TW202318723A - 共享孔徑上的雙頻段/三頻段天線陣列 - Google Patents

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梅山姆 莫勒姆
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Abstract

一種用於多個頻段之雙頻段/三頻段陣列天線具有一或多個共享孔徑單位胞元及經組態用於高頻段之信號的複數個雙極化磁電偶極天線或孔徑饋送式堆疊貼片天線。該等雙極化磁電偶極天線或孔徑饋送式堆疊貼片天線之一給定集合以一隔開關係定位於該等共享孔徑單位胞元中的一給定者上。該陣列天線具有經組態用於低頻段之一或多個雙極化交叉偶極貼片天線。該等雙極化交叉偶極貼片天線中之一給定者在該等共享孔徑單位胞元中之該給定者上居中，且與該等雙極化磁電偶極天線或孔徑饋送式堆疊貼片天線隔開。

Description

共享孔徑上的雙頻段/三頻段天線陣列
本發明大體上係關於射頻（RF）裝置，且更特定言之，係關於共享孔徑上之雙頻段/三頻段天線陣列。 相關申請案之交叉引用
本申請案涉及且主張2021年9月9日申請且標題為「A TRI-BAND （KA & V） ANTENNA ARRAY ON A SHARED APERTURE」之美國臨時申請案第63/242,374號及2021年9月9日申請且標題為「WIDE-BAND DUAL-POLARIZED STRIP PATCH DIPOLE」之美國臨時申請案第63/242,376號之權益，該等美國臨時申請案中之每一者的全部揭示內容以全文引用之方式併入本文中。 聲明回復：聯邦資助的研究/開發
不適用。
無線通信系統應用於涉及遍歷類似長距離及短距離之資訊傳送的眾多情境中，並且已開發出針對每一需求而定製的廣泛範圍之模態。通常，無線通信利用經調變以表示資料之射頻載波信號，並且信號之調變、傳輸、接收及解調變符合用於信號協調之一組標準。存在許多不同之行動通信技術或空中介面，包括全球行動通信系統（Global System for Mobile Communications；GSM）、GSM演進型增強資料速率（Enhanced Data rates for GSM Evolution；EDGE）及全球行動電信系統（Universal Mobile Telecommunications System；UMTS）。
此等技術之各代存在且分階段部署，最新一代係5G寬頻蜂巢式網路系統。5G之特徵在於，由於操作頻率相較於4G及早期標準而更高，因此由較大頻寬產生的資料傳送速度之顯著改善係可能的。用於5G網路之空中介面包含兩個頻段：頻率範圍1（FR1），其操作頻率低於6 GHz，其中最大頻道頻寬為100 MHz；及頻率範圍2（FR2），其操作頻率高於24 GHz，其中頻道頻寬介於50 MHz與400 MHz之間。後一頻率範圍通常稱為毫米波（mmWave）頻率範圍。儘管較高操作頻段且特定言之，mmWave/FR2提供最高資料傳送速度，但此類信號之傳輸距離可受限制。此外，在此頻率範圍下之信號可能無法穿透固體障礙物並因空氣傳播及氧氣吸收而受損。為了克服此等限制同時容納更多連接裝置，已開發出對小區站台及行動裝置架構之各種改善。
一項此類改良為在傳輸端及接收端兩者處使用多個天線，亦稱為多輸入多輸出（multiple input, multiple output；MIMO），其應理解為增加容量密度及輸送量。一系列天線可配置成單維或多維陣列，並且可進一步用於波束成形，其中射頻信號經塑形以指向接收裝置之指定方向。單個傳輸器電路可經由分離器個別地將信號饋送至天線中之各者，其中自天線中之各者所輻射的信號之相位在陣列之跨度上變化。存在可饋送各天線或一組天線的多個傳輸器電路的變化。自個別天線所輻射的集體信號可具有較窄束寬，且發射束之方向可基於由相移產生之自各天線所輻射的信號之相長及相消干涉而調整。可在傳輸及接收兩者中使用波束成形，並且可同樣地調整空間接收靈敏度。
在5G行動網路標準之FR2/毫米波頻率範圍內，存在具有已定義頻寬的其他離散頻段。n257頻段跨越26.5 GHz至29.5 GHz頻率範圍，n258頻段自24.25 GHz擴展至27.50 GHz，n259頻段自39.50 GHz擴展至43.50 GHz，n260頻段自37.00 GHz擴展至40.00 GHz，n261頻段自27.50 GHz擴展至28.35 GHz，且n262頻段自47.20 GHz擴展至48.20 GHz。為了最大化資料處理量，服務提供商需要同時在高頻段及低頻段兩者處發射並接收，且因此需要能夠實現此功能性的天線。具有多個極化之天線可能會在干擾減少及容量增加方面作出進一步改良，該等極化包括對應於自其輻射的射頻波之實體位向的垂直/水平極化、圓極化及橢圓極化。習知5G毫米波波束成形器系統使用具有豎直極化及水平極化的天線，且因此將需要多頻率發射/接收天線以同時處理豎直極化及水平極化兩者。
當結合附圖閱讀時，參考以下詳細描述將最佳地理解本發明。
本發明係針對用於Ka及V頻段操作頻率之多頻段天線陣列及其中利用的天線元件之各種具體實例。
根據本發明之一個具體實例，可存在用於高頻段操作頻段及低頻段操作頻段的雙頻段/三頻段陣列天線。可存在一或多個共享孔徑單位胞元。亦可存在複數個雙極化磁電偶極天線。該等雙極化磁電偶極天線之一給定集合可以一隔開關係定位於該等共享孔徑單位胞元中的一給定者上，且經組態用於該高頻段操作頻段之信號。亦可存在一或多個雙極化交叉偶極貼片天線。該等雙極化交叉偶極貼片天線中之一給定者可在該等共享孔徑單位胞元中之該給定者上居中且與該等雙極化磁電偶極天線隔開，且經組態用於該低頻段操作頻段之信號。
本發明之另一具體實例可為一種用於一高頻段操作頻段及一低頻段操作頻段的雙頻段陣列天線。該陣列天線可包括一或多個共享孔徑單位胞元、複數個雙極化孔徑饋送式堆疊貼片天線及一或多個雙極化交叉偶極貼片天線。該等雙極化孔徑饋送式堆疊貼片天線之一給定集合可以一隔開關係定位於該等共享孔徑單位胞元中的一給定者上，且經組態用於該高頻段操作頻段之信號。該等雙極化交叉偶極貼片天線中之一給定者可在該等共享孔徑單位胞元中之該給定者上居中且與該等共享孔徑單位胞元中之該給定者上的該等雙極化孔徑饋送式堆疊貼片天線中之其他者隔開，且經組態用於該低頻段操作頻段之信號。
本發明之另一具體實例涵蓋一種射頻傳輸接收模組。可存在由一或多個共享孔徑單位胞元界定之多層層壓結構陣列天線。該等共享孔徑單位胞元中之每一者可包括複數個雙極化第一天線。該等雙極化第一天線之一給定集合可以一隔開關係定位於該等共享孔徑單位胞元中之一給定者上，且經組態用於一或多個高頻段操作頻段之信號。亦可存在一或多個雙極化第二天線。該等雙極化第二天線中之一給定者可在該等共享孔徑單位胞元中之該給定者上居中，且與該等共享孔徑單位胞元中之該給定者上的該等雙極化第一天線中之其他者隔開。該等雙極化第二天線可經組態用於一低頻段操作頻段之信號。該RF傳輸接收模組亦可包括附接至該多層層壓結構之一或多個波束成形器積體電路。
