결정되는 누설 신호들은, 인덱스 n=0이 누설 피크에 해당하는 것으로 가정할 때, 수학식 7(수식 7)에 의해 결정된 상수 펙터,
Figure pct00014
만큼 다르다.
Figure pct00015
상수 펙터
Figure pct00016
는 보상 펙터
Figure pct00017
, 스케일링 펙터
Figure pct00018
, 누설 펙터 또는 누설 스케일링 펙터
Figure pct00019
로 지칭될 수도 있다. 누설 펙터
Figure pct00020
는 추후 결정들에 사용하기 위해 메모리(160)의 템플릿에 저장될 수 있다. 예를 들어, 쌍 l에 의해 수신된 타겟 컨트리뷰션과 함께 저장된 CIR의
Figure pct00021
는 안테나 쌍 k에 의해 관측되는 누설을 재구성하고 이에 따라 안테나 쌍 k의 수신된 CIR로부터 누설 신호들을 제거하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, CIRk[n] 및 CIRl[n]이 각각 타겟 컨트리뷰션들과 함께 안테나 쌍 k와 안테나 쌍 l에 의해 수신된 CIR을 나타내는 경우, 안테나 쌍 k에 의해 수신되는, CIRcan,k[n]로 표시되는, 누설 제거 CIR은 수학식 8(수식 8)에 의해 구해질 수 있다:
Figure pct00022
수학식 8(수식 8)의 제거는 누설 펙터
Figure pct00023
가 그 누설과 매칭되도록 계산 및 저장되기 때문에 누설을 제거한다. 안테나 쌍 l에 의해 수신되는 누설 제거된 CIR은, k 대신 l을 사용하고 스케일링 펙터로서
Figure pct00024
의 역수를 사용하여 유사한 방식으로 계산될 수 있다. 타겟의 컨트리뷰션에 대해, 이 펙터는 상이한 스케일링을 보상하지 않으며 타겟 신호가 제거되지 않는다. 이들 실시예에서, 제거된 CIRcan,k[n]은 추가 처리를 위해 타겟 감지 및 레인징 시스템에 입력될 수 있다. 일 실시예들에서, 제거된 CIRcan,k[n]은 또한 나중의 추가 처리를 위해 저장될 수도 있다.
일 실시예들에서, 제거, 즉 차감은 인덱스들의 범위에서 각 안테나 쌍에 대해 수행될 수 있다. 예를 들어, 제거는 송신 안테나 어레이(610)의 요소 1과 수신 안테나 어레이(620) 사이 및 송신 안테나 어레이(610)의 요소 2와 수신 안테나 어레이(620) 사이, 송신 안테나 어레이(610)의 요소 1과 수신 안테나 어레이(620) 사이 및 송신 안테나 어레이(610)의 요소 3과 수신 안테나 어레이(620) 사이 등에서 수행될 수 있다. 다른 실시예들에서, 제거는 모든 인덱스가 아니라 N으로 표시된, 누설에 의해 영향을 받을 것으로 예상되는 지연 탭 인덱스들의 범위에 대해서만 수행될 수 있다. 누설의 영향을 받지 않을 것으로 예상되는 인덱스들의 경우, 쌍 k가 수신한 원래의 CIR가 유지될 수 있다. 이 실시예는 모든
Figure pct00025
에 대해 CIRcan,k[n]=CIRk[n]으로 설명된다. 누설 펙터
Figure pct00026
는 시간 불변이기 때문에, 누설 펙터
Figure pct00027
를 측정하거나 미리 계산하여 나중에 누설을 제거하기 위해 메모리(160)에 저장할 수 있다. 예를 들어, 누설 펙터
Figure pct00028
는 디바이스 별 누설 펙터
Figure pct00029
를 정확하게 측정하기 위해 제조 공정의 일부로서 측정되어 메모리(160)의 템플릿에 저장될 수 있다.
일 실시예들에서는, 조합된 필터 응답이 각 안테나 쌍에 대해 동일하지 않다. 예를 들어, 필터 응답의 차이는 누설 신호의 샘플링 타이밍 차이 때문일 수 있다. 샘플링 타이밍은 기저 대역 신호의 심볼 주기의 일부일 수 있다. 누설 신호의 샘플링 타이밍의 차이는 두 개의 안테나 쌍 k와 l 사이의 링크 거리가 두 개의 안테나 쌍 k와 l에 의한 누설의 서로 다른 정확한 부분 샘플링 시간으로 이어질만큼 충분히 크기 때문일 수 있다. 이로 인해 서로 다른 조합된 필터 응답들이 발생할 수 있다. 조합된 필터 응답이 다른 경우, 한 안테나 쌍에 의해 보이는 누설은 단일 누설 펙터
Figure pct00030
에 의해 다른 안테나 쌍을 통해 관측되는 누설로 변환될 수 없으며, 각 인덱스에 대해 개별 누설 펙터
Figure pct00031
가 사용된다. 누설이 제거되어야 하기 때문에, 누설 피크 인덱스 근처의 스케일링 펙터가 결정된다. 인덱스 세트 N의 경우, 그 범위 내의 인덱스 세트 N에 대한 누설 펙터
Figure pct00032
는 수학식 9(수식 9)에 의해 결정될 수 있다:
Figure pct00033
수학식 9(수식 9)에 나와 있는 바와 같이, 누설 스케일링 펙터
Figure pct00034
는 [k]에 대한 제 1 CIR을 [l]에 대한 제 2 CIR로 나누는 것에 의해 결정될 수 있다. 특히, [k]에 대한 제 1 CIR은 제 1 안테나 쌍의 수신 안테나 이득 GR,k, 제 1 안테나 쌍의 전파 계수
Figure pct00035
, 제 1 안테나 쌍의 송신 안테나 이득 GT,l 및 제 1 안테나 쌍의 송신기 및 수신기 조합된 필터 응답 pk[n]에 의해 생성될 수 있다. 유사하게, [l]에 대한 제 2 CIR은 제 2 안테나 쌍의 수신 안테나 이득 GR,l, 제 2 안테나 쌍의 전파 계수
Figure pct00036
, 제 2 안테나 쌍의 송신 안테나 이득 GT,l 및 제 2 안테나 쌍의 송신기 및 수신기 조합된 필터 응답 pl[n]에 의해 생성될 수 있다.
