TW200935663A - Antenna having a defined gap between first and second radiating elements - Google Patents

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200935663 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明大體而言係關於通信系統，且更特定言之，係關 於一種包含具有實質上相同的特性特徵之第一及第二輕射 元件之天線。 ‘ 【先前技術】 •基於諸如電池之有限電源操作之通信器件通常使用提供 期望功能性同時消耗相對少量電力的技術。已日益風行之 © 一技術係關於使用脈衝調變技術來傳輸信號❶此技術大艘 上涉及使用低工作週期脈衝傳輸資訊及在未傳輸脈衝之時 間期間以低功率模式操作。因此，在此等器件中，效率通 常佳於連續操作傳輸器之通信器件。 因為在一些應用中’脈衝可具有相對較小工作週期，所 以用於傳輸或接收脈衝之天線應最小化其對脈衝之形狀或 頻率内容之影響。因此，天線應具相對較大的頻寬。另 _ 外，因為天線可用於使用諸如電池之有限電源之低功率應 用中，所以天線在將信號傳輸至無線媒體或自無線媒體接 收信號過程中應具有相對較高的效率。因此，其跨越期望 ‘頻寬之回程損耗（return loss)應相對較高。另外因為天線 , τ用於其需要併人於相對較小外殼中之應用中，所以天線 亦應具有相對緊密的組態。 【發明内容】 本發明之-態樣係關於—種用於無線通信之裝置。該裝 置包含一第一輪射元件及一笛-放j. ^ r ^ 第一輻射疋件，該第二輻射元 135063.doc 200935663 件實質上圍繞該第一輻射元件以在 -態樣中’第-轉射元件與第二轄射元件隙。在另 緣。 电磁輪合且電絕 在另-態樣中’該裝置進一步包含 第一輪射元件及第二轄射元件電磁轉合：第：件’其與 電輕接至第二韓射元件且㈣射元件可 =樣：’第一輕射元件包括至少—特性特徵 射70件之至少-特性特徵實質上相同。 （、第二輪 在另-態樣巾，第二輻射元件 垂直於第三輻射元件之至小拉，一特性特徵實質上 樣中，第二輻射元件之至少一特性特徵實質上平=態 轄射元件之至少—特性特徵而延伸。在再―態樣中 輻射70件或第三輻射元件之至 度、寬度、高度、面積或體積。特徵包含方向、長 ^另一態樣中，該裝置進-步包含-介電基板，其中第 ❹ -輪射元件及第二轄射元件經形成為介電基板之一或多側 上之金屬化層^在又一能嫌由 人 jt樣中，介電基板包括一或多個去 角角隅》 在另一態樣中，裝置進—步包含—饋送管，其電搞接至 第輻射7G件且與第二轄射元件電絕緣。在又一態樣中， 饋送管形成同轴傳輸線之中央導體之部分或電柄接至同軸 傳輸線的中央導體。在本發明之再—態樣中，饋送管電耦 接至印刷電路板。 在另態、樣中，If之第一輕射元件及第二轄射元件經 135063.doc 200935663 調適以在經界定之超寬頻（UWB)頻道内傳輸或接收信號， 該所界定超寬頻（UWB)頻道具有大約20%或更大之分數頻 寬，具有大約500 MHz或更大的頻寬，或具有大約2〇%或 更大之分數頻寬且具有大約5〇〇 MHz或更大之頻寬。 當結合隨附圖式考慮時，本發明之其他態樣、優勢及新 穎特徵將自本發明之以下詳細描述變得顯而易見。 【實施方式】 下文中描述本發明之各種態樣。應顯而易見，本文中之 教示可以多種形式來體現，且本文令揭示之任何特定結 構、功能或兩者僅為代表性的。基於本文令之教示，熟習 此項技術者應瞭解’本文中揭示之態樣可獨立於任何:他 態樣來實施’且可以各種方式來組合此等態樣中的兩者或 兩者以上。舉例而t ’可使用本文中闌述的任何數目之態 樣來實施裝置或可使用本文中閱述的任何數目之態樣來實 踐方法。另外，藉由使用除本文中闡述之態樣中之—或多 者之外或㈣於本文中㈣之態樣中之—或多者的其他結 構、功能性或結構及功能性，可實施此裝置或可實踐此方 法。此外，一態樣可包含一請求項之至少一要素。 作為以上概念中之-些之實例，在—些態樣中

