TW202406210A - 用於毫米波發信之主動操控 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種經組態以在毫米波頻率下操作之天線。該天線包含一基板及一接地平面。該天線包含共同界定四個邊角之一或多個主動貼片天線元件，其中該(等)主動貼片天線元件定位於該基板之一第一表面上。該天線包含與該(等)主動貼片天線元件共面且相鄰於該(等)主動貼片天線元件之各自邊角之四個寄生貼片元件。該天線包含一切換電路，該切換電路經組態以將第一寄生貼片元件、第二寄生貼片元件、第三寄生貼片元件及/或第四寄生貼片元件動態地耦合至該接地平面。

Description

用於毫米波發信之主動操控

本發明大體上係關於一種經組態以在毫米波頻率下操作之天線，且更特定言之係關於一種具有主動波束操控之毫米波貼片天線。

天線可用於促進裝置之間之無線通信。電信之最新進展已實現使用介於約24 Ghz與約300 Ghz之間之毫米波頻帶之通信。因而，非常期望能夠在此等頻率下通信之天線裝置。

本發明之實施例之態樣及優點將在以下描述中部分闡述或可從該描述學習或可透過實施例之實踐學習。

本發明之一個實例態樣係關於一種經組態以在毫米波頻率下操作之天線。該天線包含包括一第一表面及一第二表面之一基板。該天線包含一接地平面，其中該接地平面之一第一表面接觸該基板之該第二表面。該天線包含界定一第一邊角、一第二邊角、一第三邊角及一第四邊角之一主動貼片天線元件，其中該主動貼片天線元件定位於該基板之該第一表面上，其中該主動貼片天線經組態以產生一輻射場型。該天線包含與該主動貼片天線元件共面之一第一寄生貼片元件，其中該第一寄生貼片元件之一邊角相鄰於該主動貼片天線元件之該第一邊角。該天線包含與該主動貼片天線元件共面之一第二寄生貼片元件，其中該第二寄生貼片元件之一邊角相鄰於該主動貼片天線元件之該第二邊角。該天線包含與該主動貼片天線元件共面之一第三寄生貼片元件，其中該第三寄生貼片元件之一邊角相鄰於該主動貼片天線元件之該第三邊角。該天線包含與該主動貼片天線元件共面之一第四寄生貼片元件，其中該第四寄生貼片元件之一邊角相鄰於該主動貼片天線元件之該第四邊角。該天線包含一切換電路，該切換電路經組態以將該第一寄生貼片元件、該第二寄生貼片元件、該第三寄生貼片元件及/或該第四寄生貼片元件動態地耦合至該接地平面。

本發明之另一實例態樣係關於一種經組態以在毫米波頻率下操作之天線。該天線包含包括一第一表面及一第二表面之一基板。該天線包含一接地平面，其中該接地平面之一第一表面接觸該基板之該第二表面。該天線包含安置於該基板之該第一表面上之複數個主動貼片天線元件，其中該複數個主動貼片天線元件共同形成界定複數個頂點之一二維形狀，其中該複數個主動貼片天線元件之各者經組態以產生一輻射場型。該天線包含與該複數個主動貼片天線元件共面之複數個寄生貼片元件，其中該複數個寄生貼片元件之各者界定四個頂點，其中該複數個寄生貼片天線元件之各者之一頂點相鄰於該複數個主動貼片天線元件之該二維形狀之一頂點。該天線包含一切換電路，該切換電路經組態以將該複數個寄生貼片元件之一或多者動態地耦合至該接地平面。

本發明之另一實例態樣係關於一種用於產生毫米波頻率之方法。該方法包含藉由一天線裝置產生一輻射場型，該輻射場型包括至一接收實體之一傳輸，其中該天線裝置包括一基板、接觸該基板之一第一表面之一接地平面及安置於該基板之一第二表面上之一主動天線貼片元件及四個寄生貼片元件，其中該主動天線貼片元件界定四個邊角，且其中該四個寄生貼片元件之各者經定位成與該主動天線貼片元件之該四個邊角之一各自邊角共面且相鄰。該方法包含藉由一天線裝置經由一單一同軸電纜獲得指示對應於至該接收實體之該傳輸之一或多個頻道品質指示符之資訊。該方法包含至少部分基於該資訊，藉由該天線裝置控制一切換電路以將該四個寄生貼片天線元件之一或多者動態地耦合至該天線裝置之該接地平面。

參考以下描述及隨附發明申請專利範圍將更好地理解各種實施例之此等及其他特徵、態樣及優點。被併入本說明書中且構成本說明書之一部分之隨附圖式繪示本發明之實施例，且連同該描述一起用以說明相關原理。

優先權主張

本申請案係基於具有2022年5月31日之一申請日期之標題為「ACTIVE STEERING FOR MILLIMETER WAVE SIGNALING」之美國臨時申請案第63/347282號且主張其優先權，該案以引用的方式併入本文中。

