TWI676369B - 無線訊號收發裝置 - Google Patents

Abstract

一種無線訊號收發裝置，包含一雙極化天線，一發射電路及一接收電路。該雙極化天線係用以發射一第一無線訊號、及實質上同時接收一第二無線訊號。該雙極化天線包含一第一饋接區域及一第二饋接區域。該第一饋接區域用以接收一發射訊號，且該第一無線訊號係相關於該發射訊號。該第二饋接區域用以輸出一接收訊號，該接收訊號係相關於該第二無線訊號。該發射電路係用以產生該發射訊號。該接收電路係用以產生一處理訊號，且該處理訊號係相關於該接收訊號。

Description

無線訊號收發裝置

本發明關於一種無線訊號收發裝置，尤指一種實質上同時接收及發射無線訊號之無線訊號收發裝置。

於無線通訊領域，使用雙極化天線執行無線訊號之接收及發射係普遍之應用。然而，為執行雙極化天線之發射及接收功能，常見的方式係使用接收雙極化天線接收外部的無線訊號至系統內，並且使用發射雙極化天線發送來自系統的無線訊號至外部。此種架構雖可執行無線訊號的收發功能，但由於採用接收雙極化天線及發射雙極化天線等兩個雙極化天線，故導致雙極化天線所佔的體積較大，從而使整體系統的體積難以縮減。

實施例提供一種無線訊號收發裝置，包含一雙極化天線，一發射電路及一接收電路。該雙極化天線係用以發射一第一無線訊號、及實質上同時接收一第二無線訊號，其中該第一無線訊號用以由一物體反射後產生該第二無線訊號。該雙極化天線包含一第一饋接區域及一第二饋接區域，其中該第一饋接區域係用以接收一第一發射訊號，且該第一無線訊號係相關於該第一發射訊號，該第二饋接區域用以輸出一第一接收訊號，該第一接收訊號係相關於該第二無線訊號。該發射電路係用以產生該第一發射訊號。該接收電路係用以產生一處理訊號，其中該處理訊號係相關於該第一接收訊號。

實施例提供一種無線訊號收發裝置，包含一雙極化天線，一發射電路及一接收電路。該雙極化天線係用以發射一第一無線訊號、及實質上同時接收一第二無線訊號，該雙極化天線包含一第一饋接區域及一第二饋接區域。該第一饋接區域用以接收一第一發射訊號，其中該第一無線訊號係根據至少該第一發射訊號而產生。該第二饋接區域用以輸出一第一接收訊號，其中該第一接收訊號係根據該第二無線訊號而產生。該雙極化天線具有一天線形狀中心、該第一饋接區域具有一第一區域形狀中心、該第二饋接區域具有一第二區域形狀中心，且該第一區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第一方向、該第二區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第二方向，該第一方向實質上正交於該第二方向。

實施例提供一種無線訊號收發裝置，包含一第一雙極化天線，一第一發射電路，一第一接收電路，一第二雙極化天線，一第二發射電路及一第二接收電路。該第一雙極化天線係用以發射一第一無線訊號、及實質上同時接收一第二無線訊號。該第一雙極化天線包含一第一饋接區域及一第二饋接區域，該第一饋接區域係用以接收一第一發射訊號，其中該第一無線訊號係相關於該第一發射訊號而產生，該第二饋接區域係用以輸出一第一接收訊號，其中該第一接收訊號係相關於該第二無線訊號而產生。該第一發射電路係用以產生該第一發射訊號。該第一接收電路係用以產生一第一處理訊號，其中該第一處理訊號係相關於該第一接收訊號而產生。該第一雙極化天線具有一天線形狀中心、該第一饋接區域具有一第一區域形狀中心、該第二饋接區域具有一第二區域形狀中心，且該第一區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第一方向、該第二區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第二方向、該第一方向實質上正交於該第二方向。該第二雙極化天線用以發射該第二無線訊號、及實質上同時接收該第一無線訊號。該第二雙極化天線包含一第一饋接區域及一第二饋接區域，該第一饋接區域係用以接收一第二發射訊號，其中該第二無線訊號係相關於該第二發射訊號而產生，該第二饋接區域係用以輸出一第二接收訊號，其中該第二接收訊號係相關於該第一無線訊號而產生。該第二發射電路係用以產生該第二發射訊號。該第二接收電係用以產生一第二處理訊號，其中該第二處理訊號係相關於該第二接收訊號而產生。該第二雙極化天線具有一天線形狀中心、該第一饋接區域具有一第一區域形狀中心、該第二饋接區域具有一第二區域形狀中心，且該第一區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第一方向、該第二區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第二方向、該第一方向實質上正交於該第二方向。其中該第一雙極化天線之該第一方向實質上正交於該第二雙極化天線之該第一方向，或該第一雙極化天線之該第二方向實質上正交於該第二雙極化天線之該第二方向。