根據本發明之另一具體實例，可存在雙極化天線。該天線可包括一第一天線接地層，以及在一第一中間層上之一豎直條帶貼片偶極元件及可連接至該豎直條帶貼片偶極元件及該第一天線接地層之一豎直條帶貼片通孔。該天線可進一步包括在一第二中間層上之一水平條帶貼片偶極元件，其可垂直於該豎直條帶貼片偶極元件而定向且在該水平條帶貼片偶極元件及該豎直條帶貼片偶極元件之各別中心部分處重疊。可存在一水平條帶貼片通孔，其連接至該水平條帶貼片偶極元件及該第一天線接地層。該天線可進一步包括在一頂部層上之一寄生交叉貼片偶極，其可在該水平條帶貼片偶極元件及該豎直條帶貼片偶極元件上方居中。另外，該天線可包括連接至該寄生交叉貼片偶極及該豎直條帶貼片偶極元件之一交叉貼片通孔。
本發明之又一具體實例可為雙極化天線。該天線可包括一主交叉貼片偶極，其由自彼此偏移且垂直於彼此定向之一水平極化貼片元件及一豎直極化貼片元件界定。該天線亦可包括連接至該水平極化貼片元件及該豎直極化貼片元件之貼片元件通孔，以及在該主交叉貼片偶極上方居中之一寄生交叉貼片偶極。本發明之其他具體實例涵蓋一種射頻傳輸接收模組，其包括一波束成形器積體電路及該雙極化天線。
本發明係針對經組態用於頻譜之K a及V部分中的毫米波操作頻段的天線陣列及天線元件之各種具體實例。一些具體實例可用於下一代5G波束成形器應用中，該等應用具有如先前所提及之特指的操作頻段。根據一個所涵蓋具體實例，術語高頻段1（HB1）可用於指代彼等介於37 GHz至43.5 GHz之間的操作頻率，而術語高頻段2（HB2）可用於指代彼等介於43.5 GHz至49 GHz之間的操作頻率。此外，低頻段（LB）可用以指代彼等介於24.25 GHz至29.5 GHz之間的操作頻率。相對於已揭示的5G毫米波頻段，LB可對應於n257頻段、n258頻段及n261頻段之部分，而HB1可對應於n259頻段及n260頻段之部分，且HB2可對應於n259頻段及n262頻段之部分。預期天線陣列/天線跨越此等頻段以水平極化及豎直極化兩者傳輸及接收信號。
本發明之具體實例將在5G毫米波操作環境及前述頻段之情境中予以描述，但所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可將天線陣列及其中之天線元件用於其他操作環境，尤其是具有可能具有不同頻段的其他微波系統。參考對應於其他頻段/範圍的特定操作頻段，為適應此類替代操作環境而對天線陣列及天線元件結構作出的合適修改被視為在本發明之範圍內。
下文結合隨附圖式所給出之詳細描述意欲描述若干當前所設想的天線、天線陣列及傳輸接收電路之具體實例，且並不意欲表示可開發或利用所揭示之本發明的唯一形式。該描述結合所示之具體實例來闡述功能及特徵。然而，應理解，可藉由亦意欲涵蓋在本發明之範圍內的不同具體實例實現相同或等效功能。應進一步理解，使用諸如第一及第二、近端及遠端、左側及右側、頂部及底部、上部及下部及其類似者之關係術語僅用於將一個實體與另一實體區分開，而未必需要或意指此類實體之間實際存在任何此類關係或次序。
參考圖1，本發明之一個具體實例涵蓋用於在HB頻段及LB頻段中傳輸及接收5G毫米波信號之雙頻段/三頻段天線陣列10。在一些具體實例中，HB頻段可橫跨介於37 GHz至49 GHz之間的HB1及HB2操作頻段兩者、僅橫跨介於37 GHz至43.5 GHz之間的HB1頻段，或僅橫跨介於43.5 GHz至49 GHz之間的HB2頻段。為了支援介於24.25 GHz與49 GHz之間的此寬頻寬，個別天線元件可用於24.25 GHz至29.5 GHz頻段及37 GHz至49 GHz頻段。設想此情形以改良在整個5G毫米波頻譜上的覆蓋範圍，同時提供此等頻段之間的充分隔離。
雙頻段/三頻段天線陣列10可包含配置成等間隔列14及行16之多個高頻段天線陣列元件12。高頻段天線陣列元件12應理解為經組態且經調諧用於跨越37 GHz與49 GHz之間的操作頻率在整個HB頻段、僅HB1頻段或僅HB2頻段中的傳輸及接收操作。另外，高頻段天線陣列元件12針對HB/HB1/HB2頻段中之每一者之水平及豎直極化兩者而組態。根據一個具體實例，高頻段天線陣列元件12可為雙極化磁電偶極天線44。另外參考圖2，此可大體上由各自具有相等大小之矩形形狀且在豎直及水平方向上與其他貼片等距地定位的一組水平貼片46界定。水平貼片46藉由通孔50連接至接地平面48，且藉由各自連接至信號饋送之水平極化探針52a及豎直極化探針52b激發。如本文中所利用，操作指代傳輸及接收操作兩者，且本發明之具體實例涵蓋在高頻段及低頻段中全部同時或一次一個地接收及傳輸水平及豎直極化信號，無論其可為何特定頻段。
圖1之實例組態展示高頻段天線陣列元件12之八個列14，包括第一列14a、第二列14b、第三列14c、第四列14d、第五列14e、第六列14f、第七列14g及第八列14h。另外，存在高頻段天線陣列元件12之八個行16，包括第一行16a、第二行16b、第三行16c、第四行16d、第五行16e、第六行16f、第七行16g及第八行16h。高頻段天線陣列元件12之列14/行16的此配置及數目僅作為實例而非限制，且明確地預期，雙頻段/三頻段天線陣列10可用任意數目個高頻段天線陣列元件12來擴展。
雙頻段/三頻段天線陣列10亦可包括類似地配置成等間隔列20及行22之多個低頻段天線陣列元件18。低頻段天線陣列元件18經組態及調諧以用於跨越24.25 GHz與29.5 GHz之間的操作頻率在LB頻段中的傳輸及接收操作。類似於高頻段天線陣列元件12，低頻段天線陣列元件18經組態用於水平極化及豎直極化兩者。在一個具體實例中，低頻段天線陣列元件18可為雙極化交叉偶極貼片天線，其細節在下文中更充分地描述。圖1之實例組態展示低頻段天線陣列元件18之四個列20，包括第一列20a、第二列20b、第三列20c及第四列20d。亦存在低頻段天線陣列元件18之四個行22，包括第一行22a、第二行22b、第三行22c及第四行22d。低頻段天線陣列元件18之列20/行22的此配置及數目僅作為實例而非限制，且明確地預期，雙頻段/三頻段天線陣列10可用任意數目個低頻段天線陣列元件18擴展。
現參考圖2，根據一個具體實例，雙頻段/三頻段天線陣列10之基礎元件為共享孔徑單位胞元24，其包括高頻段天線陣列元件12之2×2陣列及低頻段天線陣列元件18中之一者。共享孔徑單位胞元24應理解為具有相等長度之四邊形，亦即方形，其中低頻段天線陣列元件18位於其中心。如將在下文進一步詳細地考慮，低頻段天線陣列元件18為十字形且將共享孔徑單位胞元24分成四個廣義象限：左上方象限26a、右上方象限26b、左下方象限26c及右下方象限26d。第一高頻段天線陣列元件12a在左上方象限26a中居中，第二高頻段天線陣列元件12b在右上方象限26b中居中，第三高頻段天線陣列元件12c在左下方象限26c中居中，且第四高頻段天線陣列元件12d在右下方象限26d中居中。