現將詳細參考實施例，在圖式中繪示該等實施例之一或多個實例。藉由實施例(但不限於本發明)之說明提供各實例。事實上，熟習此項技術者將明白，在不脫離本發明之範疇或精神的情況下，可對實施例做出各種修改及變動。例如，經繪示或描述為一項實施例之部分之特徵可與另一實施例一起使用以產生又一進一步實施例。因此，本發明之態樣旨在涵蓋此等修改及變動。

本發明之實例態樣係關於一種毫米波貼片天線總成。在一些天線應用(諸如利用毫米波頻率之應用)中，具有可提供主動波束操控以最佳化或增強傳輸品質及效率之一天線或貼片天線元件可為有用的。

例如，在一個實例中，提供一主動貼片天線元件可為有用的，該主動貼片天線元件產生可由相鄰於主動貼片天線元件之頂點之共面寄生貼片天線元件操控之一毫米波輻射場型。結合地，可利用同軸電纜資料(DOC)技術來提供傳輸資料及一控制信號兩者，該控制信號動態地耦合相鄰於主動貼片天線元件之寄生貼片天線元件以主動地操控主動天線元件之輻射場型。以此方式，DOC技術可與毫米波技術一起被利用以提供能夠在毫米波頻帶下進行波束操控之貼片天線總成。

根據本發明之實例態樣，一天線總成可包含具有一第一表面及一相對第二表面之一基板(例如，一電路板)。天線總成可包含一接地平面。接地平面之第一表面可接觸基板之第二表面。天線總成可包含定位於基板之第一表面上之一主動貼片天線元件。另外，天線總成可包含相鄰於主動貼片天線元件之頂點之複數個寄生貼片元件。在一些實施例中，天線總成可包含兩個或更多個主動貼片天線元件，其等共同形成界定複數個頂點之一二維形狀。

本發明之一個實例態樣係關於一種經組態以在毫米波頻率下操作之天線。天線包含包括一第一表面及一第二表面之一基板。該天線包含一接地平面，其中該接地平面之一第一表面接觸該基板之該第二表面。天線包含界定一第一邊角、一第二邊角、一第三邊角及一第四邊角之一主動貼片天線元件，其中主動貼片天線元件定位於基板之第一表面上，其中主動貼片天線經組態以產生一輻射場型。天線包含與主動貼片天線元件共面之一第一寄生貼片元件，其中第一寄生貼片元件之一邊角相鄰於主動貼片天線元件之第一邊角。天線包含與主動貼片天線元件共面之一第二寄生貼片元件，其中第二寄生貼片元件之一邊角相鄰於主動貼片天線元件之第二邊角。天線包含與主動貼片天線元件共面之一第三寄生貼片元件，其中第三寄生貼片元件之一邊角相鄰於主動貼片天線元件之第三邊角。天線包含與主動貼片天線元件共面之一第四寄生貼片元件，其中第四寄生貼片元件之一邊角相鄰於主動貼片天線元件之第四邊角。天線包含一切換電路，該切換電路經組態以將第一寄生貼片元件、第二寄生貼片元件、第三寄生貼片元件及/或第四寄生貼片元件動態地耦合至接地平面。

在一些實施例中，第一、第二、第三及第四寄生貼片元件分別在主動貼片天線元件之第一、第二、第三及第四邊角之一距離內。

在一些實施例中，距離包括 之一最大距離。

在一些實施例中，天線進一步包括經組態以控制切換電路之一控制電路。

在一些實施例中，控制電路經組態以透過一單一同軸電纜接收資料。

在一些實施例中，透過單一同軸電纜之資料描述控制電路之控制指令。

在一些實施例中，第一、第二、第三及第四寄生貼片元件之各者經組態以在與接地平面斷開連接時反射主動貼片天線元件之輻射場型。

在一些實施例中，控制電路經組態以控制切換電路以至少部分基於一或多個頻道品質指示符(CQI)將第一、第二、第三及/或第四寄生貼片元件動態地耦合至接地平面。

在一些實施例中，一或多個CQI指示天線與一或多個接收實體之間之一連接品質。

在一些實施例中，一或多個CQI相關聯於天線與最接近於第一及第三寄生貼片元件之一接收實體之間之一連接。回應於一或多個CQI，控制電路經組態以控制切換電路以將第一及第三寄生貼片元件動態地耦合至接地平面。

在一些實施例中，天線進一步包括定位於基板之第一表面上之一第二主動貼片天線元件，該第二主動貼片天線元件經組態以產生一第二輻射場型，其中第二主動貼片天線元件之一第一邊角及一第二邊角分別相鄰於主動貼片天線元件之第三邊角及第四邊角。第三寄生貼片元件相鄰於第二主動貼片天線元件之一第三邊角，且第四寄生貼片元件相鄰於第二主動貼片天線元件之一第四邊角。

