特表 2024-540055 差動的セグメント化開口アンテナのためのビームステアリング及び方向探知

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-10-31

(54)【発明の名称】差動的セグメント化開口アンテナのためのビームステアリング及び方向探知

(51)【国際特許分類】

   H01Q 21/24 20060101AFI20241024BHJP

   H01Q 21/06 20060101ALI20241024BHJP

   H01Q 3/36 20060101ALI20241024BHJP

   H01Q 3/44 20060101ALI20241024BHJP

【ＦＩ】

H01Q21/24

H01Q21/06

H01Q3/36

H01Q3/44

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024525214

(86)(22)【出願日】2022-10-28

(85)【翻訳文提出日】2024-06-21

(86)【国際出願番号】 US2022078841

(87)【国際公開番号】W WO2023077045

(87)【国際公開日】2023-05-04

(31)【優先権主張番号】63/273,344

(32)【優先日】2021-10-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/273,352

(32)【優先日】2021-10-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/273,434

(32)【優先日】2021-10-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】591072086

【氏名又は名称】バテル メモリアル インスティチュート

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(72)【発明者】

【氏名】パーキンス，ダニエル エー．

(72)【発明者】

【氏名】ウェルシュ，ラファエル ジョセフ

(72)【発明者】

【氏名】ソーントン，ダグラス エー．

(72)【発明者】

【氏名】ラウ，ジェフリー エー．

(72)【発明者】

【氏名】レーシュ，ダニエル ジー．

(72)【発明者】

【氏名】フェドリカ，ダミアン ビー．

(72)【発明者】

【氏名】カンケ，ロジャー

(72)【発明者】

【氏名】ピッツ，シャノン

【テーマコード（参考）】

5J021

【Ｆターム（参考）】

5J021AA05

5J021AA09

5J021AA11

5J021AB03

5J021AB05

5J021DB03

5J021FA17

5J021FA29

5J021GA02

5J021GA06

5J021HA01

5J021JA05

(57)【要約】

【課題】差動的セグメント化開口アンテナのためのビームステアリングシステムの提供。
【解決手段】ビームステアリングシステムが、方向要素の第１及び第２のセットを含むアレイ状に配列された複数の角錐構造及び要素を含む差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナであって、各要素が２つの隣接した角錐構造の対向する面の間に規定され、各要素の位置がアレイの要素の共通原点から距離を置いて配置されている、差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナと、方向要素のための第１及び第２の位相勾配を決定するための位相勾配決定回路であって、位相勾配が、ＤＳＡアンテナに対するターゲットの第１及び第２の角度、並びにＤＳＡアンテナの動作周波数に基づく、位相勾配決定回路と、要素の各々について、第１及び第２の位相シフトを決定し、要素ごとに、それぞれの第１及び第２の位相シフトを合計することによって、合成位相シフトを決定するための位相シフト決定回路と、を含む。
【選択図】図１Ａ

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アレイ状に配列された複数の角錐構造、並びに第１の方向要素のセット及び第２の方向要素のセットを含むアレイ状に形成された複数の要素を含む差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナであって、各要素が２つの隣接した角錐構造の対向する面の間に規定され、さらに、各要素の位置が前記アレイの前記要素の共通原点から距離を置いて配置されている、差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナと、
第１の方向要素の前記セットのための第１の位相勾配を決定し、第２の方向要素の前記セットのための第２の位相勾配を決定するための位相勾配決定回路であって、前記第１の位相勾配及び第２の位相勾配が、前記ＤＳＡアンテナに対するターゲットの第１の角度、前記ＤＳＡアンテナに対する前記ターゲットの第２の角度、及び前記ＤＳＡアンテナの動作周波数に基づく、位相勾配決定回路と、
前記要素の各々について、前記第１の位相勾配に前記アレイの前記要素の前記共通原点に対する前記要素の前記位置を乗算することによって、第１の位相シフトを決定し、前記要素の各々について、前記第２の位相勾配に前記アレイの前記要素の前記共通原点に対する前記要素の前記位置を乗算することによって、第２の位相シフトを決定し、要素ごとに、前記それぞれの第１及び第２の位相シフトを合計することによって、合成位相シフトを決定するための位相シフト決定回路と、
を備えるビームステアリングシステム。

【請求項2】

前記ターゲットに対する前記ＤＳＡアンテナの信号利得の変化を生じさせるために、各々のそれぞれの合成位相シフトが各々のそれぞれの要素に適用される、請求項１に記載のシステム。

【請求項3】

複数の位相シフト信号を前記ターゲットへ送信するために各々のそれぞれの位相シフトを前記ＤＳＡアンテナの各要素に適用するための位相シフト適用回路をさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項4】

複数の同相信号を生成するために、各要素において受信された信号から前記合成位相シフトを除去するための位相整列回路をさらに備える、請求項１に記載のシステム。

【請求項5】

前記複数の同相信号を合計するための信号合成回路をさらに備える、請求項４に記載のシステム。

【請求項6】

前記位相勾配決定回路が、固定周波数について前記第１の位相勾配及び／又は前記第２の位相勾配を増大及び／又は減少させることによって、注目信号の場所を決定する、請求項１に記載のシステム。

【請求項7】

前記第１の位相勾配が、
ｃｏｓ（ＤＳＡアンテナアレイに対する前記ターゲットの第１の角度）×－ｃｏｓ（前記ＤＳＡアンテナアレイに対する前記ターゲットの第２の角度）×（３６０／（波長（ｆ）））、として決定され、ここで、波長（ｆ）はｃ／ｆと等しく、ｃは光の速度であり、ｆは前記動作周波数であり、
さらに、前記第２の位相勾配が、
ｓｉｎ（前記ＤＳＡアンテナアレイに対する前記ターゲットの第１の角度）×－ｃｏｓ（前記ＤＳＡアンテナアレイに対する前記ターゲットの第２の角度）×（３６０／（波長（ｆ）））、として決定され、ここで、波長（ｆ）はｃ／ｆと等しく、ｃは前記光の速度であり、ｆは前記動作周波数である、請求項１に記載のシステム。