本文所述之雙極化天線，其形狀可為矩形（如長方形、正方形）、圓形、橢圓形等。此處所述的橢圓形，可為數學上精確定義的橢圓（ellipse），但亦可為類似橢圓的卵形（oval）、圓輪形（round）或長圓形（oblong）。相關的工程模擬及裝置微調可被採用，從而在實務上優化訊號之收發效果。第1圖係實施例之無線訊號收發裝置100的示意圖。無線訊號收發裝置100可包含雙極化天線An，發射電路110及接收電路120。雙極化天線an可用以發射第一無線訊號Stx、及實質上同時接收第二無線訊號srx。第一無線訊號STX用以由一物體反射後產生第二無線訊號SRX。在一實施例中，第一無線訊號STX與第二無線訊號SRX例如是射頻訊號。在一段時間內，由於第一無線訊號Stx是持續被雙極化天線an發射並被物體反射，因此第二無線訊號SRX也會持續被雙極化天線an接收，也就是在雙極化天線an於持續發射第一無線訊號Stx時，實質上會同時持續接收第二無線訊號srx。在一實施例中，第一無線訊號STX的波型可為固定或是隨時間而不同。

雙極化天線an可包含饋接區域FZ1及Fz2。雙極化天線AN可具有天線形狀中心CT，饋接區域FZ1具有區域形狀中心FZC1，饋接區域FZ2具有區域形狀中心FZC2，區域形狀中心FZC1與天線形狀中心CT的連線形成方向DR1，區域形狀中心FZC2與天線形狀中心CT的連線形成方向DR2，方向DR1實質上正交於方向DR2。

於第1圖至第10圖、與第13圖之實施例中，係以雙極化天線為矩形，舉例說明本案的實施例。因此，雙極化天線AN的饋接區域Fz1可包含矩形的第一側d1，饋接區域Fz2可包含矩形的第二側D2，亦即第一側d1可正交於第二側d2，而區域形狀中心FZC1與區域形狀中心FZC2分別位於第一側d1與第二側D2的中心點。然而，如上文所述，雙極化天線可不限於矩形，下文將於第11圖及第12圖，以圖文說明雙極化天線為其他形狀之實施例。

第1圖中，第一側d1可用以接收第一發射訊號st1，且第一無線訊號stx可相關於第一發射訊號st1。第二側D2可實質上正交於第一側d1。根據實施例，第一側d1可與第二側D2相鄰，第一側d1可與第二側D2實質上具有相同之長度。雙極化天線AN之形狀可為正方形。

根據實施例，雙極化天線an收發的無線訊號波之極性方向，可與感應電流之行進方向互為正交，使第一無線訊號stx與第二無線訊號srx不容易在雙極化天線an上彼此干擾。第一側d1與第二側D2的長度可約為第一發射訊號st1或第一無線訊號stx的波長之一半。

第二側D2可用以輸出第一接收訊號sr1，且第一接收訊號sr1可相關於第二無線訊號srx。發射電路110與接收電路120可耦接於雙極化天線an、或可實質上絕緣於雙極化天線an。在一實施例中，發射電路110與接收電路120耦接於雙極化天線an。發射電路110可耦接於第一側d1，用以產生第一發射訊號st1。接收電路120可耦接於第二側D2，用以產生處理訊號sa，其中處理訊號sa可相關於第一接收訊號sr1。根據實施例，第一無線訊號stx可根據至少第一發射訊號st1而產生，且第一接收訊號sr1可根據第二無線訊號srx而產生。

第2圖係另一實施例中，無線訊號收發裝置200的示意圖。無線訊號收發裝置200可為無線訊號收發裝置100之實施例，如第2圖所示，發射電路110可包含第一放大器a1，其中第一發射訊號st1可對應於第一放大器a1輸出之輸出訊號so。接收電路120可包含第二放大器a2，第二放大器a2可用以輸出處理訊號sa。根據實施例，輸出訊號so可為單一訊號或具有特定相位差之一對訊號，第一放大器a1可為功率放大器，且第二放大器a2可為低雜訊放大器。

第3圖係另一實施例中，無線訊號收發裝置300的示意圖。無線訊號收發裝置300可為無線訊號收發裝置100之實施例，如第3圖所示，發射電路110可包含結合器（combiner）115及第一放大器A31。結合器115可耦接於雙極化天線an之第一側d1及第一放大器a31之間，用以接收第一放大器a31輸出的第一輸出訊號so1及第二輸出訊號so2、將第一輸出訊號so1及第二輸出訊號so2結合以產生第一發射訊號St1、及輸出第一發射訊號St1至第一側d1。第3圖中，第一放大器a31係具有兩輸出端，第一放大器a31之輸出訊號包括第一輸出訊號so1及第二輸出訊號so2，且第一輸出訊號so1及第二輸出訊號so2可互為差動(differential)訊號。

第4圖係另一實施例中，無線訊號收發裝置400的示意圖。無線訊號收發裝置400可為無線訊號收發裝置100之實施例，如第4圖所示，接收電路120可包含耦合器125及第二放大器A42。耦合器125可耦接於雙極化天線an之第二側D2及第二放大器a42之間，用以接收第一接收訊號SR1，將第一接收訊號SR1轉換為第一輸入訊號si1及第二輸入訊號si2，及將第一輸入訊號si1及第二輸入訊號si2輸出到第二放大器A42。第4圖中，第二放大器A42可根據第一輸入訊號si1及第二輸入訊號si2產生處理訊號sa，且第一輸入訊號si1及第二輸入訊號si2可互為差動訊號。

