TWI594503B - 以天線陣列緩和旁波瓣之裝置、系統及方法 - Google Patents

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TWI594503B TW104132872A TW104132872A TWI594503B TW I594503 B TWI594503 B TW I594503B TW 104132872 A TW104132872 A TW 104132872A TW 104132872 A TW104132872 A TW 104132872A TW I594503 B TWI594503 B TW I594503B
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內森 康德茲
布魯斯 魯塔爾
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凱米塔公司
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Description

以天線陣列緩和旁波瓣之裝置、系統及方法 相關申請
本申請是基於建檔於2014年10月06日之美國臨時專利申請第62/060370號案之非臨時申請案，以及聲請該臨時專利申請之優先權效益。臨時專利申請第62/060370號案將配合此處作為本申請案之參考。
發明領域
此處討論之實施例一般係關於信號傳輸裝置。尤其是，某些實施例包含，但是不受限定於，係組態以提供一信號相位差異的一天線陣列。
發明背景
各種定向天線系統，包含具有限定孔口之平板天線，展示在一主要波束之外方的一響應，習知為旁波瓣。在射頻(RF)接收之期間，旁波瓣可能導致非預期之相鄰衛星信號的接收。在RF傳輸的期間，旁波瓣可能導致與相鄰衛星上其他RF信號的非預期干涉。聯邦通訊委員會(FCC)規定這些旁波瓣的位準。
主波束之寬度和旁波瓣之大小是天線性能特性之 表示。尤其是，一相對窄的主波束和小的旁波瓣對應至較好的定向傳輸特性。於無線電通訊之情況中，良好的定向傳輸藉由一目標裝置而致能更多之選擇通訊及/或藉由來自另一附近的傳輸器之一傳輸器的目標裝置而更佳地區別。
在一習見平板行進波天線陣列的一般範例中，複數個相同波導(頻道)，彼此平行地被配置，而個別地傳輸各別的信號。這些波導的放射元件產生相同的旁波瓣集合。因此，該等旁波瓣建設性地彼此干涉(加總在一起)，產生主要的旁波瓣位準。
隨著在不同環境中的裝置之數目和種類繼續成長，此等環境中的無線通訊流量之數量將僅隨著時間的推移而增加。因此，預期將有較大數值被置於對於定向天線傳輸之旁波瓣信號成分的抑制之增量改進上。
依據本發明之一實施例，係特地提出一種天線陣列，其包括：一第一天線，其包含係組態以在一第一時間接收一第一信號的一第一輸入，該第一天線進一步地包含一第一發射器，該第一天線用以在該第一發射器傳輸該第一信號，其中，於該第一天線的所有發射器中，該第一發射器是至該第一輸入的一第N個最接近發射器，其中N是一正整數；以及一第二天線，其包含係組態以在該第一時間接收一第二信號的一第二輸入，該第二天線進一步地包含一第二發射器，該第二天線用以在該第二發射器傳輸該第二信號，其中，於該第二天線的所有發射器中，該第二發 射器是至該第二輸入的一第N個最接近發射器；其中在該第一天線的一組態和該第二天線的一組態之間的一差異造成在下列二者之間的一差異：在該第一時間，在該第一輸入的該第一信號和該第二輸入的該第二信號之間的一第一相位差量；以及在一第二時間，在該第一發射器的該第一信號和該第二發射器的該第二信號之間的一第二相位差量。
100‧‧‧系統
110‧‧‧天線陣列
112a、112b、…、112n‧‧‧天線
114a‧‧‧發射器
116a、116b、…、116n‧‧‧輸入
120‧‧‧信號來源
122‧‧‧信號
130‧‧‧分離器
132‧‧‧信號集合
134a、134b、…、134n‧‧‧信號
140‧‧‧樣型產生器
142‧‧‧樣型資訊
150‧‧‧驅動電器
152‧‧‧信號集合
154a、154b、…、154n‧‧‧控制信號
210-240‧‧‧操作天線陣列方法
300‧‧‧天線陣列
305‧‧‧天線頂部圖
310、320、330‧‧‧天線
312、322、332‧‧‧波導結構
314、324、334‧‧‧介電質結構
316、326、336‧‧‧輸入
340‧‧‧發射器
350‧‧‧信號
360‧‧‧控制信號
400‧‧‧天線陣列
410、420‧‧‧天線
412‧‧‧波導結構
414‧‧‧介電質
416‧‧‧介電質
418、428‧‧‧輸入
422‧‧‧波導結構
424‧‧‧介電質
450‧‧‧天線陣列
460‧‧‧天線
462‧‧‧波導結構
464‧‧‧介電質材料
470‧‧‧天線
472‧‧‧波導結構
474‧‧‧介電質材料
468、478‧‧‧輸入
500‧‧‧判定差異集合方法
505-540‧‧‧判定差異集合元件
600‧‧‧天線陣列
602、604、606‧‧‧天線
602、604、606、608‧‧‧輸入
608‧‧‧發射器
612、614、616‧‧‧輸入
630‧‧‧天線陣列
632、634、636、638‧‧‧天線
642、644、646、648‧‧‧輸入
650、660、670‧‧‧天線陣列
652‧‧‧彎曲弧線
654‧‧‧天線
662a、662b‧‧‧平面
664‧‧‧天線
672‧‧‧平面
674‧‧‧天線
700‧‧‧平臺
710‧‧‧處理器
720‧‧‧匯流排
730‧‧‧記憶體系統
732‧‧‧記憶體控制器
734‧‧‧記憶體裝置
740‧‧‧儲存器
750‧‧‧輸入/輸出(I/O)裝置
770‧‧‧控制器
775‧‧‧Tx/Rx電路
780‧‧‧天線陣列
