TW201937810A - 自多工天線 - Google Patents

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阿里雷札 馬漢法
艾爾辛 葉提瑟
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美商太空探索科技公司
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Abstract

在本揭露內容之一個實施例中，一種自多工天線包括：一基體；一第一天線元件，其由該基體攜載，該第一天線元件包括一第一天線貼片及一第一天線反射器；一第一信號饋源，其與該第一天線貼片連接；一第二天線元件，其由該基體攜載，其中該第二天線元件與該第一天線元件至少部分地豎直對準，該第二天線元件包括一第二天線貼片及一第二天線反射器；一第二信號饋源，其與該第二天線貼片連接；及一第一隔離器腔，其在該第二天線反射器與該第一天線貼片之間。

Description

自多工天線
相關申請案之交叉參考
本申請案主張2018年2月15日申請之美國臨時申請案第62/631195號及2018年2月17日申請之美國臨時申請案第62/631685號之權益，該申請案之揭露內容之全文特此以引用之方式併入本文中。
發明領域
本發明之領域係關於自多工天線。
發明背景
天線(諸如偶極天線)通常以具有較佳方向之場型產生輻射。舉例而言，所產生之輻射場型在一些方向上較強且在其他方向上較弱。同樣地，當接收電磁信號時，天線具有相同較佳方向。信號品質(例如，信號雜訊比或SNR)，無論在傳輸抑或接收情境中，均可藉由將天線之較佳方向與信號之目標或源之方向對準來改良。然而，常常不切實際的是在實體上使天線相對於信號之目標或源重新定向。另外，可能不知道源/目標之確切位置。為了克服天線之以上缺點中之一些，可由一組天線元件形成相控陣列天線以模擬大的方向天線。相控陣列天線之優勢係其能夠在較佳方向上傳輸及/或接收信號(例如，天線之波束成形能力)而無需實體重新定位或重新定向。
將有利的是組配具有增加的頻寬之相控陣列天線，同時維持主瓣功率對旁瓣功率之高比率。同樣地，將有利的是組配具有縮減的重量、縮減的大小、較低的製造成本及/或較低的功率要求之相控陣列天線。因此，本揭露內容之實施例係有關相控陣列天線或其部分之此等及其他改良。
發明概要
提供此發明內容來以簡化形式介紹下文在實施方式中進一步描述之一系列概念。此發明內容並不意欲識別所主張之主題之關鍵特徵，亦不意欲用作輔助來判定所主張之主題之範疇。
根據本揭露內容之一個實施例，提供一種自多工天線。該自多工天線包括：一基體；一第一天線元件，其由該基體攜載，該第一天線元件包括一第一天線貼片及一第一天線反射器；一第一信號饋源，其與該第一天線貼片連接；一第二天線元件，其由該基體攜載，其中該第二天線元件與該第一天線元件堆疊，該第二天線元件包括一第二天線貼片及一第二天線反射器；一第二信號饋源，其與該第二天線貼片連接；及一第一隔離器腔，其在該第二天線反射器與該第一天線貼片之間。
根據本揭露內容之另一實施例，提供一種自多工天線。該自多工天線包括：一基體；一第一天線元件，其由該基體攜載，該第一天線包括一第一天線貼片及一第一天線反射器；一第一信號饋源，其與該第一天線貼片連接；一第二天線元件，其由該基體攜載，其中該第二天線與該第一天線元件堆疊，該第二天線元件包括一第二天線貼片及一第二天線反射器；一第二信號饋源，其與該第二天線貼片連接；一第一隔離器腔，其在該第一天線反射器與該第二天線貼片之間，其中該第一隔離器腔經設定尺寸以抑制該第一天線元件與該第二天線元件之間的在該第二頻率下之RF輻射之耦合；及一陷波濾波器，其連接至該第一天線之該第一信號饋源且安置於該第一隔離器腔中，該陷波濾波器線具有經設定大小以濾除該第一頻率之一長度。
根據本揭露內容之另一實施例，提供一種相控陣列天線。該相控陣列天線包括：一載體；及多個自多工天線元件堆疊，每一堆疊包括經組配以在一參數之一第一值下傳輸及/或接收信號之一第一天線元件及經組配以在一參數之一第二值下傳輸及/或接收信號之一第二天線元件及在該第一天線元件與該第二天線元件之間的一隔離器腔。
根據本揭露內容之另一實施例，提供一種自多工天線。該相控陣列天線包括：一基體；一第一天線元件，其由該基體攜載；一第二天線元件，其由該基體攜載；及一隔離器腔，其安置於該第一天線元件與該第二天線元件之間。
在本文中所描述之任一實施例中，該第一天線元件可經組配以在一第一頻率下操作，且該第二天線元件可經組配以在不同於該第一頻率之一第二頻率下操作。
在本文中所描述之任一實施例中，該第二頻率可大於該第一頻率。
在本文中所描述之任一實施例中，分率防護頻帶(邊緣至邊緣)可選自由大於4.5%、大於5%、大於6%及大於7%組成之群組。
在本文中所描述之任一實施例中，該第一信號饋源為一第一同軸線之一中心導體，其中該第一同軸線可包括連接至該第一天線反射器之一第一屏蔽件，其中該第二信號饋源為一第二同軸線之一中心導體，且其中該第二同軸線可包括連接至該第二天線反射器之一第二屏蔽件。
在本文中所描述之任一實施例中，該第一屏蔽件及該第二屏蔽件可包括在該基體中之多個金屬通路。
在本文中所描述之任一實施例中，該第二信號饋源可相對於該第一天線貼片實質上居中定位。
在本文中所描述之任一實施例中，該自多工天線可進一步包括：一第三天線元件，其由該基體攜載，其中該第三天線與該第一天線元件及該第二天線元件至少部分地豎直對準，該第三天線元件包括一第三天線貼片及一第三天線反射器；一第三信號饋源，其與該第三天線貼片連接；及一第二隔離器腔，其在該第二天線貼片與該第三天線反射器之間。
在本文中所描述之任一實施例中，該基體可為一印刷電路板(PCB)或一陶瓷板。
在本文中所描述之任一實施例中，該第一隔離器腔可經設定尺寸以抑制該第一天線元件與該第二天線元件之間的在該第二頻率下之RF輻射之耦合。
在本文中所描述之任一實施例中，該第二天線元件可進一步包括經組配以在該第二頻率下操作之一個或多個寄生元件。
在本文中所描述之任一實施例中，該一個或多個寄生元件可為一個或多個諧振器貼片。
在本文中所描述之任一實施例中，該等寄生元件可與該第二天線貼片具有相同形狀。
在本文中所描述之任一實施例中，該自多工天線進一步可包括一陷波濾波器，該陷波濾波器連接至該第二天線之該第二信號饋源且安置於該第一隔離器腔中，該陷波濾波器線具有經設定大小以濾除該第一頻率之一長度。
在本文中所描述之任一實施例中，該陷波濾波器可為一跡線線路。
在本文中所描述之任一實施例中，第一跡線線路可在該第一隔離器腔中捲繞。
在本文中所描述之任一實施例中，該自多工天線進一步可包括連接至該陷波濾波器之一調諧殘端。
較佳實施例之詳細說明
本揭露內容之實施例係有關關於相控陣列天線系統中之自多工天線及自多工天線下設備及方法。在本揭露內容之一個實施例中，自多工天線包括基體、由該基體底攜載之第一天線元件及第二天線元件及安置於該第一天線元件與該第二天線元件之間的隔離器腔。下文將較全面描述本揭露內容之此等及其他態樣。
雖然本揭露內容之概念容許各種修改及替代形式，但該等概念之特定實施例已在圖式中作為實例予以展示且將在本文中予以詳細地描述。然而，應理解，並不意圖將本揭露內容之概念限於所揭露之特定形式，而是相反地，意圖涵蓋與本揭露內容及所附申請專利範圍一致之所有修改、等效方案及替代方案。
本說明書對「一個實施例」、「一實施例」、「一說明性實施例」等等之參考指示所描述之實施例可包括特定特徵、結構或特性，但每個實施例可或可能未必包括彼特定特徵、結構或特性。此外，此類片語未必係指同一實施例。此外，當結合一實施例來描述一特定特徵、結構或特性時，應認為，無論是否予以明確地描述，結合其他實施例來實現此類特徵、結構或特性係在熟習此項技術者之認識範圍內。另外，應瞭解，以「至少一個A、B及C」之形式包括於清單中的項目可意謂(A)；(B)；(C)；(A及B)；(B及C)；(A及C)；或(A、B及C)。類似地，以「A、B或C中之至少一者」之形式列出的項目可意謂(A)；(B)；(C)；(A及B)；(B及C)；(A及C)；或(A、B及C)。
本揭露內容中的諸如「頂部」、「底部」、「頂部表面」、「底部表面」、「豎直」、「水平」及「橫向」之語言意謂參考圖式為讀者提供定向，且並不意欲為組件之所需定向或將定向限制賦予至申請專利範圍中。
在圖式中，可以特定配置及/或排序來展示一些結構或方法特徵。然而，應瞭解，可能不需要此類特定配置及/或排序。確切而言，在一些實施例中，可以不同於說明性圖中所展示之方式及/或次序的方式及/或次序來配置此類特徵。另外，在特定圖中包括結構或方法特徵並不意謂暗示在所有實施例中需要此類特徵，且在一些實施例中，可能不包括此類特徵或可將此類特徵與其他特徵組合。