在一些實施例中，第一寄生貼片天線元件之一形狀相同於第二寄生貼片天線元件、第三寄生貼片天線元件及第四寄生貼片天線元件之一形狀。

在一些實施例中，輻射場型包括介於約24 Ghz與約300 Ghz之間之一頻率。如本文中使用，術語「約」與一數值之結合使用旨在指代在所陳述量之15%內。

本發明之另一實例態樣係關於用於產生毫米波頻率之方法。該方法包含藉由一天線裝置產生一輻射場型，該輻射場型包括至一接收實體之一傳輸，其中天線裝置包括一基板、接觸基板之一第一表面之一接地平面及安置於基板之一第二表面上之一主動天線貼片元件及四個寄生貼片元件，其中主動天線貼片元件界定四個邊角，且其中四個寄生貼片元件之各者經定位成與主動天線貼片元件之四個邊角之一各自邊角共面且相鄰。該方法包含藉由一天線裝置經由一單一同軸電纜獲得指示對應於至接收實體之傳輸之一或多個頻道品質指示符之資訊。該方法包含至少部分基於該資訊，藉由天線裝置控制一切換電路以將四個寄生貼片天線元件之一或多者動態地耦合至天線裝置之接地平面。

現參考圖，現將闡述本發明之實例實施例。

圖1A描繪根據本發明之一些實施例之經組態以在毫米波頻率下操作之一實例天線100。天線100包含一基板及接地平面102。特定言之，如圖1B中繪示，天線100包含一基板102A及一接地平面102B。

轉至圖1B，基板102A包含一頂表面103A及一底表面103B。在一些實施例中，基板102A可為或以其他方式包含一電路板(例如，一印刷電路板)、一電路板基板、沈積於一基板上之一材料等。基板之底表面103B接觸接地平面102B之頂表面。在一些實施例中，接地平面102B及基板102A共同形成一電路板。

返回至圖1A，天線100包含一主動貼片天線元件104。主動貼片天線元件104定位於基板102A之第一表面103A上。另外，天線包含複數個寄生貼片元件106A、106B、106C、106D等。在一些實施例中，如描繪，主動貼片天線元件104界定一第一邊角、一第二邊角、一第三邊角及一第四邊角。例如，所描繪之主動貼片天線元件104包含作為一左上邊角之一第一邊角、作為一右上邊角之一第二邊角、作為一左下邊角之一第三邊角及作為一右下邊角之一第四邊角。四個寄生貼片元件106A至106D之各者與主動貼片天線元件104共面，且分別相鄰於主動貼片天線元件104之四個邊角定位。例如，第一寄生貼片元件106A (例如，所描繪之左上寄生貼片元件)可相鄰於主動貼片天線元件104之第一邊角定位，第二寄生貼片元件106B (例如，所描繪之右上寄生貼片元件)可相鄰於主動貼片天線元件104之第二邊角定位，第三寄生貼片元件106C (例如，所描繪之左下寄生貼片元件)可相鄰於主動貼片天線元件104之第三邊角定位，且第四寄生貼片元件106D (例如，所描繪之右下寄生貼片元件)可相鄰於主動貼片天線元件104之第一邊角定位。

在一些實施例中，寄生貼片元件106A至106D之一或多者相鄰於主動貼片天線元件104之一各自邊角定位且與其相距一特定距離(例如，不接觸主動貼片天線元件104)。在一些實施例中，距離具有 之一最大距離。

主動貼片天線元件104經組態以產生一輻射場型(例如，以傳輸資料等)。特定言之，主動貼片天線元件104經組態以在一毫米波頻帶(例如，3 Ghz至300 Ghz)中產生輻射場型。在一些實施例中，待經由輻射場型傳輸之資料可經由一單一同軸電纜108載送至天線100。另外，在一些實施例中，天線100可利用同軸電纜資料(DOC)技術以透過單一同軸電纜108獲得資料及控制資料兩者。

寄生貼片元件106A至106D之各者經組態以在與接地平面102B斷開連接時反射主動貼片天線元件104之輻射場型。當耦合至接地平面102B時，一寄生貼片元件106停止反射由主動貼片天線元件104產生之輻射場型。以此方式，藉由動態地耦合相鄰於主動貼片天線元件104之寄生貼片元件106，可動態地操控天線100之波束。

天線包含一切換電路110，該切換電路110經組態以動態地耦合寄生貼片元件106A至106D之一或多者。在一些實施例中，天線100包含經組態以控制切換電路之一控制電路112。在一些實施例中，控制電路112可經組態以經由單一同軸電纜接收控制資料。例如，經由單一同軸電纜108獲得之控制資料可包含或以其他方式描述控制電路之控制指令。替代地，在一些實施例中，控制資料可包含與由主動貼片天線元件104產生之輻射場型之一品質相關聯之頻道品質指示符(CQI) (例如，指示天線100與一或多個接收實體之間之一連接品質)。在一些實施例中，基於CQI，控制電路112可控制切換電路以將寄生貼片天線元件106與接地平面102B動態地耦合或解耦。