在所說明之具體實例中，高頻段天線陣列元件12中之一者之間的間距或間隔將理解為3 mm。亦即，第一高頻段天線陣列元件12a與第二高頻段天線陣列元件12b之各別中心之間以及第三高頻段天線陣列元件12c與第四高頻段天線陣列元件12d之各別中心之間存在3 mm自左至右分離。此外，在第一高頻段天線陣列元件12a與第三高頻段天線陣列元件12c之各別中心之間以及在第二高頻段天線陣列元件12b與第四高頻段天線陣列元件12d之各別中心之間存在3 mm自上至下分離。間距規格大體上與待由天線傳輸及接收之信號的波長相關。在此實例中，分離距離（3 mm）選擇為小於在最大高頻段操作頻率（49 GHz）下之波長的一半，以在整個波束成形範圍上避免輻射圖案中之光柵凸起部。應理解，分離距離可取決於隔離度、視場或其他要求而選擇。
如圖3中所示，在共享孔徑單位胞元24係基礎建置區塊之情況下，多個共享孔徑單位胞元可經平鋪以界定雙頻段/三頻段天線陣列10。在此實例中，存在四個共享孔徑單位胞元24，包括第一共享孔徑單位胞元24a、第二共享孔徑單位胞元24b、第三共享孔徑單位胞元24c及第四共享孔徑單位胞元24，具有總共十六個高頻段天線陣列元件12及四個低頻段天線陣列元件18。因為每一共享孔徑單位胞元24僅具有單一低頻段天線陣列元件18，所以每一共享孔徑單位胞元之間的間隔基本上為共享孔徑單位胞元24中之給定共享孔徑單位胞元之間的間隔。在所說明實例中，低頻段天線陣列元件18中之一者與另一者之間的間距或分離距離為6 mm。亦即，第一共享孔徑單位胞元24a之低頻段天線陣列元件18a與第三共享孔徑單位胞元24b之低頻段天線陣列元件18c之間，以及第二共享孔徑單位胞元24b之低頻段天線陣列元件18b與第四共享孔徑單位胞元24d之低頻段天線陣列元件18d之間的自上至下間隔為6 mm。同樣，低頻段天線陣列元件18a與低頻段天線陣列元件18b之間以及低頻段天線陣列元件18c與低頻段天線陣列元件18c之間的自左至右間隔亦為6 mm。
雙頻段/三頻段天線陣列10可實施為多層層壓結構。圖3中所展示之雙頻段/三頻段天線陣列10的輪廓因此可表示印刷電路板（printed circuit board；PCB）基板28之邊界。雙頻段/三頻段天線陣列10可為無線通信系統之射頻（radio frequency；RF）傳輸接收模組之部分。在一些狀況下，波束成形器積體電路置放成緊密實體近接於專用於其之天線陣列元件，使得可最小化傳輸線損耗及失真可為有益的。所屬技術領域中具有通常知識者將認識到，波束成形器IC可包括移相器、分裂器/組合器電路及各種放大器（功率放大器、低雜訊放大器、可變增益放大器）等等。此類波束成形器IC 30可附連至PCB基體28之一側，居中於共享孔徑單位胞元24上，該共享孔徑單位胞元對應於其所連接至的天線元件。具體而言，第一共享孔徑單位胞元24a可連接至第一波束成形器IC 30a且安裝於其中心。第二共享孔徑單位胞元24b可連接至第二波束成形器IC 30b且安裝於其中心。第三共享孔徑單位胞元24c可連接至第三波束成形器IC 30c且安裝於其中心。最後，第四共享孔徑單位胞元24d可連接至第四波束成形器IC 30d且安裝於其中心。僅作為實例而非作為限制來呈現波束成形器IC 30之此組態及其至PCB基板28之附接。所說明實例涵蓋用以支援雙極化高頻段元件之2×2陣列的八個高頻段頻道及用於共享孔徑單位胞元24中之單一雙極化低頻段元件的兩個低頻段頻道。其他組態/實施可涉及不同低頻段及高頻段頻道，且對應波束成形器IC可以不同組態置放於PCB基板28上。
亦涵蓋替代利用雙極化磁電偶極天線44的共享孔徑單位胞元24之上述具體實例的組態。參考圖4，替代共享孔徑單位胞元34併有雙極化孔徑饋送式堆疊貼片天線36。一般而言，此天線結構亦可稱為高頻段天線陣列元件12，但其經組態且經最佳化以僅覆蓋橫跨具有水平極化及豎直極化兩者的37 GHz至43.5 GHz之操作頻率範圍的全5G毫米波高頻段1（HB1）頻段。類似於第一具體實例，存在高頻段天線陣列元件12之2×2陣列及相同低頻段天線陣列元件18，其經組態且經最佳化以用於覆蓋整個5G毫米波LB操作頻段。
已揭示高頻段天線陣列元件12之兩個可能變體，亦即，雙極化磁電偶極天線44及雙極化孔徑饋送式堆疊貼片天線36。應理解，此等兩種變化僅藉由實例而非限制來呈現，且可代之以用於HB/HB1/HB2操作之任何其他合適結構而不脫離本發明之範疇。
再次，共享孔徑單位胞元24可為相等長度之四邊形，亦即，方形，其中低頻段天線陣列元件18在其上居中。第一高頻段天線陣列元件12a在左上方象限38a中居中，第二高頻段天線陣列元件12b在右上方象限38b中居中，第三高頻段天線陣列元件12c在左下方象限38c中居中，且第四高頻段天線陣列元件12d在右下方象限38d中居中。根據本發明之一個具體實例，高頻段天線陣列元件12中之每一者之間的間距或間隔可為3 mm，因為預期此組態在整個波束成形範圍上避免輻射圖案中之光柵凸起部。
現參考圖5，共享孔徑單位胞元34可經平鋪以將雙頻段天線陣列11擴展至任意大小。類似於上文所論述之雙頻段/三頻段天線陣列10，雙頻段天線陣列11可實施為多層層壓結構，其包括底層印刷電路板基板28。在此實例中，提供四個共享孔徑單位胞元34，其包括：第一共享孔徑單位胞元34a，其定位於基板28之左上方象限中；第二共享孔徑單位胞元34b，其在右上方象限上；第三共享孔徑單位胞元34c，其在左下方象限上；及第四共享孔徑單位胞元34d，其在右下方象限上。
由於每一共享孔徑單位胞元34僅包括單一低頻段天線陣列元件18，因此雙頻段天線陣列11中之每一者之間的間距或間隔對應於共享孔徑單位胞元34之間隔開的間距或間隔。根據本發明之一個具體實例，兩個豎直鄰近之低頻段天線陣列元件18之間的自上至下間距以及兩個側向鄰近之低頻段天線陣列元件18之間的自左至右間距為6 mm，儘管此值僅作為實例而非限制呈現。
雙頻段天線陣列11亦可將波束成形器IC 30直接併入於基板28上，其中一個經提供用於每一共享孔徑單位胞元34。更詳細地，第一波束成形器IC 30a可安裝至第一共享孔徑單位胞元34a之中心，第二波束成形器IC 30b可安裝至第二共享孔徑單位胞元34b之中心。第三波束成形器IC 30c可安裝至第三共享孔徑單位胞元34c之中心，且第四波束成形器IC 30d可安裝至第四共享孔徑單位胞元34d之中心。再次，波束成形器IC 30之此組態及其至PCB基板28之附接僅作為實例而非限制來呈現。其他組態/實施可涉及不同低頻段及高頻段頻道，且對應波束成形器IC可以不同組態置放於PCB基板28上。
在雙極化孔徑饋送式堆疊貼片天線36/高頻段天線陣列元件12及共享孔徑單位胞元34上的單一低頻段天線陣列元件18的2×2配置的情況下，雙頻段天線陣列11可擴展或擴大至任意大小。圖6說明包含共享孔徑單位胞元34之四個列40及四個行42的例示性較大陣列。橫跨整個雙頻段天線陣列11考慮，可存在個別高頻段天線陣列元件12的八個等間隔列14及八個等間隔行16。詳言之，存在第一列14a、第二列14b、第三列14c、第四列14d、第五列14e、第六列14f、第七列14g及第八列14h。另外，存在第一行16a、第二行16b、第三行16c、第四行16d、第五行16e、第六行16f、第七行16g及第八行16h。