누설 스케일링 펙터
Figure pct00037
가 획득되고 나면, 이 누설 스케일링 펙터
Figure pct00038
를 사용하여 수학식 10(수식 10)을 통해 누설을 제거할 수 있다:
Figure pct00039
누설 펙터
Figure pct00040
는 안테나 쌍 k와 l 사이의 고정된 공간적 관계로 인해 시간 불변이다. 따라서, 누설 펙터
Figure pct00041
를 측정하여 메모리(160)에 저장할 수 있다. 예를 들어, 누설 펙터
Figure pct00042
는 디바이스 별 누설 펙터를 정확하게 측정하기 위한 제조 공정의 일부로서 측정되어 메모리(160)에 저장될 수 있다. 그 다음, 프로세서(140)는 안테나 쌍 k 및 l과 연관된 누설 펙터
Figure pct00043
를 식별할 수 있다.
전술한 바와 같이, 누설 CIR은 수신기에 도달하기 위해 안테나 이득, 전파 감쇠 및 조합된 필터 응답에 의해 변환된 신호이다. 단일 안테나 쌍의 스케일링 펙터 θ를 결정하여 누설 CIR의 제거를 측정하는데 사용할 수 있다. 스케일링 펙터 θ는 누설 펙터 θ로 지칭될 수도 있다. 누설 펙터 θ는 수학식 11(수식 11)에 의해 결정될 수 있다:
Figure pct00044
여기서 Lk[n]은 사전에 측정하여 장치에 저장한 누설 CIR이고, N은 누설의 영향을 받을 것으로 예상되는 인덱스들의 범위이다. 여기에서는 제거된 누설과 스케일링 펙터에 미리 측정하여 장치에 저장한 누설 CIR을 곱한 것의 절대 차이를 사용하는 것으로 설명했지만, 누설 펙터 θ를 결정하는데 다른 수치 방법을 사용할 수도 있다. 예를 들어, 절대 차이 제곱 또는 다른 종류의 거리 측정이 사용될 수도 있다.
누설 펙터 θ는 누설 제거를 수행하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 누설 펙터 θ는 수학식 12(수식 12)에서 사용될 때 누설 제거를 수행할 수 있다:
Figure pct00045
일 실시예들에서, Lk[n]은 측정되거나, 미리 계산될 수 있고, 이후에 추가 안테나 쌍의 CIR의 누설을 제거하기 위해 메모리(160)에 저장될 수 있다. 다양한 실시예들에서, Lk[n]의 값은 누설 펙터로서 설명될 수 있다. 일 실시예들에서, 누설 펙터 θ는 측정되거나 미리 계산될 수 있고, 이 후에 추가 안테나 쌍의 CIR의 누설을 제거하기 위해 메모리(160)에 저장된 템플릿에 저장될 수 있다. 각각의 누설 펙터 θ는 예를 들어 상이한 송신 전력을 사용할 때 전자 장치(100)의 상이한 구성들에 대해 저장될 수 있다. 예를 들어, 누설 펙터 θ는 장치 별 누설 펙터 θ를 정확하게 측정하기 위해 제조 공정의 일부로서 측정되어 템플릿에 저장될 수 있다. 그 다음, 프로세서(140)는 CIR에서 누설을 결정하기 위해 나중에 사용될 안테나 쌍과 연관된 누설 펙터 θ를 식별할 수 있다. 다른 실시예들에서, 누설 펙터 θ는 송신 전력의 변화에 기반하여 누설 펙터 θ를 조정하기 위해 필요에 따라 현재 시간에 계산될 수 있다.
일 실시예들에서, 샘플링 타이밍은 하드웨어 초기화가 수행될 때 다를 수 있다. 보다 정확한 누설 제거를 위해, 하나의 부분 샘플링 타이밍에 대해 하나의 누설 CIR만 저장하는 것이 아니라, 각 부분 샘플링 타이밍을 사용하여 측정된 누설 CIR을 템플릿에 저장할 수 있다. 부분 샘플링 타이밍은 수신기(230)에서 정의되며 이에 따라 프로세서(210)는 신호 강도를 최대화하기 위해 샘플링 타이밍을 조정할 수 있다. 일 실시예에서, 초기화 절차 동안 선택된 샘플링 타이밍은 본 명세서에 설명된 바와 같은 누설 제거를 위해 사용될 템플릿에 저장되는 대응하는 누설 CIR을 선택하는데 사용될 수 있다.
프로세서(210 또는 140)는 특정 안테나 쌍과 연관된 메모리(160)의 템플릿에 저장된 Lk[n]을 식별할 수 있다. 프로세서(210)가 제 1 신호를 송신하도록 송신기(220)를 제어하고, 수신기(230)에 의한 제 1 신호의 반사 수신에 기반하여 CIR을 생성한 후, 프로세서(210)는 저장된 Lk[n]을 기반으로 CIR에서 누설을 결정한다. CIR의 누설이 결정된 후, 프로세서는 CIR로부터 결정된 누설을 제거하고 누설 제거된 CIR을 기반으로 물체 감지를 수행할 수 있다.
