TW202137633A - 極化的電磁裝置 - Google Patents
極化的電磁裝置 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202137633A TW202137633A TW110102896A TW110102896A TW202137633A TW 202137633 A TW202137633 A TW 202137633A TW 110102896 A TW110102896 A TW 110102896A TW 110102896 A TW110102896 A TW 110102896A TW 202137633 A TW202137633 A TW 202137633A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- dielectric
- dielectric medium
- electromagnetic
- electromagnetic device
- cross
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0485—Dielectric resonator antennas
- H01Q9/0492—Dielectric resonator antennas circularly polarised
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/10—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type
- G02B6/12—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings of the optical waveguide type of the integrated circuit kind
- G02B6/122—Basic optical elements, e.g. light-guiding paths
- G02B6/1228—Tapered waveguides, e.g. integrated spot-size transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F7/00—Magnets
- H01F7/06—Electromagnets; Actuators including electromagnets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/165—Auxiliary devices for rotating the plane of polarisation
- H01P1/17—Auxiliary devices for rotating the plane of polarisation for producing a continuously rotating polarisation, e.g. circular polarisation
- H01P1/172—Auxiliary devices for rotating the plane of polarisation for producing a continuously rotating polarisation, e.g. circular polarisation using a dielectric element
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
- H01P3/16—Dielectric waveguides, i.e. without a longitudinal conductor
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/02—Coupling devices of the waveguide type with invariable factor of coupling
- H01P5/022—Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions
- H01P5/028—Transitions between lines of the same kind and shape, but with different dimensions between strip lines
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
- H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices
- H01P5/082—Transitions between hollow waveguides of different shape, e.g. between a rectangular and a circular waveguide
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/10—Resonant slot antennas
- H01Q13/106—Microstrip slot antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
- H01Q13/10—Resonant slot antennas
- H01Q13/18—Resonant slot antennas the slot being backed by, or formed in boundary wall of, a resonant cavity ; Open cavity antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
- H01Q9/045—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular feeding means
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q9/04—Resonant antennas
- H01Q9/0485—Dielectric resonator antennas
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Cereal-Derived Products (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
Abstract
一種電磁裝置包含:具有一長條孔徑的一基板,該長條孔徑具有一總長度(L)
與一總寬度(W),且由該電磁裝置的一平面圖中觀察到,總長度(L)>總寬度(W);一介電媒介物具有除了空氣外的一介電材料,該介電材料設置在該基板上,該基板實質上覆蓋了該長條孔徑,且在該平面圖中觀察到,該介電媒介物具有一橫截面邊界,該橫截面邊界具有至少一凹陷部分,該至少一凹陷部分從部分限制的橫截面邊界的一正切線朝向該長條孔徑內凹陷;其中該長度L不垂直於該正切線。
Description
本揭露概括上是關於一種電磁裝置,具體是共振天線,更具體是介電共振天線,而又更具體是被配置來產生橢圓或圓極化遠場電磁輻射的介電共振天線。
美國第10,335,361號專利、第10,374,315號專利、與第10,476,164號記載了介電共振天線的範例。
雖然現有的介電共振天線可能適合其預期的目的,但能夠產生橢圓或圓極化遠場電磁輻射的介電共振天線的設置配電將提升與介電共振天線相關的技術。
於一實施例中,一電磁裝置包含:一基板,具有一長條孔徑(elongated aperture),該長條孔徑具有一總長度(L)與一總寬度(W),其中在該電磁裝置的一平面圖中觀察到,總長度(L)>總寬度(W);一介電媒介物(dielectric medium,Dk medium),包含除了空氣外的一介電材料(dielectric material),該介電材料設置在該基板上,該基板實質上覆蓋了該長條孔徑,在該電磁裝置的該平面圖中觀察到,該介電材料具有一橫截面邊界(cross sectional boundary),該橫截面邊界具有至少一凹陷部分,該凹陷部分從部分限制該橫截面邊界的一正切線(tangent line)向內凹陷;其中該總長度(L)不與該正切線垂直。
於一實施例中,一電磁裝置包含:一基板,具有一長條孔徑,該長條孔徑具有一總長度(L)與一總寬度(W),其中在該電磁裝置的一平面圖中觀察到的總長度(L)>總寬度(W);一介電媒介物,包含除了空氣外的一介電材料,該介電材料設置在該基板上,該基板實質上覆蓋了該長條孔徑,在該電磁裝置的該平面圖中觀察到,該介電媒介物具有一橫截面邊界,該橫截面邊界相對於該介電媒介物的一面內反射軸(In-Plane Axis Of Reflection)是對稱的;其中該設備被配置以使得垂直於該長條孔徑的總長度(L)並且穿過該長條孔徑的一中心點的一線條不是任何的面內反射軸。
於一實施例中,一設備包含:一基板,具有複數個相鄰的電磁訊號通道,且各通道具有一或多個介電共振天線(dielectric resonator antennas,DRAs),且具有一相關聯的電磁饋送結構,該電磁饋送結構被配置為具有朝向該一個或多個介電共振天線的一電磁場的一傳播方向(Ȳ)。該一個或多個介電共振天線各自具有一介電結構,該介電結構被設置以響應於在一相應的電磁饋送結構上的一電磁訊號而產生以下至少一項:圓極化電磁輻射、與橢圓極化電磁輻射。
結合以下有關本發明的詳細描述以及檢附的圖式,本發明上述的特徵、優點以及其他特徵與優點是相當顯而易見的。
儘管下面的詳細描述出於說明的目的包含許多細節,但是本發明所屬技術領域中具有通常知識者應理解,對以下細節的許多變化和替換仍都在所附的申請專利範圍內。因此,在不失去概括性、也不附加限制到所請求保護之發明的情況下,以下將針對示範性實施例進行闡述。
如同各種圖示與相關文字所敘述,一實施例提供了一電磁裝置與一電磁裝置陣列,其具有設置在一基板上的一介電共振天線,該基板具有一電磁訊號饋送,且包含一長條孔徑,其中該介電共振天線的建構與配置與該長條孔徑有關,使得該介電共振天線產生橢圓或圓極化遠場電磁輻射。
參照第1A與第1B圖,其例示了一電磁裝置1100的可替換的x-y橫截面平面圖。於一實施例中,電磁裝置1100包含一基板1200與一介電媒介物1300。基板1200包含一長條孔徑1202,長條孔徑1202具有一總長度(L)與一總寬度(W),且在電磁裝置1100的一平面圖中觀察到總長度(L)>總寬度(W)。介電媒介物(Dk Medium)1300包含除了空氣外的一介電材料,該介電材料設置在基板1200上,基板1200實質上覆蓋了長條孔徑1202。在電磁裝置1100的該平面圖中觀察到,該介電媒介物具有一橫截面邊界1302,橫截面邊界1302具有至少一凹陷部分1304、1306,凹陷部分1304、1306分別從部分限制橫截面邊界1302的相應正切線1104、1106朝向長條孔徑1202向內凹陷。長度L(或者解釋為長度L的方向)不與正切線1104、1106垂直。於一實施例中,L定向於相對於正切線1104的一角度A,其中A大於或等於10度且A小於或等於80度。在本揭露中,“實質上覆蓋”旨在涵蓋相對於100%(即,完整)覆蓋的微小偏差,且在所揭露之目的下,不會對於相應的電磁裝置的電磁性能產生負面影響。
在本揭露中,所述“具有除了空氣外的一介電材料”必定包含不是空氣的一介電材料,但可能包含空氣,在一實施例中可以包含一泡沫。在本揭露中,所述”包含空氣”必定包含空氣,但也不排除非空氣的一介電材料,在一實施例中可以包含一泡沫。此外,“空氣”可以更一般地被稱為並且被視為具有一介電常數的氣隙(Gap),其適合本揭露之目的,並且在一個實施例中可以是空氣。
通過閱讀本揭露可清楚得知,雖然介電媒介物1300被例示為具有二維度(2D)的橫截面邊界1302,但應當理解,介電媒介物1300整體上是沿著z軸向外延伸的三維(3D)結構。在一實施例中,介電媒介物1300形成一介電共振天線的至少一部份。在一實施例中,介電媒介物1300的橫截面邊界1302是介電媒介物1300的一橫截面外部邊界。
在一實施例中,長條孔徑1202可以由一共面波導管(Coplanar Waveguide,CPWG)訊號饋送、一基板整合波導管(Substrate Integrated Waveguide,SIW)、一帶狀線(Stripline)、一微帶(Microstrip)、或適合於本揭露之目的之任何其他訊號饋送(signal feed)所形成。舉例而言,在一實施例中:長條孔徑1202是位於基板1200的一導電層內的一開口;長條孔徑1202是位於一基板整合波導管內的一孔徑(被一般地例示成元件符號1200),如第1C、8、9A-9C、11A-11B、13A-13B以及第15圖所示(在下方進一步描述);長條孔徑1202是一微帶上(如第1D圖所示,將在下方進一步描述)或一帶狀線上(如第1E圖所示,將在下方進一步描述)的孔徑;長條孔徑1202包含至少二分開的開口1202.1、1202.2,且統稱為分岔長條孔徑1202',且位於基板1200的一導電層內,如第1F圖所示(在下方進一步描述);長條孔徑1202是由一共面波導管的至少一部份所形成的,如第1G與1H圖所示(在下方進一步描述)。在基板1200包含下方進一步描述的其他結構(例如下面描述的導電電磁反射器1270)的一實施例中,會提供訊號饋送的基板1200的那個部分被更具體地稱為訊號饋送基板1250。
參照第1C、1D、1E、1F、1G以及第1H圖,其中各圖示例示了一頂視圖和通過相應頂視圖的截面A-A的一相應橫截面圖。
第1C圖例示了以一基板整合波導管1200.1的形式形成一訊號饋送的基板1200,其中基板1200包含一介電媒介物1220,且介電媒介物1220具有下導電層1221與上導電層1222。下導電層1221與上導電層1222被黏附或層壓到介電媒介物1220,並透過導電路徑(Electrically Conductive Vias)1224彼此電性連接。本揭露的一長條孔徑1202被設置與放置於上導電層1221。上導電層1222具有本揭露所配置與設置的一長條孔徑1202。在一實施例中,介電媒介物1300完全覆蓋了長條孔徑1202。
第1D圖例示了以一微帶1200.2的形式形成一訊號饋送的基板1200,其中基板1200包含一介電媒介物1220與一導電訊號線1230。介電媒介物1220具有上導電層1222,上導電層1222被黏附或層壓到介電媒介物1220。導電訊號線1230被黏附或層壓到介電媒介物1220,且被設置在介電媒介物1220的一對立側,與上導電層1222相互對立。上導電層1222具有如本揭露所配置與設置的一長條孔徑1220。導電訊號線1230被以垂直於長條孔徑1202的長度方向被設置在中央,以及在長條孔徑1202下方延伸,橫越並與長條孔徑1202進行訊號通訊。本揭露所配置的介電媒介物1300被設置在長條孔徑1202上方的上導電層1222上。在一實施例中,介電媒介物1300完全覆蓋了長條孔徑1202。