低頻段天線陣列元件18可被視為配置成等間隔列20及行22。特定言之，圖6之所說明實例展示低頻段天線陣列元件18之四個列20，包括第一列20a、第二列20b、第三列20c及第四列20d。亦存在低頻段天線陣列元件18之四個行22，包括第一行22a、第二行22b、第三行22c及第四行22d。
短暫地返回參考圖1及圖2，雙頻段/三頻段天線陣列10及構成其之共享孔徑單位胞元24的一個具體實例包括低頻段天線陣列元件18。如在圖7之詳細視圖中最佳地展示，低頻段天線陣列元件18可為雙極化條帶貼片偶極天線134。在雙頻段/三頻段天線陣列10之情境中，雙極化條帶貼片偶極天線134應理解為包括經調諧用於以24.25 GHz至29.5 GHz之5G毫米波低頻段（LB）操作的元件。儘管如此，所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，雙極化條帶貼片偶極天線134可經調適以在其他微波頻段中操作。
無論作為雙頻段/三頻段天線陣列10之全部、作為單一共享孔徑單位胞元24抑或作為個別天線元件，雙極化條帶貼片偶極天線134皆使用習知層壓製造程序實施為多層層壓結構136。現參考圖8之側視圖，雙極化條帶貼片偶極天線134包括天線接地層138，亦稱為層L4。天線接地層138應理解為接地平面，且因此其為金屬/導電層。雙極化條帶貼片偶極天線134之此具體實例可實施於總共四個金屬層上，其間具有基板層。L4接地層138上方為金屬層140，亦稱為L3。在L4與L3之間可存在基板層142。在L3金屬層140上方為金屬層144，亦稱為L2，在其間具有基板層146。接下來，L2金屬層144上方為稱為L1的金屬層148，其間具有基板層150。基板層142、146以及150可為介電材料或空氣。
雙極化條帶貼片偶極天線134之不同部分實施於不同金屬層上。共享孔徑單位胞元24中之高頻段天線陣列元件12雙極化磁電偶極天線44可跨越三個層實施，該三個層為低頻段天線陣列元件18/雙極化條帶貼片偶極天線134之例示性具體實例之層的子集。在此情況下，儘管參考相同層編號（例如L2、L3、L4），但雙極化條帶貼片偶極天線134之層可實施於雙極化磁電偶極天線44之不同對應層上。一般而言，對不同金屬及基板層L1至L3或L1至L4之參考應理解為特定針對於天線元件之特定實施，且未必意欲為針對雙極化磁電偶極天線44及雙極化條帶貼片偶極天線134兩者的共同參考。
如圖7及圖8中所示，雙極化條帶貼片偶極天線134通常由主交叉貼片偶極152界定。主交叉貼片偶極152又包括實施於L2金屬層144上之豎直條帶貼片偶極元件154。在豎直條帶貼片偶極元件154下面為實施於L3金屬層140上之水平條帶貼片偶極元件156。另外，水平條帶貼片偶極元件156相對於豎直條帶貼片偶極元件154垂直定向。豎直條帶貼片偶極元件154係通常由上端158及對置底端160以及中心部分162界定之狹長矩形條帶。類似地，水平條帶貼片偶極元件156係通常由右端164、相對左端166及中心部分168界定之狹長矩形條帶。豎直條帶貼片偶極元件154及水平條帶貼片偶極元件156之各別中心部分162、168應理解為處於重疊關係中。
雙極化條帶貼片偶極天線134亦包括連接至豎直條帶貼片偶極元件154及天線接地層138之豎直條帶貼片通孔170。因此，豎直條帶貼片通孔170自L2金屬層144延伸至L4天線接地層138。豎直條帶貼片通孔170朝向豎直條帶貼片偶極元件154之上端158定位，但在所說明之具體實例中比上端158更接近中心部分162。豎直條帶貼片通孔170之所描繪定位僅作為實例而非限制來呈現，且可代之以相對於豎直條帶貼片偶極元件154之任何其他合適定位。豎直條帶貼片偶極元件154及豎直條帶貼片通孔170一起界定用於水平極化之偶極。
亦存在連接至水平條帶貼片偶極元件156及天線接地層138之水平條帶貼片通孔172。水平條帶貼片通孔172因此自L3金屬層140延伸至L4天線接地層138。水平條帶貼片通孔172朝向水平條帶貼片偶極元件156之左端166定位，但比左端166更接近中心部分168。僅作為實例呈現水平條帶貼片通孔172之定位，且類似於水平條帶貼片通孔172之定位，可使用相對於各別水平條帶貼片偶極元件156之任何其他合適定位。水平條帶貼片偶極元件156及水平條帶貼片通孔172一起界定用於水平極化之偶極。
為了達成較寬天線頻寬，雙極化條帶貼片偶極天線134之具體實例進一步涵蓋實施於頂部L1金屬層148上之寄生交叉貼片偶極174。寄生交叉貼片偶極174具有大體平坦結構，其具有分別與豎直條帶貼片偶極元件154及水平條帶貼片偶極元件156重疊之豎直區段176及水平區段178。換言之，寄生交叉貼片偶極174可在由相交的豎直條帶貼片偶極元件154及水平條帶貼片偶極元件156界定之十字形聚集結構上居中，且呈同軸關係。豎直片段176及水貼片段178之寬度應理解為小於豎直條帶貼片偶極元件154及水平條帶貼片偶極元件156之寬度，而寄生交叉貼片偶極174之末端延伸超出豎直條帶貼片偶極元件154及水平條帶貼片偶極元件156之末端，例如，寄生交叉貼片偶極174之延伸部中之每一者比對應豎直條帶貼片偶極元件154及水平條帶貼片偶極元件156長。前述結構關係僅為例示性的，且其他具體實例可代之以不同尺寸或維度關係。
豎直區段176與水平區段178垂直於彼此，且相交區180對應於為寄生交叉貼片偶極174之十字形結構的中心。自L1金屬層148及其上實施之寄生交叉貼片偶極174延伸至L2金屬層144的交叉貼片通孔182連接至此相交區180，豎直條帶貼片偶極元件154實施於該L2金屬層上。如所說明，交叉貼片通孔182定位於豎直條帶貼片偶極元件154之中心部分162處。交叉貼片通孔182之尺寸以及寄生交叉貼片偶極174之尺寸應理解為經最佳化以用於所要頻段24.25至29.5 GHzs中之最佳/最小輸入返回損耗（S11）效能。
當結構藉由按照前述內容或在低頻段天線陣列元件18之其他具體實例中的術語「豎直」或「水平」修飾時，應理解，此等修飾語僅在如界定一個特徵與另一特徵之間的關係的相對意義而非在此結構係水平或豎直的絕對意義上適用。此外，相對於圖7中呈現的視圖參考豎直及水平。舉例而言，水平條帶貼片偶極元件156自不同視角可呈現為豎直，因此在此情況下，結構可適當地稱為豎直條帶貼片偶極元件。然而，應理解，豎直及水平可指自特定偶極元件接收及輻射之微波信號的豎直及水平極化。修飾語「豎直」與「水平」之使用中的重疊僅為巧合，此係因為兩個偶極元件之間的相對結構關係獨立於極化。
