TW201902023A - 具夾持機構之天線孔徑 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種具夾持機構之天線以及一種使用該天線之方法。於一個實施例中，一天線包含一輻射狀波導、可運作以響應於該輻射狀波導所饋入的射頻（RF）饋入波而輻射RF訊號的一孔徑、以及用以在該波導與該孔徑之間施加壓縮力的一或多個夾持裝置。

Description

具夾持機構之天線孔徑

優先權 本專利申請案主張在2017年5月4日申請之標題為「Spring Clamp Design to Mate Aperture and Varying Feed in RF Antenna」的對應臨時專利申請案第62/501,566號之優先權，並且將該專利臨時申請案以引用之方式併入本案。

本發明的實施例有關於天線領域；更具體地說，本發明的實施例有關於具有以一夾持機構固定在正確位置的多個層之天線孔徑。

整合一幅射孔徑及饋伺結構的傳統平面天線確保了兩個次組件之間的實體導電連接，以針對直流電（DC）控制訊號及功率調節訊號和RF訊號提供一電流回流路徑，而防止來自電子介面的外來輻射毀壞該天線的輻射場型。在此種類型的天線中，典型的饋伺結構傾向於透過一共同饋伺配置或一複合串聯/並聯配置將RF能量饋送至徑向孔徑之中，該共同饋伺配置或複合串聯/並聯配置在被動相位陣列天線的情況下提供功率分佈和孔徑遞縮。此等功率分佈網路傾向於具有許多RF功率分配器以及不連續性，因而必須使用嚴格的設計標準以確保整個饋伺的串接性能可滿足系統的需求。在邊緣饋伺的輻射狀波導饋伺的情況下，功率分佈是由關於天線周圍的能量稀釋的性質來操縱，但仍需要使用仔細的設計原則來實現穩健的寬頻設計。

徑向饋送天線的一個例証使用了相對較窄的頻帶之方式，來發射和終止傳播波以及層轉變中的不連續性補償。在發射中，四分之一波長的開路傳輸線短截線被設計成從軸向橫向電磁（TEM）模態轉變為徑向TEM模態。該四分之一波長的開路短截線之發射是取決於中心導線從波導模態轉換到準輻射模態的共振長度，就好像輻射到自由空間中。發射結構的共振固有地受頻帶所限制，而且在不增加其他調諧機制來補償共振的情況下，難以延伸超過頻寬的20％。對於標準的SubMiniature A型（SMA）中心接腳，獨立式探針亦將發射的平均功率處理能力限制在大約10瓦或更低。發射時積聚的任何熱量只能通過輻射或對流而散逸，且由於探針的表面面積和波導腔內的空氣流動，輻射或對流將受到限制。除了發射之外，從底部波導向頂部慢波導的轉變會使用一個電容階級來抵消由180度的e平面彎管所引起的電感。雖然這些方法是波導組件的標準，但要實現超過30％的頻寬，有必要使用較少的頻率相關方法來進行模態轉換和不連續性補償。

於其他較寬頻帶的輻射波導結構中，寬頻方法一直是使用連續錐形的轉變，其具有從一個模態到另一個模態的平滑轉變部分。這種饋伺方法的範例饋伺係顯示於圖1A和1B中。這種方法是將連接器的中心接腳附接到與頂部導溝短路的凹槽轉變部分。雖然這種方法可以實現寬的頻寬，但由於產生這些平滑轉變部分的複雜曲線，製造會變得困難。這些轉變部分通常必須使用車床來製作以跟隨複雜的曲率。若需要進一步補償以達到匹配的目的，連續的曲率只能提供加快或減緩轉變的能力，而不能針對電容或電感調諧提供額外的特性。此外，通常使用倒角來實現層的轉變，這只提供的一個鈕給設計者去調整來實現寬頻匹配。

關於LCD/玻璃基礎的徑向孔徑之發展中，基於無外部金屬化層的介電基體之徑向孔徑的發展防止了提供類似於上述傳統方法的電性附接之方法。

在許多傳統的相位陣列天線中，該徑向孔徑是用機製鋁外殼來建造，該鋁外殼充當用於集成熱和氣候控制通道並具有結構剛性和對準的歧管。使用鋁作為此功能的優勢在於，鋁在RF和DC中具有高導電性，並且易於取得且對於加工和組裝有良好的特性。或者，一些傳統的相位陣列利用印刷電路板（PCB）技術來減少天線組裝中所涉及的「接觸勞動力」的數量，同時提供工程師對於RF路由和積體電路（IC）積體化的設計靈活性。這兩種製造技術皆提供了極好的方法，天線的組裝能夠以這種方法很容易地接地到天線底盤和RF饋伺網路。

揭露了一種具夾持機構之天線以及一種使用該天線之方法。於一個實施例中，一天線包含一輻射狀波導、可運作以響應於該輻射狀波導所饋入的射頻（RF）饋入波而輻射RF訊號的一孔徑、以及用以在該波導與該孔徑之間施加壓縮力的一或多個夾持裝置。

在下面的說明中，舉出了許多細節以提供對於本發明的更完善的解釋。然而，對於熟此技藝者來說顯而易見的是，本發明可以在沒有這些特定細節的情況下被實施。在其他情況下，為了避免模糊本發明，眾所周知的結構和裝置是以方塊圖的形式來顯示，而不是詳細示出。

揭露了一種具夾持機構之天線以及一種使用該天線之方法。於一個實施例中，該夾持機構拘束了天線組件相對於彼此的位置。於一個實施例中，該夾持機構施加有效拘束天線組件所需要的一垂直夾持力，同時確保天線性能不可被妥協。於一個實施例中，該等天線組件包含一波導以及一天線孔徑。於一個實施例中，該夾持機構拘束一天線饋伺件，該天線饋伺件相對於該天線孔徑是整合成一體的或者是波導的一部分。

於一個實施例中，該夾持機構包含一彈簧夾。於一個實施例中，該彈簧夾在該天線孔徑與該天線饋伺件之間提供一實體連接（接觸），以增加該天線的射頻（RF）性能並且潛在地使其增加到最大限度。於一個實施例中，該饋伺件及孔徑兩者皆具有數個厚度不同的材料層（例如，間隔件（例如，發泡體）、印刷電路板（PCB）材料（例如，FR4）、玻璃或其他基材、上覆蓋層、封閉環、等等）。此厚度上的變化會累積到整體堆疊高度變化。使用彈簧夾能夠提供壓力來拘束該饋伺件與該孔徑，即使各自具有一整體堆疊高度變化。

於一個實施例中，一RF扼流圈係位於該天線饋伺件（例如，波導）及該天線孔徑之間。於一個實施例中，該天線包括一射頻（RF）發射件以及一RF扼流圈總成，其提供了在寬頻範圍內於邊緣饋伺輻射狀波導中分配RF功率的能力。於一個實施例中，該RF扼流圈總成允許一以玻璃為基礎的輻射孔徑耦接至該輻射狀波導，而在該波導的外部延伸範圍沒有實體的直流電（DC）的電連接。於一個實施例中，由於RF能量實質上被捕集在該天線中並且在該輻射孔徑及該波導的外緣處，使用該RF扼流圈允許在RF頻率的寬頻範圍內以一徑向邊緣饋伺波導將一RF波饋入至一圓形輻射孔徑。於替代的實施例中，該輻射孔徑可以是除了玻璃以外的基體，包括但不限於藍寶石、熔融矽石、石英、等等。該孔徑可包含一液晶顯示器（LCD）。

於一個實施例中，該RF扼流圈總成包含一或多個槽孔。於一個實施例中，該等槽孔包含研磨（機器加工）的槽孔。該等槽孔可當作四分之一波長轉換器。於另一實施例中，該RF扼流圈總成包含一電磁能隙（EBG）扼流圈。該EBG扼流圈可以是以印刷電路板（PCB）為基礎的的一EBG扼流圈。

根據一個實施例，使用該夾持機構（例如，彈簧夾）的一個觀點是，針對RF性能的目的並且為了防止孔徑和饋伺組件的過度位移以及在振動和衝擊期間於這類組件之間產生的應力，因而在饋伺件和孔徑之間配對該RF扼流圈，其為可重複的且壓縮的結合。於一個實施例中，該彈簧夾能容納該堆疊高度變化的範圍，而同時在孔徑/饋伺界面上保持足夠的壓力，同時縮小此界面上的間隙並潛在地使該間隙縮到最小，並且在該天線設計的緊密的尺寸限制和體積限制之內執行其預期的功能。

總的來說，該夾持機構（例如，彈簧夾）容許在該等不同的必要的RF層和高度特徵上的變化，同時確保天線孔徑和天線饋伺件之間最佳化的結合，因而使RF性能達到最大限度。

請注意，該夾持機構與典型的定位系統不同。典型的定位系統會機械加工該安裝結構以保持橫向與縱向的對齊，並且機械加工一上環帶以限制垂直運動並且使振動與衝擊暴露期間的局部應力累積減至最小。這些方法會導致複雜性、重量、涵蓋面積及成本的增加。因為如果需要替換時並無法被替換個別組件，結合系統在提供定位與垂直夾持的同時會提高維護成本。這些方法在振動與衝擊上的應力最小化方面典型地較差，而且需要相對較複雜的組裝人員之訓練。黏合劑的使用、儲存和處理也會產生環境和材料安全的問題。該新穎的彈簧夾設計緩解了這些問題。 範例實施例

於一個實施例中，納入至該天線總成之中的該彈簧夾設計在該天線孔徑與該天線饋伺件（例如，波導）之間提供了一致的壓縮配合力，以改善RF性能並且防止可能會增加的孔徑和饋伺組件應力的過度位移以及在振動和衝擊期間於這類組件之間產生的應力；該彈簧夾設計允許天線孔徑和饋伺件的垂直高度的公差累積，使得天線孔徑和饋伺件在沒有永久的結合的情況下能夠彼此附接，並且支持該天線孔徑和饋伺件之間在X軸和Y軸（即，兩個軸）上的對齊，同時在該天線總成的緊密的尺寸限制和體積限制之內允許以上所有的情況。