本發明各種實施例藉由範例而例示，並且不是作為限制，於附圖之圖形中並且於其中：圖1是依據一實施例而例示用以傳輸一信號之系統元件的功能方塊圖。
圖2是依據一實施例而例示用以操作一天線陣列之一方法的元件之流程圖。
圖3展示依據一實施例而用以傳輸一信號的一天線陣列之透視圖和頂部圖。
圖4展示依據一對應的實施例而各用以傳輸一信號之各別的天線陣列之橫截面圖。
圖5是依據一實施例而例示用以決定相位差量資訊之一方法的元件之流程圖。
圖6A展示依據一對應的實施例而各用以傳輸一信號之各別的天線陣列之頂部圖。
圖6B展示依據一對應的實施例而各用以傳輸一信號之各別的天線陣列之橫截面圖。
圖7是依據一實施例而例示用以操作一天線陣列 之一平臺的元件之功能方塊圖。
較佳實施例之詳細說明
此處所述之實施例個別地提供以一天線陣列而傳輸信號之技術及/或機構。於一實施例中，一天線陣列包含一第一天線和一第二天線，其中一第一信號係提供於該第一天線之一第一輸入，而一第二信號係提供於該第二天線之一第二輸入。自該第一天線和該第二天線之信號發射可以具特徵於不同於對應至該第一輸入和該第二輸入的一相位差量之一相位差量。例如，因該第一信號和該第二信號各別地自該第一輸入和該第二輸入而個別地傳輸出去，該第一天線和該第二天線可被動式地誘發在該第一信號和該第二信號之間的一相位差量中之一改變。因此，對於來自該陣列之電磁(EM)放射的旁波瓣特性可以被緩和。例如，在該第一信號和該第二信號之各別部份之間的一相位差異可以各別地自該第一天線和第二天線被發射，其中在這些部份之間的一被動式地誘發的相位差異促使該第一信號和該第二信號彼此及/或與可能以該天線陣列而同時傳輸的其他信號之破壞性干涉。
此處所述之實施例個別地提供一天線陣列之複數個天線(頻道)以各發射相同之主要波束能量，因而該等頻道的各別主波束跨越該陣列而加總。但是，一些或所有的此等頻道可能各發射一稍微不同的旁波瓣樣型。在旁波瓣樣型之間的這差異可能至少部份地藉由各種天線之不同 的各別物理特性而形成-例如，其中此等不同的特性誘發一個或多個信號相位改變。
天線實際特性中的差異可以包含，例如，沿著陣列之頻道波導的發射器之不同實際位置。在一些實施例中，天線之發射器是在離該等天線之各別的輸入之不同距離。因為發射器位置中之此等差異，在一天線之一所給予的共振器(發射器)之一相位可以是稍微地不同於在另一天線之一對應的共振器之一信號相位。
替換地或此外地，天線之實際特性中的差異可以包含一傳輸介質(例如一介電質材料)之不同各別的長度，及/或可以包含具有不同的差異介電質性質之傳輸介質長度。例如，一信號的一延遲-以及那信號之一對應的相位移-可以沿著一天線長度藉由介電質材料中之一改變而提供。於一實施例中，一天線包含不同的傳輸介質之複數個部份以沿著該天線長度而誘發連續的波形傳輸率改變。
於一實施例中，在一陣列天線之間的相位差量可以藉由該陣列而避免模式或其他建設性干涉樣型。例如，該陣列可以提供各為在一各別的天線組對之間差異的一相位差異集合。該相位差異集合可以被選擇以避免任何兩個相位差異彼此是整數倍數。藉由例示且非限定，一相位差量分佈可以是依據類似於用於音樂調子之“五度圈(Circle of Fifths)”之一分佈。
依據一實施例，五度圈提供一音訊頻率推論至相位差量，其中一中央C調是在256Hz，且在中央C調上面 之G調是該頻率的1.5倍。五度圈(C，G，D，A，E，B，F#，C#，G#，D#，A#，F)中之各連續的音調是先前音調的1.5倍。依據一實施例，在對於相位差量之差異值的一類似應用中，該等值可以是個別地被除以-例如，2，一倍或多倍，如必須的話-用以促成各在0°至360°(0至2π弧度)範圍中之一對應的差異值集合之安置。
此處討論有關用以操作作為一傳輸器的一天線陣列之各種實施例的某些特點，其中該陣列天線是各被提供沿著該陣列之一長度而傳輸的一各別信號。該天線陣列可以誘發在將自該陣列個別地被傳輸之對於一所給予的信號組對之各者的相位差量之間的一差異。但是，在一些實施例中，一天線陣列可能另外地或替換地作用如一接收器，其中陣列天線各接收已自一遠端裝置被傳輸的一各別信號。在此一實施例中，該天線陣列可能誘發在自該遠端裝置所接收之一所給予的信號組對之各者的相位差量之間的一差異。
此處討論有關一天線陣列之各種實施例的某些特點，該天線陣列誘發在對於將自該天線陣列被傳輸(或替換地，已藉由該天線陣列而接收)之一所給予的信號組對之各者的相位差量之間的一差異。但是，在一些實施例中，相位差量中之一差異可以是另外地或替換地在耦合至該天線陣列之電路被誘發。藉由例示且非限制，傳輸電路及/或接收器電路可以耦合至此一天線陣列，該電路藉由該天線陣列之各別天線的各者而交換不同的信號。該電路 可以選擇地延遲或此外偏移一個或多個此等信號之一相位以提供在對於一所給予的組對信號之各者的相位差量之間的一差異。此一相位偏移可以是自相位調變機構而可辨認的，例如，至少該相位偏移可以是經一通訊交換而施加的靜態不變的偏移。該等相位差量可以有助於緩和將利用該陣列而傳輸之一信號的旁波瓣及/或緩和利用該陣列而接收的一信號中之旁波瓣的影響。
於下面的說明中，許多特定細節被提及以提供實施例之全面了解。但是，一熟習本相關技術者應明白，此處所述之技術可以被實施而不需一個或多個特定細節，或藉由其他方法、構件、材料等等。於其他實例中，習知的結構、材料、或操作不被展示或詳細地說明以避免混淆某些論點。
整體這說明文中配合實施例所說明之關於“一實施例”或“一個實施例”意謂著一特定的特點、結構、或特性是包含於本發明至少一實施例中。因此，於整體這說明文各處中出現之語句“於一實施例中”或“於一個實施例中”不必定是都得涉及相同實施例。更進一步地，該等特定的特點、結構、或特性也可以任何適當的方式組合於一個或多個實施例中。
