TW200915661A - High gain steerable phased-array antenna - Google Patents

Description

200915661 九、發明說明： 優先權 此申請案主張2007年3月30曰申請的美國專利申請案第 1 1/694,916號之優先權，該案係2005年2月9曰申請的盖 'J 國 專利申凊案第11/055,490號（現為2007年4月1〇日發佈的美 國7,2〇2,830 B 1)之部分延續，全部均以引用的方式併入本 文内。 【先前技術】

習知相位陣列天線併入波導技術與天線元件。—波導係 控制一電磁波之傳播以便強迫該波遵循該波導之實體結構 所定義之-路徑的-裝置”皮導在諸如連接一雷達站:輸 出放大器至其天線之應用中主要在微波頻率下使用一身 會採取矩形空心金屬管之形式’但也曾構造於積體^ 内。一給定尺寸的波導不會傳播低於一特定頻率（戴 率）之電磁波。-般而言’一電磁波之電場及磁場在波正 在穿過—波導時具有若干可能配置。該些配置之各配置传 稱為一傳播模式。期望具有一種 性之相位天線。 K增強功錢及增益特 【發明内容】 提供-種㊅增益轉向式相位陣列天線。— 一介電材料分離之片/、有由 何討刀離之兩層或兩層以上層體之 義於其内。對於各插槽，— 曰疋 ^微可饋送線係電耦合該插槽 以形成一磁耦合LC共振元件。一 帽 微帶饋逆螃 达冰耦D該一或多個 I線。至少—微帶饋送線包括至少-片段，其具有 13Q022.doc 200915661 大於其他片段之寬度，以減少電阻並產生一增強品質因數 以提供一選定更寬闊頻寬用於該天線。 4更大寬度片段可包括—具有其他#段之寬度的最初饋 送線及在該最初饋送線上的—額外跡線。該更大寬度片段 可能具有一矩形形狀。 提供另-種高增益相位陣列天線。一傳導片具有由一介 電材料分離之兩層或兩層以上層體之—或多個插槽定義於 其内。-對應電微帶饋送線係電麵合各插槽以形成一磁輪 口 LC共振兀件。一主饋送線耦合該一或多個微帶饋送線。 至少-插槽包括至少-非矩形片段，其產生一形狀，該形 狀為该天線提供一選定無線電頻率特性。 該些天線之任-者可能進—步包括下_徵之―或多個 者： 該微帶饋送線可電耦合至其對應插槽，橫跨—對應插样 從-㈣合至另-側及/或在中心或偏離中心交又該^ 槽。 一行動電話及/或1C天線裝置可能包括任一天線。

該-或多個插槽可能包括至少兩個長㈣插槽H 十字形狀設計、—X形狀設計、-鉤十字形狀一鐵十字 或聖誕樹形狀設計或其組合而交疊。該—或多個插槽可包 括具有一蝴螺結設計的一插槽。 該-或多個插槽可包括不同大小或形狀或二者而因此不 同共振頻率的至少兩個插槽。該至少兩個插槽可以一交又 設計相互交疊及/或可提供雙頻帶或增強超寬頻能力或二 130022.doc 200915661 者。 該一或多個插槽可能包括兩個哎 口-乂兩個以上插槽，其係經 組態用以提供干涉測量功能性。 兩個或兩個以上插槽可從—丑用 ”用饋送點起共享具有不同 長度的一共用饋送線以形成—·合成孔徑。 該天線還可包括延遲電路，並係 y、1糸用於藉由選擇性改變該 微帶饋送線上的信號相位來電子轅 个电丁锝向邊天線；以及基於程 式碼操作的-或多個處理器’其連續以期地決定一較佳 信號方向並控制該延遲電路以在該較佳方向上轉向該天 線。 該—或多個插槽具有-長方形形狀，例如—矩形或擴圓 形形狀，且該微帶饋送線可在該長方形插槽之短尺寸上延 伸。 §亥主饋送線可耦合一同軸電纜連接器附件。 該-或多個插槽可包括藉由該等微帶饋送線來平行饋送 的兩個插槽。 相等數目的插槽可佈置於該主饋送線之任一側上，該主 饋送線可能係❹-同軸電料接器附件來加以中心饋 送，藉此提供該主饋送線之兩個半部分。各半部分可能具 有相同電阻’其還可與對應於該主饋送線之該等微帶饋送 線之並聯組合的總電阻㈣。可料該天線之輸人阻抗以 與該主饋送線之該等兩個半部分之電阻相同。 【實施方式】 參考圖1，依據一較佳具體實施例之—高增益轉向式相 130022.doc 200915661 位陣列天線包括-傳導片1G2。傳導片1()2較佳的係由一介 電材料分離之兩層或兩層以上層體之一片狀金屬（例如銅） 區域’並可由各種金屬或其他導體之一或多個所組成。四 才槽104係切割成傳導片102。可使用任意數目的更多或 更少插槽104 ’但較佳的係該等插槽104係以-方式配置， 使得其在一相位陣列型樣内互補。每次倍增插槽數目，增 益便會遞增3dBi。 9 ▲該等插槽104較佳的係長方形且更佳的係矩形。然而， 該等插槽104可能係方形或圓形或—任意形狀。該片之較 佳尺寸係5 7/8英对寬乘以5丨/8英$高。該矩形插槽之較佳 尺寸係5/8英对X2 1/8英忖。該等插槽104之尺寸通常較佳 係一分之-波(λ/2)寬及四分之一波以/4)波高。該等插槽 104之驅動阻抗較佳係（6〇)sq/73=494歐姆。一有利增益特 (•生係由於轉換至377.564歐姆自由空間中沒有損失而莽 得。 又 一同軸電纜105較佳的係藉由焊接來連接至片1〇2。儘管 圖2將會更詳細地顯示該天線之電配置，但圖}顯示在該等 矩形插槽104之較長邊緣卡間處的四個焊接連接1〇6。在圖 1内中還顯示一信號電纜105以及從後側至片1〇2的若干其 他焊接連接1 1 0。 圖2說明依據一較佳具體實施例之一高增益轉向式相位 陣列天線之-後視圖。該天線之此側包括具有各種電連接 的-電路板。為了透視至其相對於該等後側電組件之位 置，在圖2 _係以虛、線顯示在前側切割至該傳導片内的該 130022.doc 200915661 等插槽104。微帶饋送線 的該等焊接連接⑽1此連接至㈣傳導片⑽ (且較佳連接2〇6較佳的係處在該長方形 連㈣插槽Μ之物_緣之“處。該等 ㈣望4代性地位於該等較短邊緣之中心處，或同 樣該f插槽1G4可能係方形或圓形或任意形狀。’ 用微帶於槽1 Μ係藉助一揭合機制而共振。該耗合機制使 用微帶饋讀212來連接至該等共振插槽1〇4。該等微帶饋 送線係構造在該天線之一分離平面上。較佳的係使用ι〇〇 歐姆微帶饋送線212平行饋送該等共振插槽⑽。顯示該等 微帶饋送線212在其中心交又該等矩形插槽1()4之短尺寸。 該等微帶饋送線212係各連接至一系列電子電路組件214。 在圖2中，各微帶饋送線212具有該些顯示為方形之組件 214之四個組件。該些組件214包括電子延遲，其允許方向 上轉向該天線。較佳的係該等組件214包括pin二極體與導 體。該專二極體可能型號為panasonic SSG生產的二極體 PIN 60V 100mA S mini-2P (MFG P/N MA2JP0200L ； digikey MA2 JP0200LTR-ND)，或較佳的係肖特基二極體、