第1E圖例示了以一帶狀線1200.3的形式形成一訊號饋送的基板1200,其中基板1200包含一介電媒介物1220與一導電訊號線1230。介電媒介物1220具有下導電層1221與上導電層1222,下導電層1221與上導電層1222被黏附或層壓到介電媒介物1220。導電訊號線1230被嵌入到介電媒介物1220中,且介於下導電層1221與上導電層1222之間。上導電層1222具有本揭露所配置與設置的一長條孔徑1202。導電訊號線1230被以垂直於長條孔徑1202的長度方向被設置在中央,以及在長條孔徑1202下方延伸,橫越並與長條孔徑1202進行訊號通訊。本揭露所配置的介電媒介物1300被設置在長條孔徑1202上方的上導電層1222上。在一實施例中,介電媒介物1300完全覆蓋了長條孔徑1202。
第1F圖例示了第1D圖的修改版本,其具有以一帶狀線1200.4的形式形成一訊號饋送的基板1200,其中長條孔徑1202(參照第1D圖)是具有至少兩個分開的開口1202.1、1202.2的分岔長條孔徑1202'(參照第1F圖)且彼此縱向線性對齊。基板1200包含一介電媒介物1220與一導電訊號線1230。介電媒介物1220具有上導電層1222,上導電層1222被黏附或層壓到介電媒介物1220。導電訊號線1230被黏附或層壓到介電媒介物1220,且被設置在介電媒介物1220的一對立側,與上導電層1222相互對立(具體參照第1D圖)。上導電層1222具有的分岔長條孔徑1202',其配置與設置與本揭露的長條孔徑1202類似(即,相對於介電媒介物1300的整體縱向佈置)。導電訊號線1230被以垂直於分岔長條孔徑1202'的長度方向被設置在中央,以及在分岔長條孔徑1202'下方延伸,橫越並與分岔長條孔徑1202'進行訊號通訊。本揭露所配置的介電媒介物1300被設置在分岔長條孔徑1202'上方的上導電層1222上。在一實施例中,介電媒介物1300完全覆蓋了分岔長條孔徑1202'。
第1G圖例示了以一共面波導管1200.5的形式形成一訊號饋送的基板1200,其中基板1200包含一介電媒介物1220,且介電媒介物1220具有下導電層1221與上導電層1222。下導電層1221與上導電層1222被黏附或層壓到介電媒介物1220,並透過導電路徑1224彼此電性連接(例如第1C圖所示)。下導電層1221形成共面波導管1200.5的一導電接地面。上導電層1222包含共面波導管1200.5的一導電訊號線1230。類似第1F圖,上導電層1222還包含分岔長條孔徑1202',分岔長條孔徑1202'具有至少兩個分開的開口1202.1、1202.2,且彼此縱向線性對齊,但位於上導電層1222中的開口1202.1、1202.2與平行設置且形成導電訊號線1230的側通道1231、1232是一體成形的。導電訊號線1230被以垂直於分岔長條孔徑1202'的長度方向被設置在中央,以及在分岔長條孔徑1202'下方延伸,橫越並與分岔長條孔徑1202'進行訊號通訊。本揭露所配置的介電媒介物1300被設置在分岔長條孔徑1202'上方的上導電層1222上。在一實施例中,介電媒介物1300完全覆蓋了分岔長條孔徑1202'。
第1H圖例示了以另一共面波導管1200.6的形式形成一訊號饋送的基板1200,其類似於第1G圖,但長條孔徑1202是不分岔的。類似於第1G圖,基板1200包含一介電媒介物1220,且介電媒介物1220具有下導電層1221與上導電層1222。下導電層1221與上導電層1222被黏附或層壓到介電媒介物1220,並透過導電路徑1224彼此電性連接(例如第1C圖所示)。下導電層1221形成共面波導管1200.6的一導電接地面。上導電層1222包含共面波導管1200.6的一導電訊號線1230。類似第1C-1E圖,上導電層1222還包含長條孔徑1202,但位於上導電層1222中的長條孔徑1202與平行設置且形成導電訊號線1230的側通道1231、1232是一體成形的。導電訊號線1230被以垂直於長條孔徑1202的長度方向被設置在中央,以及在長條孔徑1202下方延伸,橫越並與長條孔徑1202進行訊號通訊。本揭露所配置的介電媒介物1300被設置在長條孔徑1202上方的上導電層1222上。在一實施例中,介電媒介物1300完全覆蓋了長條孔徑1202。
在一實施例中,至少一凹陷部分1304、1306界定了介電媒介物1300的一第一部分1330與一第二部分1350的位置,介電媒介物1300的第一部分1330在至少一凹陷部分1304、1306的一側上,介電媒介物1300的第二部分1350在至少一凹陷部分1304、1306的一對立側上。在一實施例中,如後所詳述,可以透過一垂直分界面(Vertical Demarcation Plane)清楚地界定出第一部分1330與第二部分1350,其中該垂直分界面從中心岔開介電媒介物1300且平行於z軸。如第1A、1B圖所示,相應的正切線1104、1106正切地在第一部分1330與第二部分1350之間延伸。
在一實施例中,至少一凹陷部分1304、1306包含一介電材料,該介電材料具有一第一介電常數。介電媒介物1300的第一部分1330包含一介電材料,該介電材料具有一第二介電常數。介電媒介物1300的第二部分1350包含一介電材料,該介電材料具有一第三介電常數。該第一介電常數小於該第二介電常數且小於該第三介電常數。在一實施例中,第一部分1330的該第二介電常數與第二部分1350的該第三介電常數是實質相等的。在如第1B圖所示的一實施例中,至少一凹陷部分1304、1306包含二個凹陷部分1304、1306。在一實施例中,此二個凹陷部分1304、1306在長條孔徑1202的對立側上彼此對立,以在介電媒介物1300中形成一頸部1314或一頸縮區域(Necked Down Region)。頸部1314具有相對於第一部分1330與第二部分1350的外維度(Outer Dimension)的一總頸縮維度(L2)。在一實施例中,此二個凹陷部分1304、1306相對於一對稱平面1120是彼此的鏡像,其中對稱平面1120平行於z軸,且相對於二正切線1104、1106是等距的。在一實施例中,此二個凹陷部分1304、1306相對於一對稱平面1108是彼此的鏡像,其中對稱平面1120平行於z軸,且穿過頸部1314的總頸縮維度(L2)。在一實施例中,對稱平面1108穿過長條孔徑1202的幾何中心1204,如同第1B圖中所示的虛線1108'。此處所述的”實質相等(Substantially Equal To)”是旨在容納製造或加工公差(Manufacturing or Fabrication Tolerances),這樣的話,在所述公差不存在的情況下,用語”實質相等(Substantially Equal To)”的意義也就是”相等(Equal To)”。
在本揭露的各處所敘述的一介電常數是相比於另一介電常數,該介電常數可以高於、低於、或等於該另一介電常數。在本揭露中,介電常數的範圍是旨在適合本揭露之目的,當中,一個相對高的介電常數是在等於或大於9的規模上,例如介於9到15之間,而一個相對低的介電常數是在小於9的規模上,例如介於3到8之間。因此,未具體說明的介電常數的其他範圍仍是本揭露的固有的一部分。舉例而言,包含空氣外的一介電材料的一介電媒介物(可包含一泡沫)的一相對低的介面常數,可以具有大於空氣但接近1的一介電常數。因此,介電常數的任何範圍,只要落在符合本揭露之目的而揭露的範圍內,都是有意被涵蓋的。
在一實施例中,且如同電磁裝置1100的平面圖中所觀察到的,通過介電媒介物1300的一直線路徑1316的一方向平行於該總寬度(W)且通過長條孔徑1202的中心點1204(幾何中心),且直線路徑1316延伸通過介電媒介物1300的第一部分1330及第二部分1350二者,且沒有延伸通過至少一凹陷部分1304、1306中的任一個(具體可參照第1B圖所示內容)。
參照第2A-2F圖與第1A-1B圖的結合,其中各圖示例示了介電媒介物1300的第一部分1330和第二部分1350的替代佈置,現在將分別進行描述。
一般而言,第2A圖例示了具有第一部分1330和第二部分1350的一介電媒介物1300,其中第一部分1330和第二部分1350各自具有凸出(向外彎曲)的外部邊界,且各自的外部邊界在頸部1314接合。一般而言,類似第2A圖,第2B圖例示了具有第一部分1330和第二部分1350的一介電媒介物1300,但在第一部分1330和第二部分1350接合的頸部1314的區域具有一凹陷的(向內彎曲)的外部邊界。一般而言,類似第2A圖,第2C圖例示了具有第一部分1330和第二部分1350的一介電媒介物1300,但在第一部分1330和第二部分1350接合的頸部1314的區域的兩側分別具有一直線的外部邊界。一般而言,類似第2A圖,第2D圖例示了具有第一部分1330和第二部分1350的一介電媒介物1300,但在第一部分1330和第二部分1350接合的頸部1314的區域的兩側分別具有一直線的外部邊界,且在該區域的兩側上的此二個直線的外部邊界分別正切地轉變到第一部分1330和第二部分1350的對應的外部邊界。一般而言,類似第2A圖,第2E圖例示了具有第一部分1330和第二部分1350的一介電媒介物1300,但在第一部分1330和第二部分1350接合的頸部1314的區域的兩側分別具有一直線的外部邊界,且在該區域的一側上的直線的外部邊界正切地轉變到第一部分1330的外部邊界的一側上,而在該區域的二側上的直線的外部邊界均正切地轉變到第二部分1350的外部邊界的二側上。一般而言,類似第2A圖,第2E圖例示了具有第一部分1330和第二部分1350的一介電媒介物1300,其中第一部分1330和第二部分1350各自具有直線邊緣的矩形或方形的外部邊界,且各自的外部邊界在頸部1314接合。
在一實施例中,且如同電磁裝置1100的平面圖中所觀察到的,第一部份1330具有一第一最大整體外部尺寸(Maximum Overall Outside Dimension)1332,第二部分1350具有一第二最大整體外部尺寸1352,第一部分1330與第二部分1350界定了在此二者之間的一頸部1314,且頸部1314具有小於第一最大整體外部尺寸1332與第二最大整體外部尺寸1352的一最小整體外部尺寸L2(參照例如代表性的第1A圖與第2F圖)。在一實施例中,頸部1314的最小整體外部尺寸L2的一方向既不是垂直也不是平行長條孔徑1202的總長度L(參照例如代表性的第1B圖與第2F圖)。如第2A-2F圖所示,第一最大整體外部尺寸1332、第二最大整體外部尺寸1352、與最小整體外部尺寸L2全部都是在一方向上彼此相互平行。
在一實施例中,且如同電磁裝置1100的平面圖中所觀察到的,第一部份1330與第二部分1350的至少其中之一具有一向外彎曲外部邊界(Outwardly Curved Outer Boundary)1334、1354(參照例如代表性的第2C圖與第2E圖)。在一實施例中,且如同電磁裝置1100的平面圖中所觀察到的,第一部份1330與第二部分1350的至少其中之一具有至少一線性外部邊界(Linear Outer Boundary)1336、1356(參照例如代表性的第2D圖與第2F圖)。在一實施例中,第一部份1330與第二部分1350的至少其中之一具有一部分矩形外部邊界(Partially Rectangular Outer Boundary)1336'、1356'(參照例如代表性的第2F圖)。在一實施例中,第一部份1330、第二部分1350、與頸部1314具有一組合外部邊界1334、1354,且該組合外部邊界1334、1354相對於一面內反射軸1120是對稱的(參照例如代表性的第2A圖)。此處所述的”面內反射軸(In-Plane Axis Of Reflection)”等同於”面內對稱軸(In-Plane Axis Of Symmetry)”,其中位在對稱軸一側上的物件(三維的結構邊界,例如介電媒介物1300)是對稱軸的對立側上相應的物件的鏡像。在一實施例中,面內反射軸1120是實質地正交於頸部1314的最小整體外部尺寸L2(參照第1B圖與第2A圖)。在一實施例中,面內反射軸1120沿著介電媒介物1300的最大總長度L3延伸(參照第2A圖)。在一實施例中,頸部1314的最小整體外部尺寸L2具有一穿越線,該穿越線沿著一穿越路徑L4(參照例如第2F圖)穿越長條孔徑1202,穿越路徑L4延伸跨過長條孔徑1202且終止在長條孔徑1202的一對立側,頸部1314的最小整體外部尺寸L2大於穿越路徑L4的一直線長度L4(此處的穿越路徑與相應的直線長度都以”L4”來表示)。在一實施例中,穿越路徑L4延伸跨過長條孔徑1202的一方向既不垂直於也不平行於長條孔徑1202的長度L的方向(參照例如第2E圖)。
現在參照第3A-3F圖與第4圖,並結合第1A-1B圖與第2A-2F圖。第3A-3F圖例示了的結構分別類似於第2A-2F圖所例示的結構(因為結構相似,相像的元件符號將不在第3A-3F圖中重複表示),但是在第3A-3F圖的各圖示中例示了一長條孔徑1202以及頸部1314的最小整體外部尺寸L2。第4圖例示了第3A圖的放大圖。在一實施例中,頸部1314的最小整體外部尺寸L2大於穿越長條孔徑1202穿越路徑L4的直線長度,且具有設置在長條孔徑1202兩側上的介電媒介物1300的介電材料的一界定的最小值L5、L6。雖然為了清楚敘述,維度L2、L4沒有在第3A-3F圖中重製,但本發明所屬技術領域中具有通常知識者應輕易理解,如此的維度L2、L4是適用於第3A-3F圖中的。第4圖例示了第3A圖的實施例的放大版,以更具體描述設置在長條孔徑1202兩側上的介電媒介物1300的介電材料的界定的最小值L5、L6。雖然第3B-3F圖的實施例的放大版沒有被如同第4圖所示內容般來描述,但本發明所屬技術領域中具有通常知識者應輕易理解,第4圖所示的設置在長條孔徑1202兩側上的介電媒介物1300的介電材料的如此界定的最小值L5、L6等同地適用於第3B-3F圖的實施例。在一實施例中,介電媒介物1300的界定的最小值L5、L6其中的一個或二者小於或等於頸部1314的最小整體外部尺寸L2的三分之一。在一實施例中,介電媒介物1300的界定的最小值L5、L6其中的一個或二者小於或等於頸部1314的最小整體外部尺寸L2的五分之一。在一實施例中,介電媒介物1300的界定的最小值L5、L6其中的一個或二者小於或等於頸部1314的最小整體外部尺寸L2的十分之一。
現在參照第5A-5D圖,並結合以上所述各圖示與相似的元件符號。