本文中所描述之技術之許多實施例可呈電腦或控制器可執行指令之形式，該等電腦或控制器可執行指令包括由可程式化電腦或控制器執行之常式。熟習相關技術者將瞭解，可在除了上文所展示及描述之電腦/控制器系統之外的電腦/控制器系統上實踐該技術。該技術可體現於特殊用途電腦、控制器或資料處理器中，該特殊用途電腦、控制器或資料處理器經特定地程式化、組配或建構以執行上文所描述之電腦可執行指令中之一者或多者。因此，如本文中通常所使用之術語「電腦」及「控制器」係指任何資料處理器，且可包括網際網路器具及手持式裝置(包括掌上型電腦、可穿戴式電腦、蜂巢式或行動電話、多處理器系統、基於處理器或可程式化之消費型電子裝置、網路電腦、迷你電腦等等)。由此等電腦處置之資訊可呈現於任何合適顯示媒體處，包括CRT顯示器或LCD。
圖1A為根據本揭露內容之實施例之相控陣列天線系統100的示意性繪示。相控陣列天線系統100經設計及組配以在較佳方向D上自天線孔口110接收由信號S (亦被稱作電磁信號、波前等等)構成之組合波束B或將組合波束B傳輸至天線孔口110。(亦參見圖1B中之組合波束B及天線孔口110)。波束B之方向D可垂直於天線孔口110或與法線成角度θ。
參看圖1A，所繪示之相控陣列天線系統100包括天線格組120、對映系統130、波束成形器格組140、多工饋送網路150 (或階層式網路或H網路)、組合器或分配器160 (用於接收信號之組合器或用於傳輸信號之分配器)，及調變器或解調變器170。天線格組120經組配以自天線孔口110接收具有輻射場型之射頻信號S之組合波束B或將組合波束B傳輸至天線孔口110。
根據本揭露內容之實施例，相控陣列天線系統100可為多波束相控陣列天線系統，其中多個波束中之每一波束可經組配為處於不同角度、不同頻率及/或不同偏振。
在所繪示之實施例中，天線格組120包括多個天線元件122i。對應多個放大器124i耦接至多個天線元件122i。放大器124i可為在接收方向RX上之低雜訊放大器(LNA)或在傳輸方向TX上之功率放大器(PA)。多個放大器124i可與多個天線元件122i在例如天線模組或天線封裝中組合。在一些實施例中，多個放大器124i可位於與天線格組120分離之另一格組中。
天線格組120中之多個天線元件122i經組配用於傳輸信號(參見圖1A中用於傳輸信號之箭頭方向TX)或用於接收信號(參見圖1A中用於接收信號之箭頭方向RX)。參看圖1B，相控陣列天線系統100之天線孔口110為功率被輻射或接收所通過的區域。根據本揭露內容之一個實施例，圖1B中提供u/v平面中來自相控陣列天線系統100之例示性相控陣列天線輻射場型。根據自諸如聯邦通訊委員會(FCC)或國際電信聯盟(ITU)之組織發佈之法規，天線孔口具有所要指向角度D及最佳化波束B，例如縮減的旁瓣Ls，以最佳化可用於主瓣Lm之功率預算或以符合干擾法規準則。(參見圖1F的關於旁瓣Ls及主瓣Lm之描述。)
參看圖1C，在一些實施例中(參見實施例120A、120B、120C、120D)，界定天線孔口110之天線格組120可包括以特定組配而配置於印刷電路板(PCB)、陶瓷、塑膠、玻璃或其他合適基體、基底、載體、面板等等(在本文中被描述為載體112)上之多個天線元件122i。舉例而言，多個天線元件122i可以同心圓、以圓形配置、以呈直線配置之行及列、以徑向配置、以彼此之間的相等或均一間隔、以彼此之間的非均一間隔或以任何其他配置而配置。圖1C中之各別載體112A、112B、112C及112D上無限制地展示界定天線孔口(110A、110B、110C及110D)的天線格組120中之多個天線元件122i之各種實例配置。
波束成形器格組140包括多個波束成形器142i，多個波束成形器142i包括多個移相器145i。在接收方向RX上，波束成形器功能係延遲自每一天線元件到達之信號，因此信號均同時到達組合網路。在傳輸方向TX上，波束成形器功能係延遲發送至每一天線元件之信號，使得所有信號均同時到達目標位置。可藉由使用「真時延遲(true time delay)」或在特定頻率下之相移來實現此延遲。
遵循圖1A之示意性繪示中之箭頭傳輸方向TX，在傳輸相控陣列天線系統100中，傳出的射頻(RF)信號經由分配器160自調變器170路由至波束成形器格組140中之多個個別移相器145i。RF信號由移相器145i相位偏移不同相位，該等不同相位在一個移相器與另一移相器之間變化預定量。每一頻率需要被相控特定量以便維持波束效能。若應用於不同頻率之相移遵循線性行為，則相移被稱作「真時延遲」。然而，共同移相器針對所有頻率應用恆定相位偏移。
舉例而言，共同RF信號之相位可在圖1A中之底部移相器145i處移位0°、在行中之下一移相器145i處移位Δα、在下一移相器處移位2Δα，等等。因此，到達放大器124i (當傳輸時，該等放大器為功率放大器「PA」)之RF信號分別自彼此相位偏移。PA 124i放大此等相位偏移RF信號，且天線元件122i發射RF信號S作為電磁波。
由於相位偏移，來自個別天線元件122i之RF信號組合成傳出的波前，該等波前自由天線元件122i之格組形成之天線孔口110傾斜角度ϕ。角度ϕ被稱作到達角度(AoA)或波束成形角度。因此，相位偏移Δα之選擇判定了界定波前之組合信號S之輻射場型。在圖1B中，提供根據本揭露內容之一個實施例的來自天線孔口110之信號S之例示性相控陣列天線輻射場型。
遵循圖1A之示意性繪示中之箭頭接收方向RX，在接收相控陣列天線系統100中，界定波前之信號S由個別天線元件122i偵測到，且由放大器124i (當接收信號時，該等放大器為低雜訊放大器「LNA」)放大。對於任何非零AoA，包含相同波前之信號S在不同時間到達不同天線元件122i。因此，經接收信號通常將包括自接收(RX)天線元件之一個天線元件至另一天線元件之相位偏移。類似於發射相控陣列天線狀況，此等相位偏移可由波束成形器格組140中之移相器145i調整。舉例而言，每一移相器145i (例如，移相器晶片)可經程式化以將信號之相位調整至相同參考，使得抵消個別天線元件122i當中之相位偏移，以便組合對應於相同波前之RF信號。由於信號之此相長組合，可對經接收信號實現較高信號雜訊比(SNR)，此會引起通道容量增加。
仍參看圖1A，對映系統130可安置於天線格組120與波束成形器格組140之間以針對天線格組120之每一天線元件122i與波束成形器格組140中之移相器145i之間的等距電氣連接提供長度匹配，如下文將更詳細地所描述。多工饋送或階層式網路150可安置於波束成形器格組140與分配器/組合器160之間以將共同RF信號分配至波束成形器格組140之移相器145i以用於各別適當相移並提供至天線元件122i以供傳輸，且在由波束成形器142i進行適當相位調整之後組合由天線元件122i接收之RF信號。
根據本揭露內容之一些實施例，要由載體112攜載之天線模組中可含有相控陣列天線系統100之天線元件122i及其他組件。(參見例如圖2B中之天線模組226a及226b)。在圖2B所繪示之實施例中，每天線模組226a存在一個天線元件122i。然而，在本揭露內容之其他實施例中，天線模組226a可併有多於一個天線元件122i。
參看圖1D及圖1E，提供根據本揭露內容之一個實施例的用於天線孔口120之例示性組配。在圖1D及圖1E所繪示之實施例中，天線格組120中之多個天線元件122i以空間漸縮組配而分佈於載體112上。根據空間漸縮組配，天線元件122i之數目在其分佈上自載體112之中心點至載體112之周邊點改變。舉例而言，比較鄰近天線元件122i之間的間隔D1與D2，且比較鄰近天線元件122i之間的間隔d1、d2及d3。儘管被展示為以空間漸縮組配而分佈，但用於天線格組之其他組配亦在本揭露內容之範疇內。
系統100包括攜載天線格組120之第一部分及攜載波束成形器格組140之第二部分，波束成形器格組140包括多個波束成形器元件。如在圖1E之橫截面視圖中所見，載體112之多個層攜載相控陣列天線系統100之元件之間的電氣及電磁連接。在所繪示之實施例中，天線元件122i位於頂部層之頂部表面上，且波束成形器元件142i位於底部層之底部表面上。雖然天線元件122i可以諸如空間漸縮配置之第一配置而組配，但波束成形器元件142i可以不同於天線元件配置之第二配置而配置。舉例而言，天線元件122i之數目可大於波束成形器元件142i之數目，使得多個天線元件122i對應於一個波束成形器元件142i。作為另一實例，波束成形器元件142i可自載體112上之天線元件122i橫向地位移，如由圖1E中之距離M所指示。在本揭露內容之一個實施例中，波束成形器元件142i可以均勻隔開或經組織配置而配置，該均勻隔開或經組織配置例如對應於H網路或叢集網路或不均勻隔開網路，諸如不同於天線格組120之空間漸縮網路。在一些實施例中，一個或多個額外層可安置於載體112之頂部層與底部層之間。該等層中之每一者可包含一個或多個PCB層。
參看圖1F，提供根據本揭露內容之實施例的天線信號之主瓣Lm及旁瓣Ls的圖形。水平(亦為徑向)軸線展示以dB為單位之輻射功率。角度軸線展示以度為單位之RF場角度。主瓣Lm表示在較佳方向上由相控陣列天線系統100產生之最強RF場。在所繪示之狀況下，主瓣Lm之所要指向角度D對應於約20°。通常，主瓣Lm伴隨著多個旁瓣Ls。然而，旁瓣Ls通常係不良的，此係因為其自同一功率預算獲得其功率，藉此縮減了用於主瓣Lm之可用功率。此外，在一些情況下，旁瓣Ls可縮減天線孔口110之SNR。又，旁瓣縮減對於法規遵從性係重要的。