Agilent p/n HSMS-2850或等效物。該等導體可能型號為

Panasonic生產的 1.0 μΗ +/- 5°/〇 1210 (MFGP/NELJ- FA1ROJF2 ; digikey PCD1825TR-ND)。電容器可較佳的係 1000pF、TDK、C1608X7R1H102K或等效物。電阻器可能 較佳的係470歐姆、Yaego 9C06031A4700JLHFT或等效 物。 該天線係藉由添加延遲電路214至該等微帶饋送線212來 130022.doc -10- 200915661 加以電子轉向。該延遲改變在該等微帶饋送線上的信號相 位。該延遲電路包括該等pIN二極體與一墊，該墊係切割 至該電路板之銅平面内。當該PIN二極體接通時，便添加 延遲至該電路。此意味著其可用以跟蹤信號來源。信號可 能源自一無線接取點、一可攜式電腦或另外裝置。 該等微帶饋送線212各連接至一主饋送線2〗6 ^在圖2天 線之上半部分内的該等二微帶饋送線2丨2係連接至主饋送 線216之上半部分，而在圖2天線之下半部分内的該等二微 帶饋送線212係連接至主饋送線216之下半部分。該等主饋 送線係在其中心處連接至一同軸連接片段2 1 8，其係連接 至同軸電纜105。顯示各種跡線220連接該等延遲墊214至 仏號電纜108。信號電纜1 〇8進而連接至電腦操作控制設 備。 圖1至2之天線具有四個共振插槽1 〇 4。該天線之頂部及 底部半部分係彼此的鏡像。兩個100歐姆饋送線在圖1所示 之天線之上半部分内饋送該等兩個共振插槽1 04。該等丨〇〇 歐姆饋送線係平行的。所得電阻係50歐姆。此匹配50歐姆 主饋送線21 6之電阻。當將該天線之下半部分考量在内 時’ s亥天線之中心係在2 5歐姆’即兩個5 〇歐姆電路並聯。 該天線之輸入阻抗係依據該較佳具體實施例而選擇為5 〇歐 姆。一3 5 · 3 5歐姆阻抗匹配墊獲得此點。 現在參考圖3 ’說明微饋送線耦合點306。該些耗合點 3 06係在該等共振插槽1 〇4之較長邊緣中心處。該等微帶饋 送線2 1 2橫跨該等插槽10 4之短尺寸。由於圖3僅用於例 130022.doc 11 200915661 不，故僅顯示該等插槽1〇4、微帶饋送線2i2及連接點 306。在圖3天線之下半部分内的兩個插槽1〇4之該等連接 3〇6係在該等插槽104之該等下部較長邊緣處。在圖2中， 顯示其，連接至該等插槽1〇4之上部較長邊緣。至該天線 之上半部分内兩個插槽的該等微帶饋送線連接還可至該等 插槽104之下部邊緣。而且，該等插槽及微帶饋送線 可方疋轉90度或另外任一度數，或可僅旋轉該等插槽或 可僅旋轉該等微帶饋送線212。 圖4不意性說明依據一較佳具體實施例該等延遲電子器 牛4耦δ。亥等微f饋送線212用於轉向該相位陣列天線。 ，中顯示㈣微帶饋送線212之各微帶饋送、㈣合三個電 子益件群組，其包括—pin:極體墊424與一導體426。該 等延遲墊424係分別藉由在選擇線上的一 +5電壓與_5電壓 來加以啟用及停用。 圖5A至5D顯示依據一較佳具體實施例基於不同波瓣之 選擇在各方向上的範例性信號分佈。圖4所示之該等墊係 標注為一至六或墊、#2、#3、#4、#5及#6。該等信號分 佈曲線圖係基於選擇性開啟特定塾#1至#6來產生。圖从說 月在僅選擇墊#1時該天線之—信號分佈。圖5B說明在各選 擇墊#1、#2及#3時該天線之—信號分佈。圖5C說明在僅選 擇墊#4時該天線之—信號分佈。圖5D說明在各選擇墊料、 #5及#6時該天線之—信號分佈。 圖6不意性說明依據一較佳具體實施例之一相位陣列天 線之7L件之一電子組件表示。各顯示該等插槽1〇4、微帶 130022.doc 200915661 饋送線212、主饋送線216、同軸附著點218及微帶饋送線 附著點306且較佳的係如上所述。該等微帶饋送線附著點 3 06幸乂佳的係如圖6所示接地。該等二極體塾424及導體 426係使用其常見電表示來加以說明。 圖7至8係依據一較佳具體實施例執行用於基於監控—相 位陣列天線之波瓣輸出來選擇信號分佈波瓣之操作之一流 耘圖。儘管可使用兩個波瓣或三個以上的波瓣，但圖7之 車巳例性程序假定三個波辦用以例示。在7〇2，獲得一連接 無線裝置之IP位址。掃描並記錄該波瓣資料用以至該天線 的此連接。在可能選擇的該等波瓣中，選擇最高輸出的波 瓣。輸出係一無線網路每單位時間端點至端點處理資料之 速度。-般係以每秒百萬位元(Mbps)來測量。在此範例 中，其將假定選擇三個波瓣之中間者。