在一實施例中,且具體參照第5A圖,電磁裝置1100的一實施例包含基板1200,基板1200具有長條孔徑1202,且在電磁裝置1100的平面圖中觀察到,該總長度大於該總寬度長條孔徑1202具有一總長度(L)與一總寬度(W),且總長度(L)大於總寬度(W);介電媒介物1300具有除了空氣外的一介面材料,且介電媒介物1300被設置在實質上覆蓋長條孔徑1202的基板1200上;在電磁裝置1100的平面圖中觀察到,介電媒介物1300具有一橫截面邊界1338(同樣參照上文所述的元件符號1334、1354、1336、1356),且該橫截面邊界1338相對於介電媒介物1300的至少一面內反射軸1122(第5B圖)是對稱的,或分別相對於一第一面內反射軸1124與一第二面內反射軸1126(第5C圖與第5D圖)是對稱的;其中,電磁裝置1100被配置以使得垂直於長條孔徑1202的總長度L並且穿過長條孔徑1202的一中心點1206的一線條不是任何的面內反射軸1122、1124、1126。於此處,第一面內反射軸1124穿過介電媒介物1300的第一部分1330與第二部分1350,第二面內反射軸1126穿過介電媒介物1300的第一部分1330與第二部分1350之間的一分界線。在一實施例中,橫截面邊界1338是介電媒介物1300的一橫截面外部邊界。在一實施例中,介電媒介物1300形成一介電共振天線的至少一部分。
雖然在此例示了某些面內反射軸1120、1122、1124、1126,但本發明所屬技術領域中具有通常知識者應理解其他的面內反射軸(面內對稱軸)是可能的,並被涵蓋於此,而本發明所屬技術領域中具有通常知識者從本揭露應還理解,”不在任何的面內反射軸內”意味著垂直於長條孔徑1202的總長度L並且穿過長條孔徑1202的一中心點1206的線條L6必然不是一面內反射軸。
現在參照第5D圖與第4圖(結合至少第1A-1B圖與第5A-5C圖),其例示了如上所述的一電磁裝置1100的一實施例,但具有如以下所述的額外特徵。類似本揭露的介電媒介物1300的其他實施例,第5D圖的介電媒介物1300包含兩個部分1330、1350以及至少一凹陷部分1304、1306(此處為二個凹陷部分),這兩個部分1330、1350,且類似第5C圖的介電媒介物1300,第5D圖的介電媒介物1300包含第一凸出物1342與第二凸出物1344,第一凸出物1342以及第二凸出物1344以一方向分別從第一部分1330與第二部分1350延伸出來,且該方向平行於第一面內反射軸1124或沿著第一面內反射軸1124。在一實施例中,介電媒介物1300的第一部分1330、第二部分1350、第一凸出物1342、與第二凸出物1344全都被一體成形為一統一結構(Monolithic Construct),故在相鄰的部分或相鄰的凸出物之間沒有任何的加工痕跡。第5D圖和第1B圖之間的一個差異點是,第5D圖呈現了第一與第二凹陷部分1304、1306二者以及呈現了第一與第二凸出物1342、1344。相似地,第5D圖和第5C圖之間的一個差異點是,第5D圖呈現了第一與第二凹陷部分1304、1306二者以及呈現了第一與第二凸出物1342、1344。在一實施例中,第一與第二凸出物1342、1344提供了額外的介電負載,該介電負載使得能夠電磁地調整介電媒介物1300的軸率(Axial Ratio),以建立想要的電磁橢圓/圓極化,其在如下所述的範例中為右側橢圓或圓極化(RH-E/C-P)。為了建立想要的介電媒介物1300的介電負載的軸率,一實施例包含一介電負載佈置,當中Dk(r)等於Dk(-r),r(0)是位在長條孔徑1202的中心點1206,變數”r”與”-r”是相對於r(0)的完全對立半徑。在此處,Dk(r)等於Dk(-r)的條件被視為反向對稱。該反向對稱條件作用於當介電媒介物1300的介電負載是相同的(Uniform)或作用用於當介電媒介物1300的介電負載是不相同的(Non-uniform)。雖然第5D圖例示了具有一想要的反向對稱的介電媒介物1300的具體結構,但應理解,與本揭露的一發明一致的其他具有反向對稱的其他形狀也是可能的,且嚴格來說,與本揭露一致的具有一反向對稱的介電媒介物1300的所有如此形狀是有意被本揭露涵蓋的。在一實施例中,第5D圖的介電媒介物1300具有沿著垂直z軸(x-y-z軸的圓點位在中心點1206)呈現擠壓形式的三維結構。
在一實施例中,基板1200以基板整合波導管(也參照第9A、9B、9C圖)的形式包含一訊號饋送基板1250以及一導電電磁反射器1270,導電電磁反射器1270被設置為與訊號饋送基板1250的上導電層1222(最佳參照第1C-1H圖)電性接觸。在一實施例中,導電電磁反射器1270包含一反射牆1272,反射牆1272實質地包圍介電媒介物1300。在一實施例中,一單一介電媒介物1300與單一導電電磁反射器1270是呈現一對一的關係。
依據上文有關第1A-5C圖的敘述,現在參照第6A、6B、6C圖。
第6A圖例示了一電磁裝置1100的一全共振器1130的一配置(Footprint)的一描繪,其中,一基板1200具有設置於其上的一長條孔徑1202,以及一介電媒介物1360被設置在實質地覆蓋長條孔徑1202的基板1200的頂部上。在第6A圖所示的示範性實施例中,介電媒介物1360是一穹頂形狀(Dome-Shaped)三維結構,該穹頂形狀三維結構在x-y平面上具有一圓形橫切面。全共振器1130被例示為具有一主要路徑1132與一潛在次要路徑1134,主要路徑1132是針對電磁裝置1100的一電磁激勵模式(Electromagnetically Excited Mode)所界定的一電場,而潛在次要路徑1134是針對電磁裝置1100的一非電磁激勵模式(Non-electromagnetically Excited Mode)所界定的一電場。如所例示,主要路徑1132正交於長條孔徑1202,次要路徑1134正交於主要路徑1132。第6B圖例示了根據此處本揭露的一實施例(參照例如第1B圖)的一電磁裝置1100的一改造共振器1140的一配置(Footprint)的一描繪,其中,一基板1200具有設置於其上的一長條孔徑1202,以及一介電媒介物1300被設置在實質地覆蓋長條孔徑1202的基板1200的頂部上。如所例示,改造共振器1130具有一主要路徑1142,且主要路徑1142是電磁裝置1100的一電磁激勵模式(Electromagnetically Excited Mode)所界定的一電場,且主要路徑1142既不平行於也不正交於長條孔徑1202的長度方向L(例如第1B、2F、5A所例示的長度方向L)。第6C圖例示了第6B圖的配置的一描繪,且相關電場的主要路徑1142被分別分解為水平電場分量(Eh)1144與垂直電場分量(Ev)1146。將第6A圖的介電媒介物1360的結構與其相關的主要電場路徑1132和將第6B、6C圖的介電媒介物1300的結構與其相關的主要電場路徑1142相互比較,將可理解,相較於在x方向與y方向上具有相同介電分布的介電媒介物1360所輻射的電磁輻射,因介電媒介物1360沿著水平電場分量(Eh)1144與垂直電場分量(Ev)1146的方向上的不同介電分布能有效地造成不同的傳播相位延遲,進而導致介電媒介物1300所輻射的電磁輻射呈現橢圓或圓極化。
在第6A圖所示的全共振版本(全穹頂)1130中,只有一電磁模式透過耦合長條槽1202而被激勵。與其他潛在模式相關的磁場正交於長條槽1202,故被分離且不被電磁激勵。被激勵的模式具有沿著長條槽1202定向的磁場以及正常向其定向的電場。產生的輻射場是線性極化的。與第6B、6C圖相比且參考到第6B、6C圖,改造共振器1140具有界定總電場1142的方向的一對稱軸,其與長條槽1202的長度向不一致。改造共振器1140的分解後電場具有水平電場分量(Eh)1144與垂直電場分量(Ev)1146,且介電媒介物1300在各自方向上以不同的方式影響水平電場分量(Eh)1144與垂直電場分量(Ev)1146。具體來說,水平電場分量(Eh)1144沿著低介電路徑(介電媒介物1300的高介電質較少,較多是空氣)傳播,垂直電場分量(Ev)1146沿著高介電路徑傳播,其影響是造成逆時針方向的橢圓或圓極化,如同在第6C圖的平面圖中所觀察到的。如此處所界定,第7A、7B圖例示了右側橢圓或圓極化(RH-E/C-P)輻射(第7A圖)以及左側橢圓或圓極化(LH-E/C-P)輻射(第7B圖)的描繪。
現在參照第8圖,其例示了一電磁裝置2100,電磁裝置2100具有設置在一基板1200上的介電媒介物1300,其中,介電媒介物1300是一單一單元三維(single unitary three-dimensional)介電媒介物,其具有大於空氣的一平均介電常數,在一實施例中,可以是包含空氣的一泡沫。如第8圖所例示以及如上所述,至少一凹陷部分1301、1306界定了介電媒介物1300的一第一部分1330與一第二部分1350的位置,介電媒介物1300的第一部分1330在至少一凹陷部分1304、1306的一側上,介電媒介物1300的第二部分1350在至少一凹陷部分1304、1306的一對立側上;其中,從第8圖的透明旋轉等距視圖觀察到,第一部分1330與第二部分1350各自具有一截面輪廓,且各截面輪廓具有從基板1202的一上表面1208向上延伸的垂直外牆1320。在一實施例中,第一部分1330與第二部分1350的至少其中之一具有一傾斜平面的或頂部曲線的表面(Angled Planar Or Cirved Top Surface)1358。雖然第8圖將表面1358例示為一傾斜平面表面,但從此處的敘述將可理解,在不需要額外描述的情況下,表面1358可以替換為凸形式或凹形式的曲線。在一實施例中,第一部分1330與第二部分1350都具有一傾斜平面的或頂部曲線的表面1358。傾斜平面的或頂部曲線的表面1358是從至少一凹陷部分1304、1306分別朝向第一部分1330與第二部分1350的最外邊緣1322、1324傾斜或向下彎曲。在一實施例中,可以透過一垂直分界面1340(如第8圖所例示的一垂直線,其相關的面基本上將延伸進入到頁面)清楚地界定出第一部分1330與第二部分1350,其中垂直分界面1340從中心岔開介電媒介物1300且平行於z軸。
現在參照第9A、9B圖。
第9A圖以透明旋轉等距視圖例示了一電磁裝置3100,電磁裝置3100類似電磁裝置2100,但具有以下所述的某些差異。如所例示,電磁裝置3100具有設置在一基板1200上的介電媒介物1300,其中,介電媒介物1300是一單一單元三維介電媒介物,如參照第8圖所示。在一實施例中,介電媒介物1300是具有一第一介電常數的一第一介電媒介物,且電磁裝置3100還包含具有一第二介電常數的一第二介電媒介物1400,其中,第二介電常數不同於第一介電常數,第二介電媒介物1400至少部分地被設置在第一介電媒介物1300的外側並且至少部分地包圍第一介電媒介物1300。在一實施例中,第二介電媒介物1400完全地被設置在第一介電媒介物1300的外側並且完全地包圍第一介電媒介物1300。在一實施例中,該第二介電常數小於該第一介電常數。
第9B圖例示的第9A圖的電磁裝置3100的俯視圖,當中,如箭頭所指之側1212、1214所例示,長條孔徑1202的一邊緣1210延伸超出介電媒介物1300的外部邊界1334、1354而進入到介電媒介物1400。如所例示,延伸超出介電媒介物1300的外部邊界1334、1354的長條孔徑1202的邊緣1210相當靠近至少一凹陷部分1304、1306。在一實施例中,如箭頭所指之側1212、1214的例示,延伸超出介電媒介物1300的外部邊界1334、1354的長條孔徑1202的邊緣1210就是位在長條孔徑1202的對立側上。在一實施例中,如所例示,至少一凹陷部分1304、1306包含二個凹陷部分1304、1306,且二個凹陷部分1304、1306在長條孔徑1202的對立側上彼此對立,以在介電媒介物1300中形成一頸部1314(也參照第1A、3A圖),且延伸超出第一介電媒介物1300的外部邊界1334、1354的長條孔徑1202的邊緣1210相當靠近介電媒介物1300的頸部1314的二側1212、1214。在一實施例中,第一介電媒介物1300與第二介電媒介物1400是互相直接緊密接觸的。
現在參照第9C圖,其例示了一電磁裝置4100,電磁裝置4100類似於第9A、9B圖所例示的電磁裝置3100,但具有如下所述的某些差異。如所例示且類似於電磁裝置3100,電磁裝置4100具有一第一介電媒介物1300,亦即,一單一單元三維介電媒介物,第一介電媒介物1300設置在一基板1200上,且完全地覆蓋基板1200中的長條孔徑1202。電磁裝置4100的第一介電媒介物1300與電磁裝置3100的第一介電媒介物1300,其不同之處在於,電磁裝置4100的第一介電媒介物1300在頸部1314的區域完全地覆蓋長條孔徑1202(也就是,經比較第9C圖與第9B圖可知,長條孔徑1202的邊緣1210沒有延伸超出介電媒介物1300的外部邊界1334、1354而進入到介電媒介物1400)。
在一實施例中,且如第9C圖所例示,第一介電媒介物1300與第二介電媒介物1400是互相至少部分分離的,且在一實施例中,第一介電媒介物1300與第二介電媒介物1400是透過一界定的氣隙1150互相完全分離的,界定的氣隙1150處的輪廓,位於第一介電媒介物1300與第二介電媒介物1400之間,且可以是一空氣氣隙。在一實施例中,且在該裝置的平面圖中觀察到,少一凹陷部分1304、1306包含二個凹陷部分1304、1306(參照例如第9B圖),且二個凹陷部分1304、1306在長條孔徑1202的對立側上彼此對立,以在介電媒介物1300中形成一頸部1314,頸部1314在長條孔徑1202各側上具有互相平行的直線部分1318。在一實施例中,頸部1314的直線部分1318既不是垂直於也不是平行於長條孔徑1202的長度L的方向(參照例如至少第1B圖所例示的長度L)。在一實施例中,第二介電媒介物1400在頸部1314附近擬似頸部1314的直線部分1318的輪廓(參照例如在氣隙1150處所示的輪廓)。
現在共同參照第9A、9B圖,當中,第一介電媒介物1300具有靠近基板1200的一第一近端1370、以及距離第一近端1370一垂直距離的一第一遠端1372,且當中,第二介電媒介物1400具有靠近基板1200的一第二近端1380、距離第二近端1380一垂直距離且距離第一遠端1372一垂直距離的一第二遠端1382、以及位於第二近端1380與第二遠端1382之間的一中間區域1375。在一實施例中,第一介電媒介物1300的橫截面外部邊界1334、1354(第9B圖中所例示的元件符號1334、1354)在此視為一第一橫截面外部邊界;第二介電媒介物1400的第二近端1380具有一第二橫截面外部邊界1402,第二介電媒介物1400的中間區域1375具有一第三橫截面外部邊界1404,第二介電媒介物1400的第二遠端1382具有一第四橫截面外部邊界1406;當中,第二橫截面外部邊界1402被徑向地設置於第一橫截面外部邊界1334、1354的外側,而第四橫截面外部邊界1406大於第二橫截面外部邊界1402,且被徑向地設置於第二橫截面外部邊界1402的外側(最佳參照第9B圖)。在一實施例中,除了例外的因為塑造(Molding)或其他加工方法的脫模角度(Draft Angle),第三橫截面外部邊界1404第二橫截面外部邊界1402實質相同。在一實施例中,第二橫截面外部邊界1402、第三橫截面外部邊界1404、第四橫截面外部邊界1406全都實質上是圓形或橢圓形。在一實施例中,第二介電媒介物1400從第三橫截面外部邊界1404轉變到第四橫截面外部邊界1406的一結構類似於一倒截頭圓錐(Inverted Truncated Cone)1377(最佳參照第9B圖與第9C圖的組合)。此處所述的”實質相同(Substantially The Same As)”是旨在容納製造或加工公差、及/或塑造脫模公差,這樣的話,在所述公差不存在的情況下,用語”實質相同(Substantially The Same As)”的意義也就是”相同(The Same As)”。此處所述的”實質上是圓形或橢圓形(Substantially Circular Or Elliptical)”是旨在容納製造或加工公差、及/或塑造脫模公差,這樣的話,在所述公差不存在的情況下,用語”實質上是圓形或橢圓形(Substantially Circular Or Elliptical)”也就是”圓形或橢圓形(Circular Or Elliptical)”。