豎直條帶貼片偶極元件154及水平條帶貼片偶極元件156由饋送探針，且特定言之由豎直條帶貼片饋送探針通孔185a及水平條帶貼片饋送探針通孔185b激發。豎直條帶貼片饋送探針通孔185a自L4金屬層/天線接地層138延伸至L2金屬層144。為此目的，L4金屬層/天線接地層138界定孔徑187a、187b，豎直條帶貼片饋送探針通孔185a及水平條帶貼片饋送探針通孔185b穿過所述孔徑。水平條帶貼片饋送探針通孔185b自L4金屬層/天線接地層138延伸至L3金屬層140。如圖7中最佳地展示，豎直條帶貼片饋送探針通孔185a自豎直條帶貼片偶極元件154的中心部分162偏移地定位，且大致在中心部分162與底端160之間居中。然而，此特徵係可選的，且應理解，沿著豎直條帶貼片偶極元件154之特定定位可取決於最佳化而變化。水平條帶貼片饋送探針通孔185b自水平條帶貼片偶極元件156的中心部分168偏移地定位。饋送探針通孔185與對應條帶貼片偶極元件154、156之間的特定連接點可在不脫離本發明之範疇的情況下變化。
圖9A之天線輻射曲線說明雙極化條帶貼片偶極天線134在水平極化情況下在5G毫米波低頻段之上端（例如，28 GHz）處的模擬效能。第一曲線186a係在方位角平面（φ=0°）中具有所要極化（共極化增益）值的輻射波之分量之增益的掃掠，而第二曲線188a係在仰角平面（φ=90°）中具有非所要極化（交叉極化增益）值的輻射波之分量之增益的掃掠。第三曲線190a係方位角平面中之交叉極化增益值的掃掠，且第四曲線192a係仰角平面中之共極化增益值的掃掠。
圖9B之天線輻射曲線說明雙極化條帶貼片偶極天線134在豎直極化情況下在5G毫米波低頻段操作之上端處在28 GHz處的模擬效能。第一曲線186b係方位角平面中之交叉極化增益值的掃掠，而第二曲線188b係仰角平面中之共極化增益值的掃掠。第三曲線190b係方位角平面中之共極化增益值的掃掠，且第四曲線192b係仰角平面中之交叉極化增益值的掃掠。
圖10A天線輻射曲線說明雙極化條帶貼片偶極天線134在水平極化情況下在5G毫米波低頻段之下端（例如，24.5 GHz）處的模擬效能。第一曲線186c係方位角平面中之共極化增益值的掃掠，且第二曲線188c係仰角平面中之交叉極化增益值的掃掠。第三曲線190c係方位角平面中之交叉極化增益值的掃掠，且第四曲線192c係仰角平面中之共極化增益值的掃掠。
圖10B之天線輻射曲線說明雙極化條帶貼片偶極天線134在豎直極化情況下在24.5 GHz處的模擬效能。第一曲線186d係仰角平面中之交叉極化增益值的掃掠，而第二曲線188d係仰角平面中之共極化增益值的掃掠。第三曲線190d係方位角平面中之共極化增益值的掃掠，且第四曲線192d係方位角平面中之交叉極化增益值的掃掠。
圖11之曲線圖展示雙極化條帶貼片偶極天線134在豎直極化饋送探針（S11）處、在水平極化饋送探針（S22）處及在豎直條帶貼片偶極元件154與水平條帶貼片偶極元件156之間的隔離（S21）處的回程損耗/反射係數。
如上文所指示，雙頻段/三頻段天線陣列10及構成其之共享孔徑單位胞元24包括低頻段天線陣列元件18。除了上文考慮的雙極化條帶貼片偶極天線134之具體實例之外，本發明亦涵蓋低頻段天線陣列元件18之另一具體實例。參考圖12，可存在雙極化條帶貼片偶極天線194之另一變化。類似於第一具體實例，此第二具體實例可經調諧以用於在24.25 GHz至29.5 GHz之5G毫米波低頻段（LB）中在水平及豎直極化兩者上操作。
再次，雙極化條帶貼片偶極天線194可使用習知層壓製造程序實施為多層層壓結構196。如在圖13之側視圖中最佳地展示，雙極化條帶貼片偶極天線194包括天線接地層198，亦稱為層L4。天線接地層198應理解為接地平面，且因此其為金屬/導電層。雙極化條帶貼片偶極天線194之此第二具體實例可實施於總共六個金屬層上，其間具有基板層。更詳細地，雙極化條帶貼片偶極天線194包括饋送至天線貼片之跡線，且因此包括超出四個的對於條帶貼片偶極天線134之第一具體實例共同的兩個額外層。
L4天線接地層198上方為金屬層200，亦稱為層L3。在L4與L3之間可存在基板層202。在L3金屬層200上方為金屬層204，亦稱為層L2，在其之間具有基板層206。接下來，L2金屬層204上方為稱為L1之金屬層208，其間具有基板層210。
在L4天線接地層198下方為亦稱為層L5之饋線金屬層201，以及稱為層L6之第二天線接地層207。在層L5與L6之間，可存在另一基板層209。基板層202、203、206、209及210可為介電材料或空氣。
雙極化條帶貼片偶極天線134之不同部分實施於不同金屬層上。如較早所論述，共享孔徑單位胞元24中之高頻段天線陣列元件12/雙極化磁電偶極天線44可跨越五個層實施，其為與低頻段天線陣列元件18/雙極化條帶貼片偶極天線194之此例示性第二具體實例不同的層數目。在此情況下，儘管參考相同層編號（例如L2、L3、L4），但雙極化條帶貼片偶極天線134之層可實施於雙極化磁電偶極天線44之不同對應層上。對不同金屬層及基板層L1至L5或L1至L6之參考應理解為特定針對於天線元件之特定實施，且並不意欲為針對雙極化磁電偶極天線44及雙極化條帶貼片偶極天線194兩者的共同參考。
如圖12及圖13中所示，雙極化條帶貼片偶極天線194大體上由包括實施於L2金屬層204上之豎直條帶貼片偶極元件214之主交叉貼片偶極212界定。在豎直條帶貼片偶極元件214下面的係實施於L3金屬層200上之水平條帶貼片偶極元件216。水平條帶貼片偶極元件216相對於豎直條帶貼片偶極元件214垂直定向。豎直條帶貼片偶極元件214係大體由上端218及對置底端220以及中心部分222界定之狹長矩形條帶。類似地，水平條帶貼片偶極元件216係通常由右端224、對置左端226及中心部分228界定之狹長矩形條帶。豎直條帶貼片偶極元件214及水平條帶貼片偶極元件216之各別中心部分222、228應理解為呈重疊關係。
為了達成較寬天線頻寬，雙極化條帶貼片偶極天線194之具體實例進一步涵蓋實施於頂部L1金屬層208上之寄生交叉貼片偶極234。寄生交叉貼片偶極234具有大體平坦結構，其具有分別與豎直條帶貼片偶極元件214及水平條帶貼片偶極元件216重疊之豎直區段236及水平區段238。豎直片段236與水貼片段238彼此垂直，且相交區240對應於為寄生交叉貼片偶極234之十字形結構的中心。自L1金屬層208及其上實施之寄生交叉貼片偶極234延伸至L2金屬層204的交叉貼片通孔242連接至此相交區180，豎直條帶貼片偶極元件214實施於該L2金屬層上。如所說明，交叉貼片通孔242定位於豎直條帶貼片偶極元件214之中心部分222處。交叉貼片通孔242之尺寸以及寄生交叉貼片偶極234之尺寸應理解為經最佳化以用於所要頻段24.25至29.5 GHz中之最佳/最小輸入回程損耗（S11）效能。