圖1例示依據一實施例用以藉由一天線陣列而傳輸一信號的系統100之元件。系統100可以包含任何各種無線電、雷達及/或其他傳輸裝置。系統100是一實施範例，其中一信號是個別地分離成為包含一第一信號和一第二信 號之複數個成分信號，其中一天線陣列之一第一天線係組態以被提供該第一信號而同時地該天線陣列之一第二天線則被提供該第二信號。於一實施例中，該第一天線中之第一信號的傳輸，以及該第二天線中之第二信號的傳輸，導致各在該第一信號和該第二信號之間不同的相位差量。
於展示之例示實施例中，系統100包含一天線陣列110，例如，包括複數個天線-例如，所例示之天線112a、112b、…、112n。特定數目的天線112a、112b、…、112n，以及它們的彼此相關之特定組態，僅是作為例示，並且非限定於一些實施例上。天線112a、112b、…、112n係可以組態而各傳輸所提供(例如，藉由一分離器130)之一各別的一個或多個信號。於一實施例中，系統100包含一來源120-例如，一無線電信號源或一雷達信號源-其耦合以提供一信號122給分離器130，例如，其代表將經由天線陣列110自系統100通訊至一遠端裝置(未展示於圖中)之資訊。基於信號122，分離器130可以產生一信號集合132，其將各藉由天線陣列110之一不同的各別天線而個別地被傳輸。藉由例示且非限制地，信號集合132之產生可以包含信號122之個別地分離功率，並且此功率之輸出部份之各者作為信號134a、134b、…、134n的各別一者。
天線陣列110是依據一實施例受組態以緩和旁波瓣之一天線陣列的範例。天線112a、112b、…、112n各可以包含一各別波導結構以及配置於其中的一傳輸介質(未 展示於圖中)。在所展示之實施範例中，天線112a、112b、…、112n之各別輸入116a、116b、…、116n各耦合以自分離器130而提供信號134a、134b、…、134n之一各別的一者。隨後，信號134a、134b、…、134n自輸入116a、116b、…、116n各沿著天線112a、112b、…、112n之一各別的一者之長度而個別地傳輸出去。
天線112a、112b、…、112n可以包含發射器，其係個別地組態以發射用於傳輸的信號134a、134b、…、134n之部份。藉由例示並且非限制，發射器114a可以沿著天線112a之長度而個別地被配置，其中信號134a之不同部份是用以個別地傳輸至，以及透過，發射器114a之各別的一者。發射器114a可以提供開口、孔口或其他此等結構以允許一信號通過天線112a之波導中的一側壁(其中該信號朝向波導之一遠方端點而在波導側壁之間傳輸)。同樣地，發射器114b可以沿著天線112b而另外地或替換地被配置以個別地發射信號134b之部份，及/或沿著天線112c配置之發射器114c係可以是個別地被組態以發射信號134c之部份。
雖然某些實施例是不受限定於這方面，一些或所有的發射器114a、114b、…、114n可以個別地可控制以形成藉由天線陣列110所產生的一波束形式。例如，系統100可以進一步地包括一樣型產生器140，其包含係組態以判定藉由天線陣列110所提供的一傳輸樣型之邏輯(例如，電路及/或軟體)。該樣型可以藉由基於來自樣型產生器140之樣型資訊142而被說明或通訊至驅動電器150。
基於樣型資訊142，驅動電器150可以產生一控制信號集合152以調整自天線陣列110之信號發射。藉由例示並且非限制，信號集合152可以包含在天線112a、112b、…、112n各別地接收之控制信號154a、154b、…、154n。響應於控制信號154a、154b、…、154n，天線112a、112b、…、112n可以選擇地打開及/或關閉發射器114a、114b、…、114n之各種各別的一者。發射器114a、114b、…、114n之此選擇地控制可以致能一波形之成型-例如，其中此種成型藉由分離器130與信號功率分配相呼應而被進行。
某些實施例個別地提供在二個相位差量之間的一差異，其中此差異是信號傳輸於具有不同的各別組態之天線中的一結果。如此處所使用，“相位差量”涉及在一特定時間，在各傳輸於一天線陣列之一不同的各別天線中之二個信號的各別相位之間的一差異。一信號之一相位可以取決於天線中之位置-例如，其中，在考慮下之一特定時間，在沿著一所給予的天線之長度的一特定位置之上述信號具有一第一相位值。
於一實施例中，在不同的各別天線中之二信號的傳輸，與此天線之不同的各別組態組合，導致對於天線的不同位置在相位差量之間的一差異。藉由例示並且非限制，在某一時間t1，信號134a可以在輸入116a具有一相位φ11，而信號134b可以在輸入116b具有一同時的相位φ12。一相位差量，對應至時間t1，在輸入116a、116b之間可以 因此是△φ1=(φ12-φ11)。在時間t1和一稍後時間t2之間，信號134a可以自輸入116a離開而傳輸出去並且朝向發射器114a之一者，其中信號134b自輸入116b同時地離開而傳輸出去並且朝向發射器114b之一者。在時間t2，在不是輸入116a之一位置，信號134a可以具有一相位φ21-例如，在不是輸入116b之一位置，信號134b可以具有一相位φ22。因此，對於時間t2，在天線112a、112b的此等位置之間，一對應的相位差量可以是△φ2=(φ22-φ21)。雖然某些實施例是不受限定於這方面，△φ2和△φ1之任一者可以是零、負數值或正數值。
於一實施例中，φ21對應至發射器114a之一特定的一者及/或對應至離輸入116a之一特定距離。另外地或替換地，φ22可以對應至發射器114b之一特定的一者及/或對應至離輸入116b之一特定距離。例如，φ21可以對應至一發射器，其是至輸入116a之一第N個最接近的發射器114a(其中N是一正整數)，並且φ22可以對應至一發射器，其是至輸入116b之一第N個最接近的發射器114b。於此一情節中，在△φ2和△φ1之間的一差異可以是至少部份地基於在天線112a的一組態和天線112b的一組態之間的一差異。在△φ2和△φ1之間的此一差異可以是無關於，例如，隨著時間推移之信號134a的任何改變相位及/或無關於隨著時間推移之信號134b的任何改變相位。例如，可歸因於天線112a、112b的不同組態之在△φ2和△φ1之間的差異，可以是可辨認自可能是信號134a及/或信號134b相位調變的結 果之相位差異中的任何其他改變。