括第一輻射 圍繞第一輻 二轄射元件 輻射元件， 第三輪射元 135063.doc 200935663 電絕緣。第一輻射元件可包括至少一特性特徵，其與第三 輻射元件之至少一特性特徵實質上相同。 圖1A至圖1C說明根據本發明之態樣之天線丨〇〇的前視、 侧視及後視部分橫截面圖。天線丨〇〇包含介電基板丨〇8、安 置於基板108之前側上的第一輻射元件11〇及安置於基板之 後側上的第一輻射元件112。天線1〇〇進一步包含第三轉射 元件102、饋送管106及電絕緣體1〇4。 更特定s之，第一輻射元件11〇可經組態為安置於介電 基板108之前側上之金屬化層。第一輻射元件11〇亦可經組 態以具有圓形形狀。然而，應理解，第一輻射元件u 〇可 具有其他形狀’諸如橢圓形、正方形、矩形、菱形或多邊 形。 第二輻射元件1 12可經組態為安置於介電基板1〇8之後側 上之金屬化層。第一輻射元件112經組態以實質上圍繞第 一輻射元件110’但其無需精確地位於同一平面上。在此 實例中’第二輻射元件112經組態以具有圓環形狀。應理 解，第二輻射元件112可具有不同類型之環形，諸如橢圓 環形、正方形環形或矩形環形、菱形環形或多邊形環形。 在此組態中，第一輻射元件110與第二輻射元件112電磁 耦合。然而’第一輻射元件110與第二輻射元件112電絕 緣《又，在此組態中’間隙116界定於第一輻射元件丨1〇與 第二輻射元件112之間。 第三輻射元件102與第一輻射元件11〇電磁耦合且電絕 緣。第三輻射元件102經由電連接114電耦接至第二輕射元 135063.doc -9- 200935663 ^112電連接114可為金帶、導線結合、焊料、導電環氧 樹月曰或其他類型 < 電連肖。第三輻射元件102可經組態為 實質上平坦且圓形之金屬板。然而，應理解’第三輻射元 牛 可具有不同形狀。第三輻射元件1〇2可進一步電耦接 至地面電位。 • 在此實例中，第三輻射元件102包括電絕緣體1〇4以使其 與饋送管1G6電隔離。饋送管1〇)6可如所示而自第三輪射元 ❹ 件102下方延伸，通過電絕緣體1〇4内之居中開口，且延伸 至第一輻射元件110以與其電接觸。饋送管106將信號導引 至第一輻射元件110用於輻射至無線媒體中。饋送管1〇6將 由第一輻射元件11〇拾取之信號導引至其他組件用於處 理。 在天線100中，第二輻射元件112包括至少一特性特徵， 其與第三輻射元件102之至少一特性特徵實質上相同。輻 射元件之特性特徵包括一空間參數，其指定對天線ι〇〇之 〇 頻率回應（諸如其低頻滾降、頻寬或高頻滾降）的主要影 響。舉例而言，對於第二輻射元件112及第三輻射元件102 分別為圓環形及圓形之狀況’特性特徵可分別包括環之外 •徑及圓的直徑。因此，在此實例中，環形第二輻射元件 112之外徑可經組態成與圓形第三輻射元件丨〇2之直徑實質 上相同。 第二輻射元件U2之特性特徵之定向可經組態為實質上 平行於第三輻射元件102的特性特徵。舉例而言，考慮第 二輻射το件112係組態為橢圓形環且第三輻射元件係組 135063.doc •10· 200935663 態為平坦圓形的上文實例，橢圓形第二輻射元件112可經 組態以使其短軸實質上平行於圓形第三輻射元件1〇2之表 面而定向。在此定向中，擴圓形第二㈣元件112之長轴 實質上垂直於圓形第三輻射元件1〇2之表面。 第一輻射元件112之特性特徵之定向亦可經組態成實質 上垂直於第三輻射元件1〇2之特性特徵。舉例而言，再次 ‘考慮第二輻射元件112具有實質上平坦橢圓形狀且第三輻 射元件102具有實質上平坦圓形形狀之上文實例，橢圓形 第二輻射元件112可經組態以使其短軸實質上垂直於圓形 第二輻射元件102之表面而定向。在此定向中，橢圓形第 一輻射元件11 2之長軸實質上平行於圓形第三輻射元件1〇2 之表面。 在一些樣本態樣中，第一輻射元件丨1〇之直徑可經組態 為近似3 mm至12 mm，第二輻射元件112之直徑可經組態 為近似10 mm至15 mm，且第三輻射元件102之直徑或寬度 ❹可經組態為近似1 〇 mm至15 mm。以此等參數，此天線可 在本發明中界定之UWB内（諸如在6 〇112與1〇 GHz之間且 宜在7 GHz與9 GHz之間）適當地操作。 • 圖2A至圖2B說明根據本發明之另一態樣之另一例示性 w 天線200的前視部分及側視橫截面圖。總之，天線200類似 於天線100 ’除了其不包括介電基板108以外。詳言之，天 線200包含第一輻射元件210、第二輻射元件212、第三輻 射元件202、饋送管206及電絕緣體204。第三輻射元件 202、饋送管206及電絕緣體204可經組態成與如先前所論 135063.doc 200935663 述之天線100之第三輻射元件102、饋送管106及電絕緣體 104實質上相同。 第一輻射元件210及第二輻射元件2丨2亦可經組態為類似 於先前所論述之天線100之第一輻射元件11〇及第二輻射元 件112。然而，在此實例中’第一輻射元件21〇及第二輻射 元件212經組態以提供其自己的支撐。因此，氣隙2丨6界定 於第一輻射元件210與第二輻射元件212之間。在此組態 中，第一輻射元件110及第二輻射元件112可各經組態為固 態金屬結構或固態介電結構，其具有安置於其上的金屬化 層。 圖3 A至圖3B說明根據本發明之另一態樣之另一例示性 天線300的前視及側視部分橫截面圖。總起來說，天線3〇〇 類似於天線100，除了介電基板具有去角角隅以減少由天 線300佔據之面積之外。詳言之，天線3〇〇包含介電基板 308、第一輻射το件310、第二輻射元件312、第三輻射元 件302、饋送管306及電絕緣體3〇4。此等元件可分別經組 態為與如先前所論述之天線100之介電基板1〇8、第一輻射 70件110、第一輻射元件112、第三輻射元件1〇2、饋送管 106及電絕緣體104實質上相同。然而，如先前所論述，介 電基板308包括用於緊密性目的之去角角隅。 圖4A至圖4B說明根據本發明之另—態樣之另—例示性 天線400的前視及側視部分橫截面圖。總起來說，天線4〇〇 類似於天線100 ’㊉了第二輻射元件可經組態為兩個半圓 形金屬化迹線以外。此允許第二㈣元件形成於介電基板 135063.doc •12· 200935663 之上面形成有第一輻射元件之側上。 詳言之，天線400包含介電基板408、第一輻射元件 410、包含兩個金屬化迹線41h至412b之第二輻射元件、 第三輻射元件402、饋送管406及電絕緣體404。第一輻射 元件410及第三輻射元件402、饋送管406及電絕緣體404可 經組態為與如先前所論述之天線1 〇〇之第一輻射元件110及 第三輻射元件102、饋送管106及電絕緣體1 04實質上相 同。 然而’在此實例中，第一輻射元件包括兩個大致半圓形 迹線412a及412a，其組合而實質上圍繞第一輻射元件410 以在其間界定間隙416。因為半圓形迹線412a及412b為大 致半圓形（例如’其各具有大致但小於18〇度之弧形），所以 在其間接近介電基板408之頂部處存在小間隙且在接近介 電基板408之底部處存在小間隙。此組態允許第二輻射元 件412a至412b形成於介電基板408之上面形成有第一輻射 元件410之同一側上。金屬化迹線412a與金屬化迹線412b 之間接近底部之小間隙允許饋送管延伸穿過其以與第一輪 射元件電接觸。儘管在此實例令，第一輻射元件及第二輻 射元件形成於基板408之同一側上，但應理解，第一韓射 元件及第二輻射元件可如天線1 〇〇中而分別形成於不同側 上。 圖5說明根據本發明之另一態樣之耦接至同軸傳輸線的 例示性天線500之前視部分橫截面圖。總起來說，天線5〇〇 類似於天線100,除了饋送管電耦接至同軸傳輸線之中央 135063.doc 13 200935663 導體或為同軸傳輸線之中央導體的部分以外。