TWI765809B

TWI765809B - 包含具有至少兩饋接區域的雙極化天線的無線收發裝置

Info

Publication number: TWI765809B
Application number: TW110130419A
Authority: TW
Inventors: 林士凱
Original assignee: 立積電子股份有限公司
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2022-05-21
Also published as: TW202145729A; CN112865828B; CN112865828A; TWI774135B; TW202121853A

Abstract

無線訊號收發裝置包含極化天線、發射電路、接收電路及處理單元。雙極化天線發射第一無線訊號、同時接收第二無線訊號、及形成第一輻射電場及第二輻射電場。第一無線訊號由物體反射後產生第二無線訊號。第一輻射電場根據第一無線訊號而具有第一共極化方向，第二輻射電場根據第二無線訊號而具有第二共極化方向，第一共極化方向及第二共極化方向形成的遠場非正交角度介於45度至135度。發射電路根據輸入訊號產生發射訊號。接收電路根據接收訊號產生處理訊號。處理單元耦接於發射電路及接收電路，根據處理訊號及輸入訊號產生物體的空間資訊。

Description

包含具有至少兩饋接區域的雙極化天線的無線收發裝置

本發明關於一種無線收發裝置，尤指一種包含具有至少兩饋接區域的雙極化天線的無線收發裝置。

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。

此外，對於正交設計的雙極化天線而言，具有最佳的回波損耗所對應的頻率，與最佳的隔離度所對應的頻率，兩者偏移過大導致天線的效能不佳的問題。

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，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。該第一饋接區域具有一第一區域形狀中心，且用以接收一發射訊號，其中該第一無線訊號係根據至少該第一發射訊號而產生。該第二饋接區域具有一第二區域形狀中心，且用以輸出一接收訊號，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，該第一區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第一參考線，該第二區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第二參考線，該第一參考線及該第二參考線形成的一銳角不小於45度。該發射電路用以產生該發射訊號。該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接收訊號。

另一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、一接收電路及一處理單元。該雙極化天線包含一第一饋接區域及一第二饋接區域。該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。該第一饋接區域用以接收一發射訊號，其中該第一無線訊號係根據至少該發射訊號而產生。該第二饋接區域用以輸出一接收訊號，其中該接收訊號係根據該第二無線訊號而產生。該雙極化天線用以形成一第一輻射電場及一第二輻射電場，該第一輻射電場根據該第一無線訊號而具有一第一共極化方向，該第二輻射電場根據該第二無線訊號而具有一第二共極化方向，該第一共極化方向及該第二共極化方向形成一非正交角度，且於一遠場該非正交角度為介於45度至135度。該發射電路用以根據一輸入訊號產生該發射訊號。該接收電路用以根據該接收訊號產生一處理訊號。該處理單元耦接於該發射電路及該接收電路，且用以根據該處理訊號及該輸入訊號產生該物體的一空間資訊。

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圖為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的連線形成參考線DR1，區域形狀中心FZC2與天線形狀中心CT的連線形成參考線DR2，參考線DR1實質上正交於參考線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。根據實施例，雙極化天線AN可包含第一天線平面及第二天線平面。第一天線平面與第二天線平面互為對立面。第一天線平面與第二天線平面之間為雙極化天線AN的厚度。第一天線平面或第二天線平面可與參考平面為共平面。也就是說，雙極化天線AN可為具有厚度的矩形天線。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圖為另一實施例中，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可用以放大第一接收訊號SR1及輸出處理訊號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圖為另一實施例中，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圖為另一實施例中，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圖為另一實施例中，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圖為實施例中，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，條狀導體F1A可為直條狀，對應設置於雙極化天線AN的邊緣，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至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圖為實施例中，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的連線形成的第三參考線，會與第一參考線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的連線形成的第四參考線，會與第二參考線DR2相反。

第8圖為實施例中，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。相似於第1圖及第6圖，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，會與第一參考線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的連線形成的第四參考線，會與第二參考線DR2相反。