作為一實例，單一同軸電纜108可提供包含相關聯於天線100與最接近於第一寄生貼片元件106A及第三寄生貼片元件106C定位之一接收實體之間之一連接之一或多個CQI之控制資料。回應於一或多個CQI，控制電路112可經組態以控制切換電路110以將第一寄生貼片元件106A及第三寄生貼片元件106C動態地耦合至接地平面102B，因此動態地停用第一寄生貼片元件106A及第三寄生貼片元件106C之任何信號反射。以此方式，藉由動態地停用第一寄生貼片元件106A及第三寄生貼片元件106C，由主動貼片天線元件104產生之輻射束可經操控朝向接收實體，因此改良信號品質。

應注意，儘管圖1A繪示具有一個主動天線貼片元件之一天線，然本發明之實施例不限於利用一個主動天線貼片元件。將關於圖5論述利用複數個主動貼片天線元件之實施例。

圖2A繪示根據本發明之一些實施例之用於一第一寄生貼片元件接地組態之圖1之天線100之一方塊圖。由於複數個寄生貼片元件106之各者耦合至接地平面102B，因此不存在由任何寄生貼片元件106對主動貼片天線元件104之輻射場型之主動反射。

圖2B描繪根據本發明之實例態樣之一實例反射係數標繪圖202B。圖2B標繪沿著水平軸之頻率及沿著垂直軸之反射係數(S 11)。

圖2C描繪在例如31 GHz之一頻率下在YZ平面中之正常實際增益之實例輻射場型202C。

圖2D描繪圖2A之天線200分別在29 GHz、30 GHz及31 GHz下之一輻射場型之三維視圖205A至205C。

圖3A繪示根據本發明之一些實施例之用於一第二寄生貼片元件接地組態之圖1之天線100之一天線組態300之一方塊圖。特定言之，如描繪，天線100之第二及第四寄生貼片元件106B及106D與天線100之接地平面102B解耦(例如，經由切換電路等)，且因此不反射主動貼片天線元件104之輻射場型。相反地，第一及第三寄生貼片元件106A及106C動態地耦合至接地平面，且因此主動地反射主動貼片天線元件104之輻射場型。以此方式，主動貼片天線元件104之輻射場型可在一特定方向上被動態地操控。

圖3B描繪根據本發明之實例態樣之一實例反射係數標繪圖302B。圖3B標繪沿著水平軸之頻率及沿著垂直軸之反射係數(S 11)。

圖3C描繪在例如31 GHz之一頻率下在YZ平面中之正常實際增益之實例輻射場型302C。

圖3D描繪圖3A之天線300分別在29 GHz、30 GHz及31 GHz下之一輻射場型之三維視圖305A至305C。

圖4A繪示根據本發明之一些實施例之用於一第三寄生貼片元件接地組態之圖1之天線100之一天線組態400之一方塊圖。特定言之，如描繪，天線100之第三及第四寄生貼片元件106C及106D與天線100之接地平面102B解耦(例如，經由切換電路等)，且因此不反射主動貼片天線元件104之輻射場型。相反地，第一及第三寄生貼片元件106A及106B動態地耦合至接地平面，且因此主動地反射主動貼片天線元件104之輻射場型。以此方式，主動貼片天線元件104之輻射場型可在一特定方向上被動態地操控。

圖4B描繪根據本發明之實例態樣之一實例反射係數標繪圖402B。圖4B標繪沿著水平軸之頻率及沿著垂直軸之反射係數(S 11)。

圖4C描繪在例如31 GHz之一頻率下在YZ平面中之正常實際增益之實例輻射場型402C。

圖4D描繪圖4A之天線400分別在29 GHz、30 GHz及31 GHz下之一輻射場型之三維視圖405A至405C。

圖5描繪根據本發明之一些其他實施例之經組態以在毫米波頻率下操作之一實例天線500。特定言之，天線500包含兩個主動貼片天線元件502A及502B。然而，應注意，本發明之實施例不限於如圖1中繪示之一個主動貼片天線元件或如圖5中繪示之兩個主動貼片天線元件。例如，天線500可包含安置於基板102A之第一表面103A上之任何複數個主動貼片天線元件502。複數個主動貼片天線元件502可經安置以共同形成界定複數個頂點(例如，一矩形、一菱形、一多邊形等之邊角)之一二維形狀。複數個主動貼片天線元件502之各者可經組態以產生一輻射場型。