於一個實施例中，一系列的彈簧夾藉由螺紋緊固件而附接至該波導結構，提供垂直夾持功能已將該孔徑總成壓緊至該饋伺件。該等彈簧夾的位置及幾何形狀不會干預提供精確的橫向和縱向位置的波導對齊特徵。如下文會更詳細敘述的，該夾持力是由材料的選擇和夾具的幾何形狀所提供。

於一個替代的實施例中，該彈簧夾被使用在需要對齊、夾持、抵抗振動、易於維護和低生產成本的任何應用中，尤其是在有限的空間分配中。

於一個實施例中，一天線被揭露，其包含一輻射狀波導；可運作以響應於該輻射狀波導所饋入的射頻（RF）饋入波而輻射RF訊號的一孔徑；以及用以拘束該波導與該孔徑的一夾持機構。於一個實施例中，該波導和該孔徑之間沒有實體的電連接。在這種情況下，可用位在該波導及該孔徑外側的該夾持機構將這兩者保持在適當位置。

於一個實施例中，該波導包含金屬且該孔徑包含一玻璃或液晶（LC）基體，該波導和該孔徑的熱膨脹係數不同。由於其等具有不同的熱膨脹係數，在該天線運作的期間會產生熱，產生的熱導致其等以不同的比率膨脹，此導致其等相對於彼此的配置去改變位置，從而防止該波導及該輻射孔徑彼此連接。

具有不同的熱膨脹係數的該等金屬與基體可以分別為波導及天線孔徑的一部分，其等之間具有一RF扼流圈。於一個實施例中，該RF扼流圈包含位於該間隙中的該波導的外部之中的一或多個槽孔，該等槽孔的每一者是用於阻止一頻帶的RF能量。於一個實施例中，該等槽孔為該波導的該外部中的一對環的一部分。該等環是在用於輻射RF能量的該孔徑的有效區之外側。

於一個實施例中，該RF扼流圈包含一電磁能隙（EBG）結構。於一個實施例中，該EBG結構包含有一或多個通孔的一基體。於一個實施例中，該基體包含有一或多個導電貼片（patch）的一印刷電路板（PCB），且該等一或多個通孔係以導電材料來電鍍。於一個實施例中，該PCB係以導電黏合劑而附接至該波導。請注意，於一個實施例中，由於頻寬狹窄，沒有需要通孔。

圖2及圖3例示說明有RF扼流圈總成的一天線的一個實施例的側視圖。參照圖2及圖3，天線200包括一輻射狀波導201、由具有天線元件（未顯示）的一基體或玻璃層（板）202所構成的一孔徑、一接地面203、一介電（或其他層）轉變部分204、一RF發射件（饋伺件）205、以及一終端206。請注意，雖然在一個實施例中玻璃層202包含兩層玻璃層，在其他實施例中該輻射孔徑可僅包含一個玻璃層或僅有一個層的其他基體。替代地，該輻射孔徑可包含多於兩個一起運作以輻射RF能量（例如，波束）的層。

於一個實施例中，由具有天線元件的玻璃層（基體）202所構成的該孔徑可運作以響應於該RF發射件205所饋入的RF饋入波而輻射射頻（RF）訊號，RF饋入波從RF發送件205的中心位置沿著輻射狀波導201環繞接地面203（其當作一導板）及180^o 層轉變部分210行進到玻璃層202而至該天線200的頂部的輻射孔徑。使用該RF能量，玻璃層202的該等天線元件輻射RF能量。於一個實施例中，玻璃層響應來自該饋入波的RF能量所輻射出的該RF能量是以波束的形式。

於一個實施例中，玻璃層（或其他基體）202係使用商業上的電視製造技術來製造，並且在最外層不具有導電材料。該輻射孔徑的最外層沒有導電介質可防止該等次組件之間的實體導電連接，而無需對於該等次組件的進一步的侵入式處理。為了提供形成該輻射孔徑的玻璃層202與將該饋入波饋送至玻璃層202的波導201之間的連接，係做成一等效RF連接以防止從連接縫的輻射。此為RF扼流圈總成220之目的。換言之，RF扼流圈總成RF扼流圈總成220可運作以阻止RF能量透過波導201的外部及形成該輻射孔徑的玻璃層202之間的間隙離開。此外，玻璃層202和波導201的饋伺結構材料的熱膨脹係數之差異迫使需要一中間的低摩擦表面，以確保該天線介質的自由平面擴展。

由於形成該輻射孔徑的該等玻璃層202以及波導外殼是由具有不同熱膨脹係數的不同材料所做成，因此在波導201的外殼的範圍內做有一些調適性，以允許隨著溫度變化的物理位移。為了允許玻璃層202及波導201外殼的自由移動而不會實質損壞任一結構，該等玻璃層202並非永久地結合至波導201。於一個實施例中，玻璃層202係藉由夾持類型的特徵而以機械保持與波導201緊密接觸。換言之，鑑於其等不同的熱膨脹係數，為了使玻璃層202一般保持在相對於波導201的適當位置，係包括一夾持機構。圖4A至圖4C例示說明此類夾持機構的一範例，下文終將會更詳細地敘述。

於一個實施例中，該夾持機構的該等特徵之下是用於將該夾具與玻璃層202隔離的材料（即，發泡體、額外的薄膜、或兩者）。具有較低摩擦阻力的一中間材料係加在該孔徑與饋伺件之間，以作為一滑移平面。該滑移平面允許玻璃橫向移動。於一個實施例中，如上文所討論的，這對於層之間的熱膨脹或熱失配（thermal mismatch）是有幫助的。圖2例示說明該滑移平面位置211的一範例。

於一個實施例中，該材料為薄膜並且是塑性材料，例如像是丙烯酸、醋酸鹽、或聚碳酸酯，並且黏附至該玻璃的下側或者該波導201的外殼的頂部。除了為玻璃層202吸收衝擊並提供波導201一滑移平面，當薄片材料附著至該玻璃時為該玻璃提供額外的結構支撐和抗刮性。薄片材料的附著可使用黏合劑來完成。

於一個實施例中，該徑向饋伺件被設計成每一各別組件皆可在大頻寬上運作，即＞50%。構成該饋伺件的該等構成組件為：RF發射件205、180^o 層轉變部分210、終端206、中間接地面203（導板）、介電轉變部分204的介電負載、以及RF扼流圈總成220。

於一個實施例中，RF發射件205具有一階梯狀轉變部分，從該輸入（同）軸模態（傳播方向通過該導體）到該徑向模態（該RF波的傳播方向是出現在從該導體的邊緣至其中心）。此轉變部分使得輸入接腳縮短至補償探針電感的一電容階級，然後在外至輻射狀波導201整個高度的阻抗階級。轉變所需的階級數量是有關於操作頻寬以及該發射件的初始阻抗和該波導的最終阻抗之間的差異。例如，於一個實施例中，對於10%的頻寬改變，使用一個階級的轉變；對於20%的頻寬改變，使用兩個階級的轉變；以及對於50%的頻寬改變，使用三個（或更多）階級的轉變。

藉由將所產生的熱遠離RF發射件205的中心接腳傳導至該波導201的外殼之中，縮短該接腳至接地面203（該波導201的頂板）允許較高的運作功率準位，該外殼在一個實施例中為金屬（例如，鋁、銅、黃銅、金、等等）。藉由控制該階梯狀的RF發射件205與該波導201的外殼的底部之間的間隙，並且打破該等阻抗階級的尖銳邊緣，可降低介電崩潰的任何風險。

該RF發射件205的頂部終端轉變部分是以相同的方式來設計，並加上用於慢波介電材料的存在的阻抗補償。藉由使用不連續階級來設計該等阻抗轉變部分，使用三軸電腦數值控制（CNC）末端密耳可容易製造RF發射件205。

於一個實施例中，180^o 層轉變部分210以相似於該發射件與終端的設計之方式來完成。於一個實施例中，使用倒角或單一階級來補償90度彎曲的電感。於另一實施例中，使用多個階級，其等能夠單獨被調諧以實現寬頻匹配。於一個實施例中，該頂部波導的該慢波介電轉變部分204係配置於該頂部90度彎曲，因而將不對性加到完整的180度轉變部分。可藉由將不對稱性加到該等頂部及底部轉變階級來補償此介電質的存在。

係藉由將RF扼流圈總成220加入至該饋伺波導/玻璃介面而實現該等效RF接地連接，使得預期的頻帶之中的RF能量從RF扼流圈總成220介面反射，而不會輻射至自由空間中並且接著加上傳播的饋入訊號。於一個實施例中，此等扼流圈係基於傳統的波導扼流圈的安裝邊緣，其有助於確保用於高功率應用的穩固的RF連接。此類扼流圈亦可如下面進一步詳述的，是基於電磁能隙（EBG）結構。可以串連增加數個RF扼流圈，以提供用於使用在同時發送和接收頻帶的一寬頻扼流圈佈置。

於一個實施例中，RF扼流圈總成220包括波導型式的扼流圈，其具有一或多個整合至波導201之中的槽孔或通道。圖2及圖3例示說明兩個槽孔。請注意，於一個實施例中，由於波導201為輻射狀，該等槽孔實際上是在波導201頂部內側的環。於一個實施例中，該等槽孔係設計成放置在距該RF饋伺接合處內側的四分之一波長的奇數倍（例如，1/4、3/4、5/4、等等）（即，饋入波傳播通過的該波導201的內部部分的最外邊緣，如圖2中所示之內側邊緣250）。於一個實施例中，該等扼流圈通道亦為四分之一波長深，使得反射的能量與該扼流圈通道的頂部同相。於一個實施例中，該扼流圈總成的總相位長度（phase length）會接著與該傳播的饋入訊號反相，其給予該扼流圈總成（例如，在該等槽孔的頂部及底部之間）電性短路的等效RF性能。此電性短路的等效性保持該饋伺結構壁的連續性，而不需要實體的電性連接。