일 실시예들에서, 누설 펙터
Figure pct00046
는 누설 펙터 θ와 동일할 수 있다. 누설 펙터
Figure pct00047
는 또한 누설 펙터 θ를 저장하는 것과 동일하거나 상이한 템플릿인 메모리(160)의 템플릿에 저장될 수 있다. 프로세서(210)는 추가 신호를 송신하고 제 2 수신기(230)에 의한 제 1 신호의 반사 수신에 기반하여 제 2 CIR을 생성하도록, 제 2 안테나 쌍의 제 2 송신기(220)를 제어할 수 있다. 그 다음, 프로세서(210)는 누설 펙터
Figure pct00048
에 기반하여 제 2 CIR의 누설을 결정하고, 제 2 CIR로부터 결정된 누설을 제거할 수 있다. 그 다음, 프로세서(210)는 누설 제거된 제 2 CIR에 기반하여 물체 감지를 수행할 수 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 다중 누설이 제거된 CIR들을 조합하는 방법을 도시한다. 일 실시예들에서, 프로세서(140)는 도 6에 설명된 바와 같이 하나 또는 두 개의 안테나 쌍 k 또는 l이 아니라 M 개의 안테나 쌍을 이용할 수 있으며, 여기서 M은 안테나 쌍의 개수를 나타낸다. 단일의 쌍이 아닌 M 개의 안테나 쌍을 사용할 경우 누설 제거 이후 CIR의 다중 추정치들을 제공한다. 다중 추정치들은 프로세서(140)가 타겟 감지 및 레인징 절차를 수행하기 전에, 신호 대 잡음비의 개선과 같은 더 나은 성능을 위해서 조합될 수 있다.
두 안테나 쌍의 그룹화 수는 다양한 방법으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 누설이 제거된 CIR들 사이의 절대 독립성이 바람직하다면, M 개의 안테나 쌍을 사용하여 두 안테나 쌍의 M/2 비-중첩 그룹을 형성할 수 있다. 일 실시예에서, M은 짝수인 것으로 설명된다. M이 홀수인 다른 실시예들에서, 부정확한 계산을 피하기 위해 플로어 함수(floor function)가 사용될 수 있다. 독립성 기준이 필요하지 않은 경우, M 개의 안테나 쌍을 사용하여 두 쌍의 M-1 그룹을 형성할 수 있다. 본 명세서에서 두 안테나 쌍의 M/2 또는 M-1 그룹이 예시되었지만, 이들 실시예는 제한적인 것으로 해석되어서는 안된다. 다른 실시예도 가능하다. 방법(700)은 보다 로버스트한 타겟 감지 및 레인징을 위해 안테나 쌍 M의 누설 제거된 CIR들을 조합하는 것을 예시한 것이다.
동작 710에서, 다양한 누설이 제거된 CIR들이 획득된다. 예를 들어, 동작 710a에서 누설이 제거된 CIR 1이 획득되고, 동작 710b에서 누설이 제거된 CIR 2가 획득되고, 동작 710n에서 누설이 제거된 CIR K가 획득된다. 동작 710n에서 획득된 누설이 제거된 CIR K는 동작 710에서 획득된 안테나 쌍 M으로부터의 임의의 수의 누설이 제거된 CIR을 나타내는 것으로 이해될 수 있다. 누설이 제거된 CIR 1, 2, . . . n은 도 6의 설명에 기재된 방법들 중의 하나 이상의 방법에 의해 획득될 수 있다. 각각의 누설이 제거된 CIR은 도 6에 설명된 바와 같은 한 쌍의 안테나 어레이들로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 각각의 누설이 제거된 CIR들은 CIRcan[n]로서 설명될 수 있다.
동작 720에서는, 동작 710에서 획득된 각각의 누설이 제거된 CIR 1, 2, . . . n이 프로세서(140)에 의해 조합된다. 각각의 누설이 제거된 CIR 1, 2, . . . n은 다양한 방법으로 조합될 수 있다. 일 실시예들에서, 프로세서(140)는 누설이 제거된 CIR 1, 2, . . . n의 평균을 계산함으로써 누설이 제거된 CIR 1, 2, . . . n을 조합할 수 있다. 계산된 평균은 복소수의 제곱 진폭과 같은 복소수 영역(complex domain) 또는 파워 영역(power domain)에 있을 수 있다. 다른 실시예들에서, 프로세서(140)는 누설이 제거된 CIR 1, 2, . . . n에 대한 빔포밍을 수행함으로써 누설이 제거된 CIR 1, 2, . . . n을 조합할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 누설이 제거된 CIR 1, 2, . . . n을 조합하기 위해 최대 비율 조합(maximum ratio combining, MRC) 방식을 사용할 수 있다.
다른 실시예들에서, 프로세서(140)는 가중 평균, 최대값 또는 최소값을 이용하여 동작 710에서 획득된 누설이 제거된 CIR 1, 2, . . . n의 결과를 계산할 수 있다. 가중 평균은 특정 안테나 쌍의 누설이 제거된 CIR에 대해 더 높은 가중치, 즉 우선 순위를 설정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 수식 4,
Figure pct00049
를 이용하여 안테나 쌍 M의 각 안테나 쌍에 대한 SNR을 결정하고, 각 안테나 쌍 M의 각각의 SNR 값들을 비교하여 동작 710의 결과에 대한 가중 평균을 결정할 수 있다.