【請求項8】

アレイ状に配列された複数の角錐構造、並びに第１の方向要素のセット及び第２の方向要素のセットを含むアレイ状に形成された複数の要素を含む差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナであって、各要素が２つの隣接した角錐構造の対向する面の間に規定され、さらに、各要素の位置が前記アレイの前記要素の共通原点から距離を置いて配置されている、差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナと、
１つ以上のコンピュータプロセッサと、
１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体と、
前記１つ以上のコンピュータプロセッサのうちの少なくとも１つによる実行のための前記１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体上に記憶されたプログラム命令と、
を備えるビームステアリングシステムであって、前記記憶されたプログラム命令が、
第１の方向要素の前記セットのための第１の位相勾配を決定し、第２の方向要素の前記セットのための第２の位相勾配を決定することであって、前記第１及び第２の位相勾配が、前記ＤＳＡアンテナに対するターゲットの第１の角度、前記ＤＳＡアンテナに対する前記ターゲットの第２の角度、及び前記ＤＳＡアンテナの動作周波数に基づく、決定することと、
前記要素の各々について、前記第１の位相勾配に前記アレイの前記要素の前記共通原点に対する前記要素の前記位置を乗算することによって、第１の位相シフトを決定し、前記要素の各々について、前記第２の位相勾配に前記アレイの前記要素の前記共通原点に対する前記要素の前記位置を乗算することによって、第２の位相シフトを決定し、要素ごとに、前記それぞれの第１及び第２の位相シフトを合計することによって、合成位相シフトを決定することと、
を行うための命令を含む、ビームステアリングシステム。

【請求項9】

前記１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体上に記憶された、以下のプログラム命令のうちの１つ以上：
前記ターゲットに対する前記ＤＳＡアンテナの信号利得の変化を生じさせるために、各々のそれぞれの合成位相シフトを各々のそれぞれの要素に適用するためのプログラム命令、
をさらに備える、請求項８に記載のシステム。

【請求項10】

前記１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体上に記憶された、以下のプログラム命令のうちの１つ以上：
複数の位相シフト信号を前記ターゲットへ送信するために各々のそれぞれの位相シフトを前記ＤＳＡアンテナの各要素に適用するためのプログラム命令、
をさらに備える、請求項８に記載のシステム。

【請求項11】

前記１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体上に記憶された、以下のプログラム命令：
前記第１の位相勾配を：
ｃｏｓ（ＤＳＡアンテナアレイに対する前記ターゲットの第１の角度）×－ｃｏｓ（前記ＤＳＡアンテナアレイに対する前記ターゲットの第２の角度）×（３６０／（波長（ｆ）））
として決定することであって、ここで、波長（ｆ）はｃ／ｆと等しく、ｃは光の速度であり、ｆは前記動作周波数である、決定することと、
前記第２の位相勾配を：
ｓｉｎ（前記ＤＳＡアンテナアレイに対する前記ターゲットの第１の角度）×－ｃｏｓ（前記ＤＳＡアンテナアレイに対する前記ターゲットの第２の角度）×（３６０／（波長（ｆ）））
として決定することであって、ここで、波長（ｆ）はｃ／ｆと等しく、ｃは前記光の速度であり、ｆは前記動作周波数である、決定することと、
を行うためのプログラム命令のうちの１つ以上をさらに備える、
請求項８に記載のシステム。

【請求項12】

アンテナ用のビームステアリングのための方法であって、
アンテナの第１の方向要素のセットのための第１の位相勾配を決定し、前記アンテナの第２の方向要素のセットのための第２の位相勾配を決定することであって、前記アンテナが、アレイ状に配列された複数の角錐構造、並びに第１の方向要素のセット及び第２の方向要素のセットを含むアレイ状に形成された複数の要素を含む差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナであって、各要素が２つの隣接した角錐構造の対向する面の間に規定され、各要素の位置が前記アレイの前記要素の共通原点から距離を置いて配置されている、差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナを含み、前記第１及び第２の位相勾配が、前記ＤＳＡアンテナに対するターゲットの第１の角度、前記ＤＳＡアンテナに対する前記ターゲットの第２の角度、及び前記ＤＳＡアンテナの動作周波数に基づく、決定することと、
前記要素の各々について、前記第１の位相勾配に前記アレイの前記要素の前記共通原点に対する前記要素の前記位置を乗算することによって、第１の位相シフトを決定することと、
前記要素の各々について、前記第２の位相勾配に前記アレイの前記要素の前記共通原点に対する前記要素の前記位置を乗算することによって、第２の位相シフトを決定することと、
要素ごとに、前記それぞれの第１及び第２の位相シフトを合計することによって、合成位相シフトを決定することと、
を含む、方法。

【請求項13】

複数の同相信号を生成するために、各要素において受信された信号から前記合成位相シフトを除去することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項14】

位相勾配決定回路が、固定周波数について前記第１の位相勾配及び／又は前記第２の位相勾配を増大及び／又は減少させることによって、注目信号の場所を決定することをさらに含む、請求項１２に記載の方法。

【請求項15】

アレイ状に配列された複数の角錐構造、並びに第１の方向要素のセット及び第２の方向要素のセットを含むアレイ状に形成された複数の要素を含む差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナであって、各要素が２つの隣接した角錐構造の対向する面の間に規定され、さらに、各要素の位置が前記アレイの前記要素の共通原点から距離を置いて配置されている、差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナと、
要素ごとの位相シフト値を決定するための位相シフト及び時間遅延決定回路であって、前記位相シフト及び時間遅延決定回路がまた、前記位相シフト値に基づいて時間遅延値を決定するためのものであり、前記位相シフト及び時間遅延決定回路がまた、固定変調信号を用いて前記時間遅延値を変調することによって、固定周波数位相シフト信号を生成するためのものである、位相シフト及び時間遅延決定回路と、
プロセッサ回路と、
ブースト固定周波数位相シフト信号を生成するために、前記固定周波数位相シフト信号の周波数を増大させるための位相ロックループ（ＰＬＬ）回路と、
無線信号を生成するためのソフトウェア無線（ＳＤＲ）回路と、
前記ブースト固定周波数位相シフト信号を前記無線信号と合成し、合成時間遅延信号を生成するためのミキサ回路であって、前記合成時間遅延信号が、前記要素を、位相シフトを位相中心に適用するように制御する、ミキサ回路と、
を備えるビームステアリングシステム。

【請求項16】

前記ＰＬＬ回路が、
選択された周波数を適用し、前記固定周波数位相シフト信号に基づいて前記ブースト固定周波数位相シフト信号を生成するための周波数シンセサイザ回路、
前記ブースト固定周波数位相シフト信号をフィルタリングするためのフィルタ回路、及び
前記周波数シンセサイザ回路を、前記選択された周波数を生成するように制御するための発振器回路、
を含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項17】

前記位相シフト及び時間遅延決定回路が、
前記アレイの前記要素のための位相シフト値を決定するためのプロセッサ回路、
前記位相シフト値のための時間遅延値を決定するための位相制御回路、及び
クロック値に基づいて前記位相シフト値を順序制御するための位相シフトシーケンサ回路、
を含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項18】