請注意，對於該饋入波的每一個頻帶可使用兩個扼流圈槽孔（通道）。舉例來說，兩個扼流圈槽孔可被使用於一個接收頻帶，而另兩個槽孔被使用於一不同的接收頻帶或一發送頻帶。舉例來說，發送和接收頻帶可分別為Ka發送和接收頻帶。又例如，兩個接收頻帶可以是Ka及Ku頻帶、或著發生通信的任何頻帶。該等槽孔的間距係與上述相同。換言之，該等槽孔可被設計成配置在距該RF饋伺接合處內側的四分之一波長的奇數倍（例如，1/4、3/4、5/4、等等）（例如，內側邊緣250），以產生低阻抗短路。於一個實施例中，1/4λ深度的槽孔具有針對高阻抗來設計大小的寬度（其中，λ為要被阻擋的頻率的大小）。雖然該等槽孔的每一者係共振於一個頻率（以阻擋這個頻率的能量），該扼流圈可能會阻擋一段頻率。舉例來說，雖然該等槽孔共振於該Ku頻帶的一個頻率，該扼流圈會涵蓋整個Ku頻帶。

往回參照圖4A至圖4C，於一個實施例中，夾持機構401係耦接至位於該等玻璃層及波導/天線饋伺件（例如，圖2的玻璃層202及波導201）之上的一天線罩。

圖4C例示說明圍繞該天線的周圍的彈簧夾。參照圖4C，係使用連接器將彈簧夾402連接至該波導。於一個實施例中，該等連接器為螺紋連接器。然而，應注意的是可以使用任何類型的連接器。

於一個實施例中，該等彈簧夾係繞著該周圍而間隔，如此使得該等彈簧夾共同在該天線孔徑上施加均勻的壓力。於一個實施例中，該天線孔徑上方的該天線罩的外側形狀為八角形，且該八角形天線孔徑的每一平直的側邊上有兩個彈簧夾。

於一個實施例中，本文所揭露的該彈簧夾被調整為提供多種功能，包括將該天線孔徑與該天線饋伺件/波導保持在壓緊的狀態；在該天線孔徑的基體層（例如，該等玻璃層）上施加壓力，保持抵靠該RF扼流圈的玻璃壓力足以產生RF密封，同時不會放太多壓力在玻璃基體上以致該玻璃基體無法因溫度變化而橫向膨脹和收縮（例如，在不影響RF性能的情況下，該彈簧夾提供垂直力同時允許該玻璃基體水平滑動；以及施加足夠的壓力來提供一壓縮力，以使得該孔徑與該天線饋伺件/波導能夠承受衝擊和振動（在不會由於施以過多壓力而危及該玻璃基體的情況下）。

因此，於一個實施例中，該天線孔徑的該等組件支持X和Y軸上的位置、對於孔徑的調適、波導和介電垂直高度變化、以及提供將該等組件保持在一起的垂直機械力而使該裝置能夠正確運作。該彈簧夾以雅緻的空間和節省重量之設計來支持此需求。

於一個實施例中，彈簧夾530是用磷510青銅製造的金屬彈簧夾。彈簧夾530的厚度是被選擇以提供足夠的壓縮力且同時不會太硬。於一個實施例中，彈簧夾530具有13密耳至20密耳的厚度、以及16密耳的標稱厚度。

圖5A例示說明一天線孔徑的一個實施例的一部分的側視圖圖。參照圖5A，一天線孔徑堆疊的層包括一薄膜電晶體（TFT）貼片及簾窗（iris）基體501。換言之，基體501包括一開槽陣列的天線元件貼片及簾窗和用以控制貼片/簾窗對的控制電路（例如，TFTs）。於一個實施例中，基體501為玻璃基體。然而，基體501可以包含其他材料。

一黏合劑層505將基體501附接至上覆蓋層502。於一個實施例中，黏合劑層505包含PSA。然而，可使用其他黏合劑，舉例來說，例如但不限於熱固性黏合劑、接觸黏合劑、熱熔黏合劑、及反應性熱熔膠。

上覆蓋層502的上方為一第一間隔件層503（例如，發泡體）、一第一PCB層504（例如，FR4表面）、一第二間隔件層509（例如，發泡體）、一第二PCB層508（例如，FR4）、一第三間隔件層509（例如，發泡體）、以及一第三PCB層504（例如，FR4表面）。

該第三PCB層504及該第一PCB層503延伸而分別覆蓋一封閉環511的頂部及底部，封閉環511具有一封閉階級520，當該彈簧夾固定在適當位置時，該彈簧夾的圓弧按壓部分施加壓力於封閉階級520上。

圖5A亦顯示了該彈簧夾必須負責的該臨界距離512。此為該孔徑堆疊高度變化（見圖5B）。該彈簧夾要對臨界距離512負責，是因為包括基體層501、黏合劑層505、上覆蓋層502、第一間隔件層503、第一PCB層504、第二間隔件層509、第二PCB層508、第三間隔件層509、和第三PCB層504的該堆疊中的該等層的每一者都具有一定的高度和正高度公差，當溫度升高時會改變該孔徑的整體高度。當所有這些層都堆疊在一起時，所有層聚集的公差可能會很大且可能會變化。另一方面，相對於這些層的正公差，封閉階級520是唯一具有相對於該正公差的負公差之組件。因此，該彈簧夾必須對該天線孔徑堆疊會變化的整體正公差負責。於一個實施例中，有特定值的彈性常數k及橫向位移範圍（例如，從該封閉階級的垂直壁以及彈簧夾530之施加垂直壓力的圓弧按壓部分到封閉環511的距離）的一彈簧夾，使得該彈簧夾能夠對臨界距離512負責。於範例實施例中，該彈簧夾具有400 lbf/in或70 N/mm的彈性常數k。於一個實施例中，該彈簧夾具有0.100 in或2.54 mm的橫向位移範圍，且該彈簧的線性範圍上的垂直位移大約是0.050 in或1.27 mm。

於一個實施例中，該天線包括位於該波導與該孔徑之間的一材料，該材料用以對孔徑層提供一表面以滑過該波導。於一個實施例中，該材料包含聚對酞酸乙二酯、PTFE（鐵氟龍）、聚乙烯、或胺甲酸乙酯基的材料。亦可使用其他材料。於一個實施例中，該材料係藉由壓敏接著劑（PSA）而附接至一RF扼流圈。

圖5B例示說明圖5A的該天線孔徑與具有該天線饋伺件的波導502壓緊在一起的一個實施例的一部分的側視圖。參照圖5B，使用一或多個彈簧夾連接器531連接波導532的一彈簧夾530，具有與封閉環511的封閉階級接觸的一圓弧按壓部分。彈簧夾530對孔徑的堆疊高度變化520負責。

一PCB扼流圈總成540係位於該天線孔徑堆疊和波導502之間。PCB扼流圈總成540為一RF扼流圈，例如像是上文關於圖2和圖3所討論的那些。PCB扼流圈總成540亦具有一扼流圈高度變化521，其係起因於與其高度相關的公差。於一個實施例中，彈簧夾530是設計來線性地並且關於溫度地保持PCB扼流圈總成540上的標稱已知壓力，同時將基體501（例如，該玻璃層）保持在PCB扼流圈總成540上。

於一個實施例中，波導532包括該天線饋伺件，並且具有雙層饋伺結構。該雙層饋伺結構的一範例係顯示於圖10中。於一個實施例中，該波導與其雙層饋伺結構和一或多個介電層具有一介電堆疊及波導高度變化522，其係起因於與其等高度相關的公差。

於一個實施例中，該彈簧夾對孔徑的堆疊高度變化520、扼流圈高度變化521、以及介電堆疊及波導高度變化522負責，以提供適當的壓縮力。

圖5C例示說明圖5A至5B的該天線孔徑堆疊的該部分的另一側視圖，其中使用該彈簧夾將該部分與圖5B的該波導壓緊在一起。參照圖5C，一覆蓋體541覆蓋該彈簧夾及其連接器。 天線實施例的範例

上文所敘述的技術可使用於面板天線。本文係揭露此類面板天線的實施例。該等面板天線包括在一天線孔徑上的一或多個天線元件陣列。於一個實施例中，該等天線元件包含液晶單元。於一個實施例中，該面板天線為圓柱形饋伺天線，其包括矩陣驅動電路，用以唯一尋址並驅動未配置成行列的該等天線元件的每一者。於一個實施例中，該等元件是配置成環形。

於一個實施例中，具有一或多個天線元件陣列的該天線孔徑是由耦接在一起的多個區段所夠成。當耦接在一起時，該等區段的組合形成天線元件的封閉同心環。於一個實施例中，該等同心環是相對於該天線饋伺件而同心的。 天線系統的範例

於一個實施例中，該面板天線是一超材料天線系統的一部分。本文係敘述用於通訊衛星地面站的超材料天線系統的實施例。於一個實施例中， 該天線系統是在一行動平台（例如，飛行的、航海的、陸地的、等等）上運作的一衛星地面站（ES）的一組件或子系統，行動平台是運作以使用Ka頻帶的頻率亦或Ku頻帶的頻率其中之一者用於民用商業衛星通訊。請注意，該天線系統的實施例亦可被使用於不是在行動平台上的地面站（例如，固定的或可運輸的地面站）。

於一個實施例中，該天線系統使用表面散射超材料技術，以形成並操縱透過分開的天線的發射和接收波束。於一個實施例中，與利用數位訊號處理來電形成並操縱波束的天線系統相比（例如，相位陣列天線），該等天線系統為類比系統 。