參照第9A圖與第5A圖,基板1200的一實施例包含基板整合波導管形式的一訊號饋送基板1250、以及被設置為與訊號饋送基板1250的上導電層1222(最佳參照第1C-1H圖)電性接觸的一導電電磁反射器1270。在一實施例中,導電電磁反射器1270包含一反射牆1272,反射牆1272實質地包圍介電媒介物1300。在一實施例中,一單一介電媒介物1300與單一導電電磁反射器1270是呈現一對一的關係。
第10A、10B以及10C圖例示了與第9A、9B圖所示內容相關的一實施例的電磁數值建模結果,當中,第10A圖例示了S11回波損耗(Return Loss)和增益(dBi)相對於(vs.)工作頻率的變化,第10B圖例示了左側圓極化(LHCP)和右側圓極化(RHCP)相對於角度(THETA)的變化,第10C圖例示了軸率(Axial Ratio,AR)以dBi的形式相對於工作頻率的變化。軸率的數值正比於正交的電場分量Ex、Ey,當中ARαEx/Ey(α在此作為表示比例的符號)。作為一範例,當Ex=Ey,則AR=1,且dBi=0。關於第10A、10B以及10C圖,應理解,與本揭露一致的一實施例具有大於7dBi一寬頻遠場輻射場型、在角度(THETA)為0度時的一高增益右側圓極化與一低增益左側圓極化、以及在頻率78.8GHz的一最小軸率。
雖然此處所揭露的實施例可被設計或建模為針對一特定雷達頻率的性能,但應理解,此處所揭露的實施例一般來說可適合用在雷達頻率的一範圍內,例如,從大約1GHz到大約300GHz。可替代的範圍是1GHz到3GHz、3GHz到6GHz、6GHz到16GHz、8GHz到12GHz、10GHz到20GHz、20GHz到30GHz、30GHz到50GHz、50GHz到75GHz、55GHz到65GHz、70GHz到85GHz、76GHz到81GHz、85GHz到100GHz、100GHz到200GHz、200GHz到300GHz。
現在參照第11A圖與第11B圖,當中,第11A圖例示了一陣列5100的平面圖,而第11B圖例示了陣列5100的透明旋轉等距視圖,且當中,在一實施例中,陣列5100包含例示在第9A-9B圖的複數電磁裝置3100。雖然第11A圖與第11B圖例示了陣列5100具有複數電磁裝置(例如,電磁裝置3100),但應理解,與本揭露一致的其他電磁裝置也能作為第11A圖與第11B圖的代表。嚴格來說,與本揭露一致的任何陣列5100都被打算且考慮為落在本揭露的一發明的範圍內。在一實施例中,在一平面佈置5200中,多個相應的基板1200結構性且電性地互相連接,以使用本領域已知的方式提供一適合的訊號饋送。在一實施例中,且與上述說明一致,一相應的介電媒介物1300的至少一凹陷部分1304、1306的各個凹陷部分界定了該相應的介電媒介物1300的一第一部分1330與一第二部分1350的位置,該相應的介電媒介物1300的第一部分1330在至少一凹陷部分1304、1306的一側上,該相應的介電媒介物1300的第二部分1350在至少一凹陷部分1304、1306的一對立側上(最佳參照第9B圖),且在陣列5100的平面圖中觀察到,一第一組介電媒介物5110具有其相應的一第一部分與一第二部分,該第一部分與該第二部分定向陣列5100的一x-y座標系統的一第一方向5130或一第二方向5140;以及,一第二組介電媒介物5120具有其相應的一第一部分與一第二部分,該第一部分與該第二部分定向該陣列的該x-y座標系統的一第一方向5130或一第二方向5140,且第二方向5140不同於第一方向5130。在一實施例中,如第11A圖所例示,第一方向5130與一第二方向5140既不是互相垂直也不是互相平行。在一實施例中,第一方向5130與一第二方向5140互相垂直(最佳參照以下所述的第13C圖所例示的第一方向6130與一第二方向6140)。
根據第11A圖與第11B圖的上述說明,應理解,一實施例包含一佈置,當中,第一組介電媒介物5110包含定向在第一方向5130的一第一對最鄰近介電媒介物,且第二組介電媒介物5120包含定向在第二方向5140的一第二對最鄰近介電媒介物。可以透過例如第一與第二位置5112、5122上的第二介電媒介物1400的相應部分,得知第一組介電媒介物5110與第二組介電媒介物5120相對於彼此的靠近程度。
第12A圖與第12B圖例示了第11A圖與第11B圖所例示的陣列5100的電磁數值建模結果,當中,若非陣列5100,第12A圖與第10A圖相關聯,而若非陣列5100,第12B圖與第10B圖相關聯。透過比較第12A圖與第12B圖以及第10A圖與第10B圖,可觀察到增益的改善。
現在共同參照第13A-13D圖,當中各個圖示例示了與本揭露一致但具有以下所述某些差異的一二乘二(2X2)的電磁裝置的陣列6100。
類似陣列5100,陣列6100包含多個基板1200的一佈置,該多個基板包含設置在其上的複數介電媒介物1390,且該多個基板實質地覆蓋相對應的長條孔徑1202。如在本揭露的其他實施例中,一相應的介電媒介物1390的至少一凹陷部分1304、1306的各個凹陷部分界定了該相應的介電媒介物1390的一第一部分1330與一第二部分1350的位置,該相應的介電媒介物1390的第一部分1330在至少一凹陷部分1304、1306的一側上,該相應的介電媒介物1390的第二部分1350在至少一凹陷部分1304、1306的一對立側上。在陣列6100的平面圖中觀察到,一第一組介電媒介物具有其相應的一第一部分1330與一第二部分1350,第一部分1330與第二部分1350定向陣列6100的一x-y座標系統的一第一方向6130或一第二方向6150;以及,一第二組介電媒介物具有其相應的一第一部分1330與一第二部分1350,第一部分1330與第二部分1350定向該陣列的該x-y座標系統的一第一方向6130或一第二方向6150,且第二方向6150不同於第一方向6130。
在一實施例中,特別是參照第13A圖,該第一組與第二組介電媒介物1390.1、1390.2、1390.3、1390.4各自定向第一方向6130。
在一實施例中,特別是參照第13B圖,該第一組與第二組介電媒介物1390.1、1390.2、1390.3、1390.4各自定向第二方向6150。
在一實施例中,特別是參照第13C圖,該第一組介電媒介物包含定向在第一方向6130的一第一對最對角介電媒介物1390.2、1390.3,且該第二組介電媒介物包含定向在第二方向6150的一第二對最對角介電媒介物1390.1、1390.4。
如至少第13A圖或第13B圖所例示,一相應的介電媒介物1390的第一部份1330與第二部分1350各自具有一向外彎曲外部邊界1334、1354以及設置在向外彎曲外部邊界1334、1354之間的一頸部區域1314。在一實施例中,各個相應的頸部區域1314由該相應的介電媒介物1390的向外彎曲的外部邊界1334、1354的一延續所形成。在一實施例中,各個相應的頸部區域1314由該相應的介電媒介物1390的一向內彎曲的外部邊界1392所形成。在一實施例中,各個相應的向內彎曲的外部邊界1392是該相應的介電媒介物1390的一相應的向外彎曲的邊界1334、1354的一延續。
現在參照第13D圖,當中例示了一電磁裝置7100,電磁裝置7100包含第13A-13C圖所例示的陣列6100中的任一個,且各個相應的(第一)介電媒介物1390具有一第二介電媒介物1400,第二介電媒介物1400實質地耦合到相應的介電媒介物1390的遠端,且至少垂直地從該遠端延伸(參照例如第9A-9C圖),當中,各個第二介電媒介物1400透過一相對較薄的連接結構1450與相鄰的第二介電媒介物1400相互連接,相對較薄的連接結構1450具有一厚度t,且厚度t在電磁裝置7100被電磁激勵時小於電磁裝置7100的一工作波長λ。在一實施例中,厚度t小於工作波長λ的1/2,或可替換地小於工作波長λ的1/5,或還可替換地小於工作波長λ的1/10。在一實施例中,相對較薄的連接結構1450設置在相對應的第二介電媒介物1400的一遠端,且距離基板1200一垂直距離。在一實施例中,相對較薄的連接結構1450與複數第二介電媒介物1400被以一整體形式集合且整合在一起。
現在共同參照第14A圖與第14B圖,當中,第14A圖例示了具有複數介電媒介物1500的一陣列8100的透明平面圖,介電媒介物1500被以透明方式例示在基板1200上,基板1200實質地覆蓋相對應的長條孔徑1202;且當中,第14B圖例示了第14A圖的陣列8100的一立體旋轉等距視圖,且在第14B圖中,介電媒介物1500被以立體方式呈現。如所例示,介電媒介物1500具有一基本部分1510與一電磁共振部分1520(也可視為一介電共振天線),當中,基本部分1510與共振部分1520二者都是由除了空氣外的一介電材料所形成,且二者被一體成型。共振部分1520包含前述的至少一凹陷部分1304、1306,而基本部分1510缺少至少一凹陷部分1304、1306。基本部分1510與共振部分1520形成一單元統一結構(Unitary Monolithic Structure)。在一實施例中,基本部分1510相對於共振部分1520的一高度是較薄的。在一實施例中,基本部分1510具有一厚度t2,共振部分1520具有一高度H,當中,厚度t2小於高度H的1/5,或可替代地小於高度H的1/10,或可替代地當陣列8100被電磁激勵時小於陣列8100的一工作波長λ2。在一實施例中,厚度t2小於工作波長λ2的1/2,或可替換地小於工作波長λ2的1/5,或還可替換地小於工作波長λ2的1/10。
根據前面所述的全部內容,應理解,本揭露的任何一個實施例的介電媒介物、或第一介電媒介物形成相應的電磁裝置的一介電共振部分,當中介電媒介物被設置在相應的基板上,且基板實質地覆蓋一相應的長條孔徑。
現在參照第15圖,其例示了一電磁設備9100,電磁設備9100具有一基板1200,基板1200具有多個相鄰的電磁訊號通道9200,各通道包含一或多個介電共振天線1520與一相關的電磁饋送結構9250,電磁饋送結構9250被配置為具有朝向該一或多個介電共振天線1520的一電磁場的一傳播方向Ȳ。該一或多個介電共振天線1520各自具有與本揭露一致的一介電結構,且該介電結構被配置以響應於在一相應的電磁饋送結構9250上的一電磁訊號而產生以下至少一項:圓極化電磁輻射、橢圓極化電磁輻射。雖然第15圖例示了針對介電共振天線1520的一特定結構,但從前文所述的全部內容應理解,在本揭露中,與此處所揭露的一實施例一致的情況下,能用來作為介電共振器的其他介電媒介物都可以用來替代第15圖所例示的介電共振天線1520。
在一實施例中,介電共振天線1520包含除了空氣外的一介電媒介物1500,介電媒介物1500設置在與電磁饋送結構9250進行電磁信號通信的基板1200上,在設備9100的平面圖中觀察到,介電媒介物1500具有一橫截面邊界1334、1354,橫截面邊界1334、1354具有至少一凹陷部分1304、1306,至少一凹陷部分1304、1306從部分限制橫截面邊界1334、1354的一正切線1104、1106往內朝向介電媒介物1500的一中心凹陷;其中,傳播方向Ȳ既不是垂直於正切線1104、1106也不是平行於正切線1104、1106。
在一實施例中,設備9100被配置為一雷達系統。在一實施例中,多個相鄰的電磁訊號通道9200中的一或多個是一雷達系統的接收通道。在一實施例中,多個相鄰的電磁訊號通道9200中的一或多個是一雷達系統的發射通道。在一實施例中,設備9100是一通訊系統。在一實施例中,多個相鄰的電磁訊號通道9200中的一或多個是一通訊系統的接收通道。在一實施例中,多個相鄰的電磁訊號通道9200中的一或多個是一通訊系統的發射通道。
現在參照第16A-16B圖,其例示了類似電磁設備9100的一示範性電磁設備10100,電磁設備10100被配置為一雷達組件設備,該雷達組件設備與本揭露所配置的任何電磁裝置(通常可視為電磁裝置1100,但實際上包含本揭露所配置的任何電磁裝置)中的一或多個一起使用。以相像方式來例示與描述相像的元件。如第16A圖與第16B圖所例示,電磁設備10100包含電磁裝置1100(以本揭露的配置)的發射(Tx)通道10202的一陣列,且包含電磁裝置1100(以本揭露的配置)的接收(Rx)通道10204的一陣列。在第16A圖與第16B圖的各圖示中,射頻(Radio Frequency,RF)前端晶片10300(例如一雷達前端)以電磁方式驅動發射(Tx)通道10202與接收(Rx)通道10204,其中包含本發明所屬技術領域中可用且已知的任何的射頻前端晶片或雷達前端(參照示範性產品,例如美國德州儀器的AWR1642、AWR1243、IWR6843)。在第16A圖與第16B圖的各圖示中,可以採用一印刷電路板、或一電子封裝組件的形式、或以任何適合本揭露之目的的形式來提供電磁設備10100。
如第16A圖所例示,根據本揭露的一實施例,發射(Tx)通道10202被配置以產生右側感應橢圓或圓極化(RH-E/C-P)的電磁輻射,且接收(Rx)通道10204被配置以產生左側感應橢圓或圓極化(LH-E/C-P)的電磁輻射。換言之,根據一實施例,發射(Tx)通道10202與接收(Rx)通道10204被配置為對立的極化感應,其可以分別是RH-E/C-P與LH-E/C-P、或者分別是LH-E/C-P與RH-E/C-P。
如第16B圖所例示,根據本揭露的一實施例,發射(Tx)通道10202被配置以產生右側感應橢圓或圓極化(RH-E/C-P)的電磁輻射,且接收(Rx)通道10204被配置以產生右側感應橢圓或圓極化(RH-E/C-P)的電磁輻射。換言之,根據一實施例,發射(Tx)通道10202與接收(Rx)通道10204被配置為相同的極化感應,其可以分別是RH-E/C-P與RH-E/C-P、或者分別是LH-E/C-P與LH-E/C-P。
雖然第16A圖與第16B圖例示了產生RH-E/C-P與LH-E/C-P的佈置,但應理解,所例示內容之目的只是為了說明,且只要落在本案之申請專利範圍內,整體上與本揭露一致的其他的RH-E/C-P與LH-E/C-P的例示仍有意被涵蓋在本揭露中。