雙極化條帶貼片偶極天線194之第二具體實例涵蓋用經由微帶線244饋送之條帶貼片通孔245激發豎直條帶貼片偶極元件214及水平條帶貼片偶極元件216。更詳細地，存在豎直條帶貼片通孔245a，其連接至豎直極化微帶線244a（如此參考係因為其係激發豎直條帶貼片偶極元件214之組件鏈的部分）及連接至水平極化微帶線244b之水平條帶貼片通孔245b（再次，如此參考係因為其係激發豎直極化條帶貼片偶極元件216之組件鏈的部分）。然而，應瞭解，雙極化條帶貼片偶極天線134之第一具體實例可類似地經由微帶饋源激發交叉貼片偶極，但第一具體實例與第二具體實例之間的一個差異為排除至接地層之接地通孔。微帶線244應被理解為實施於L5金屬層201上。豎直條帶貼片通孔245a連接至豎直條帶貼片偶極元件214且在L2金屬層204與L5金屬層201之間延伸，且水平條帶貼片通孔245b連接至水平條帶貼片偶極元件216且在L3金屬層200與L5金屬層201之間延伸。條帶貼片通孔245與對應條帶貼片偶極元件214、216之間的特定連接點可在不脫離本發明之範疇的情況下變化。因為條帶貼片通孔245延伸穿過第一天線接地層198，所以用於每一條帶貼片通孔之開口247，包括對應於豎直條帶貼片通孔245a之第一開口247a及對應於水平條帶貼片通孔245b之第二開口247b，可由L4金屬層界定。
圖14A之天線輻射曲線說明雙極化條帶貼片偶極天線194在豎直極化情況下在29.5 GHz處的模擬效能。第一曲線246a係方位角平面（φ=0°）中之共極化增益值的掃掠，且第二曲線248a係仰角平面（φ=90°）中之交叉極化增益值的掃掠。第三曲線250a係方位角平面中之交叉極化增益值的掃掠，且第四曲線252a係仰角平面中之共極化增益值的掃掠。
圖14B之天線輻射曲線說明雙極化條帶貼片偶極天線194在水平極化情況下在29.5 GHz處的模擬效能。第一曲線246b係方位角平面中之共極化增益值的掃掠，且第二曲線248b係仰角平面中之交叉極化增益值的掃掠。第三曲線250b係方位角平面中之交叉極化增益值的掃掠，且第四曲線252b係仰角平面中之共極化增益值的掃掠。
圖15A之天線輻射曲線說明雙極化條帶貼片偶極天線194在豎直極化情況下在24.5 GHz處的模擬效能。第一曲線246c係方位角平面中之共極化增益值的掃掠，且第二曲線248c係仰角平面中之交叉極化增益值的掃掠。第三曲線250c係方位角平面中之交叉極化增益值的掃掠，且第四曲線252c係仰角平面中之共極化增益值的掃掠。
圖15B之天線輻射曲線說明雙極化條帶貼片偶極天線194在水平極化情況下在24.5 GHz處的模擬效能。第一曲線246d係方位角平面中之共極化增益值的掃掠，且第二曲線248d係仰角平面中之交叉極化增益值的掃掠。第三曲線250d係方位角平面中之交叉極化增益值的掃掠，且第四曲線252d係仰角平面中之共極化增益值的掃掠。
圖16之曲線圖展示雙極化條帶貼片偶極天線194之各種效能參數。具體而言，第一曲線254係在水平極化微帶線244b處的回程損耗/反射係數的曲線（S(H pol, H pol)）。在第二曲線256中，水平極化微帶線244b與豎直極化微帶線244a之間的隔離（S(H pol, V pol)）。第三曲線258展示豎直極化微帶線244a與水平極化微帶線244b之間的隔離（S(V pol, H pol)）。最後，第四曲線260展示豎直極化微帶線244a處之輸入回程損耗/反射係數（（S(V pol, V pol)）。
本文中所展示之細節係藉助於實例且僅出於說明性論述本發明之具體實例的目的，且係為了提供被認為原理及概念態樣之最有用且容易理解描述而呈現。就此而言，不嘗試展示具有比必要更細緻的細節，自圖式取得的描述使熟習此項技術者顯而易見可實際上如何體現本發明之若干形式。
10:雙頻段/三頻段天線陣列 11:雙頻段天線陣列 12:高頻段天線陣列元件 12a:第一高頻段天線陣列元件 12b:第二高頻段天線陣列元件 12c:第三高頻段天線陣列元件 12d:第四高頻段天線陣列元件 14:列 14a:第一列 14b:第二列 14c:第三列 14d:第四列 14e:第五列 14f:第六列 14g:第七列 14h:第八列 16:行 16a:第一行 16b:第二行 16c:第三行 16d:第四行 16e:第五行 16f:第六行 16g:第七行 16h:第八行 18:低頻段天線陣列元件 18a:低頻段天線陣列元件 18b:低頻段天線陣列元件 18c:低頻段天線陣列元件 18d:低頻段天線陣列元件 20:列 20a:第一列 20b:第二列 20c:第三列 20d:第四列 22:行 22a:第一行 22b:第二行 22c:第三行 22d:第四行 24:共享孔徑單位胞元 24a:第一共享孔徑單位胞元 24b:第二共享孔徑單位胞元 24c:第三共享孔徑單位胞元 24d:第四共享孔徑單位胞元 26a:左上方象限 26b:右上方象限 26c:左下方象限 26d:右下方象限 28:印刷電路板（PCB）基板 30a:第一波束成形器IC 30b:第二波束成形器IC 30c:第三波束成形器IC 30d:第四波束成形器IC 34:共享孔徑單位胞元 34a:第一共享孔徑單位胞元 34b:第二共享孔徑單位胞元 34c:第三共享孔徑單位胞元 34d:第四共享孔徑單位胞元 36:雙極化孔徑饋送式堆疊貼片天線 38a:左上方象限 38b:右上方象限 38c:左下方象限 38d:右下方象限 40:列 42:行 44:雙極化磁電偶極天線 48:接地平面 50:通孔 52a:水平極化探針 52b:豎直極化探針 134:雙極化條帶貼片偶極天線 136:多層層壓結構 138:天線接地層 140:金屬層 142:基板層 144:金屬層 146:基板層 148:金屬層 150:基板層 152:主交叉貼片偶極 154:豎直條帶貼片偶極元件 156:水平條帶貼片偶極元件 158:上端 160:底端 162:中心部分 164:右端 166:左端 168:中心部分 170:豎直條帶貼片通孔 172:水平條帶貼片通孔 174:寄生交叉貼片偶極 176:豎直區段 178:水平區段 180:相交區 182:交叉貼片通孔 185a:豎直條帶貼片饋送探針通孔 185b:水平條帶貼片饋送探針通孔 186a:第一曲線 186b:第一曲線 186c:第一曲線 186d:第一曲線 187a:孔徑 187b:孔徑 188a:第二曲線 188b:第二曲線 188c:第二曲線 188d:第二曲線 190a:第三曲線 190b:第三曲線 190c:第三曲線 190d:第三曲線 192a:第四曲線 192b:第四曲線 192c:第四曲線 192d:第四曲線 194:雙極化條帶貼片偶極天線 196:多層層壓結構 198:天線接地層 200:金屬層 201:饋線金屬層 202:基板層 204:金屬層 206:基板層 207:第二天線接地層 208:金屬層 210:基板層 212:主交叉貼片偶極 214:豎直條帶貼片偶極元件 216:水平條帶貼片偶極元件 218:上端 220:底端 222:中心部分 224:右端 226:左端 228:中心部分 234:寄生交叉貼片偶極 236:豎直區段 238:水平區段 240:相交區 242:交叉貼片通孔 244a:豎直極化微帶線 244b:水平極化微帶線 245a:豎直條帶貼片通孔 245b:水平條帶貼片通孔 246a:第一曲線 246b:第一曲線 246c:第一曲線 246d:第一曲線 247a:第一開口 247b:第二開口 248a:第二曲線 248b:第二曲線 248c:第二曲線 248d:第二曲線 250a:第三曲線 250b:第三曲線 250c:第三曲線 250d:第三曲線 252a:第四曲線 252b:第四曲線 252c:第四曲線 252d:第四曲線 254:第一曲線 256:第二曲線 258:第三曲線 260:第四曲線 L1:金屬層 L2:金屬層 L3:金屬層 L4:層 L5:層 L6:層
