CN112865828B - 包含具有至少两馈接区域的双极化天线的无线收发装置 - Google Patents

Abstract

无线信号收发装置包含极化天线、发射电路、接收电路及处理单元。双极化天线发射第一无线信号、同时接收第二无线信号、及形成第一辐射电场及第二辐射电场。第一无线信号由物体反射后产生第二无线信号。第一辐射电场根据第一无线信号而具有第一共极化方向，第二辐射电场根据第二无线信号而具有第二共极化方向，第一共极化方向及第二共极化方向形成的远场非正交角度介于45度至135度。发射电路根据输入信号产生发射信号。接收电路根据接收信号产生处理信号。处理单元耦接于发射电路及接收电路，根据处理信号及输入信号产生物体的空间信息。

Description

包含具有至少两馈接区域的双极化天线的无线收发装置

技术领域

本发明关于一种无线收发装置，尤指一种包含具有至少两馈接区域的双极化天线的无线收发装置。

背景技术

于无线通信领域，使用双极化天线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，常见的方式使用接收双极化天线接收外部的无线信号至系统内，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。

此外，对于正交设计的双极化天线而言，具有最佳的回波损耗所对应的频率，与最佳的隔离度所对应的频率，两者偏移过大导致天线的效能不佳的问题。

发明内容

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，用以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以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接区域及一第二馈接区域。该第一馈接区域具有一第一区域形状中心，且用以接收一发射信号，其中该第一无线信号根据至少该第一发射信号而产生。该第二馈接区域具有一第二区域形状中心，且用以输出一接收信号，其中该第一接收信号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，该第一区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第一参考线，该第二区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第二参考线，该第一参考线及该第二参考线形成的一锐角不小于45度。该发射电路用以产生该发射信号。该接收电路用以产生一处理信号，其中该处理信号相关于该接收信号。

另一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、一接收电路及一处理单元。该双极化天线包含一第一馈接区域及一第二馈接区域。该双极化天线用以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以由一物体反射后产生该第二无线信号。该第一馈接区域用以接收一发射信号，其中该第一无线信号根据至少该发射信号而产生。该第二馈接区域用以输出一接收信号，其中该接收信号根据该第二无线信号而产生。该双极化天线用以形成一第一辐射电场及一第二辐射电场，该第一辐射电场根据该第一无线信号而具有一第一共极化方向，该第二辐射电场根据该第二无线信号而具有一第二共极化方向，该第一共极化方向及该第二共极化方向形成一非正交角度，且于一远场该非正交角度为介于45度至135度。该发射电路用以根据一输入信号产生该发射信号。该接收电路用以根据该接收信号产生一处理信号。该处理单元耦接于该发射电路及该接收电路，且用以根据该处理信号及该输入信号产生该物体的一空间信息。

附图说明

图1至图14为实施例中，无线信号收发装置的示意图。

图15为图14的双极化天线接收与发射的信号之间的隔离度，与图14所示的角度的相关曲线图。

图16为实施例中，无线信号收发装置的示意图。

图17为实施例中，双极化天线的上视图。

图18至图48为实施例中，双极化天线的示意图。

图49为实施例中，两参考线形成的角度实质上为90度的回波损耗与隔离度的波形图。

图50为实施例中，两参考线形成的锐角实质上介于45度到90度的回波损耗与隔离度的波形图。

主要图示说明：

100,200,300,400,500,600,700,800,900,1000,1300:无线信号收发装置

110,710,1010,1030:发射电路

115:结合器

120,720,1020,1040:接收电路

125:耦合器

310:电路

a1,a2,b1:曲线

A1,A31,A2,A42:放大器

AA1,AA2,θ,θ1,θ2:夹角

AN,AN1,AN2,ANA,ANB:双极化天线

APA:附加部分

CL:导电线

CPW:共平面波导

CT:天线形状中心

CT0:形状中心

D1,D11,D21,D2,D12,D22,D3,D4:侧

DR1,DR2,111,112,DR10,DR20:参考线

E1,E2:辐射电场

F1,F2,F3,F4,F111,F112,FE:馈入组件

F1A,F111A,F112A:条状导体

F1B,F111B,F112B:传输线

fa1,fa2,fb:频率

FZ1,FZ2,FZ3,FZ4,FZ111,FZ112:馈接区域

FZC1,FZC2:区域形状中心

GND:地端

GP:间隙

HL,H1,H2:孔洞

L1,L2,L10,DT:距离

LC1,LC2,LC3:导电层

LI,LI1,LI2:绝缘层

OBJ:物体

PA:贴片

PA1,PA2,PA3:部分

PB,PB1,PB2:针体

PU:处理单元

SA:处理信号

SI1,SI2,SI:输入信号

SL,SL1,SL2,SL3,SL4,SSL1,SSL2:开槽

SO,SO1,SO2:输出信号

SR1,SR1A,SR2A,SR2:接收信号

ST1,ST1A,ST2A,ST2:发射信号

STX,SX1,SRX,SX2:无线信号

TP:导电上部

具体实施方式

本文所述的双极化天线，其截面或者横截面的形状可为矩形(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)、圆轮形(round)或长圆形(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为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可用以发射第一无线信号STX、及实质上同时接收第二无线信号SRX。第一无线信号STX用以由一物体反射后产生第二无线信号SRX。在一实施例中，第一无线信号STX与第二无线信号SRX例如是射频信号。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的波型可为固定或是随时间而不同。

双极化天线AN可包含馈接区域FZ1及FZ2。双极化天线AN可具有天线形状中心CT，馈接区域FZ1具有区域形状中心FZC1，馈接区域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的连线形成参考线DR1，区域形状中心FZC2与天线形状中心CT的连线形成参考线DR2，参考线DR1实质上正交于参考线DR2。

于图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的馈接区域FZ1可包含矩形的第一侧D1，馈接区域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可包含第一天线平面及第二天线平面。第一天线平面与第二天线平面互为对立面。第一天线平面与第二天线平面之间为双极化天线AN的厚度。第一天线平面或第二天线平面可与参考平面为共平面。也就是说，双极化天线AN可为具有厚度的矩形天线。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，第一侧D1可用以接收第一发射信号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，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。

第二侧D2可用以输出第一接收信号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可耦接于第一侧D1，用以产生第一发射信号ST1。接收电路120可耦接于第二侧D2，用以产生处理信号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为另一实施例中，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可用以放大第一接收信号SR1及输出处理信号SA。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，且第二放大器A2可为低噪声放大器。