前記位相シフト値に基づいて前記時間遅延値を生成するための位相制御回路及び時間遅延回路をさらに備える、請求項１７に記載のシステム。

【請求項19】

前記プロセッサ回路が、
第１の方向要素のセットのための第１の位相勾配を決定し、第２の方向要素のセットのための第２の位相勾配を決定するための位相勾配決定回路であって、前記第１及び第２の位相勾配が、前記ＤＳＡアンテナに対するターゲットの第１の角度、前記ＤＳＡアンテナに対する前記ターゲットの第２の角度、及び前記ＤＳＡアンテナの動作周波数に基づく、位相勾配決定回路、並びに
前記要素の各々について、前記第１の位相勾配に前記アレイの前記要素の前記共通原点に対する前記要素の前記位置を乗算することによって、第１の位相シフトを決定し、前記要素の各々について、前記第２の位相勾配に前記アレイの前記要素の前記共通原点に対する前記要素の前記位置を乗算することによって、第２の位相シフトを決定し、要素ごとに、前記それぞれの第１及び第２の位相シフトを合計することによって、合成位相シフトを決定するための位相シフト決定回路、
を含む、請求項１５に記載のシステム。

【請求項20】

前記ターゲットに対する前記ＤＳＡアンテナの信号利得の変化を生じさせるために、各々のそれぞれの合成ヌル位相シフトが各々のそれぞれの要素に適用される、請求項１９に記載のシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

関連出願の相互参照
[0001] 本出願は、２０２１年１０月２９日に出願された、米国仮特許出願第６３／２７３，３４４号、２０２１年１０月２９日に出願された、米国仮特許出願第６３／２７３，３５２号、及び２０２１年１０月２９日に出願された、米国仮特許出願第６３／２７３，４３４号の出願日の利益を主張する。これらの出願の教示全体は本明細書において参照により組み込まれる。

【0002】

技術分野
[0002] 本開示は、差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ（differential segmented array））アンテナのためのビームステアリング及び方向探知に関する。

【背景技術】

【0003】

背景
[0003] ビームフォーミングは、より長い、よりターゲットを定めたストリームを有する単一のアンテナを実効的に作り出す、同じ信号を同じ波長及び位相で送信する複数の放射要素の適用である。ビームステアリングは、全ての放射要素上の入力信号の位相を変更することによって、ビームフォーミングのコンセプトを１段階先に進める。これは、信号が特定の受信器にターゲットを定められることを可能にする。アンテナは、単一のビームを特定の方向に操縦するための共通周波数を有する放射要素を採用することができるか、又は異なる周波数のビームが、異なるユーザにサービス提供するために異なる方向に操縦され得る。ビームステアリングは、５Ｇネットワークの高使用量と相まった範囲制限のゆえに、５Ｇ通信において重要な役割を果たしている。

【0004】

図面の簡単な説明
[0004] 以下の詳細な説明が参照されなければならず、詳細な説明は添付の図面と併せて読まれなければならず、同様の符号は同様の部分を表す。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1A】[0005]図１Ａは、本開示のいくつかの実施形態に係る差動的セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナの様々な図を示す。

【図1B】[0005]図１Ｂは、本開示のいくつかの実施形態に係る差動的セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナの様々な図を示す。

【図1C】[0005]図１Ｃは、本開示のいくつかの実施形態に係る差動的セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナの様々な図を示す。

【図2】[0006]図２は、本開示のいくつかの実施形態に係るビームステアリング回路を示す。

【図3A】[0007]図３Ａは、本開示の一実施形態に係る図１ＡのＤＳＡアンテナのためのビームパターンを示す。

【図3B】[0007]図３Ｂは、本開示の一実施形態に係る図１ＢのＤＳＡアンテナのためのビームパターンを示す。

【図3C】[0007]図３Ｃは、本開示の一実施形態に係る図１ＣのＤＳＡアンテナのためのビームパターンを示す。

【図4】[0008]図４は、本開示の一実施形態に係るビームステアリング回路を示す。

【図5】[0009]図５は、本開示の一実施形態に係る位相シフト及び時間遅延決定回路を示す。

【図6】[0010]図６は、本開示の一実施形態に係る時間遅延回路を示す。

【図7】[0011]図７は、本開示の一実施形態に係る信号チェーンの例を示す。

【図8】[0012]図８は、本開示の別の実施形態に係るビームステアリング回路を示す。

【図9】[0013]図９は、本開示のいくつかの実施形態に係るＤＳＡアンテナのためのビームステアリング提示システムを示す。

【発明を実施するための形態】

【0006】

詳細な説明
[0014] 本開示は、その適用において、以下の説明において記載されるか、又は図面において示される構成要素の構成及び配置の詳細に限定されない。本明細書において説明される例は、他の実施形態の余地、及び様々な仕方で実施若しくは実行される余地があり得る。また、本明細書において用いられる術語及び専門用語は、当業者によって理解され得るように、説明の目的のためのものであり、限定と見なされるべきでないことは理解されるであろう。本説明全体を通して、同様の参照符号はいくつかの図全体を通して同様の構造を指示し得、このような構造は別個に説明されなくてもよい。さらに、特定の例示的な実施形態の任意の特定の特徴は、本明細書の任意の他の例示的な実施形態に、好適なものとして等しく適用され得る。換言すれば、本明細書において説明される様々な例示的な実施形態の間の特徴は交換可能であり、排他的なものではない。

【0007】

[0015] 本明細書において開示されるのは、ＤＳＡに基づくビームステアリングシステム及びビームステアリング提示システムである。

【0008】

[0016] 図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃは、本開示のいくつかの実施形態に係るＤＳＡアンテナ１００の様々な図を示す。図１Ａは、例示的なＤＳＡアンテナ１００の、上から見下ろした図を示す。アンテナ１００は、本明細書における例では、アレイ状に配列された、概ね角錐の構造である、複数の突出部を含み、１つの例示的な角錐構造が１０２とラベル付けされている。図１Ａの例では、アンテナ１００は５行及び５列（５×５）の角錐構造を有する。各角錐構造の少なくとも１つの面は、図示のように、隣接した角錐構造に面する。２つの隣接した角錐構造の対向する面はアンテナ要素１０４、１０６を形成する。要素１０４は水平要素と指示され、要素１０６は鉛直要素と指示される。本例において５行及び５列（５×５）の角錐構造が存在することを所与とすると、水平要素１０４の５つの行が存在し、各行は水平要素１０４の４つの列を含む。それゆえ、水平要素１０４は、合計で２０個の水平要素になる、（５×４）アレイを形成する。また、本例において５行及び５列（５×５）の角錐構造が存在することを所与とすると、鉛直要素１０６の５つの列が存在し、各行は鉛直要素１０６の４つの行を含む。それゆえ、鉛直要素１０６は、合計で２０個の鉛直要素になる、（４×５）アレイを形成する。それゆえ、鉛直及び水平要素１０４、１０６は、要素のｍ個の数の行及びｎ個の数の列を有する、（ｍ×ｎ）アレイ状に配列される。図１Ａの例では、鉛直要素１０６はＸ軸に沿って列状に形成され、水平要素１０４はＹ軸に沿って行状に形成される。実施形態によっては、角錐構造は互いに概ね同一であり、また、互いに概ね等距離にあり、例えば、各要素は隣接要素から１”離れている。要素１０４、１０６の電磁的位置はその要素についての位相中心である。各位相中心は、要素によって送信される、又はそれによって受信される信号のための送信（Ｔｘ）及び受信（Ｒｘ）点を表す。