，及辦係維持作為選定波瓣，只要輸出保持在一臨限位 準上方。該臨限位準可能係一預定輸出位準，或低於一最 =平均或預設定輸出位準的一預定輸出或百分比輸出， 或者可此基於與其他輸出的―比較。在下面將進— 地說明的，’若-信號強度下降至—雜訊位準或在1雜 :二=二定數量百分比内’則此下降信號強度係用以 定期地π沖波瓣之時間。在爾’依據圖7之程序連續或 已：控輸出。程序在·仍執行此監控，除非決定輸 下降至該臨限位準以下。接著，在7丨〇,選 辦’例如下-最靠近右邊的波瓣。在7l ? 輸出是否招' ^ γ 、疋此波辦之 超過或低於該臨限值。若此新波瓣之輸出超過該 130022.doc 200915661 2值，則該程序移動至714β在714，保存該新波瓣之波 〜及^強度及/或其他資料。現在，在716監控將會對 該新波瓣繼續進行’如其在708對初始波瓣所做。即^亥 :呈序將會定期或連續地監控連接該波瓣之輸出。該程序僅 在716決定该新波辦之輸出低於該臨限位準時移動至川。 再次參考川1在該處決^該新波瓣之輸出低於該臨限 1則該程序直接移動至718。在718，選擇另一波瓣，即 瓣’例如最#近該初始波瓣左邊之波瓣。在720 決定輸出是否超過或低於該臨限值。若其超過該臨限值， 則此波瓣將會保持該選定波瓣，除非且直至輸出下降至该 臨限值以下。若該輸出確實下降至該臨限值以下，則在 724,掃描並記錄波瓣資料，然後該程序返回至鳩 選擇最高輸出。 圖8之程序說明依據另-具體實施例監控所有波瓣之信 號強度及其他資料(例如)以選擇最強波瓣。現在參考圖8, 例如在802選擇波關。在_讀取—無㈣置之連接之信 就強度*決定該信號強度超過一雜訊位準，或若該信號 強度超過該雜訊位準某預定數量或百分比，則在綱計算 輸出。在8U)記錄波瓣號、信號強度及輪出，然後該程序 移動至812。若在806，決定該信號強度處於-雜訊位準或 在超過該雜訊位準的一預定數量或百分比或低於其，則在 ⑴記錄波瓣號、信號強度及輸出(等於〇),然後 動至814。 在812，決定是否已處理關於最後波瓣之資料。若否， 130022.doc 200915661 則該程序返回至8〇4 決定用於所^ &下一波瓣執行監控。若已監控並 叫方。 ㈣之波瓣資料’貞⑷18該程序返回至呼 揭^ = 序號1⑽5,490及/或6G/617,609處所 係以弓1用形式併人本文。一…二/亥4專利申睛案 導片，又 π增盈相位陣列天線包括一傳 於各插時槽之若干插槽定義於其内，且對 …電微帶饋送線係佈置於一平行於 :内。該等微帶饋送線及對應插槽形成磁轉： 件。—主饋送線耦合該等微帶饋送線。 該等插槽可能具有一長方形 貼“… ㈣狀例如-矩形或橢圓形 μ等微帶饋送線可能在該等長 槽之較短（較佳） 次敉長尺寸上延伸。該主饋送線 m耦合-同軸電纜附件。 §亥專插槽可藉由該等微帶饋送線來加以平行饋送。 插槽數目可能係二或四，且其中一或兩二可分別佈 置於邊主饋送線之各側，該主饋送 使用—同轴電纜附 件來加以h饋送，藉此提供該主饋送線之兩個半部八 在此具體實施例中’該主饋送線之各半部分可能具有才刀 電阻，其還可能㈣對應於該主饋料之該半部分之 微帶饋送線之並聯組合的總電阻相同。可選擇該天線： 入阻抗以與該主饋送線之該等半部分之電阻相同。天線信 號可包括遠離該天線延伸的一或多個離散波瓣。 可能僅存在使用一同軸電纜附件來饋送的—„ — 早 插槽。 在此情況下，可選擇該天線之輸入阻抗以與該同轴阻抗相 -15- 130022.doc 200915661 =此情況下天線信號還可包括遠離該天線延伸的-或 多個離散波瓣。 ^能只有—單—插槽使用—微帶饋送線來加以饋送。在 同。在此情況下的天線阻抗以與該微帶饋送線相 ^ , 社㈣可包括遠離該天線延伸的- 或多個離散波瓣。 板iL億：“轉向式相位陣列天線包括具有多個插槽的- 板=導片。對於各插槽，-電微帶饋送線係佈置於-平 订於該插槽之平面内。 十 耗合Lc 帶饋送線及對應插槽形成磁 電路二H —主饋送_合該等微帶饋送線。延遲 =:::由選擇性改變在該等微帶饋送線上的信號相 哭連嘖d ^線。基m碼操作的—或多個處理 二=;:::定:較佳㈣方向並控制該_路以 或矩开， 肖°亥天線。較佳的係該等插槽係長方形 延伸。…等微帶饋送線較佳的係在該等插槽之短尺寸上 法—高增益旋轉式相位陣列之方法。該方 控制该延遲電路來電子轉向上 定期地決定-較佳信號方向；及 4 ’ “或 改變在該等微帶铲、…… 延遲電路以選擇性 上轉向該天線。只相位並藉此在該較佳方向 方:Hi::益轉向式相位陣列天線及其對應操作 合該等元=夕個共振7L件與—主饋送，該主饋送耦 振几件。使用電子器件來藉由提供不同輸入至該 530022.doc -16- 200915661 等共振元件來轉而兮工a & 處理器基於-方= =程式碼操作的-或多個 線。該等共振元較佳方向上轉心 形插槽。 仏的係在-板内所定義的長方形或矩 、’炱L號車又佳的係包括多個離散波瓣，直在不 遠離該天線而延伸。該波瓣較佳基;2 決定控制該電子器件來加以選擇。…方向輸出 當;監控一初始選定波瓣之輸出，" 變成超過-雜訊預定百…量或 鄰波瓣並類似地= 1或其組合’則變成-相 …“控其輸出。當決定該相鄰波瓣具有一輸 量或係低於—最大值的—職百分比數 、：超過—雜訊位準的-預定數量或其組合時，則在， 初口選定波瓣之相對側上將該選定波瓣改變成另一相鄰皮 瓣。該方向輪屮玉A苗 风乃相鄰波 還可包括全體掃描並決定該等波瓣之 裎夕個者之輸出’其中選擇具有最高輸出的波瓣。 可2二或多個處理器可讀取儲存裝置，其具有處理器 J項取代碼收錄其 個處理器以執行本女代碼程式化一或多 仃本文所述操作-高增益轉向式相位陣列天 線之该等方法之任一者。 或：：參考新圖9至17。該些新特徵可能較有利的係組合 I胜 '已參考圖1至8所述之特徵來加以利用，目1至8所述 徵係揭不於美國專利申請案序號1 1/055,490及/或 I30022.doc 200915661 60/617,609，其係以引用形式併入本文。 上面參考圖2、3、4及6說明微帶饋送線212。該些微帶 饋送線提供一精確共振頻率。在一具體實施例中，該頻率 大約為2.4 GHz。電阻係大約為1 00歐姆，其取決於電抗來 提供一特定品質因數。在另一具體實施例中，提供一更寬 廣頻帶’例如分別在2.3 GHz至2.5 GHz或2.3 GHz至2.7 GHz之間的一 200 MHz或 400 MHz頻寬、在 3.3 GHz至 3.8 GHz之間的500 MHz頻寬、在4.9 GHz至5.9 GHz之間的1 MHz頻寬、3.168 GHz至 4.488 GHz之間的 1.32 GHz頻寬。 此可藉由減少電阻（例如）至大約5〇至8〇歐姆增加品質因數 來獲得。在驅動端匹配該新電阻。 可提供不同微帶饋送線以獲得減少電阻並提高品質因 數。該等微帶饋送線可橫跨該等插槽中心提供，如所述產 生一分之一波λ/2諧振條件，且該等饋送線可替代性地提 供在該等插槽末端處，產生四分之一波λ/4條件，如圖9所 不，圖9說明一插槽904，其具有一微帶饋送線912，該微 帶饋送線係從該等長側之一者起距離的大約三分之一至八 分^ 一或（如所示）從該等短側之一者起沿側長度之（例如） 八刀之來検跨插槽904佈置。相關聯電子電路組件係由 組塊9!4表示，且在印刷電路板9m上提供三角形944。可 利用該等微帶饋送線之其他「偏離中心」定位，例如從該 等短側之一者起沿側長度之四分之一或五分之一，且饋： 線912可以一角度橫跨至任一側。 比权（例如）圖2、3、4或6所示該等跡線，還可加寬跡 130022.doc -18- 200915661 線，如圖1 0 a示意性所示之插槽1 〇 〇 4之較寬微帶饋送線 1 0 1 2所示。一類似三角形1 044係提供於印刷電路板1 054上 作為圖9之三角形944。 在另一具體實施例中，提供多 1016用於圖I〇b所示之插槽1018。第一跡線可能係圖l〇a之 微帶饋送線。第二跡線1 0 16寬於第一跡線1012，可在整體 跡線1 012之一局部片段處施加在第一跡線1 〇 12上。更寬第 二跡線1016可施加在一更大或更短長度片段上，且多個更