用於縮減旁瓣Ls之一種方法係將天線格組120中之元件122i配置成使天線元件122i相位偏移，使得相控陣列天線系統100在較佳方向D上發射具有縮減的旁瓣之波形。用於縮減旁瓣Ls之另一方法為功率漸縮。然而，功率漸縮通常係不良的，此係因為藉由縮減旁瓣Ls之功率，該系統增加了需要「可調諧及/或較低輸出」功率放大器之設計複雜性。
另外，相較於不可調諧放大器，用於輸出功率之可調諧放大器124i縮減了效率。替代地，設計具有不同增益之不同放大器會增加該系統之總體設計複雜性及成本。
根據本揭露內容之實施例的用於縮減旁瓣Ls之又一方法為用於天線格組120之天線元件122i之空間漸縮組配。(參見圖1C及圖1D中之天線元件122i組配。)空間漸縮可用以縮減對在天線元件122i當中分配功率之需要以縮減不良旁瓣Ls。然而，在本揭露內容之一些實施例中，空間漸縮分佈天線元件122i可進一步包括功率或相位分配以用於改良效能。
除了不良旁瓣縮減之外，根據本揭露內容之實施例亦可使用空間漸縮以縮減相控陣列天線系統100中之天線元件122i之數目，同時取決於系統100之應用而仍達成來自相控陣列天線系統100之可接受波束B。(舉例而言，在圖1C中比較載體112D上之空間漸縮天線元件122i之數目與由載體112B攜載之非空間漸縮天線元件122i之數目。)
圖1G描繪根據本揭露內容之實施例的被實施為鋪疊(lay-up) 180中之多個PCB層的相控陣列天線系統100之例示性組配。鋪疊180中之多個PCB層可包含PCB層堆疊，該PCB層堆疊包括天線層180a、對映層180b、多工饋送網路層180c及波束成形器層180d。在所繪示之實施例中，對映層180b安置於天線層180a與多工饋送網路層180c之間，且多工饋送網路層180c安置於對映層180b與波束成形器層180d之間。
儘管未展示，但一個或多個額外層可安置於層180a與層180b之間、安置於層180b與層180c之間、安置於層180c與層180d之間、安置於層180a上方，及/或安置於層180d下方。層180a、180b、180c及180d中之每一者可包含一個或多個PCB子層。在其他實施例中，層180a、180b、180c及180d相對於彼此之次序可能不同於圖1G中所展示之配置。舉例而言，在其他實施例中，波束成形器層180d可安置於對映層180b與多工饋送網路層180c之間。
層180a、180b、180c及180d可包括導電跡線(諸如由電氣隔離聚合物或陶瓷相互分離之金屬跡線)、電氣組件、機械組件、光學組件、無線組件、電氣耦接結構、電氣接地結構，及/或經組配以促進與相位陣列天線系統100相關聯之功能性的其他結構。位於諸如層180a之特定層上的結構可與豎直通路(例如，沿著笛卡爾座標系統之z方向延伸之通路)電氣互連，以與位於諸如層180d之另一層上的特定結構建立電氣連接。
天線層180a可包括但不限於多個天線元件122i，其以特定配置(例如，空間漸縮配置)而配置為載體112上之天線格組120。天線層180a亦可包括一個或多個其他組件，諸如對應放大器124i。替代地，對應放大器124i可組配於單獨層上。對映層180b可包括但不限於對映系統130以及關聯載體及電氣耦接結構。多工饋送網路層180c可包括但不限於多工饋送網路150以及關聯載體及電氣耦接結構。波束成形器層180d可包括但不限於多個移相器145i、波束成形器格組140之其他組件，以及關聯載體及電氣耦接結構。在一些實施例中，波束成形器層180d亦可包括調變器/解調變器170及/或耦接器結構。在圖1G所繪示之實施例中，波束成形器142i以假想線予以展示，此係因為其自波束成形器層180d之底面延伸。
儘管未展示，但層180a、180b、180c或180d中之一者或多者自身可包含多於一個層。舉例而言，對映層180b可包含二個或多於二個層，其以組合方式可經組配以提供上文所論述之路由功能性。作為另一實例，取決於包括於多工饋送網路150中之多工饋送網路之總數目，多工饋送網路層180c可包含二個或多於二個層。
根據本揭露內容之實施例，相控陣列天線系統100可為多波束相控陣列天線系統。在多波束相控陣列天線組配中，每一波束成形器142i可電氣耦接至多於一個天線元件122i。波束成形器142i之總數目可小於天線元件122i之總數目。舉例而言，每一波束成形器142i可電氣耦接至四個天線元件122i或電氣耦接至八個天線元件122i。圖2A繪示根據本揭露內容之一個實施例的例示性多波束相控陣列天線系統，其中八個天線元件222i電氣耦接至一個波束成形器242i。在其他實施例中，每一波束成形器142i可電氣耦接至多於八個天線元件122i。
圖2B描繪根據本揭露內容之實施例的被實施為多個PCB層280的圖2A之相控陣列天線系統200之例示性組配的部分、近距、橫截面視圖。如在圖1G中運用類似數字所使用而在圖2B中使用相似部件編號，但用200系列。
在圖2B所繪示之實施例中，相控陣列天線系統200呈接收組配(如由箭頭RX所指示)。儘管被繪示為呈接收組配，但圖2B之實施例之結構可被修改為亦適合用於傳輸組配。
信號由個別天線元件222a及222b偵測到，天線元件222a及222b在所繪示之實施例中被展示為由天線格組層280a之頂部表面上之天線模組226a及226b攜載。在由天線元件222a及222b接收到之後，信號由對應低雜訊放大器(LNA) 224a及224b放大，LNA 224a及224b亦在所繪示之實施例中被展示為由天線格組層280a之頂部表面上之天線模組226a及226b攜載。
在圖2B所繪示之實施例中，天線格組220中之多個天線元件222a及222b耦接至波束成形器格組240中之單個波束成形器242a (如參考圖2A所描述)。然而，被實施為具有天線元件對波束成形器元件之一比一比率或具有大於一比一比率之多個PCB層的相控陣列天線系統亦在本揭露內容之範疇內。在圖2B所繪示之實施例中，波束成形器242i耦接至波束成形器層280d之底部表面。
在所繪示之實施例中，天線元件222i及波束成形器元件242i經組配為在PCB層鋪疊280之相對表面上。在其他實施例中，波束成形器元件可與天線元件共置於鋪疊之同一表面上。在其他實施例中，波束成形器可位於天線模組或天線封裝內。
如先前所描述，將天線層280a上之天線格組220之天線元件222a及222b耦接至波束成形器層280d上之波束成形器格組240之波束成形器元件242a的電氣連接使用導電跡線佈線於一個或多個對映層280b1及280b2之表面上。圖1G之層130中提供用於對映層之例示性對映跡線組配。
在所繪示之實施例中，對映展示於二個對映層280b1及280b2之頂部表面上。然而，根據本揭露內容之實施例可使用任何數目之對映層，包括單個對映層。單個對映層上之對映跡線不能與其他對映跡線交叉。因此，使用多於一個對映層可有利於藉由允許水平平面中之對映跡線與垂直於對映層延伸通過鋪疊280之虛線交叉來縮減導電對映跡線之長度，且有利於選擇中間通路在對映跡線之間的置放。
除了層280b1及280b2之表面上之對映跡線之外，自天線格組220至波束成形器格組240之對映進一步包括豎直地延伸通過多個PCB層280中之一者或多者的一個或多個導電通路。
在圖2B所繪示之實施例中，第一天線元件222a與波束成形器元件242a之間的第一對映跡線232a形成於PCB層鋪疊280之第一對映層280b1上。第一天線元件222a與波束成形器元件242a之間的第二對映跡線234a形成於PCB層鋪疊280之第二對映層280b2上。導電通路238a將第一對映跡線232a連接至第二對映跡線234a。同樣地，導電通路228a將天線元件222a (被展示為連接包括天線元件222a及放大器224a之天線模組226a)連接至第一對映跡線232a。此外，導電通路248a將第二對映跡線234a連接至RF濾波器244a且接著連接至波束成形器元件242a，波束成形器元件242a接著連接至組合器260及RF解調變器270。
值得注意的是，通路248a對應於通路148a，且濾波器244a對應於濾波器144a，二者均在圖1G之先前實施例中展示於波束成形器層180d之表面上。在本揭露內容之一些實施例中，取決於該系統之設計，可省略濾波器。
類似對映將第二天線元件222b連接至RF濾波器244b且接著連接至波束成形器元件242a。第二天線元件222b可在與第一天線元件222a相同或不同之參數值下(例如在不同頻率下)操作。若第一天線元件222a及第二天線元件222b在相同參數值下操作，則RF濾波器244a及244b可相同。若第一天線元件222a及第二天線元件222b在不同值下操作，則RF濾波器244a及244b可能不同。