图3为另一实施例中，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可包含结合器(COMBINER)115及第一放大器A31。结合器115可耦接于双极化天线AN的第一侧D1及第一放大器A31之间，用以接收第一放大器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为另一实施例中，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125及第二放大器A42。耦合器125可耦接于双极化天线AN的第二侧D2及第二放大器A42之间，用以接收第一接收信号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为另一实施例中，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，包含结合器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为实施例中，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亦可包含此两部份。馈入组件F1可设置于双极化天线AN的第一侧D1，用以接收由发射电路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可设置于双极化天线AN的第二侧D2，用以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，条状导体F1A可为直条状，对应设置于双极化天线AN的边缘，且馈入组件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可用以于条状导体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D1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至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可用以于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为实施例中，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，可用以接收第二发射信号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可用以输出第一发射信号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，用以输出第二接收信号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可用以接收第一接收信号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接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接区域FZ1、FZ2与天线形状中心CT的关系类似，不重复描述。惟第三侧D3所对应的馈接区域的区域形状中心，与天线形状中心CT的连线形成的第三参考线，会与第一参考线DR1相反；第四侧D4所对应的馈接区域的区域形状中心，与天线形状中心CT的连线形成的第四参考线，会与第二参考线DR2相反。

图8为实施例中，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。相似于图1及图6，双极性天线AN可包含馈接区域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，可设置于双极化天线AN的第三侧D3，用以接收第二发射信号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，可设置于双极化天线AN的第四侧D4，用以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接区域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接区域FZ1、FZ2与天线形状中心CT的关系类似，不重复描述。惟第三侧D3所对应的馈接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，会与第一参考线DR1相反；第四侧D4所对应的馈接区域的区域形状中心，与天线形状中心CT的连线形成的第四参考线，会与第二参考线DR2相反。

图9为实施例中，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可用以被物体OBJ反射后，产生第二无线信号SRX。发射电路110可用以根据输入信号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，用以根据输入信号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可用以侦测物体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为实施例中，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可用以发射第一无线信号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双极化天线AN类似，因此第一双极化天线AN1包含第一馈接区域、第二馈接区域与天线形状中心，第一馈接区域包含第一侧D11，且第二馈接区域包含第二侧D12。第一馈接区域具有第一区域形状中心，第二馈接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一参考线，第二区域形状中心与第一天线形状中心的连线形成第二参考线，第一参考线实质上正交于第二参考线。第一侧D11可用以接收第一发射信号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可用以输出第一接收信号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，用以产生第一发射信号ST1A。接收电路1020可耦接于双极化天线AN1的第二侧D12，用以产生处理信号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可用以发射第二无线信号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可包含第一馈接区域、第二馈接区域与天线形状中心，第一馈接区域包含第一侧D21，且第二馈接区域包含第二侧D22。第一馈接区域具有第一区域形状中心，第二馈接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一参考线，第二区域形状中心与天线形状中心的连线形成第二参考线，第一参考线实质上正交于第二参考线。第一侧D21可用以接收第二发射信号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可用以输出第二接收信号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，用以产生第二发射信号ST2A，接收电路1040可耦接于双极化天线AN2的第二侧D22，用以产生处理信号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的第一参考线与双极化天线AN2的第一参考线正交，或双极化天线AN1的第二参考线与双极化天线AN2的第二参考线正交。根据实施例，双极化天线AN1的第一参考线与双极化天线AN2的第一参考线正交，且双极化天线AN1的第二参考线与双极化天线AN2的第二参考线正交。

根据实施例，第一无线信号SX1与第二无线信号SX2例如是射频信号。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的波型与第二无线信号SX2的波型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讯内容而决定。

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，可实现无线数据通讯。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，由于用以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。根据另一实施例，双极化天线AN1的第一侧D11及双极化天线AN2的第二侧D22可实质上具有相同的第一长度。双极化天线AN1的第二侧D12及双极化天线AN2的第一侧D21可实质上具有相同的第二长度。第一长度可相异于第二长度。

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为实施例中，无线信号收发装置的部份示意图。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可分别对应于馈接区域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，为椭圆形或圆形。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AN11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，用以接收第一发射信号ST1。同理，馈入组件F112的传输线F112B可用以输出第一接收信号SR1。与图1类似地，双极化天线ANB可包含馈接区域FZ111及FZ112。双极化天线ANB可具有天线形状中心CT，馈接区域FZ111具有区域形状中心，馈接区域FZ112具有区域形状中心，馈接区域FZ111的区域形状中心与天线形状中心CT的连线形成第一参考线DR1，馈接区域FZ112的区域形状中心与天线形状中心CT的连线形成第二参考线DR2，第一参考线DR1实质上正交于第二参考线DR2。馈接区域FZ111与天线形状中心CT的夹角AA1约略为22.5度～120度，而馈接区域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者，可位于参考面，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，而非重叠。条状导体F111A、传输线F111B可与参考面平行重合(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，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为实施例中，无线信号收发装置的部份示意图。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于垂直方向重叠。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的馈接区域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中，是以天线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，于四个馈接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为另一实施例中，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，并可用以接收第一发射信号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的天线数组。在其他实施例中，亦可包括一个或多个共同耦接于发射电路110与接收电路120的双极化天线，以与双极化天线AN2及AN1组成M×N的天线数组。所述M×N的天线数组可用以从发射电路(如110)接收信号(如第一发射信号ST1)，及输出信号(如第一接收信号SR1)至接收电路(如120)。参数M及N可为大于零的正整数。举例来说，在M×N的天线数组中，M及N之一者可为1，另一者可为大于1的整数。因此，M×N的天线数组可为1×N的天线数组，或M×1的天线数组。于另一例中，M与N可为大于1的正整数。

图14为实施例中，无线信号收发装置的部分示意图。相似于图11，此处省略图1或其他实施例提及的发射电路110及接收电路120可，仅绘出双极化天线ANB及馈入组件F111及F112。

相似于图11，于图14中，馈入组件F111及F112可对应于馈接区域FZ111及FZ112而设置。于图14中，馈接区域FZ111的区域形状中心与天线形状中心CT的连线可形成第一参考线DR1，馈接区域FZ112的区域形状中心与天线形状中心CT的连线可形成第二参考线DR2。第一参考线DR1及第二参考线DR2形成的锐角θ可不小于45度；换言之，45°≤θ<90°。举例来说，若第一参考线DR1及第二参考线DR2形成两角度，85度及95度，则锐角θ为85度。