第5圖係另一實施例中，無線訊號收發裝置500的示意圖。無線訊號收發裝置500可為無線訊號收發裝置100之實施例，第5圖之發射電路110可如第3圖，包含結合器115及第一放大器A31，第5圖之接收電路120可如第4圖，包含耦合器125及第二放大器A42，其原理不贅述。

第6圖係實施例中，無線訊號收發裝置600的示意圖。在本實施例中，發射電路110與接收電路120實質上絕緣於雙極化天線an。如第6圖所示，無線訊號收發裝置可包含饋入元件F1及F2。饋入元件F1及F2的任一者，可為T形元件。以饋入元件F1為例，饋入元件F1可包含條狀導體F1A及傳輸線F1B，同理，饋入元件F2亦可包含此兩部份。饋入元件F1可設置於雙極化天線an之第一側d1，用以接收由發射電路110產生之第一發射訊號St1，及將第一發射訊號St1透過電磁感應饋入雙極化天線an，其中饋入元件f1與發射電路110可實質上絕緣於雙極化天線AN。饋入元件F2可設置於雙極化天線an之第二側d2，用以透過電磁感應饋入第一接收訊號Sr1並輸出至接收電路120，其中饋入元件f2與接收電路120可實質上絕緣於雙極化天線an。

根據實施例，饋入元件F1可例如（但不限於）為T形饋入元件，且饋入元件F1之條狀導體F1A與雙極化天線an之第一側d1彼此可為平行設置並具有第一距離L1，條狀導體F1A的長度約為第一側d1長度的0.5~1倍。此第一距離L1係相關於第一發射訊號st1對應之阻抗。其中，饋入元件F1可用以於條狀導體F1A之中間位置經由傳輸線F1B接收第一發射訊號st1。饋入元件F2可例如（但不限於）為T形饋入元件，且饋入元件F2之條狀導體與雙極化天線an之第二側d1彼此可為平行設置並具有第二距離L2，饋入元件F2之條狀導體的長度約為第二側d2長度的0.5~1倍。此第二距離L2係相關於第一接收訊號sR1對應之阻抗。其中，饋入元件F2可用以於條狀導體之中間位置經由傳輸線輸出第一接收訊號SR1。

第7圖係實施例中，無線訊號收發裝置700的示意圖。無線訊號收發裝置700可包含雙極化天線AN、發射電路710及接收電路720。第7圖之雙極化天線AN除了上述之第一側D1及第二側D2，可另包含相對於第一側D1之第三側D3。第三側D3實質上正交於第二側D2且耦接於發射電路710，可用以接收第二發射訊號ST2，其中第一無線訊號STX可根據第一發射訊號St1及第二發射訊號St2而產生。其中，發射電路710可用以輸出第一發射訊號st1及第二發射訊號st2。如第7圖所示，雙極化天線an可另包含相對於第二側D2之第四側D4，第四側D4可實質上正交於第一側D1且耦接於接收電路720，用以輸出第二接收訊號sr2，其中第一接收訊號sR1及第二接收訊號sr2可根據第二無線訊號SRX而產生。接收電路720可用以接收第一接收訊號sr1及第二接收訊號Sr2，及根據第一接收訊號Sr1及第二接收訊號Sr2產生處理訊號Sa。其中第一發射訊號St1及第二發射訊號St2可互為差動訊號、且第一接收訊號sR1及第二接收訊號sr2可互為差動訊號。第三側D3、第四側D4及其分別所對應的饋接區域與天線形狀中心CT的關係，與第1圖中第一側D1與第二側D2及其分別所對應的饋接區域FZ1、FZ2與天線形狀中心CT的關係類似，不重複描述。惟第三側D3所對應的饋接區域之區域形狀中心，與天線形狀中心CT的連線形成的第三方向，會與第一方向DR1相反；第四側D4所對應的饋接區域之區域形狀中心，與天線形狀中心CT的連線形成的第四方向，會與第二方向DR2相反。