可根據任何合適方法形成對映跡線及通路。在本揭露內容之一個實施例中，在已形成多個個別層280a、280b、280c及280d之後形成PCB層鋪疊280。舉例而言，在層280a之製造期間，可通過層280a形成導電通路228a。同樣地，在層280d之製造期間，可通過層280d形成導電通路248a。當將多個個別層280a、280b、280c及280d組裝及層合在一起時，通過層280a之導電通路228a與層280b1之表面上之跡線232a電氣耦接，且通過層280d之導電通路248a與層280b2之表面上之跡線234a電氣耦接。
可在將多個個別層280a、280b、280c及280d組裝及層合在一起之後形成其他導電通路，諸如耦接層280b1之表面上之跡線232a及層280b2之表面上之跡線234a的通路238a。在此建構方法中，可通過整個鋪疊280鑽孔以形成通路，將金屬沈積於整個孔中，從而在跡線232a與跡線234a之間形成電氣連接。在本揭露內容之一些實施例中，在跡線232a與跡線234a之間形成電氣連接時所不需要的通路中之過量金屬可藉由在通路之頂部及/或底部部分處對該金屬進行反向鑽孔來移除。在一些實施例中，不完全地執行金屬之反向鑽孔，從而留下通路「殘端(stub)」。可針對具有剩餘通路「殘端」之鋪疊設計執行調諧。在其他實施例中，不同製造程序可產生不會跨越超過所需豎直方向之通路。
相較於使用一個對映層，如在圖2B所繪示之實施例中所見的使用由中間通路238a及238b分離之二個對映層280b1及280b2會允許選擇性地置放中間通路238a及238b。若此等通路係通過鋪疊280之所有層被鑽孔，則其可經選擇性地定位成與鋪疊280之頂部或底部表面上之其他組件隔開。
圖3A及圖3B係有關本揭露內容之另一實施例。圖3A繪示根據本揭露內容之一個實施例的例示性多波束相控陣列天線系統，其中八個天線元件322i電氣耦接至一個波束成形器342i，其中八個天線元件322i分成二個不同群組之穿插天線元件322a及322b。
圖3B描繪根據本揭露內容之實施例的被實施為多個PCB層380之層疊之相控陣列天線系統300之例示性組配的部分、近距、橫截面視圖。圖3B之實施例類似於圖2B之實施例，惟關於穿插天線元件、對映層之數目及信號之方向的差異除外，如下文將更詳細地所描述。如在圖3A中運用類似數字所使用而在圖3B中使用相似部件編號，但用300系列。
在圖3B所繪示之實施例中，相控陣列天線系統300呈傳輸組配(如由箭頭TX所指示)。儘管被繪示為呈傳輸組配，但圖3B之實施例之結構可被修改為亦適合用於接收組配。
在本揭露內容之一些實施例中，個別天線元件322a及322b可經組配以在一個或多個參數(例如，頻率、偏振、波束定向、資料串流、接收(RX)/傳輸(TX)功能、時間多工區段等等)之不同值下接收及/或傳輸資料。此等不同值可與不同群組之天線元件相關聯。舉例而言，由載體攜載之第一多個天線元件經組配以在第一參數值下傳輸及/或接收信號。由載體攜載之第二多個天線元件經組配以在不同於第一參數值之第二參數值下傳輸及/或接收信號，且第一多個天線元件中之個別天線元件被穿插有第二多個天線元件中之個別天線元件。
作為一非限制性實例，第一群組之天線元件可在頻率f1下接收資料，而第二群組之天線元件可在頻率f2下接收資料。
在一個參數值(例如，第一頻率或波長)下操作之天線元件連同在另一參數值(例如，第二頻率或波長)下操作之天線元件在同一載體上的置放在本文中被稱作「穿插」。在一些實施例中，在不同參數值下操作的該等群組之天線元件可置放於相控陣列天線中之載體的單獨區域上方。在一些實施例中，在至少一個參數之不同值下操作的該等群組之天線元件中之天線元件中之至少一些彼此鄰近或相鄰。在其他實施例中，在至少一個參數之不同值下操作的該等群組之天線元件中之天線元件中之大部分或全部彼此鄰近或相鄰。
在圖3A所繪示之實施例中，天線元件322a及322b為穿插天線元件，其中第一天線元件322a在第一參數值下通訊且第二天線元件322a在第二參數值下通訊。
儘管在圖3A中被展示為二個群組之穿插天線元件322a及322b與單個波束成形器342a通訊，但相控陣列天線系統300亦可經組配使得一個群組之穿插天線元件與一個波束成形器通訊且另一群組之穿插天線元件與另一波束成形器通訊。
在圖3B所繪示之實施例中，相較於在圖2B中使用二個對映層280b1及280b2，鋪疊380包括四個對映層380b1、380b2、380b3及380b4。對映層380b1及380b2由中間通路338a連接。對映層380b3及380b4由中間通路338b連接。如同圖2B之實施例，圖3B之實施例之鋪疊380可允許選擇性地置放中間通路338a及338b，例如以與鋪疊380之頂部或底部表面上之其他組件隔開。
相比於圖2B及圖3B中所展示之組配，對映層及通路可以許多其他其他組配而配置且配置於鋪疊180之其他子層上。使用二個或多於二個對映層可有利於藉由允許水平平面中之對映跡線與垂直於對映層延伸通過鋪疊之虛線交叉來縮減導電對映跡線之長度，且有利於選擇中間通路在對映跡線之間的置放。同樣地，對映層可經組配以與呈穿插組配的一群組之天線元件相關。藉由針對每一分組使用相同對映層來針對每一分組使通路長度維持恆定，跡線長度為針對每一分組用於每一天線至波束成形器對映之長度匹配中的唯一變數。
自多工天線
為了增加自天線孔口傳輸或接收之波束之數目，本揭露內容之實施例包括相控陣列天線系統，該等相控陣列天線系統包括多個豎直堆疊之天線元件。個別天線元件之豎直堆疊亦可被稱作「自多工天線」。在本揭露內容之一些實施例中，第二天線元件與第一天線元件堆疊，以與第一天線元件至少部分地豎直對準。在本揭露內容之一些實施例中，第二天線元件與第一天線元件堆疊且與其同心。
堆疊中之每一天線元件可包括天線貼片及接地平面或接地反射器。貼片天線(亦被稱作微帶天線)為一種具有低輪廓(low profile)之類型的無線電天線，其可安裝在平坦表面上。貼片天線可為平坦金屬片材或金屬「貼片」，安裝在金屬接地反射器之較大片材上方。
在一些實施例中，天線貼片可安裝在載體上，例如，安裝在印刷電路板(PCB)上，其中基體界定貼片之介電質。在其他實施例中，天線貼片可安裝在天線封裝(諸如如圖2B中所展示之天線模組226)上或內，該天線封裝接著可安裝在諸如PCB之載體上。天線封裝自身亦可為印刷電路板(PCB)，其中基體界定貼片之介電質。在本文中所描述之所有實施例中，其上安裝經堆疊天線元件之形貌體將被稱作「載體」或「基體」，無論該載體或基體為諸如PCB之板抑或諸如天線模組之天線封裝。在一些實施例中，其上安裝天線封裝之PCB之表面可為接地平面。
在每一天線元件中，貼片與接地反射器之間的距離-介電質高度h-決定天線之頻寬。接地反射器通常延伸超出貼片之邊緣以供適當操作。過小之接地反射器將引起經縮減之前後比。同軸線之中心導體充當饋送探針，以將電磁能量耦合在貼片中及/或自貼片將電磁能量耦合出來。
在操作中，堆疊中之個別天線元件可在不同參數(例如，不同頻率、偏振角度、時間多工區段等)下接收及/或傳輸資料以減少天線元件之間的耦接。舉例而言，堆疊中之第一天線元件可在頻率f1下傳輸資料，而堆疊中之第二天線元件可在頻率f2下傳輸資料。
一般而言，一些功率可自堆疊中之一個天線元件洩漏至另一天線元件，該堆疊在參數之標稱地不同之值下操作(例如，在不同頻率下操作)。即使當堆疊中之個別天線主要在參數之一個值(例如，頻率f1)下操作時，彼天線亦可保持對參數之主要地與堆疊中之另一天線相關聯之另一值(例如，頻率f2)的一些敏感度。因此，在一些實施例中，濾波器用於限制堆疊中之個別天線元件之間的串擾，如在下文更詳細地描述。在一些實施例中，濾波器可建構在已經由堆疊佔據之相同佔據面積內，從而進一步最小化相控陣列天線之總大小。
圖4為根據習知技術之呈基本形式之個別天線元件422之橫截面視圖。個別天線元件422包括天線貼片423及接地反射器425。天線貼片423通常為金屬片材，例如銅片材。接地反射器425亦可為金屬片材，其與天線貼片423由具有高度h之介電質層439隔開。貼片423及接地反射器425安置在諸如PCB基體之基體433上。
在操作中，天線貼片423藉由天線饋源435接收射頻(RF)信號且發射RF信號(藉由由天線貼片423及接地反射器425形成之諧振器)。通常，選擇天線貼片423之特性尺寸以促進信號之特定射頻(RF)。天線饋源435可為同軸線，其包括相對於外部屏蔽件437置放以縮減進入天線饋源435之雜訊之中心導體436。
在一些應用中，多個天線元件可用於增加主瓣之功率及/或減少旁瓣之功率且增加相控陣列天線系統之波束(通訊鏈路)之數目。因此，相控陣列天線之總大小及天線元件之數目可變得相當大，從而增加了相控陣列天線系統之成本及大小。因此，在一些相控陣列天線系統中，個別天線元件可堆疊於彼此之頂部上以縮減載體之總面積，且藉由增加由該系統傳輸及/或接收之波束之數目增加該系統之容量。下文參看圖5A及圖5B描述天線元件之習知堆疊之實例。
圖5A為根據習知技術之天線元件的堆疊500之橫截面視圖。所繪示之堆疊包括第一天線元件522-1及第二天線元件522-2。第一天線元件522-1包括天線貼片523及接地反射器525。天線饋源535將RF信號提供至天線523。
第二天線元件522-2堆疊在第一天線元件522-1上方。第二天線元件522-2之天線貼片543使用第一天線元件之天線貼片523作為其接地反射器。