图14的双极化天线ANB可具有圆形或椭圆形。

举例来说，图14的馈入组件F111及F112可如图11，设置于双极化天线ANB旁，其中双极化天线ANB的投影区域可不重叠于馈入组件F111与F112的投影区域。

又举例来说，图14的馈入组件F111及F112可如图11，设置于双极化天线ANB上方或下方，其中双极化天线ANB的投影区域可重叠于馈入组件F111与F112的投影区域。

馈入组件F111及F112可绝缘于双极化天线ANB。藉由耦合效应，可于双极化天线ANB及馈入组件F111及F112之间收发信号。图15为图14中，锐角θ相对于信号隔离度的曲线图。此处所述的信号隔离度，为双极化天线ANB发射与接收的无线信号的隔离度。

如图15所示，当锐角θ大于或等于45度(也就是45°≤θ)，隔离度可大于8分贝(dB)且落于可接受范围。当锐角θ从45度增至90度，隔离度可增至约24分贝，又上升到约32分贝，故更可保障信号质量。

如图15所示，当锐角θ增至75度，伴随曲线图的斜率上升，隔离度可显著增加。因此，根据实施例，锐角θ可不小于75度。换句话说，锐角θ可被设成75°≤θ<90°，以得到更佳的隔离度。

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，外部的耦合组件或双工器(duplexer)可予以省略，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。

图16为实施例中，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、接收电路120及处理电路PU。双极化天线AN可用以发射无线信号STX及实质上同时接收无线信号SRX。无线信号STX可由物体OBJ反射后产生无线信号SRX。

双极化天线AN包含馈接区域FZ1及FZ2，馈接区域FZ1用以接收发射信号ST1，且无线信号STX可根据至少发射信号ST1而产生。馈接区域FZ2用以输出接收信号SR1，且接收信号SR1可根据无线信号SRX而产生。

双极化天线AN可用以形成辐射电场E1及E2，辐射电场E1可根据无线信号STX而具有第一共极化方向，辐射电场E2可根据无线信号SRX而具有第二共极化方向，第一共极化方向及第二共极化方向可形成非正交角度θ1。于远场(far-field)上，非正交角度θ1可介于45度至135度。

发射电路110可根据输入信号SI产生发射信号ST1，接收电路120可根据接收信号SRI产生处理信号SA。处理单元PU耦接于发射电路220及接收电路120，用以根据处理信号SA及输入信号SI产生物体OBJ的空间信息。

图16中，无线信号收发装置100可为雷达装置。于一时段内，无线信号STX可持续发射，此时无线信号SRX可持续接收。当物体OBJ移动时，可根据都卜勒效应产生频偏(frequency shift)。因此，处理单元PU可根据无线信号STX及SRX的频率差，而判断物体OBJ是否移动。当无线信号STX及SRX的频率差实质上为零，则可判断判断物体OBJ固定不动。

如图16所示，参考线DR1可由馈接区域FZ1的形状中心FZC1及双极化天线AN的天线形状中心CT连接而成，参考线DR2可由馈接区域FZ2的形状中心FZC2及双极化天线AN的天线形状中心CT连接而成，参考线DR1与DR2形成的夹角θ2可介于45到135度之间(45°≤θ2≤135°)，从而使馈接区域FZ1及FZ2收发的信号之间具有足够的隔离度，以及于远场产生上述的辐射电场E1及E2(分别具有第一共极化方向与第二共极化方向)。换言之，参考线DR1与DR2形成的非正交夹角θ2不小于45度(45°≤θ2<90°)，使得于远场(far-field)上第一共极化方向及第二共极化方向形成非正交锐角的θ1，且45°≤θ2<90°，以达到类似第14图与第15图对应实施例的功效。然而，图16中，馈接区域FZ1及FZ2的位置只是举例，且馈接区域FZ1及FZ2的位置可根据天线的结构与效能而调整。

图17及图18为实施例中，双极化天线AN的上视图及侧视图。如图17及图18所示，双极化天线AN可包含贴片(patch)PA、导电线CL、地端GND及绝缘层LI。贴片PA形成于第一导电层LC1。导电线CL形成于第一导电层LC1且耦接于馈接区域FZ1及FZ2之一，用以收发发射信号ST1或接收信号SR1。地端GND形成于第二导电层LC2。绝缘层LI位于第一导电层LC1及第二导电层LC2之间。根据实施例，第一导电层LC1及第二导电层LC2之间，可互相绝缘或不绝缘。图17及图18中，导电线CL可为微带线(microstrip line)，本文提到的绝缘层可为基板。

图19及图20为实施例中，双极化天线AN的上视图及侧视图。如图19及图20所示，双极化天线AN可包含贴片PA、地端GND、导电线CL、第一绝缘层LI1及第二绝缘层LI2。贴片PA形成于第一导电层LC1，地端GND形成于第二导电层LC2。导电线CL形成于第三导电层LC3且重叠于馈接区域FZ1及FZ2之一，且用以收发发射信号ST1或接收信号SR1。第一绝缘层LI1位于第一导电层LC1及第三导电层LC3之间。第二绝缘层LI2位于第二导电层LC2及第三导电层LC3之间。如图20所示，第三导电层LC3位于第一导电层LC1及第二导电层LC2之间。根据实施例，导电层LC1、LC2及LC3之间，可互相绝缘或不绝缘。图19及图20中，导电线CL可为微带线。

图21及图22为实施例中，双极化天线AN的上视图及侧视图。双极化天线AN可包含贴片PA、导电线CL、地端GND、开槽SL、第一绝缘层LI1及第二绝缘层LI2。贴片PA形成于第一导电层LC1。导电线CL形成于第二导电层LC2，重叠于馈接区域FZ1及FZ2之一，且用以收发发射信号ST1或接收信号SR1。地端GND形成于第三导电层LC3。开槽SL产生于第三导电层LC3，且位于导电线CL及贴片PA之间。第一绝缘层LI1位于第一导电层LC1及第三导电层LC3之间，且第二绝缘层LI2位于第三导电层LC3及第二导电层LC2之间。第三导电层LC3介于第一导电层LC1及第二导电层LC2之间。根据实施例，导电层LC1、LC2及LC3之间，可互相绝缘或不绝缘。图21及图22中，藉由耦合效应，信号可于贴片PA与导电线CL之间透过开槽SL传输。