雖然第16A圖與第16B圖例示了二個發射(Tx)通道10202與四個接收(Rx)通道10204,以及各個發射(Tx)通道10202具有四個電磁裝置1100,且各個接收(Rx)通道10204具有四個電磁裝置1100,但應理解,這只是為了說明,且本揭露的一發明可涵蓋任何數量的發射(Tx)通道與接收(Rx)通道,且各發射(Tx)通道與各接收(Rx)通道可包含任何數量的電磁裝置,而這些都落在本案之申請專利範圍內。
現在參照第16C圖,其例示了一示範性電磁設備10100',類似於第16A圖與第16B圖所示的內容,在第16C圖中,電磁設備10100'具有定向為平行於(沿著)y軸的一組發射(Tx)通道10202與接收(Rx)通道10204,但還具有定向為平行於(沿著)x軸的一組發射(Tx)通道10202'與接收(Rx)通道10204'。本發明所屬技術領域中具有通常知識者應理解,發射(Tx)通道與接收(Rx)通道的定向建立了發射與接收雷達通道的傳播方向,當中,該傳播方向垂直於分別被訊號方向線10120、10120'所標示的通道陣列的縱向。雖然第16C圖例示的二組發射(Tx)與接收(Rx)通道的方向是互相正交的,但應理解,這目的只是為了說明,且能提供大角度範圍的雷達掃描的其他角度的定向也是可能的且有意被涵蓋在本揭露中。
根據第16A-16C圖的上述說明以及其他相關的圖示,應理解,此處揭露的實施例包含以雷達系統形式配製而成的一設備。在一實施例中,該多個相鄰的訊號通道中的一或多個被配置為該雷達系統的發射通道,當中,在一實施例中,該發射通道包含的結構被配置為產生:左側橢圓或圓極化遠場電磁輻射;或右側橢圓或圓極化遠場電磁輻射。在一實施例中,該多個相鄰的訊號通道中的一或多個被配置為該雷達系統的接收通道,當中,在一實施例中,該接收通道包含的結構被配置為產生:左側橢圓或圓極化遠場電磁輻射;或右側橢圓或圓極化遠場電磁輻射。在一實施例中,一射頻前端晶片以電磁方式驅動該多個相鄰的訊號通道中的各個訊號通道,當中,在一實施例中,透過相位轉移或時間延遲,該射頻前端晶片是電磁可控的(Electromagnetically Steerable)。在一實施例中,該多個相鄰的訊號通道包含一第一組訊號通道與一第二組訊號通道,該第一組訊號通道被設置於一第一縱向,該第二組訊號通道被設置於一第二縱向,且該第二縱向不同於該第一縱向。在一實施例中,該多個相鄰的訊號通道包含一第一組訊號通道與一第二組訊號通道,該第一組訊號通道被設置於一第一縱向,該第二組訊號通道被設置於一第二縱向,且該第二縱向正交於該第一縱向。在一實施例中,該第一組訊號通道包含一第一組發射訊號通道與一第一組接收訊號通道,且該第二組訊號通道包含一第二組發射訊號通道與一第二組接收訊號通道。在一實施例中,該第二組發射訊號通道被設置於一縱向,且正交於該第一組發射訊號通道,以及該第二組接收訊號通道被設置於一縱向,且正交於該第一組接收訊號通道。
現在參照第17A圖、第17B圖、與第17C圖,其例示了一示範性電磁設備11100的平面圖,電磁設備11100類似於電磁設備10100、9100且被配置為一通訊組件設備,該通訊組件設備與本揭露所配置的任何電磁裝置(通常可視為電磁裝置1100,但實際上包含本揭露所配置的任何電磁裝置)中的一或多個一起使用。以相像方式來例示與描述相像的元件。如第17A圖與第17B圖所例示,電磁設備11100包含電磁裝置1100(以本揭露的配置)的發射(Tx)通道10202的一陣列,且包含電磁裝置1100(以本揭露的配置)的接收(Rx)通道10204的一明顯分離的陣列。如第17C圖所例示,電磁設備11100包含電磁裝置1100(以本揭露的配置)的發射(Tx)通道10202與接收(Rx)通道10204的一組合陣列。也就是,第17C圖所例示的電磁設備11100的各個電磁裝置1100的作用包含發射器以及接收器二者。類似第16A-16B圖所例示的實施例,射頻前端晶片10300以電磁方式驅動電磁設備11100的發射通道10202與接收通道10204。如第17A-17C圖所例示,一專用射頻前端晶片10300以電磁方式驅動電磁設備11100的發射通道10202與接收通道10204的集合(例如但不限於4個集合)。在一實施例中,射頻前端晶片10300包含一電磁可控功能,例如相位轉移或時間延遲,其可應用到被導向各個電磁裝置1100(亦即,天線元件)的電磁訊號。在一實施例中,可以採用一印刷電路板、或一電子封裝組件的形式、或以任何適合本揭露之目的的形式來提供電磁設備11100。在一實施例中,射頻前端晶片10300可以被貼附到一射頻印刷電路板11200的背部。在一實施例中,電磁訊號傳輸到電磁裝置1100(亦即,天線元件)的結構包含來自於一射頻印刷電路板的的一後側的導電路徑11300(參照例如第1C、1G、1H圖所例示的導電路徑1224)。
如第17A圖所例示,根據本揭露的一實施例,發射(Tx)通道10202被配置以產生右側感應橢圓或圓極化(RH-E/C-P)的電磁輻射,且接收(Rx)通道10204被配置以產生左側感應橢圓或圓極化(LH-E/C-P)的電磁輻射。換言之,根據一實施例,第17A圖所例示的發射(Tx)通道10202與接收(Rx)通道10204被配置為對立的極化感應,其可以分別是RH-E/C-P與LH-E/C-P、或者分別是LH-E/C-P與RH-E/C-P。
如第17B圖所例示,根據本揭露的一實施例,發射(Tx)通道10202被配置以產生右側感應橢圓或圓極化(RH-E/C-P)的電磁輻射,且接收(Rx)通道10204被配置以產生右側感應橢圓或圓極化(RH-E/C-P)的電磁輻射。換言之,根據一實施例,第17B圖所例示的發射(Tx)通道10202與接收(Rx)通道10204被配置為相同的極化感應,其可以分別是RH-E/C-P與RH-E/C-P、或者分別是LH-E/C-P與LH-E/C-P。
如第17C圖所例示,發射(Tx)通道10202與接收(Rx)通道10204的組合陣列具有共同的發射與接收天線元件,且被共同地配置以產生右側感應橢圓或圓極化(RH-E/C-P)的電磁輻射。換言之,根據一實施例,第17C圖所例示的發射(Tx)通道10202與接收(Rx)通道10204的組合陣列被配置為相同的極化感應,其可以分別是RH-E/C-P與RH-E/C-P、或者分別是LH-E/C-P與LH-E/C-P。
雖然第17A-17C圖例示了產生RH-E/C-P與LH-E/C-P的佈置,但應理解,所例示內容之目的只是為了說明,且只要落在本案之申請專利範圍內,整體上與本揭露一致的其他的RH-E/C-P與LH-E/C-P的例示仍有意被涵蓋在本揭露中。
雖然第17A-17C圖例示了某種數量的發射(Tx)通道10202以及某種數量的接收(Rx)通道10204,且例示了各個發射(Tx)通道10202具有某種數量的電磁裝置1100,以及各個接收(Rx)通道10204具有某種數量的電磁裝置1100,但應理解,這只是為了說明,且本揭露的一發明可涵蓋任何數量的發射(Tx)通道與接收(Rx)通道,且各發射(Tx)通道與各接收(Rx)通道可包含任何數量的電磁裝置,而這些都落在本案之申請專利範圍內。
根據第17A-17C圖的上述說明以及其他相關的圖示,應理解,此處揭露的實施例包含以通訊系統形式配製而成的一電磁設備。在一實施例中,該多個相鄰的訊號通道中的一或多個被配置為該通訊系統的發射通道,當中,在一實施例中,該發射通道包含的結構被配置為產生:左側橢圓或圓極化遠場電磁輻射;或右側橢圓或圓極化遠場電磁輻射。在一實施例中,該多個相鄰的訊號通道中的一或多個被配置為該通訊系統的接收通道,當中,在一實施例中,該接收通道包含的結構被配置為產生:左側橢圓或圓極化遠場電磁輻射;或右側橢圓或圓極化遠場電磁輻射。在一實施例中,該多個相鄰的訊號通道中的一或多個被配置為該通訊系統的發射通道與接收通道二者,當中,在一實施例中,各個訊號通道包含的結構被配置為產生:左側橢圓或圓極化遠場電磁輻射;或右側橢圓或圓極化遠場電磁輻射。在一實施例中,至少一射頻前端晶片以電磁方式驅動該多個相鄰的訊號通道中的各個訊號通道。在一實施例中,透過相位轉移或時間延遲,該至少一射頻前端晶片是電磁可控的。在一實施例中,該多個相鄰的訊號通道至少包含一第一組訊號通道與一第二組訊號通道,其中,一第一專用射頻前端晶片以電磁方式驅動該第一組訊號通道,且其中,一第二專用射頻前端晶片以電磁方式驅動該第二組訊號通道。在一實施例中,可以採用一印刷電路板、或一電子封裝組件的形式來配置與設置該電磁設備。在一實施例中,該至少一射頻前端晶片可以被貼附到該電子封裝組件的印刷電路板的背部。在一實施例中,該至少一射頻前端晶片可透過來自於該印刷電路板或該電子封裝組件的一後側的導電路徑來與相對應的介電共振天線進行電磁訊號通訊。
此處所述的”一體成形(Integrally formed)”是指以材料形成的一結構在從該結構的一區域到另一區域之間材料沒有中斷的情況下與該結構的其餘部分是共有的,例如透過一塑膠建模處理、一三維列印處理、一沉積處理、或一機器化或製造化的金屬加工處理所產生的一結構。可替換地,”一體成形(Integrally formed)”是指一單元一體不可分結構(Unitary One-Piece Indivisible Structure)。此處所述的”統一(Monolithic)”是指由一單一材料成分一體成形的一結構。此處所述的”直接緊密接觸(Direct Intimate Contact)”是指沒有任何中間物質或元件位在其中的接觸,例如,當一部分被直接地設置、沉積、列印、鑄模到另一個部分上。
此處所述的”由除了空氣外的一介電材料所組成(Composed Of A Dielectric Material Other Than Air)”是指可能包含空氣或適用於本揭露之目的之任何其他氣隙的一介電材料,但也包含一非空氣介電媒介物。在一實施例中,除了空氣外的該介電材料是一介電泡沫。
雖然本揭露所敘述與描述的實施例可例示具有或暗指具有一特定陣列尺寸的介電電磁陣列結構,但應理解,在不超出本發明的一範圍的情況下,這樣的尺寸是可以改變的。嚴格來說,落在本揭露的影響範圍內且適用於本揭露之目的之任何尺寸都應被視為是本揭露的實施例的補充。雖然以下的示範性實施例是個別地被呈現,但在完整地閱讀本揭露的所有實施例後應理解,個別的實施例之間存在相似性,使得某些特徵及/或處理可以被替代轉變。嚴格來說,根據一實施例,任何這樣的特徵及/或處理的組合都可以被利用,無論這樣的組合是否被明確地敘述,只要其與本揭露一致即可。與以下一或多個實施例相關的多個圖示例示了一組正交的x-y-z軸,其提供了相應特徵之間的結構關係的一參考框架,當中,在相應的實施例中,一x-y平面符合一平面圖,且一x-z平面或一y-z平面符合一正視圖。雖然本揭露所敘述與描述的實施例例示了具有一特定橫截面輪廓(x-y、x-z、或y-z),但應理解,在不超出本發明的一範圍的情況下,這樣的輪廓是可以改變的。嚴格來說,落在本揭露的影響範圍內且適用於本揭露之目的之任何輪廓都應被視為是本揭露的實施例的補充。
雖然個體特徵的某些組合已經被描述以及敘述,但應理解,這些特徵的組合的目的只是為了說明,且根據一實施例,任何這樣的特徵的任意組合都可以被利用,無論這樣的組合是否被明確地敘述,只要其與本揭露一致即可。本揭露有意涵蓋這樣的特徵組合的全部或任一個,且本發明所屬技術領域中具有通常知識在整體考量本申請的情況下應理解這樣的特徵組合的全部或任一個,又只要是落在本案之申請專利範圍所界定的發明的範圍內,這樣的特徵組合的全部或任一個都應被視為是以本發明所屬技術領域中具有通常知識能夠理解的方式而被涵蓋在本揭露之發明的範圍內。
雖然已經參考示範性實施例來描述了一發明,但應理解,在不超出本案之申請專利範圍之範圍的情況下,可以進行各種變化,也可以將其中的元件替換為等同物。在不超出必要範圍的情況下,為了適應本發明教導的一特定情形或材料,可以進行許多修改。在本文中,並不打算將本發明限制到本揭露中作為實現本發明的最佳或唯一模式的一或多個特定的實施例,而是將本發明視為包含所有落在本案之申請專利範圍內的所有實施例。在圖式以及實施方式中,已經揭露了示範性的實施例,而雖然具體的術語及/或尺寸已經使用,但除非有以其他方式陳述,不然都只是一般性、示範性、描述性目的之使用,而不是限制,也因此,本案之申請專利範圍並未受到此限制。當一元件,例如,一層、一膜、一區域、一基板、或其他描述的特徵被提到其被放置在另一元件上(On),則表示該元件被直接放置在該另一元件上、或者在該元件與該另一元件之間存在中間元件。相比之下,當一元件被提到其被直接放置在另一元件上(Directly On),則表示在該元件與該另一元件之間不存在中間元件。術語”第一(First)”、”第二(Second)”等等並不是用來表示任何順序或重要性而只是用來將一元件從另一元件中區別出來。術語”一(A/An)”並不是用來表示數量的限制,而是表示該術語所對應的項目中的至少一個。術語”包含(Comprising)”並未排除可能被涵蓋的一或多個額外的特徵。而且,本文所提供任何背景資訊是為了揭露申請人相信可能與本揭露的發明相關的資訊。有關將任何這樣的背景資訊視為對抗本揭露之發明之一實施例的先前技術,本文並不同意,也不應這樣解釋。
雖然現有的水平或垂直線性極化雷達訊號可能適合其預期的目的,但本揭露的實施例提供了具有一遠場輻射場型之水平或垂直橢圓或圓極化雷達訊號,該遠場輻射場型可以不是垂直就是水平於地面,這在某些實施例中提供的優勢是:將來自於金屬物件的反射的極化反轉,而不將來自於水分子(例如,雨)的反射的極化反轉,藉以將來自於金屬物件以及來自於非金屬物件的雷達反射訊號之間的區別增大。換言之,本揭露中產生橢圓或圓的遠場極化的實施例具有察覺(Seeing)金屬物件(例如,汽車)以及不察覺(Not Seeing)或濾除水分子的能力,藉以提升偵測行駛在雨中的汽車的準確性、或提升偵測在非金屬環境內的其他金屬物件的準確性。除此之外,本揭露中產生橢圓或圓遠場極化的實施例,在對外的雷達訊號觸碰到一金屬物件的一邊緣時,產生具有複數的反射訊號特徵(Complex Reflection Signal Signatures)的反射雷達訊號,藉以提供較多的高反射雷達訊號內的資訊內容,以供所觀察物件的更細部的訊號處理所用。再除此之外,本揭露中具有被配置為相同極化感應的發射通道與接收通道的實施例可被用以偵測雨分子,這是因為來自於發射通道之未被反轉的反射雷達訊號可以被接收通道偵測到。因此,在發射通道與接收通道是或不是相同極化的情況下,都可以將其組合以提供一複數的且高資訊量的反射雷達特徵。另外,具有x軸以及y軸定向陣列、或任何角度佈置的發射通道與接收通道都可以被組合以提供具有方向特徵內容的一複數的且高資訊量的反射雷達特徵。
本專利申請案主張在2020年1月31日所申請的美國第62/968,174號臨時專利申請案的優先權利益,且以引用方式將該美國臨時專利申請案的全文併入此處。
如下所示:
1100:電磁裝置
1104、1106:正切線
1108、1108':對稱平面
1120、1122、1124、1126:面內反射軸
1130:共振器
1132:主要路徑
1134:次要路徑
1140:改造共振器
1142:主要路徑
1144:水平電場分量
1146:垂直電場分量
1150:氣隙
1200:基板
1200.1:基板整合波導管
1200.2:微帶