동작 730에서, 프로세서(140)는 동작 720에서 조합된 누설이 제거 CIR들의 결과에 기반하여 타겟 감지 및 레인징을 수행한다. 예를 들어, 프로세서(140)는 누설이 제거된 이후에 CIR에 남아있는 피크를 기반으로 타겟을 감지할 수 있다. 프로세서(140)는 도 2에 예시된 CIR에 나타나 있는 바와 같은 탭 인덱스에 기반하여 감지되는 타겟의 거리를 추가로 결정할 수 있다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 다중 누설이 제거된 CIR들을 조합하는 방법을 도시한다. 일 실시예들에서, 프로세서(140)는 도 6에 설명된 바와 같은 단일의 안테나 쌍 k 및 l이 아니라 M 개의 안테나 쌍을 이용할 수 있으며, 여기서 M은 안테나 쌍의 개수를 나타낸다. 단일 쌍이 아닌 M 개의 안테나 쌍을 사용할 경우 누설 제거 이후 CIR의 다중 추정치들을 제공한다.
두 안테나 쌍의 그룹화 수는 다양한 방법으로 선택할 수 있다. 예를 들어, 누설이 제거된 CIR들 사이의 절대 독립성이 바람직하다면, M 개의 안테나 쌍을 사용하여 두 안테나 쌍의 M/2 비-중첩 그룹을 형성할 수 있다. 독립성 기준이 필요하지 않은 경우, M 개의 안테나 쌍을 사용하여 두 안테나 쌍의 M-1 그룹을 형성할 수 있다. 본 명세서에서 두 안테나 쌍의 M/2 또는 M-1 그룹이 예시되었지만, 이들 실시예는 제한적인 것으로 해석되어서는 안된다. 다른 실시예도 가능하다. 방법(800)은 타겟 감지 및 레인징의 결과를 조합하기 전에 안테나 쌍 M의 각각의 획득된 누설 제거된 CIR의 레인징을 수행하는 것을 예시한 것이다.
동작 810에서, 다양한 누설 제거된 CIR들이 획득된다. 동작 810은 동작 710과 동일한 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 동작 810a에서 누설이 제거된 CIR 1이 획득되고, 동작 810b에서 누설이 제거된 CIR 2가 획득되며, 동작 810n에서 누설이 제거된 CIR K가 획득된다. 동작 810n에서 획득된 누설이 제거된 CIR K는 동작 810에서 획득된 안테나 쌍 M으로부터의 임의의 수의 누설이 제거된 CIR을 나타내는 것으로 이해될 수 있다. 누설이 제거된 CIR 1, 2, . . . n은 도 6의 설명에 기재된 방법들 중의 하나 이상의 방법에 의해 획득될 수 있다. 각각의 누설이 제거된 CIR은 도 6에 설명된 바와 같은 한 안테나 쌍의 안테나 엘리먼트들로부터 획득될 수 있다. 예를 들어, 각각의 누설이 제거된 CIR들은 CIRcan[n]로서 설명될 수 있다.
동작 820에서, 프로세서(140)는 각 개별적으로 획득된 누설이 제거된 CIR을 기반으로 타겟 감지 및 레인징을 수행한다. 예를 들어, 동작 820a에서, 프로세서(140)는 동작 810a에서 획득된 누설이 제거된 CIR 1에 기반하여 타겟 감지 및 레인징을 수행하도록 제어한다. 동작 820b에서, 프로세서(140)는 동작 810b에서 획득된 누설이 제거된 CIR 2를 기반으로 타겟 감지 및 레인징을 수행하도록 제어한다. 동작 820n에서, 프로세서(140)는 동작 810n에서 획득된 누설이 제거된 CIR K를 기반으로 타겟 감지 및 레인징을 수행하도록 제어한다. 동작 820a, 820b, 820n 각각에 대한 타겟 감지 및 레인징 절차는 각각의 누설이 제거된 CIR에 남아있는 피크를 기반으로 타겟을 감지하는 것을 포함할 수 있다. 프로세서(140)는 CIR에서 감지된 타겟의 탭 인덱스에 기반하여 감지된 타겟의 거리를 더 결정할 수 있다.
동작 830에서, 프로세서(140)는 각각의 누설이 제거된 CIR로부터 동작 820에서의 타겟 감지 및 레인징 결과를 조합하여, 최종 감지 및 추정 출력을 생성한다. 프로세서(140)는 평균, 가중 평균, 최대값, 최소값과 같은 다양한 방식으로 결과를 조합할 수 있다. 예를 들어, 동작 820a, 820b 및 820n에서 3 개의 안테나 쌍이 사용되고, 전자 장치(100)로부터 각각 5 cm, 7 cm 및 9 cm의 거리에서 타겟이 감지되는 경우, 프로세서(140)는 그 조합 방법에 따라 달라지는 최종 출력을 생성할 수 있다. 프로세서(140)가 동작 820의 결과를 평균화하여 최종 출력을 생성하는 경우, 최종 출력은 전자 장치(100)로부터 7 cm의 거리에 타겟을 보여줄 것이다. 프로세서(140)가 최대값을 사용하는 경우, 최종 출력은 전자 장치(100)로부터 9 cm의 거리에 타겟을 보여줄 것이다. 프로세서(140)가 최소값을 사용하는 경우, 최종 출력은 전자 장치(100)로부터 5 cm의 거리에 타겟을 보여줄 것이다.