藉由例示並且非限制，一差異(△φ2-△φ1)可以至少部份地自具有沿著天線112a之一分佈的發射器114a(其是不同於具有沿著天線112b之一分佈的發射器114b)而產生。例如，發射器114a之一總數目可以是不同於發射器114b之一總數目。另外地或替換地，天線112a、112b可以具有不同的各別全部長度及/或離開發射器114a之一第N個的輸入116a之一距離可以是不同於離開發射器114b之一第N個的輸入116b之一距離。在一些實施例中，天線112a中之一個或多個傳輸材料的一配置是不同於天線112b中之一個或多個傳輸材料的一配置。
依據不同實施例，天線陣列110可以包含更少、更多及/或不同天線的任何多種組合。另外地或替換地，某些實施例可以相對於陣列110之任何一天線上的發射器數量、及/或各種天線上之發射器位置而變化。
圖2展示依據一實施例用以操作一天線陣列的方法200之元件。例如，方法200可以提供天線陣列110及/或系統100的其他構件之操作。該陣列之天線各可以包含一各別波導結構和配置於其中的一個或多個傳輸介質。此天線各可以進一步地包括個別地形成於波導結構中或其上之各別發射器。雖然某些實施例是不受限定於這方面，一些或所有的此等發射器可以是可操作以響應於控制信號而選擇地打開或關閉。
於一實施例中，方法200包含，在210，在一第 一時間，在一第一天線的一第一輸入接收一第一信號。方法200可以進一步地包括，在220，在該第一時間，在一第二天線的一第二輸入接收一第二信號。藉由例示並且非限制，在210之接收可以包含接收信號134a之輸入116a，其中在220之接收包含接收信號134b之輸入116b。
在230，方法200可以包含在第一天線之一第一發射器傳輸第一信號。該信號之一部份可以經過該第一發射器而傳輸，雖然某某些實施例是不受限定於這方面。於第一天線的所有發射器中，該第一發射器可以是至第一輸入的一第N個最接近發射器，其中N是一正整數。例如，第一發射器可以是自沿著一路線(自沿著第一天線一長度的第一輸入)而延伸之一第一多數個發射器的一序列中之第N個發射器-例如，其中該第一信號是用以沿著該路線而傳輸。
方法200可以進一步地包括，在240，於第二天線之一第二發射器而傳輸第二信號-例如，其中，於第二天線的所有發射器中，該第二發射器是至第二輸入的一第N個最接近發射器。於一實施例中，在該第一天線的一組態和該第二天線的一組態之間的一差異造成在下列二者之間的一差異：在該第一時間，在該第一輸入的該第一信號和該第二輸入的該第二信號之間的一第一相位差量；以及在一第二時間，在該第一發射器的該第一信號和該第二發射器的該第二信號之間的一第二相位差量。
例如，在第一相位差量和第二相位差量之間的 差異可以是至少部份地基於在第一發射器離開第一輸入之一距離和第二發射器離開第二輸入之一距離之間的一第一差異。藉由例示並且非限制，該第一差異是等於或較大於該第一發射器之一寬度(或替換地，較大於第二發射器之一寬度)。於一實施例中，第一距離可以是至少三(3)倍-例如，五(5)倍或更多於-一發射器之寬度。
另外地或替換地，在第一相位差量和該第二相位差量之間的差異可以是至少部份地基於具有各別傳輸介質之不同組態的第一天線和第二天線之各別傳輸介質的不同配置。例如，該第一天線可以包括配置在該第一輸入和該第一發射器之間的一第一介質，其中該第二天線包括配置在該第二輸入和該第二發射器之間的一第二介質。該第一信號可以經由該第一介質自該第一輸入傳輸至該第一發射器，並且該第二信號可以經由該第二介質自該第二輸入傳輸至該第二發射器。在此一實施例中，在該第一相位差量和該第二相位差量之間之差異可以是至少部份地基於在該第一介質之一介電係數和該第二介質的一介電係數之間的一差異。
另外地或替換地，第一天線中之第一介質的一組態-例如，包含沿著第一天線長度的第一介質之一延伸區-可以是不同於第一天線中之第一介質的組態。藉由例示並且非限制，該第一介質可以毗鄰該第一輸入且進一步地毗鄰該第一發射器，其中該第二介質僅毗鄰第二輸入和第二發射器之一者(或兩者都不)。替換地，第一介質可能 既不毗鄰第一輸入亦不毗鄰第一發射器，其中該第二介質既不毗鄰第二輸入亦不毗鄰第二發射器，但是其中沿著第一天線之第一介質的一長度是不同於沿著第二天線之第二介質的一長度。
此等實施例僅是一些範例，其展示當各別信號透過此等天線傳輸時，在天線內在的各別特性之間的一差異可以如何提高相位差量中之一改變。相位差量中之此改變可以說成將被動地誘發，至少它們不是由於電路耦合至天線陣列，以及藉由該天線陣列而驅動傳輸之相位改變的結果。
圖3例示依據一實施例用以傳輸信號之天線陣列300的元件。例如，天線陣列300可以包含天線陣列110之一些或所有的特點。於一實施例中，天線陣列300之操作是依據方法200而進行。
在展示之實施例中，天線陣列300包含複數個天線，其各包含一各別波導結構以及配置於其中的一傳輸介質。藉由例示並且非限制，陣列300可以包含天線310、320、330，其包括各別波導結構312、322、332以及個別地配置於其中的各別介電質結構314、324、334。雖然某些實施例是不受限定於這方面，波導結構312、322、332各可以是直線的並且彼此平行地被配置。
信號350可以是個別地被提供至天線310、320、330-例如，自耦合至其之功率分離器電路(未展示於圖中)。天線310、320、330可以進一步地包括各別發射器 340，其個別地分佈在各波導結構312、322、332之一各別的一者上。在一些實施例中，控制信號360可以進一步地耦合，以選擇地判定信號功率是將如何個別地自不同的一發射器340而輸出。