第8圖係實施例中，無線訊號收發裝置800的示意圖。無線訊號收發裝置800相似於第7圖處不另贅述，然而如第8圖所示，無線訊號收發裝置800可包含饋入元件F1至F4。第6圖相似地，雙極性天線AN可包含饋接區域FZ1至FZ4，分別包含第一側D1至第四側D4。饋入元件F1及F2可如上述，而饋入元件F3與饋入元件F1相似，可設置於雙極化天線AN之第三側d3，用以接收第二發射訊號st2，及將第二發射訊號st2透過電磁感應饋入雙極化天線an。饋入元件f3可實質上絕緣於雙極化天線an，饋入元件f3及雙極化天線an之間的距離可相關於第二發射訊號st2對應的阻抗。饋入元件F4與饋入元件F2相似，可設置於雙極化天線an之第四側d4，用以透過電磁感應饋入第二接收訊號sr2並輸出第二接收訊號sr2至接收電路720。饋入元件f4可實質上絕緣於雙極化天線an，饋入元件f4及雙極化天線an之間的距離可相關於第二接收訊號sR2對應的阻抗。其中第一發射訊號St1及第二發射訊號St2可互為差動訊號、且第一接收訊號sR1及第二接收訊號sr2可互為差動訊號。第三側D3、第四側D4及其分別所對應的饋接區域FZ3、FZ4與天線形狀中心CT的關係，與第1圖中第一側D1與第二側D2及其分別所對應的饋接區域FZ1、FZ2與天線形狀中心CT的關係類似，不重複描述。惟第三側D3所對應的饋接區域之區域形狀中心，與天線形狀中心CT的連線形成的第三方向，會與第一方向DR1相反；第四側D4所對應的饋接區域之區域形狀中心，與天線形狀中心CT的連線形成的第四方向，會與第二方向DR2相反。

第9圖係實施例中，無線訊號收發裝置900的示意圖。如第9圖所示，第一無線訊號stx可用以被物體obj反射後，產生第二無線訊號srx。發射電路110可用以根據輸入訊號si產生第一發射訊號St1。無線訊號收發裝置900可包含處理單元PU，處理單元PU可耦接於發射電路110及接收電路120，用以根據輸入訊號Si及處理訊號Sa，產生物體obj的空間資訊。換言之，無線訊號收發裝置900可用以偵測物體obj的空間資訊，如距離、移動速度、移動角度、或被偵測之時點等。

第10圖係實施例中，無線訊號收發裝置1000的示意圖。無線訊號收發裝置1000可包含雙極化天線an1及an2，發射電路1010及1030，接收電路1020及1040。

雙極化天線an1可用以發射第一無線訊號Sx1，及實質上同時接收第二無線訊號Sx2。由於雙極化天線an1及an2的設計可與第1圖雙極化天線an類似，因此第一雙極化天線an1包含第一饋接區域、第二饋接區域與天線形狀中心，第一饋接區域包含第一側d11，且第二饋接區域包含第二側d12。第一饋接區域具有第一區域形狀中心，第二饋接區域具有第二區域形狀中心，第一區域形狀中心與天線形狀中心的連線形成第一方向，第二區域形狀中心與第一天線形狀中心的連線形成第二方向，第一方向實質上正交於第二方向。第一側d11可用以接收第一發射訊號St1A，其中第一無線訊號Sx1可相關於第一發射訊號St1A而產生，第二側d12可用以輸出第一接收訊號Sr1A，其中第一接收訊號Sr1A可相關於第二無線訊號Sx2而產生。發射電路1010可耦接於雙極化天線an1之第一側d11，用以產生第一發射訊號st1A。接收電路1020可耦接於雙極化天線an1之第二側d12，用以產生處理訊號Sa1，其中處理訊號sa1可相關於第一接收訊號sr1a而產生。

雙極化天線an2可用以發射第二無線訊號sx2，及實質上同時接收第一無線訊號sx1。類似地，雙極化天線an2可包含第一饋接區域、第二饋接區域與天線形狀中心，第一饋接區域包含第一側D21，且第二饋接區域包含第二側d22。第一饋接區域具有第一區域形狀中心，第二饋接區域具有第二區域形狀中心，第一區域形狀中心與天線形狀中心的連線形成第一方向，第二區域形狀中心與天線形狀中心的連線形成第二方向，第一方向實質上正交於第二方向。第一側D21可用以接收第二發射訊號St2a，其中第二無線訊號sx2可相關於第二發射訊號st2a而產生，第二側d22可用以輸出第二接收訊號sr2a，其中第二接收訊號Sr2a可相關於第一無線訊號Sx1而產生。發射電路1030可耦接於雙極化天線an2之第一側d21，用以產生第二發射訊號st2a，接收電路1040可耦接於雙極化天線an2之第二側d22，用以產生處理訊號sa2，其中處理訊號sa2可相關於第二接收訊號sr2a而產生。根據實施例，雙極化天線an1之第一方向與雙極化天線an2之第一方向正交，或雙極化天線an1之第二方向與雙極化天線an2之第二方向正交。根據實施例，雙極化天線an1之第一方向與雙極化天線an2之第一方向正交，且雙極化天線an1之第二方向與雙極化天線an2之第二方向正交。

根據實施例，第一無線訊號Sx1與第二無線訊號sx2例如是射頻訊號。在一段時間內，由於第一無線訊號Sx1是持續被雙極化天線an1發射，因此也會持續被雙極化天線an2接收；而第二無線訊號Sx2是持續被雙極化天線an2發射，因此也會持續被雙極化天線an1接收。也就是在雙極化天線an1持續發射第一無線訊號Sx1時，實質上會同時持續接收第二無線訊號Sx2；反之，在雙極化天線an2持續發射第二無線訊號Sx2時，實質上會同時持續接收第一無線訊號Sx1。根據實施例，第一無線訊號Sx1的波型與第二無線訊號Sx2的波型可為固定或是隨時間而不同，視處理訊號Sa1或SA2中所包含的無線資料通訊內容而決定。