일 실시예들에서, 프로세서(140)가 동작 820의 결과를 조합하기 위해 가중 평균을 사용하는 경우, 프로세서(140)는 감지된 신호들의 SNR을 가중치로 사용하여 안테나 쌍 M의 특정 안테나 쌍에 대해 더 높은 가중치, 즉 우선 순위를 설정할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 수식 4,
Figure pct00050
를 이용하여 안테나 쌍 M의 각 안테나 쌍에 대한 SNR을 결정하고, 각 안테나 쌍 M의 SNR 값들을 비교하여, 동작 820의 결과에 대한 가중 평균을 결정할 수 있다. 위의 예에서, 동작 820a, 820b, 및 820n에서 3 개의 안테나 쌍이 사용되고, 전자 장치(100)로부터 각각 5cm, 7cm, 및 9cm에서 타겟이 감지되는 경우, 평균은 7 cm가 된다. 그러나, 5 cm에서 타겟을 감지하는 안테나 쌍이 가장 높은 SNR 값을 갖고 가중 평균 계산에 2 배가 포함되는 가중 평균을 사용하는 경우, 가중 평균은 6.5 cm가 된다. 이 예에서, 동작 830의 최종 출력은 6.5 cm에 감지된 타겟을 보여줄 수 있다.
일 실시예들에서, 프로세서(140)는 바이너리 결과를 출력하도록 제어할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 타겟이 범위 내에 존재 또는 존재하지 않는다는 것을 나타내거나 또는 특정 탭 인덱스에 타겟이 존재 또는 존재하지 않는다는 것을 나타내는 결과를 출력하도록 제어할 수 있다. 프로세서(140)가 바이너리 결과를 출력하도록 제어하는 실시예들에서, 프로세서(140)는 다수결(majority vote) 접근 방식에 의해 타겟 감지 및 레인징 결과를 조합할 수 있다. 예를 들어, 동작 820a, 820b 및 820n에서 3 개의 안테나 쌍이 사용되고 동작 820a 및 820b에서 타겟들이 검출되었지만 동작 820n에서 타겟이 검출되지 않은 경우, 3 개의 안테나 쌍 중 타겟을 감지한 2 개의 안테나 쌍이 다수를 구성하기 때문에, 다수결 접근 방식은 프로세서(140)로 하여금 감지된 타겟을 나타내는 결과를 출력하도록 제어하게 한다. 다른 예로서, 출력은 특정 탭 인덱스에서 타겟이 감지되는지 여부에 대한 바이너리 출력일 수 있다. 동작 820a, 820b 및 820n에서 3 개의 안테나 쌍이 사용되고, 동작 820a 및 820b에서 탭 인덱스 11에서의 타겟들이 감지됐지만 동작 820n에서 탭 인덱스 11에서의 타겟이 감지되지 않은 예에서, 3 개의 안테나 쌍 중 탭 인덱스 11에서 타겟을 감지한 2 개의 안테나 쌍이 다수를 구성하기 때문에, 다수결 접근 방식은 프로세서(140)로 하여금 탭 인덱스 11에서 감지된 타겟을 나타내는 결과를 출력하도록 제어하게 한다.
도 9는 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 공간 누설 제거의 예를 도시한다. 특히, 도 9는 M 개의 안테나 쌍을 사용하는 공간 누설 제거 방법(900)을 도시한다.
동작 910에서, M 개의 안테나 쌍들 중에서 기준 쌍 세트 R이 선택된다. M은 전자 장치의 안테나 쌍의 개수를 나타내며 도 7 및 도 8에서 설명된 M 개의 안테나 쌍이 될 수 있다. 기준 쌍 세트 R은 다양한 기준에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 서로 다른 지연 탭들에 대해 기준 쌍 세트 R은 다르게 선택될 수 있다. 기준 쌍 세트 R은 특정 지연 탭에 기준 안테나 쌍 세트 R을 대응시키는 인덱스로부터 선택될 수 있다. 일 실시예들에서, 누설 제거 방법(900) 전체에 걸쳐 수행되는 모든 지연 탭들에 대해 동일한 기준 쌍 세트가 사용될 수 있다. 예를 들어, 기준 쌍 세트 R 중 하나의 안테나 쌍은 송신 안테나 어레이(610) 및 수신 안테나 어레이(620)의 엘리먼트 1일 수 있고, 제 2 안테나 쌍은 송신 안테나 어레이(610)의 송신 엘리먼트 2 및 수신 안테나 어레이(620)의 수신 엘리먼트 2일 수 있다.
동작 920에서, 전자 장치의 안테나 쌍 M 각각에 대해, 기준 쌍 R을 이용하여 누설을 제거한다. 일 실시예들에서, 누설은 대응하는 누설 스케일링 펙터에 의해 스케일링한 후에 기준 쌍 R의 CIR로부터 누설을 차감함으로써 제거될 수 있다. 안테나 쌍은 송신 안테나 어레이(610)의 송신 엘리먼트 3 및 수신 안테나 어레이(620)의 수신 엘리먼트 3, 송신 안테나 어레이(610)의 송신 엘리먼트 4 및 수신 안테나 어레이(620)의 수신 엘리먼트 4를 포함할 수 있다. 동작 920 동안, 전자 장치(600)의 각 안테나 쌍으로부터의 누설이 기준 쌍 R을 사용하여 차감될 때, 기준 쌍 R이 누설 제거에 포함될 것이다. 기준 쌍 R을 사용하여 차감되는 안테나 쌍이 기준 쌍들 중 하나인 경우, 그 기준 쌍을 기준으로서 제외함으로써 누설이 차감된다. 누설 차감은 R-1 기준 쌍을 사용하는 것으로 나타내질 수 있다. 전자 장치(100)의 각 안테나 쌍들에 대한 누설 차감에 기반하여, 비-기준 안테나 쌍들은 R 누설 차감된 레이더 신호를 갖고, 기준 안테나 쌍 R은 R-1 누설 차감된 레이더 신호를 갖는다. 레이더 신호들은 본 명세서에서 앞서 설명한 바와 같이 CIR로 나타내질 수 있다.