相對於以下描述及圖式，將更佳地理解本文中所揭示之各種具體實例的此等及其他特徵與優點，在圖式中相同編號始終指代相同部分，且其中：
[圖1]為根據本發明之一個具體實例之共享孔徑上的雙頻段/三頻段天線陣列之俯視平面圖；
[圖2]為根據本發明之一具體實例的雙頻段/三頻段天線陣列之共享孔徑單位胞元之第一實施的俯視平面圖；
[圖3]為併有具有共享孔徑單位胞元之第一實施的雙頻段/三頻段天線陣列之射頻傳輸接收電路之仰視平面圖；
[圖4]為雙頻段/三頻段天線陣列之共享孔徑單位胞元之第二實施的俯視平面圖；
[圖5]為併有具有共享孔徑單位胞元之第二實施的雙頻段/三頻段天線陣列之射頻傳輸接收電路之仰視平面圖；
[圖6]為可縮放至任意大小之雙頻段/三頻段天線陣列之俯視平面圖；
[圖7]為根據本發明之另一具體實例之雙極化條帶貼片偶極天線的透視圖；
[圖8]為雙極化條帶貼片偶極天線之側視圖；
[圖9A]為具有水平極化之在28 GHz操作頻率下的雙極化條帶貼片偶極天線之模擬天線輻射曲線；
[圖9B]為具有豎直極化之在28 GHz操作頻率下的雙極化條帶貼片偶極天線之模擬天線輻射曲線；
[圖10A]為具有水平極化之在24.5 GHz操作頻率下的雙極化條帶貼片偶極天線之模擬天線輻射曲線；
[圖10B]為具有豎直極化之在24.5 GHz操作頻率下的雙極化條帶貼片偶極天線之模擬天線輻射曲線；
[圖11]為標繪雙極化條帶貼片偶極天線之模擬輸入回程損耗及插入損耗之曲線；
[圖12]為根據本發明之另一具體實例之雙極化條帶貼片偶極天線的透視圖；
[圖13為雙極化條帶貼片偶極天線之側視圖；
[圖14A]為具有水平極化之在28 GHz操作頻率下的雙極化條帶貼片偶極天線之模擬天線輻射曲線；
[圖14B]為具有豎直極化之在28 GHz操作頻率下的雙極化條帶貼片偶極天線之模擬天線輻射曲線；
[圖15A]為具有水平極化之在24.5 GHz操作頻率下的雙極化條帶貼片偶極天線之模擬天線輻射曲線；
[圖15B]為具有豎直極化之在24.5 GHz操作頻率下的雙極化條帶貼片偶極天線之模擬天線輻射曲線；且
[圖16]標繪雙極化條帶貼片偶極天線之模擬輸入回程損耗及插入損耗之曲線。
10:雙頻段/三頻段天線陣列
12:高頻段天線陣列元件
14:列
14a:第一列
14b:第二列
14c:第三列
14d:第四列
14e:第五列
14f:第六列
14g:第七列
14h:第八列
16:行
16a:第一行
16b:第二行
16c:第三行
16d:第四行
16e:第五行
16f:第六行
16g:第七行
16h:第八行
18:低頻段天線陣列元件
20:列
20a:第一列
20b:第二列
20c:第三列
20d:第四列
22:行
22a:第一行
22b:第二行
22c:第三行
22d:第四行

Claims (43)

  1. 一種用於一高操作頻段及一低操作頻段之雙頻段/三頻段陣列天線，該陣列天線包含： 一或多個共享孔徑單位胞元； 複數個雙極化磁電偶極天線，該等雙極化磁電偶極天線之一給定集合以一隔開關係定位於該等共享孔徑單位胞元中的一給定者上且經組態用於該高操作頻段之信號；及 一或多個雙極化交叉偶極貼片天線，該等雙極化交叉偶極貼片天線中之一給定者在該等共享孔徑單位胞元中之該給定者上居中且與該等雙極化磁電偶極天線隔開，且經組態用於該低操作頻段之信號。
  2. 如請求項1之雙頻段/三頻段陣列天線，其中該高操作頻段為跨越第一高頻段（HB1）及第二高頻段（HB2）兩者之一5G毫米波高頻段（HB）。
  3. 如請求項1之雙頻段/三頻段陣列天線，其中該高操作頻段為一5G毫米波第一高頻段（HB1）。
  4. 如請求項1之雙頻段/三頻段陣列天線，其中該高操作頻段為一5G毫米波第二高頻段（HB2）。
  5. 如請求項1之雙頻段/三頻段陣列天線，其中該低頻操作頻段為一5G毫米波低頻段（LB）。
  6. 如請求項1之雙頻段/三頻段陣列天線，其中該等共享孔徑單位胞元中之該給定者包括配置成一二乘二陣列之該等雙極化磁電偶極天線中之四者。
  7. 如請求項6之雙頻段/三頻段陣列天線，其中該等雙極化磁電偶極天線隔開3 mm。
  8. 如請求項1之雙頻段/三頻段陣列天線，其中該等雙極化磁電偶極天線中之該給定者及該雙極化交叉偶極貼片天線中之該給定者實施為多層層壓結構。
  9. 如請求項1之雙頻段/三頻段陣列天線，其中該等雙極化磁電偶極天線中之至少一者包括： 一天線接地層； 在一個層上之水平貼片，其中通孔將該等水平貼片連接至該天線接地層；及 複數個探針，其激發該等水平貼片。
  10. 如請求項9之雙頻段/三頻段陣列天線，其中第一對水平貼片及對應通孔界定用於一高頻段水平極化之一磁電偶極，且第二對高頻段水平貼片及對應高頻段通孔界定用於一高頻段豎直極化之一磁電偶極。
  11. 如請求項1之雙頻段/三頻段陣列天線，其中該等雙極化交叉偶極貼片天線中之該給定者中的至少一者包括： 一主交叉貼片偶極，其由自彼此偏移且垂直於彼此定向之一水平極化貼片元件及一豎直極化貼片元件界定； 貼片元件通孔，其連接至該水平極化貼片元件及該豎直極化貼片元件；及 一寄生交叉貼片偶極，其在該主交叉貼片偶極上方居中。
  12. 如請求項11之雙頻段/三頻段陣列天線，其中該等雙極化交叉偶極貼片天線中之該給定者中的該至少一者包括一第一天線接地層。
  13. 如請求項12之雙頻段/三頻段陣列天線，其中該等雙極化交叉偶極貼片天線中之該給定者中的該至少一者包括一第二天線接地層。
  14. 如請求項13之雙頻段/三頻段陣列天線，其中該等雙極化交叉偶極貼片天線中之該給定者中的該至少一者包括： 一豎直極化饋送探針，其激發該豎直極化貼片元件； 一水平極化饋送探針，其激發該水平極化貼片元件；及 一第一微帶線，其連接至該豎直極化饋送探針；及 一第二微帶線，其連接至該水平極化饋送探針； 其中該第一微帶線及該第二微帶線安置於該第一天線接地層與該第二天線接地層之間。
  15. 如請求項12之雙頻段/三頻段陣列天線，其中該等雙極化交叉偶極貼片天線中之該給定者中的至少一者包括： 一豎直極化饋送探針，其激發該豎直極化貼片元件；及 一水平極化饋送探針，其激發該水平極化貼片元件。
  16. 一種用於一高頻段操作頻段及一低頻段操作頻段之雙頻段陣列天線，該陣列天線包含： 一或多個共享孔徑單位胞元； 複數個雙極化孔徑饋送式堆疊貼片天線，該雙極化孔徑饋送式堆疊貼片天線之一給定集合以一間隔關係定位於該等共享孔徑單位胞元中之一給定者上且經組態用於該高頻段操作頻段之信號；及 一或多個雙極化交叉偶極貼片天線，該等雙極化交叉偶極貼片天線中之一給定者在該等共享孔徑單位胞元中之該給定者上居中且與該等共享孔徑單位胞元中之該給定者上的該等雙極化磁電偶極天線中之其他者間隔開，且經組態用於該低頻段操作頻段之信號。