寬或更窄跡線可施加於整體跡線丨0丨2之多個片段上。即， 可提供不同寬度及長度的各種跡線。相對於圖丨〇c所示之 插槽1 0 2 2夕個較I跡線1 〇 2 0係在不同方向施加於整體.跡 線1012之一較短片段上並略微交疊不同的片段部分。可產 生陷波器。可產生一跡線’其從一端至另一端改變其寬度 或僅”有寬度不同於其他片段之—或多個選定片段。該等 不同寬度的片段可能具有恒定寬度或變化寬度。可提供多 個跡線用於具有各種寬度及/或長度的—單一插槽。 如圖1〗所示，提供—行動 動電活1024，其具有大約1英吋 乘Λ —又二分之一或1英吋x2s^ + m 1026 ^ .、吋之尺寸的一或多個插 …態饋送線I但可使用多個 其他蜂巢式電話電子器㈣:。26與饋送線912近接但偏離 作為另一範例，一插槽可 英时長，且該寬度可隨其二、最窄處為-英叶寬且六 度）而變化。 ”央"、長度（或不論其具有的長 130022.doc -19- 200915661 一 ic還在頂層内具有一電流驅動插槽，如圖i2a所示。 該1C可封裝成一覆晶或任一其他IC封裝。四個層12〇2、 1204、係如圖12a所示。_通道以⑺係在頂層 1208内提供至在下面第三層1〇24内的一功率放大器ΐ2ιι， 其可能高達20 dB。在頂層1208處還發現天線丨212。電容 係内部或外部提供的。依此方式，可容易地調諧頻率。多 個批次的該些層可提供於一 1〇内，其中該些插槽1212之十 個插槽之一排列組態可將電力線要求減少一因數丨〇。在各 1C内的邏輯裝置可以係一發射/接收開關或T/R開關1214、 低雜訊放大器或LNA1216與一功率放大器或pA1211。該 些組件（即天線1212、T/R開關1214、功率放大器1211及低 雜訊放大器12 1 6)還以組塊形式顯示於圖〗2b。 圖13a至13f說明用於提供進一步功能性之插槽的不同形 狀。對於下列範例之許多範例，該形狀可視為具有所示形 狀之一單一插槽，或多個插槽之兩個插槽，該等插槽係以 一方式父疊或間隔，使得該組合產生所尋求獲得之天線無 線電頻率特性。例如，圖13a之插槽13〇4與饋送線1312說 明一十字形狀，其令饋送線1312還可以各種其他方式來交 又。在圖13b中說明一 x形狀插槽1314與饋送線1322。還可 提供其他交疊長方形插槽組態，例如τ、¥或L組態或字母 表之任一其他字母或其他筆直及/或彎曲片段組合。仍可 為每一雙數獲得額外的3 dB增益。 该些還可用以增強天線方向性。該些可關於頻寬來加以 正交偏極化。一尺寸可能係2.5個八個一組，使得丨mm提 130022.doc •20- 200915661 供 1 GHz而 2.5 mm提供 1 GHz。 如在圖13C中與饋送線1332 一起所示，一插_可能 係蝴蝶結狀，其中該蝴蝶結可在任—方向上定向。在替代 性具體實施例中提供一鉤十字或萬字形狀或聖誕樹形狀或 具有突出物之長方形插槽或鐵十字形狀，如圖⑶、以、 1 3 f及1 3 g所示。 此類組態提供最佳36〇。的轉向彈性與方位。此可能且有 上述延遲墊或可能取代該等延遲墊而提供。該天線可基於 輸出/強度及信號對雜訊比之任_者或全部來加以轉向。 逛可應用干涉測量原理，如圖14所示。，可添加來自 具有一相同頻率與相位之插槽之增益。使用兩個或兩個以 上插槽’各插槽用作一點來源。三個插槽剛係如圖14所 不，各具有其自己的饋送線1412。在圖14之具體實施例 中，該等三個饋送線連接於一共用饋送點1418盘益 U20處。各插槽從一 -、，、線電 早术源接收—不同信號。該等不同 信號係組合以顯示該單一來源之三維圖像。 可提供一電路板’如圖15所示。兩個晶片1510(即封裝 或作為覆晶的ic)可提供於—包括其他裝置電子器件 之電路板之以處。該等兩個晶片之間隔可以係任—距 離。 還可提i、合成孔徑，如顯示無線電1 640之圖1 6所示。 具有相同頻率之兩個或兩個以上插槽1 604係受從-饋送點 胸發散的不同長度鑛送線1612及1622控制。該等饋送線 之長度對應於在該等插槽之間的間隔，使得該等插槽在預 130022.doc -21 - 200915661 定義點截取信號。此方法係在輸入信號之波長長於插槽天 線時使用。兩個較小插槽係用以表現為更大孔徑之一更長 插槽，從而形成一合成孔徑。 還可獲得起寬頻效能，如圖丨7之插槽i 704與饋送線1 7 J 2 所不。首先，藉由在插槽17〇4處減少在饋送線1712上的電 谷數量來載入Q。此係藉由減少在pCB丨754後側的三角形 1 744之大小來獲得。其次’交叉該插槽之饋送線片段1 mo 之阻抗小於100歐姆。接著，饋送線1712轉變成一更寬片 •k 1770，其對來源1780具有一 5〇歐姆阻抗。 獲得增強超寬頻與雙頻帶效能，如圖18所示。兩個超寬 頻插槽天線1804及1806或一標準天線18〇6與一寬頻天線 1 804(其具有小於標準天線18〇6之三角形1 8⑽及尺寸的三 角形1808及尺寸）係放置於一共用基板181〇上並由一共用 饋达線1812來加以饋送。該等插槽18〇4及18〇6以不同頻率 振可3周整各插槽之頻寬及中心頻率，使得該等兩個插 槽天線之頻4父疊。還可針對頻譜不交疊的不同頻帶來調 整各插槽之頻寬及中心頻率。 現在參考圖1 9A至1 9B ’在特定具體實施例中，天線 1900較佳的係由兩層或兩層以上層體形成。該等材料可能 係印刷電路板材料。微帶饋送線1912可形成於頂層上且底 層可此包含一插槽19〇4與三角形1944(還參見（例如）圖9之 插槽904與二角形944)、圖心之插槽⑽4及三角形⑺料 等）微V饋送線丨912(還參見圖9及1〇a之元件912及1〇12 等）較佳的係與分離—距離以及—介電材料的第二層相互 130022.doc •22· 200915661 作用。 圖19A說明從微帶側天線1900之一圖示，而圖19B說明 從相對側或插槽側天線丨9〇〇之一圖示。 天線1900還可構建在一種四層式pCB上。在該四層具體 實施例令層1及4係分別稱為頂層及底層，而層2及3係空 置或不包含任何銅（或類似導體）。

