CN109951205A - 无线信号收发装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无线信号收发装置，包含一双极化天线，一发射电路及一接收电路。该双极化天线是用来发射一第一无线信号、及实质上同时接收一第二无线信号。该双极化天线包含一第一馈入区域及一第二馈入区域。该第一馈入区域用来接收一发射信号，且该第一无线信号是相关于该发射信号。该第二馈入区域用来输出一接收信号，该接收信号是相关于该第二无线信号。该发射电路是用来产生该发射信号。该接收电路是用来产生一处理信号，且该处理信号是相关于该接收信号。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种无线信号收发装置，尤其地涉及一种实质上同时接收及发射无线信号的无线信号收发装置。
【背景技术】
在无线通信领域，使用双极化天线(dual-polarized antenna)执行无线信号的接收及发射是普遍的应用。然而，为执行双极化天线的发射及接收功能，常见的方式是使用接收双极化天线接收外部的无线信号到系统内，并且使用发射双极化天线发送来自系统的无线信号至外部。此种架构虽可执行无线信号的收发功能，但由于采用接收双极化天线及发射双极化天线等两个双极化天线，故导致双极化天线所占的体积较大，从而使整体系统的体积难以缩减。
【发明内容】
本发明的实施例提供一种无线信号收发装置，包含一双极化天线，一发射电路及一接收电路。该双极化天线是用来发射一第一无线信号、及实质上同时接收一第二无线信号，其中该第一无线信号用来由一物体反射后产生该第二无线信号。该双极化天线包含一第一馈入区域及一第二馈入区域，其中该第一馈入区域是用来接收一第一发射信号，且该第一无线信号是根据至少该第一发射信号而产生，该第二馈入区域用来输出一第一接收信号，该第一接收信号是根据该第二无线信号而产生。该双极化天线具有一天线形状中心、该第一馈入区域具有一第一区域形状中心、该第二馈入区域具有一第二区域形状中心，且该第一区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第一方向、该第二区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第二方向，该第一方向实质上正交于该第二方向。该发射电路是用来产生该第一发射信号。该接收电路是用来产生一处理信号，其中该处理信号是相关于该第一接收信号。
本发明的实施例提供一种无线信号收发装置，包含一双极化天线，一发射电路及一接收电路。该双极化天线是用来发射一第一无线信号、及实质上同时接收一第二无线信号，该双极化天线包含一第一馈入区域及一第二馈入区域。该第一馈入区域用来接收一第一发射信号，其中该第一无线信号是根据至少该第一发射信号而产生。该第二馈入区域用来输出一第一接收信号，其中该第一接收信号是根据该第二无线信号而产生。该双极化天线具有一天线形状中心、该第一馈入区域具有一第一区域形状中心、该第二馈入区域具有一第二区域形状中心，且该第一区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第一方向、该第二区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第二方向，该第一方向实质上正交于该第二方向。
本发明的实施例提供一种无线信号收发装置，包含一第一双极化天线，一第一发射电路，一第一接收电路，一第二双极化天线，一第二发射电路及一第二接收电路。该第一双极化天线是用来发射一第一无线信号、及实质上同时接收一第二无线信号。该第一双极化天线包含一第一馈入区域及一第二馈入区域，该第一馈入区域是用来接收一第一发射信号，其中该第一无线信号是相关于该第一发射信号而产生，该第二馈入区域是用来输出一第一接收信号，其中该第一接收信号是相关于该第二无线信号而产生。该第一发射电路是用来产生该第一发射信号。该第一接收电路是用来产生一第一处理信号，其中该第一处理信号是相关于该第一接收信号而产生。该第一双极化天线具有一天线形状中心、该第一馈入区域具有一第一区域形状中心、该第二馈入区域具有一第二区域形状中心，且该第一区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第一方向、该第二区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第二方向、该第一方向实质上正交于该第二方向。该第二双极化天线用来发射该第二无线信号、及实质上同时接收该第一无线信号。该第二双极化天线包含一第一馈入区域及一第二馈入区域，该第一馈入区域是用来接收一第二发射信号，其中该第二无线信号是相关于该第二发射信号而产生，该第二馈入区域是用来输出一第二接收信号，其中该第二接收信号是相关于该第一无线信号而产生。该第二发射电路是用来产生该第二发射信号。该第二接收电是用来产生一第二处理信号，其中该第二处理信号是相关于该第二接收信号而产生。该第二双极化天线具有一天线形状中心、该第一馈入区域具有一第一区域形状中心、该第二馈入区域具有一第二区域形状中心，且该第一区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第一方向、该第二区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第二方向、该第一方向实质上正交于该第二方向。其中该第一双极化天线的该第一方向实质上正交于该第二双极化天线的该第一方向，或该第一双极化天线的该第二方向实质上正交于该第二双极化天线的该第二方向。