天線陣列300是依據一實施例之一陣列範例，其包含二個天線以同時地被提供用於傳輸之不同的各別信號，其中在天線各別的物理特性之間的一差異導致在相位差量(在二個信號之間的各個相位差量)之間的一差異。天線陣列300之頂部圖305展示在天線310、320、330的不同組對之間的各種實際差異之範例-其個別地促成對於信號350之不同組對的相位差量中之差異。
如於305之展示，310、320、330之各別輸入316、326、336可以耦合而各用以接收信號350之一不同的各別一者。二個或更多個天線310、320、330可以至少關於發射器之一總數目及/或發射器之分佈而彼此變化。藉由例示並且非限制，天線310、320、330之各別輸入316、326、336各可以耦合以接收信號350之一各別一者。輸入316、326、336可以，例如，沿著一線x0而彼此調整。在此一實施例中，天線310之一發射器(其是最接近至輸入316)可以自輸入316偏移一距離c1，其中天線310之二個其他發射器是個別地偏移距離c2、c3。另外地或替換地，天線320之一發射器(其是最接近至輸入326)可以自輸入326偏移一距離b1(例如，不同於c1)，其中天線320之三個其他發射器是個別地偏移距離b2、b3、b4。在一些實施例中，天 線330之一發射器(其是最接近至輸入336)可以自輸入336偏移一距離a1(其可以是等於，或不同於c1)，其中天線330之二個其他發射器是個別地偏移距離a2、a3。
由於對於天線310、320、330在發射器的各別總數目之間的變化(及/或由於在此等發射器的各別分佈之間的變化)，天線陣列300各可以在二個信號之間提供一不同的相位差量-例如，其中當該等信號各於天線310、320、330之一各別一者中而個別地傳輸時，一相位差量沿著天線長度而改變。例如，對於在輸入316、326之信號的一相位差量數量(例如，該數量是零)可以是不同於對於在天線310、320之各別對應的發射器之此等信號的一相位差量數量。
圖4展示依據一對應的實施例而各用以傳輸信號之天線陣列400、450的截面頂部圖。天線陣列400、450之一者或各者可以包含天線陣列110、300之特點-例如，其中天線陣列400或天線陣列450之操作是依據方法200而進行。
天線陣列400、450例示實施例，其個別地提供在二個(或更多個)天線之間的信號相位差量中之改變，其中該改變是部分地由於信號透過不同的介電質結構，而於各別天線中之傳輸。在陣列400之例示實施例中，天線410、420之各別輸入418、428各被耦合以接收一各別信號。輸入418、428可以沿著線x1而彼此對齊調整，例如，是垂直於天線410、420之一對齊調整方向。雖然某些實施例是不受限定於這方面，天線410、420可以具有各別發射器之相同數量以及相同配置。例如，自線x0之偏移xa、 xb、xc、xd可以個別地界定天線410、420之各別發射器的位置。
於一實施例中，配置於天線420的一波導結構422中之一介電質424，具有一第一介電係數並且沿著天線420整個長度而延伸。相對地，配置於天線410之一波導結構412中的一介電質414和一介電質416，各可以僅部份地沿著天線410長度而個別地延伸，其中介電質414和介電質416之一者或各者具有第一介電係數之外的一各別介電係數。由於在天線410、420之各別介電質結構之間的變化，對於在輸入418、428之各別一者的信號之一相位差異數量可以是不同的-例如，較小於-對於在偏移xa(例如)之發射器的各別一者之相同信號的一相位差異。
在陣列450之實施例中，一天線460包含一波導結構462和配置於其中的一介電質材料464，其中介電質材料464延伸於天線460之整個長度。另外地或替換地，陣列450之一天線470可以包含一波導結構472和配置於其中的一介電質材料474，其中介電質材料474延伸於天線470之整個長度。介電質材料464之一介電係數可以是等於介電質材料474之介電係數。
天線460、470之輸入468、478各可以是個別地耦合以接收一各別信號。天線460、470的各別發射器可以具有相同的總數目並且可以具有相對於彼此之相同配置-例如，其中偏移xa、xb、xc、xd個別地界定在此等發射器組對之間的距離。但是，輸入468、478可以是各自一各別 最接近發射器而偏移不同的各別距離。例如，輸入468、478可以對齊調整於彼此偏移一距離△x之各別線x2a、x2b。因偏移xa分隔輸入478與天線470之一最接近的發射器，一較大距離(△x+xa)分隔輸入468與天線460之一最接近發射器。由於在天線460、470之各別介電質結構之間的變化，對於在輸入468、478的各別一者之信號的相位差異數量可以是不同的-例如，較少於-對於在最接近至輸入468、478之各別第N個發射器之相同信號的一相位差異。
圖5例示依據一實施例，用以判定在將提供一天線陣列相位差量的一各別組對各者之間的一差異集合之方法500的元件。藉由方法500之一天線陣列設計可以緩和來自該陣列中天線之不同各別組對的旁波瓣之間的建設性干涉。例如，此一陣列可以包含陣列110、300、400、450之一者。
方法500可以包括，在505，設定用以使用以判定一差異值集合的變量和常數之各別數值。在展示之例示實施例中，數值w和y各別地代表將藉由方法500而判定之差異值(△s)總數目，以及一相位差異變量。數值x1、x2、x3是將被使用於具有數值y之遞迴處理中之固定數值。