還可使用 FR4 以及 Rogers (2〇1<1)〇加1〇11的 r〇3〇1〇&r〇_ 4350B(參見 www，rogersc〇rp〇rati〇n c〇m，其係以引用形式 併入本文’且特別係關於尺〇4〇〇〇及r〇3〇〇〇系列高頻電路 材料之章節）。可使料同介電材料，其允許該天線由於 一更低損失正切、更高增益而展現增強效能。 還可選擇性大小調整該天線以大於或小於上文所示或所 述者。例如，可收縮該天線之該等尺寸。藉由使用一更高 介電常數（例如RO-3010之介電常數高於一般值）實際促進 收縮。二或四層具體實施例對於該些材料較佳。 上文已參考一較佳具體實施例說明本發明。然而，習知 此項技術者在閱讀此揭示内容之後將會認識到，可對該較 佳具體實施例進行變化及修改而不脫離本發明之範鳴。如 隨附申請專利範圍所表達，該些及其他變化或修改意在包 括於本發明之範疇内。 〜 此外，在可依據較佳具體實施例執行且可能上文已說明 及/或在下文申請專利範圍内所敍述之方法中，以選定印 刷序列在上文說明及/或在下文敍述該等操作 '然：：該 等序列係處於印财便而選定並如此排序，故不希望暗指 130022.doc -23- 200915661 用於執行該等操作的任一特定次序。 此外，除了本發明章節之先前技術及發明内容外，本文 上面所引用之所有參考文獻係以引用形式併入替代性具體 實施例及錤件所揭示之該等較佳具體實施例之詳細說明 中。下列也以引用形式併入： 美國專利第 3,705,283、3,764,768、5,025,264、5,087,921、 5 119 107 ' 5,347,287 ' 6,611,231 > 6,456,241 ' 6,388,621 ' 6,292，133、6,285,337、6，130,648、5，189,433號；以及 & _ 專利申請公告案第 2005/0146479、2003/0184477、 2002/0171594 及 2002/0021255 號；以及 歐洲專利申請公告案第EP 0 384 780 A2/A3、EP 0 384 777 A2/A3 號；以及