個別天線522-1及522-2藉由信號饋源535及555接收其對應的RF信號。通常，第一(下部且較大)天線元件522-1在低於第二(上部且較小)天線元件522-2之頻率之RF頻率下操作，因為天線之天線貼片之大小與天線元件之操作頻率成反比地按比例縮放。
圖5B為圖5A之天線元件的堆疊之等角視圖。在所繪示之視圖中，出於視圖之清晰起見，未展示載體533 (圖5A中展示)之材料。所繪示之第一天線貼片523及第二天線貼片543以及接地反射器525為圓形的，但其他形狀亦為可能的。舉例而言，貼片及接地反射器可為矩形的。
鑒於天線元件之堆疊，天線元件之數目之增加不需要載體之表面積(在工業中亦被稱作「佔據面積」或「實際面積」)之遞增增加。然而，堆疊個別天線元件可引起堆疊中之天線之間的電磁干擾或功率耦合(亦被稱作「串擾」或「洩漏」)。通常，此類電磁干擾縮減天線元件之效率。因此，將為有利的是，提供引起來自天線元件之縮減之干擾及縮減之功率耗散的個別天線元件之堆疊。此外，將為有利的是，提供具有數目增加之波束但不增加載體之表面積的經改良相控陣列天線。
此類干擾在低分率頻寬下可成問題。舉例而言，當在載體之同一側上(並排或具有豎直疊對)具有二個諧振天線時，該二個諧振天線具有中心頻率f1及f2。隨著分率頻寬[2(f1-f2) / (f1+f2)]變得較大，天線之間的耦接可變得較小。因此，濾波技術可用於天線中之一者或二者以進一步抑制耦接。此外，頻率規劃可用於增加載體之同一側上之穿插天線元件之間的分率頻寬。
在一非限制性例示性中，下表1中提供例示性頻道組配-10.7 GHz至12.7 GHz之Ku頻帶下行鏈路，其具有2 GHz之總頻帶擴展。當劃分成八個頻道且每一頻道表示250 MHz且每一頻道具有在下表2中列舉之各別中心頻率(fc)時。
表1：10.7 GHz至12.7 GHz之Ku頻帶下行鏈路中之八個頻道
在一非限制性實例中，天線元件可在二個組-組1及組2-之間劃分，每一組具有二種不同類型的天線模組，組1之AIP1及AIP2以及組2之AIP3及AIP4。在所繪示之實例中，每一天線模組包括二個自雙工天線元件。
頻率規劃可用於增加載體之同一側上之豎直堆疊之天線元件之間的分率頻寬。在所繪示之實例(8頻道狀況，表1)中，表2中所陳述之以下頻率規劃可用於建立具有豎直疊對之載體之同一側上的天線元件之操作頻帶之間的至少750 MHz防護頻帶(邊緣至邊緣)差。在此實例(例如，AIP-1上之頻道-1及頻道-5)中，分率防護頻帶為750 MHz除以頻道對之中心頻率(11.325 GHz)，其等於分率頻寬6.6%。此類分率頻寬
表2：10.7 GHz至12.7 GHz之頻率規劃
在本揭露內容之一個實施例中，分率防護頻帶大於4.5%。在本揭露內容之一個實施例中，分率防護頻帶大於5%。在本揭露內容之另一實施例中，分率防護頻帶大於6%。在本揭露內容之另一實施例中，分率防護頻帶大於7%。
在一個實施例中，防護頻帶分別為第一天線及第二天線維持在第一頻率及第二頻率周圍約2%的操作頻寬。在其他實施例中，防護頻帶分別為第一天線及第二天線維持在第一頻率及第二頻率周圍高達5%的操作頻寬。
RF抗流器/隔離器腔
圖6A為根據本揭露內容之一個實施例之天線元件的堆疊600之橫截面視圖。天線元件之所繪示之堆疊600(亦被稱作「天線堆疊」或「自多工天線」)包括堆疊在第一天線元件622-1上方之第二天線元件622-2。
第一天線元件622-1包括天線貼片623及接地反射器625，該接地反射器625與天線貼片623有以距離h1隔開。同樣地，第二天線元件622-2包括天線貼片643及接地反射器645，該接地反射器645與天線貼片643以距離h2隔開。如下文更詳細地論述之隔離器腔631經界定在第一天線元件622-1與第二天線元件622-2之間。天線貼片及接地反射器可為載體633之絕緣層(例如，聚合物、陶瓷等)對之間的佈線層(例如，金屬層)之部分。
在一些實施例中，個別天線可具有不同大小。舉例而言，第二天線元件622-2 (其為圖6中所展示之組配中之頂部天線元件)在橫向面積上可較小以縮減由第一天線元件622-1 (其為圖6中所展示之組配中之底部天線元件)接收或自其發射之電磁波的堵塞。所繪示之個別天線元件622-1及622-2經展示為大體同心的，但堆疊中之個別天線之其他配置亦為可能的。舉例而言，堆疊中之個別天線可為非同心的。
第一天線元件及第二天線元件在不同參數下操作。舉例而言，第一天線元件622-1可藉由第一天線饋源635在頻率f1下接收信號，且第二天線元件622-2可藉由第二天線饋源655在頻率f2下接收信號。
在一些實施例中，天線饋源(亦被稱作「信號饋源」)可包括同軸電纜。舉例而言，所繪示之實施例中之用於第一天線元件622-1之天線饋源635包括中心導體636，其由637屏蔽。屏蔽件637可連接至用於第一天線元件622-1之接地反射器625。同樣地，屏蔽件657可連接至於用於第二天線元件622-2之接地反射器645。在一些實施例中，屏蔽件部分637及657可為基體633中之鍍金屬通路(參見例如圖12A中之例示性屏蔽件1257)。
第一天線元件622-1及第二天線元件622-2可同時在頻率f1及f2下操作至遠程接收器及/或傳輸器或自遠程接收器及/或傳輸器操作。因此，增加堆疊600之總資料頻寬，同時經堆疊天線之佔據面積保持與非堆疊式天線設計之佔據面積大體相同。
第一天線元件622-1與第二天線元件622-2之間的隔離器腔631提供RF抗流器(諧振類型)以隔離天線元件且縮減第一天線饋源635與第二天線饋源655之間的電磁耦合。腔631之隔離頻率隨腔631之容積(圖6A中在一個維度上由「L」展示)變化，該容積主要由第二天線反射器645與第一天線貼片623之重疊區域及由第二天線饋源之外部屏蔽件657之(外部/周邊)大小決定。腔631之高度(hc)造成可影響RF抗流器之諧振頻率之邊緣場，但相較於之前所提及之其他幾何參數，效果較不明顯。
通常，RF抗流器內部之諧振場類似於具有相等腔大小之在其第一主模式下操作的習知貼片天線之諧振場。作為一階近似；吾等可忽略頂部天線之同軸屏蔽件657之厚度及第二天線反射器645與第一天線貼片623之間的邊緣效應。假設第二(頂部)天線反射器645具有圓形形狀，L成為第二天線反射器645之半徑且腔之諧振頻率fc可發現如下：
。
對於實務實施方案，同軸屏蔽件657將佔據隔離器腔631內部之有限容積，且歸因於經縮減腔容積，fc將稍微高於該等式所建議之值。同樣，為了增加隔離器腔631之厚度，隔離器腔631之周邊周圍的邊緣效應將減小諧振頻率fc，使其稍微低於該等式所建議之值。精確諧振頻率亦將取決於當第一天線貼片623之直徑接近隔離器腔631之大小/直徑時之第一天線貼片623的大小。
圖6B為圖6A中所展示之天線元件的堆疊之散射參數S11之圖。橫軸展示個別天線元件622-1及622-2之操作頻率。舉例而言，第一天線元件622-1可在頻率f1 = 10.7 GHz下操作，且第二天線元件622-2可在頻率f2 = 11.7 GHz下操作。縱軸展示用於每一天線之散射參數S11。一般而言，需要使S11在個別天線元件之操作頻率下較小，從而指示較大阻抗失配效率。在所繪示之實例中，用於天線元件622-1及622-2二者之S11參數在其各別操作頻率f1、f2下最小。
用於第一天線元件622-1及第二天線元件622-2之實線S11曲線為用於不具有任何濾波之天線堆疊之例示性S11曲線。鑒於由參看圖6A所展示且描述之隔離器腔631提供之濾波，藉由增加S11之衰減使其遠離較佳頻率(如由虛線及箭頭A1指示)，用於第一天線元件622-1之S11曲線在較佳頻率周圍變得較窄。
用於在頻率f1下操作之個別天線之相對窄的ᴦ (反射係數)指示彼天線對f1下之信號之高選擇性及對f1周圍之相對窄頻率範圍外部之信號的高排斥。因此，在頻率f1下操作之個別天線元件對於遠離f1之頻率較不易於接受。通常，個別天線對其操作頻率之相對高選擇性使個別天線元件較不受較佳範圍外部之頻率影響。因此，可在頻率f1 = 10.7 GHz下操作之第一天線元件622-1及在頻率f2 = 11.7 GHz下操作之第二天線元件622-2之非限制性實例中的諧振器之間達成分離。在經改良分離之情況下，可改良天線堆疊之總信雜比(SNR)及總效率。在圖6A及圖6B之一非限制性實例中，第一天線元件622-1在10.7與10.95 GHz之間的低頻帶(f1)中諧振，且第二天線元件622-2在11.7與11.95 GHz之間的高頻帶(f2)中諧振。隔離腔631在fc下諧振，其中f1＜ fc ＜ f2 (通常更接近於f2)。fc之精確位置影響頂部及底部天線之效率及輻射場型，且因此其為取決於用於實施經覆蓋天線之特定PCB層疊之設計參數。
圖6A中所展示之RF抗流器(腔631)在高頻帶(f2)下在第二(頂部)天線元件622-2與第一(底部)天線元件622-1之間提供隔離。為了進一步縮減天線堆疊中之天線元件之間的低頻帶下之耦接，各種其他濾波技術可用於堆疊中，如參看圖9A至圖12C在下文更詳細地描述。在論述濾波技術之前，下文參看圖7及圖8論述其他天線堆疊組配。