根據實施例，雙極化天線an1及雙極化天線an2可相距距離L10，雙極化天線an1之第一側d11可實質上正交於第二側D12，雙極化天線an1之第一側d11可實質上正交於雙極化天線an2之第一側d21，且雙極化天線an2之第一側d21可實質上正交於雙極化天線an2之第二側d22。

根據實施例，雙極化天線an1之第一側d11可與第二側d12相鄰，且雙極化天線an2之第一側d21可與第二側d22相鄰。

如第10圖所示，使用無線訊號收發裝置1000，可實現無線資料通訊。舉例而言，若距離L10係100公尺，則可透過雙極化天線an1及雙極化天線an2執行距離100公尺之無線通訊。

根據實施例，第一無線訊號sx1可根據至少第一發射訊號St1a而產生，第一接收訊號Sr1a可根據第二無線訊號Sx2而產生，第二無線訊號Sx2可根據至少第二發射訊號St2a而產生，且第二接收訊號Sr2a可根據第一無線訊號Sx1而產生。

根據實施例，由於雙極化天線an1之第一側d11及雙極化天線an2之第二側d22於收發無線訊號時可互為對應之雙極化天線部位，且雙極化天線an2之第一側d21可與雙極化天線an1之第二側d12可互為對應之雙極化天線部位，故雙極化天線an1之第一側d11可與雙極化天線an2之第二側d22具有實質上相同的長度且可實質上互相平行/重合，且雙極化天線an2之第一側d21可與雙極化天線an1之第二側d12具有實質上相同的長度且可實質上互相平行/重合。

根據實施例，雙極化天線an1的第一側d11及第二側d12可具有實質上相同的長度。舉例而言，由於用以饋入訊號之雙極化天線側邊之邊長可相關於所饋入的訊號之頻率，因此當使用相同頻率執行分時傳輸時，可將雙極化天線an1的第一側d11及第二側d12設計為相同長度。

根據另一實施例，雙極化天線an1之第一側d11可與第二側d12具有不同的長度。舉例而言，當使用相異頻率執行分頻傳輸時，可將雙極化天線an1的第一側d11及第二側d12設計為不同長度。

根據實施例，雙極化天線an1及雙極化天線an2的形狀，可包含正方形或長方形。雙極化天線an1及雙極化天線an2之每一側邊，可分別設置饋入元件，例如第6圖、第8圖所示的饋入元件，以電磁感應的方式將訊號饋入或饋出雙極化天線。

根據實施例，雙極化天線an1及雙極化天線an2可與第6圖、第8圖所示類似，發射或接收差動訊號。

第1圖至第10圖、與第13圖中，雙極化天線為矩形僅為舉例，如第11圖之橢圓形雙極化天線，亦可適用於第1圖至第10圖、與第13圖之配置。

第11圖係實施例中，無線訊號收發裝置的部份示意圖。第11圖省略第1圖中的發射電路110及接收電路120，僅繪示雙極化天線ANB，饋入元件F111及F112。饋入元件F111及F112可分別對應於饋接區域FZ111及FZ112設置。相異於第1圖至第10圖、與第13圖之矩形天線，雙極化天線ANB可如上文所述，為橢圓形。饋入元件F111可包括條狀導體F111A與傳輸線F111B，條狀導體F111A可對應於雙極化天線ANB的邊緣平行延伸設置，換言之，當雙極化天線AN11係橢圓形，則條狀導體F111A可為弧形（arc）。同理，饋入元件F112可包括條狀導體F112A與傳輸線F112B，其形狀亦然。條狀導體F111A及雙極化天線ANB的邊緣間可具有距離DT1。距離DT1可與發射訊號所對應的阻抗有關。舉例而言，若將雙極化天線ANB應用於第6圖的示例，傳輸線F111B可設置於條狀導體F111A的中間位置，用以接收第一發射訊號ST1。同理，饋入元件F112的傳輸線F112B可用以輸出第一接收訊號SR1。與第1圖類似地，雙極化天線ANB可包含饋接區域FZ111及Fz112。雙極化天線ANB可具有天線形狀中心CT，饋接區域FZ111具有區域形狀中心，饋接區域FZ112具有區域形狀中心，饋接區域FZ111之區域形狀中心與天線形狀中心CT的連線形成第一方向DR1，饋接區域FZ112之區域形狀中心與天線形狀中心CT的連線形成第二方向DR2，第一方向DR1實質上正交於第二方向DR2。饋接區域FZ111與天線形狀中心CT的夾角AA1約略為22.5度～120度，而饋接區域FZ112與天線形狀中心CT的夾角AA2約略為22.5度～120度，且夾角AA1及夾角AA2的和不大於180度。