Brown等人，「A GPA Digital Phased Array Antenna and Reeeiver(GPA數位相位陣列天線及接收器）」，IEEE相位 陣列研討會會議錄’加利福尼亞州（CA)迪納角（Dana

Point)，2〇〇〇年 5 月’第 4 頁；

Agile Phased Array Antenna(敏銳相位陣列天線），Roke Manor Research，2002 ;以及

Galdi 等人’ 「Cad of Coaxially End-Fed Waveguide Phased-Array Antennas(同軸端點饋送波導相位陣列天線之 電腦輔助言史言十）」，Microwave and Optical Technology Letters(微波及光學技術學報）’弟34卷’第4號’ 年8 月20曰，第276至281頁。 【圖式簡單說明】 130022.doc -24- 200915661

圖1說明依據一輕彳4 Θ J8* A /、體實施例之一高增益轉向式相位 陣列天線之一正視圖。 圖2說明依據一較伟且辨每^ n /、體實施例之一尚增益轉向式相位 陣列天線之一後視圖。 圖3說明依據一較佳呈科香 住，、體實施例试饋送線耦合至共振插 槽。 圖4示意性說明依據一較佳具體實施例延遲電子器件耦 合微帶饋送線用於轉向一相位陣列天線。 圖5A至5D顯示依據—較佳具體實施例基於不同波瓣之 選擇在各方向上的範例性信號分佈。 圖6示意性說明依據一較佳具體實施例之一相位陣列天 線之元件之一電子組件表示。 圖7至8係依據一較佳具體實施例執行用於選擇一相位陣 列天線之一信號分佈波瓣之操作之一流程圖。 圖9示意性說明具有一偏離中心微帶饋送線之一 共振 插槽。 、 圖l〇a示意性說明依據一較佳具體實施例具有一已加寬 微帶饋送線之一 LC共振插槽。 圖l〇b示意性說明依據另一具體實施例之—具有一微帶 饋送線之LC共振插槽，該微帶饋送線具有不同寬度的多個 跡線層。 圖1 〇 C說明依據特定具體實施例之一具有微帶饋送線之 LC共振插槽，該微帶饋送線具有在各種片段部分上在各方 向上所施加之各種寬度之各種跡線的一片段。 130022.doc -25- 200915661 具有-Lc共振 圖11示意性說明依據一具體實施例之一 插槽之行動電話。 圖12a示意性說明依據一具體實施例之一 Ic天線 圖12b說明圖12a之1C天線之元件。 圖13a至13g說明依據另外具體實施例用於 、/、有不同功能 性之插槽之不同形狀。 圖14示意性說明一天線之一具體實施例，該天線包括多 個插槽並利用干涉測量原理。