在方法500之510，一計數器數值i可以被設定至一啟始值(例如，1)，其中i代表方法500之目前迴路的一計數(例如，迴路將不多於數值w)。在515，數值y被乘以x1，並且在515得到關於y所產生的數值是否較大於x2的一估算。在525，數值y可以除以尺度係數x3-一個或多個倍 數，如必須的話-直至y是較少於(或等於)x2。響應於數值y是較少於(或等於)x2，方法500在530，可以對於第i個差異△(i)而設定一數值-例如，藉由設定△(i)等於360(y-1)。如果在535，判定添加之差異值是將被計算，則方法500可以在540，增加計數器數值i，並且在515返回至y乘以x1的另一乘數。否則，如果所有的差異值已被計算，則方法500可以結束。
方法500可以致使在個別地利用天線陣列所發射的信號之間的建設性干涉緩和。例如，方法500可以產生一差異值集合，其中，對於一所給予的差異值，沒有任何一差異值是該差異值之整數倍數。這可以有助於在相位差異特性集合中提供在相位差量之間的差異之一假性隨機分佈。
圖5進一步地依據一實施例展示用於方法500之一實行例的假性碼550。在假性碼550之範例中，常數總△s對應至數值w，並且常數基對應至數值x1。更進一步地，y是等於1，並且x2和x3兩者皆是等於2。假性碼550之實施範例代表對於音樂調子之五度圈分佈的一修改形式之推論。
方法500是用以產生一差異值集合之一演算法範例，其中，對於該集合之各差異值，該差異值對應至(例如，是基於)一各別第一數值和一第二數值(x3)之一第一各別的冪次方之一各別商數。該各別第一數值是等於一第三數值(y)和一第四數值(x1)之一第二各別冪次方的一乘積。基於該等數值-例如，其中x3不是x1的一偶數倍數-此一差異值集合可以提供於0°至360°(0至2π弧度)範圍中之相位差 量的一假性隨機分佈。
圖6A展示各依據一對應的實施例而用以個別地傳輸各別信號之天線陣列600、630的頂部圖。天線陣列600、630可以個別地包含特點，例如，此處所述之天線陣列110之那些者或各種其他陣列的任何者-例如，其中天線陣列600及/或天線陣列630之操作依據方法200而進行。
於一實施例中，系統600包含天線602、604、606，其中天線602、604、606之各別輸入612、614、616各被耦合以接收一各別信號。天線602、604、606之不同的各別組態可以提供在此等信號之間的相位差量中之改變。此等改變可以藉由天線602、604、606中之不同介電質結構、陣列600中發射器608之不同的各別配置及/或其類似者而提供。於一實施例中，建設性干涉可以進一步地藉由一個或多個彎曲形狀之天線602、604、606而被緩和。此等彎曲形狀可以分成一對稱性及/或在此外可能造成旁波瓣大小之不同發射信號之間的對齊調整。
於另一實施例中，系統630包含天線632、634、636、638，其中天線632、634、636、638之各別輸入642、644、646、648各被耦合以接收一各別信號。相似於陣列600，例如，天線632、634、636、638之不同的各別組態可以提供在信號之間的相位差量中之改變。於一實施例中，旁波瓣成份可以進一步地藉由沿著用於天線632、634、636、638之一對齊調整方向彼此個別地偏移輸入642、644、646、648而緩和。例如，輸入642、644、 646、648可以個別地安置在不同的位置-例如，在線x3a、x3b之交錯的一者上。天線632、634、636、638之此線性偏移可以有助於避免沿著陣列630側部之建設性干涉區。依據不同實施例，更少天線輸入或更多天線輸入之任何多種附加或替換的位置可以被提供。
圖6B展示各依據一對應的實施例而用以傳輸各別信號天線陣列650、660、670之截面端點圖。例如，天線陣列650、660、670可以個別地包含特點，例如，那些天線陣列110。於一實施例中，一些或所有的天線陣列650、660、670可以依據方法200而個別地操作。
於一實施例中，陣列650包含天線654，其之各別底部是沿著一彎曲弧線652而個別地置放。天線654之不同的各別組態-例如，包含不同的介電質結構、不同的各別數目發射器及/或發射器位置等等-可以在個別地傳輸於天線654中的信號之間提供不同的相位差量。天線654沿著彎曲弧線652之置放可以進一步地減低由於陣列650所發射的信號彼此建設性干涉之區域之可能性。
於另一實施例中，陣列660包含天線664，其各別底部側是彼此平行，但其是個別地置放在各個平面662a、662b之各別的一者上。天線664之不同的各別組態可以被動式地誘發相位差量中之改變，如此處所討論地。天線664在平面662a、662b之各別一者上的各種置放可以有助於分開接近陣列660之建設性干涉的區域。依據不同的實施例，沿著各別平面及/或彎曲平面之任何多種附加 或替換的天線位置可以被提供。
於另一實施例中，陣列670包含天線674，其具有相對於一平面672之不同的各別方位和高度。除了可能利用天線674被動式地誘發之相位差量中的改變之外，天線674之不同的各別高度和方位可以進一步地減低對於由於陣列670所發射之信號的建設性干涉之可能性。
圖7例示依據一實施例而包含一天線陣列780之平臺700的元件。平臺700可以包括一桌上型電腦、膝上型電腦、手持裝置(例如，智慧型手機、掌上型電腦、等等)、遊戲控制台或其他之此類系統的一硬體平臺。天線陣列780可以包含具有此處個別地討論之特點的複數個天線。傳輸電路，例如，例示之平臺700的Tx/Rx電路775(在一些實施例中，其進一步地包括接收電路)，可以包括被耦合以作為用於天線陣列780之一信號源而操作之電路。一控制器770可以包含用以與天線陣列780交換控制信號之電路-例如，其中多數個天線之發射器是響應於此一信號交換而藉由控制器770個別地操作。天線陣列780之調諧及/或操作可以包含適用於來自習見發射器控制/發信號技術之操作，其是不在此處詳細說明並且是不受限定於某些實施例上。
於一實施例中，天線陣列780被視為一天線或其他機構以促使代表平臺700之一主機的通訊。藉由例示並且非限制，此一主機可以包含一個或多個處理器，例如，例示之處理器710。一個或多個互連，如利用例示之匯流 排720所表示者，可以耦合處理器710至控制器770、Tx/Rx電路775及/或平臺700之一個或多個構件。