동작 930에서, 각 안테나 쌍에 대해, 누설 차감된 CIR들을 평균화한다. 예를 들어, 하나의 안테나가 송신 안테나 어레이(610)의 송신 엘리먼트 3 및 수신 안테나 어레이(620)의 수신 엘리먼트 3을 포함하고, 다른 안테나가 송신 안테나 어레이(610)의 송신 엘리먼트 4 및 수신 안테나 어레이(620)의 수신 엘리먼트 4를 포함하는 경우, 두 안테나의 누설 차감된 레이더 신호들을 평균화하여 평균 누설 제거된, 또는 차감된, 레이더 신호를 획득한다. 동작 940에서, 안테나 쌍 M의 평균 누설 제거된 CIR들이 조합된다. 예를 들어, M 개의 누설 제거된 CIR들이 빔포밍 방법을 사용하여 평균화되거나 조합될 수 있다. 동작 930 및 940이 여기서는 순차적으로 수행되는 것으로 설명되었지만, 일 실시예들에서 동작 930 및 940은 단일의 결합된 단계로서 수행될 수 있다. 예를 들어, 프로세서(140)는 R 누설 차감된 레이더 신호들 및 R-1 누설 차감된 레이더 신호들 각각을 평균화하여 조합된 누설 차감 레이더 신호를 생성할 수 있다. 조합된 누설 차감 레이더 신호는 누설 제거의 최종 출력이다.
동작 950에서, 프로세서(140)는 안테나 쌍 M의 조합된 누설 제거 레이더 신호들을 기반으로 타겟 탐지 및 레인징을 수행한다. 타겟 감지 및 레인징은 조합된 누설 제거 CIR에 남아있는 피크에 기반하여 타겟을 감지하는 것을 포함할 수 있다. 프로세서(140)는 CIR에서 감지된 타겟의 탭 인덱스에 기반하여 감지된 타겟의 거리를 더 결정할 수 있다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시예들에 따른 예시적인 누설 제거 방법을 도시한다. 예를 들어, 도 10은 본 개시 전체에 걸쳐 설명된 바와 같은 레이더 응용들에 대한 누설 제거 방법(1000)을 도시한다.
동작 1010에서, 프로세서(140)는 제 1 누설 펙터를 식별한다. 예를 들어, 프로세서(140)는 메모리(160)의 인덱스에 저장된 누설 펙터들로부터 제 1 누설 펙터를 식별할 수 있다.
동작 1020에서, 프로세서(140)는 제 1 신호를 송신하도록 송신 안테나를 제어한다. 예를 들어, 송신 안테나는 레이더 신호 또는 레이더 펄스를 송신하는 송신기(157)일 수 있다. 레이더 신호 또는 펄스는 타겟 물체에서 반사된 다음 수신기(230)와 같은 수신 안테나에 의해 수신될 수 있다. 송신 안테나는 송신 안테나와 수신 안테나를 포함하는 안테나 쌍에 포함될 수 있다.
동작 1030에서, 프로세서(140)는 수신 안테나에서 수신된 반사 레이더 신호에 기반하여 제 1 CIR을 생성한다. 제 1 CIR은 도 3에 도시된 CIR과 같은 CIR이 될 수 있다. 생성되는 CIR은 수신 안테나에서 거리의 함수로서 하나 이상의 잠재적인 타겟으로부터 반사되는 신호들 또는 에코들의 측정 값이다. y 축은 dB 단위로 레이더 측정의 진폭을 측정할 수 있고, x 축은 수신 안테나로부터의 거리에 대응하는 지연 탭 인덱스를 측정할 수 있다.
동작 1040에서, 프로세서(140)는 제 1 CIR에서의 누설을 결정한다. 제 1 CIR에서의 누설은 적어도 동작 1010에서 식별된 제 1 누설 펙터에 기반하여 결정될 수 있다. 보다 구체적으로, 프로세서(140)는 동작 1030에서 생성된 제 1 CIR에 제 1 누설 펙터를 적용하여 제 1 CIR에서의 누설을 결정할 수 있다.
동작 1050에서, 프로세서(140)는 결정된 누설을 제 1 CIR로부터 제거한다. 제 1 CIR로부터 결정된 누설을 제거함으로써, 누설 제거된 CIR은 전자 장치(100)를 둘러싼 환경에서 잠재적인 타겟 물체를 보다 정확하게 나타낸다.
일 실시예들에서, 전자 장치(100)는 신호들을 송신하도록 구성된 제 2 송신 안테나 및 신호들을 수신하도록 구성된 제 2 수신 안테나를 포함하는 제 2 안테나 쌍을 더 포함할 수 있다. 제 1 누설 펙터는 제 1 안테나 쌍과 제 2 안테나 쌍 사이의 상대 누설(relative leakage) 제거를 위한 누설 스케일링 펙터일 수 있다. 일 실시예들에서, 프로세서(140)는 제 2 신호를 송신하도록 제 2 송신 안테나를 제어하고, 제 2 수신 안테나에 의한 제 2 신호의 반사 수신에 기반하여 제 2 CIR을 생성하고, 제 1 CIR에서 누설을 결정하기 위해, 누설 스케일링 펙터 및 제 2 CIR을 기반으로 제 1 CIR에서의 누설을 결정한다.