佈線天線饋源
圖7為根據本揭露內容之另一實施例之天線元件的堆疊700之橫截面視圖，其包括天線堆疊700之電場E之樣本圖。天線堆疊700包括第一天線元件722-1及第二天線元件722-2，其分別藉由對應的天線饋源735及755接收信號。
在操作中，個別天線元件回應於由天線饋源提供之激勵而產生電場(E)。舉例而言，第一天線元件722-1在第一天線貼片723及第一天線反射器725之容積內部產生電場E，該電場在採樣時介於天線之一側處的E=E+經由幾何中心處之E=0至天線之相對側處的E=E-之範圍內。即使當電場E隨時間變化而改變時，電場E可在幾何中心處或接近天線之幾何中心通常保持零或接近零。
在一些實施例中，用於後續第二天線之天線饋源可至少部分地經佈線通過E=0之區域以最小化從而降低對E場輪廓及第一天線722-1之分佈的干擾。舉例而言，在圖7之所繪示之實施例中，第二天線元件722-2之第二饋送線755穿過或接近第一天線元件722-1之幾何中心，使得第二天線元件722-2之天線饋源755保持接近第一天線元件722-1之E=0區。因此，第一天線貼片723與第一天線反射器725之間的E場分佈(且因此第一天線722-1之效率及輻射場型)可保持不受第二天線722-2之饋送線755擾動或受到第二天線722-2之饋送線755的最低限度的擾動。
在一些實施例中，中心導體可遠離其天線貼片之中心連接至各別天線貼片以促進天線元件之激勵。舉例而言，在圖7中之所繪示之堆疊700中，各別天線饋源735及755之第一中心導體736及第二中心導體756與其各別天線貼片723及743離心地連接。
三個天線元件
圖8為根據本揭露內容之另一實施例之天線元件的堆疊800之橫截面視圖。所繪示之堆疊800包括三個個別天線元件822-1、822-2及822-3，但堆疊中之其他數目及組配之個別天線元件亦為可能的。在一些實施例中，個別天線元件822-1、822-2及822-3之大小隨著每一後續天線減小(例如，在所繪示之實施例中在豎直方向上向上移動)以縮減自堆疊800中之個別天線元件中之每一者傳輸及/或由其接收之電磁波的阻擋。
如上文參看圖7所論述且如圖8之所繪示之實施例中所展示，根據本揭露內容之實施例，後續個別天線元件之天線饋源可在下部個別天線之幾何中心附近佈線以縮減橫跨相關下部天線體積之E場分佈的擾動。舉例而言，用於各別第二天線元件822-2及第三天線元件822-3之第二天線饋源855及第三天線饋源875可接近第一天線元件822-1之幾何中心佈線。同樣地，用於第三天線元件822-3之第三天線饋源875可接近第二天線元件822-2之幾何中心佈線。為了比較，用於第一天線元件822-1之第一天線饋源835佈線至第一天線元件822-1之幾何中心之側。
寄生貼片
除了在圖6之所繪示之實施例中縮減高頻帶(f2)下之天線對622-1與622-2之間的洩漏之外，在本揭露內容之一些實施例中，天線堆疊可設計成使得亦可縮減低頻帶(f1)下之天線對之間的不良洩漏。
圖9A為根據本揭露內容之一個實施例之用於天線元件的堆疊900之濾波方案之示意圖。所繪示之堆疊1000包括第一天線元件922-1及第二天線元件922-2。在一些實施例中，天線堆疊亦可包括一個或多個額外(亦被稱作「寄生貼片」)。在所繪示之實施例中，天線堆疊900包括三個寄生貼片973、975、977。然而，取決於堆疊之設計，一個或二個寄生貼片可為足夠的。另外，多於三個寄生貼片在本揭露內容之範疇內。
在操作中，寄生貼片可用於控制堆疊中之第二(頂部)天線922-2之頻率回應，如下文參看圖9B所解釋。
在圖9A之所繪示之實施例中，寄生貼片973、975、977各自為平坦金屬片材或金屬「貼片」，遠離接地平面安裝在天線貼片943上方。在所繪示之實施例中，貼片及接地反射器可為載體933之絕緣層(例如，聚合物、陶瓷等)之間的佈線層(例如，金屬層)之部分。
在所繪示之實施例中，可選擇寄生貼片973、975、977之大小以獲得來自第二天線元件922-2之特定頻率反應，但寄生貼片973、975、977之大小通常小於第二天線貼片943。因此，寄生貼片973、975、977不需要載體之額外佔據面積。然而，用於寄生貼片之其他大小設計係在本揭露內容之範疇內。
在圖9A之所繪示之實施例中，寄生貼片973、975、977為「浮動的」，其為描述未連接至電氣接地之狀態的術語。在其他實施例中，寄生貼片無需自由浮動。
圖9B為圖9A中所展示之天線元件的堆疊之散射參數S11之圖。橫軸展示個別天線元件922-1及922-2之操作頻率。舉例而言，第一天線元件922-1可在頻率f1 = 10.7 GHz下操作，且第二天線元件922-2可在頻率f2 = 11.7 GHz下操作。縱軸展示用於每一天線之散射參數S11。一般而言，需要S11在個別天線元件之操作頻率下較小，從而指示傳入信號在操作頻率下之相對較小反射。在所繪示之實例中，用於天線元件922-1及922-2二者之S11參數在其各別操作頻率f1、f2下最小。
用於第一天線元件922-1及第二天線元件922-2之實線S11曲線為用於不具有任何濾波之天線堆疊之例示性S11曲線。天線在其他天線之操作頻帶中仍為阻抗匹配的，從而引起對彼此之電阻負載且因此引起減小之效率。鑒於由隔離器腔931提供之濾波，藉由增加S11之衰減使其遠離高頻帶f2 (如由箭頭A1指示)，用於第一(底部)天線元件922-1之S11曲線在f1周圍變得較窄。第二(頂部)天線元件922-2之S11曲線可藉由使用貼片943、973、975、977及填充在彼等貼片之間的介電材料而以類似方式塑形(由箭頭A2及A3展示)。用於每一天線元件之相對較窄頻帶反應阻止其在其操作期間給彼此造成電阻負載，從而產生較高輻射效率。
如參考圖10A及圖10B中之模擬結果所描述，可在頻率f1 = 10.7 GHz下操作之第一天線元件與在頻率f2 = 11.7 GHz下操作之第二天線元件之非限制性實例中的諧振器之間達成分離。
模擬結果：隔離器/抗流器之效應
如上文參看圖6A及圖6B所論述，第一天線元件622-1在10.7與10.95 GHz之間的低頻帶中操作，且第二天線元件622-2在11.7與11.95 GHz之間的高頻帶中操作。隔離器腔631經大小設定以在fc (10.95 GHz ＜ fc ＜ 11.7 GHz)下諧振。此外，如上文關於圖9A及圖9B所論述，鑒於由一個或多個寄生貼片973、975、977提供之濾波，藉由增加S11之衰減使其遠離較佳頻率(如由虛線指示)，用於第二天線元件922-2之S11曲線在較佳頻率周圍變得較窄。
圖10A及圖10B為根據本揭露內容之實施例之天線元件的堆疊1000之RF信號之模擬結果(在高頻帶下)。圖10A及圖10B二個圖之比較展現由RF抗流器提供之在高頻帶下之隔離機制。天線堆疊1000包括第一天線元件1022-1與第二天線元件1022-2之間的隔離器腔1031。第二天線元件1022-2具有一個寄生貼片1073。為簡單起見，不包括來自堆疊1000之底側(在接地反射器1025下方)之同軸線。代替地，具有理想間隙源之小探針(豎直引腳1036及1056)置放在天線元件1022-1及1022-2內部以用於模擬目的。
在圖10A中，頂部天線1022-2 (其探針及間隙源)在高頻帶(f2)下開啟，而底部天線探針由電阻性負載(表示將在實際實施方案中連接至此探針之同軸線之阻抗)關閉。吾等應注意，腔容積1031 (第二接地反射器1045與第一天線貼片1023之間的腔)支援較強駐波(因為此為諧振類型抗流器，如之前所提及)，但不會使電磁信號橫穿其孔口朝向底部天線容積，該底部天線容積由第一(底部)天線元件1022-1之在第一天線貼片1023與第一天線反射器1025之間的相對較暗陰影指示。吾等亦應注意，來自第二(頂部)天線元件1022-2之主要電磁輻射係朝向寬邊方向，如此類型的天線所期望，其展示RF抗流器不會使頂部天線之輻射場型降級，同時在高頻帶下使其與底部天線隔離。
在圖10B中，在高頻帶(f2)下開啟底部天線1022-1 (其探針及間隙源)，而頂部天線由匹配的負載(表示同軸線阻抗)關閉。如可看出，不存在明顯的離開天線模組之電磁輻射，此係由於RF抗流器在高頻帶下使第一(底部)天線元件1022-1失諧(參見圖9B，箭頭A1)。再次，隔離器腔1031 (第二接地反射器1045與第一天線貼片1023之間的腔)支援較強駐波，但不會使電磁信號穿過其孔口朝向頂部天線容積，該頂部天線容積由第二天線元件1022-2之第二天線貼片1043與第二天線元件1045之間的相對較暗陰影指示。
跡線濾波器
圖11A及圖11B為根據本揭露內容之一個實施例之濾波方案之示意圖。圖11A展示包括第一天線元件1122-1及第二天線元件1122-2之天線堆疊1100之橫截面側視圖，且圖11B展示天線堆疊1100之俯視平面圖。在所繪示之實施例中，第二天線元件1122-2之同軸饋送線之中心導體1156連接至曲折跡線1181 (其為帶狀線，使用接地反射器1145及第一(底部)天線貼片1123作為接地平面。可選擇此跡線之長度使得其變為陷波濾波器且縮減各別饋送線之信號線1156與1136之間的耦接。