根据实施例，开槽SL的形状可为窄矩形、矩形、H形、圆形、椭圆形或不规则形。馈接区域FZ1及FZ2可邻近于贴片PA的边缘、中心或转角。举例来说，当馈接区域FZ1邻近于贴片PA的右下角，则开槽SL可形成于贴片PA的右下角，且导电线CL可重叠于贴片PA的右下角。

图17至图22中，导电线CL可为耦接于发射电路110及接收电路120的一的线体(例如微带线)；然而，于双极化天线AN中，用以耦接发射电路110及接收电路120的导电组件也可为针体(probe)，而不限于线体。

图23及图24为实施例中，双极化天线AN的上视图及侧视图。如图23及图24所示，双极化天线AN可包含贴片PA、地端GND、孔洞HL、针体PB及绝缘层LI。贴片PA形成于第一导电层LC1，且地端GND形成于第二导电层LC2。孔洞HL形成于第二导电层LC2且重叠于馈接区域FZ1及FZ2之一。针体PB设置于孔洞HL，包含第一端耦接于贴片PA、及第二端，且耦接于发射电路110或接收电路120，从而据以收发发射信号ST1或接收信号SR1。绝缘层LI位于第一导电层LC1及第二导电层LC2之间。导电层LC1及LC2可互相绝缘或不绝缘。

图23中，贴片PA的形状为圆形，但这只是举例，贴片PA也可具有其他形状，例如图17所示的矩形等。

图25为实施例中，双极化天线AN的上视图。图25的贴片PA相似于图23的贴片PA，但更包含开槽(slot)SL1、SL2、SL3及SL4。开槽SL1、SL2、SL3及SL4可形成于贴片PA，且分别切除贴片PA的边缘的第一部分、第二部分、第三部分及第四部分。馈接区域FZ1可位于开槽SL1及SL2之间，且馈接区域FZ2可位于开槽SL2及SL3之间。开槽SL2及SL4的位置可互相对立，且开槽SL1及SL3的位置可互相对立。

在图25的举例中，每个开槽具有长直形状；然而，实施例不限于此，开槽的形状也可为三角形，或如图26所示的L形。

图26为实施例中，双极化天线AN的上视图。如图26所示，开槽SL1、SL2、SL3及SL4可形成于贴片PA，且围绕贴片PA的形状中心CT而对称排列。开槽SL2及SL4的位置可互相对立，且开槽SL1及SL3的位置可互相对立。

根据实施例，开槽SL1至SL4的形状可为(但不限于)I形或非线性形状。举例来说，非线性形状可为弧形或L形。图26中，开槽SL1至SL4的形状为L形，这只是举例而非用以限制实施例。此外，根据天线形状中心CT，开槽SL1及SL3可互为为点对称(亦即，旋转对称)，且开槽SL2及SL4可互为为点对称。

在图26的举例中，开槽SL1、SL2、SL3及SL4的每一者可具有L形，从而具有第一部分、第二部分及转折点，其中转折点连接于第一部分及第二部分。举例来说，开槽SL1的第一部分及第二部分可互相垂直。

如图26所示，参考线111可为开槽SL1与SL3的转折点的连线，且参考线112可为开槽SL2与SL4的转折点的连线。天线形状中心CT可位于参考线111与112的交会点。然而，图26只是举例，若天线的效能已为可接受，则开槽的位置也可不须精确对称。

根据实施例，当贴片PA的形状为矩形，则开槽SL1至SL4的第一部分及/或第二部分可平行于贴片PA的一侧。根据其他实施例，开槽SL1至SL4的第一部分及/或第二部分可不平行于贴片PA的一侧。

藉由于贴片PA切出开槽，因为电流可沿着开槽的边缘流动，故可延长电流的流动路径，从而可缩小贴片PA的面积，以存取相同频率的信号。换句话说，天线的尺寸可得以缩小。

图27为实施例中，双极化天线AN的上视图。图27相似于图23；然而，与图23不同的是，图27的贴片PA为三角形。参考线DR1可为馈接区域FZ1的形状中心FZC1与贴片PA的形状中心CT的连线，且参考线DR2可为馈接区域FZ2的形状中心FZC2与贴片PA的形状中心CT的连线。参考线DR1与DR2可形成夹角θ2，且夹角θ2可介于45度到135度之间。

图28为另一实施例中，双极化天线AN的上视图。图28相似于图23；然而，与图23不同的是，图28的贴片PA为矩形，且图28的开槽SL1、SL2、SL3及SL4形成于地端GND，其中地端GND形成于第二金属层LC2(第二金属层LC2可如图24所示)。馈接区域FZ1的形状中心FZC1可重叠于两相邻开槽(例如开槽SL3及SL4)之间的区域，且馈接区域FZ2的形状中心FZC2可重叠于另两相邻开槽(例如开槽SL2及SL3)之间的区域。

图29及图30为另一实施例中，双极化天线AN的上视图及局部侧视图。如图29及图30所示，双极化天线AN可包含贴片PA、地端GND、绝缘层LI、导电上部TP及针体PB。贴片PA形成于第一导电层LC1且具有孔洞H1。地端GND形成于第二导电层LC2且具有孔洞H2。绝缘层LI位于第一导电层LC1及第二导电层LC2之间。导电上部TP形成于第一导电层LC1，且位于孔洞H1。针体PB穿透孔洞H2，包含第一端耦接于导电上部TP、及第二端耦接于发射电路110或接收电路120，从而据以收发发射信号ST1或接收信号SR1。孔洞H1及H2可重叠于馈接区域FZ1及FZ2之一，且针体PB及导电上部TP绝缘于导电层LC1及LC2。根据实施例，导电层LC1及LC2可相互绝缘或不绝缘。如图29及图30所示，导电上部TP1及针体PB可形成“图钉”形，且可藉由耦合效应传送信号给贴片PA及从贴片PA接收信号。

图31及图32为另一实施例中，双极化天线AN的上视图及透视图。图31及图32的双极化天线AN可相似于图29及图30的双极化天线AN；然而，图31及图32的双极化天线AN可不具有导电上部TP。相似于图29及图30，图31及图32中，针体PB与贴片PA之间可藉由耦合效应收发信号。