於一個實施例中，該天線系統是由三個功能子系統所夠成：（1）由柱面波饋伺架構組成的一波導結構；（2）作為天線元件的一部分的一波散射超材料單位單元陣列；以及（3）一控制結構，用以使用全像原理來控制從該等超材料散射元件形成可調輻射場（波束）。 天線元件

圖6例示說明一圓柱形饋伺全像徑向孔徑天線的一個實施例的示意圖。參照圖6，該天線孔徑具有一或多個天線元件103的陣列101，其等係配置成環繞該圓柱形饋伺天線的一輸入饋伺件102的同心環。於一個實施例中，天線元件103為輻射RF能量的射頻（RF）共振器。於一個實施例中，天線元件103包含交插並分布於該天線孔徑的整個表面的Rx和Tx簾窗。這類天線元件的範例將於下文中更詳細地敘述。請注意，本文中所敘述的該等RF共振器可用在不包括圓柱形饋伺件的天線中。

於一個實施例中，該天線包括被使用於藉由輸入饋伺件102來提供柱面波饋伺的一同軸饋伺件。於一個實施例中，該柱面波饋伺架構從一中心點以一激發來饋伺該天線，激發以圓柱形方式向外展開。換言之，一圓柱形饋伺天線會產生一向外行進的同心圓饋入波。儘管如此，圍繞該圓柱形饋伺件的該圓柱形饋伺天線的形狀可以是圓形、方形、或任何形狀。於另一實施例中，一圓柱形饋伺天線產生一向內行進的饋入波。在這種情況下，該饋入波最自然地來自一圓形結構。

於一個實施例中，天線元件103包含簾窗，且圖6的該孔徑天線被使用於產生一主要波束，係藉由使用來自一柱面饋入波的激發來定型主要波束以透過可調諧液晶（LC）材料來輻射簾窗。於一個實施例中，該天線可被激發以在所欲的掃描角度輻射一水平或垂直極化電場。

於一個實施例中，該等天線元件包含一組塊狀天線（patch antenna）。此組塊狀天線包含散射超材料元件的一陣列。於一個實施例中，該天線系統中的每一散射元件是由一下導體、一介電基體及一上導體所組成的一單位單元的一部分，上導體埋置有蝕刻至該上導體中或沈積在該上導體上的一互補型電感電容共振器（互補型的電LC或CELC）。如熟此技藝者會理解的，CELC的文脈中的LC是指電感電容，而不是液晶。

於一個實施例中，一液晶（LC）係設置於圍繞該散射元件的間隙中。此LC是以上文所述之直接驅動實施例來驅動。於一個實施例中，液晶是封裝在每一單位單元之中，並且將與一槽孔相關的該下導體以及與其貼片相關的一上導體分隔開來。液晶具有一介電係數，該介電係數是構成該液晶的分子的定向之函數，且可藉由調整該液晶上的偏壓來控制該等分子的定向（以及因此控制該介電係數）。利用此特性，於一個實施例中，該液晶結合了一用於從該導波（guided wave）向該CELC傳輸能量的一通/斷開關。當接通時，該CELC發射一電磁波，像是一電子小型雙極天線。請注意，本文中的教示不限於具有以關於能量傳輸之二元方式運作的液晶。

於一個實施例中，此天線系統的饋伺幾何使得該等天線元件能夠被定位在對於波饋送中的波向量的四十五度角（45°）。請注意，亦可使用其他位置（例如，在40°角）。該等元件的此位置使得該等元件所接收或發送/輻射的自由空間波之控制是可能的。於一個實施例中，該等天線元件是以一元件間間隔來配置，該元件間間隔小於該天線的工作頻率的自由空間波長。舉例來說，若每個波長有四個散射元件，30 GHz傳輸天線中的該等元件將會約為2.5 mm（即，30 GHz的10 mm自由空間波長的1/4）。

於一個實施例中，若兩組元件被控制成相同的調諧狀態，則該等兩組元件彼此互相垂直並且同時具有相等的振幅激發。相對於該饋入波激發而將其等旋轉+/-45度，同時可實現兩個期望的特徵。將一組旋轉0而訂一組旋轉90度，將會達到垂直目標，但不是相等的振幅激發目標。請注意，當單一結構中從兩側饋伺該天線元件陣列時，可使用0度及90度來實現隔離。

藉由使用一控制器來施加電壓至該貼片（跨LC通道的電勢），可控制來自每一單位單元的輻射功率的量。至每一貼片的軌跡被使用來提供電壓至該塊狀天線。該電壓是使用來調諧或解調電容，且因此可調諧或解調個別元件的共振頻率以實現波束形成。所需的電壓係取決於所使用的液晶混合物。液晶混合物的電壓調諧特徵主要是以臨界電壓和飽和電壓來敘述，在臨界電壓時液晶開始受電壓影響，超過飽和電壓時電壓的增加不會引起液晶中的較大調諧。對於不同的液晶混合物，這兩個特徵參數可以改變。

於一個實施例中，如上文所述，在不具有對於每一單元的個別連接的情況下，為了與其他所有單元分開地驅動每一單元，係使用一矩陣驅動來施加電壓至該等貼片（直接驅動）。由於元件的高密度，該矩陣驅動是單獨處理各個單元的有效方法。

於一個實施例中，用於該天線系統的控制結構具有2個主要組件：包括用於該天線系統的驅動電子設備的該天線陣列控制器是在波散射結構下方，而該矩陣驅動切換陣列是散佈於該輻射RF陣列，以此方式不干擾輻射。於一個實施例中，用於該天線系統的驅動電子設備包含使用於商用電視設備中的商用現成LCD控制機構，其藉由調整至每一散射元件的AC偏壓訊號的振幅或占空比（duty cycle）來調整那個散射元件的偏壓。

於一個實施例中，該天線陣列控制器亦包含執行軟體的一微處理器。該控制結構亦可合併有感測器（例如，GPS接收器、三軸羅盤、三軸加速計、三軸陀螺儀、三軸磁力計、等等），用以提供位置和定向資訊給該處理器。該位置和定向資訊可由該地面站中的其他系統提供給該處理器，且/或可以不是該天線系統的一部分。

更具體地，該天線陣列控制器控制哪些元件被斷開，以及在操作頻率的何相位和波幅位準接通那些元件。係藉由施加電壓來選擇性地為了頻率操作而解調該等元件。

針對傳輸，一控制器對該等RF貼片提供一電壓訊號陣列，以產生一調變或控制圖樣。該控制圖樣導致該等元件變化至不同狀態。於一個實施例中，係使用多態控制，於多態控制中各種元件被接通及斷開至不同的位準，更近似相對於方波的正弦控制圖樣（即，一正弦曲線灰影調變圖樣）。於一個實施例中，一些元件會比其他元件輻射更強，而不是一些元件輻射而一些元件不輻射。可變輻射係藉由施加特定電壓位準而被實現，特定電壓位準調整該液晶介電係數至不同的量，藉此以可變的方式解調元件並且導致一些元件比其他元件輻射更多。

藉由該超材料元件陣列產生一聚焦波束可由相長和相消干涉的現象來解釋。若電磁波在自由空間中相遇時具有相同相位，則個別的電磁波會加總（相長干涉），若電磁波在自由空間中相遇時是在相反的相位，則個別的電磁波會互相抵消（相消干涉）。若開槽天線中的該等槽孔被定位成使得每個連續的槽孔是定位在離該導波的激發點的不同距離，則來自此元件的散射波會具有與前一槽孔之散射波不同的相位。若該等槽孔間隔一波導波長的四分之一，則每一槽孔將會以距前一槽孔延遲四分之一相位來散射波。

使用該陣列，能夠被產生的相長和相消干涉的模式之數量可以增加，如此使用全像原理可使得波束理論上可被指向從該天線陣列的視軸（bore sight）正負九十度（90°）的任何方向。因此，藉由控制哪些超材料單位單元被接通或斷開（即，藉由改變哪些單元被接通以及哪些單元被斷開之模式），可產生相長和相消干涉的不同模式，且該天線可改變主要波束的方向。接通及斷開該等單位單元所需的時間決定了波束可從一個位置切換到另一位置之速度。

於一個實施例中，該天線系統產生一個用於上行鏈路天線的可操縱波束、以及一個用於下行鏈路天線的可操縱波束。於一個實施例中，該天線系統使用超材料技術，以接收波束並對來自衛星的訊號解碼，以及形成被指向該衛星的發射波束。於一個實施例中，與利用數位訊號處理來電形成並操縱波束的天線系統相比（例如，相位陣列天線），該等天線系統為類比系統。於一個實施例中，該天線系統被視為是平面的且剖面相對較低的一「表面」天線，尤其是與傳統的衛星接收碟相比時。

圖7例示說明一排天線元件的透視圖，包括一接地面和一可重組態共振器層。可重組態共振器層1230包括可調諧槽孔之陣列1210。該可調諧槽孔之陣列1210可被組態以將該天線指向一期望的方向。可藉由變更跨該液晶的電壓來調諧/調整該等可調諧槽孔之每一者。

控制模組1280係耦接至可重組態共振器層1230，以藉由變更跨圖8A中的該液晶之電壓來調變該可調諧槽孔之陣列1210。 控制模組1280可包括現場可程式閘陣列（FPGA）、微處理器、控制器、單晶片系統（SoC）、或其他處理邏輯。於一個實施例中，控制模組1280包括用以驅動該可調諧槽孔之陣列1210的邏輯電路（例如，多工器）。於一個實施例中，控制模組1280接收資料，包括要被驅入至該可調諧槽孔之陣列1210的全像繞射模式之規格。可回應於該天線和一衛星之間的空間關係而產生該等全像繞射圖樣，如此使得該全像繞射圖樣操縱在適當方向上用於通訊的該等下行鏈路波束（以及當該天線系統執行發射時的上行鏈路波束）。儘管未於各圖中繪出，相似於控制模組1280的一控制模組可驅動此揭露內容之圖式中所敘述的每一可調諧槽孔之陣列。