雙極化天線ANB可具有第一天線表面及第二天線表面，第一天線表面及第二天線表面之間可形成厚度。第一天線表面及第二天線表面的其中之一者，可位於參考面，條狀導體F111A及條狀導體F112A投影於參考面之位置，可位於雙極化天線ANB之外部，而非重疊。條狀導體F111A、傳輸線F111B可與參考面平行重合（coplanar），且條狀導體F111A可與雙極化天線ANB的邊緣平行且具有距離DT1。同理，條狀導體F112A與傳輸線F112B亦然，且可與雙極化天線ANB的邊緣平行且具有距離DT2。舉例而言，可將雙極化天線ANB製造於電路板（例如但不限於印刷電路板）的金屬層，且將饋入元件製造於電路板的相同金屬層，從而形成第11圖的天線。於另一實施例，天線體及饋入元件可製造於相異金屬層，亦可形成第11圖的天線。

第12圖係實施例中，無線訊號收發裝置的部份示意圖。與第11圖相似，僅繪示雙極化天線ANB，饋入元件F111及F112，然而第12圖中，條狀導體F111A及F112A投影於參考面之位置可位於雙極化天線ANB之內部，而與雙極化天線ANB於垂直方向重疊。饋入元件F111及F112之任一者的條狀導體可與傳輸線設置於同一平面（coplanar）。條狀導體可與參考面平行，且具有垂直距離。舉例而言，可將雙極化天線ANB製造於電路板（例如，但不限於，印刷電路板）的金屬層，將饋入元件製造於電路板的另一金屬層，且兩金屬層之間可具有該垂直距離，以形成第12圖的天線。雙極化天線ANB之饋接區域FZ111及Fz112與天線形狀中心CT的關係，與第11圖的實施例類似，不重複描述。

第11圖及第12圖係以具有兩個饋入元件舉例說明，但根據實施例，橢圓形的雙極性天線亦可如第8圖所示，於四個饋接區域分別設置四個饋入元件，應用上的相似之處，不重複描述。

第13圖係又一實施例中，無線訊號收發裝置1300的示意圖。無線訊號收發裝置1300可為無線訊號收發裝置100之實施例，如第13圖所示，無線訊號收發裝置1300與無線訊號收發裝置100的主要差異在於更包括雙極化天線AN2。雙極化天線AN2可與雙極化天線AN1共同耦接於發射電路110與接收電路120，並可用以接收第一發射訊號st1及實質上同時接收第二無線訊號srx(圖中未示)。雙極化天線AN1與雙極化天線AN2可組成1×2的天線陣列。在其他實施例中，亦可包括更多的共同耦接於發射電路110與接收電路120的雙極化天線，以組成M×N的天線陣列，其中M與N為大於1之正整數。

經採用實施例提供的雙極化天線無線訊號收發裝置，可僅採用單一輻射體之雙極化天線，即可實質上同時執行訊號接收及訊號發射，從而實現偵測物體或遠距傳輸訊號之應用。此外，於雙極化天線及放大電路之間，可不須另行配置外部的耦合元件或雙工器（duplexer），對於縮減雙極化天線面積，及簡化整體系統之結構及體積，均有實益。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。

100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1300	無線訊號收發裝置
an、an1、an2、ANA、ANB	雙極化天線
110、710、1010、1030	發射電路
120、720、1020、1040	接收電路
d1、d11、d21	第一側
d2、d12、d22	第二側
st1、st1a	第一發射訊號
st2a	第二發射訊號
sr1、sr1a	第一接收訊號
sr2a	第二接收訊號
stx、sx1	第一無線訊號
srx、sx2	第二無線訊號
sa	處理訊號
a1、a31	第一放大器
a2、a42	第二放大器
so	輸出訊號
115	結合器
so1	第一輸出訊號
so2	第二輸出訊號
si1	第一輸入訊號
si2	第二輸入訊號
125	耦合器
f1、f2、f3、f4、F111、F112	饋入元件
F1A、F111A、F112A	條狀導體
F1B、F111B、F112B	傳輸線
L1	第一距離
L2	第二距離
FZ1、FZ2、FZ3、FZ4、FZ111、FZ112	饋接區域
Dr1、DR2	方向
FZC1、FZC2	區域形狀中心
CT	天線形狀中心
st2	第二發射訊號
sr2	第二接收訊號
d3	第三側
d4	第四側
obj	物體
si	輸入訊號
pu	處理單元
AA1、AA2	夾角
L10、DT	距離

第1圖係實施例中，無線訊號收發裝置的示意圖 第2圖係另一實施例中，無線訊號收發裝置的示意圖。 第3圖係另一實施例中，無線訊號收發裝置的示意圖。 第4圖係另一實施例中，無線訊號收發裝置的示意圖。 第5圖係另一實施例中，無線訊號收發裝置的示意圖。 第6圖係另一實施例中，無線訊號收發裝置的示意圖。 第7圖係另一實施例中，無線訊號收發裝置的示意圖。 第8圖係另一實施例中，無線訊號收發裝置的示意圖。 第9圖係另一實施例中，無線訊號收發裝置的示意圖。 第10圖係另一實施例中，無線訊號收發裝置的示意圖。 第11圖係實施例中，無線訊號收發裝置的部份示意圖。 第12圖係另一實施例中，無線訊號收發裝置的的部份示意圖。 第13圖係又一實施例中，無線訊號收發裝置的的示意圖。