图33及图34为另一实施例中，双极化天线AN的上视图及局部侧视图。图33及图34的双极化天线AN可相似于图29及图30的双极化天线AN；然而，图33及图34中的导电上部TP的位置可高于孔洞H1及第一导电层LC1，而非位于孔洞H1内。因此，图33及图34的导电上部TP的直径可大于孔洞H1的直径。举例来说，导电上部TP可用高于导电层LC1与LC2的另一导电层制作。

图35及图36为另一实施例中，双极化天线AN的上视图及局部侧视图。图35的双极化天线AN可相似于图29的天线；然而，图35中，导电上部TP可位于第一导电层LC1及第二导电层LC2之间，而非位于导电层LC1的孔洞中。因此，如图35及图21所示，导电层LC2可具有孔洞H2，但导电层LC2可不具有孔洞。导电上部TP可使用介于导电层LC1及导电层LC2之间的导电层而产生。

如图35及图36所示，导电上部TP可为圆形；然而，导电上部TP也可为其他形状。举例来说，导电上部TP可为矩形、正方形、椭圆形、圆形或不规则形。导电上部TP可具有第一侧及第二侧，且针体PB的第一端可耦接于导电上部TP的第二侧。

图37及图38为另一实施例中，双极化天线AN的上视图及局部侧视图。图37及图38的双极化天线AN可相似于图35及图36的天线；然而，图37及图38中，导电上部TP可具有第一端及第二端，其中第二端耦接于针体PB的第一端。此外，导电上部TP可实质上垂直于针体PB。换言之，导电上部TP与针体PB可形成倒L形结构。

图39为另一实施例中，双极化天线AN的上视图。图39的双极化天线AN可相似于图29、图31、图33、图35或图37的天线。然而，于图39中，贴片PA可为矩形，且双极化天线AN的针体PB1与PB2可设置于贴片PA的两转角。针体PB1与PB2可用以传送信号至接收电路120或从发射电路110接收信号，且针体PB1与PB2与贴片PA之间可藉由耦合效应收发信号。

图40为另一实施例中，双极化天线AN的侧视图。图40的双极化天线AN可相似于图35及图36。图40的双极化天线AN可包含互相耦接的导电上部TP及针体PB，用以藉由耦合效应传送信号至贴片PA或从贴片PA接收信号。图40的双极化天线AN可包含绝缘层LI1、绝缘层LI2及间隙(gap)GP。绝缘层LI1位于导电层LC1及导电层LC2之间。绝缘层LI2位于绝缘层LI1及导电层LC2之间，且包含第一侧及第二侧，其中导电层LC2位于第二侧。间隙GP位于绝缘层LI1及绝缘层LI2之间。如图35所示，导电层LC2可具有孔洞，且针体PB可穿透孔洞以耦接于发射电路110或接收电路120。

本文提及的绝缘层可为基底或以绝缘材料形成的层，例如，当绝缘层为空气层，则绝缘层可为间隙。本文提及的导电线可为微带线或其他种类的导电线体。

图17至图40描述用于双极化天线AN的多种导电路径，用以从发射电路110接收信号及/或发射信号至接收电路120。如上述，导电线可用以收发图16所示的发射信号ST1及/或接收信号SR1，且所述导电线可耦接于贴片、针体、针体及导电上部、及/或绝缘于贴片。

上述的结构可相互混合(in hybrid)，图41至图45为其他实施例中，具有混合结构的双极化天线AN的上视图。

图41的双极化天线AN中，由较上层到较下层，可包含导电层LC1、LC3及LC2，相似于图22所示。地端GND可形成于导电层LC2，导电线CL1可耦接于贴片PA且形成于导电层LC1。开槽SL可形成于导电层LC3；举例来说，开槽SL可为H形，但实施例不限于此。导电线CL2可形成于导电层LC2，且用以透过开槽SL，藉由耦合效应从贴片PA接收信号或传送信号给贴片PA。换句话说，在图41中，导电线CL1可相似于图17的导电线CL，且导电线CL2可相似于图21的导电线CL，因此，图41的结构可为混合结构。

图42的双极化天线AN包含导电线CL及共平面波导CPW。导电线CL及共平面波导CPW可为两导电路径，分别耦接于发射电路110与接收电路120之一者及另一者。图42的双极化天线AN可包含导电层LC1及LC2，贴片PA可形成于导电层LC1，且地端GND可形成于导电层LC2。导电层LC1与LC2之间可具有绝缘层。开槽SL可形成于导电层LC2，且重叠于馈接区域FZ1或FZ2。

在图42的举例中，开槽SL重叠于馈接区域FZ2，两直线形开槽SSL1与SSL2可产生于导电层LC2，且从地端GND的边缘或内部部分，往开槽SL向内延伸。根据实施例，导电层LC1与LC2可互相绝缘或不绝缘。两直线形开槽SSL1与SSL2可互相平行或形成角度，且位于两直线形开槽SSL1与SSL2之间的部分，是用以作为共平面波导，从而传输发射信号ST1或接收信号SR1。图42仅为举例，直线形开槽SSL1与SSL2也可延伸到可耦接于芯片接脚(pin)的位置。直线形开槽SSL1与SSL2可设计为锥形形式。考虑电阻转换，直线形开槽SSL1与SSL2可设计为平行于另一共平面波导。

图43为另一实施例中，双极化天线AN包含馈入组件FE及共平面波导CPW的示意图。图43的双极化天线AN可包含导电层LC1及LC2，如图17、图18及图42所示。贴片PA与共平面波导CPW可相似于图42所示，故不重述。馈入组件FE可形成于导电层LC1，且绝缘于贴片PA。馈入组件FE的位置可对应于馈接区域FZ1或FZ2；在图43的举例中，馈入组件FE的位置为对应于馈接区域FZ1。在馈入组件FE与贴片PA之间，可藉由耦合效应收发信号。导电线CL可形成于导电层LC1且耦接于馈入组件FE，从而据以收发发射信号ST1或接收信号SR1。馈入组件FE与共平面波导CPW可分别耦接于发射电路110与接收电路120的一者与另一者。

图44为另一实施例中，双极化天线AN的示意图。图44的双极化天线AN中，可由上层至下层包含导电层LC1、LC3及LC2，相似于图22所示。图44中，导电线CL1可形成于导电层LC2。导电上部TP可重叠于馈接区域FZ1或FZ2且位于导电层LC1与LC3之间。针体PB可具有第一端与第二端，其中第一端耦接于导电上部TP，且第二端耦接于导电线CL1。针体PB可穿透形成于导电层LC2的孔洞。换句话说，图44中，以导电上部TP、针体PB与导电线CL1形成的导电路径，可相似于图35及图36所示，且导电线CL2可相似于图21与图22的导电线CL。