【0009】

[0018] 図１Ｂは、ベース誘電体層１０８上に形成された角錐状構造１０２を示す、アレイ１００の断面図を示す。図１Ｂはまた、ターゲット１１０との通信（ＲＸ及び／又はＴＸ）のための位置におけるＤＳＡアンテナアレイ１００を示す。ターゲット１００はアレイ１００のＸ－Ｙ平面に対して仰角（「Ｅｌ．Ａｎｇ．」）及び方位角（「Ａｚ．Ａｎｇ．」）に位置付けられている。本例では、Ａｚ．Ａｎｇ．は、Ｘ方向におけるアレイの正面と垂直な軸１１２に対するターゲット１１０の角度である。図１Ｃはまた、ターゲット１１０との通信（ＲＸ及び／又はＴＸ）のための位置におけるアレイ１００の断面図を示す。本例では、Ｅｌ．Ａｎｇ．は、Ｙ方向におけるアレイの正面と垂直な軸１１４に対するターゲット１１０の角度である。以下においてより詳細に説明されるように、アレイ１００の要素１０４、１０６は、アレイ１００とターゲット１１０との間の信号利得を最適化するべくターゲット１１０とのＲｘ及び／又はＴｘ通信のための位相シフトを与えるように制御され得る。

【0010】

[0018] 図２は、本開示のいくつかの実施形態に係るビームステアリング回路２００を示す。一般的な事項として、及び図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃを引き続き参照すると、アレイ１００の配向に対するターゲット１１０の方位角及び／又は仰角は、概して、ターゲット１１０の方向におけるＲｘ動作及びＴｘ動作の両方における信号の利得に影響を及ぼす働きをする。例えば、アレイのピーク利得は、概して、アレイ１００のビームパターン、具体的には、ビームパターンのメインローブがターゲット１１０に向けられた所に存在する。したがって、ビームステアリング回路２００は、概して、実質上、アレイ１００とターゲット１１０との間の通信利得を最大化するために、アレイがターゲット１１０を直接（及びアレイ１１０の物理的運動を行うことなく）指向するよう、要素（１０４、１０６）の各々の上の位相角を与えるように構成されている。

【0011】

[0019] ビームステアリング回路２００は、概して、アレイとターゲットとの間の信号強度を最大化するために（Ｘ次元及びＹ次元の両方における）アレイにわたる位相勾配を決定するように構成された位相勾配決定回路２０２を含む。位相勾配は、アレイに対するターゲットの方位角及び仰角、動作周波数（ｆ）、並びにターゲットに対するＤＳＡアレイの配向に基づく。アレイにわたるＸ方向における位相勾配（ＰＧｘ）は式（１）を用いて決定され得る。
ＰＧｘ＝ｃｏｓ（Ａｚ．Ａｎｇ．）＊－ｃｏｓ（Ｅｌ．Ａｎｇ．）＊（３６０／（波長（ｆ））） （１）

【0012】

[0020] 式（１）において、波長（ｆ）はｃ／ｆとして決定され得、距離単位（例えば、インチ、ｍｍ等）で表され、ｃは、所与の媒質によって変更され得るとおりの、光の速度である。それゆえ、ＰＧｘの単位は（度／距離）として表される。ＰＧｘは、後述されるように、図１Ａに示される水平要素の各行に適用される。

【0013】

[0021] 同様に、アレイにわたるＹ方向における位相勾配（ＰＧｙ）は式（２）を用いて決定され得る。
ＰＧｙ＝ｓｉｎ（Ａｚ．Ａｎｇ．）＊－ｃｏｓ（Ｅｌ．Ａｎｇ．）＊（３６０／（波長（ｆ））） （２）

【0014】

[0022] 式（２）において、波長（ｆ）はｃ／ｆとして決定され得、距離単位（例えば、インチ、ｍｍ等）で表され、ｃは、所与の媒質によって変更され得るとおりの、光の速度である。それゆえ、ＰＧｙの単位は（度／距離）として表される。ＰＧｙは、後述されるように、図１Ａに示される鉛直要素の各列に適用される。

【0015】

[0023] 位相シフト決定回路２０４は、位相勾配ＰＧｘ及びＰＧｙに基づいて、並びにまた、アレイの要素の共通原点に対する要素の位置に基づいて、アレイ１００内の各々のそれぞれの要素１０４、１０６に適用するべき位相シフトを決定するように構成されている。共通原点は、要素の全てに共通であるアレイ１００に対する任意の位置であり得る。すなわち、各要素（ｍ，ｎ）は共通原点から規定の距離を有する。例えば、共通原点は、アレイ１００の中心、アレイ１００の左下隅等として選択され得る。水平要素ごとに、位相シフト決定回路２０４は、ＰＧｘ位相勾配にアレイの要素の共通原点に対する要素の位置を乗算し、かくして、度を単位として表される値θ（ｍ，ｎ）ｘをもたらすことによって、所与の位相中心のための位相シフトを決定するように構成されている。同様に、鉛直要素ごとに、位相シフト決定回路２０４は、ＰＧｙ位相勾配にアレイの要素の共通原点に対する要素の位置を乗算し、かくして、度を単位として表される値θ（ｍ，ｎ）ｙをもたらすことによって、所与の要素のための位相シフトを決定するように構成されている。位相シフト決定回路２０４はまた、要素ごとに、対応するｘ及びｙ位相シフト値（θ（ｍ，ｎ）ｘ＋θ（ｍ，ｎ）ｙ）を合成し（合計し）、かくして、要素ごとの合成位相シフト値、すなわち、θ（ｍ，ｎ）の行列を形成するように構成されている。