詳言之，天 線500包含介電基板508、第一輻射元件51〇、第二輕射元 件512、介於第一輻射元件51〇與第二輻射元件512之間的 間隙、第三輻射元件502及電絕緣體504。第一輻射元件 510、第二輻射元件512及第三輻射元件5〇2、間隙516及電 絕緣體504可經組態為與如先前所論述之天線1 〇〇之第一轄 射元件110、第二輻射元件112及第三輻射元件1〇2、間隙 116及電絕緣體1〇4實質上相同。 然而，在此實例中，天線500進一步包括用於將信號導 引至第一輻射元件518或自第一輻射元件518導引信號之同 軸傳輸線520。同轴傳輸線520又包含外部電導體524、中 央電導體522及安置於外部導體524與中央導體522之間的 介電質或電絕緣體526。如對於同軸傳輸線而言為慣例 的，中央導體522可組態為實質上圓形之桿，介電質526可 實質上組態為圍繞中央導體522且與中央導體522接觸之 環，且外部導體524亦可實質上組態為圍繞環形絕緣體526 且與環形絕緣體526接觸之環。外部導體524可進一步包括 用於與其他組件緊雄、配合之螺紋，該等其他組件與天線 500介面連接。 如先前所提及，同軸傳輸線52〇之中央導體522電耦接至 第一輻射元件510。因此，同軸傳輸線52〇能夠將信號導引 至第一輻射元件510用於輻射至無線媒體中，且能夠將信 號自第一輻射元件510導引至另一組件。儘管在此實例 中，天線500如天線1〇〇而經組態（除同轴傳輸線52〇以外）， 135063.doc -14- 200935663 但是應理解’同軸傳輸線520可經組態以與本文中所描述 之天線中之任一者介面連接。 圖6說明根據本發明之另一態樣之耦接至印刷電路板的 天線600之前視部分橫截面圖。總起來說，天線6〇〇類似於 天線100’除了饋送管電耦接至印刷電路板之信號金屬化 迹線以外。詳言之，天線6〇〇包含介電基板608、第一輻射 元件610及第二輻射元件612、介於第一輻射元件610與第 二輻射元件612之間的間隙616，及饋送管606。介電基板 608、第一輻射元件610及第二輻射元件612、間隙616及饋 送管606可經組態為與如先前所論述之天線1〇〇之f介電基 板108、第一輻射元件11〇及第二輻射元件112、間隙116及 饋送管106實質上相同。 然而，在此實例中，天線600進一步包括用於將信號導 引至第一輻射元件610或自第一輻射元件610導引信號之印 刷電路板620。印刷電路板620可組態為微波傳輸帶 (microstrip)。詳言之，印刷電路板620包含介電基板621、 安置於基板621之上側上之接地金屬化平面622，及安置於 基板621之下側上的信號金屬化迹線624。印刷電路板620 可進一步包括一或多個組件，諸如組件626，其用於處理 經發送至第一輻射元件610及/或自第一輻射元件610接收 之信號。在此實例中’饋送管606電耦接至信號金屬化迹 線624。饋送管606經由非鍍通孔628自信號金屬化迹線延 伸至第一輻射元件610。饋送管606與接地金屬化平面622 電絕緣。在此狀況下，接地金屬化平面622作為與第一輻 135063.doc -15- 200935663 射疋件610電磁耦合且電絕緣，且電耦接至第二輻射元件 612之第三輻射元件而操作。應理解，印刷電路板62〇可用 以將信號發送至本文中所描述之任何天線之第一輻射元件 及/或自本文中所描述的任何天線之第一輻射元件接收信 號。 圖7說明根據本發明之另一態樣之耦接至印刷電路板的 另一例示性天線700之前視部分橫截面圖。總起來說，天 線7〇〇類似於天線600，除了印刷電路板經翻轉而顛倒以 外。詳言之，天線700包含介電基板708、第一輻射元件 710及第二轄射元件712、介於第一轄射元件71〇與第二輕 射元件71 2之間的間隙716 ’及饋送管706。介電基板708、 第一輻射元件710及第二輻射元件712、間隙716及饋送管 706可經組態為與如先前所論述之天線6〇〇之f介電基板 608、第一輻射元件610及第二輻射元件612、間隙616及饋 送管606實質上相同。 然而，在此實例中，天線700進一步包括印刷電路板 720 ’其包括位於其上側上之信號金屬化迹線及位於其下 側上之接地金屬化平面。詳言之，印刷電路板720包含介 電基板721、安置於基板721之下側上之接地金屬化平面 722，及安置於基板721之上側上的信號金屬化迹線724。 印刷電路板7 2 0可進一步包括一或多個組件，諸如組件 726，其用於處理經發送至第一輻射元件710及/或自第一 輻射元件710接收之信號。在此實例中，饋送管706電耦接 至信號金屬化迹線724。在此狀況下，接地金屬化平面722 135063.doc -16- 200935663 作為與第—輻射元件71G電磁輕合且電絕緣之第三辕射元 件而操作。應理解，印刷電路板72〇可用以自本文中所描 述的任何天線之第-輪射元件發送及/或接收信號。 圖8說明根據本發明之另一態樣之例示性通信器件800的 方塊圖。通信器件800可尤其適合用於將資料發送至其他 通信器件及自其他通信器件接收資料。通信器件_包含 天線802、Tx/Rx隔離器件8〇4、射頻（RF)接收器8〇6、rf至 基頻接收器部分808、基頻單元81〇、資料處理器812、資 料產生器814、基頻至RF傳輸器部分816及1〇?傳輸器818。 天線8 0 2可經組態為先前所論述之天線中之任一者。 在操作中，資料處理器812可經由自通信器件拾取RIMf 號之天線802、將信號導引至RF接收器806之Tx/Rx隔離器 件804、放大所接收的信號之RF接收器8〇6、將信號轉 換為基頻信號之RF至基頻接收器部分8〇8，及處理基頻信 號以確定所接收之資料之基頻單元81〇而自另一通信器件 接收資料。資料處理器812可接著基於所接收之資料執行 一或多個所界定操作。舉例而言，資料處理器812可包括 微處理器、微控制器、精簡指令集電腦（RISC)處理器等。 另外，在操作中，資料產生器814可產生傳出資料用於 經由將傳出資料處理為基頻信號用於傳輸之基頻單元 81〇、將基頻信號轉換為RF信號之基頻至RF傳輸器部分 810、調節RF信號用於經由無線媒體傳輸的rF傳輸器 818、將RF信號導引至天線8〇2同時隔離rF接收器8〇6之輸 入之Tx/Rx隔離器件804，及將RF信號輻射至無線媒艎中的 135063.doc 17 200935663 天線802傳輸至另一通信器件。資料產生器814可為感測器 或其他類型之資料產生器。舉例而言，資料產生器818可 包括感測器或任何其他類型之資料產生器。 圖9說明根據本發明之另一態樣之例示性通信器件9〇〇的 方塊圖。通信器件900可尤其適合用於自其他通信器件接 收資料。通信器件900包含天線902、RF接收器904、RF至 基頻接收器部分906、基頻單元908及資料處理器910。天 線902可經組態為先前所論述之天線中之任一者。 ® 在操作中，資料處理器912可經由自通信器件拾取rF信 號之天線902、放大所接收之信號之RF接收器904、將RF k號轉換為基頻信號之RF至基頻接收器部分906，及處理 基頻信號以確定所接收資料之基頻單元908，而自另一通 信器件接收資料。資料處理器910接著可基於所接收之資 料執行一或多個所界定操作β舉例而言，資料處理器91〇 可包括微處理器、微控制器、精簡指令集電腦（RISC)等。 P 圖1 0說明根據本發明之另一態樣之例示性通信器件1000 的方塊圖。通信器件1000可能特別適合用於將資料發送至 其他通信器件。通信器件1000包含天線1002、RF傳輸器 1004、基頻至rF傳輸器部分1〇〇6、基頻單元1〇〇8及資料產 生器1 010。天線1 〇〇2可經組態成先前所論述之天線中之任 一者。 在操作中，資料產生器1〇1〇可產生傳出資料，用於經由 將傳出資料處理為基頻信號用於傳輸之基頻單元1008、將 基頻信號轉換為RF信號之基頻至RF傳輸器部分1006、調 135063.doc 200935663