【附图说明】
图1显示了实施例中，无线信号收发装置的示意图。
图2显示了另一实施例中，无线信号收发装置的示意图。
图3显示了另一实施例中，无线信号收发装置的示意图。
图4显示了另一实施例中，无线信号收发装置的示意图。
图5显示了另一实施例中，无线信号收发装置的示意图。
图6显示了另一实施例中，无线信号收发装置的示意图。
图7显示了另一实施例中，无线信号收发装置的示意图。
图8显示了另一实施例中，无线信号收发装置的示意图。
图9显示了另一实施例中，无线信号收发装置的示意图。
图10显示了另一实施例中，无线信号收发装置的示意图。
图11显示了实施例中，无线信号收发装置的部分示意图。
图12显示了另一实施例中，无线信号收发装置的的部分示意图。
图13显示了又一实施例中，无线信号收发装置的的示意图。
【符号说明】
100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1300 无线信号收发装置
AN、AN1、AN2、ANB 双极化天线
110、710、1010、1030 发射电路
120、720、1020、1040 接收电路
D1、D11、D21 第一侧
D2、D12、D22 第二侧
ST1、ST1A 第一发射信号
ST2、ST2A 第二发射信号
SR1、SR1A 第一接收信号
SR2、SR2A 第二接收信号
STX、SX1 第一无线信号
SRX、SX2 第二无线信号
SA、SA1、SA2 处理信号
A1、A31 第一放大器
A2、A42 第二放大器
SO 输出信号
115 合路器
SO1 第一输出信号
SO2 第二输出信号
SI1 第一输入信号
SI2 第二输入信号
125 耦合器
F1、F2、F3、F4、F111、F112 馈入组件
F1A、F111A、F112A 条状导体
F1B、F111B、F112B 传输线
L1 第一距离
L2 第二距离
FZ1、FZ2、FZ3、FZ4、FZ111、FZ112 馈入区域
DR1、DR2 方向
FZC1、FZC2 区域形状中心
CT 天线形状中心
D3 第三侧
D4 第四侧
OBJ 物体
SI 输入信号
PU 处理单元
AA1、AA2 夹角
L10、DT1、DT2 距离
【实施方式】
本文所述的双极化天线，其形状可为矩形(如长方形、正方形)、圆形、椭圆形等。此处所述的椭圆形，可为数学上精确定义的椭圆(ellipse)，但亦可为类似椭圆的卵形(oval)、圆形(round)或长椭圆形(oblong)。相关的工程仿真及装置微调可被采用，从而在实务上优化信号的收发效果。图1是实施例的无线信号收发装置100的示意图。无线信号收发装置100可包含双极化天线AN，发射电路110及接收电路120。双极化天线AN可用来发射第一无线信号STX、及实质上同时接收第二无线信号SRX。第一无线信号STX用来由一物体反射后产生第二无线信号SRX。在一实施例中，优选地，第一无线信号STX与第二无线信号SRX是射频信号。在一段时间内，由于第一无线信号STX是持续被双极化天线AN发射并被物体反射，因此第二无线信号SRX也会持续被双极化天线AN接收，也就是在双极化天线AN于持续发射第一无线信号STX时，实质上会同时持续接收第二无线信号SRX。在一实施例中，第一无线信号STX的波形可为固定或是随时间而不同。
双极化天线AN可包含馈入区域(feeding zone)FZ1及FZ2。双极化天线AN可具有天线形状中心CT，馈入区域FZ1具有区域形状中心FZC1，馈入区域FZ2具有区域形状中心FZC2，区域形状中心FZC1与天线形状中心CT的连线形成方向DR1，区域形状中心FZC2与天线形状中心CT的连线形成方向DR2，方向DR1实质上正交(orthogonal)于方向DR2。
在图1至图10、与图13的实施例中，是以双极化天线为矩形，举例说明本案的实施例。因此，双极化天线AN的馈入区域FZ1可包含矩形的第一侧D1，馈入区域FZ2可包含矩形的第二侧D2，亦即第一侧D1可正交于第二侧D2，而区域形状中心FZC1与区域形状中心FZC2分别位于第一侧D1与第二侧D2的中心点。根据实施例，双极化天线AN可具有相对设置的第一天线表面及第二天线表面，第一天线表面及第二天线表面之间可形成厚度，亦即双极化天线AN的形状包括具有一厚度的矩形。然而，如上文所述，双极化天线可不限于矩形，下文将于图11及图12，以图文说明双极化天线为其他形状的实施例。
图1中，馈入区域FZ1的第一侧D1可用来接收第一发射信号ST1，且第一无线信号STX可相关于第一发射信号ST1。第二侧D2可实质上正交于第一侧D1。根据实施例，第一侧D1可与第二侧D2相邻，亦即第一侧D1与第二侧D2可为矩形相邻的两侧边，第一侧D1可与第二侧D2实质上具有相同的长度。双极化天线AN的形状可为正方形。