圖15示意性說明依據另一具體實施例之一具有兩個晶片 之電路板。 圖1 6示意性說明依據一具體實施例之一合成孔徑。 圖1 7示意性說明依據另一具體實施例之一超寬頻效能天 線。 圖I 8示意性說明依據另一具體實施例之一具有增強超寬 頻及雙頻帶效能之天線。 圖19 A顯示依據一較佳具體實施例之一天線之一微帶圖 示° 圖19B顯示圖19B之天線之一插槽圖示或相對側圖示。 【主要元件符號說明】 102 傳導片 104 插槽 105 同軸電纜 106 焊接連接 108 信號電纜 130022.doc -26- 200915661 110 焊接連接 206 微帶饋送線連接 212 微帶饋送線 214 電子電路組件 216 主饋送線 218 同轴連接片段 220 跡線 306 微饋送線耦合點 424 p i η二極體塾 426 導體 904 插槽 912 微帶饋送線 914 電子電路組件 944 三角形 954 印刷電路板 1004 插槽 1012 微帶饋送線/第一跡線 1016 第二跡線 1018 插槽 1020 跡線 1022 插槽 1024 行動電話 1026 插槽 1028 蜂巢式電話電子器件 130022.doc -27- 200915661 1044 三角形 1054 印刷電路板 1202 層 1204 層 1206 層 1208 層 1210 通道 1211 功率放大器 1212 插槽 1214 T/R開關 1216 低雜訊放大器 1304 插槽 13 12 饋送線 1314 X形狀插槽 1322 饋送線 1332 饋送線 1404 插槽 1412 饋送線 1418 共用饋送點 1420 無線電 1510 晶片 1520 裝置電子器件 1604 插槽 1612 饋送線 130022.doc -28- 200915661 1622 1630 1640 1704 1712 1744 1754 1760 1770 1780 1804 1806 1809 1810 1812 1900 1904 1912 1944 饋送線 饋送點 無線電 插槽 饋送線 三角形

PCB 饋送線片段 片段 來源 超寬頻插槽天線/寬頻天線 超寬頻插槽天線/標準天線 三角形 共用基板 共用饋送線 天線 插槽 微帶饋送線 三角形 130022.doc 29-

Claims (1)

1. 200915661 十、ΐ請專利範圍： -種高增益轉向式相位陣列天線，其包含·· )傳導片，其具有一或多個插槽定義於其内； :)用於該等插槽之各插槽的一電微帶饋 電麵合該插槽以形成-磁耦合IX共振元件；以及 ⑷一主饋送線’其轉合該等微帶饋送線；以及 其令至少一微帶饋送線包括至少一片 數… 宽度，以減少電阻並產生-增強品質因 為“天線提供—選定更寬廣頻寬。 2.如請求項1之天線，其中該更大盲声 ^ ,, 、甲乂更大寬度片&包括：-最初 貝、、'-良’其具有該等其他片段之實许·这 立伟在m 及—額外跡線’ 〃货、在該最初饋送線上。 、'項1之天線’其中該微帶饋送線係電連接至直對 應插槽。 丈伐王，、立7 I如凊求項1之天線，其中該微帶饋送線係從-側至另一 側橫跨其對應插槽而輕合。 側至另 5. 如Μ求項1之天線，盆Φ兮淋槪蚀_ 又該插槽。 線係偏離中心而交 6. 如叫求項}之天線， 矩形形狀。 Μ大見度之片段具有- 7. 一種行動電話裝置’其包括請求項1之天線。 8· 一種Κ：天線裝置，其包括請求们之天線。 9· 項1之天線，其中該-或多個插槽包含以一十字 父又形狀設計交疊的至少兩個長方形插槽。 130022.doc 200915661 10.如明求項1之天線，其中該一或多個插槽包含以一X形狀 設計交#的至少兩個長方形插槽。 11 ’如喷求項1之天線中該一或多個插槽包含具有蝴蝶 結設計的至少一插槽。 12. 如哨求項i之天線，#中該一或多個插槽包含以—鉤十 字形狀、鐵十字或聖誕樹形狀設計或其組合而交疊的至 少兩個插槽。 13. jo μ求項丨之天線’其中該一或多個插槽包含不同大小 或开乂狀或—者而因此不同共振頻率的至少兩個插槽。 14. 如明求項13之天線，其中該至少兩個插槽以一交又設計 而相互交疊。 15. 如明求項13之天線，其中該至少兩個插槽提供雙頻帶或 增強超寬頻帶能力或二者。 1 6.如明求項丨之天線，其中該一或多個插槽包含配置以提 供干涉測量功能性的至少兩個插槽。 1 7·如β求項1之天線，其中該一或多個插槽包含至少兩個 插槽，其從一饋送點至該等至少兩個插槽之各插槽共享 具有不同長度的一共用饋送線以形成一合成孔徑。 18.如請求項丨之天線’其進一步包含： (e)延遲電路，其係用以藉由選擇性改變在該微帶饋 送線上的信號相位來電子轉向該天線；以及 (Ό基於一程式碼操作的一或多個處理器，其連續或 疋期地决疋一較佳信號方向並控制該延遲電路以在該較 佳方向上轉向該天線。 130022.doc 200915661 之天線’其中該一或多個插槽具有一县 κ万形 2〇·如喷求項19之天線，其中該微帶饋送線在該長方形插槽 之短尺寸上延伸。 g 21. 如凊求項1之天線，其中該主饋送線耦合一同軸電路 接器附件。 ' 22. 如清求項i之天線，其中該一或多個插槽包含由該等微 帶饋送線平行饋送的至少兩個插槽。