图45为另一实施例中，双极化天线AN的示意图。图45的双极化天线AN由上层到下层，可包含导电层LC1、LC3及LC2，相似于图21所示。图45中，双极化天线AN可包含导电线CL1与CL2，导电线CL1可形成于导电层LC2且耦接于针体PB，针体PB可由形成于导电层LC3的孔洞穿透导电层LC3。孔洞H1可形成于导电层LC1，以使针体PB绝缘于导电层LC1与LC3。图45的导电线CL2可相似于图44的导电线CL2，故不重述。

图41至图45的双极化天线AN可具有混合结构，因为包含两种不同类型的导电路径，分别对应于馈接区域FZ1与FZ2。

图41至图45的双极化天线AN只是举例，而非限制实施例的范围，若结构上允许制作，则可于双极化天线AN中使用两种或更多种导电路径，以形成混合结构，从而收发发射信号ST1及/或接收信号SR1。

图16至图45所示的馈接区域FZ1及FZ2的位置只是举例，根据实施例，双极化天线AN可包含贴片PA，且馈接区域FZ1及FZ2的任一者的位置可邻近贴片PA的一侧、贴片PA的中心或贴片PA的一角。馈接区域FZ1与FZ2的位置可被调整，以改善天线匹配的性能。于初始时，馈入信号的效能可能不足，但可采用一些技巧以改善关于馈接区域FZ1与FZ2的匹配，以及改善馈入信号的效能，所述的技巧可包含调整用料清单(BOM)或使用开路/短路的短截线(stub)等。

图46为另一实施例中，双极化天线AN的上视图。图46的双极化天线AN可包含贴片PA、导电线CL1、导电线CL2、馈入组件FE1、馈入组件FE2、地端GND及绝缘层LI。贴片PA、导电线CL1、导电线CL2、馈入组件FE1及馈入组件FE2可形成于导电层LC1，地端GND可形成于导电层LC2。馈入组件FE1的位置可对应于馈接区域FZ1，且馈入组件FE2的位置可对应于馈接区域FZ2。换句话说，图46中，导电线CL1与CL2可相似于图43的导电线CL。藉由耦合效应，可于馈入组件FE1/FE2及贴片PA之间收发信号。导电线CL1与CL2可形成于LC1，且分别耦接于馈入组件FE1与FE2，从而据以收发发射信号ST1或接收信号SR1。绝缘层LI可位于导电层LC1与LC2之间。导电层LC1与LC2之间可绝缘或不绝缘。导电线CL1与CL2可为微带线。贴片PA可包含附加部分APA，及/或开槽(slot)/开口(aperture)SL，如图46所示。参考线DR1可为馈接区域FZ1的形状中心与贴片PA的形状中心的连线，参考线DR2可为馈接区域FZ2的形状中心与贴片PA的形状中心的连线，且参考线DR1与DR2可形成角度θ。此外，未包含附加部分APA及/或开槽(slot)/开口(aperture)SL的双极化天线AN的结构可被置换为上文的图1～图13、以及图16所述的双极化天线、以及图17～图45中双极线天线的具有规则形状的贴片。

在无线收发装置100的一些使用情境中，对应于第一无线信号STX的回波损耗(return loss)的最佳效能的频率、对应于第二无线信号SRX的回波损耗的最佳效能的频率，以及对应于第一无线信号STX与第二无线信号SRX之间的隔离度的最佳效能的频率，可能不同。举例来说，由于无线信号收发装置100的印刷电路板的设计，对应于发射电路110的走线长度(trace length)与对应于接收电路120的走线长度可能不相同。因此，如图46所示，贴片PA的形状可调整，藉由加上附加部分APA(例如为较小矩形)至原先部分(例如为较大的规则形状，如矩形)，及/或从原先部分移除掉一部分以产生开槽/开口SL(例如较小的不规则四边形)，从而可改变贴片PA的形状中心CT的位置，以使第一参考线DR1及第二参考线DR2彼此非正交，且非正交角度θ不等于90度。本实施例的功效将于图50进一步解释。规则形状例如是圆形、椭圆形、矩形、正多边形(如正三角形、正四边形…等)。举例来说，非正交角度θ可介于45度至90度(45°≤θ<90°)或非正交角度θ可介于90度至135度(90°<θ≤135°)。换言之，第一参考线DR1及第二参考线DR2形成的锐角θ不小于45度(45°≤θ<90°)，以同时达到类似图14实施例的功效。在其他实施例中，亦可将图1～图13、以及图16中具有规则形状的双极化天线、以及图17～图45中双极线天线的具有规则形状的贴片，藉由加上附加部分APA及/或移除掉一部分以产生开槽/开口SL，从而可改变双极化天线或双极线天线的贴片的形状中心的位置，以使第一参考线DR1及第二参考线DR2形成的锐角θ不小于45度(45°≤θ<90°)，以同时达到类似图14、图15与图46对应实施例的功效。

图46中从原先较大的规则形状移除掉较小的一部分以产生开槽/开口的实施例，还可进一步产生其他的功效，请参照如图47所示的双极化天线AN与电路组件310的示意图。在紧凑装置(compact device)中，电路组件所占的区域可能会与具有规则形状的贴片或天线所占的区域互相干涉。因此，如图47所示，双极线天线AN的形状，或双极线天线AN的贴片PA的形状，可为非凸形(non-convex shape)，例如凹形(concave shape)。举例来说，如图47所示，贴片PA可为凹六边形，其中凹六边形可产生藉由从原先部分(例如较大的规则形状，如矩形)移除一部分(例如较小的矩形)来产生。图47只是举例，而非限制实施例的范围。同理，圆形贴片的一部分、三角形贴片的一部分或矩形贴片的一部分可被移除，产生的空间可设置电路310。图47的双极化天线AN可相似于图29而具有针体，但此只是举例，并非用以限制本发明。

图47中，馈接区域FZ1的形状中心FZC1与双极化天线AN的形状中心CT可相连形成参考线DR1，且馈接区域FZ2的形状中心FZC2与双极化天线AN的形状中心CT可相连形成参考线DR2。因为贴片PA的形状已非规则形状(如完整的矩形、三角形或圆形)，故形状中心CT的位置非位于规则形状的形状中心，且参考线DR1与DR2不会互相垂直。举例来说，参考线DR1与DR2的夹角θ可不等于90度，例如，45°≤θ<90°或90°<θ≤135°。