根据实施例，双极化天线AN收发的无线信号波的极性方向，可与感应电流的行进方向互为正交，使第一无线信号STX与第二无线信号SRX不容易在双极化天线AN上彼此干扰。第一侧D1与第二侧D2的长度可约为第一发射信号ST1或第一无线信号STX的波长的一半。
馈入区域FZ2的第二侧D2可用来输出第一接收信号SR1，且第一接收信号SR1可相关于第二无线信号SRX。发射电路110与接收电路120可耦接于双极化天线AN、或可实质上绝缘于双极化天线AN。在一实施例中，发射电路110与接收电路120耦接于双极化天线AN。发射电路110可耦接于馈入区域FZ1的第一侧D1，用来产生第一发射信号ST1。接收电路120可耦接于馈入区域FZ2的第二侧D2，用来产生处理信号SA，其中处理信号SA可相关于第一接收信号SR1。根据实施例，第一无线信号STX可根据至少第一发射信号ST1而产生，且第一接收信号SR1可根据第二无线信号SRX而产生。
图2是另一实施例中，无线信号收发装置200的示意图。无线信号收发装置200可为无线信号收发装置100的实施例，如图2所示，发射电路110可包含第一放大器A1，其中第一发射信号ST1可对应于第一放大器A1输出的输出信号SO。接收电路120可包含第二放大器A2，第二放大器A2可用来输出处理信号SA，其中处理信号SA是对应于第一接收信号SR1。根据实施例，输出信号SO可为单一信号或具有特定相位差的一对信号，第一放大器A1可为功率放大器(power amplifier)，且第二放大器A2可为低噪声放大器(Low Noise Amplifier,LNA)。
图3是另一实施例中，无线信号收发装置300的示意图。无线信号收发装置300可为无线信号收发装置100的实施例，如图3所示，发射电路110可包含合路器(combiner)115及第一放大器A31。合路器115可耦接于双极化天线AN的馈入区域的第一侧D1及第一放大器A31之间，用来接收第一放大器A31输出的第一输出信号SO1及第二输出信号SO2、将第一输出信号SO1及第二输出信号SO2结合以产生第一发射信号ST1、及输出第一发射信号ST1至第一侧D1。图3中，第一放大器A31是具有两输出端，第一放大器A31的输出信号包括第一输出信号SO1及第二输出信号SO2，且第一输出信号SO1及第二输出信号SO2可互为差动(differential)信号。
图4是另一实施例中，无线信号收发装置400的示意图。无线信号收发装置400可为无线信号收发装置100的实施例，如图4所示，接收电路120可包含耦合器(coupler)125及第二放大器A42。耦合器125可耦接于双极化天线AN的馈入区域的第二侧D2及第二放大器A42之间，用来接收第一接收信号SR1，将第一接收信号SR1转换为第一输入信号SI1及第二输入信号SI2，及将第一输入信号SI1及第二输入信号SI2输出到第二放大器A42。图4中，第二放大器A42可根据第一输入信号SI1及第二输入信号SI2产生处理信号SA，且第一输入信号SI1及第二输入信号SI2可互为差动信号。
图5是另一实施例中，无线信号收发装置500的示意图。无线信号收发装置500可为无线信号收发装置100的实施例，图5的发射电路110可如图3，包含合路器115及第一放大器A31，图5的接收电路120可如图4，包含耦合器125及第二放大器A42，其原理不赘述。
图6是实施例中，无线信号收发装置600的示意图。在本实施例中，发射电路110与接收电路120实质上绝缘于双极化天线AN。如图6所示，无线信号收发装置600可包含馈入组件F1及F2。馈入组件F1及F2的任一者，可为T形组件。以馈入组件F1为例，馈入组件F1可包含条状导体F1A及传输线F1B，同理，馈入组件F2亦可包含此两部分。馈入组件F1可对应于双极化天线AN的馈入区域的第一侧D1设置，用来接收由发射电路110产生的第一发射信号ST1，及将第一发射信号ST1透过电磁感应(electromagnetic induction)馈入双极化天线AN，其中馈入组件F1与发射电路110可实质上绝缘于双极化天线AN。馈入组件F2可对应于双极化天线AN的馈入区域的第二侧D2设置，用来透过电磁感应馈入第一接收信号SR1并输出至接收电路120，其中馈入组件F2与接收电路120可实质上绝缘于双极化天线AN。
根据实施例，馈入组件F1可例如(但不限于)为T形馈入组件，且条状导体F1A的形状包括一直线。馈入组件F1的条状导体F1A对应于双极化天线AN的边缘延伸设置，进一步来说，馈入组件F1的条状导体F1A与双极化天线AN的第一侧D1彼此可为平行设置并具有第一距离L1，条状导体F1A的长度约为第一侧D1长度的0.5～1倍。此第一距离L1是相关于第一发射信号ST1对应的阻抗。其中，馈入组件F1可用来在条状导体F1A的中间位置经由传输线F1B接收第一发射信号ST1。馈入组件F2可例如(但不限于)为T形馈入组件，且馈入组件F2的条状导体与双极化天线AN的第二侧D2彼此可为平行设置并具有第二距离L2，馈入组件F2的条状导体的长度约为第二侧D2长度的0.5～1倍。此第二距离L2是相关于第一接收信号SR1对应的阻抗。其中，馈入组件F2可用来在条状导体的中间位置经由传输线输出第一接收信号SR1。