郎RF信破用於經由無繞拔嫌播於—地▲ a ，，、踝媒體傳輸之傳輸器1 004 ,及將RF 信號輻射至無線媒體令之结 · ^之天線1002，以傳輸至另一通信器 件。資料產生器1 〇 1 〇可為咸 。 J馮现測器或其他類型之資料產生 器0

在以上通信器件_、900及1000中之任_者中可使用 使用者介面以提供與所接收或傳出資料相關聯之視覺、可 聞或熱指示。作為實例，使用者介面可包括顯示器一或 多個發光二極體（LED)、諸如麥克風或—或多個揚聲器之 音訊傳感器，及其他裝置。以上通信器件卿、議及麵 中之任一者可用於任何類型之應用，諸如用於醫療器件、 鞋、手錶、機H人或機械H件、職耳機、全球定位系統 (GPS)器件及其他應用中。 圖11A說明以不同脈衝重複頻率（pRF)界定之不同頻道 (頻道1及2)作為PDMA調變之實例。特定言之，頻道丨之脈 衝具有對應於脈衝間延遲週期U02之脈衝重複頻率 (PRF)。相反地，頻道2之脈衝具有對應於脈衝間延遲週期 1104之脈衝重複頻率（PRF)。此技術可因此用以界定具有 兩個頻道之間發生脈衝碰撞之相對較低可能性之偽正交 (pseudo-orthogonal)頻道。詳言之，可經由使用脈衝之低 工作週期來達成脈衝碰撞之低可能性。舉例而言，經由脈 衝重複頻率（PRF)之恰當選擇，可在不同於任何其他頻道 之脈衝的時間傳輸給定頻道之實質上所有脈衝。 經界定用於給定頻道之脈衝重複頻率（PRF)可視由彼頻 道支援之資料速率而定。舉例而言，支援極低資料速率 135063.doc -19- 200935663 (例如’約為每秒幾千位元或Kbps)之頻道可使用相應低脈 衝重複頻率（PRF)。相反，支援相對較高資料速率（例如， 約為每秒數百萬位元或Mbps)之頻道可使用相應較高脈衝 重複頻率（PRF)。