图48为实施例中，双极化天线AN具有第一部分PA1、第二部分PA2与第三部分PA3的示意图。第一部分PA可具有较大的规则形状(如矩形)，第二部分PA2与第三部分PA3连接于第一部分PA1，从而使天线形状中心CT非位于规则形状的形状中心CT0。馈接区域FZ1与FZ2的区域形状中心FZC1与FZC2可分别与规则形状的形状中心CT0形成参考线DR10与DR20，而参考线DR10与DR20实质上互相垂直。馈接区域FZ1与FZ2的区域形状中心FZC1与FZC2可分别与天线形状中心CT形成参考线DR1与DR2，参考线DR1与DR2形成的非正交角度θ可介于45度至90度，也就是锐角θ不小于45度(45°≤θ<90°)。由于天线形状中心CT已非位于规则形状的形状中心CT0，故可改变参考线DR1与DR2形成的角度θ。

如上述，可藉由调整馈接区域FZ1与FZ2的区域形状中心FZC1与FZC2的位置，使参考线DR1与DR2形成的锐角不小于45度(例如图14所示)；也可使双极化天线AN具有缺口，使参考线DR1与DR2形成的锐角不小于45度(如图46及图47所示)；及/或可使双极化天线AN具有至少第一部分及第二部分，其中第一部分具有规则形状，第二部分连接于第一部分，从而使参考线DR1与DR2形成的锐角不小于45度(如图47及图48所示)。

如上述，双极线天线的两馈接区域的形状中心，与双极线天线的形状中心，可形成两参考线，且两参考线可形成角度；下述图49与图50为所述两参考线形成的角度相异的情况下，所对应的S参数(S-parameters)波形图。

图49为实施例中，两参考线形成的角度实质上为90度的回波损耗与隔离度的波形图。以图6为例，图6的双极化天线AN具有规则形状(如矩形)，且两参考线形成的角度实质上为90度；此情境下，如图49所示，曲线a1为对应于发射/接收(Tx/Rx)的回波损耗的波形，且曲线a2为对应于发射与接收之间的隔离度的波形。如图49所示，最佳的回波损耗对应于频率fa1，最佳的隔离度对应于频率fa2，而频率fa1与fa2之间有偏移(例如，75兆赫)。

图50为实施例中，两参考线形成的锐角实质上介于45度到90度的回波损耗与隔离度的波形图。举例来说，图14、图46、图47及图48中，两参考线并非垂直，而可形成实质上介于45度到90度的锐角。此情境下，如图50所示，曲线b1为对应于发射/接收(Tx/Rx)的回波损耗的波形，且曲线b2为对应于发射与接收之间的隔离度的波形。如图50所示，最佳的回波损耗对应于频率fb，且最佳的隔离度也可对应于近似频率fb的频率。因此，最佳的回波损耗与隔离度对应的频率，可具有很小的偏移或不具偏移。因此，根据实施例，藉由调整双极化天线AN的天线形状中心CT，可使两参考线的夹角介于45度至90度之间，且可据以改善天线的效能。

总结来说，实施例提供多种解决方案，用以设计双极化天线AN的导电路径及贴片等，从而传送信号至接收电路120及从发射电路110接收信号。双极化天线AN的尺寸与效能可更易于调整，且有助改善设计弹性。特别是在本发明的一些实施例中，藉由调整馈接区域FZ1与FZ2的区域形状中心FZC1与FZC2的位置，使参考线DR1与DR2形成的锐角不小于45度，可改善具有最佳的回波损耗所对应的频率，与最佳的隔离度所对应的频率，两者偏移过大导致天线的效能不佳的问题，且馈接区域FZ1及FZ2收发的信号之间仍具有足够的隔离度。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的等同变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (20)

1.一种无线信号收发装置，其特征在于，包含：

一双极化天线，用以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以由一物体反射后产生该第二无线信号，该双极化天线包含：

一第一馈接区域，具有一第一区域形状中心，且用以接收一第一发射信号，其中该第一无线信号根据至少该第一发射信号而产生；及

一第二馈接区域，具有一第二区域形状中心，且用以输出一第一接收信号，其中该第一接收信号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，该第一区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第一参考线，该第二区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第二参考线，该第一参考线及该第二参考线形成的一锐角不小于45度；

一发射电路，用以产生该发射信号；及

一接收电路，用以产生一处理信号，其中该处理信号相关于该接收信号。

2.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线具有一规则形状，且该第一区域形状中心及该一第二区域形状中心的位置使该第一参考线及该第二参考线形成的该锐角不小于45度。

3.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线具有一规则形状，且该双极化天线具有一缺口，从而使该天线形状中心非位于该规则形状的一形状中心。

4.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线具有一第一部分及一第二部分，该第一部分具有一规则形状，该第二部分连接于该第一部分，从而使该天线形状中心非位于该规则形状的一形状中心。