图7是实施例中，无线信号收发装置700的示意图。无线信号收发装置700可包含双极化天线AN、发射电路710及接收电路720。图7的双极化天线AN除了上述的第一侧D1及第二侧D2，可另包含相对于第一侧D1的第三侧D3。第三侧D3实质上正交于第二侧D2且耦接于发射电路710，可用来接收第二发射信号ST2，其中第一无线信号STX可根据第一发射信号ST1及第二发射信号ST2而产生。其中，发射电路710可用来产生第一发射信号ST1及第二发射信号ST2。如图7所示，双极化天线AN可另包含相对于第二侧D2的第四侧D4，第四侧D4可实质上正交于第一侧D1且耦接于接收电路720，用来输出第二接收信号SR2，其中第一接收信号SR1及第二接收信号SR2可根据第二无线信号SRX而产生。接收电路720可用来接收第一接收信号SR1及第二接收信号SR2，及根据第一接收信号SR1及第二接收信号SR2产生处理信号SA。其中第一发射信号ST1及第二发射信号ST2可互为差动信号、且第一接收信号SR1及第二接收信号SR2可互为差动信号。第三侧D3、第四侧D4及其分别所对应的馈入区域与天线形状中心CT的关系，与图1中第一侧D1与第二侧D2及其分别所对应的馈入区域FZ1、FZ2与天线形状中心CT的关系类似，不重复描述。仅第三侧D3所对应的馈入区域的区域形状中心，与天线形状中心CT的连线形成的第三方向，会与第一方向DR1相反；第四侧D4所对应的馈入区域的区域形状中心，与天线形状中心CT的连线形成的第四方向，会与第二方向DR2相反。
图8是实施例中，无线信号收发装置800的示意图。无线信号收发装置800相似于图7处不另赘述，然而如图8所示，无线信号收发装置800可包含馈入组件F1至F4。图6相似地，双极性天线AN可包含馈入区域FZ1至FZ4，分别包含第一侧D1至第四侧D4。馈入组件F1及F2可如上述，而馈入组件F3与馈入组件F1相似，可对应于双极化天线AN的馈入区域FZ3的第三侧D3设置，用来接收第二发射信号ST2，及将第二发射信号ST2透过电磁感应馈入双极化天线AN。馈入组件F3可实质上绝缘于双极化天线AN，馈入组件F3及双极化天线AN之间的距离可相关于第二发射信号ST2对应的阻抗。馈入组件F4与馈入组件F2相似，可对应于双极化天线AN的馈入区域FZ4的第四侧D4设置，用来透过电磁感应馈入第二接收信号SR2并输出第二接收信号SR2至接收电路720。馈入组件F4可实质上绝缘于双极化天线AN，馈入组件F4及双极化天线AN之间的距离可相关于第二接收信号SR2对应的阻抗。其中第一发射信号ST1及第二发射信号ST2可互为差动信号、且第一接收信号SR1及第二接收信号SR2可互为差动信号。第三侧D3、第四侧D4及其分别所对应的馈入区域FZ3、FZ4与天线形状中心CT的关系，与图1中第一侧D1与第二侧D2及其分别所对应的馈入区域FZ1、FZ2与天线形状中心CT的关系类似，不重复描述。仅第三侧D3所对应的馈入区域FZ3的区域形状中心，与天线形状中心CT的连线形成的第三方向，会与第一方向DR1相反；第四侧D4所对应的馈入区域FZ4的区域形状中心，与天线形状中心CT的连线形成的第四方向，会与第二方向DR2相反。
图9是实施例中，无线信号收发装置900的示意图。如图9所示，第一无线信号STX可用来被物体OBJ反射后，产生第二无线信号SRX。发射电路110可用来根据输入信号SI产生第一发射信号ST1。无线信号收发装置900可包含处理单元PU，处理单元PU可耦接于发射电路110及接收电路120，用来根据输入信号SI及处理信号SA，产生物体OBJ的空间信息。换言之，无线信号收发装置900可用来侦测物体OBJ的空间信息，如距离、移动速度、移动角度、或被侦测的时点等。
图10是实施例中，无线信号收发装置1000的示意图。无线信号收发装置1000可包含双极化天线AN1及AN2，发射电路1010及1030，接收电路1020及1040。
双极化天线AN1可用来发射第一无线信号SX1，及实质上同时接收第二无线信号SX2。由于双极化天线AN1及AN2的设计可与图1中双极化天线AN类似，因此双极化天线AN1包含第一馈入区域、第二馈入区域与天线形状中心，第一馈入区域包含第一侧D11，且第二馈入区域包含第二侧D12。第一馈入区域具有第一区域形状中心，第二馈入区域具有第二区域形状中心，第一区域形状中心与天线形状中心的连线形成第一方向，第二区域形状中心与第一天线形状中心的连线形成第二方向，第一方向实质上正交于第二方向。第一侧D11可用来接收第一发射信号ST1A，其中第一无线信号SX1可相关于第一发射信号ST1A而产生，第二侧D12可用来输出第一接收信号SR1A，其中第一接收信号SR1A可相关于第二无线信号SX2而产生。发射电路1010可耦接于双极化天线AN1的第一侧D11，用来产生第一发射信号ST1A。接收电路1020可耦接于双极化天线AN1的第二侧D12，用来产生处理信号SA1，其中处理信号SA1可相关于第一接收信号SR1A而产生。