射頻（RF）全像術也可能使用類似技術，其中當RF參考波束遇到RF全像繞射圖樣時，可產生期望的RF波束。在衛星通訊的情況，該參考波束是饋入波的形式，例如饋入波1205（在一些實施例中約為20 GHz）。為了將一饋入波轉換成一輻射波束（用於發送亦或接收之目的），在該期望的RF波束（該目標波束）和該饋入波（該參考波束）之間計算一干涉圖樣。該干涉圖樣被驅入至該可調諧槽孔之陣列1210作為一繞射圖樣，如此使得該饋入波被「操縱」成該期望的RF波束（具有期望的形狀和方向）。換言之，遇到該全像繞射圖樣的該饋入波「重建」該目標波束，該目標波束是根據該通訊系統的設計需求所形成。該全像繞射圖樣含有每一元件的激發，並且是以來計算，其中w_in 為該波導中的波方程式且w_out 為射出波的波方程式。

圖8A例示說明一可調諧共振器/槽孔1210的一個實施例。可調諧槽孔1210包括一簾窗/槽孔1212、一輻射貼片1211、以及置於簾窗1212和貼片1211之間的液晶1213。於一個實施例中，輻射貼片1211是與簾窗1212共同設置。

圖8B例示說明一實體天線孔徑的一個實施例的截面圖。該天線孔徑包括接地面1245、以及在簾窗層1233之中的一金屬層1236，簾窗層1233是包括在可重組態共振器層1230中。於一個實施例中，圖8B的該天線孔徑包括複數個圖8A的可調諧共振器/槽孔1210。簾窗/槽孔1212是由金屬層1236中的開口所界定。例如圖8A的饋入波1205的一饋入波可具有與衛星通訊通道相容的微波頻率。該饋入波在接地面1245和共振器層1230之間傳播。

可重組態共振器層1230亦包括襯墊層1232和貼片層1231。襯墊層1232係置於貼片層1231和簾窗層1233之間。請注意，於一個實施例中，一間隔件可取代襯墊層1232。於一個實施例中，簾窗層1233是一印刷電路板（PCB），其包括一銅層作為金屬層1236。於一個實施例中，簾窗層1233是玻璃。簾窗層1233可以是其他類型的基板。

可在該銅層中蝕刻開口以形成槽孔1212。於一個實施例中，簾窗層1233是藉由一導電結合層而導電地耦接至圖8B中的另一結構（例如，波導）。請注意，於一實施例中，該簾窗層並非藉由一導電結合層而導電地耦接，而是與一非導電結合層界接。

貼片層1231也可以是PCB，其包括金屬作為輻射貼片1211。於一個實施例中，襯墊層1232包括間隔件1239，其提供機械式的隔絕以界定金屬層1236和貼片1211之間的尺寸。於一個實施例中，該等間隔件為75微米，但可使用其他大小（例如，3~200 mm）。如上文所提及的，於一個實施例中，圖8B的該天線孔徑包括多個可調諧共振器/槽孔，像是圖8A包括貼片1211、液晶1213及簾窗1212的可調諧共振器/槽孔1210。用於液晶1213的室係由間隔件1239、簾窗層1233和金屬層1236所界定。當該室填滿液晶時，可將貼片層1231層壓至間隔件1239上，以密封共振器層1230內的液晶。

可調變貼片層1231和簾窗層1233之間的一電壓，以調諧該貼片和該等槽孔（例如，可調諧共振器/槽孔1210）之間的間隔中的該液晶。調整跨液晶1213的該電壓會改變一槽孔（例如，可調諧共振器/槽孔1210）的電容量。因此，可藉由改變電容量來改變一槽孔（例如，可調諧共振器/槽孔1210）的電抗。槽孔1210的共振頻率亦根據方程式而改變，其中f 是槽孔1210的共振頻率，L和C分別是槽孔1210的電感和電容量。槽孔1210的共振頻率會影響從透過該波導傳播的饋入波1205所輻射出的能量。舉例來說，若饋入波1205是20 GHz，則一槽孔1210的共振頻率可被調整至17 GHz（藉由改變電容量），如此使得該槽孔1210實質上沒有耦合來自饋入波1205的能量。或者，一槽孔1210的共振頻率可被調整至20 GHz，如此使得該槽孔1210耦合來自饋入波1205的能量並且將該能量輻射至自由空間中。僅管所給出的例子是二元的（完全輻射或著根本不輻射），但是以多值範圍上的電壓變化，電抗的全灰階控制是可能的，且因此槽孔1210的共振頻率的全灰階控制也是可能的。因而，從每一槽孔1210輻射出的能量可被精細地控制，如此可由該可調諧槽孔之陣列來形成詳細的全像繞射圖樣。

於一個實施例中，一列中的可調諧槽孔彼此間隔λ/5。亦可使用其他的間距。於一個實施例中，一列中的每一個可調諧槽孔與相鄰列中最接近的可調諧槽孔間隔λ/2，而因此不同列中被共同定向的可調諧槽孔間隔λ/4，但其他間距也是可能的（例如，λ/5、λ/6.3）。於另一實施例中，一列中的每一個可調諧槽孔與相鄰列中最接近的可調諧槽孔間隔λ/3。

實施例是使用可重組態超材料技術，例如2014年11月21日所申請之標題為「Dynamic Polarization and Coupling Control from a Steerable Cylindrically Fed Holographic Antenna」的美國專利申請案第14/550,178號，以及2015年1月30日所申請之標題為「Ridged Waveguide Feed Structures for Reconfigurable Antenna」的美國專利申請案第14/610,502號。

圖9A至D例示說明用以產生開槽陣列的不同層的一個實施例。該天線陣列包括被定位成環形的天線元件，例如圖1A中所示的示例環。請注意，於此範例中，該天線陣列具有兩種不同類型的天線元件，被使用於兩種不同類型的頻帶。

圖9A例示說明該第一簾窗板層的一部分，其位置對應該等槽孔。參照圖9A，該等圓形為該簾窗基體的底側中金屬化中的開口區域/槽孔，並且是用於控制元件至饋入源（饋入波）的耦合。請注意，此層是一非必須的層，並且不是使用於所有的設計之中。圖9B例示說明該第二簾窗板層含有槽孔的一部分。圖9C例示說明該第二簾窗板層上的貼片。圖9D例示說明該開槽陣列的一部分的上視圖。

圖10例示說明一圓柱形饋伺天線結構的一個實施例的側視圖。該天線使用一雙層饋伺結構（即，兩層饋伺結構）來產生一向內行進的波。於一個實施例中，儘管這不是必須的，該天線包括一圓形外部形狀。換言之，也可以使用非圓形的向內行進結構。於一個實施例中，圖10的天線結構包括一同軸饋伺，舉例來說，例如2014年11月21日所申請之標題為「Dynamic Polarization and Coupling Control from a Steerable Cylindrically Fed Holographic Antenna」的美國專利公開號2015/0236412中所敘述的。

參照圖10，一同軸接腳1601係使用於激發該天線的較低階層的場。於一個實施例中，同軸接腳1601為容易取得的50Ω同軸接腳。同軸接腳1601係耦接（例如，螺接）至該天線結構的底部，其為導電接地層1602。

與導電接地面1602分隔的是間隙導體1603，其為一內部導體。於一個實施例中，導電接地面1602與間隙導體1603彼此平行。於一個實施例中，導電接地面1602與間隙導體1603之間的距離為0.1~0.15”。於另一實施例中，此距離可以是λ/2，其中λ為該行進波在該操作頻率的波長。

接地面1602係藉由一間隔件1604而與間隙導體1603分隔。於一個實施例中，間隔件1604為發泡體或類似空氣的間隔件。於一個實施例中，間隔件1604包含塑膠間隔件。

間隙導體1603的頂部上為介電層1605。於一個實施例中，介電層1605為塑膠。介電層1605的目的是為了相對於自由空間速度而減緩該行進波。於一個實施例中，介電層1605使該行進波相對於自由空間減緩30%。於一個實施例中，適合於波束形成的折射率的範圍為1.2~1.8，其中自由空間定義上具有等於1的折射率。可使用其他的介電間隔件材料來達到此功效，舉例來說，像是塑膠。請注意，可使用除了塑膠之外的材料，只要其等達到所期望的波減速之功效。替代地，可使用有分散式結構的材料作為介電1605，舉例來說，像是可被加工或者以微影製程界定的週期性副波長金屬結構。

一RF陣列1606位在介電1605的頂部。於一個實施例中，間隙導體1603與RF陣列1606之間的距離為0.1~0.15”。於另一實施例中，此距離可以是λ_eff /2，其中λ_eff 為設計頻率下媒介中的有效波長。

該天線包括側邊1607及1608。側邊1607及1608成角度，而致使從同軸接腳1601饋入的一行進波藉由反射而從間隙導體1603下方的區域（間隔件層）傳播至間隙導體1603上方的區域（介電層）。於一個實施例中，側邊1607及1608的角度為45°角度。於替代的實施例中，可用連續的輻射狀部分來取代側邊1607及1608以實現反射。雖然圖10示出了具有45度角之成角度的側邊，但可使用會實現從下階層饋伺件至上階層饋伺件的信號傳送的其他角度。換言之，假設下饋伺件中有效波長一般會與上饋伺件中有效波長不同，可使用與理想45°角度的一些偏差來輔助從下至上饋伺件階層之傳送。舉例來說，於另一實施例中，用單一梯階來取代45°角度。於該天線的一端的該等梯階圍繞該介電層、該間隙導體以及該間隔件層。相同的兩個梯階係位於此等層的另一端。