圖11B說明作為PDMA調變之實例以不同脈衝位置或偏 移界定之不同頻道（頻道1及2)。根據第一脈衝偏移（例如， 相對於給定時間點’未圖示）在如由線〗丨〇6表示之時間點 處產生頻道1之脈衝。相反，根據第二脈衝偏移在如由線 1108表示之時間點處產生頻道2之脈衝。給出脈衝之間的 脈衝偏移差（如由箭頭1110表示），此技術可用以降低兩個 頻道之間的脈衝碰撞之可能性。視針對頻道界定之任何其 他發信號參數（例如，如本文中所論述）及器件之間的時序 之精確度（例如，相對時脈漂移（cl〇ck drift))而定，不同脈 衝偏移之使用可用以提供正交或偽正交頻道。 圖11C說明以不同跳時序列界定之不同頻道（頻道】及 2)。舉例而言’可在根據一跳時序列之時間處產生頻道i 之脈衝1112，而可在根據另一跳時序列的時間處產生頻道 2之脈衝1114。視所使用之特定序列及兩個器件之間的時 序之精確度而定，此技術可用以提供正交或偽正交頻道。 舉例而言’跳時脈衝位置可不為週期性的以降低來自相鄰 頻道之重複脈衝碰撞之可能性。 時槽界定之不同 類似地，在其他 ，在另外時點處 圖11D說明作為PDM調變之實例以不同 頻道。在特定時點處產生頻道L1之脈衝。 時點處產生頻道L2之脈衝。以相同之方式 135063.doc •20· 200935663 產生頻道L3之脈衝。通常’關於不同頻道之時點不重合或 可為正交以減少或消除各種頻道之間的干擾。 應瞭解，其他技術可用以根據脈衝調變方案界定頻道。 舉例而言，可基於不同展布偽隨機數序列，或某（些）其他 合適之參數來界定頻道。此外，可基於兩個或兩個以上參 數之組合界定頻道。 圖12說明根據本發明之另一態樣經由各種頻道彼此通信 之各種超寬頻（UWB)通信器件的方塊圖。舉例而言，uwb 器件1 1202經由兩個並行UWB頻道1及2與UWB器件2 1204 通信。UWB器件1202經由單一頻道3與11贾3器件3 12〇6通 信。且，UWB器件3 1206又經由單一頻道4與UWB器件4 1208通信。其他組態為可能的。通信器件可用於許多不同 應用，且可實施於（例如）頭戴耳機、麥克風、生物測定感 測器、心率監視器、步數計、EKG器件、手錶、鞋、遙控 器、開關、輪胎壓力監視器，或其他通信器件中。 本發明之以上態樣中之任一者可實施於許多不同器件 中。舉例而言，除上文所論述之醫療應用之外，本發明之 態樣可應用於健康及健身應用。另外，可針對不同類型之 應用而在鞋中實施本發明之態樣。存在可併有如本文中描 述之本發明之任何態樣的其他多種應用。 上文已描述本發明之各種態樣。應顯而易見，本文中之 教示可以多種形式來體現，且本文中揭示之任何特定結 構、功能或兩者僅為代表性的。基於本文中之教示，熟 此項技術者應瞭解，本文中揭示之態樣可獨立於任何其他 135063.doc 21 200935663 態樣來實施，且可以各種方式來組合此等態樣中的兩者或 兩者以上。舉例而言，可使用本文中闡述的任何數目之態 樣來實施裝置或可使用本文中闡述的任何數目之態樣來實 踐方法。另外，藉由使用除本文中闡述之態樣中之一或多 者之外或不同於本文中闡述之態樣中之一或多者的其他結 構、功能性或結構及功能性，可實施此裝置或可實踐此方 法。作為以上概念中之一些的實例，在一些態樣中，可基 於脈衝重複頻率來建立並行頻道。在一些態樣中，可基於 脈衝位置或偏移來建立並行頻道。在一些態樣中，可基於 跳時序列來建立並行頻道。在一些態樣中，可基於脈衝重 複頻率、脈衝位置或偏移及跳時序列來建立並行頻道。 熟習此項技術者將理解，可使用多種不同技術及技藝中 之任一者來表示資訊及信號。舉例而言，可藉由電壓、電 流、電磁波、磁場或粒子、光場或粒子或其任一組合來表 示可能貫穿以上描述而引用之資料、指令、命令、資訊、 信號、位元、符號及碼片。 熟習此項技術者將進一步瞭解，結合本文中揭示之態樣 來描述的各種說明性邏輯區塊、模組、處理器、構件 '電 路及演算法步驟可實施為電子硬體（例如，可使用源編碼 或某其他技術來設計之數位實施、類比實施或兩者之組 合）、併有指令之各種形式的程式或設計碼（本文中為方便 起見可將其稱為”軟體"或，，軟體模組"）或兩者之組合。為了 清楚地說明硬體與軟體之此可互換性，各種說明 性組件、 區塊模組、電路及步驟已在上文大餿在其功能性方面得 135063.doc -22- 200935663 到了描述。將此功能性實施為硬體還是軟體視特定應用及 強加於整個系統上之設計約束而定。熟習此項技術者可針 對每一特定應用以變化之方式實施所描述之功能性，但此 等實施決策不應被解釋為引起對本發明之範疇的偏離。 結合本文所揭示之態樣而描述之各種說明性邏輯區塊、 模組及電路可實施於積體電路（"IC")、存取終端機或存取 _ 點中或由積體電路（"ic")、存取終端機或存取點執行。Ic 可包含通用處理器、數位信號處理器（DSP)、特殊應用積 體電路（ASIC)、場可程式化閘陣列（FpGA)或其他可程式化 邏輯器件、離散閘或電晶體邏輯、離散硬體組件、電組 件、光學組件、機械組件，或其經設計以執行本文中所描 述之功能的任一組合，且可執行駐留於IC内、1(：外或兩者 的程式碼或指令。通用處理器可為微處理器，但在替代性 實施例中，處理器可為任一習知處理器、控制器、微控制 器或狀態機。處理器亦可被實施為計算器件之組合，例 ❹ > ’ DSP與微處理器之組合、複數個微處理器、與DSP核 心結合之-或多個微處理器，❹何其他此組態。 應理解，任何所揭示過程中之步驟的任何特定次序或層 人為樣本方法之實例。基於設計偏好，應理解，可重新排 卩過程中之步驟的特定次序或層次，同時保持於本發明之 範嘴内。隨附方法項以樣本次序來呈現各種步驟之要素， 且並不意欲限於所呈現之特定次序或層次。 、〇 σ本文中所揭不之態樣而描述的方法或演算法之步踢 可直接體現於硬體中、由處理器執行之軟體模組中，或兩 135063.doc -23· 200935663 者之組合中。軟體模組（例如，包括可執行指令及相關資 料）及其他資料可駐留於資料記憶體中，諸如RAM記憶