双极化天线AN2可用来发射第二无线信号SX2，及实质上同时接收第一无线信号SX1。类似地，双极化天线AN2可包含第一馈入区域、第二馈入区域与天线形状中心，第一馈入区域包含第一侧D21，且第二馈入区域包含第二侧D22。第一馈入区域具有第一区域形状中心，第二馈入区域具有第二区域形状中心，第一区域形状中心与天线形状中心的连线形成第一方向，第二区域形状中心与天线形状中心的连线形成第二方向，第一方向实质上正交于第二方向。第一侧D21可用来接收第二发射信号ST2A，其中第二无线信号SX2可相关于第二发射信号ST2A而产生，第二侧D22可用来输出第二接收信号SR2A，其中第二接收信号SR2A可相关于第一无线信号SX1而产生。发射电路1030可耦接于双极化天线AN2的第一侧D21，用来产生第二发射信号ST2A，接收电路1040可耦接于双极化天线AN2的第二侧D22，用来产生处理信号SA2，其中处理信号SA2可相关于第二接收信号SR2A而产生。根据实施例，双极化天线AN1的第一方向与双极化天线AN2的第一方向正交，或双极化天线AN1的第二方向与双极化天线AN2的第二方向正交。根据实施例，双极化天线AN1的第一方向与双极化天线AN2的第一方向正交，且双极化天线AN1的第二方向与双极化天线AN2的第二方向正交。
根据实施例，优选地，第一无线信号SX1与第二无线信号SX2是射频信号。在一段时间内，由于第一无线信号SX1是持续被双极化天线AN1发射，因此也会持续被双极化天线AN2接收；而第二无线信号SX2是持续被双极化天线AN2发射，因此也会持续被双极化天线AN1接收。也就是在双极化天线AN1持续发射第一无线信号SX1时，实质上会同时持续接收第二无线信号SX2；反之，在双极化天线AN2持续发射第二无线信号SX2时，实质上会同时持续接收第一无线信号SX1。根据实施例，第一无线信号SX1的波形与第二无线信号SX2的波形可为固定或是随时间而不同，视处理信号SA1或SA2中所包含的无线数据通信内容而决定。
根据实施例，双极化天线AN1及双极化天线AN2可相距距离L10，双极化天线AN1的第一侧D11可实质上正交于第二侧D12，双极化天线AN1的第一侧D11可实质上正交于双极化天线AN2的第一侧D21，且双极化天线AN2的第一侧D21可实质上正交于双极化天线AN2的第二侧D22。
根据实施例，双极化天线AN1的第一侧D11可与第二侧D12相邻，且双极化天线AN2的第一侧D21可与第二侧D22相邻。
如图10所示，使用无线信号收发装置1000，可实现无线数据通信。举例而言，若距离L10是100公尺，则可透过双极化天线AN1及双极化天线AN2执行距离100公尺的无线通信。
根据实施例，第一无线信号SX1可根据至少第一发射信号ST1A而产生，第一接收信号SR1A可根据第二无线信号SX2而产生，第二无线信号SX2可根据至少第二发射信号ST2A而产生，且第二接收信号SR2A可根据第一无线信号SX1而产生。
根据实施例，由于双极化天线AN1的第一侧D11及双极化天线AN2的第二侧D22于收发无线信号时可互为对应的双极化天线部位，且双极化天线AN2的第一侧D21可与双极化天线AN1的第二侧D12可互为对应的双极化天线部位，故双极化天线AN1的第一侧D11可与双极化天线AN2的第二侧D22具有实质上相同的长度且可实质上互相平行/重合，且双极化天线AN2的第一侧D21可与双极化天线AN1的第二侧D12具有实质上相同的长度且可实质上互相平行/重合。
根据实施例，双极化天线AN1的第一侧D11及第二侧D12可具有实质上相同的长度。举例而言，由于用来馈入信号的双极化天线侧边的边长可相关于所馈入的信号的频率，因此当使用相同频率执行分时(time division)传输时，可将双极化天线AN1的第一侧D11及第二侧D12设计为相同长度。
根据另一实施例，双极化天线AN1的第一侧D11可与第二侧D12具有不同的长度。举例而言，当使用相异频率执行分频(frequencr division)传输时，可将双极化天线AN1的第一侧D11及第二侧D12设计为不同长度。根据实施例，双极化天线AN1的第一侧D11与双极化天线AN2的第二侧D22具有实质上相同的第一长度，双极化天线AN1的第二侧D12与双极化天线AN2的第一侧D21具有实质上相同的第二长度，第一长度与二长度不同。
根据实施例，双极化天线AN1及双极化天线AN2的形状，可包含正方形或长方形。双极化天线AN1及双极化天线AN2的每一侧边，可分别设置馈入组件，例如图6、图8所示的馈入组件，以电磁感应的方式将信号馈入或馈出双极化天线。
根据实施例，双极化天线AN1及双极化天线AN2可与图6、图8所示类似，发射或接收差动信号。
图1至图10、与图13中，双极化天线为矩形仅为举例，如图11的椭圆形双极化天线，亦可适用于图1至图10、与图13的配置。