【0016】

[0024] 位相シフト値θ（ｍ，ｎ）は、Ｔｘ及び／又はＲｘ動作の間に、各々の対応する要素に適用され得、これは各要素の位相中心ごとの位相シフト／時間遅延を与え得る。図面には示されていないが、各要素は、アレイ１００とターゲット１１０との間の通信を可能にするための対応するＴｘ及びＲｘ回路に関連付けられていることが理解される。送信動作のために、ビームステアリング回路２００はまた、概して、決定された位相シフト値を、周波数（ｆ）で動作する送信信号に適用するように構成された、各要素に関連付けられた、位相シフト適用回路２０６を含み得る。位相シフト信号は、要素ごとに、（（実数，虚数）ｅ^{－ｊθ（ｍ，ｎ）}）と表され得る。各要素は、位相シフトを有する信号を送信していてもよいが、送信信号の全ては遠方界自由空間内で合成することになることに留意されたい。受信動作のために、各要素のＲｘ回路は、対応する位相シフト値を適用し得る。位相シフト信号が各アンテナ要素から受信されるため、ビームステアリング回路はまた、概して、各要素のＲｘ回路上で与えられた任意の位相シフトを除去するように、すなわち、各要素において受信された各信号が互いに同相に配されるように構成された位相整列回路２０８を含み得る。ビームステアリング回路２００はまた、概して、各要素からの同相信号の集合を合成し（合計し）、かくして、合計された同相信号の数に基づく利得増大を有する、合成信号を形成するように構成された信号合成回路２１０を含み得る。

【0017】

[0025] 図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃに示されるＤＳＡアレイ１００は、概して、２次元アレイである。他の実施形態では、ＤＳＡアレイは、例えば、角錐構造１０２を３次元形状（例えば、球、円錐、立方体等）の表面上に配列することによって、３次元アレイとして実施され得る。このような実施形態では、位相勾配及び位相シフトを決定するための本開示の教示は第３の次元（ｚ次元）へと拡張され得る。それゆえ、例えば、位相勾配決定回路２０２はまた、ｚ方向位相勾配をｚ方向オフセット角の関数として決定するように構成され得、ＰＧｚ＝－ｓｉｎ（Ｚ角度）Ｘ（３６０／（波長（ｆ）））と表され得る。加えて、合成位相シフト値はθ（ｍ，ｎ，ｚ）と表され得る。ここで、ｚはｚ方向要素の数を表す。

【0018】

[0026] ＤＳＡアレイ１００は、トラック、固定構造物等の上へのＤＳＡアレイ１００の装着などの、地上波の適用のために用いられ得る。ＤＳＡアレイ１００はまた、アレイ１００が概して上向きに指向させられ得る衛星－地上通信、及び／又は衛星－衛星通信等のために用いられ得る。適用によっては、ＤＳＡアンテナ１００及び／又はターゲット１１０は、仰角及び／又は方位角が経時的に変化するよう、運動していてもよい。したがって、実施形態によっては、位相勾配決定回路２０２及び／又は位相シフト決定回路２０４は、ターゲット１１０に対するＤＳＡアレイ１００の角度の変化に基づいて位相勾配及び／又は位相シフトを決定するように構成されている。

【0019】

[0027] 上述されたビームステアリング回路２００はまた、既知の注目信号の仰角及び／又は方位角を決定するべくアレイを「操縦する」ための方向探知のために用いられ得る。したがって、位相勾配決定回路２０２はまた、選択された周波数帯域にわたって周波数を増大／減少させ、また、位相勾配を増大／減少させ（ひいては、各要素の位相シフトを増大／減少させ）、選択された注目信号について「走査し」、選択された周波数について最も大きい利得を発生する位相シフトを決定するように構成され得る。位相勾配はアレイに対する角度を単位として定義されるため、それゆえ、ターゲットの空間内の場所を得ることができる。

【0020】

[0028] 上述されたように、ビームステアリング回路２００はアレイとターゲットとの間の信号通信における利得の増大を可能にする。実施形態によっては、無線ジャマー等などの、通信に干渉している遠方界ターゲットが存在し得る。したがって、ビームステアリング回路２００はまた、不要なターゲットをアンテナアレイのヌル位置に操縦し、かくして、ソース信号の利得を減少させるために用いられ得る。図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃは、本開示の一実施形態に係る図１Ａ、図１Ｂ、及び図１ＣのＤＳＡアンテナのためのビームパターンを示す。図３Ａは所与の周波数についてのＤＳＡアンテナのビームパターンの３次元グラフを示す。図示のように、ビームパターンは、ＤＳＡアンテナの真正面にあるメインローブ３０２、及び１つが３０４とラベル付けされた、いくつかのサイドローブを含む。利得特性は、（例えば、ＤＳＡアンテナが、メインローブ３０２がターゲットに面するように操縦されたときに（上述された））、メインローブ３０２内で生じるＴｘ及びＲｘについて最大化され、Ｔｘ及びＲｘがサイドローブ３０４内で生じるときには、低下した利得になる。メインローブ３０２とサイドローブ３０４との間にヌル位置３０６がある。ヌル位置３０６は方位角及び仰角（本明細書において「Ｎｕｌｌ－Ａｚ．Ａｎｇ」及び「Ｎｕｌｌ－Ｅｌ．Ａｎｇ」と称される）に対応する。利得特性は、（例えば、ＤＳＡアンテナが、ヌル位置３０６がターゲットに面するように操縦されたときに（上述された））、メインローブ内で生じるＴｘ及びＲｘについて最小化される。電力目盛３０８は、メインローブ３０２、サイドローブ３０４、及びヌル位置３０６の色分けされた相対利得特性を示す。ここで、明は、増大した利得特性（ｄＢによる電力利得）を示し、暗はヌル利得特性（例えば、－３０ｄＢ超低下した利得）を示す。図示のように、典型的には、複数のサイドローブ３０４及び複数のヌル位置３０６が存在する。上述されたように、ビームパターンは、概して、ＤＳＡアンテナの設計（例えば、要素数（ｍ×ｎ））、及び動作周波数に基づく。図３Ａに示されるビームパターンは、４×４の要素を有し、８．０００ＧＨｚで動作するＤＳＡアンテナについてのビームパターンを仮定している。図３Ｂは、方位角ビームパターン３１０を示し、例えば、６０～９０度の間の、ヌルの場所が生じ得る方位角を示す。図３Ｃは仰角ビームパターン３１２を示し、ヌルが生じ得る仰角を示し、例えば、ヌル３０６が、メインローブ３０２とサイドローブ３０４との間に、およそ４５度において生じる。

【0021】

[0029] 図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃに加えて、図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃを引き続き参照しつつ、図２を再び参照すると、並びにターゲット１１０は妨害信号のソースとして識別されると仮定すると、ビームステアリング回路２００は、ビームパターン３００を、ヌル位置３０６がターゲットの方へ向けられ、かくして、妨害信号の減衰（ヌリング）を可能にするように操縦するように構成されている。したがって、位相シフト決定回路２０４はまた、要素の各々について、水平位相勾配、アレイの要素の共通原点に対する要素の位置、及び方位角ヌル角（Ｎｕｌｌ－Ａｚ．Ａｎｇ．）に基づいて、第１のヌル位相シフトを決定するように構成され得る。具体的には、第１のヌル位相シフトは、第１の位相勾配にアレイの要素の共通原点に対する要素の位置を乗算し、第１のヌル角を減算又は加算することによって決定され得る。第１のヌル角を減算又は加算することは、例えば、ビームパターンのメインローブに対する第１のヌル角の位置に基づき得る。位相シフト決定回路２０４はまた、位相中心の各々について、第２の位相勾配、アレイの要素の共通原点に対する要素の位置、及び仰角ヌル角（Ｎｕｌｌ－Ｅｌ．Ａｎｇ．）に基づいて、第２のヌル位相シフトを決定するように構成され得る。具体的には、第２のヌル位相シフトは、第２の位相勾配にアレイの要素の共通原点に対する要素の位置を乗算し、第２のヌル角を減算又は加算することによって決定され得る。第２のヌル角を減算又は加算することは、例えば、ビームパターンのメインローブに対する第２のヌル角の位置に基づき得る。