亦應注意，在主動貼片天線元件502A及502B之間可存在一定程度之空間504。例如，主動貼片天線元件502A與502B之間之空間504可小於 。

結合地，複數個寄生元件106可經定位成與複數個主動貼片天線元件502共面且相鄰。特定言之，複數個寄生貼片元件之各者定義四個頂點(例如，具有四個邊角之一方形)。複數個寄生元件106可經定位，使得複數個寄生元件106之各者之一頂點相鄰於複數個主動貼片天線元件502之二維形狀之一頂點。

作為一實例，主動貼片天線元件502A及502B經安置，使得形成一二維形狀(例如，一矩形)。四個寄生貼片天線元件106A至106D之各者經定位，使得各寄生貼片天線元件106A至106D之一頂點相鄰於由主動貼片天線元件502A/502B形成之二維形狀(例如，矩形)之一頂點。

圖6A繪示根據本發明之一些實施例之用於一寄生貼片元件接地組態之圖5之天線500之一天線組態600之一方塊圖，其中各寄生貼片元件106耦合至接地平面。由於複數個寄生貼片元件106之各者耦合至接地平面102B，因此不存在由任何寄生貼片元件106對主動貼片天線元件502之輻射場型之主動反射。

圖6B描繪圖6A之天線600分別在29 GHz、30 GHz及31 GHz下之一輻射場型之三維視圖605A至605C。

圖7A繪示根據本發明之一些實施例之用於一寄生貼片元件接地組態之圖5之天線500之一天線組態700之一方塊圖，其中寄生貼片元件106之一子集耦合至接地平面。由於僅複數個寄生貼片元件106之一子集耦合至接地平面102B，因此存在由主動寄生貼片元件106B及106D (例如，未連接至接地之主動寄生貼片元件)對主動貼片天線元件502之輻射場型之主動反射。圖7B繪示根據本發明之一些實施例之用於圖7A中繪示之寄生貼片接地組態之一實例輻射場型及相關聯效能度量。

圖7B描繪根據本發明之實例態樣之一實例反射係數標繪圖702B。圖7B標繪沿著水平軸之頻率及沿著垂直軸之反射係數(S 11)。

圖7C描繪在例如31 GHz之一頻率下在YZ平面中之正常實際增益之實例輻射場型702C。

圖8A繪示根據本發明之一些其他實施例之用於一寄生貼片元件接地組態之圖5之天線500之一天線組態800之一方塊圖，其中寄生貼片元件106之一不同子集耦合至接地平面。由於複數個寄生貼片元件106之僅一子集耦合至接地平面102B，因此存在由主動寄生貼片元件106A及106C (例如，未連接至接地之主動寄生貼片元件)對主動貼片天線元件502之輻射場型之主動反射。圖7D繪示根據本發明之一些實施例之用於圖7C中繪示之寄生貼片接地組態之一實例輻射場型及相關聯效能度量。

圖8B描繪根據本發明之實例態樣之一實例反射係數標繪圖802B。圖8B標繪沿著水平軸之頻率及沿著垂直軸之反射係數(S 11)。

圖8C描繪在例如31 GHz之一頻率下在YZ平面中之正常實際增益之實例輻射場型802C。

圖9繪示根據本發明之實例態樣之一天線系統900之一實施例之一示意圖。天線系統900可包含一模態天線總成902。模態天線總成902可包含一主動貼片天線元件904及經定位成接近於主動貼片天線元件904之複數個寄生貼片元件906 (諸如圖1及/或圖9中繪示之總成)。模態天線總成902可在複數個不同模式下操作，且各模式可與一不同輻射場型相關聯。

諸如調諧電路908 (例如，一控制電路)之一控制電路可經組態以控制與寄生貼片元件906相關聯之一電特性以在複數個不同模式下操作模態天線總成902。調諧電路908可經組態以從一傳輸信號解調一控制信號，且基於與控制信號相關聯之控制指令來控制寄生貼片元件906之電特性。

一切換電路910可與寄生貼片元件906耦合，且調諧電路908可經組態以控制切換電路910以更改寄生元件906與一電壓或電流源或槽之電連接，諸如將寄生元件906與一接地平面(例如，圖1B之接地平面102B)連接。

一射頻電路912可經組態以將一RF信號傳輸至模態天線總成902之主動貼片天線元件904。例如，一傳輸線914可將射頻電路912耦合至模態天線總成902。在一些實施例中，傳輸線914可為經組態以透過同軸功能性提供資料之一單一同軸電纜。射頻電路912可經組態以放大或以其他方式產生RF信號，該RF信號透過傳輸線914 (作為傳輸信號之一分量)傳輸至模態天線總成902之主動貼片天線元件904。

在一些實施例中，射頻電路912可包含一前端模組916及/或一控制指令電路918。前端模組916可經組態以產生及/或放大傳輸至主動貼片天線元件904之RF信號。控制指令電路918可經組態以使用幅移鍵控調變來將一控制信號調變至RF信號上以產生傳輸信號。