일 실시예들에서, 프로세서(140)는 누설 스케일링 펙터를 결정하기 위해 제 1 CIR을 제 2 CIR로 나눌 수 있다. 제 1 CIR은 제 1 안테나 쌍의 수신 안테나 이득, 제 1 안테나 쌍의 전파 계수, 제 1 안테나 쌍의 송신 안테나 이득, 및 제 1 안테나 쌍의 송신기 및 수신기 조합된 필터 응답에 기반하여 생성될 수 있다. 제 2 CIR은 제 2 안테나 쌍의 수신 안테나 이득, 제 2 안테나 쌍의 전파 계수, 제 2 안테나 쌍의 송신 안테나 이득, 제 2 안테나 쌍의 송신기 및 수신기 조합된 필터 응답에 기반하여 생성될 수 있다.
일 실시예들에서, 프로세서(140)는 전자 장치(100)에 존재하는 두 개보다 많은 안테나 쌍들에 기반하여, 기준 안테나 쌍들의 세트를 선택할 수 있다. 각각의 추가 안테나 쌍에 대해, 프로세서(140)는 기준 안테나 쌍들의 세트의 각각의 기준 안테나 쌍의 누설로부터 추가 안테나 쌍의 누설을 제거함으로써 누설 제거된 CIR을 생성할 수 있다. 그 다음, 프로세서(140)는 기준 안테나 쌍들의 세트의 각각의 기준 안테나 쌍으로부터 생성되는 누설 제거된 CIR들을 평균화할 수 있다.
일 실시예들에서, 기준 안테나 쌍들의 세트를 선택하기 위해, 프로세서(140)는 기준 안테나 쌍들의 세트를 특정 지연 탭에 대응시키는 인덱스로부터 기준 안테나 쌍들의 세트를 선택하도록 구성된다.
일 실시예들에서, 메모리(160)는 템플릿에 제 1 누설 펙터를 저장하도록 구성된다. 프로세서(140)는 템플릿에서 제 1 누설 펙터를 선택하고, 템플릿에서 선택된 제 1 누설 펙터에 기반하여 추가 안테나 쌍에 의해 획득된 추가 CIR로부터 누설을 제거할 수 있다.
일 실시예들에서, 프로세서(140)는 누설 제거된 제 1 CIR을 사용하여 물체 감지를 수행할 수 있다.
본 발명의 상술한 설명은 본 발명을 설명하기 위한 것이며, 제한하려는 것이 아니다. 본 발명의 본질을 포함하는 개시된 실시예의 수정은 통상의 기술자에게 발생할 수 있으므로, 본 발명은 본 발명의 범위 내의 모든 것을 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (14)

  1. 전자 장치로서,
    신호들을 송신하도록 구성되는 제 1 송신 안테나 및 신호들을 수신하도록 구성되는 제 1 수신 안테나를 포함하는 제 1 안테나 쌍;
    데이터를 저장하는 메모리; 및
    상기 제 1 안테나 쌍에 작동적으로 연결되는 프로세서를 포함하며,
    상기 프로세서는,
    상기 메모리에 저장된 상기 데이터로부터, 상기 제 1 안테나 쌍과 연관된 제 1 누설 펙터(leakage factor)를 식별하고;
    상기 제 1 송신 안테나를 통해, 제 1 신호를 송신하고;
    상기 제 1 수신 안테나에 의한 상기 제 1 신호에 대응하는 반사 신호의 수신에 기반하여 제 1 채널 임펄스 응답(channel impulse response, CIR)을 생성하고;
    상기 식별된 제 1 누설 펙터의 적어도 일부에 기반하여 상기 제 1 CIR에서 누설을 확인하고,
    상기 제 1 CIR로부터 상기 확인된 누설을 제거하는 전자 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    신호들을 송신하도록 구성되는 제 2 송신 안테나 및 신호들을 수신하도록 구성되는 제 2 수신 안테나를 포함하는 제 2 안테나 쌍을 더 포함하고,
    상기 제 1 누설 펙터는, 상기 제 1 안테나 쌍과 상기 제 2 안테나 쌍 사이의 상대적인 누설(relative leakage)의 제거를 위한 누설 스케일링 펙터(leakage scaling factor)이며; 또한
    상기 프로세서는,
    상기 제 2 송신 안테나를 통해, 제 2 신호를 송신하고,
    상기 제 2 수신 안테나에 의한, 상기 제 2 신호에 대응하는 반사 신호의 수신에 기반하여 제 2 CIR을 생성하고,
    상기 누설 스케일링 펙터 및 상기 제 2 CIR에 기반하여 상기 제 1 CIR에서 상기 누설을 확인하는 전자 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 누설 스케일링 펙터를 결정하기 위해 상기 제 1 CIR을 상기 제 2 CIR로 나누고,
    상기 누설 스케일링 펙터를 저장하도록 상기 메모리를 제어하고,
    상기 제 1 CIR은, 상기 제 1 안테나 쌍의 수신 안테나 이득, 상기 제 1 안테나 쌍의 전파 계수, 상기 제 1 안테나 쌍의 송신 안테나 이득, 및 상기 제 1 안테나 쌍의 송신기 및 수신기 조합된 필터 응답에 기반하여 생성되고,
    상기 제 2 CIR은, 상기 제 2 안테나 쌍의 수신 안테나 이득, 상기 제 2 안테나 쌍의 전파 계수, 상기 제 2 안테나 쌍의 송신 안테나 이득, 및 상기 제 2 안테나 쌍의 송신기 및 수신기 조합된 필터 응답에 기반하여 생성되는 전자 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 전자 장치에 존재하는 두 개 이상의 안테나 쌍들에 기반하여, 기준 안테나 쌍들의 세트를 선택하고;
    각각의 추가 안테나 쌍에 대해, 상기 기준 안테나 쌍들의 세트의 각각의 기준 안테나 쌍의 누설로부터 상기 추가 안테나 쌍의 누설을 제거함으로써 누설 제거된 CIR을 생성하고;
    상기 기준 안테나 쌍들의 세트의 각각의 기준 안테나 쌍으로부터 생성되는 상기 누설 제거된 CIR들을 평균화하는 전자 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 기준 안테나 쌍들의 세트를 특정 지연 탭(delay tap)에 대응시키는 인덱스로부터 상기 기준 안테나 쌍들의 세트를 선택하는 전자 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 메모리는, 템플릿(template)에 상기 제 1 누설 펙터를 저장하고,
    상기 프로세서는, 상기 템플릿에서 상기 제 1 누설 펙터를 선택하고,
    상기 템플릿에서 선택된 상기 제 1 누설 펙터에 기반하여 추가 안테나 쌍에 의해 획득된 추가 CIR로부터 누설을 제거하는 전자 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 프로세서는, 상기 누설이 제거된 제 1 CIR을 이용하여 물체 감지를 수행하는 전자 장치.