第9圖為實施例中，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圖為實施例中，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一參考線，第二區域形狀中心與第一天線形狀中心的連線形成第二參考線，第一參考線實質上正交於第二參考線。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一參考線，第二區域形狀中心與天線形狀中心的連線形成第二參考線，第一參考線實質上正交於第二參考線。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之第一參考線與雙極化天線an2之第一參考線正交，或雙極化天線an1之第二參考線與雙極化天線an2之第二參考線正交。根據實施例，雙極化天線an1之第一參考線與雙極化天線an2之第一參考線正交，且雙極化天線an1之第二參考線與雙極化天線an2之第二參考線正交。

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。根據另一實施例，雙極化天線AN1的第一側D11及雙極化天線AN2的第二側D22可實質上具有相同的第一長度。雙極化天線AN1的第二側D12及雙極化天線AN2的第一側D21可實質上具有相同的第二長度。第一長度可相異於第二長度。

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圖為實施例中，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，為橢圓形或圓形。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係橢圓形或圓形，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的連線形成第一參考線DR1，饋接區域FZ112之區域形狀中心與天線形狀中心CT的連線形成第二參考線DR2，第一參考線DR1實質上正交於第二參考線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圖為實施例中，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圖中，是以天線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圖為另一實施例中，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，亦可包括一個或多個共同耦接於發射電路110與接收電路120的雙極化天線，以與雙極化天線AN2及AN1組成M×N的天線陣列。所述M×N的天線陣列可用以從發射電路（如110）接收訊號（如第一發射訊號ST1），及輸出訊號（如第一接收訊號SR1）至接收電路（如120）。參數M及N可為大於零的正整數。舉例來說，在M×N的天線陣列中，M及N之一者可為1，另一者可為大於1的整數。因此，M×N的天線陣列可為1×N的天線陣列，或M×1的天線陣列。於另一例中，M與N可為大於1之正整數。

第14圖為實施例中，無線訊號收發裝置的部分示意圖。相似於第11圖，此處省略第1圖或其他實施例提及的發射電路110及接收電路120，僅繪出雙極化天線ANB及饋入元件F111及F112。

相似於第11圖，於第14圖中，饋入元件F111及F112可對應於饋接區域FZ111及FZ112而設置。於第14圖中，饋接區域FZ111的區域形狀中心與天線形狀中心CT的連線可形成第一參考線DR1，饋接區域FZ112的區域形狀中心與天線形狀中心CT的連線可形成第二參考線DR2。第一參考線DR1及第二參考線DR2形成的銳角θ可不小於45度；換言之，45° ≤ θ ＜ 90°。舉例來說，若第一參考線DR1及第二參考線DR2形成兩角度，85度及95度，則銳角θ為85度。

第14圖的雙極化天線ANB可具有圓形或橢圓形。

舉例來說，第14圖的饋入元件F111及F112可如第11圖，設置於雙極化天線ANB旁，其中雙極化天線ANB的投影區域可不重疊於饋入元件F111與F112的投影區域。

又舉例來說，第14圖的饋入元件F111及F112可如第11圖，設置於雙極化天線ANB上方或下方，其中雙極化天線ANB的投影區域可重疊於饋入元件F111與F112的投影區域。

饋入元件F111及F112可絕緣於雙極化天線ANB。藉由耦合效應，可於雙極化天線ANB及饋入元件F111及F112之間收發訊號。第15圖為第14圖中，銳角θ相對於訊號隔離度的曲線圖。此處所述的訊號隔離度，為雙極化天線ANB發射與接收的無線訊號的隔離度。

如第15圖所示，當銳角θ大於或等於45度（也就是45° ≤ θ），隔離度可大於8分貝（dB）且落於可接受範圍。當銳角θ從45度增至90度，隔離度可增至約24分貝，又上升到約32分貝，故更可保障訊號品質。

如第15圖所示，當銳角θ增至75度，伴隨曲線圖的斜率上升，隔離度可顯著增加。因此，根據實施例，銳角θ可不小於75度。換句話說，銳角θ可被設成75° ≤ θ ＜ 90°，以得到更佳的隔離度。