Claims (22)

1. 一種無線訊號收發裝置，包含： 一雙極化天線，用以發射一第一無線訊號、及實質上同時接收一第二無線訊號，其中該第一無線訊號用以由一物體反射後產生該第二無線訊號，該雙極化天線包含： 一第一饋接區域，用以接收一第一發射訊號，其中該第一無線訊號係根據至少該第一發射訊號而產生； 一第二饋接區域，用以輸出一第一接收訊號，其中該第一接收訊號係根據該第二無線訊號而產生； 其中，該雙極化天線具有一天線形狀中心、該第一饋接區域具有一第一區域形狀中心、該第二饋接區域具有一第二區域形狀中心，且該第一區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第一方向、該第二區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第二方向、該第一方向實質上正交於該第二方向； 一發射電路，用以產生該第一發射訊號；及 一接收電路，用以產生一處理訊號，其中該處理訊號係相關於該第一接收訊號。
2. 如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該發射電路耦接於該第一饋接區域，且該接收電路耦接於該第二饋接區域。
3. 如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該第一饋接區域更包含一第一側，用以接收該第一發射訊號；及該第二饋接區域更包含一第二側，實質上正交於該第一側，用以輸出該第一接收訊號，且該雙極化天線的形狀包括一正方形或矩形，該第一側與該第二側係為該正方形或該矩形相鄰的兩側邊。
4. 如請求項3所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線的形狀包括一正方形或矩形，該第一側與該第二側係為該正方形或該矩形相鄰的兩側邊。
5. 如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中： 該發射電路包含一第一放大器，其中該第一發射訊號係對應於該第一放大器輸出之輸出訊號；及 該接收電路包含一第二放大器，用以輸出該處理訊號，其中該處理訊號係對應於該第一接收訊號。
6. 如請求項5所述的無線訊號收發裝置，另包含： 一結合器，耦接於該第一饋接區域及該第一放大器之間，用以接收一第一輸出訊號及一第二輸出訊號、將該第一輸出訊號及該第二輸出訊號結合以產生該第一發射訊號、及輸出該第一發射訊號； 其中該第一放大器之該輸出訊號包括該第一輸出訊號及該第二輸出訊號，且該第一輸出訊號及該第二輸出訊號係互為差動訊號。
7. 如請求項5所述的無線訊號收發裝置，另包含： 一耦合器，耦接於該第二饋接區域及該第二放大器之間，用以接收該第一接收訊號，將該第一接收訊號轉換為一第一輸入訊號及一第二輸入訊號，及將該第一輸入訊號及該第二輸入訊號輸出到該第二放大器； 其中該第二放大器係根據該第一輸入訊號及該第二輸入訊號產生該處理訊號，且該第一輸入訊號及該第二輸入訊號係互為差動訊號。
8. 如請求項1所述的無線訊號收發裝置，另包含： 一第一饋入元件，對應於該雙極化天線之該第一饋接區域設置，用以接收由該發射電路產生之該第一發射訊號，及將該第一發射訊號透過電磁感應饋入該雙極化天線； 其中該第一饋入元件與該發射電路係實質上絕緣於該雙極化天線。
9. 如請求項8所述的無線訊號收發裝置，其中該第一饋入元件包括一第一條狀導體與一第一傳輸線，該第一條狀導體對應於該雙極化天線的邊緣延伸設置，該第一條狀導體及該雙極化天線間具有一第一距離，該第一傳輸線設置於該第一條狀導體的中間位置用以接收該第一發射訊號。
10. 如請求項9所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線的形狀包括具有一厚度的一矩形，且該第一條狀導體的形狀包括一直線。
11. 如請求項9所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線的形狀包括具有一厚度的一橢圓形或一圓形，且該第一條狀導體的形狀包括一弧線。
12. 如請求項11所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線包括相對設置的一第一天線表面與一第二天線表面，以於該第一天線表面與該第二天線表面之間形成該厚度，該第一天線表面或該第二天線表面位於一參考面，該第一條狀導體投影於該參考面之位置是位於該雙極化天線之內部。
13. 如請求項12所述的無線訊號收發裝置，其中該第一條狀導體與該第一傳輸線設置於同一平面，且該第一條狀導體與該參考面平行且具有該第一距離。
14. 如請求項11所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線包括相對設置的一第一天線表面與一第二天線表面，以於該第一天線表面與該第二天線表面之間形成該厚度，該第一天線表面或該第二天線表面位於一參考面，該第一條狀導體投影於該參考面之位置是位於該雙極化天線之外部。
15. 如請求項14所述的無線訊號收發裝置，其中該第一條狀導體、該第一傳輸線與該參考面平行重合，且該第一條狀導體與該參考面平行且具有該第一距離。
16. 如請求項1所述的無線訊號收發裝置，另包含： 一第二饋入元件，對應於該雙極化天線之該第二饋接區域設置，用以透過電磁感應饋入該第一接收訊號並輸出至該接收電路； 其中該第二饋入元件與該接收電路係實質上絕緣於該雙極化天線。