【0022】

[0030] 位相シフト決定回路２０４はまた、要素ごとに、それぞれの第１及び第２のヌル位相シフトを合計することによって、合成ヌル位相シフトを決定するように構成され得る。合成ヌル位相シフトはＤＳＡアンテナにヌル位置をターゲットの方へ配向させ、かくして、ターゲットから受信される信号の信号強度を減少させる。図３Ａ、図３Ｂ、及び図３Ｃに、所与の動作周波数についてのヌル角が示されている。

【0023】

[0031] 図４は、本開示の一実施形態に係るビームステアリング回路４００を示す。本実施形態のビームステアリング回路４００は、以上において図２を参照して説明されたように、概して、アレイの各々のそれぞれの要素のための位相シフト値θ（ｍ，ｎ）を決定するように構成された、位相シフト及び時間遅延決定回路４０２を含む。位相シフト及び時間遅延決定回路４０２はまた、各々のそれぞれの位相シフト値θ（ｍ，ｎ）について、時間遅延値、ｔｄ（ｍ，ｎ）を生成するように構成されている。位相シフト及び時間遅延決定回路４０２はまた、固定変調信号、例えば、１ＭＨｚの変調信号（本明細書において「固定周波数位相シフト信号」と称される）を用いて各々のそれぞれの時間遅延値を変調するように構成されている。

【0024】

[0032] 本実施形態のビームステアリング回路４００はまた、概して、固定周波数位相シフト信号の周波数をブーストし（増大させ）、ブースト固定周波数位相シフト信号を生成するように構成された位相ロックループ（ＰＬＬ）回路４０４を含む。ＰＬＬ回路４０４は、中間のブースト固定周波数位相シフト信号を生成するための周波数シンセサイザ回路４０６、ブースト固定周波数位相シフト信号のフィルタリング（例えば、ノッチフィルタリング、ローパスフィルタリング等）を提供するための帯域幅フィルタ回路４０８、並びにＰＬＬ回路４０４からの出力として、及び基準ブースト固定周波数信号として、ターゲットのブースト固定周波数位相シフト信号を生成するための電圧制御発振器回路４１０を含む。基準ブースト固定周波数信号は、周波数シンセサイザ回路４０６が、ブースト固定周波数位相シフト信号がターゲットのブースト周波数にとどまっていることを確実にするべく、ブースト固定周波数位相シフト信号と比較するためのフィードバックとして用いられる。

【0025】

[0033] ビームステアリング回路４００はまた、概して、データを含む無線信号を生成するように構成されたソフトウェア無線（ＳＤＲ）回路４１２を含む。一般的な事項として、ＳＤＲ回路の動作周波数は９００ＭＨｚ～３．０ＧＨｚの範囲内であり得る。ビームステアリング回路４００はまた、概して、（ＰＬＬ回路によって生成された）ブースト固定周波数位相シフト信号を（ＳＤＲ回路４１２によって生成された）無線信号と合成し、合成時間遅延信号４１６を生成するように構成されたミキサ回路４１４を含む。合成時間遅延信号４１６は、ビームステアリングを可能にするために位相中心に適用され得る。合成時間遅延信号４１６は、ブースト固定周波数位相シフト信号の周波数・プラス・無線信号の周波数と等しい周波数値を有し、データ及び位相情報を含む。例えば、ＤＳＡアンテナのターゲット動作周波数は２．４ＧＨｚであると仮定する。その値を達成するために、ブースト固定周波数位相シフト信号は１５００ＭＨｚの周波数を有し得、無線信号は９００ＭＨｚの周波数を有し得る。図示のように、ＰＬＬ回路４０４及びミキサ回路４１４は、アンテナアレイの各々のそれぞれの要素（ピクセル）を独立して駆動するために位相／時間遅延値ごとに繰り返され得る。

【0026】

[0034] 図５は、本開示の一実施形態に係る位相シフト及び時間遅延決定回路４０２’を示す。本実施形態の位相シフト及び時間遅延決定回路４０２’は、以上において図２を参照して説明されたように、アレイの各々のそれぞれの要素のための位相シフト値θ（ｍ，ｎ）を決定するためのプロセッサ回路５０２（例えば、デジタル信号プロセッサ回路、マイクロプロセッサ回路等）を含む。位相シフト及び時間遅延決定回路４０２’はまた、概して、各々のそれぞれの位相シフト値θ（ｍ，ｎ）について、時間遅延値、ｔｄ（ｍ，ｎ）を決定するように構成された位相制御回路５０４を含む。位相制御回路５０４は、クロック値に基づいて位相シフト値θ（ｍ，ｎ）を順序制御するように構成された位相シフトシーケンサ回路５０６を含む。周波数領域における位相値は時間領域における時間遅延値に対応するため、位相制御回路５０４はまた、位相シフト値に基づいて時間遅延値を生成する時間遅延回路５０８を含む。時間遅延値は、対応する要素を制御し、時間遅延を適用するための（上述された）ＰＬＬ回路４０４’への入力である。図示のように、位相制御回路５０４は、アンテナアレイの各々のそれぞれの要素を独立して制御するために位相／時間遅延値ごとに繰り返され得る。

【0027】

[0035] 図６は、本開示の一実施形態に係る時間遅延回路５０８’を示す。本実施形態の時間遅延回路５０８’は、複数の縦続接続されたフリップフロップ回路６０２を含む。図６に示される例は、選択された遅延時間を生成するために組み合わせられ得る（オンにされる）単一のフリップフロップ回路、２つのフリップフロップ回路、及び４つのフリップフロップ回路を含む３ビット分解能時間遅延を示しており、選択された遅延時間は位相遅延値に対応する。無論、図６の時間遅延回路５０８’は、時間遅延値のより大きい分解能を提供するように拡張され得る。