體、快閃記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM 記憶體、暫存器、硬碟、抽取式碟片、CD-ROM，或此項 技術中已知之任何其他形式之電腦可讀儲存媒體。樣本儲 存媒體可耦接至諸如，電腦/處理器（為便利起見，其在本 ' 文中可被稱作"處理器"）之機器，此處理器可自儲存媒體讀 取資訊（例如，程式碼）及將資訊寫入至儲存媒體。樣本儲 ® 存媒體可與處理器成一體式。處理器及儲存媒體可駐留於 ASIC中。ASIC可駐留於使用者設備中。在替代性實施例 中’處理器及儲存媒體可作為離散組件駐留於使用者設備 中。此外，在一些態樣中，任何合適之電腦程式產品可包 含電腦可讀媒體，該電腦可讀媒體包含關於本發明之態樣 中之或多者的程式碼。在一些態樣中，電腦程式產品可 包含封裝材料。 ❹ 儘&已結合各種態樣描述了本發明，但應理解，能夠對 本發明進行進-步修改。本申請案意欲涵蓋本發明之任何 變化、使用或調適，該等變化、使用或調適大體遵循本發 明之原理，且包括本發明之在本發明所屬技術内之已知及 -習慣實務内的此等偏離。 【圖式簡單說明】 ，圖1A至圖㈣明根據本發明之態樣之天線的前視 '側 視及後視部分橫截面圖。 圖2A至圖2B說明根據本發明之另—態樣之另—例示性 135063.doc •24- 200935663 天線的前視部分及侧視橫截面圖。 圖3A至圖3B說明根據本發明之另—態樣之另—例示性 天線的别視及側視部分橫截面圖。 圖4A至圖化說明根據本發明之另—態樣之另一例示性 天線的前視及側視部分橫截面圖。 圖5說明根據本發明之另—態樣之耦接至同軸傳輸線的 例示性天線之前視部分橫載面圖。

圖6說明根據本發明之另—態樣之祕至印刷電路板的 天線之前視部分橫截面圖。 圖7說明根據本發明之另一態樣之耦接至印刷電路板的 另一例示性天線之前視部分橫截面圖。 圖8說明根據本發明之另—態樣之例示性通信器件的方 塊圖。 圖9說明根據本發明之另_態樣之另—例示性通信器件 的方塊圖。 圖10說明根據本發明之另一態樣之另一例示性通信器件 的方塊圖。 圖11A至圖11D說明根據本發明之另一態樣之各種脈衝 調變技術的時序圖。 圖12說明根據本發明之另—態樣之經由各種頻道彼此通 信的各種通信器件之方塊圖。 【主要元件符號說明】 100 天線 第三輻射元件 135063.doc -25- 102 200935663 Ο ❹ 104 電絕緣體 106 饋送管 108 介電基板 110 第一輻射元件 112 第二輻射元件 114 電連接 116 間隙 200 天線 202 第三輻射元件 204 電絕緣體 206 饋送管 210 第一輻射元件 212 第二輻射元件 216 氣隙 300 天線 302 第三輻射元件 304 電絕緣體 306 饋送管 308 介電基板 310 第一輻射元件 312 第二輻射元件 400 天線 402 第三轄射元件 404 電絕緣體 135063.doc -26- 200935663