   19.如請求項 形狀》 23·如凊求項1之天線，其中相等數目的插槽係佈置於該主 饋送線之任一側上，該主饋送線係使用一同軸電纜連接 器附件來加以中心饋送’藉此提供該主饋送線之兩個 部分。 24. 如請求項23之天線，其中該主饋送線之各半部分可能具 有相同電阻，該電阻還可能係與對應於該主饋送線之哼 半°卩分之邊等微帶鑛送線之並聯組合的總電阻相同。 25. ^請求項24之天線’其中可選擇該天線之輸入阻抗以與 该主饋送線之該等半部分之電阻相同。 认如請求項以天線’其包含多個層’使得該微帶饋送線 係形成於一第一層上而該插槽係定義於—第二層内。 27.如請求項26之天線，其中該第二層包含在該插槽内的一 個二角形突出物，其耦合該第一層之微帶線。 28·—種高增益相位陣列天線，其包含： (a) —傳導片，其具有一或多個插槽之若干者定義於 其内； ； 130022.doc 200915661 (b) 用於該等插槽之各插槽的一電微帶饋送線，其係 電耦合一對應插槽以形成一磁耦合共振元件；以及 (c) 一主饋送線，其耦合該一或多個微帶饋送線；以及 (d) 其中至少一插槽包括至少一非矩形片段，其產生 用於該插槽的一形狀，該形狀為該天線提供一選定無線 電頻率特性。 29. 如請求項28之天線，其中該微帶饋送線係電連接至其對 應插槽。 30. 如請求項28之天線，其中該微帶饋送線係從一側至另一 側橫跨其對應插槽而耦合。 3 1.如請求項28之天線，其中該微帶饋送線係偏離中心而交 叉該插槽。 32. —種行動電話裝置’其包括請求項28之天線。 3 3 · —種1C天線裝置，其包括請求項2 8之天線。 34.如請求項28之天線，其中該一或多個插槽包含以一十字 交叉形狀設計而交疊的至少兩個長方形插槽。 3 5.如凊求項2 8之天線，其中該一或多個插槽包含以一 X形 狀設計而交疊的至少兩個長方形插槽。 3 6.如睛求項2 8之天線，其中該一或多個插槽包含具有蝴蝶 結設計的至少一插槽。 3 7.如請求項28之天線，其中該一或多個插槽包含以一鉤十 子形狀、鐵十子或i•誕樹形狀設計或其組合而交疊的至 少兩個插槽。 3 8 ·如請求項2 8之天線’其中該一或多個插槽包含不同大小 130022.doc 200915661 或形狀或二者而因此不间丑祕 +冋共振頻率的至少兩個插槽。 3 9.如請求項3 8之天線，φ兮c , ^ T忒至少兩個插槽以一交叉設計 而相互交疊。 40.如請求項38之天線，复中兮 、卞"亥至J兩個插槽提供雙頻帶或 增強超寬頻帶能力或二者。 4 L如請求項28之天線，其中兮 ,.y A ^ ^ ” T该一或多個插槽包含配置以提 供干涉測量功能性的至少兩個播槽。 42. 如請求項28之天線，复中兮 +々v &城二 甲°哀一或多個插槽包含至少兩個 插槽’其從-饋达點至該等至少兩個插槽之各插槽共享 具有不同長度的-共用饋送線以形成一合成孔徑。 43. 如請求項28之天線，其進一步包含： (e) 延遲電路，其係用以藉由選擇性改變在該微帶饋 送線上的k號相位來電子轉向該天線；以及 (f) 基於一程式碼操作的一或多個處理器，其連續或 定期地決定一較佳信號方向並控制該延遲電路以在該較 佳方向上轉向該天線。 44. 如請求項28之天線，其中該一或多個插槽具有一長方形 形狀。 45. 如請求項44之天線，其中該微帶饋送線在該長方形插槽 之短尺寸上延伸。 46. 如請求項28之天線，其中該一或多個插槽具有一矩形形 狀。 47. 如請求項46之天線，其中該微帶饋送線在該矩形插槽之 短尺寸上延伸。 130022.doc 200915661 48.如請求項28之天線，其中該主 接器附件。 冋軸電路連 49_如請求項28之天線，其中嗜一 +7 1 … 該《多個插槽包含由該等微 f饋送線平行饋运的至少兩個插槽。 ) 50.如請求項28之天線，其中相笨赵 餹、，… ，、"目等數目的插槽係佈置於該主 饋、線之任—側上’該主饋送線係使用— 器附件來加以中心饋送，藉此接徂w 冤，、覽連接 精此挺供忒主饋送線之兩個半 部分。

   51_如請求項50之天線，其中該主饋送線之各半部分可能且 有f同電阻，該電阻還可能係與對應於該主饋送線之該 半部分之該等微帶饋送線之並聯組合的總電阻相同。 52_如請求項51之天線’其中可選擇該天線之輸入阻抗以與 該主饋送線之該等半部分之電阻相同。 士 求項28之天線’其包含多個層，使得該微帶饋送線 係升/成於一第一層上而該插槽係定義於一第二層内。 54·如4求項53之天線，其中該第二層包含在該插槽内的一 個三角形突出物，其耦合該第一層之微帶線。 130022.doc