傳輸線914可與各種組件(例如，使用偏壓三通電路)耦合，該等組件經組態以有助於組合及/或分離佔據各種頻帶之信號。例如，一第一偏壓三通電路920可將前端模組916及控制指令電路918與傳輸線914耦合。第一偏壓三通電路920可包含將傳輸線914與前端模組916耦合之一電容器922及將控制指令單元918與傳輸線914耦合之一電感器924。一第二偏壓三通電路926可將主動貼片天線元件904及調諧電路908與傳輸線914耦合。第二偏壓三通電路926可包含將傳輸線914與主動貼片天線元件904耦合之一電容器928及將傳輸線914與調諧電路908耦合之一電感器930。

前端模組916可透過第一偏壓三通電路920之電容器922傳輸RF信號。控制電路918可透過第一偏壓三通電路120之電感器924將控制信號調變至RF信號上以在傳輸線914中產生控制信號。調諧電路908可經由第二偏壓三通電路928之電感器930從傳輸信號解調控制信號。傳輸信號之RF信號分量可經由第二偏壓三通電路928之電容器928傳輸至模態天線902之主動貼片天線元件904。

在一些實施例中，天線系統900可包含一第一電路板929及與第一電路板929實體分離之一第二電路板931。射頻電路912可安置於第一電路板929上，且調諧電路908或模態天線總成902之至少一者可安置於第二電路板931上。此可容許射頻電路912與調諧電路及/或模態天線總成902實體分離，而無需採用多個傳輸線或不利地影響天線系統900之操作。

在一些實施例中，RF信號可被定義於一第一頻帶內，且控制信號可被定義於相異於第一頻帶之一第二頻帶內。例如，第一頻帶之範圍可從約500 MHz至約50 GHz，在一些實施例中從約1 GHz至約25 GHz，在一些實施例中從約2 GHz至約7 GHz，例如，約5 GHz。第二頻帶之範圍可從約10 MHz至約1 GHz，在一些實施例中從約20 MHz至約800 MHz，在一些實施例中從約30 MHz至約500 MHz，在一些實施例中從約50 MHz至約250 MHz，例如，約100 MHz。更一般言之，由RF信號定義之頻帶可為毫米波頻帶。

圖10係繪示根據本發明之一些實施例之用於毫米波發信之主動操控之一實例方法1000之一流程圖。儘管圖10出於繪示及論述之目的描繪以一特定順序執行之步驟，然本發明之方法不限於特別繪示之順序或配置。在不偏離本發明之範疇之情況下，可以各種方式省略、重新配置、組合及/或調適方法1000之各種步驟。

在1002，一天線裝置可產生一輻射場型(例如，介於約24 Ghz與約300 Ghz之間)，該輻射場型包含至一接收實體(例如，一第二天線裝置等)之一傳輸。天線裝置可包含一基板、接觸基板之一第一表面之一接地平面及安置於基板之一第二表面上之一主動天線貼片元件及四個寄生貼片元件。主動天線貼片元件可界定四個邊角，且四個寄生貼片元件之各者可經定位成與主動天線貼片元件之四個邊角之一各自邊角共面且相鄰。

在1004，天線裝置可經由一單一同軸電纜獲得資訊(例如，利用透過同軸傳輸之資料等)。資訊可指示與至接收實體之傳輸相關聯之一或多個頻道品質指示符(CQI)。例如，CQI可指示天線裝置與接收實體之間之一連接品質。

在1006，至少部分基於該資訊，天線裝置可控制一切換電路以將四個寄生貼片天線元件之一或多者動態地耦合至天線裝置之接地平面。例如，指示(若干) CQI之資訊可指示天線裝置與接收實體之間之一不良傳輸品質。作為回應，天線裝置可控制切換電路以將寄生貼片元件之一或多者動態地耦合至接地平面，因此塑形輻射場型以增加傳輸品質。

貼片之一個實例大小係6 mm至18 mm。

雖然已關於本標的物之特定例示性實施例詳細描述本標的物，但將暸解，熟習此項技術者在獲得前述內容之一理解之後可容易地產生此等實施例之更改、變動及等效物。因此，如一般技術者將容易地明白，本發明之範疇係藉由實例而非藉由限制，且本發明並不排除包含對本標的物之此等修改、變動及/或添加。

100:天線 102:基板及接地平面 102A:基板 102B:接地平面 104:主動貼片天線元件 106:寄生貼片元件 106A至106D:寄生貼片元件 108:同軸電纜 110:切換電路 112:控制電路 200:天線 202B:反射係數標繪圖 205A至205C:三維視圖 300:天線 302B:反射係數標繪圖 305A至305C:三維視圖 402B:反射係數標繪圖 405A至405C:三維視圖 500:天線 502A:主動貼片天線元件 502B:主動貼片天線元件 504:空間 600:天線組態/天線 605A至605C:三維視圖 700:天線組態 702B:反射係數標繪圖 800:天線組態 802B:反射係數標繪圖 900:天線系統 902:模態天線總成 904:主動貼片天線元件 906:寄生貼片元件 908:調諧電路 910:切換電路 912:射頻電路 914:傳輸線 916:前端模組 918:控制指令電路 920:第一偏壓三通電路 922:電容器 924:電感器 926:第二偏壓三通電路 928:電容器 929:第一電路板 930:電感器 931:第二電路板 1000:方法 1002:步驟 1004:步驟 1006:步驟