17. 如請求項16所述的無線訊號收發裝置，該雙極化天線另包含： 一第三饋接區域，耦接於該發射電路，用以接收一第二發射訊號，其中該第一無線訊號係根據該第一發射訊號及該第二發射訊號而產生； 一第四饋接區域，耦接於該接收電路，用以輸出一第二接收訊號，其中該第二接收訊號係根據該第二無線訊號而產生；以及 其中： 該第三饋接區域具有一第三區域形狀中心，且該第三區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第三方向，且該第一方向與該第三方向相反； 該第四饋接區域具有一第四區域形狀中心，且該第四區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第四方向，且該第二方向與該第四方向相反； 該發射電路係更用以輸出該第一發射訊號及該第二發射訊號；以及 該接收電路係更用以接收該第二接收訊號，該接收電路係根據該第一接收訊號及該第二接收訊號產生該處理訊號。
18. 如請求項17所述的無線訊號收發裝置，另包含： 一第三饋入元件，對應於該雙極化天線之該第三饋接區域設置，用以接收由該發射電路產生之該第二發射訊號，及將該第二發射訊號透過電磁感應饋入該雙極化天線；以及 一第四饋入元件，對應於該雙極化天線之該第四饋接區域設置，用以透過電磁感應饋入該第二接收訊號並輸出至該接收電路； 其中該第三饋入元件與該第四饋入元件係實質上絕緣於該雙極化天線。
19. 如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該發射電路用以根據一輸入訊號產生該第一發射訊號；該無線訊號收發裝置另包含： 一處理單元，用以根據該輸入訊號以及該處理訊號，以產生該物體的空間資訊，該空間資訊包括該物體的距離、移動速度、移動角度、或被偵測之時點。
20. 一種無線訊號收發裝置，包含： 一雙極化天線，用以發射一第一無線訊號、及實質上同時接收一第二無線訊號 ，該雙極化天線包含： 一第一饋接區域，用以接收一第一發射訊號，其中該第一無線訊號係根據至少該第一發射訊號而產生；及一第二饋接區域，用以輸出一第一接收訊號，其中該第一接收訊號係根據該第二無線訊號而產生； 其中，該雙極化天線具有一天線形狀中心、該第一饋接區域具有一第一區域形狀中心、該第二饋接區域具有一第二區域形狀中心，且該第一區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第一方向、該第二區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第二方向、該第一方向實質上正交於該第二方向。
21. 一種無線訊號收發裝置，包含： 一第一雙極化天線，用以發射一第一無線訊號、及實質上同時接收一第二無線訊號，該第一雙極化天線包含： 一第一饋接區域，用以接收一第一發射訊號，其中該第一無線訊號係相關於該第一發射訊號而產生；及 一第二饋接區域，用以輸出一第一接收訊號，其中該第一接收訊號係相關於該第二無線訊號而產生； 一第一發射電路，用以產生該第一發射訊號； 一第一接收電路，用以產生一第一處理訊號，其中該第一處理訊號係相關於該第一接收訊號而產生； 其中，該第一雙極化天線具有一天線形狀中心、該第一饋接區域具有一第一區域形狀中心、該第二饋接區域具有一第二區域形狀中心，且該第一區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第一方向、該第二區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第二方向、該第一方向實質上正交於該第二方向； 一第二雙極化天線，用以發射該第二無線訊號、及實質上同時接收該第一無線訊號，該第二雙極化天線包含： 一第一饋接區域，用以接收一第二發射訊號，其中該第二無線訊號係相關於該第二發射訊號而產生；及 一第二饋接區域，用以輸出一第二接收訊號，其中該第二接收訊號係相關於該第一無線訊號而產生； 一第二發射電路，用以產生該第二發射訊號；及 一第二接收電路，用以產生一第二處理訊號，其中該第二處理訊號係相關於該第二接收訊號而產生； 其中，該第二雙極化天線具有一天線形狀中心、該第一饋接區域具有一第一區域形狀中心、該第二饋接區域具有一第二區域形狀中心，且該第一區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第一方向、該第二區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第二方向、該第一方向實質上正交於該第二方向； 其中該第一雙極化天線之該第一方向實質上正交於該第二雙極化天線之該第一方向，或該第一雙極化天線之該第二方向實質上正交於該第二雙極化天線之該第二方向。
22. 如請求項21的無線訊號收發裝置，其中該第一雙極化天線之該第一饋接區域包含一第一側、該第一雙極化天線之該第二饋接區域包含一第二側，該第一側與該第二側相鄰；且該第二雙極化天線之該第一饋接區域包含一第一側、該第一雙極化天線之該第二饋接區域包含一第二側，該第一側與該第二側相鄰；該第一雙極化天線之該第一側與該第二雙極化天線之該第二側具有實質上相同的第一長度，該第一雙極化天線之該第二側與該第二雙極化天線之該第一側具有實質上相同的第二長度，該第一長度與該第二長度不同。