在一些實施例中，跡線濾波器1181可在二個個別天線元件1122-1及1122-2之間的空間或腔1131內部捲繞，因此不需要載體1233上之額外佔據面積。在一些實施例中，跡線濾波器1181可為置於載體1133 (例如，PCB或陶瓷載體)之佈線層內之導電跡線。
在一些實施例中，可選擇跡線濾波器1181之長度以濾除非所要頻率。舉例而言，跡線濾波器1181可對由第一(底部)天線元件1122-1發射之頻率f1進行濾波，而不對第二(頂部)天線元件1122-2之頻率f2進行濾波。
在一些實施例中，所繪示之跡線濾波器1181具有長度L：
L = (2N+1) λg / 4 等式(1)
其中λg 為由第一天線元件1122-1在介電質容積1131內部傳輸/接收之RF信號之波導波長，且N為整數。
在圖11A及圖11B之所繪示之實施例中，跡線1181用作置放在RF抗流器1131內部同時不擾動RF抗流器之操作的開口端傳輸線濾波器。跡線濾波器亦可實施為另一類型之濾波器(例如，短口端傳輸線)，限制條件為其長度(如等式(1)中所陳述)相應地進行修改。在低頻帶(f1)下，當第一(底部)天線元件1122-1在操作時，第二(頂部)天線元件之信號線1156在觀察跡線1181時看到有效短路，使得信號線1156 RF短接至其外部導體。此RF短接阻止信號線1156在低頻帶(f1)下耗盡功率，第一(底部)天線元件1122-1在該低頻帶下操作。因此，相較於沿著信號線1156不具有跡線濾波器之狀況，第一(底部)天線元件1122-1具有較高輻射效率。
組合實施例
圖12A為根據本揭露內容之一個實施例之天線元件1222-1及1222-2的堆疊1200之等角。在所繪示之視圖中，出於清晰起見，未展示載體1233之絕緣材料(例如，聚合物、陶瓷等)。所繪示之堆疊1200包括個別天線元件1222-1及1222-2以及若干濾波技術，該等若干濾波技術包括寄生貼片1273、跡線濾波器1281及隔離器腔1231 (跡線濾波器1281安置在該隔離器腔內)。所繪示之堆疊亦包括調諧殘端1282 (用於頂部天線阻抗調諧)及電容式調諧引腳1287 (調諧fc、隔離器腔諧振)及1285 (調諧底部天線諧振及/或產生用於底部天線之圓偏振)。
在所繪示之實施例中，第一中心導體1236 (未展示自堆疊下方引出之同軸線)將信號提供至第一天線貼片1223，且第二中心導體1256 (未展示自堆疊下方引出之同軸線)將信號提供至第二天線貼片1243。第二中心導體1256周圍之屏蔽件通路1257構成環繞第二中心導體1256之外部導體。由屏蔽件通路1257佔據之圓形區域之總直徑且可用以調諧第一(底部_天線元件1222-1及隔離器抗流器1240之頻率。最接近第二(頂部)天線元件1222-2之中心導體1256之屏蔽件通路1257可用於對第二(頂部)天線元件1222-2進行阻抗調諧。
在所繪示之實施例中，堆疊1200包括多個調諧引腳1285及1287，其經設計例如用於各別天線元件1222-1及RF抗流器1240之頻率調諧。調諧引腳可用於降低內部置放該等調諧引腳之腔之諧振。舉例而言，引腳1287可用於調諧隔離器腔之諧振頻率，且無需改變如由第二反射器1245及第一天線貼片1223所判定之隔離器腔之大小設計，因此不會擾動頂部及底部天線腔之諧振頻率。此同樣適用於引腳1285，其可用於調諧底部天線腔之諧振頻率，且無需改變1225及1223之大小設計，因此不會擾動隔離器及/或頂部天線腔之諧振頻率。
在所繪示之實施例中，堆疊1200包括跡線濾波器1281及調諧殘端1282，如下文參看12B圖所解釋。
圖12B為圖12A中所展示之堆疊1200的沿著隔離器腔之中部切割之仰視圖B-B。在一些實施例中，跡線濾波器1281可附接至用於第二天線元件1222-2之第二中心導體1256，以例如濾除由第一天線元件1222-1發射之非所需頻率f1。在所繪示之實施例中，調諧殘端1282亦用於在高頻帶(f2)下調諧跡線濾波器1281之阻抗以不影響第二天線元件1222-2之操作。跡線濾波器1281可安置於隔離器腔1231內，從而縮減由第二天線元件1222-2傳輸之RF信號在非所需頻率f2下到達第一天線元件1222-1之功率。
圖12C為圖12A中所展示的堆疊1200之橫截面視圖C-C。在所繪示之實施例中，第二接地反射器1245為大體圓形，而其對應的天線貼片1243具有非對稱形狀以產生圓偏振輻射。其他形狀組合亦為可能的。
下文提供本文中所揭露的各種實施例之設備及系統之說明性實例。設備及系統之實施例可包括下文所描述之實例中之任一者或多者及任何組合。
實例1為一種自多工天線，其包括：
一基體；
一第一天線元件，其由該基體攜載，該第一天線元件包括一第一天線貼片及一第一天線反射器；
一第一信號饋源，其與該第一天線貼片連接；
一第二天線元件，其由該基體攜載，其中該第二天線元件與該第一天線元件堆疊，該第二天線元件包括一第二天線貼片及一第二天線反射器；
一第二信號饋源，其與該第二天線貼片連接；及
一第一隔離器腔，其在該第二天線反射器與該第一天線貼片之間。
實例2為一種相控陣列天線，其包括：
一載體；及
多個自多工天線元件堆疊，每一堆疊包括經組配以在一參數之一第一值下傳輸及/或接收信號之一第一天線元件、經組配以在一參數之一第二值下傳輸及/或接收信號之一第二天線元件及在該第一天線元件與該第二天線元件之間的一隔離器腔。
實例3為一種自多工天線，其包含：
一基體；
一第一天線元件，其由該基體攜載；
一第二天線元件，其由該基體攜載，其中該第二天線元件與該第一天線元件堆疊；及
一隔離器腔，其安置於該第一天線元件與該第二天線元件之間。
實例4包括實例1至3中之任一者之主題，且其中該第一天線元件經組配以在一第一頻率下操作，且該第二天線元件經組配以在不同於該第一頻率之一第二頻率下操作。
實例5包括實例4之主題，且其中該第二頻率大於該第一頻率。
實例6包括實例4之主題，且其中一分率防護頻帶(邊緣至邊緣)係選自由大於4.5%、大於5%、大於6%及大於7%組成之群組。
實例7包括實例1至6中之任一者之主題，且其中該第一信號饋源為一第一同軸線之一中心導體，其中該第一同軸線包含連接至該第一天線反射器之一第一屏蔽件，其中該第二信號饋源為一第二同軸線之一中心導體，且其中該第二同軸線包含連接至該第二天線反射器之一第二屏蔽件。
實例8包括實例7之主題，且其中該第一屏蔽件及該第二屏蔽件包括在該基體中之多個金屬通路。
實例9包括實例7之主題，且其中該第二信號饋源實質上相對於該第一天線貼片居中定位。
實例10包括實例1至9中之任一者之主題，且進一步包含：
一第三天線元件，其由該基體攜載，其中該第三天線與該第一天線元件及該第二天線元件至少部分地豎直對準，該第三天線元件包括一第三天線貼片及一第三天線反射器；
一第三信號饋源，其與該第三天線貼片連接；及
一第二隔離器腔，其在該第二天線貼片與該第三天線反射器之間。
實例11包括實例1至10中之任一者之主題，且其中該基體為一印刷電路板(PCB)或一陶瓷板。
實例12包括實例1至11中之任一者之主題，且其中該第一隔離器腔經設定尺寸以抑制該第一天線元件與該第二天線元件之間的在該第二頻率下之RF輻射之耦合。
實例13包括實例12之主題，且其中該第二天線元件進一步包括經組配以在該第二頻率下操作之一個或多個寄生元件。
實例14包括實例13之主題，且其中該一個或多個寄生元件為一個或多個諧振器貼片。
實例15包括實例13之主題，且其中該一個或多個寄生元件與該第二天線貼片具有相同形狀。
實例16包括實例1至15中之任一者之主題，且進一步包含連接至該第二天線之該第二信號饋源且安置於該第一隔離器腔中之一陷波濾波器，該陷波濾波器線具有經設定大小以濾除該第一頻率之一長度。
實例17包括實例16之主題，且其中該陷波濾波器為一跡線線路。
實例18包括實例17之主題，且其中第一跡線線路在該第一隔離器腔中捲繞。
實例19包括實例16之主題，且進一步包含連接至該陷波濾波器之一調諧殘端。
實例14包括實例1至19中之任一者之主題，且其中該第一隔離器腔經設定尺寸以抑制該第一天線元件與該第二天線元件之間的在該第二頻率下之RF輻射之耦合。
雖然已繪示且描述各種說明性實施例，但應瞭解，可在不偏離本揭露內容之精神及範疇的情況下於其中做出各種改變。
100、200、300‧‧‧相控陣列天線系統
110‧‧‧天線孔口
110A、110B、110C、110D、120、220‧‧‧天線格組
112、112A、112B、112C、112D、533、633、933、1133、1233‧‧‧載體
120A、120B、120C、120D‧‧‧實施例
122i、222a、222b、222i、322a、322b、422‧‧‧天線元件
124i‧‧‧放大器
130‧‧‧對映系統
140、240‧‧‧波束成形器格組
142i‧‧‧波束成形器元件/波束成形器
144a‧‧‧濾波器
145i‧‧‧移相器
148a‧‧‧通路
150‧‧‧多工饋送網路
160‧‧‧分配器/組合器
170‧‧‧調變器/解調變器
180、280、380‧‧‧鋪疊