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，外部的耦合元件或雙工器（duplexer）可予以省略，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。

第16圖為實施例中，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、接收電路120及處理電路PU。雙極化天線AN可用以發射無線訊號STX及實質上同時接收無線訊號SRX。無線訊號STX可由物體OBJ反射後產生無線訊號SRX。

雙極化天線AN包含饋接區域FZ1及FZ2，饋接區域FZ1用以接收發射訊號ST1，且無線訊號STX 可根據至少發射訊號ST1而產生。饋接區域FZ2用以輸出接收訊號SR1，且接收訊號SR1可根據無線訊號SRX而產生。

雙極化天線AN可用以形成輻射電場E1及E2，輻射電場E1可根據無線訊號STX而具有第一共極化方向，輻射電場E2可根據無線訊號SRX而具有第二共極化方向，第一共極化方向及第二共極化方向可形成非正交角度θ1。於遠場(far-field)上，非正交角度θ1可介於45度至135度。

發射電路110可根據輸入訊號SI產生發射訊號ST1，接收電路120可根據接收訊號SRI產生處理訊號SA。處理單元PU耦接於發射電路220及接收電路120，用以根據處理訊號SA及輸入訊號SI產生物體OBJ的空間資訊。

第16圖中，無線訊號收發裝置100可為雷達裝置。於一時段內，無線訊號STX可持續發射，此時無線訊號SRX可持續接收。當物體OBJ移動時，可根據都卜勒效應產生頻偏（frequency shift）。因此，處理單元PU可根據無線訊號STX及SRX的頻率差，而判斷物體OBJ是否移動。當無線訊號STX及SRX的頻率差實質上為零，則可判斷判斷物體OBJ固定不動。

如第16圖所示，參考線DR1可由饋接區域FZ1的形狀中心FZC1及雙極化天線AN的天線形狀中心CT連接而成，參考線DR2可由饋接區域FZ2的形狀中心FZC2及雙極化天線AN的天線形狀中心CT連接而成，參考線DR1與DR2形成的非正交夾角θ2可介於45到135度之間（45° ≤ θ2 ≤ 135°，θ2≠ 90°），從而使饋接區域FZ1及FZ2收發的訊號之間具有足夠的隔離度，以及於遠場產生上述的輻射電場E1及E2（分別具有第一共極化方向與第二共極化方向）。換言之，參考線DR1與DR2形成的非正交夾角θ2不小於45度（45° ≤ θ2 ＜ 90°），使得於遠場(far-field)上第一共極化方向及第二共極化方向形成非正交銳角的θ1，且45° ≤ θ1 ＜ 90°，以達到類似第14圖與第15圖對應實施例的功效。然而，第16圖中，饋接區域FZ1及FZ2的位置只是舉例，且饋接區域FZ1及FZ2的位置可根據天線的結構與效能而調整。

第17圖及第18圖為實施例中，雙極化天線AN的上視圖及側視圖。如第17圖及第18圖所示，雙極化天線AN可包含貼片(patch)PA、導電線CL、地端GND及絕緣層LI。貼片PA形成於第一導電層LC1。導電線CL形成於第一導電層LC1且耦接於饋接區域FZ1及FZ2之一，用以收發發射訊號ST1或接收訊號SR1。地端GND形成於第二導電層LC2。絕緣層LI位於第一導電層LC1及第二導電層LC2之間。根據實施例，第一導電層LC1及第二導電層LC2之間，可互相絕緣或不絕緣。第17圖及第18圖中，導電線CL可為微帶線（microstrip line），本文提到的絕緣層可為基板。