在說明書中闡述針對一般技術者之實施例之詳細論述，其參考隨附圖式，其中：

圖1A描繪根據本發明之一些實施例之經組態以在毫米波頻率下操作之一實例天線100；

圖1B描繪根據本發明之一些實施例之圖1中繪示之天線之一側視圖；

圖2A繪示根據本發明之一些實施例之用於一第一寄生貼片元件接地組態之圖1之天線之一方塊圖；

圖2B及圖2C繪示根據本發明之一些實施例之用於圖2A中繪示之寄生貼片接地組態之一實例輻射場型及相關聯效能度量；

圖3A繪示根據本發明之一些實施例之用於一第二寄生貼片元件接地組態之圖1之天線之一天線組態之一方塊圖；

圖3B描繪根據本發明之實例態樣之一實例反射係數標繪圖。圖3B標繪沿著水平軸之頻率及沿著垂直軸之反射係數(S 11)；

圖3C描繪在例如31 GHz之一頻率下在YZ平面中之正常實際增益之實例輻射場型；

圖3D描繪圖3A之天線300分別在29 GHz、30 GHz及31 GHz下之一輻射場型之三維視圖；

圖4A繪示根據本發明之一些實施例之用於一第三寄生貼片元件接地組態之圖1之天線之一天線組態之一方塊圖；

圖4B描繪根據本發明之實例態樣之一實例反射係數標繪圖。圖4B標繪沿著水平軸之頻率及沿著垂直軸之反射係數（S 11）；

圖4C描繪在例如31 GHz之一頻率下在YZ平面中之正常實際增益之實例輻射場型；

圖4D描繪圖4A之天線400分別在29 GHz、30 GHz及31 GHz下之一輻射場型之三維視圖；

圖5描繪根據本發明之一些其他實施例之經組態以在毫米波頻率下操作之一實例天線；

圖6A繪示根據本發明之一些實施例之用於一寄生貼片元件接地組態之圖5之天線之一天線組態之一方塊圖，其中各寄生貼片元件耦合至接地平面；

圖6B描繪圖6A之天線分別在29 GHz、30 GHz及31 GHz下之一輻射場型之三維視圖；

圖7A繪示根據本發明之一些實施例之用於一寄生貼片元件接地組態之圖5之天線之一天線組態之一方塊圖，其中寄生貼片元件之一子集耦合至接地平面；

圖7B描繪根據本發明之實例態樣之一實例反射係數標繪圖。圖7B標繪沿著水平軸之頻率及沿著垂直軸之反射係數（S 11）；

圖7C描繪在例如31 GHz之一頻率下在YZ平面中之正常實際增益之實例輻射場型；

圖8A繪示根據本發明之一些其他實施例之用於一寄生貼片元件接地組態之圖5之天線之一天線組態之一方塊圖，其中寄生貼片元件之一不同子集耦合至接地平面；

圖8B描繪根據本發明之實例態樣之一實例反射係數標繪圖。圖8B標繪沿著水平軸之頻率及沿著垂直軸之反射係數(S 11)；

圖8C描繪在例如31 GHz之一頻率下在YZ平面中之正常實際增益之實例輻射場型；

圖9描繪根據本發明之實例態樣之一天線總成之一實施例之一示意圖；及

圖10係繪示根據本發明之一些實施例之用於毫米波發信之主動操控之一實例方法之一流程圖。

100:天線

102:基板及接地平面

106A至106D:寄生貼片元件

108:同軸電纜

110:切換電路

112:控制電路

Claims (16)