180a‧‧‧天線層
180b、380b1、380b2、380b3、380b4‧‧‧對映層
180c‧‧‧多工饋送網路層
180d、280d‧‧‧波束成形器層
224a、224b‧‧‧低雜訊放大器(LNA)
226a、226b‧‧‧天線模組
228a、248a‧‧‧導電通路
232a‧‧‧第一對映跡線
234a‧‧‧第二對映跡線
238a、238b、338a、338b‧‧‧中間通路
242a、242i‧‧‧波束成形器元件
244a、244b‧‧‧RF濾波器
260‧‧‧組合器
270‧‧‧RF解調變器
280a‧‧‧天線格組層
280b1‧‧‧第一對映層
280b2‧‧‧第二對映層
280c‧‧‧層
342a、342i‧‧‧波束成形器
423、523、543、623、643、723、743‧‧‧天線貼片
425、525、625、645、1145‧‧‧接地反射器
433‧‧‧基體
435、535、735、755‧‧‧天線饋源
436、636‧‧‧中心導體
437‧‧‧外部屏蔽件
439‧‧‧介電質層
500、600、700、800、900、1000、1100、1200‧‧‧堆疊
522-1、622-1、722-1、822-1、922-1、1022-1、1122-1、1222-1‧‧‧第一天線元件
522-2、622-2、722-2、822-2、922-2、1022-2、1122-2、1222-2‧‧‧第二天線元件
555‧‧‧信號饋源
631、931、1031、1231‧‧‧隔離器腔
635、835‧‧‧第一天線饋源
637、1257‧‧‧屏蔽件
655、855‧‧‧第二天線饋源
657‧‧‧屏蔽件部分/外部屏蔽件
723、1023、1123、1223‧‧‧第一天線貼片
725、1025‧‧‧第一天線反射器
736、1236‧‧‧第一中心導體
756、1256‧‧‧第二中心導體
822-3‧‧‧第三天線元件
875‧‧‧第三天線饋源
943、1043、1243‧‧‧第二天線貼片
973、975、977、1073、1273‧‧‧寄生貼片
1036、1056‧‧‧豎直引腳
1045、1245‧‧‧第二接地反射器
1131‧‧‧介電質容積/RF抗流器
1136、1156‧‧‧信號線
1181、1281‧‧‧跡線濾波器
1240‧‧‧隔離器抗流器
1282‧‧‧調諧殘端
1285、1287‧‧‧電容式調諧引腳
B‧‧‧波束
D‧‧‧較佳方向/所要指向角度
D1、D2、d1、d2、d3‧‧‧間隔
E‧‧‧電場
f1、f2‧‧‧頻率
h‧‧‧高度
h1、h2、M‧‧‧距離
L‧‧‧長度
LM‧‧‧主瓣
LS‧‧‧旁瓣
RX‧‧‧接收方向
S‧‧‧射頻(RF)信號
S11‧‧‧散射參數
TX‧‧‧傳輸方向
θ、ϕ‧‧‧角度
本揭露內容之前述態樣及許多伴隨優勢將變得更易於瞭解，此係因為當結合隨附圖式參考以下實施方式時，該等態樣及優勢會變得更好理解，圖式中：
圖1A繪示根據本揭露內容之一個實施例的用於相控陣列天線系統之電氣組配的示意圖，該相控陣列天線系統包括界定天線孔口之天線格組、對映、波束成形器格組、多工饋送網路、分配器或組合器，及調變器或解調變器。
圖1B繪示根據本揭露內容之一個實施例的由相控陣列天線孔口達成之信號輻射場型。
圖1C繪示根據本揭露內容之實施例的用以界定各種天線孔口的相控陣列天線之個別天線元件之示意性佈局(例如，矩形、圓形、空間漸縮)。
圖1D繪示根據本揭露內容之實施例的用以界定天線孔口的呈空間漸縮組配之個別天線元件。
圖1E為界定圖1D中之天線孔口之面板的橫截面視圖。
圖1F為天線信號之主瓣及不良旁瓣的圖形。
圖1G繪示根據本揭露內容之一個實施例的構成相控陣列天線系統之多個層疊層的等角視圖。
圖2A繪示根據本揭露內容之一個實施例的用於天線格組中之多個天線元件耦接至波束成形器格組中之單個波束成形器的電氣組配的示意圖。
圖2B繪示根據圖2A之電氣組配的構成例示性接收系統中之相控陣列天線系統之多個層疊層的示意性橫截面。
圖3A繪示根據本揭露內容之一個實施例的用於天線格組中之多個穿插天線元件耦接至波束成形器格組中之單個波束成形器的電氣組配的示意圖。
圖3B繪示根據圖3A之電氣組配的構成例示性傳輸及穿插系統中之相控陣列天線系統之多個層疊層的示意性橫截面。
圖4為根據習知技術之個別天線元件之橫截面視圖。
圖5A為根據習知技術之天線元件的堆疊之橫截面視圖。
圖5B為根據習知技術之天線元件的堆疊之等角視圖。
圖6A為根據本揭露內容之一個實施例之包括隔離器腔之天線元件的堆疊之橫截面視圖。
圖6B為圖6A中所展示之天線元件的堆疊之散射參數之圖。
圖7為根據本揭露內容之一個實施例之與天線元件的堆疊相關聯之電場之樣本圖。
圖8為根據本揭露內容之一個實施例的包括多個寄生貼片之天線元件的堆疊之橫截面視圖。
圖9A及圖9B為根據本揭露內容之一個實施例之天線元件的堆疊之RF信號之模擬結果。
圖10A為根據本揭露內容之一個實施例之用於天線元件的堆疊之濾波方案之示意圖。
圖10B為圖10A中所展示之天線元件的堆疊之散射參數之圖。
圖11A及圖11B為根據本揭露內容之另一實施例之包括陷波濾波方案之天線元件的堆疊之示意圖。
圖12A、圖12B及圖12C為根據本揭露內容之另一實施例之天線元件的堆疊之視圖。

Claims (20)

  1. 一種自多工天線，其包含： 一基體； 一第一天線元件，其由該基體攜載，該第一天線元件包括一第一天線貼片及一第一天線反射器； 一第一信號饋源，其與該第一天線貼片連接； 一第二天線元件，其由該基體攜載，其中該第二天線元件與該第一天線元件堆疊，該第二天線元件包括一第二天線貼片及一第二天線反射器； 一第二信號饋源，其與該第二天線貼片連接；及 一第一隔離器腔，其在該第二天線反射器與該第一天線貼片之間。
  2. 一種相控陣列天線，其包含： 一載體；及 多個自多工天線元件堆疊，每一堆疊包括經組配以在一參數之一第一值下傳輸及/或接收信號之一第一天線元件、經組配以在一參數之一第二值下傳輸及/或接收信號之一第二天線元件及在該第一天線元件與該第二天線元件之間的一隔離器腔。
  3. 一種自多工天線，其包含： 一基體； 一第一天線元件，其由該基體攜載； 一第二天線元件，其由該基體攜載，其中該第二天線元件與該第一天線元件堆疊；及 一隔離器腔，其安置於該第一天線元件與該第二天線元件之間。
  4. 如請求項1至3中任一項之自多工天線，其中該第一天線元件經組配以在一第一頻率下操作，且該第二天線元件經組配以在不同於該第一頻率之一第二頻率下操作。
  5. 如請求項4之自多工天線，其中該第二頻率大於該第一頻率。
  6. 如請求項4之自多工天線，其中一分率防護頻帶(邊緣至邊緣)係選自由大於4.5%、大於5%、大於6%及大於7%組成之群組。
  7. 如請求項1至3中任一項之自多工天線，其中該第一信號饋源為一第一同軸線之一中心導體，其中該第一同軸線包含連接至該第一天線反射器之一第一屏蔽件，其中該第二信號饋源為一第二同軸線之一中心導體，且其中該第二同軸線包含連接至該第二天線反射器之一第二屏蔽件。
  8. 如請求項7之自多工天線，其中該第一屏蔽件及該第二屏蔽件包括在該基體中之多個金屬通路。
  9. 如請求項7之自多工天線，其中該第二信號饋源相對於該第一天線貼片實質上居中定位。
  10. 如請求項1至3中任一項之自多工天線，其進一步包含： 一第三天線元件，其由該基體攜載，其中該第三天線與該第一天線元件及該第二天線元件至少部分地豎直對準，該第三天線元件包括一第三天線貼片及一第三天線反射器； 一第三信號饋源，其與該第三天線貼片連接；及 一第二隔離器腔，其在該第二天線貼片與該第三天線反射器之間。
  11. 如請求項1至3中任一項之自多工天線，其中該基體為一印刷電路板(PCB)或一陶瓷板。
  12. 如請求項1至3中任一項之自多工天線，其中該第一隔離器腔經設定尺寸以抑制該第一天線元件與該第二天線元件之間的在該第二頻率下之RF輻射之耦合。
  13. 如請求項12之自多工天線，其中該第二天線元件進一步包括經組配以在該第二頻率下操作之一個或多個寄生元件。
  14. 如請求項13之自多工天線，其中該一個或多個寄生元件為一個或多個諧振器貼片。
  15. 如請求項13之自多工天線，其中該一個或多個寄生元件與該第二天線貼片具有相同形狀。
  16. 如請求項1至3中任一項之自多工天線，其進一步包含一陷波濾波器，該陷波濾波器連接至該第二天線之該第二信號饋源且安置於該第一隔離器腔中，該陷波濾波器線具有經設定大小以濾除該第一頻率之一長度。
  17. 如請求項16之自多工天線，其中該陷波濾波器為一跡線線路。
  18. 如請求項17之自多工天線，其中第一跡線線路在該第一隔離器腔中捲繞。
  19. 如請求項16之自多工天線，其進一步包含連接至該陷波濾波器之一調諧殘端。
  20. 如請求項1至3中任一項之自多工天線，其中該第一隔離器腔經設定尺寸以抑制該第一天線元件與該第二天線元件之間的在該第二頻率下之RF輻射之耦合。
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