【0028】

[0036] 図７は、本開示の一実施形態に係る信号チェーンの例を示す。図示のように、送信部分７０２はアナログ構成要素で構成されており、それゆえ、送信側におけるデジタル－アナログ回路を解消している。本明細書において説明されるように、送信信号チェーンにおいてアナログソリューションを提供することは、周波数に依存しない動作を可能にし得、また、ＤＳＡアンテナの帯域幅性能も増大させ得る。

【0029】

[0037] 図８は、本開示の別の実施形態に係るビームステアリング回路８００を示す。図８のビームステアリング回路８００は、ビームステアリング回路４００の複数のインスタンスが、固有の動作周波数を用いた同時ビームステアリングを可能にするために利用され得る、以上において図４～図７を参照して説明されたコンセプトの拡張を示す。

【0030】

[0038] 図９は、本開示のいくつかの実施形態に係るＤＳＡアンテナのためのビームステアリング提示システム９００を示す。ビームステアリング提示システム９００はＤＳＡアンテナアレイ９０２（断面で示されている）を含む。アレイ９０２は、概して、アレイ状に配列された複数の角錐構造を含む。各角錐構造の少なくとも１つの面は、図示のように、隣接した角錐構造に面する。２つの隣接した角錐構造の対向する面はアンテナ要素を形成する。実施形態によっては、角錐構造は互いに概ね同一であり、また、互いに概ね等距離にあり、例えば、各要素は最も近い要素から１”離れている。要素の電磁的位置はその要素についての位相中心である。各位相中心は、要素によって送信される、又はそれによって受信される信号のための送信（Ｔｘ）及び受信（Ｒｘ）点を表す。

【0031】

[0039] システム９００はまた、少なくとも１つの方向におけるビームステアリング動作を遂行するべく、アレイ９０２の１つ以上の要素の位相を制御するための位相シフト回路９０４を含む。一実施形態では、アレイ９０２は、仰角方向における物理的運動を可能にするように装着され得、位相シフト回路９０４は方位角方向における位相シフトを制御し得る。複数の位相シフト回路が、例えば、各要素及び／又は要素の集団を制御するために用いられ得る。システム９００はまた、（コンピュータシステム等のようなプログラム可能ソースから）選択された動作周波数における位相及びデータ情報を受信し、選択された動作周波数における同じ位相及びデータ情報を用いて各位相シフト回路９０４を制御するための合成器回路９０６を含み得る。

【0032】

[0040] システム９００はまた、選択された動作周波数における位相及びデータ情報を受信し、スペクトル及び／又は音声データを生成するためのスペクトル分析器回路９０８を含み得る。スペクトル分析器回路９０８は、受信信号のスペクトル内容を表示するＵＳＢベースのスペクトル分析器を含み得る。例えば、受信（Ｒｘ）モードにおいて、スペクトル分析器回路９０８はターゲット信号の視覚的な振幅及び周波数内容をユーザに提供し得る。アレイ９０２が位相シフト回路９０４を介してビーム操縦されたとき、スペクトル分析器回路９０８はターゲット信号の方向依存性の振幅の視覚的変化をユーザに提供し得、かくして、ＤＳＡアレイ９０２のビームステアリング能力を提示する視覚的手法を提供する。スペクトル分析器回路９０８はまた、無線信号の復調も可能にし得、これにより、例えば、電波から音声内容が復調され得、標準的な無線機と全く同様に音声が再生され得る。それゆえ、スペクトル分析器回路９０８は、受信モードにおけるビームステアリングを提示する可聴情報をユーザに提供し得る。例えば、スペクトル分析器回路９０８は、ビームがターゲットへ、及びターゲットから遠ざかるよう操縦されるのに従って、可聴情報を増大及び減少させることを可能にし得る。

【0033】

[0041] システム９００はまた、アレイ９０２のビームステアリング動作のために用いられるべき位相及びデータ情報を生成するためのプログラム可能ソース９１０（例えば、ラップトップコンピュータ）を含み得る。実施形態によっては、アレイ９０２、位相シフト回路９０４、及び／又はスペクトル分析器回路９０８と、プログラム可能ソース９１０との間でコマンド及びデータを交換するためのバスインターフェース回路９１２（例えば、ユニバーサルシリアルバスインターフェース回路）。システム９００はまた、上述された構成要素のうちのいずれか又は全てに電力を提供するための電源回路９１４を含み得る。

【0034】

[0042] 本開示の一態様によれば、それゆえ、ビームステアリングシステムであって、システムが、アレイ状に配列された複数の角錐構造、並びに第１の方向要素のセット及び第２の方向要素のセットを含むアレイ状に形成された複数の要素を含む差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナであって、各要素が２つの隣接した角錐構造の対向する面の間に規定され、さらに、各要素の位置がアレイの要素の共通原点から距離を置いて配置されている、差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナと、第１の方向要素のセットのための第１の位相勾配を決定し、第２の方向要素のセットのための第２の位相勾配を決定するための位相勾配決定回路であって、第１の位相勾配及び第２の位相勾配が、ＤＳＡアンテナに対するターゲットの第１の角度、ＤＳＡアンテナに対するターゲットの第２の角度、及びＤＳＡアンテナの動作周波数に基づく、位相勾配決定回路と、要素の各々について、第１の位相勾配にアレイの要素の共通原点に対する要素の位置を乗算することによって、第１の位相シフトを決定し、要素の各々について、第２の位相勾配にアレイの要素の共通原点に対する要素の位置を乗算することによって、第２の位相シフトを決定し、要素ごとに、それぞれの第１及び第２の位相シフトを合計することによって、合成位相シフトを決定するための位相シフト決定回路と、を含む、ビームステアリングシステムが提供される。

【0035】

[0043] 本開示の別の態様によれば、それゆえ、ビームステアリングシステムであって、システムが、アレイ状に配列された複数の角錐構造、並びに第１の方向要素のセット及び第２の方向要素のセットを含むアレイ状に形成された複数の要素を含む差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナであって、各要素が２つの隣接した角錐構造の対向する面の間に規定され、さらに、各要素の位置がアレイの要素の共通原点から距離を置いて配置されている、差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナと、１つ以上のコンピュータプロセッサと、１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体と、１つ以上のコンピュータプロセッサのうちの少なくとも１つによる実行のための１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体上に記憶されたプログラム命令と、を含む、ビームステアリングシステムが提供される。記憶されたプログラム命令は、第１の方向要素のセットのための第１の位相勾配を決定し、第２の方向要素のセットのための第２の位相勾配を決定することであって、第１及び第２の位相勾配が、ＤＳＡアンテナに対するターゲットの第１の角度、ＤＳＡアンテナに対するターゲットの第２の角度、及びＤＳＡアンテナの動作周波数に基づく、決定することと、要素の各々について、第１の位相勾配にアレイの要素の共通原点に対する要素の位置を乗算することによって、第１の位相シフトを決定し、要素の各々について、第２の位相勾配にアレイの要素の共通原点に対する要素の位置を乗算することによって、第２の位相シフトを決定し、要素ごとに、それぞれの第１及び第２の位相シフトを合計することによって、合成位相シフトを決定することと、を行うための命令を含む。