图11是实施例中，无线信号收发装置的部分示意图。图11省略图1中的发射电路110及接收电路120，仅绘示双极化天线ANB，馈入组件F111及F112。馈入组件F111及F112可分别对应于馈入区域FZ111及FZ112设置。相异于图1至图10、与图13的矩形天线，双极化天线ANB可如上文所述，为椭圆形。馈入组件F111可包括条状导体F111A与传输线F111B，条状导体F111A可对应于双极化天线ANB的边缘平行延伸设置，换言之，当双极化天线ANB是椭圆形或圆形，则条状导体F111A可为弧形(arc)。同理，馈入组件F112可包括条状导体F112A与传输线F112B，其形状亦然。条状导体F111A及双极化天线ANB的边缘间可具有距离DT1。距离DT1可与发射信号所对应的阻抗有关。举例而言，若将双极化天线ANB应用于图6的示例，传输线F111B可设置于条状导体F111A的中间位置，用来接收第一发射信号ST1。同理，馈入组件F112的传输线F112B可用来输出第一接收信号SR1。与图1类似地，双极化天线ANB可包含馈入区域FZ111及FZ112。双极化天线ANB可具有天线形状中心CT，馈入区域FZ111具有区域形状中心，馈入区域FZ112具有区域形状中心，馈入区域FZ111的区域形状中心与天线形状中心CT的连线形成第一方向DR1，馈入区域FZ112的区域形状中心与天线形状中心CT的连线形成第二方向DR2，第一方向DR1实质上正交于第二方向DR2。馈入区域FZ111与天线形状中心CT的夹角AA1约略为22.5度～120度，而馈入区域FZ112与天线形状中心CT的夹角AA2约略为22.5度～120度，且夹角AA1及夹角AA2的和不大于180度。
双极化天线ANB可具有相对设置的第一天线表面及第二天线表面，第一天线表面及第二天线表面之间可形成厚度。第一天线表面及第二天线表面的其中之一，可位于参考面，即第一天线表面及第二天线表面的其中之一是与参考面重合(coplanar)，条状导体F111A及条状导体F112A投影于参考面的位置，可位于双极化天线ANB的外部，而非重迭。条状导体F111A、传输线F111B可与参考面重合(coplanar)，且条状导体F111A可与双极化天线ANB的边缘平行且具有距离DT1。同理，条状导体F112A与传输线F112B亦然，且可与双极化天线ANB的边缘平行且具有距离DT2。举例而言，可将双极化天线ANB制造于电路板(例如但不限于印刷电路板)的金属层(metal layer)，且将馈入组件制造于电路板的相同金属层，从而形成图11的天线。于另一实施例，天线体及馈入组件可制造于相异金属层，亦可形成图11的天线。
图12是实施例中，无线信号收发装置的部分示意图。与图11相似，仅绘示双极化天线ANB，馈入组件F111及F112，然而图12中，条状导体F111A及F112A投影于参考面的位置可位于双极化天线ANB的内部，而与双极化天线ANB于垂直方向重迭。馈入组件F111及F112的任一者的条状导体可与传输线设置于同一平面(coplanar)。条状导体可与参考面平行，且具有垂直距离。举例而言，可将双极化天线ANB制造于电路板(例如，但不限于，印刷电路板)的金属层，将馈入组件制造于电路板的另一金属层，且两金属层之间可具有该垂直距离，以形成图12的天线。双极化天线ANB的馈入区域FZ111及FZ112与天线形状中心CT的关系，与图11的实施例类似，不重复描述。
图11及图12是以具有两个馈入组件举例说明，但根据实施例，椭圆形的双极性天线亦可如图8所示，于四个馈入区域分别设置四个馈入组件，应用上的相似之处，不重复描述。
图13是又一实施例中，无线信号收发装置1300的示意图。无线信号收发装置1300可为无线信号收发装置100的实施例，如图13所示，无线信号收发装置1300与无线信号收发装置100的主要差异在于更包括双极化天线AN2。双极化天线AN2可与双极化天线AN1共同耦接于发射电路110与接收电路120，并可用来接收第一发射信号ST1及实质上同时接收第二无线信号SRX(图中未示)。双极化天线AN1与双极化天线AN2可组成1×2的天线阵(array)。在其他实施例中，亦可包括更多的共同耦接于发射电路110与接收电路120的双极化天线，以组成M×N的天线阵，其中M与N为大于1的正整数。
经采用实施例提供的双极化天线无线信号收发装置，可仅采用单一辐射体(radiator)的双极化天线，即可实质上同时执行信号接收及信号发射，从而实现侦测物体或远距传输信号的应用。此外，于双极化天线及放大电路之间，可不须另行配置外部的耦合组件或双工器(duplexer)，对于缩减双极化天线面积，及简化整体系统的结构及体积，均有实益。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求书所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (22)
1.一种无线信号收发装置，包含：
一双极化天线，用来发射一第一无线信号、及实质上同时接收一第二无线信号，其中该第一无线信号用来由一物体反射后产生该第二无线信号，该双极化天线包含：
一第一馈入区域，用来接收一第一发射信号，其中该第一无线信号是根据至少该第一发射信号而产生；
一第二馈入区域，用来输出一第一接收信号，其中该第一接收信号是根据该第二无线信号而产生；
其中，该双极化天线具有一天线形状中心、该第一馈入区域具有一第一区域形状中心、该第二馈入区域具有一第二区域形状中心，且该第一区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第一方向、该第二区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第二方向、该第一方向实质上正交于该第二方向；
一发射电路，用来产生该第一发射信号；及
一接收电路，用来产生一处理信号，其中该处理信号是相关于该第一接收信号。