於一實施例中，此等一個或多個構件可以包含一記憶體系統730，其包括一記憶體控制器732以及一記憶體裝置734(例如，一動態隨機存取記憶體)。記憶體裝置734可以儲存指令、資料及/或其他資訊，例如，支援利用處理器710之一操作系統或其他軟體的執行。平臺700之一儲存器740-例如，包含一硬碟驅動器及/或一固態驅動器-可以提供可供用於處理器710的資料之非依電性儲存器。於一實施例中，一個或多個輸入/輸出(I/O)裝置750-例如，包含一觸控屏幕、觸控墊、鍵盤、擴音機、網路介面及/或其類似者-可以支援至及/或自平臺700之交換，其基於及/或判定經由天線陣列780之信號交換。
用以傳輸電磁信號之技術和結構於此處被說明。在上面說明中，為便於說明目的，許多特定細節被提及以便提供某些實施例之全面的了解。但是，一熟習本技術者應明白，某些實施例可以實施而不需這些特定細節。於其他實例中，結構和裝置以方塊圖形式被展示以便避免混淆本說明。
於說明文中提及之“一實施例”或“一個實施例”意謂著配合實施例所說明之一特定的特點、結構、及/或特性是包含於本發明至少一實行例中。說明文中各處出現之詞句“於一實施例中”是不必定得都涉及相同實施例。
此處詳細說明的一些部份藉由一電腦記憶體內 之資料位元的操作之演算法和符號表示被呈現。這些演算法說明和表示是那些熟習電腦技術者所使用以最有效地傳遞它們的工作主旨至其他熟習本技術者之結構。在這裡之一演算法，並且通常，表達為導致所需的結果之一自我一致的步驟序列。該等步驟是需求實際量值之實際操作手段之那些者。通常，雖然不必定需要，這些量值採取能夠儲存、轉移、組合、比較、以及其他操作之電氣或磁信號形式。主要地對於常見用法的理由，將這些信號示為位元、數值、元件、符號、字元、項目、數目、或其類似者，已證實在時間上是方便的。
然而，應該銘記的是，所有這些以及相似術語是與適當的實際量值相關聯並且僅僅是應用至這些量值之方便標籤。除非明確地說明，否則如自此處所討論地應可明顯地了解，整體的說明中，利用術語(例如，“處理”或“計算”或“計數”或“判定”或“顯示”或其類似者)之討論，係涉及一電腦系統、或相似電子計算裝置之動作和處理，該等電腦系統、或電子電腦裝置係操作和轉換如在電腦系統之暫存器以及記憶體內的實際(電子)量值所表示的資料成為相似地如在電腦系統記憶體或暫存器或其他之此類資訊儲存、傳輸或顯示裝置內的實際量值所表示之其他資料。
某些實施例也係關於用以進行此處之操作的設備。這設備可以是供用於所需的目的而特別地構成，或其可包括選擇地為儲存於一電腦中之一電腦程式所致動或所重新組態之一般用途的電腦。此一電腦程式可以儲存於一 電腦可讀取儲存媒體中，例如，但是不受限定於，任何型式之碟片，如包含軟式磁碟片、光碟、CD-ROM、以及磁-光碟、唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)，例如，動態RAM(DRAM)、EPROM、EEPROM、磁或光學卡、或適用於儲存電子指令且耦合至一電腦系統匯流排之任何型式的媒體。
此處所呈現之演算法和顯示本質上是無關於任何特定的電腦或其他的設備。各種一般用途系統可以依據此處技術配合程式而使用，或其可以方便地建構更專門的設備以進行所需的方法步驟。對於多種這些系統之所需的結構將可自此處之說明而顯現。此外，上述之某些實施例是並不參考任何特定程式語言而說明。應了解，多種程式語言係可以使用以實行如此處所說明之此等實施例的技術。
除了此處所說明者之外，所揭示之實施例和實行例可以有各種修改而不脫離它們的範疇。因此，應可理解地，此處之例示和範例將只是作為例示，並且將不是作為限制之意義。本發明範疇將參考隨後的申請專利範圍而單獨地受估量。
300‧‧‧天線陣列
305‧‧‧天線頂部圖
310、320、330‧‧‧天線
312、322、332‧‧‧波導結構
314、324、334‧‧‧介電質結構
316、326、336‧‧‧輸入
340‧‧‧發射器
350‧‧‧信號
360‧‧‧控制信號

Claims (20)

  1. 一種天線陣列，其包括：一第一天線，其包含組配來在一第一時間接收一第一信號的一第一輸入，該第一天線進一步包含一第一發射器，該第一天線用以在該第一發射器傳播該第一信號，其中，於該第一天線的所有發射器中，該第一發射器是至該第一輸入的一第N個最接近發射器，其中N是一正整數；以及一第二天線，其包含組配來在該第一時間接收一第二信號的一第二輸入，該第二天線進一步包含一第二發射器，該第二天線用以在該第二發射器傳播該第二信號，其中，於該第二天線的所有發射器中，該第二發射器是至該第二輸入的一第N個最接近發射器；其中在該第一天線的一組態和該第二天線的一組態之間的一差異造成在下列二者之間的一差異：在該第一時間，在該第一輸入的該第一信號和該第二輸入的該第二信號之間的一第一相位差量；以及在一第二時間，在該第一發射器的該第一信號和該第二發射器的該第二信號之間的一第二相位差量。
  2. 如請求項1之天線陣列，其中在該第一相位差量和該第二相位差量之間的該差異是至少部份地基於在下列二者之間的一第一差異：該第一發射器相距該第一輸入之一距離；以及 該第二發射器相距該第二輸入之一距離。
  3. 如請求項2之天線陣列，其中該第一差異等於或大於該第一發射器之一寬度。
  4. 如請求項1之天線陣列，其中該第一天線包括配置在該第一輸入和該第一發射器之間的一第一介質，該第一天線進一步用以經由該第一介質而自該第一輸入傳播該第一信號至該第一發射器；其中該第二天線包括配置在該第二輸入和該第二發射器之間的一第二介質，該第二天線進一步用以經由該第二介質而自該第二輸入傳播該第二信號至該第二發射器；以及其中在該第一相位差量和該第二相位差量之間的該差異是至少部份地基於在該第一介質的一介電係數和該第二介質的一介電係數之間的一差異。