1200.3:帶狀線
1200.4:帶狀線
1200.5:共面波導管
1200.6:共面波導管
1202:孔徑
1202.1、1202.2:至少二開口
1202':分岔長條孔徑
1204:幾何中心
1206:中心點
1208:上表面
1210:外部邊緣
1212、1214:側
1220:介電媒介物
1221:下導電層
1222:上導電層
1224:導電路徑
1230:導電訊號線
1231、1232:側通道
1250:訊號饋送基板
1270:導電電磁反射器
1272:反射牆
1300:介電媒介物
1302:橫截面邊界
1304、1306:至少一凹陷部分
1314:頸部
1316:直線路徑
1318:直線部分
1320:垂直外牆
1322、1324:分別的最外邊緣
1330:第一部分
1332:第一最大整體外部尺寸
1334:外部邊界
1336:線性外部邊界
1336':部分矩形外部邊界
1338:橫截面邊界
1340:垂直分界面
1342:第一凸出物
1344:第二凸出物
1350:第二部分
1352:第二最大整體外部尺寸
1354:外部邊界
1356:線性外部邊界
1356':部分矩形外部邊界
1358:傾斜平面的或頂部曲線的表面
1360:介電媒介物
1370:第一近端
1372:第一遠端
1375:中間區域
1377:截頭圓錐
1380:第二近端
1382:第二遠端
1390:介電媒介物
1390.1、1390.2、1390.3、1390.4:介電媒介物
1400:第二介電媒介物
1402:第二橫截面外部邊界
1404:第三橫截面外部邊界
1406:第四橫截面外部邊界
1450:相對較薄的連接結構
1500:介電媒介物
1510:基本部分
1520:電磁共振部分
2100:電磁裝置
3100:電磁裝置
4100:電磁裝置
5100:陣列
5110:第一組介電媒介物
5112:第一位置
5120:第二組介電媒介物
5122:第二位置
5130:第一方向
5140:第二方向
5200:平面佈置
6100:陣列
6130:第一方向
6150:第二方向
7100:電磁裝置
8100:陣列
9100:電磁設備
9200:電磁訊號通道
9250:電磁饋送結構
10100、10100':電磁設備
10202、10202':發射通道的陣列
10204、10204':接收通道的陣列
10300:射頻前端晶片
11100:電磁設備
11200:射頻印刷電路板
11300:導電路徑
x、y、z:軸
參照示範性且非限制的圖式,在以下圖示中,相像的元件採用相像的元件符號:
第1A圖以及第1B圖以平面圖例示了根據一實施例的一示範性電磁裝置;
第1C、1D、1E、1F、1G以及1H圖例示了根據一實施例中適合與一個或多個電磁裝置一起使用的各種訊號饋送佈置的俯視圖和截面圖;
第2A、2B、2C、2D、2E以及2F圖以平面圖例示了根據一實施例的介電媒介物的示範性輪廓;
第3A、3B、3C、3D、3E以及3F圖以平面圖例示了根據一實施例的第2A-2F圖中具有長條孔徑的介電媒介物的示範性輪廓;
第4圖以平面圖例示了根據一實施例的第3A圖的放大圖;
第5A、5B、5C以及5D圖以平面圖例示了根據一實施例的其他電磁裝置;
第6A、6B以及6C圖以平面圖例示了根據一實施例的與第3A圖的示範性電磁設備相關的電場向量;
第7A以及7B圖以平面圖例示了根據一實施例的電場向量;
第8圖以透明旋轉等距視圖例示了根據一實施例的一示範性電磁裝置;
第9A圖以透明旋轉等距視圖例示了根據一實施例的一示範性電磁裝置;
第9B圖以透明平面圖例示了根據一實施例的第9A圖的示範性電磁裝置;
第9C圖例示了根據一實施例的一示範性電磁裝置的透明旋轉等距視圖與相應的透明平面圖,該透明旋轉等距視圖與透明平面圖類似於但不同於第9A至9B圖的示範性電磁設備的透明旋轉等距視圖與透明平面圖;
第10A、10B以及10C圖例示了根據一實施例的一示範性電磁裝置的電磁數值建模結果;
第11A圖以透明平面圖例示了根據一實施例的電磁裝置的一示範性陣列;
第11B圖以透明旋轉等距視圖例示了根據一實施例的第11A圖的電磁裝置的示範性陣列;
第12A以及12B圖例示了根據一個實施例的電磁裝置的一示範性陣列的電磁數值建模結果;
第13A、13B以及13C圖以透明的平面圖例示了根據一實施例的電磁裝置的一示範性陣列;
第13D圖以半透明旋轉等距視圖例示了根據一實施例的第13A-13C圖中的一個或多個電磁設備的一示範性陣列;
第14A圖以透明平面圖例示了根據一實施例的電磁裝置的一示範性陣列;
第14B圖以立體旋轉等距視圖例示了根據一實施例的第14A圖中的電磁裝置的一示範性陣列;
第15圖例示了根據一實施例的與本揭露的一個或多個電磁裝置一起使用的一示範性電磁設備;
第16A圖例示了根據一實施例的與本揭露的一個或多個電磁裝置一起使用的一示範性電磁設備的一雷達組件設備,且該雷達組件設備具有相反極性的發射(Tx)通道和接收(Rx)通道;
第16B圖例示了根據一實施例的一雷達組件設備,該雷達組件設備相似於第16A圖的雷達組件設備,但具有相同極性的Tx與Rx通道;
第16C圖例示了根據一實施例的一雷達組件設備,該雷達組件設備相似於第16A、16B圖的雷達組件設備,根據本發明實施例中與第16A以及16B圖相似的一雷達組件設備,但具有附加的正交佈置的Tx與Rx通道;
第17A圖例示了根據一實施例的與本揭露的一個或多個電磁裝置一起使用的一示範性電磁設備的一通訊組件設備,且該通訊組件設備具有相反極性的Tx天線元件和Rx天線元件;
第17B圖例示了根據一實施例的一通訊組件設備,該通訊組件設備相似於第17A圖的通訊組件設備,但具有相同極性的Tx天線元件和Rx天線元件;以及
第17C圖例示了根據一實施例的一通訊組件設備,該通訊組件設備相似於第17B圖的通訊組件設備,但具有共同的Tx與Rx天線元件。
無。
1100:電磁裝置
1104:正切線
1200:基板
1202:長條孔徑
1204:幾何中心
1300:介電媒介物
1302:橫截面邊界
1304:凹陷部分
1316:直線路徑
1330:第一部分
1350:第二部分
W:總寬度
x、y:軸
Claims (125)
- 一種電磁裝置,包含: 一基板,包含具有一總長度與一總寬度的一長條孔徑,其中在該電磁裝置的一平面圖中觀察到,該總長度大於該總寬度;以及 一介電媒介物,包含除了空氣外的一介電材料,該介電材料設置在該基板上,該基板實質上覆蓋了該長條孔徑,在該電磁裝置的該平面圖中觀察到,該介電媒介物具有一橫截面邊界,該橫截面邊界具有至少一凹陷部分,該至少一凹陷部分從部分地限制該橫截面邊界的一正切線向該長條孔徑內凹陷; 其中,該總長度不與該正切線垂直。
- 如請求項1所述的電磁裝置,其中:該介電媒介物形成一介電共振天線的至少一部分。
- 如請求項1所述的電磁裝置,其中:該橫截面邊界是一橫截面外部邊界。
- 如請求項1所述的電磁裝置,其中:該長條孔徑是該基板的一導電層中的一開口。
- 如請求項4所述的電磁裝置,其中:該長條孔徑是一基板整合波導管中的一孔徑。
- 如請求項4所述的電磁裝置,其中:該長條孔徑是一帶線或微帶線上的一孔徑。
- 如請求項1所述的電磁裝置,其中:該長條孔徑包含在該基板的一導電層中的至少二個分開的開口。
- 如請求項7所述的電磁裝置,其中:該至少二個開口在長度方向上互相線性對齊。
- 如請求項7所述的電磁裝置,其中:該長條孔徑是只具有二開口的一分岔孔徑,且該二開口在長度方向上互相線性對齊。
- 如請求項7所述的電磁裝置,其中:該長條孔徑是由一共面波導管的至少一部份所形成。
- 如請求項1所述的電磁裝置,其中:該總長度不平行於該正切線。
- 如請求項1所述的電磁裝置,其中:該總長度定向在相對於該正切線的一角度,該角度大於或等於10度且該角度小於或等於80度。
- 如請求項1所述的電磁裝置,其中:該至少一凹陷部分在該至少一凹陷部分的一側界定了該介電媒介物的一第一部分,且在該至少一凹陷部分的一對立側界定了該介電媒介物的一第二部分。
- 如請求項13所述的電磁裝置,其中: 該至少一凹陷部分包含具有一第一介電常數的一介電材料; 該介電媒介物的該第一部分包含具有一第二介電常數的一介電材料; 該介電媒介物的該第二部分包含具有一第三介電常數的一介電材料;以及 該第一介電常數小於該第二介電常數且小於該第三介電常數。
- 如請求項14所述的電磁裝置,其中: 該第二介電常數實質上等於該第三介電常數。
- 如請求項1-15中的任一個所述的電磁裝置,其中:該至少一凹陷部分包含二凹陷部分。
- 如請求項16所述的電磁裝置,其中:該二凹陷部分在該長條孔徑的對立側上彼此對立,以在該介電媒介物中形成一頸部或一頸縮區域。
- 如請求項17所述的電磁裝置,其中:該二凹陷部分實質上是彼此的鏡像。
- 如請求項13-15中的任一個所述的電磁裝置,其中:在該電磁裝置的該平面圖中觀察到,通過該介電媒介物的一直線路徑,該直線路徑的一方向平行於該總寬度且通過該長條孔徑的一中心點,該直線路徑延伸通過該介電媒介物的該第一部分及該第二部分,且沒有延伸通過該至少一凹陷部分。
- 如請求項13-15中的任一個所述的電磁裝置,其中:在該電磁裝置的該平面圖中觀察到,該第一部份具有一第一最大整體外部尺寸,該第二部分具有一第二最大整體外部尺寸,該第一部分與該第二部分界定了在此兩者之間的一頸部,且該頸部具有小於該第一最大整體外部尺寸與小於該第二最大整體外部尺寸的一最小整體外部尺寸。
- 如請求項20所述的電磁裝置,其中:該頸部的該最小整體外部尺寸的一方向既不是垂直也不是平行於該長條孔徑的該總長度。
- 如請求項13-15中的任一個所述的電磁裝置,其中:在該電磁裝置的該平面圖中觀察到,該第一部分與該第二部分的至少其中之一具有一向外彎曲外部邊界。
- 如請求項13-15中的任一個所述的電磁裝置,其中:在該電磁裝置的該平面圖中觀察到該第一部分與該第二部分的至少其中之一具有至少一線性外部邊界。
- 如請求項13-15中的任一個所述的電磁裝置,其中:該第一部分與該第二部分的至少其中之一具有一部分矩形外部邊界。
- 如請求項20所述的電磁裝置,其中:該第一部分、該第二部分以及該頸部具有一組合外部邊界,該組合外部邊界相對於一面內反射軸是對稱的。
- 如請求項25所述的電磁裝置,其中:該面內反射軸正交於該頸部的該最小整體外部尺寸。
- 如請求項20所述的電磁裝置,其中:該頸部的該最小整體外部尺寸沿著一橫越路徑穿過該長條孔徑,該橫越路徑從該長條孔徑的一側延伸跨越到到該長條孔徑的另一側,該頸部的該最小整體外部尺寸大於該橫越路徑的一直線長度。
- 如請求項27所述的電磁裝置,其中:該橫越路徑延伸跨越該長條孔徑的一方向既不是垂直也不是平行於該長條孔徑的該總長度。
- 如請求項27所述的電磁裝置,其中:該頸部的該最小整體外部尺寸大於該橫越路徑的該直線長度,且設置在該長條孔徑兩側的該介電媒介物各自的介電材料具有一界定最小值。
- 如請求項29所述的電磁裝置,其中:該介電媒介物的介電材料的該界定最小值是等於或小於該頸部的該最小整體外部尺寸的三分之一。
- 如請求項29所述的電磁裝置,其中:該介電媒介物的介電材料的該界定最小值是等於或小於該頸部的該最小整體外部尺寸的五分之一。
- 如請求項29所述的電磁裝置,其中:該介電媒介物的介電材料的該界定最小值是等於或小於該頸部的該最小整體外部尺寸的十分之一。
- 如請求項13-15中的任一個所述的電磁裝置,其中:該介電媒介物的該第一部分與該第二部分在沿著一第一面內反射軸的一方向上相對於彼此延伸,其中該介電媒介物的該至少一凹陷部分包含一第一凹陷部分與一第二凹陷部分,且該第一凹陷部分與該第二凹陷部分是相對於該第一面內反射軸的彼此的鏡像,且其中: 該介電媒介物還包含一第一凸出物以及一第二凸出物,且該第一凸出物以及該第二凸出物還沿著該第一面內反射軸的該方向上從該介電媒介物的該第一部分和該第二部分中的相應部分延伸出來。
- 如請求項33所述的電磁裝置,其中: 該介電媒介物的該第一部分、該第二部分、該第一凸出物以及該第二凸出物被一體成形為一統一結構。
- 如請求項33所述的電磁裝置,其中: 該介電媒介物具有相對於該長條孔徑的一中心點的一相同徑向介電常數(Uniform Radial Dielectric Constant)。
- 如請求項33所述的電磁裝置,其中: 該介電常數具有相對於該長條孔徑的一中心點的一非相同介電常數(Non-Uniform Dielectric Constant)。
- 如請求項33所述的電磁裝置,其中,該介電媒介物具有根據以下公式所得到的一介電常數Dk: Dk(r)等於Dk(-r) 當中: 變數r是相對於該長條孔徑的一中心點的一半徑; 變數Dk(r)界定了在該半徑r的一介電常數;以及 變數Dk(-r)界定了在一半徑-r的一介電常數,且該半徑-r與該半徑r完全相對。
- 如請求項33所述的電磁裝置,其中: 該介電媒介物具有相對於該長條孔徑的一中心點的反對稱
- 如請求項33所述的電磁裝置,其中: 該介電媒介物具有沿一垂直z軸呈現擠壓形式的一三維結構。
- 如請求項1-12中的任一個所述的電磁裝置,其中: 該介電媒介物包含一單一單元三維(single unitary three-dimensional)介電媒介物,且該單一單元三維介電媒介物具有大於空氣的一介電常數。
- 如請求項40所述的電磁裝置,其中: 該至少一凹陷部分界定了該介電媒介物的一第一部分與一第二部分的位置,該介電媒介物的該第一部分在該至少一凹陷部分的一側上,該介電媒介物的該第二部分在該至少一凹陷部分的一對立側上;以及 從該電磁裝置的至少一等距視圖中觀察到,該第一部分與該第二部分各自具有一截面輪廓,且該截面輪廓具有從該基板的一上表面向上延伸的垂直外壁。
- 如請求項41所述的電磁裝置,其中: 該第一部分與該第二部分的至少其中之一具有一傾斜平面的或頂部曲線的表面。
- 如請求項41所述的電磁裝置,其中: 該第一部分與該第二部分都具有一傾斜平面的或頂部曲線的表面。
- 如請求項43所述的電磁裝置,其中: 該第一部分與該第二部分的該傾斜平面的或頂部曲線的表面是從該至少一凹陷部分分別朝向該第一部分與該第二部分的最外邊緣傾斜或向下彎曲。
- 如請求項1-12中的任一個所述的電磁裝置,其中:該介電媒介物是具有一第一介電常數的一第一介電媒介物,且該電磁裝置還包含: 具有一第二介電常數的一第二介電媒介物,該第二介電常數與該第一介電常數不同,該第二介電媒介物至少部分地被設置在該第一介電媒介物的外側並且至少部分地包圍該第一介電媒介物。
- 如請求項45所述的電磁裝置,其中:該第二介電常數是小於該第一介電常數。
- 如請求項45所述的電磁裝置,其中: 該長條孔徑的一邊緣延伸超過該第一介電媒介物的一外部邊界且進入到該第二介電媒介物。
- 如請求項47所述的電磁裝置,其中: 延伸超過該第一介電媒介物的該外部邊界的該長條孔徑的該邊緣相當靠近該至少一凹陷部分。
- 如請求項48所述的電磁裝置,其中: 延伸超過該第一介電媒介物的該外部邊界的該長條孔徑的該邊緣就是在該長條孔徑的對立側上。
- 如請求項48所述的電磁裝置,其中: 該至少一凹陷部分包含兩個凹陷部分,該兩個凹陷部分在該長條孔徑的對立側上彼此相對以在該第一介電媒介物中形成一頸部;以及 延伸超過該第一介電媒介物的該外部邊界的該長條孔徑的該邊緣相當靠近該第一介電媒介物中的該頸部的兩側。