運作上，從同軸接腳1601饋伺一饋入波時，該波在接地面1602與間隙導體1603之間從同軸接腳1601的方向以同心的方式向外行進。同心射出波被側邊1607和1608反射，並且在間隙導體1603與RF陣列1606之間的區域中向內行進。從圓周邊緣的反射致使該波保持同相（即，此為同相反射）。該行進波被介電層1605減慢。此時，該行進波開始與RF陣列1606中的元件互動並激發該等元件，以獲得期望的散射。

為了終止該行進波，一終端1609係包括在該天線之中，位在該天線的幾何中心。於一個實施例中，終端1609包含一接腳終端（例如，50Ω接腳）。於另一實施例中，終端1609包含一RF吸收器，其終止未用能量以阻止未用能量透過該天線的饋伺結構而反射回去。此等可被使用於RF陣列1606的頂部。

圖11例示說明有射出波的該天線系統的另一實施例。參照圖11，兩個接地面1610和1611實質上彼此平行，並有一介電層1612（例如，一塑膠層、等等）在接地面之間。RF吸收器1619（例如，電阻器）將該等兩個接地面1610和1611耦接在一起。一同軸接腳1615（例如，50Ω）饋伺該天線。一RF陣列1616在介電層1612和接地面1611的頂部。

運作上，係透過同軸接腳1615饋伺一饋入波，且饋入波以同心的方式向外行進並且與RF陣列1616的元件互動。

圖10及11的該等天線兩者中的該圓柱形饋伺件皆改善了該天線的服務角度（service angle）。於一個實施例中，該天線系統具有從該視軸在所有方向上的七十五度（75°）的服務角度，而不是正負四十五度方位角（±45° Az）以及正負二十五度仰角（±25° El）的服務角度。與由許多個別的輻射體所組成的任何波束形成天線一樣，整體天線增益係取決於組成元件的增益，組成元件本身是角度相依的。當使用共同的輻射元件時，因為波束進一步被指向偏離視軸，整體天線增益典型地會減小。在偏離視軸75度，預計會有約6 dB的顯著的增益降低。

具有圓柱形饋伺件的該天線的實施例解決了一或多個問題。這些包括，相較於以一共同分配器網路所饋伺的天線，顯著地簡化該饋伺結構而因此減少所需的總天線和天線饋伺件體積；藉由以粗控（一直延伸至簡單的二進制控制）來維持高波束效能，降低對製造和控制錯誤的敏感度；相較於直線饋伺件，提供了更有益的旁瓣場型，因為圓柱形定向饋入波導致遠場中空間多樣化的旁瓣；以及使得極化可為動態的而不需要極化器，包括允許左旋圓極化、右旋圓極化、及線性極化。 波散射元件的陣列

圖10的RF陣列1606及圖11的RF陣列1616包括一波散射子系統，該波散射子系統包括作為輻射體的一組塊狀天線（即，散射體）。此組塊狀天線包含散射超材料元件的一陣列。

於一個實施例中，該天線系統中的每一散射元件是由一下導體、一介電基體及一上導體所組成的一單位單元的一部分，上導體埋置有蝕刻至該上導體中或沈積在該上導體上的一互補型電感電容共振器（互補型的電LC或CELC）。

於一個實施例中，一液晶（LC）係注入至圍繞該散射元件的間隙中。液晶是封裝在每一單位單元之中，並且將與一槽孔相關的該下導體以及與其貼片相關的一上導體分隔開來。液晶具有一介電係數，該介電係數是構成該液晶的分子的定向之函數，且可藉由調整該液晶上的偏壓來控制該等分子的定向（以及因此控制該介電係數）。利用此特性，該液晶充當一用於從該導波向該CELC傳輸能量的一通/斷開關。當接通時，該CELC發射一電磁波，像是一電子小型雙極天線。

控制該LC的厚度會增加波束切換的速度。該下導體和該上導體之間的間隙（該液晶的厚度）減少百分之五十（50%）會導致速度增加四倍。於另一實施例中，該液晶的厚度導致約為十四毫秒（14ms）的波束切換速度。於一個實施例中，該LC是以此技藝中眾所周知的方式來摻雜以改善響應性，如此可滿足七毫秒（7ms）的需求。

該CELC元件對平行該CELC元件的平面且垂直該CELC間隙互補所施加的一磁場有反應。當一電壓施加至該超材料散射單位單元中的該液晶時，該該導波的磁場分量包括該CELC的磁激發，該CELC接著產生與該導波相同頻率的電磁波。

由單一CELC所引起的該電磁波之相位可藉由該CELC在該導波的向量上之位置來選擇。每一單元引起與平行該CELC的導波同相的波。因為CELCs小於波長，當輸出波通過該CELC之下時，其具有與該導波的相位相同的相位。

於一個實施例中，此天線系統的該圓柱形饋伺幾何允許該等CELC元件被定位在對於波饋送中的波向量的四十五度（45°）角。該等元件的此位置使得該等元件所接收或產生的自由空間波的極化之控制是可能的。於一個實施例中，該等CELCs是以一元件間間隔來配置，該元件間間隔小於該天線的工作頻率的自由空間波長。舉例來說，若每個波長有四個散射元件，30 GHz傳輸天線中的該等元件將會約為2.5mm（即，30 GHz的10mm自由空間波長的1/4）。

於一個實施例中，該等CELCs是以塊狀天線來實施，塊狀天線包括設置於一槽孔上的一貼片，在槽孔和貼片之間有液晶。在此方面，該超材料天線作用類似一開槽（散射）波導。以一開槽波導，該輸出波的相位取決於該槽孔相較於該導波的位置。 單元配置

於一個實施例中，該等天線元件是以允許系統矩陣驅動電路的方式配置在圓柱形饋伺天線孔徑上。該等單元的配置包括用於該矩陣驅動的電晶體的配置。圖12例示說明矩陣驅動電路相對於天線元件之配置的一個實施例。參照圖12，列控制器1701分別藉由列選擇訊號Row1和Row2而耦接至電晶體1711和1712，而行控制器1702藉由行選擇訊號Column1而耦接至電晶體1711和1712。電晶體1711藉由至貼片連接1731而耦接至天線元件1721，而電晶體1712係藉由至貼片連接1732而耦接至天線元件1722。

在圓柱形饋伺天線上，以配置於非規則的格柵中的單位單元來實現矩陣驅動電路的初始方式中，兩個步驟被執行。於第一步驟中，該等單元被配置在同心環上且該等單元的每一者係連接至一電晶體，該電晶體是配置在該單元旁邊且作為個別驅動每一單元的一開關。於第二步驟中，建置該矩陣驅動電路，以便在該矩陣驅動方式需要時，以唯一位址來連接每個電晶體。由於該矩陣驅動電路是以列和行的跡線（類似LCDs）來建置，但該等單元是配置在環形上，因此沒有系統的方法可將一唯一位址指定給每個電晶體。此映射問體造成非常複雜的電路來覆蓋所有電晶體，並且導致用以完成佈線的實體跡線之數量顯著增加。由於單元的高密度，這些跡線會因耦合效應而干擾該天線的RF性能。而且，因跡線的複雜性和高封裝密度，無法藉由商業上可得的佈局工具來完成該等跡線的佈線。

於一個實施例中，在配置該等單元和電晶體之前，預先界定該矩陣驅動電路。此確保了驅動所有單元所需的最小數量的跡線，每一單元有一唯一的位址。此策略降低了驅動電路的複雜性並且簡化了該佈線，從而改善該天線的RF性能。

更具體地，在一個方式中的第一步驟中，該等單元被配置在列和行組成的規則矩形格柵上，該等列和行描述每個單元的唯一位址。在第二步驟中，將該等單元分組並轉換為同心圓，同時維持第一步驟中所界定之其等之位址以及與該等列和行的連接。此轉換的目標不僅是為了將該等單元置於環上，而且還要將單元之間的距離以及環之間的距離在整個孔徑上保持恆定。為了完成此目標，有幾種用以將該等單元分組的方法。

於一個實施例中，使用一TFT封裝以使得該矩陣驅動中的配置與唯一定址是可能的。圖13例示說明一TFT封裝的一個實施例。參照圖13，顯示了具有輸入及輸出埠的一TFT以及一保持電容1803。有兩個輸入埠連接至跡線1801以及兩個輸出埠連接至跡線1802，以使用該等列及行而將該等TFTs連接在一起。於一個實施例中，該等列及行跡線以90°角交叉，以降低並可能地最小化該等列及行跡線之間的耦合。於一個實施例中，該等列及行跡線是在不同的層上。 全雙工通訊系統的範例

於另一實施例中，組合天線孔徑被使用在一全雙工通訊系統中。圖14為具有同時發送及接收路徑的通訊系統的一個實施例的方塊圖。雖然只顯示了一個發送路徑和一個接收路徑，該通訊系統可包括一個以上的發送路徑及/或一個以上的接收路徑。

參照圖14，天線1401包括兩個空間上交錯的天線陣列，如上文所述，其等可獨自運作以同時在不同頻率發送和接收。於一個實施例中，天線1401係耦接至雙工器1445。該耦接可藉由一或多個饋伺網路。於一個實施例中，在徑向饋送天線的情況下，雙工器1445組合兩個訊號，且天線1401和雙工器1445之間的連接為可承載兩個頻率的單一寬頻帶饋伺網路。

雙工器1445係耦接至一低雜訊阻斷轉換器（LNBs）1427，其以技藝中眾所周知的方式來執行雜訊濾波及降頻和放大功能。於一個實施例中，LNB 1427為一戶外單元（ODU）。於另一實施例中，LNB 1427係整合至該天線設備之中。LNB 1427係耦接至一數據機1460，其耦接至一計算系統1440（例如，一電腦系統、數據機、等等）。