406 饋送管 408 介電基板 410 第一輻射元件 412a 金屬化迹線 412b 金屬化迹線 416 間隙 500 天線 502 第三輻射元件 504 電絕緣體 508 介電基板 510 第一輻射元件 512 第二輻射元件 516 間隙 520 同軸傳輸線 522 中央電導體/中央導體 524 外部電導體/外部導體 526 介電質或電絕緣體 600 天線 606 饋送管 608 介電基板 610 第一輻射元件 612 第二輻射元件 616 間隙 620 印刷電路板 135063.doc -27· 200935663

621 介電基板 622 接地金屬化平面 624 信號金屬化迹線 626 組件 628 非鍍通孔 700 天線 708 介電基板 710 第一輻射元件 712 第二輻射元件 716 間隙 720 印刷電路板 721 介電基板 722 接地金屬化平面 724 信號金屬化迹線 726 組件 800 通信器件 802 天線 804 Tx/Rx隔離器件 806 射頻（RF)接收器 808 RF至基頻接收器部分 810 基頻單元 812 資料處理器 814 資料產生器 816 基頻至RF傳輸器部分 135063.doc -28- 200935663

818 RF傳輸器 900 通信器件 902 天線 904 RF接收器 906 RF至基頻接收器部分 908 基頻單元 910 資料處理器 1000 通信器件 1002 天線 1004 RF傳輸器 1006 基頻至RF傳輸器部分 1008 基頻單元 1010 資料產生器 1102 脈衝間延遲週期 1104 脈衝間延遲週期 1106 線 1108 線 1110 箭頭 1112 脈衝 1114 脈衝 1202 UWB器件1 1204 UWB器件2 1206 UWB器件3 1208 UWB器件4 •29- 135063.doc 200935663

Ll 頻道 L2 頻道 L3 頻道

135063.doc -30

Claims (1)