- 如請求項45所述的電磁裝置,其中: 該第一介電媒介物與該第二介電媒介物是互相直接緊密接觸的。
- 如請求項45所述的電磁裝置,其中: 該第一介電媒介物與該第二介電媒介物是互相至少部分分離的。
- 如請求項52所述的電磁裝置,其中: 該第一介電媒介物與該第二介電媒介物是透過一界定間隙互相完全分離的,且該界定間隙位於該第一第一介電媒介物與該第二介電媒介物之間。
- 如請求項45所述的電磁裝置,其中: 該第一介電媒介物具有靠近該基板的一第一近端、以及距離該第一近端一距離的一第一遠端;以及 該第二介電媒介物具有靠近該基板的一第二近端、距離該第二近端一距離的一第二遠端、以及位於該第二近端與該第二遠端之間的一中間區域。
- 如請求項54所述的電磁裝置,其中: 該第一介電媒介物的該橫截面邊界是一第一橫截面外部邊界; 在該電磁裝置的該平面圖中觀察到,該第二介電媒介物的該第二近端具有一第二橫截面外部邊界,該第二介電媒介物的該中間區域具有一第三橫截面外部邊界,以及該第二介電媒介物的該第二遠端具有一第四橫截面外部邊界;以及 該第二橫截面外部邊界位於該第一橫截面外部邊界的外側,且該第四橫截面外部邊界大於該第二橫截面外部邊界。
- 如請求項55所述的電磁裝置,其中: 該第三橫截面外部邊界實質上與該第二橫截面外部邊界相同。
- 如請求項55所述的電磁裝置,其中: 該第二橫截面外部邊界、該第三橫截面外部邊界以及該第四橫截面外部邊界全部實質上都是圓形或橢圓形。
- 如請求項55所述的電磁裝置,其中: 該第二介電媒介物從該第三橫截面外部邊界轉變到該第四橫截面外部邊界的一結構類似於一倒截頭圓錐。
- 如請求項45所述的電磁裝置,其中: 在該電磁裝置的該平面圖中觀察到,該至少一凹陷部分包含兩個凹陷部分,該兩個凹陷部分在該長條孔徑的對立側上彼此相對以在該第一介電媒介物中形成一頸部,該頸部具有位於該長條孔徑的互相平行的各側上的直線部分。
- 如請求項59所述的電磁裝置,其中: 該頸部的該直線部分既不是垂直也不是平行於該長條孔徑的該總長度。
- 如請求項59所述的電磁裝置,其中: 該第二介電媒介物在該頸部附近擬似該頸部的該直線部分的輪廓。
- 一種電磁裝置,包含: 一基板,包含具有一總長度與一總寬度的一長條孔徑,其中,在該電磁裝置的一平面圖中觀察到,該總長度大於該總寬度;以及 一介電媒介物,包含除了空氣外的一介電材料,該介電材料設置在該基板上,該基板實質上覆蓋了該長條孔徑,在該電磁裝置的該平面圖中觀察到該介電媒介物具有一橫截面邊界,該橫截面邊界相對於該介電媒介物的一面內反射軸是對稱的; 其中,該電磁裝置被配置使得垂直於該長條孔徑的該總長度並且穿過該長條孔徑的一中心點的一線條不是任何的面內反射軸。
- 如請求項62所述的電磁裝置,其中:該介電媒介物形成一介電共振天線的至少一部分。
- 如請求項62所述的電磁裝置,其中:該橫截面邊界是一橫截面外部邊界。
- 如請求項62所述的電磁裝置,其中:該長條孔徑是該基板的一導電層中的一開口。
- 如請求項62所述的電磁裝置,其中:該長條孔徑是一基板整合波導管中的一孔徑。
- 如請求項62所述的電磁裝置,其中:該長條孔徑是一帶線或一微帶線上的孔徑。
- 如請求項62所述的電磁裝置,其中該長條孔徑包含在該基板的一導電層中的至少二個分開的開口。
- 如請求項68所述的電磁裝置,其中:該長條孔徑是由一共面波導管的至少一部份所形成。
- 如請求項62-69中的任一個所述的電磁裝置,其中: 該橫截面邊界具有至少一凹陷部分,該至少一凹陷部分從部分地限制該橫截面邊界的一正切線向該長條孔徑內凹陷。
- 如請求項70所述的電磁裝置,其中: 該至少一凹陷部分界定了該介電媒介物的一第一部分與一第二部分的位置,該介電媒介物的該第一部分在該至少一凹陷部分的一側上,該介電媒介物的該第二部分在該至少一凹陷部分的一對立側上;以及 在該電磁設備的該平面圖中觀察到,該第一部分具有一第一最大整體外部尺寸,該第二部分具有一第二最大整體外部尺寸,該第一部分和該第二部分在其之間界定了一頸部,該頸部具有一最小整體外部尺寸,該最小整體外部尺寸小於該第一最大整體外部尺寸和該第二最大整體外部尺寸。
- 一種如請求項1-12或62-69中的任一個所述的電磁裝置的陣列,其中: 多個相應的基板在一平面佈置中在結構上和電性上相互連接; 一相應的介電媒介物的至少一個凹陷部分中的各個凹陷部分界定了該相應的介電媒介物的一第一部分與一第二部分的位置,該相應的介電媒介物的該第一部分在該至少一凹陷部分的一側上,該相應的介電媒介物的該第二部分在該至少一凹陷部分的一對立側上;以及 在該陣列的一平面圖中觀察到,一第一組介電媒介物具有其相應的一第一部分與一第二部分,該第一部分與該第二部分定向該陣列的一x-y座標系統的一第一方向或一第二方向;以及,一第二組介電媒介物具有其相應的一第一部分與一第二部分,該第一部分與該第二部分定向該陣列的該x-y座標系統的一第一方向或一第二方向,該第二方向不同於該第一方向。
- 如請求項72所述的陣列,其中:該第一方向與該第二方向既不是垂直也不是平行於彼此。
- 如請求項72所述的陣列,其中:該第一方向與該第二方向彼此間互相垂直。
- 如請求項72所述的陣列,其中: 該第一組介電媒介物包含定向在該第一方向的一第一對最鄰近介電媒介物;以及 該第二組介電媒介物包含定向在該第二方向的一第二對最鄰近介電媒介物。
- 如請求項72所述的陣列,其中: 該第一組介電媒介物包含定向在該第一方向的一第一對最對角介電媒介物;以及 該第二組介電媒介物包含定向在該第二方向的一第二對最對角介電媒介物。
- 如請求項74所述的陣列,其中: 該第一組介電媒介物與該第二組介電媒介物各自定向在該第一方向。
- 如請求項74所述的陣列,其中: 該第一組介電媒介物與該第二組介電媒介物各自定向在該第二方向。
- 如請求項72所述的陣列,其中: 一相應的介電媒介物的第一與第二部分各自具有一向外彎曲的外部邊界,且於該第一部分與該第二部分之間設有一頸部區域。
- 如請求項79所述的陣列,其中: 各個相應的頸部區域由該相應的介電媒介物的該向外彎曲的外部邊界的一延續所形成。
- 如請求項79所述的陣列,其中: 各個相應的頸部區域由該相應的介電媒介物的一向內彎曲的外部邊界所形成。
- 如請求項81所述的陣列,其中: 各個相應的向內彎曲的外部邊界是該相應的介電媒介物的一相應的向外彎曲的邊界的一延續。
- 一種如請求項45所述的電磁裝置的陣列,其中: 多個相應的基板在一平面佈置中在結構上和電性上相互連接; 一相應的介電媒介物的至少一個凹陷部分中的每一個均界定該相應的介電媒介物的一第一部分與一第二部分的位置,該相應的介電媒介物的該第一部分在該至少一凹陷部分的一側上,該相應的介電媒介物的該第二部分在該至少一凹陷部分的一對立側上; 在該陣列的一平面圖中觀察到,一第一組介電媒介物具有其分別的一第一位置與一第二位置,該第一位置與該第二位置分別定向該陣列的一x-y座標系統的一第一方向與一第二方向,一第二組介電媒介物具有其分別的一第一位置與一第二位置,該第一位置與該第二位置分別定向該陣列的該x-y座標系統的一第一方向與一第二方向,該第一方向不同於該第二方向;以及 多個相應的第二介電媒介物透過一相對較薄的連接結構相互連接。
- 如請求項83所述的陣列,其中: 該相對較薄的連接結構設置在多個相對應的第二介電媒介物的一個遠端,且與該基板相距一距離。
- 如請求項84所述的陣列,其中: 該相對較薄的連接結構具有一厚度,且該厚度在電磁激勵時小於該陣列的一工作波長。
- 如請求項1-15中的任一個所述的電磁裝置,其中該介電媒介物形成一介電共振部分,且該電磁裝置還包含: 一基本部分,包含除了空氣外的一介電材料,該基本部分與該介電共振部分一體成型,該基本部分缺少該至少一凹陷部分,該基本部分與該介電共振部分形成一單元結構。
- 如請求項86所述的電磁裝置,其中: 該基本部分相對於該介電共振部分的一高度是較薄的。
- 如請求項87所述的電磁裝置,其中: 該基本部分具有一厚度,該介電共振部分具有一高度,且該厚度小於該高度的五分之一。
- 如請求項87所述的電磁裝置,其中: 該基本部分具有一厚度,且該厚度小於該電磁裝置於電磁激發下的一工作波長。
- 一種設備,包含: 一基板,包含複數個相鄰的電磁訊號通道,各通道包含一或多個介電共振天線與一相關的電磁饋送結構,該電磁饋送結構被配置為具有朝向該一或多個介電共振天線的一電磁場的一傳播方向; 其中,該一或多個介電共振天線各自包含一介電結構,該介電結構被配置以 響應於在一相應的電磁饋送結構上的一電磁訊號而產生以下至少一項:圓極化電磁輻射、與橢圓極化電磁輻射。
- 如請求項90所述的設備,其中:該設備是一雷達系統。
- 如請求項91所述的設備,其中:該複數個相鄰的電磁訊號通道的一或多個被配置為該雷達系統的複數個發射通道。
- 如請求項92所述的設備,其中:該複數個發射通道包含一結構,且該結構被配置以產生: 左側橢圓或圓極化遠場電磁輻射;或者 右側橢圓或圓極化遠場電磁輻射。
- 如請求項91所述的設備,其中:該複數個相鄰的電磁訊號通道中的一或多個被配置為該雷達系統的複數個接收通道。
- 如請求項94所述的設備,其中:該複數個接收通道包含一結構,且該結構被配置以接收: 左側橢圓或圓極化遠場電磁輻射;或者 右側橢圓或圓極化遠場電磁輻射。
- 如請求項91所述的設備,其中: 該複數個相鄰的電磁訊號通道中的每一個與一射頻前端晶片電磁性耦合。
- 如請求項96所述的設備,其中:該射頻前端晶片被配置以:基於來自該複數個相鄰的電磁訊號通道的訊號,決定從一目標反射的一訊號到達的方向。
- 如請求項96所述的設備,其中: 透過相位轉移或時間延遲,該射頻前端晶片是電磁可控的。
- 如請求項91所述的設備,其中: 該複數個相鄰的電磁訊號通道包含一第一組訊號通道與一第二組訊號通道,該第一組訊號通道被設置於一第一縱向,該第二組訊號通道被設置於一第二縱向,且該第二縱向不同於該第一縱向。
- 如請求項91-99中的任一個所述的設備,其中: 該複數個相鄰的電磁訊號通道包含一第一組訊號通道與一第二組訊號通道,該第一組訊號通道被設置於一第一縱向,該第二組訊號通道被設置於一第二縱向,且該第二縱向正交於該第一縱向。
- 如請求項99所述的設備,其中: 該第一組訊號通道包含一第一組發射訊號通道與一第一組接收訊號通道;以及 該第二組訊號通道包含一第二組發射訊號通道與一第二組接收訊號通道。
- 如請求項101所述的設備,其中: 該第二組發射訊號通道被設置於一縱向,且正交於該第一組發射訊號通道;以及 該第二組接收訊號通道被設置於一縱向,且正交於該第一組接收訊號通道。
- 如請求項90所述的設備,其中:該設備是一通訊系統。
- 如請求項103所述的設備,其中:該複數個相鄰的電磁訊號通道中的一或多個被配置為該通訊系統的複數個發射通道。
- 如請求項104所述的設備,其中:該複數個發射通道包含一結構,且該結構被配置以產生: 左側橢圓或圓極化遠場電磁輻射;或者 右側橢圓或圓極化遠場電磁輻射。
- 如請求項103所述的設備,其中:該複數個相鄰的電磁訊號通道中的一或多個被配置為該通訊系統的複數個接收通道。
- 如請求項106所述的設備,其中:該複數個接收通道包含一結構,且該結構被配置以產生: 左側橢圓或圓極化遠場電磁輻射;或者 右側橢圓或圓極化遠場電磁輻射。
- 如請求項103所述的設備,其中:該複數個相鄰的電磁訊號通道中的一或多個被配置為該通訊系統的複數個發射通道與接收通道。
- 如請求項108所述的設備,其中:該複數個相鄰的電磁訊號通道各自包含一結構,且該結構被配置以產生: 左側橢圓或圓極化遠場電磁輻射;或者 右側橢圓或圓極化遠場電磁輻射。
- 如請求項103-109中的任一個所述的設備,其中: 該複數個相鄰的電磁訊號通道各自是被至少一射頻前端晶片以電磁方式驅動。
- 如請求項110所述的設備,其中: 透過相位轉移或時間,該至少一射頻前端晶片是電磁可控的。
- 如請求項110所述的設備,其中: 該複數個相鄰的電磁訊號通道包含至少一第一組訊號通道與一第二組訊號通道; 該第一組訊號通道是被一第一專用射頻前端晶片以電磁方式驅動;以及 該第二組訊號通道是被一第二專用射頻前端晶片以電磁方式驅動。
- 如請求項110所述的設備,其中: 該設備被以一印刷電路板、或一電子封裝組件的形式來配置與設置。
- 如請求項113所述的設備,其中: 該至少一射頻前端晶片是連接到該印刷電路板或該電子封裝組件的背部。
- 如請求項114所述的設備,其中: 該至少一射頻前端晶片透過來自該印刷電路板或該電子封裝組件的一背側的導電路徑與該介電共振天線中的相應對象進行電磁訊號通信。
- 如請求項90-99或101-106中的任一個所述的設備,其中該介電結構包含: 一介電媒介物,包含除了空氣外的一介電材料,該介電材料設置在與該電磁饋送結構進行電磁信號通信的該基板上,在該設備的一平面圖中觀察到該介電媒介物具有一橫截面邊界,該橫截面邊界具有至少一凹陷部分,該至少一凹陷部分從部分限制該橫截面邊界的一正切線往內朝向該介電媒介物的一中心凹陷; 其中,該傳播方向既不垂直於該正切線,也不平形於該正切線。
- 如請求項90-99或101-106中的任一個所述的設備,其中該介電結構包含: 一介電媒介物,包含除了空氣外的一介電材料,該介電材料設置在與該電磁饋送結構進行電磁信號通信的該基板上,在該設備的一平面圖中觀察到該介電媒介物具有一橫截面邊界,該橫截面邊界具有至少一凹陷部分,該至少一凹陷部分從部分限制該橫截面邊界的一正切線往內朝向該介電媒介物的一中心凹陷; 其中,該至少一凹陷部分界定了該介電媒介物的一第一部分與一第二部分的位置,該介電媒介物的該第一部分在該至少一凹陷部分的一側上,該介電媒介物的該第二部分在該至少一凹陷部分的一對立側上;以及 其中,在該設備的該平面圖中觀察到: 該第一部份具有一第一最大整體外部尺寸,該第二部分具有一第二最大整體外部尺寸,該第一部分與該第二部分界定了在此二者之間的一頸部,且該頸部具有小於該第一最大整體外部尺寸與該第二最大整體外部尺寸的一最小整體外部尺寸。
- 如請求項117的設備,其中: 該頸部的該最小整體外部尺寸的一方向是既不垂直也不平行於該傳播方向。
- 如請求項90-99或101-106中的任一個所述的設備,其中該介電結構包含: 一介電媒介物,包含除了空氣外的一介電材料,該介電材料設置在與該電磁饋送結構進行電磁信號通信的該基板上,在該設備的一平面圖中觀察到該介電媒介物具有一橫截面邊界,該橫截面邊界相對於該介電媒介物的一面內反射軸是對稱的; 其中,該設備被配置以使垂直於該傳播方向並且穿過該介電媒介物的一中心點的一線條不是任何的面內反射軸。
- 如請求項90-99或101-106中的任一個所述的設備,其中該介電結構包含: 一第一介電媒介物,包含除了空氣外的一介電材料,該介電材料具有一第一介電常數,且設置在與該電磁饋送結構進行電磁信號通信的該基板上,在該設備的一平面圖中觀察到該介電媒介物具有一橫截面邊界,該橫截面邊界具有至少一凹陷部分,該至少一凹陷部分從部分限制該橫截面邊界的一正切線往內朝向該介電媒介物的一中心凹陷;以及 一第二介電媒介物,具有比該第一介電常數低的一第二介電常數,該第二介電媒介物至少部分地設置在該第一介電媒介物的外側並且至少部分地包圍該第一介電媒介物。