2.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该发射电路耦接于该第一馈入区域，且该接收电路耦接于该第二馈入区域。
3.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该第一馈入区域还包含一第一侧，用来接收该第一发射信号；及该第二馈入区域还包含一第二侧，实质上正交于该第一侧，用来输出该第一接收信号。
4.如权利要求3所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线的形状包括一矩形，该第一侧与该第二侧为该矩形相邻的两侧边。
5.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，
该发射电路包含一第一放大器，其中该第一发射信号是对应于该第一放大器输出的输出信号；及
该接收电路包含一第二放大器，用来输出该处理信号，其中该处理信号是对应于该第一接收信号。
6.如权利要求5所述的无线信号收发装置，其特征在于，该发射电路还包含：
一合路器，耦接于该第一馈入区域及该第一放大器之间，用来接收一第一输出信号及一第二输出信号、将该第一输出信号及该第二输出信号结合以产生该第一发射信号、及输出该第一发射信号；
其中该第一放大器的该输出信号包括该第一输出信号及该第二输出信号，且该第一输出信号及该第二输出信号是互为差动信号。
7.如权利要求5所述的无线信号收发装置，其特征在于，该接收电路还包含：
一耦合器，耦接于该第二馈入区域及该第二放大器之间，用来接收该第一接收信号，将该第一接收信号转换为一第一输入信号及一第二输入信号，及将该第一输入信号及该第二输入信号输出到该第二放大器；
其中该第二放大器是根据该第一输入信号及该第二输入信号产生该处理信号，且该第一输入信号及该第二输入信号是互为差动信号。
8.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，还包含：
一第一馈入组件，对应于该双极化天线的该第一馈入区域设置，用来接收由该发射电路产生的该第一发射信号，及将该第一发射信号透过电磁感应馈入该双极化天线；
其中该第一馈入组件与该发射电路是实质上绝缘于该双极化天线。
9.如权利要求8所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该第一馈入组件包括一第一条状导体与一第一传输线，该第一条状导体对应于该双极化天线的边缘延伸设置，该第一条状导体及该双极化天线间具有一第一距离，该第一传输线设置于该第一条状导体的中间位置用来接收该第一发射信号。
10.如权利要求9所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线的形状包括具有一厚度的一矩形，且该第一条状导体的形状包括一直线。
11.如权利要求9所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线的形状包括具有一厚度的一椭圆形或一圆形，且该第一条状导体的形状包括一弧线。
12.如权利要求11所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线包括相对设置的一第一天线表面与一第二天线表面，以在该第一天线表面与该第二天线表面之间形成该厚度，该第一天线表面或该第二天线表面位于一参考面，该第一条状导体投影于该参考面的位置是位于该双极化天线的内部。
13.如权利要求12所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该第一条状导体与该第一传输线设置于同一平面，且该第一条状导体与该参考面平行且具有该第一距离。
14.如权利要求11所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线包括相对设置的一第一天线表面与一第二天线表面，以在该第一天线表面与该第二天线表面之间形成该厚度，该第一天线表面或该第二天线表面位于一参考面，该第一条状导体投影于该参考面的位置是位于该双极化天线的外部。
15.如权利要求14所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该第一条状导体、该第一传输线与该参考面重合，且该第一条状导体与该双极化天线的边缘平行且具有该第一距离。
16.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，还包含：
一第二馈入组件，对应于该双极化天线的该第二馈入区域设置，用来透过电磁感应馈入该第一接收信号并输出至该接收电路；
其中该第二馈入组件与该接收电路是实质上绝缘于该双极化天线。
17.如权利要求16所述的无线信号收发装置，其特征在于，该双极化天线还包含：
一第三馈入区域，耦接于该发射电路，用来接收一第二发射信号，其中该第一无线信号是根据该第一发射信号及该第二发射信号而产生；
一第四馈入区域，耦接于该接收电路，用来输出一第二接收信号，其中该第二接收信号是根据该第二无线信号而产生；以及
其中：