數據機1460包括耦接至LNB 1427的一類比數位轉換器（ADC）1422，其將從雙工器1445輸出的接收訊號轉換成數位形式。一但轉換成數位形式，該訊號由解調器1423解調並且由解碼器1424解碼，以得到接收波上的編碼資料。接著，解碼資料被傳送至控制器1425，其將解碼資料傳送至計算系統1440。

數據機1460亦包括編碼器1430，其對將要從計算系統1440發送的資料進行編碼。編碼資料由調變器1431調變，並且接著由數位類比轉換器（DAC）1432轉換成類比。接著，類比訊號由BUC（升頻高通放大器）1433進行濾波，並且被提供給雙工器1445的一個埠。於一個實施例中，BUC 1433為一戶外單元（ODU）。

以此技藝中眾所周知的方式來運作的雙工器1445將發送訊號提供給天線1401以進行發送。

控制器1450控制天線1401，包括單一組合式實體孔徑上的兩個天線元件陣列。

該通訊系統可被修改成包括上文所述之組合器/仲裁器。在這種其況下，該組合器/仲裁器在該數據機之後，但是在該BUC及LNB之前。

請注意，圖14中所示的該全雙工通訊系統具有許多應用，包括但不限於網際網路通訊、運載工具通訊（包括軟體更新）、等等。

本文中敘述許多示例實施例。

範例1為一天線，其包含一輻射狀波導、可運作以響應於該輻射狀波導所饋入的射頻（RF）饋入波而輻射RF訊號的一孔徑、以及用以在該波導與該孔徑之間施加壓縮力的一或多個夾持裝置。

範例2為範例1之天線，其可選擇性地包括，該等一或多個夾持裝置包含一彈簧夾。

範例3為範例2之天線，其可選擇性地包括，該波導包含金屬，且該孔徑包含一層，該波導和該孔徑的熱膨脹係數不同。

範例4為範例3之天線，其可選擇性地包括一射頻（RF）扼流圈，該RF扼流圈可運作以阻止RF能量透過該波導的外部及該孔徑之間的間隙離開，其中該層為玻璃，且該壓縮力保持該層抵靠該RF扼流圈同時允許該層與該RF扼流圈之間因溫度變化的橫向移動。

範例5為範例4之天線，其可選擇性地包括，該RF扼流圈包含位於該間隙中的該波導的外部之中的一或多個槽孔，該等槽孔的每一者是用於阻止一頻帶的RF能量。

範例6為範例3之天線，其可選擇性地包括位於該波導與該孔徑之間的一材料，該材料用以對該層提供一表面以滑過該波導。

範例7為範例6之天線，其可選擇性地包括，該材料包含選自由下列材料所組成的一群組的一者：聚對酞酸乙二酯、PTFE、聚乙烯、以及胺甲酸乙酯基的材料。

範例8為範例6之天線，其可選擇性地包括，該材料係藉由壓敏接著劑（PSA）而附接至一RF扼流圈。

範例9為範例1之天線，其可選擇性地包括，該波導與該孔徑之間不存在導電連接。

範例10為範例1之天線，其可選擇性地包括，該孔徑具有一天線元件陣列，其中該陣列包含複數個槽孔以及複數個貼片，其中該等貼片的每一者係共同設置於該等複數個槽孔中的一槽孔上方且與該槽孔分隔，形成一貼片/槽孔對，每一貼片/槽孔對係基於對該對中的該貼片施以電壓而被控制。

範例11為範例10之天線，其可選擇性地包括，液晶位於該等複數個槽孔的每一槽孔與該等複數個貼片中的其相關貼片之間。

範例12為範例11之天線，其可選擇性地，一控制器可運作以應用一控制圖樣，該控制圖樣控制貼片/槽孔對而導致針對在全像波束操縱中使用的頻帶產生一波束。

範例13為一天線，其包含一輻射狀波導、可運作以響應於該輻射狀波導所饋入的射頻（RF）饋入波而輻射RF訊號的一孔徑、位於該波導與該孔徑之間的一層、一射頻（RF）扼流圈、以及用以在該波導與該孔徑之間施加壓縮力的一或多個夾持裝置，該饋入波圍繞該層行進以從該層的外緣饋伺該等複數個天線元件，該RF扼流圈可運作以阻止RF能量透過波導的外部及該孔徑之間的間隙離開，其中該波導和該孔徑的熱膨脹係數不同。

範例14為範例13之天線，其可選擇性地，該等一或多個夾持裝置包含一彈簧夾。

範例15為範例14之天線，其可選擇性地，該波導包含金屬，且該孔徑包含一孔徑層，該波導和該孔徑的熱膨脹係數不同。

範例16為範例15之天線，其可選擇性地，該孔徑層為玻璃，且該壓縮力保持該孔徑層抵靠該RF扼流圈同時允許該孔徑層與該RF扼流圈之間因溫度變化的橫向移動。

範例17為範例13之天線，其可選擇性地，該RF扼流圈包含位於該間隙中的該波導的外部之中的一或多個槽孔，該等槽孔的每一者是用於阻止一頻帶的RF能量。

範例18為範例13之天線，其可選擇性地，該波導與該孔徑之間不存在導電連接。

範例19為範例13之天線，其可選擇性地，該孔徑具有一天線元件陣列，其中該陣列包含：複數個槽孔以及複數個貼片，其中該等貼片的每一者係共同設置於該等複數個槽孔中的一槽孔上方且與該槽孔分隔，形成一貼片/槽孔對，每一貼片/槽孔對係基於對該對中的該貼片施以電壓而被控制。

範例20為範例19之天線，其可選擇性地，液晶位於該等複數個槽孔的每一槽孔與該等複數個貼片中的其相關貼片之間。

範例21為範例20之天線，其可選擇性地，一控制器可運作以應用一控制圖樣，該控制圖樣控制貼片/槽孔對而導致針對在全像波束操縱中使用的頻帶產生一波束。

範例22為範例21之天線，其可選擇性地，該層包含由一接地層及一介電層所組成的一群組中的至少一者。

範例23為一天線，其包含：一輻射狀波導；一孔徑，可運作以響應於該輻射狀波導所饋入的射頻（RF）饋入波而輻射RF訊號，其中該波導和該孔徑的熱膨脹係數不同；位於該波導與該孔徑之間的一層，該饋入波圍繞該層行進以從該層的外緣饋伺該等複數個天線元件；一射頻（RF）扼流圈，該RF扼流圈可運作以阻止RF能量透過波導的外部及該孔徑之間的間隙離開；一材料，位於該波導與該孔徑之間並且附接至該扼流圈，以對一孔徑層提供一表面以滑過該波導；以及一或多個彈簧夾，用以在該波導與該孔徑之間施加壓縮力，其中該壓縮力保持該孔徑層抵靠該RF扼流圈同時允許該孔徑層與該RF扼流圈之間因溫度變化的橫向移動。

範例24為範例23之天線，其可選擇性地，該材料包含選自由下列材料所組成的一群組的一者：聚對酞酸乙二酯、PTFE、聚乙烯、以及胺甲酸乙酯基的材料。

範例25為範例23之天線，其可選擇性地，該波導包含金屬，且該孔徑包含一孔徑層，該波導和該孔徑的熱膨脹係數不同。

上文的詳細敘述的一些部分，是以對電腦記憶體中的資料位元之運算的演算法和符號表示之方式來呈現。此等演算法敘述和表示是熟於資料處理之技藝者的手段，用以最有效地對熟於此技藝的其他人傳達他們的工作的主要內容。本文的演算法一般被設想是會導致期望結果之自相一致的一連串步驟。該等步驟是需要對物理量實際調處的步驟。通常，儘管不是必須的，此等量是採用能夠被儲存、傳送、結合、比較、或以其他方式調處的電訊號或磁訊號之形式。有時主要是為了通用的原因，已經證明了將這些訊號參照為位元、值、元素、符號、字符、術語、數字、等等是方便的。

然而，應記住的是，所有這些用語以及類似用語都與適當的物理量相關，並且僅僅是應用至這些量的方便標籤。除非特別說明，否則從以下討論中很明顯的，應當理解通篇敘述中利用像是「處理」或「計算」或「運算」或「判定」或「顯示」或其他相似的術語之討論，指的是電腦系統或類似的電子計算裝置的動作及處理，對該電腦系統的暫存器或記憶體中表示為物理（電子）量的資料進行調處，並轉換成該電腦系統記憶體或暫存器或其他此類資訊儲存、傳輸或顯示裝置中同樣表示為物理量的其他資料。

本發明亦有關於用於執行本文中的運作之設備。此設備可針對所需目的來專門構造，或者其可包含一通用電腦，由儲存在該電腦中的電腦程式選擇性地啟動或重組態。此類電腦程式可被儲存在一電腦可讀儲存媒體中，例如但不限於，包括軟碟、光碟、CD-ROMs和磁光碟之任何類型的磁碟，唯讀記憶體（ROMs），隨機存取記憶體（RAMs），EPROMs，EEPROMs，磁性或光學卡，或適用於儲存電子指令的任何類型的媒體，且每一者都耦接至一電腦系統匯流排。

本文中所呈現的該等演算法和顯示並非固有地與任何特定的電腦或其他設備相關。根據本文中的教示，各種通用系統可以與程式一起使用，或者可以證明建構更專門的設備來執行所需的方法步驟是方便的。此等系統的所需結構會從下面的敘述中出現。此外，本發明並非參照任何特定的程式語言來敘述。應當理解的是，各種程式語言可被使用來實行本文中所敘述之本發明的教示。

機器可讀媒體包括用於以機器（例如，電腦）可讀取的形式來儲存或傳送資訊的任何機制。舉例來說，機器可讀媒體包括唯讀記憶體（ROM）；隨機存取記憶體（RAM）；磁碟儲存媒體；光學儲存媒體；快閃記憶體裝置；等等。