- 如請求項90-99或101-106中的任一個所述的設備,其中該介電結構包含: 一介電媒介物,包含除了空氣外的一介電材料,該介電材料設置在與該電磁饋送結構進行電磁信號通信的該基板上,在該設備的一平面圖中觀察到該介電媒介物具有一橫截面邊界,該橫截面邊界具有至少一凹陷部分,該至少一凹陷部分從部分限制該橫截面邊界的一正切線往內朝向該介電媒介物的一中心凹陷; 其中,該至少一凹陷部分界定了該介電媒介物的一第一部分與一第二部分的位置,該介電媒介物的該第一部分在該至少一凹陷部分的一側上,該介電媒介物的該第二部分在該至少一凹陷部分的一對立側上;以及 該設備還包含在該設備的該平面圖中觀察到的: 一第一組介電媒介物,具有其分別的一第一位置與一第二位置,該第一位置與該第二位置分別定向該陣列的一x-y座標系統的一第一方向與一第二方向;以及 一第二組介電媒介物,具有其分別的一第一位置與一第二位置,該第一位置與該第二位置分別定向該陣列的該x-y座標系統的一第一方向與一第二方向,該第二方向不同於該第一方向。
- 如請求項121所述的設備,其中: 該第一方向與該第二方向既不是互相垂直也不是互相平行;以及 該第一方向與該第二方向既不是垂直也不是平行於該傳播方向。
- 如請求項121所述的設備,其中: 該第一方向與該第二方向互相垂直;以及 該第一方向與該第二方向既不是垂直也不是平行於該傳播方向。
- 如請求項90-99或101-106中的任一個所述的設備,其中該介電結構包含: 一第一介電媒介物,包含除了空氣外的一介電材料,該介電材料具有一第一介電常數,且設置在與該電磁饋送結構進行電磁信號通信的該基板上,在該設備的一平面圖中觀察到該介電媒介物具有一橫截面邊界,該橫截面邊界具有至少一凹陷部分,該至少一凹陷部分從部分限制該橫截面邊界的一正切線往內朝向該介電媒介物的一中心凹陷;以及 一第二介電媒介物,具有比該第一介電常數低的一第二介電常數,該第二介電媒介物至少部分地設置在該第一介電媒介物的外側並且至少部分地包圍該第一介電媒介物; 其中,該至少一凹陷部分界定了該介電媒介物的一第一部分與一第二部分的位置,該介電媒介物的該第一部分在該至少一凹陷部分的一側上,該介電媒介物的該第二部分在該至少一凹陷部分的一對立側上;以及 該設備還包含在該設備的該平面圖中觀察到的: 一第一組介電媒介物,具有其分別的一第一位置與一第二位置,該第一位置與該第二位置分別定向該陣列的一x-y座標系統的一第一方向與一第二方向;以及 一第二組介電媒介物,具有其分別的一第一位置與一第二位置,該第一位置與該第二位置分別定向該陣列的該x-y座標系統的一第一方向與一第二方向,該第二方向不同於該第一方向。 多個相應的第二介電媒介物透過一相對較薄的連接結構相互連接。
- 如請求項90-99或101-106中的任一個所述的設備,其中該介電結構包含: 一介電媒介物,包含除了空氣外的一介電材料,該介電材料設置在與該電磁饋送結構進行電磁信號通信的該基板上,在該設備的一平面圖中觀察到該介電媒介物具有一橫截面邊界,該橫截面邊界具有至少一凹陷部分,該至少一凹陷部分從部分限制該橫截面邊界的一正切線往內朝向該介電媒介物的一中心凹陷; 其中,該介電媒介物形成該介電共振天線的一介電共振部分;以及 該設備還包含: 該介電共振天線的一基本部分,該基本部分包含該介電媒介物的該介電材料,該介電媒介物與該介電共振部分一體成形,該介電媒介物缺少該至少一凹陷部分,且該基本部分和該介電共振部分形成一單元結構。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202062968174P | 2020-01-31 | 2020-01-31 | |
US62/968,174 | 2020-01-31 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202137633A true TW202137633A (zh) | 2021-10-01 |
Family
ID=77062371
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW110102896A TW202137633A (zh) | 2020-01-31 | 2021-01-26 | 極化的電磁裝置 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US11888205B2 (zh) |
EP (1) | EP4097794A1 (zh) |
JP (1) | JP2023512065A (zh) |
KR (1) | KR20220129083A (zh) |
CN (2) | CN215731147U (zh) |
TW (1) | TW202137633A (zh) |
WO (1) | WO2021155133A1 (zh) |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5181042A (en) * | 1988-05-13 | 1993-01-19 | Yagi Antenna Co., Ltd. | Microstrip array antenna |
DE102006023123B4 (de) * | 2005-06-01 | 2011-01-13 | Infineon Technologies Ag | Abstandserfassungsradar für Fahrzeuge mit einem Halbleitermodul mit Komponenten für Höchstfrequenztechnik in Kunststoffgehäuse und Verfahren zur Herstellung eines Halbleitermoduls mit Komponenten für ein Abstandserfassungsradar für Fahrzeuge in einem Kunststoffgehäuse |
US7911388B2 (en) * | 2007-12-12 | 2011-03-22 | Broadcom Corporation | Method and system for configurable antenna in an integrated circuit package |
FR2952240B1 (fr) * | 2009-11-02 | 2012-12-21 | Axess Europ | Antenne a resonateur dielectrique a double polarisation |
US9225070B1 (en) * | 2012-10-01 | 2015-12-29 | Lockheed Martin Corporation | Cavity backed aperture coupled dielectrically loaded waveguide radiating element with even mode excitation and wide angle impedance matching |
EP2951885B1 (en) * | 2013-01-31 | 2020-01-15 | University of Saskatchewan | Meta-material resonator antennas |
US9748645B2 (en) * | 2013-06-04 | 2017-08-29 | Farrokh Mohamadi | Reconfigurable antenna with cluster of radiating pixelates |
US10374315B2 (en) | 2015-10-28 | 2019-08-06 | Rogers Corporation | Broadband multiple layer dielectric resonator antenna and method of making the same |
US10476164B2 (en) | 2015-10-28 | 2019-11-12 | Rogers Corporation | Broadband multiple layer dielectric resonator antenna and method of making the same |
US10355361B2 (en) * | 2015-10-28 | 2019-07-16 | Rogers Corporation | Dielectric resonator antenna and method of making the same |
US10381735B2 (en) * | 2016-03-21 | 2019-08-13 | Huawei Technologies Co., Ltd. | Multi-band single feed dielectric resonator antenna (DRA) array |
DE102017103161B4 (de) * | 2017-02-16 | 2018-11-29 | Kathrein Se | Antennenvorrichtung und Antennenarray |
CN110649383B (zh) | 2019-10-22 | 2020-09-18 | 西安电子科技大学 | 一种基于介质谐振器加载的宽带双圆极化天线 |
-
2021
- 2021-01-26 TW TW110102896A patent/TW202137633A/zh unknown
- 2021-01-28 US US17/160,897 patent/US11888205B2/en active Active
- 2021-01-29 WO PCT/US2021/015690 patent/WO2021155133A1/en active Search and Examination
- 2021-01-29 EP EP21706465.8A patent/EP4097794A1/en not_active Withdrawn
- 2021-01-29 KR KR1020227029871A patent/KR20220129083A/ko unknown
- 2021-01-29 JP JP2022546356A patent/JP2023512065A/ja active Pending
- 2021-02-01 CN CN202120285601.7U patent/CN215731147U/zh active Active
- 2021-02-01 CN CN202110135860.6A patent/CN113284693A/zh not_active Withdrawn
-
2023
- 2023-11-30 US US18/525,047 patent/US20240097306A1/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20240097306A1 (en) | 2024-03-21 |
US11888205B2 (en) | 2024-01-30 |
CN215731147U (zh) | 2022-02-01 |
CN113284693A (zh) | 2021-08-20 |
WO2021155133A1 (en) | 2021-08-05 |
US20210242555A1 (en) | 2021-08-05 |
JP2023512065A (ja) | 2023-03-23 |
KR20220129083A (ko) | 2022-09-22 |
EP4097794A1 (en) | 2022-12-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10658755B2 (en) | Planar antenna | |
US6424298B1 (en) | Microstrip array antenna | |
EP2421092B1 (en) | Triplate line inter-layer connector, and planar array antenna | |
US11088464B2 (en) | Slot array antenna | |
US6075493A (en) | Tapered slot antenna | |
US20200212594A1 (en) | Antenna device | |
EP2599162B1 (en) | Antenna cover | |
EP1814196A1 (en) | Circularly polarized antenna and radar device using it | |
US11276940B2 (en) | Waveguide slot array antenna | |
TWI796543B (zh) | 用於改善表面波影響與增加波束寬的天線 | |
JP2008244520A (ja) | 平面アレーアンテナ | |
JP2021093711A (ja) | アンテナモジュール及びレーダー装置 | |
JP2001111335A (ja) | マイクロストリップアレーアンテナ | |
EP0889542A1 (en) | Wide band printed phase array antenna for microwave and mm-wave applications | |
TW202137633A (zh) | 極化的電磁裝置 | |
US20230085413A1 (en) | Open waveguide antenna and system having the same | |
US6219001B1 (en) | Tapered slot antenna having a corrugated structure | |
Mrnka et al. | Linearly polarized high gain rectangular dielectric resonator antenna | |
US20040113856A1 (en) | Antenna | |
JP3063472B2 (ja) | アンテナ装置 | |
CN108808254A (zh) | 一种基于加载短路钉的基片集成波导的背腔式缝隙天线 | |
JP5864226B2 (ja) | 複合アンテナ | |
JPH05110334A (ja) | 電磁界結合形円偏波用ループアンテナ | |
US12009600B1 (en) | Broadband antenna structure and associated devices | |
US11967765B1 (en) | Low side lobe level integrated cavity backed slot array antenna system |