该第三馈入区域具有一第三区域形状中心，且该第三区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第三方向，且该第一方向与该第三方向相反；
该第四馈入区域具有一第四区域形状中心，且该第四区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第四方向，且该第二方向与该第四方向相反；
该发射电路是更用来产生该第二发射信号；以及
该接收电路是更用来接收该第一接收信号及该第二接收信号，该接收电路是根据该第一接收信号及该第二接收信号产生该处理信号。
18.如权利要求17所述的无线信号收发装置，其特征在于，还包含：
一第三馈入组件，对应于该双极化天线的该第三馈入区域设置，用来接收由该发射电路产生的该第二发射信号，及将该第二发射信号透过电磁感应馈入该双极化天线；以及
一第四馈入组件，对应于该双极化天线的该第四馈入区域设置，用来透过电磁感应馈入该第二接收信号并输出至该接收电路；
其中该第三馈入组件与该第四馈入组件是实质上绝缘于该双极化天线。
19.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该发射电路用来根据一输入信号产生该第一发射信号；该无线信号收发装置还包含：
一处理单元，用来根据该输入信号以及该处理信号，以产生该物体的空间信息，该空间信息包括该物体的距离、移动速度、移动角度、或被侦测的时点。
20.一种无线信号收发装置，包含：
一双极化天线，用来发射一第一无线信号、及实质上同时接收一第二无线信号，该双极化天线包含：
一第一馈入区域，用来接收一第一发射信号，其中该第一无线信号是根据至少该第一发射信号而产生；及一第二馈入区域，用来输出一第一接收信号，其中该第一接收信号是根据该第二无线信号而产生；
其中，该双极化天线具有一天线形状中心、该第一馈入区域具有一第一区域形状中心、该第二馈入区域具有一第二区域形状中心，且该第一区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第一方向、该第二区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第二方向、该第一方向实质上正交于该第二方向。
21.一种无线信号收发装置，包含：
一第一双极化天线，用来发射一第一无线信号、及实质上同时接收一第二无线信号，该第一双极化天线包含：
一第一馈入区域，用来接收一第一发射信号，其中该第一无线信号是相关于该第一发射信号而产生；及
一第二馈入区域，用来输出一第一接收信号，其中该第一接收信号是相关于该第二无线信号而产生；
一第一发射电路，用来产生该第一发射信号；
一第一接收电路，用来产生一第一处理信号，其中该第一处理信号是相关于该第一接收信号而产生；
其中，该第一双极化天线具有一天线形状中心、该第一馈入区域具有一第一区域形状中心、该第二馈入区域具有一第二区域形状中心，且该第一区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第一方向、该第二区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第二方向、该第一方向实质上正交于该第二方向；
一第二双极化天线，用来发射该第二无线信号、及实质上同时接收该第一无线信号，该第二双极化天线包含：
一第一馈入区域，用来接收一第二发射信号，其中该第二无线信号是相关于该第二发射信号而产生；及
一第二馈入区域，用来输出一第二接收信号，其中该第二接收信号是相关于该第一无线信号而产生；
一第二发射电路，用来产生该第二发射信号；及
一第二接收电路，用来产生一第二处理信号，其中该第二处理信号是相关于该第二接收信号而产生；
其中，该第二双极化天线具有一天线形状中心、该第一馈入区域具有一第一区域形状中心、该第二馈入区域具有一第二区域形状中心，且该第一区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第一方向、该第二区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第二方向、该第一方向实质上正交于该第二方向；
其中该第一双极化天线的该第一方向实质上正交于该第二双极化天线的该第一方向，或该第一双极化天线的该第二方向实质上正交于该第二双极化天线的该第二方向。
22.如权利要求21所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该第一双极化天线的该第一馈入区域包含一第一侧、该第一双极化天线的该第二馈入区域包含一第二侧，该第一侧与该第二侧相邻；且该第二双极化天线的该第一馈入区域包含一第一侧、该第二双极化天线的该第二馈入区域包含一第二侧，该第一侧与该第二侧相邻；该第一双极化天线的该第一侧与该第二双极化天线的该第二侧具有实质上相同的第一长度，该第一双极化天线的该第二侧与该第二双极化天线的该第一侧具有实质上相同的第二长度，该第一长度与该第二长度不同。
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