  8. 누설 제거를 위한 방법으로서,
    전자 장치의 메모리에 저장된 데이터로부터, 적어도 상기 전자 장치의 제 1 안테나 쌍과 연관된 제 1 누설 펙터를 식별하는 동작,
    상기 제 1 안테나 쌍에 포함되는 제 1 송신 안테나를 통해, 제 1 신호를 송신하는 동작;
    상기 제 1 안테나 쌍에 포함되는 제 1 수신 안테나에 의한 상기 제 1 신호에 대응하는 반사 신호의 수신에 기반하여 제 1 채널 임펄스 응답(CIR)을 생성하는 동작;
    상기 식별된 제 1 누설 펙터의 적어도 일부에 기반하여 상기 제 1 CIR에서 누설을 확인하는 동작; 및
    상기 제 1 CIR로부터 상기 확인된 누설을 제거하는 동작을 포함하는 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 누설 펙터는, 상기 전자 장치의 상기 제 1 안테나 쌍과 상기 전자장치의 제 2 안테나 쌍 사이의 상대적인 누설의 제거를 위한 누설 스케일링 펙터를 포함하고,
    상기 제 2 안테나 쌍에 포함되는 제 2 송신 안테나를 통해, 제 2 신호를 송신하는 동작; 및
    상기 제 2 안테나 쌍에 포함되는 제 2 수신 안테나에 의한 상기 제 2 신호에 대응하는 반사 신호의 수신에 기반하여 제 2 CIR을 생성하는 동작을 더 포함하며,
    상기 누설을 확인하는 동작은,
    상기 누설 스케일링 펙터 및 상기 제 2 CIR에 기반하여 상기 제 1 CIR에서 상기 누설을 확인하는 동작을 포함하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 CIR을 상기 제 2 CIR로 나눔으로써 상기 누설 스케일링 펙터를 결정하는 동작, 및
    상기 메모리에 상기 누설 스케일링 펙터를 저장하는 동작을 더 포함하며,
    상기 제 1 CIR은, 상기 제 1 안테나 쌍의 수신 안테나 이득, 상기 제 1 안테나 쌍의 전파 계수, 상기 제 1 안테나 쌍의 송신 안테나 이득, 및 상기 제 1 안테나 쌍의 송신기 및 수신기 조합된 필터 응답에 기반하여 생성되고,
    상기 제 2 CIR은, 상기 제 2 안테나 쌍의 수신 안테나 이득, 상기 제 2 안테나 쌍의 전파 계수, 상기 제 2 안테나 쌍의 송신 안테나 이득, 및 상기 제 2 안테나 쌍의 송신기 및 수신기 조합된 필터 응답에 기반하여 생성되는 방법.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 전자 장치에 존재하는 두 개 이상의 안테나 쌍들에 기반하여, 기준 안테나 쌍들의 세트를 선택하는 동작;
    각각의 추가 안테나 쌍에 대해, 상기 기준 안테나 쌍들의 세트의 각각의 기준 안테나 쌍의 누설로부터 상기 추가 안테나 쌍의 누설을 제거함으로써 누설 제거된 CIR을 생성하는 동작; 및
    상기 기준 안테나 쌍들의 세트의 각각의 기준 안테나 쌍으로부터 생성되는 상기 누설 제거된 CIR들을 평균화하는 동작을 더 포함하는 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 기준 안테나 쌍들의 세트를 선택하는 동작은,
    상기 기준 안테나 쌍들의 세트를 특정 지연 탭에 대응시키는 인덱스로부터 상기 기준 안테나 쌍들의 세트를 선택하는 동작을 포함하는 방법.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 전자 장치의 템플릿에서 상기 제 1 누설 펙터를 선택하는 동작; 및
    상기 템플릿에서 선택된 상기 제 1 누설 펙터에 기반하여 추가 안테나 쌍에 의해 획득된 추가 CIR로부터 누설을 제거하는 동작을 더 포함하는 방법.
  14. 제 8 항에 있어서,
    상기 누설이 제거된 제 1 CIR을 이용하여 물체 감지를 수행하는 동작을 더 포함하는 방법.
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