  17. 如請求項16之雙頻段陣列天線，其中該高頻段操作頻段為一5G毫米波高頻段（HB），且該低頻段操作頻段為一5G毫米波低頻段（LB）。
  18. 如請求項16之雙頻段陣列天線，其中該高頻段操作頻段為一5G毫米波第一高頻段（HB1），且該低頻段操作頻段為一5G毫米波低頻段（LB）。
  19. 如請求項16之雙頻段陣列天線，其中該高頻段操作頻段為一5G毫米波第二高頻段（HB2），且該低頻段操作頻段為一5G毫米波低頻段（LB）。
  20. 如請求項16之雙頻段陣列天線，其中該等共享孔徑單位胞元中之該給定者包括配置成一二乘二陣列之該等雙極化孔徑饋送式堆疊貼片天線中的四者。
  21. 一種射頻傳輸接收模組，其包含： 一多層層壓結構陣列天線，其由一或多個共享孔徑單位胞元界定，該等共享孔徑單位胞元中之每一者包括： 複數個雙極化第一天線，該等雙極化第一天線之一給定集合以一隔開關係定位於該等共享孔徑單位胞元中之一給定者上且經組態用於一或多個高操作頻段之信號； 一或多個雙極化第二天線，該等雙極化第二天線中之一給定者在該等共享孔徑單位胞元中之該給定者上居中且與在該等共享孔徑單位胞元中之該給定者上的該等雙極化第一天線中之其他者隔開，且經組態用於一低操作頻段之信號。
  22. 如請求項21之射頻傳輸接收模組，其中該等雙極化第一天線中之該給定者包括： 一天線接地層； 在一個層上之水平貼片，其中通孔將該等水平貼片連接至該天線接地層；及 複數個探針，其激發該等水平貼片。
  23. 如請求項21之射頻傳輸接收模組，其中該等雙極化第二天線中之該給定者包括： 一主交叉貼片偶極，其由自彼此偏移且垂直於彼此定向之一水平極化貼片元件及一豎直極化貼片元件界定； 貼片元件通孔，其連接至該水平極化貼片元件及該豎直極化貼片元件；及 一寄生交叉貼片偶極，其在該主交叉貼片偶極上方居中。
  24. 如請求項21之射頻傳輸接收模組，其中該等雙極化第一天線中之該給定者為一孔徑饋送式堆疊貼片天線。
  25. 一種雙極化天線，其包含： 一第一天線接地層； 在一第一中間層上之一豎直條帶貼片偶極元件； 一豎直條帶貼片通孔，其連接至該豎直條帶貼片偶極元件及該第一天線接地層； 一豎直條帶貼片饋送探針，其激發該豎直條帶貼片偶極元件； 在一第二中間層上之一水平條帶貼片偶極元件，其垂直於該豎直條帶貼片偶極元件定向且在該水平條帶貼片偶極元件及該豎直條帶貼片偶極元件之各別中心部分處重疊； 一水平條帶貼片通孔，其連接至該水平條帶貼片偶極元件及該第一天線接地層； 一水平條帶貼片饋送探針，其激發該水平條帶貼片偶極元件； 一寄生交叉貼片偶極，其在一頂部層上且在該水平條帶貼片偶極元件及該豎直條帶貼片偶極元件上方居中；及 一交叉貼片通孔，其連接至該寄生交叉貼片偶極及該豎直條帶貼片偶極元件。
  26. 如請求項25之雙極化天線，其中該交叉貼片通孔在該寄生交叉貼片偶極之一中心處連接至該寄生交叉貼片偶極。
  27. 如請求項25之雙極化天線，其中該豎直條帶貼片通孔在自該豎直條帶貼片偶極元件之該中心部分偏移之一位置處連接至該豎直條帶貼片偶極元件，且該水平條帶貼片通孔在自該水平條帶貼片偶極元件之該中心部分偏移之一位置處連接至該水平條帶貼片偶極元件。
  28. 如請求項25之雙極化天線，其中該豎直條帶貼片饋送探針相對於該豎直條帶貼片偶極元件自該豎直條帶貼片偶極元件之該中心部分偏移地定位，且該水平條帶貼片饋送探針相對於該水平條帶貼片偶極元件自該水平條帶貼片偶極元件之該中心部分偏移地定位。
  29. 一種雙極化天線，其包含： 一第一天線接地層； 在一第一中間層上之一豎直條帶貼片偶極元件； 一豎直條帶貼片通孔，其連接至該豎直條帶貼片偶極元件及該第一天線接地層； 一豎直條帶貼片饋送探針，其激發該豎直條帶貼片偶極元件； 一豎直條帶貼片微帶線，其連接至該豎直條帶貼片饋送探針； 在一第二中間層上之一水平條帶貼片偶極元件，其垂直於該豎直條帶貼片偶極元件定向且在該水平條帶貼片偶極元件及該豎直條帶貼片偶極元件之各別中心部分處重疊； 一水平條帶貼片通孔，其連接至該水平條帶貼片偶極元件及該第一天線接地層； 一水平條帶貼片饋送探針，其激發該水平條帶貼片偶極元件； 一水平條帶貼片微帶線，其連接至該水平條帶貼片饋送探針； 一寄生交叉貼片偶極，其在一頂部層上且在該水平條帶貼片偶極元件及該豎直條帶貼片偶極元件上方居中；及 一交叉貼片通孔，其連接至該寄生交叉貼片偶極及該豎直條帶貼片偶極元件。
  30. 如請求項29之雙極化天線，其進一步包含： 一第一通孔，其將該豎直條帶貼片微帶線連接至該豎直條帶貼片偶極元件；及 一第二通孔，其將該水平條帶貼片微帶線連接至該水平條帶貼片偶極元件。
  31. 如請求項29之雙極化天線，其進一步包含： 一第二天線接地層，其在該豎直條帶貼片微帶線及該水平條帶貼片微帶線下方。
  32. 一種雙極化天線，其包含： 一主交叉貼片偶極，其由自彼此偏移且垂直於彼此定向之一水平極化貼片元件及一豎直極化貼片元件界定； 貼片元件通孔，其連接至該水平極化貼片元件及該豎直極化貼片元件；及 一寄生交叉貼片偶極，其在該主交叉貼片偶極上方居中。
  33. 如請求項32之雙極化天線，其進一步包含一第一天線接地層。
  34. 如請求項33之雙極化天線，其中該等貼片元件通孔連接至該第一天線接地層。
  35. 如請求項33之雙極化天線，其進一步包含一第二天線接地層。
  36. 如請求項35之雙極化天線，其進一步包含： 一第一微帶線，其激發該豎直極化貼片元件；及 一第二微帶線，其激發該水平極化貼片元件； 其中該第一微帶線及該第二微帶線安置於該第一天線接地層與該第二天線接地層之間。
  37. 如請求項32之雙極化天線，其進一步包含： 一豎直極化饋送探針，其激發該豎直極化貼片元件；及 一水平極化饋送探針，其激發該水平極化貼片元件。
  38. 如請求項32之雙極化天線，其進一步包含連接至該寄生交叉貼片偶極及該主交叉貼片偶極之一交叉貼片通孔。
  39. 一種射頻傳輸接收電路，其包含： 一波束成形器積體電路；及 一多層層壓結構天線，其包括： 一主交叉貼片偶極，其由自彼此偏移且垂直於彼此定向之一水平極化貼片元件及一豎直極化貼片元件界定； 貼片元件通孔，其連接至該水平極化貼片元件及該豎直極化貼片元件；及 一寄生交叉貼片偶極，其在該主交叉貼片偶極上方居中。
  40. 如請求項39之射頻傳輸接收電路，其中該多層層壓結構天線包括一第一天線接地層。
  41. 如請求項40之射頻傳輸接收電路，其中該多層層壓結構天線包括一第二天線接地層。
  42. 如請求項41之射頻傳輸接收電路，其中該多層層壓結構天線包括： 一第一微帶線，其激發該豎直極化貼片元件；及 一第二微帶線，其激發該水平極化貼片元件； 其中該第一微帶線及該第二微帶線安置於該第一天線接地層與該第二天線接地層之間。
  43. 如請求項40之射頻傳輸接收電路，其中該多層層壓結構天線包括： 一豎直極化饋送探針，其激發該豎直極化貼片元件；及 一水平極化饋送探針，其激發該水平極化貼片元件。
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