1. 一種經組態以在毫米波頻率下操作之天線，該天線包括： 一基板，其包括一第一表面及一第二表面； 一接地平面，其中該接地平面之一第一表面接觸該基板之該第二表面； 一主動貼片天線元件，其界定一第一邊角、一第二邊角、一第三邊角及一第四邊角，其中該主動貼片天線元件定位於該基板之該第一表面上，其中該主動貼片天線經組態以產生一輻射場型； 一第一寄生貼片元件，其與該主動貼片天線元件共面，其中該第一寄生貼片元件之一邊角相鄰於該主動貼片天線元件之該第一邊角； 一第二寄生貼片元件，其與該主動貼片天線元件共面，其中該第二寄生貼片元件之一邊角相鄰於該主動貼片天線元件之該第二邊角； 一第三寄生貼片元件，其與該主動貼片天線元件共面，其中該第三寄生貼片元件之一邊角相鄰於該主動貼片天線元件之該第三邊角； 一第四寄生貼片元件，其與該主動貼片天線元件共面，其中該第四寄生貼片元件之一邊角相鄰於該主動貼片天線元件之該第四邊角；及 一切換電路，其經組態以將該第一寄生貼片元件、該第二寄生貼片元件、該第三寄生貼片元件及/或該第四寄生貼片元件動態地耦合至該接地平面。
2. 如請求項1之天線，其中該等第一、第二、第三及第四寄生貼片元件分別在該等主動貼片天線元件之該等第一、第二、第三及第四邊角之一距離內。
3. 如請求項2之天線，其中該距離包括 之一最大距離。
4. 如請求項1至3中任一項之天線，其中該天線進一步包括經組態以控制該切換電路之一控制電路。
5. 如請求項4之天線，其中該控制電路經組態以透過一單一同軸電纜接收資料。
6. 如請求項5之天線，其中透過該單一同軸電纜之該資料描述該控制電路之控制指令。
7. 如請求項1至6中任一項之天線，其中該等第一、第二、第三及第四寄生貼片元件之各者經組態以在與該接地平面斷開連接時反射該主動貼片天線元件之該輻射場型。
8. 如請求項5至7中任一項之天線，其中該控制電路經組態以控制該切換電路以至少部分基於一或多個頻道品質指示符(CQI)將該等第一、第二、第三及/或該第四寄生貼片元件動態地耦合至該接地平面。
9. 如請求項8之天線，其中該一或多個CQI指示該天線與一或多個接收實體之間之一連接品質。
10. 如請求項8至9中任一項之天線，其中該一或多個CQI相關聯於該天線與經定位為最接近於該等第一及第三寄生貼片元件之一接收實體之間之一連接；且 其中回應於該一或多個CQI，該控制電路經組態以控制該切換電路以將該等第一及第三寄生貼片元件動態地耦合至該接地平面。
11. 如請求項1至10中任一項之天線，其中： 該天線進一步包括定位於該基板之該第一表面上之一第二主動貼片天線元件，該第二主動貼片天線元件經組態以產生一第二輻射場型，其中該第二主動貼片天線元件之一第一邊角及一第二邊角分別相鄰於該主動貼片天線元件之該第三邊角及該第四邊角； 其中該第三寄生貼片元件相鄰於該第二主動貼片天線元件之一第三邊角；且 其中該第四寄生貼片元件相鄰於該第二主動貼片天線元件之一第四邊角。
12. 如請求項1至11中任一項之天線，其中該第一寄生貼片天線元件之一形狀相同於該第二寄生貼片天線元件、該第三寄生貼片天線元件及該第四寄生貼片天線元件之一形狀。
13. 如請求項1至12中任一項之天線，其中該輻射場型包括介於約24 Ghz與約300 Ghz之間之一頻率。
14. 一種經組態以在毫米波頻率下操作之天線，該天線包括： 一基板，其包括一第一表面及一第二表面； 一接地平面，其中該接地平面之一第一表面接觸該基板之該第二表面； 複數個主動貼片天線元件，其等安置於該基板之該第一表面上，其中該複數個主動貼片天線元件共同形成界定複數個頂點之一二維形狀，其中該複數個主動貼片天線元件之各者經組態以產生一輻射場型； 複數個寄生貼片元件，其等與該複數個主動貼片天線元件共面，其中該複數個寄生貼片元件之各者界定四個頂點，其中該複數個寄生貼片天線元件之各者之一頂點相鄰於該複數個主動貼片天線元件之該二維形狀之一頂點；及 一切換電路，其經組態以將該複數個寄生貼片元件之一或多者動態地耦合至該接地平面。
15. 如請求項14之天線，其中該複數個主動貼片天線元件包括一第一主動貼片天線元件及一第二主動貼片天線元件，其中該第一主動貼片天線元件與該第二主動貼片天線元件分開定位，且其中該第一主動貼片天線元件與該第二主動貼片天線元件之間之距離小於 。
16. 一種用於產生毫米波頻率之方法，該方法包括： 藉由一天線裝置產生一輻射場型，該輻射場型包括至一接收實體之一傳輸，其中該天線裝置包括一基板、接觸該基板之一第一表面之一接地平面及安置於該基板之一第二表面上之一主動天線貼片元件及四個寄生貼片元件，其中該主動天線貼片元件界定四個邊角，且其中該四個寄生貼片元件之各者經定位成與該主動天線貼片元件之該四個邊角之一各自邊角共面且相鄰； 藉由一天線裝置經由一單一同軸電纜獲得指示對應於至該接收實體之該傳輸之一或多個頻道品質指示符之資訊；及 至少部分基於該資訊，藉由該天線裝置控制一切換電路以將該四個寄生貼片天線元件之一或多者動態地耦合至該天線裝置之該接地平面。