1. 200935663 十、申請專利範圍： L 一種用於無線通信之裝置，其包含： —第一輻射元件；及 一第二輻射元件，其實質上圍繞該 其間界定―間隙。 ϋ射元件以在 2·如請求们之裝置，其中該第一轄 元件電+與該第二輻射 丁电够耦合且電絕緣。 ❹ 3’如凊求項2之裝置，進一步包含 該第一 4- 昂一輪射元件，其盎 第輻射元件及該第二輻射元件Α ^ 三輻射元杜干電磁耦合，其中該第 件電絕緣。 且與該第一輻射元 4.如明求項3之裝置，其中該第二輻射元件 一 特徵與至〉、一特性 丹；第二輻射兀件之至少一特性 5·如請求項衧徵實質上相同。 ^項3之裝置，其中該第二輪 特徵實質卜击士μ 件之至少一特性 筲上垂直於該第三輻射元件之 延伸。 主夕一特性特徵而 6.如凊求項3之裝置，其中該第二輻 特徵實質上I— 疋件之至少一特性 買上+仃於該第三輻射元件之 延伸。 主夕一特性特徵而 7·如凊求項2之裝置，其中該第二輻 元件之至小—杻, '疋件或該第三輻射 夕―特性特徵包含一方向、一 一高度、— 長度、一寬度、 面積或一體積。 8. 如請求瑁1 項1之裝置，進一步包含一介 一輻射元件. 从於 基板，其中該第 該第二輻射元件係形成為該介電基板之- 135063.doc 200935663 或多側上的金屬化層。 9. 10. 11. 〇 12. 13. 14. . 15. 16, 如凊求項8之裂置，其中該介電基板包括一或 角隅。 月 如3求項1之裝置，進一步包含一饋送管，該饋送管電 耦接至該第一輻射元件且與該第二輻射元件電絕緣。 月求項10之裝置，其中該饋送管形成—同軸傳輸線之 中央導體的部分，或電耦接至一同軸傳輸線之一 導體》 、 如請求項10之裝置，其中該饋送管電耦接至一印刷電路 板。 如明求項1之裝置，其中該第一輻射元件及該第二輻射 兀件經調適以在一經界定超寬頻頻道内傳輸或接收一信 號’該經界定超寬頻頻道具有一大約20%或更大之分數 頻寬，具有一大約50() ΜΗΖ或更大的頻寬，或具有一大 約2〇%或更大之分數頻寬且具有一大約500 MHz或更大 之頻寬。 一種用於無線通信之方法，其包含使一第一輻射元件與 第一輕射元件電磁麵合’其中該第二輻射元件實質上 圍繞該第一轄射元件，以在其間界定一間隙。 如β求項14之方法，進—步包含組態該第一輻射元件以 與該第二輻射元件電絕緣。 如請求項15之方法，進一步包含： 组態一第三輪射元件以與該第一輻射元件及該第二輻 射元件電磁耦合；及 135063.doc 200935663 組態該第三轄射元件以電耗接至該第二賴射元件且與 該第一輻射元件電絕緣。 如明求項1 6之方法’進一步包含組態該第二輻射元件之 至y特性特徵，以與該第三輻射元件的至少一特性特 徵實質上相同。 18. 如請求項16之方法，進-步包含組態該第二輻射元件之 至少-特性特徵’以實質上垂直於該第三輻射元件之至 少一特性特徵而延伸。 19. 如凊求項16之方法，進一步包含組態該第二輕射元件之 至少-特性特徵，以實質上平行於該第三輕射元件之至 少一特性特徵而延伸。 20·如請求項16之方法，進一步白A脸4贫 _ ^ π包含將該第二輻射元件或該 第三輻射元件之至少一特性特徵組態為一方向、一長 度、一寬度、一高度'一面積或一體積。 21.如請求項14之方法，進一步句合睐 將該第一輻射元件及該 第一轄射元件形成為一介雷其V,- ;丨皂基板之一或多側上的金屬化 層。 22. 如請求項21之方法，進一步包 匕含組態该介電基板以包括 —或多個去角角隅。 23. 如請求項14之方法，進一步 / L 3提供一饋送管，該饋送 管耦接至該第一輻射元件且與該第_ 〇/| 界通弟一輻射元件電絕緣。 24. 如請求項23之方法，進一步包 ^ 3組態該饋送管以形成一 同軸傳輸線之一中央導體之部分4 & 刀孑電耦接至一同轴傳輸 線之一中央導體。 135063.doc 200935663 25. 如請求項23之方法，進一步包含組態該饋送管以電耦接 至一印刷電路板。 26. 如請求項14之方法，進一步包含組態該第一輻射元件及 該第二輻射元件以在一經界定超寬頻頻道内傳輸或接收 一信號，該經界定超寬頻頻道具有一大約2〇%或更大之 分數頻寬，具有一大約500 MHz或更大的頻寬，或具有 一大約2〇%或更大之分數頻寬且具有一大約5〇〇 更大之頻寬。 〇 27. 一種用於無線通信之裝置，其包含： 一第一構件，用於輻射一電磁信號；及 -第二構件，用於輕射該電磁信號，其中該第二轄射 構件實質上圍繞該第一輕射構件，以在其間界定-間 隙0 如請求項27之裝置，其中該第一轄射構件與該第二輻射 構件電磁耦合且電絕緣。 ❹ 29.如請求項28之裝置，進一步包 杜Mia u 第二構件，該第三構 起㈣第二輻射構件與該第-“射構件及該第二賴射構件電磁轉合，且進一步其中核 第二輻射構件電耦接至該第二 構件電絕緣。 傅仵且與該第一輪射 30.如請求項29之裝置，其令該 ± 铷射構件之至少一特性 特徵與該第二輻射構件之至少一行 31如請求項特徵實質上相同。 求項9之裳置，其中該第二輻射構件 特徵實質上垂直於兮筮僻件之至少一特性 直於該第二輪射構件之至少一特性特徵而 I35063.doc 200935663 延伸。 32.如請求項29之裝置，其中 特徵實質上平行於-㈣構件之至少一特性 延伸。 第二輪射構件之至少一特性特徵而 33.如請求項29之裝置，且 構件之至少一特性特徵勺：第—輕射構件或該第二輻射 竹往特徵包含一方向、一 一高度、一面積或—體積。 &寬度、 34·如請求項27之裝置， 延步包含一介電基板，其中該第 一輻射構件及該第二賴 、 ....u ^ #射構件係形成為該介電基板之一 或多側上的金屬化層。 35.如請求項34之裝置，立 八 角隅。 八〜"電基板包括一或多個去角 36.如請求項27之震置， 將該電磁信號饋送至 件饋送該電磁信號， 電絕緣。 步包含一構件，該構件係用於 該第一輻射構件或自該第一輻射構 其中該饋送構件與該第二輻射構件 中該饋送構件形成一同軸傳輸線 或電耦接至一同軸傳輸線之一中 37.如請求項36之裝置，其 之一中央導體的部分， 央導體。 其中該饋送構件電耦接至一印刷電 38.如請求項36之裝置， 路板。 39. 如-月求項27之裝置’其中該第一輻射構件及該第二輻射 構件經調適以在—經界定超寬頻頻道内傳輸或接收一信 號，該經界定超寬頻頻道具有—大⑽％或更大之分數 135063.doc 200935663 頻寬’具有一大約500 MHz或更大的頻寬，或具有一大 約20%或更大之分數頻寬且具有一大約500 MHz或更大 之頻寬。 40. 41. ❹ 42. 一種頭戴耳機，其包含： 一天線，其包含： 一第一輻射元件；及 一第二輻射元件，其實質上圍繞該第一輻射元件以 於其間界定一間隙； 一接收器，其經調適以經由該天線，接收一包括來 自一遠端裝置之音訊資料之傳入信號；及 一傳感器，其經調適以自該音訊資料產生一音訊輸 出。 一種手錶，其包含： 一天線，其包含： 一第一輻射元件；及 一第二輻射元件，其實質上圍繞該第一輻射元件以 於其間界定一間隙； 一接收器，其經調適以經由該天線接收一包括來自 一遠端裝置之資料之傳入信號；及 一使用者介面’其經調適以基於該所接收之資料產 生一指示。 一種用於無線通信之感測器件’其包含： 一天線，其包含： 一第一輻射元件；及 135063.doc -6 - 200935663

   一第二輻射元件，其實質上圍繞該第一輻射元件以 於其間界定一間隙； 一感測器，其經調適以產生經感測之資料；及 一傳輸器，其經調適以經由該天線，將一包括該經 感測之資料之信號傳輸至一遠端裝置。 135063.doc