5.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中：

该第一区域形状中心及该一第二区域形状中心的位置，使该第一参考线及该第二参考线形成的该锐角不小于45度；

该双极化天线具有一缺口，使该第一参考线及该第二参考线形成的该锐角不小于45度；及/或

该双极化天线具有一第一部分及一第二部分，该第一部分具有一规则形状，该第二部分连接于该第一部分，使该第一参考线及该第二参考线形成的该锐角不小于45度。

6.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该锐角不小于75度。

7.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线另包含：

一贴片，形成于一第一导电层；

一导电线，形成于该第一导电层，耦接于该第一馈接区域及该第二馈接区域之一，且用以收发该发射信号或该接收信号；

一地端，形成于一第二导电层；及

一绝缘层，位于该第一导电层及该第二导电层之间。

8.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线另包含：

一贴片，形成于一第一导电层；

一地端，形成于一第二导电层；

一导电线，形成于一第三导电层，重叠于该第一馈接区域及该第二馈接区域之一，且用以收发该发射信号或该接收信号；

一第一绝缘层，位于该第一导电层及该第三导电层之间；及

一第二绝缘层，位于该第二导电层及该第三导电层之间；

其中该第三导电层位于该第一导电层及该第二导电层之间。

9.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线另包含：

一贴片，形成于一第一导电层；

一导电线，形成于一第二导电层，重叠于该第一馈接区域及该第二馈接区域之一，且用以收发该发射信号或该接收信号；

一地端，形成于一第三导电层；

一开槽，产生于该第三导电层，且位于该导电线及该贴片之间；

一第一绝缘层，位于该第一导电层及该第三导电层之间；及

一第二绝缘层，位于该第三导电层及该第二导电层之间；

其中该第三导电层介于该第一导电层及该第二导电层之间。

10.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线另包含：

一贴片，形成于一第一导电层；

一地端，形成于一第二导电层；

一孔洞，产生于该第二导电层且重叠于该第一馈接区域及该第二馈接区域之一；

一针体，设置于该孔洞，包含一第一端耦接于该贴片、及一第二端，且用以收发该发射信号或该接收信号；及

一绝缘层，位于该第一导电层及该第二导电层之间。

11.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线另包含：

一贴片，形成于一第一导电层，且具有一第一孔洞；

一地端，形成于一第二导电层，且具有一第二孔洞；

一绝缘层，位于该第一导电层及该第二导电层之间；

一导电上部，形成于该第一导电层，且位于该第一孔洞；及

一针体，穿透该第二孔洞，包含一第一端耦接于该导电上部、及一第二端，且用以收发该发射信号或该接收信号；

其中该第一孔洞及该第二孔洞重叠于该第一馈接区域及该第二馈接区域之一，且该针体及该导电上部绝缘于该第一导电层及该第二导电层。

12.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线另包含：

一贴片，形成于一第一导电层，且具有一第一孔洞；

一地端，形成于一第二导电层，且具有一第二孔洞；

一绝缘层，位于该第一导电层及该第二导电层之间；及

一针体，穿透该第二孔洞，包含一第一端及一第二端，且用以收发该发射信号或该接收信号；

其中该针体的该第一端位于该第一孔洞，该第一孔洞及该第二孔洞重叠于该第一馈接区域及该第二馈接区域之一，且该针体绝缘于该第一导电层及该第二导电层。

13.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线另包含：

一贴片，形成于一第一导电层，且具有一第一孔洞；

一地端，形成于一第二导电层，且具有一第二孔洞；

一绝缘层，位于该第一导电层及该第二导电层之间；

一导电上部，高于该第一孔洞；及

一针体，穿透该第一孔洞及该第二孔洞，包含一第一端耦接于该导电上部、及一第二端，且用以收发该发射信号或该接收信号；

其中该第一孔洞及该第二孔洞重叠于该第一馈接区域及该第二馈接区域之一，该针体及该导电上部绝缘于该第一导电层及该第二导电层。

14.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线另包含：

一贴片，形成于一第一导电层；

一地端，形成于一第二导电层，且具有一孔洞；

一绝缘层，位于该第一导电层及该第二导电层之间；

一导电上部，位于该第一导电层及该第二导电层之间；及

一针体，穿透该孔洞，包含一第一端耦接于该导电上部、及一第二端，且用以收发该发射信号或该接收信号；

其中该孔洞重叠于该第一馈接区域及该第二馈接区域之一，且该针体及该导电上部绝缘于该第一导电层及该第二导电层。

15.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线另包含：

一贴片，形成于一第一导电层；

一地端，形成于一第二导电层，且具有一孔洞；

一第一绝缘层，位于该第一导电层及该第二导电层之间；

一第二绝缘层，位于该第一绝缘层及该第二导电层之间，且包含一第一侧及一第二侧，其中该第二导电层位于该第二侧；

一间隙，位于该第一绝缘层及该第二绝缘层之间；

一导电上部，位于该第二绝缘层的该第一侧；及

一针体，穿透该第二绝缘层，包含一第一端耦接于该导电上部、及一第二端，且用以收发该发射信号或该接收信号；

其中该导电上部重叠于该第一馈接区域及该第二馈接区域之一，且该针体及该导电上部绝缘于该第一导电层及该第二导电层。

16.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线另包含：

一贴片，形成于一第一导电层；

一地端，形成于一第二导电层；

一绝缘层，位于该第一导电层及该第二导电层之间；

一开槽，产生于该第二导电层，且重叠于该第一馈接区域及该第二馈接区域之一；及

两直线形开槽，产生于该第二导电层，且从该地端的一边缘或一内部部分往该开槽向内延伸；

其中该两直线形开槽为互相平行或形成一角度，且位于该两直线形开槽之间的一部分是用为一共平面波导，从而收发该发射信号或该接收信号。

17.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线另包含：

一贴片，形成于一第一导电层；

一地端，形成于一第二导电层；

一绝缘层，位于该第一导电层及该第二导电层之间；

一馈入组件，形成于该第一导电层，且位于该第一馈接区域及该第二馈接区域之一；及

一导电线，形成于该第一导电层，耦接于该馈入组件，且用以收发该发射信号或该接收信号；

其中该馈入组件绝缘于该贴片。

18.如权利要求1所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线另包含一贴片，且该第一馈接区域及该第二馈接区域邻近于该贴片的一侧、该贴片的一中心或该贴片的一角。

19.一种无线信号收发装置，其特征在于，包含：

一双极化天线，用以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以由一物体反射后产生该第二无线信号，该双极化天线包含：

一第一馈接区域，用以接收一发射信号，其中该第一无线信号根据至少该发射信号而产生；

一第二馈接区域，用以输出一接收信号，其中该接收信号根据该第二无线信号而产生；

其中该双极化天线用以形成一第一辐射电场及一第二辐射电场，该第一辐射电场根据该第一无线信号而具有一第一共极化方向，该第二辐射电场根据该第二无线信号而具有一第二共极化方向，该第一共极化方向及该第二共极化方向形成一非正交角度，且于一远场该非正交角度为介于45度至135度；

一发射电路，用以根据一输入信号产生该发射信号；

一接收电路，用以根据该接收信号产生一处理信号；及

一处理单元，耦接于该发射电路及该接收电路，且用以根据该处理信号及该输入信号产生该物体的一空间信息。

20.如权利要求19所述的无线信号收发装置，其特征在于，其中该双极化天线具有一天线形状中心，该第一馈接区域具有一第一区域形状中心，该第二馈接区域具有一第二区域形状中心，该第一区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第一参考线，该第二区域形状中心与该天线形状中心的连线形成一第二参考线，且该第一参考线及该第二参考线形成的一锐角不小于45度。

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