【0036】

[0044] 本開示のさらに別の態様によれば、それゆえ、ビームステアリングシステムであって、システムが、アレイ状に配列された複数の角錐構造、並びに第１の方向要素のセット及び第２の方向要素のセットを含むアレイ状に形成された複数の要素を含む差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナであって、各要素が２つの隣接した角錐構造の対向する面の間に規定され、さらに、各要素の位置がアレイの要素の共通原点から距離を置いて配置されている、差動セグメント化アレイ（ＤＳＡ）アンテナと、要素ごとの位相シフト値を決定するための位相シフト及び時間遅延決定回路であって、位相シフト及び時間遅延決定回路がまた、位相シフト値に基づいて時間遅延値を決定するためのものであり、位相シフト及び時間遅延決定回路がまた、固定変調信号を用いて時間遅延値を変調することによって、固定周波数位相シフト信号を生成するためのものである、位相シフト及び時間遅延決定回路と、プロセッサ回路と、ブースト固定周波数位相シフト信号を生成するために、固定周波数位相シフト信号の周波数を増大させるための位相ロックループ（ＰＬＬ）回路と、無線信号を生成するためのソフトウェア無線（ＳＤＲ）回路と、ブースト固定周波数位相シフト信号を無線信号と合成し、合成時間遅延信号を生成するためのミキサ回路であって、合成時間遅延信号が、要素を、位相シフトを位相中心に適用するように制御するためのものである、ミキサ回路と、を含む、ビームステアリングシステムが提供される。

【0037】

[0045] 本出願及び請求項で使用するとき、用語「及び／又は（and/or）」によってつながれた事柄の並びは、列挙された事柄の任意の組み合わせを意味することができる。例えば、表現「Ａ、Ｂ及び／又はＣ」は、Ａ；Ｂ；Ｃ；Ａ及びＢ；Ａ及びＣ；Ｂ及びＣ；或いはＡ、Ｂ、及びＣを意味することができる。本出願及び請求項で使用するとき、用語「～のうちの少なくとも１つ（at least one of）」によってつながれた事柄の並びは、列挙された用語の任意の組み合わせを意味することができる。例えば、表現「Ａ、Ｂ、又はＣのうちの少なくとも１つ」は、Ａ；Ｂ；Ｃ；Ａ及びＢ；Ａ及びＣ；Ｂ及びＣ；或いはＡ、Ｂ、及びＣを意味することができる。

【0038】

[0046] 「回路（circuitry）」は、本明細書における任意の実施形態で使用するとき、例えば、単独で、又は任意の組み合わせで、配線回路、１つ以上の個々の命令処理コアを含む１つ以上のコンピュータプロセッサなどのプログラム可能回路、状態機械回路、及び／又はプログラム可能回路によって実行される命令を記憶するファームウェア、及び／又は例えば、超並列処理、アナログ若しくは量子コンピューティング、ニューラルネットプロセッサなどのアクセラレータのハードウェア実施形態を含む将来のコンピューティング回路、並びに以上のもののノンシリコン実装形態を含み得る。回路は、集合的に、又は個々に、より大きいシステム、例えば、集積回路（ＩＣ（integrated circuit））、システムオンチップ（ＳｏＣ（system on-chip））、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ（application-specific integrated circuit））、プログラムマブル論理デバイス（ＰＬＤ（programmable logic device））、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ（digital signal processor））、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ（field programmable gate array））、論理ゲート、レジスタ、半導体デバイス、チップ、マイクロチップ、チップセット等の部分を形成する回路として具現され得る。

【0039】

[0047] 本明細書において説明される動作のうちの任意のものは、個々に、又は組み合わせて、回路によって実行されたとき、動作を遂行する命令を内部に記憶した、１つ以上のコンピュータ可読記憶媒体を含む、１つ以上の非一時的記憶デバイスを含むシステム内で実施され得る。記憶デバイスとしては、任意の種類の有形の媒体、例えば、ハードディスク、フロッピーディスク、光ディスク、コンパクトディスクリードオンリーメモリ（ＣＤ－ＲＯＭ（compact disk read-only memory））、コンパクトディスクリライタブル（ＣＤ－ＲＷ（compact disk rewritable））、及び光磁気ディスクを含む任意の種類のディスク、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ（read-only memory））、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ（random access memory））などのダイナミック及びスタティックＲＡＭ、消去可能プログラムマブルリードオンリーメモリ（ＥＰＲＯＭ（erasable programmable read-only memory））、電気的消去可能プログラムマブルリードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable programmable read-only memory））、フラッシュメモリ、ソリッドステートディスク（ＳＳＤ（Solid State Disk））、組み込みマルチメディアカード（ｅＭＭＣ（embedded multimedia card））、セキュアデジタル入力／出力（ＳＤＩＯ（secure digital input/output））カードなどの半導体デバイス、磁気若しくは光カード、或いは電子命令を記憶するために適した任意の種類の媒体が挙げられる。命令は、ファームウェア実行可能コード、ソフトウェア実行可能コード、組み込み命令セット、アプリケーションソフトウェア等の形態のものであり得る。他の実施形態は、プログラム可能制御デバイスによって実行されるソフトウェアとして実施さ得る。また、本明細書において説明される動作は、１つを超える異なる物理場所における処理構造などの、複数の物理デバイスにわたって分散し得ることも意図される。

【0040】

[0048] 本明細書において採用される用語及び表現は、限定ではなく、説明の用語として使用されており、このような用語及び表現の使用において、図示及び説明される特徴（又はそれらの部分）の同等物を除外する意図は全くなく、様々な変更が請求項の範囲内で可能であることが認識される。したがって、請求項は、全てのこのような同等物を網羅することが意図される。様々な特徴、態様、及び実施形態が本明細書において説明された。特徴、態様、及び実施形態は、当業者によって理解されるであろうように、相互の組み合わせ、並びに変形及び変更を受け入れる余地がある。したがって、本開示は、このような組み合わせ、変形、及び変更を包含すると考えられるべきである。

【0041】

[0049] 本明細書全体を通じた「一実施形態（one embodiment）」、又は「一実施形態（an embodiment）」への言及は、実施形態に関して説明された特定の特徴、構造、又は特性が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。それゆえ、本明細書全体を通じた様々な箇所における、表現「一実施形態では（in one embodiment）」、又は「一実施形態では（in an embodiment）」の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態に言及しているわけではない。さらに、特定の特徴、構造、又は特性は１つ又は複数の実施形態において任意の好適な仕方で組み合わせられ得る。

【図1A】

【図1B】

【図1C】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【国際調査報告】