儘管在閱讀了前面的敘述之後，本發明的許多改變和修改對於熟此技藝者無疑會變得顯而易見，但可理解的是，以例示說明的方式所示出及敘述的任何特定實施例絕非意圖被視為限制。因此，對各種實施例的詳細內容之參考並非意圖限制該等請求項的範圍，請求項本身僅詳述被認為是對於本發明不可缺的那些特徵。

101‧‧‧陣列

102‧‧‧輸入饋伺件

103‧‧‧天線元件

200、1401‧‧‧天線

201、532‧‧‧波導

202‧‧‧玻璃層（基體）

203、1245、1610、1611‧‧‧接地面

204‧‧‧介電轉變部分

205‧‧‧RF發射件

206‧‧‧終端

210‧‧‧180^o‧‧‧ 層轉變部分

220‧‧‧RF扼流圈總成

211‧‧‧滑移平面位置

250‧‧‧內側邊緣

401‧‧‧夾持機構

402、530‧‧‧彈簧夾

501‧‧‧基體

502‧‧‧上覆蓋層

503、507、509‧‧‧間隔件層

504、506、508‧‧‧PCB層

505‧‧‧黏合劑層

511‧‧‧封閉環

512‧‧‧臨界距離

520‧‧‧封閉階級

521‧‧‧扼流圈高度變化

522‧‧‧波導高度變化

531‧‧‧彈簧夾連接器

540‧‧‧PCB扼流圈總成

541‧‧‧覆蓋體

1205‧‧‧饋入波

1210‧‧‧可調諧槽孔之陣列

1211‧‧‧輻射貼片

1212‧‧‧簾窗

1213‧‧‧液晶

1230‧‧‧可重組態共振器層

1231‧‧‧貼片層

1232‧‧‧襯墊層

1233‧‧‧簾窗層

1236‧‧‧金屬層

1239、1604‧‧‧間隔件

1280‧‧‧控制模組

1422‧‧‧類比數位轉換器

1423‧‧‧解調器

1424‧‧‧解碼器

1425、1450‧‧‧控制器

1427‧‧‧低雜訊阻斷轉換器

1430‧‧‧編碼器

1431‧‧‧調變器

1432‧‧‧數位類比轉換器

1433‧‧‧升頻高通放大器

1440‧‧‧計算系統

1445‧‧‧雙工器

1460‧‧‧數據機

1601、1615‧‧‧同軸接腳

1602‧‧‧導電接地面

1603‧‧‧間隙導體

1605、1612‧‧‧介電層

1606、1616‧‧‧RF陣列

1607、1608‧‧‧側邊

1609、1619‧‧‧終端

1701‧‧‧列控制器

1702‧‧‧行控制器

1711、1712‧‧‧電晶體

1721、1722‧‧‧天線元件

1731、1732‧‧‧至貼片連接

1801、1802‧‧‧跡線

1803‧‧‧TFT及保持電容

從下文給出的詳細說明以及本發明的各種實施例的附圖將可更全面地了解本發明，然而各種實施例不應被用來限定將本發明於特定實施例，而只是用於解釋和理解之用。 圖1A及圖1B例示說明具有徑向天線饋伺件的一單層徑向線槽孔天線以及一雙層徑向線槽孔天線，具有凹槽狀發射件和倒角180^o 彎曲。 圖2及圖3例示說明一天線的一個實施例的側視圖，該天線具有階梯形的RF發射件和終端、階梯形的180^o 彎曲，並具有整合的介電轉變部分和RF扼流圈。 圖4A至4C例示說明一夾持機構的一個實施例。 圖5A至C例示說明一天線孔徑的一個實施例的一部分之側視圖。 圖6例示說明一圓柱形饋伺全像徑向孔徑天線的一個實施例的示意圖。 圖7例示說明一排天線元件的透視圖，包括一接地面和一可重組態共振器層。 圖8A例示說明一可調諧共振器/槽孔的一個實施例。 圖8B例示說明一實體天線孔徑的一個實施例的截面圖。 圖9A至D例示說明用以產生開槽陣列的不同層的一個實施例。 圖10例示說明一圓柱形饋伺天線結構的一個實施例的側視圖。 圖11例示說明有射出波的該天線系統的另一實施例。 圖12例示說明矩陣驅動電路相對於天線元件之配置的一個實施例。 圖13例示說明一TFT封裝的一個實施例。 圖14為具有同時發送及接收路徑的通訊系統的一個實施例的方塊圖。

Claims (25)

1. 一種天線，其包含： 一輻射狀波導； 一孔徑，其可運作以響應於該輻射狀波導所饋入的射頻（RF）饋入波而輻射RF訊號；以及 一或多個夾持裝置，用以在該波導與該孔徑之間施加壓縮力。
2. 如請求項1之天線，其中該等一或多個夾持裝置包含一彈簧夾。
3. 如請求項2之天線，其中該波導包含金屬，且該孔徑包含一層，該波導和該孔徑的熱膨脹係數不同。
4. 如請求項3之天線，其進一步包含一射頻（RF）扼流圈，該RF扼流圈可運作以阻止RF能量透過該波導的外部及該孔徑之間的一間隙離開，其中該層為玻璃，且該壓縮力保持該層抵靠該RF扼流圈同時允許該層與該RF扼流圈之間因溫度變化的橫向移動。
5. 如請求項4之天線，其中該RF扼流圈包含位於該間隙中的該波導的外部之中的一或多個槽孔，該等槽孔的每一者是用於阻止一頻帶的RF能量。
6. 如請求項3之天線，其進一步包含位於該波導與該孔徑之間的一材料，該材料用以對該層提供一表面以滑過該波導。
7. 如請求項6之天線，其中該材料包含選自由下列材料所組成的一群組的一者：聚對酞酸乙二酯、PTFE、聚乙烯、以及胺甲酸乙酯基的材料。
8. 如請求項6之天線，其中該材料係藉由壓敏接著劑（PSA）而附接至一RF扼流圈。
9. 如請求項1之天線，其中該波導與該孔徑之間不存在導電連接。
10. 如請求項1之天線，其中該孔徑具有一天線元件陣列，其中該陣列包含： 複數個槽孔；以及 複數個貼片，其中該等貼片的每一者係共同設置於該等複數個槽孔中的一槽孔上方且與該槽孔分隔，形成一貼片/槽孔對，每一貼片/槽孔對係基於對該對中的該貼片施以電壓而被控制。
11. 如請求項10之天線，其中液晶位於該等複數個槽孔的每一槽孔與該等複數個貼片中的其相關貼片之間。
12. 如請求項11之天線，其進一步包含可運作以應用一控制圖樣的一控制器，該控制圖樣控制貼片/槽孔對而導致針對在全像波束操縱中使用的頻帶產生一波束。
13. 一種天線，其包含： 一輻射狀波導； 一孔徑，其可運作以響應於該輻射狀波導所饋入的射頻（RF）饋入波而輻射RF訊號，其中該波導和該孔徑的熱膨脹係數不同； 位於該波導與該孔徑之間的一層，該饋入波圍繞該層行進以從該層的外緣饋伺該等複數個天線元件； 一射頻（RF）扼流圈，其可運作以阻止RF能量透過波導的外部及該孔徑之間的一間隙離開；以及 一或多個夾持裝置，用以在該波導與該孔徑之間施加壓縮力。
14. 如請求項13之天線，其中該等一或多個夾持裝置包含一彈簧夾。
15. 如請求項14之天線，其中該波導包含金屬，且該孔徑包含一層，該波導和該孔徑的熱膨脹係數不同。
16. 如請求項15之天線，其中該層為玻璃，且該壓縮力保持該層抵靠該RF扼流圈同時允許該層與該RF扼流圈之間因溫度變化的橫向移動。
17. 如請求項13之天線，其中該RF扼流圈包含位於該間隙中的該波導的外部之中的一或多個槽孔，該等槽孔的每一者是用於阻止一頻帶的RF能量。
18. 如請求項13之天線，其中該波導與該孔徑之間不存在導電連接。
19. 如請求項13之天線，其中該孔徑具有一天線元件陣列，其中該陣列包含： 複數個槽孔；以及 複數個貼片，其中該等貼片的每一者係共同設置於該等複數個槽孔中的一槽孔上方且與該槽孔分隔，形成一貼片/槽孔對，每一貼片/槽孔對係基於對該對中的該貼片施以電壓而被控制。
20. 如請求項19之天線，其中液晶位於該等複數個槽孔的每一槽孔與該等複數個貼片中的其相關貼片之間。
21. 如請求項20之天線，其進一步包含可運作以應用一控制圖樣的一控制器，該控制圖樣控制貼片/槽孔對而導致針對在全像波束操縱中使用的頻帶產生一波束。
22. 如請求項21之天線，其中該層包含由一接地層及一介電層所組成的一群組中的至少一者。
23. 一種天線，其包含： 一輻射狀波導； 一孔徑，可運作以響應於該輻射狀波導所饋入的射頻（RF）饋入波而輻射RF訊號，其中該波導和該孔徑的熱膨脹係數不同； 位於該波導與該孔徑之間的一層，該饋入波圍繞該層行進以從該層的外緣饋伺該等複數個天線元件； 一射頻（RF）扼流圈，其可運作以阻止RF能量透過波導的外部及該孔徑之間的間隙離開； 位於該波導與該孔徑之間並且附接至該扼流圈的一材料，用以對一孔徑層提供一表面以滑過該波導；以及 一或多個彈簧夾，用以在該波導與該孔徑之間施加一壓縮力，其中該壓縮力保持該孔徑層抵靠該RF扼流圈同時允許該孔徑層與該RF扼流圈之間因溫度變化的橫向移動。
24. 如請求項23之天線，其中該材料包含選自由下列材料所組成的一群組的一者：聚對酞酸乙二酯、PTFE、聚乙烯、以及胺甲酸乙酯基的材料。
25. 如請求項23之天線，其中該波導包含金屬，且該孔徑包含一孔徑層，該波導和該孔徑的熱膨脹係數不同。