  5. 如請求項4之天線陣列，其中該第一介質毗鄰該第一輸入且進一步地毗鄰該第一發射器。
  6. 如請求項4之天線陣列，其中該第一介質僅部份地沿著自該第一輸入至該第一發射器的一路徑延伸。
  7. 如請求項1之天線陣列，其中該天線陣列之輸入包含沿著一直線所配置的輸入以及自該直線偏移的一個或多個輸入。
  8. 如請求項1之天線陣列，其中該天線陣列包含複數個天線，該等天線具有相對於一平面之不同的各別方位。
  9. 如請求項1之天線陣列，其中該第一天線是彎曲的。
  10. 如請求項1之天線陣列，其中該天線陣列包括至少三個天線，其中，對於該等至少三個天線中的各天線組對，該天線組對提供各為在一各別組對信號相位差量之間差異的一差異集合之一不同的各別一者，其中，對於該差異集合中之各差異，該差異對應於下列二者之一各別的商數：一各別的第一數值；及一第二數值之一第一各別的冪次方；其中該各別的第一數值等於下列二者之一乘積：一第三數值；以及一第四數值之一第二各別的冪次方。
  11. 一種天線系統，其包括：一天線陣列，該天線陣列包括：一第一天線，其包含組配來在一第一時間接收一第一信號的一第一輸入，該第一天線進一步包含一第一發射器，該第一天線用以在該第一發射器傳播該第一信號，其中，於該第一天線的所有發射器中，該第一發射器是至該第一輸入的一第N個最接近發射器，其中N是一正整數；以及一第二天線，其包含組配來在該第一時間接收一第二信號的一第二輸入，該第二天線進一步包含一第二發射器，該第二天線用以在該第二發射器傳播該第二信號，其中，於該第二天線的所有發射器中，該第二發射器是至該第二輸入的一第N個最接 近發射器；其中在該第一天線的一組態和該第二天線的一組態之間的一差異造成在下列二者之間的一差異：在該第一時間，在該第一輸入的該第一信號和該第二輸入的該第二信號之間的一第一相位差量；及在一第二時間，在該第一發射器的該第一信號和該第二發射器的該第二信號之間的一第二相位差量；以及一分離器，其耦合至該第一天線，該分離器包括組配來分離一第三信號成為包含該第一信號和該第二信號之多個信號的電路。
  12. 如請求項11之天線系統，其中在該第一相位差量和該第二相位差量之間的該差異是至少部份地基於在下列二者之間的一第一差異：該第一發射器相距該第一輸入之一距離；以及該第二發射器相距該第二輸入之一距離。
  13. 如請求項11之天線系統，其中該第一天線包括配置在該第一輸入和該第一發射器之間的一第一介質，該第一天線進一步用以經由該第一介質而自該第一輸入傳播該第一信號至該第一發射器；其中該第二天線包括配置在該第二輸入和該第二發射器之間的一第二介質，該第二天線進一步用以經由該第二介質而自該第二輸入傳播該第二信號至該第二 發射器；以及其中在該第一相位差量和該第二相位差量之間的該差異是至少部份地基於在該第一介質的一介電係數和該第二介質的一介電係數之間的一差異。
  14. 如請求項11之天線系統，其中該天線陣列包括至少三個天線，其中對於該等至少三個天線中的各天線組對，該天線組對提供各為在一各別組對信號相位差量之間差異的一差異集合之一不同的各別一者，其中，對於該差異集合中之各差異，該差異對應於下列二者之一各別的商數：一各別的第一數值；及一第二數值之一第一各別的冪次方；其中該各別的第一數值等於下列二者之一乘積：一第三數值；以及一第四數值之一第二各別的冪次方。
  15. 一種在一天線陣列之方法，該方法包括下列步驟：在一第一時間，在一第一天線的一第一輸入接收一第一信號；在該第一時間，在一第二天線的一第二輸入接收一第二信號；在該第一天線之一第一發射器傳播該第一信號，其中，於該第一天線的所有發射器中，該第一發射器是至該第一輸入的一第N個最接近發射器，其中N是一正整數；以及 在該第二天線之一第二發射器傳播該第二信號，其中，於該第二天線的所有發射器中，該第二發射器是至該第二輸入的一第N個最接近發射器，其中在該第一天線的一組態和該第二天線的一組態之間的一差異造成在下列二者之間的一差異：在該第一時間，在該第一輸入的該第一信號和該第二輸入的該第二信號之間的一第一相位差量；以及在一第二時間，在該第一發射器的該第一信號和該第二發射器的該第二信號之間的一第二相位差量。
  16. 如請求項15之方法，其中在該第一相位差量和該第二相位差量之間的該差異是至少部份地基於在下列二者之間的一第一差異：該第一發射器相距該第一輸入之一距離；以及該第二發射器相距該第二輸入之一距離。
  17. 如請求項15之方法，其中該第一天線包括配置在該第一輸入和該第一發射器之間的一第一介質，該方法進一步包括經由該第一介質而自該第一輸入傳播該第一信號至該第一發射器；其中該第二天線包括配置在該第二輸入和該第二發射器之間的一第二介質，該方法進一步包括經由該第二介質而自該第二輸入傳播該第二信號至該第二發射器；並且 其中在該第一相位差量和該第二相位差量之間的該差異是至少部份地基於在該第一介質的一介電係數和該第二介質的一介電係數之間的一差異。
  18. 如請求項17之方法，其中該第一介質僅部份地沿著自該第一輸入至該第一發射器的一路徑延伸。
  19. 如請求項15之方法，進一步地包括沿著該第一天線之一彎曲路線而傳播該第一信號。
  20. 如請求項15之方法，其中該天線陣列包括至少三個天線，其中，對於該等至少三個天線中的各天線組對，該天線組對提供各為在一各別組對信號相位差量之間差異的一差異集合之一不同的各別一者，其中，對於該差異集合中之各差異，該差異對應於下列二者之一各別的商數：一各別的第一數值；及一第二數值之一第一各別的冪次方；其中該各別的第一數值等於下列二者之一乘積：一第三數值；以及一第四數值之一第二各別的冪次方。
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