第19圖及第20圖為實施例中，雙極化天線AN的上視圖及側視圖。如第19圖及第20圖所示，雙極化天線AN可包含貼片PA、地端GND、導電線CL、第一絕緣層LI1及第二絕緣層LI2。貼片PA形成於第一導電層LC1，地端GND形成於第二導電層LC2。導電線CL形成於第三導電層LC3且重疊於饋接區域FZ1及FZ2之一，且用以收發發射訊號ST1或接收訊號SR1。第一絕緣層LI1位於第一導電層LC1及第三導電層LC3之間。第二絕緣層LI2位於第二導電層LC2及第三導電層LC3之間。如第20圖所示，第三導電層LC3位於第一導電層LC1及第二導電層LC2之間。根據實施例，導電層LC1、LC2及LC3之間，可互相絕緣或不絕緣。第19圖及第20圖中，導電線CL可為微帶線。

第21圖及第22圖為實施例中，雙極化天線AN的上視圖及側視圖。雙極化天線AN可包含貼片PA、導電線CL、地端GND、開槽SL、第一絕緣層LI1及第二絕緣層LI2。貼片PA形成於第一導電層LC1。導電線CL形成於第二導電層LC2，重疊於饋接區域FZ1及FZ2之一，且用以收發發射訊號ST1或接收訊號SR1。地端GND形成於第三導電層LC3。開槽SL產生於第三導電層LC3，且位於導電線CL及貼片PA之間。第一絕緣層LI1位於第一導電層LC1及第三導電層LC3之間，且第二絕緣層LI2位於第三導電層LC3及第二導電層LC2之間。第三導電層LC3介於第一導電層LC1及第二導電層LC2之間。根據實施例，導電層LC1、LC2及LC3之間，可互相絕緣或不絕緣。第21圖及第22圖中，藉由耦合效應，訊號可於貼片PA與導電線CL之間透過開槽SL傳輸。

根據實施例，開槽SL的形狀可為窄矩形、矩形、H形、圓形、橢圓形或不規則形。饋接區域FZ1及FZ2可鄰近於貼片PA的邊緣、中心或轉角。舉例來說，當饋接區域FZ1鄰近於貼片PA的右下角，則開槽SL可形成於貼片PA的右下角，且導電線CL可重疊於貼片PA的右下角。

第17圖至第22圖中，導電線CL可為耦接於發射電路110及接收電路120之一的線體（例如微帶線）；然而，於雙極化天線AN中，用以耦接發射電路110及接收電路120的導電元件也可為針體（probe），而不限於線體。

第23圖及第24圖為實施例中，雙極化天線AN的上視圖及側視圖。如第23圖及第24圖所示，雙極化天線AN可包含貼片PA、地端GND、孔洞HL、針體PB及絕緣層LI。貼片PA形成於第一導電層LC1，且地端GND形成於第二導電層LC2。孔洞HL形成於第二導電層LC2且重疊於饋接區域FZ1及FZ2之一。針體PB設置於孔洞HL，包含第一端耦接於貼片PA、及第二端，且耦接於發射電路110或接收電路120，從而據以收發發射訊號ST1或接收訊號SR1。絕緣層LI位於第一導電層LC1及第二導電層LC2之間。導電層LC1及LC2可互相絕緣或不絕緣。

第23圖中，貼片PA的形狀為圓形，但這只是舉例，貼片PA也可具有其他形狀，例如第17圖所示的矩形等。

第25圖為實施例中，雙極化天線AN的上視圖。第25圖的貼片PA相似於第23圖的貼片PA，但更包含開槽(slot)SL1、SL2、SL3及SL4。開槽SL1、SL2、SL3及SL4可形成於貼片PA，且分別切除貼片PA的邊緣的第一部分、第二部分、第三部分及第四部分。饋接區域FZ1可位於開槽SL1及SL2之間，且饋接區域FZ2可位於開槽SL2及SL3之間。開槽SL2及SL4的位置可互相對立，且開槽SL1及SL3的位置可互相對立。

在第25圖的舉例中，每個開槽具有長直形狀；然而，實施例不限於此，開槽的形狀也可為三角形，或如26圖所示的L形。

第26圖為實施例中，雙極化天線AN的上視圖。如第26圖所示，開槽SL1、SL2、SL3及SL4可形成於貼片PA，且圍繞貼片PA的形狀中心CT而對稱排列。開槽SL2及SL4的位置可互相對立，且開槽SL1及SL3的位置可互相對立。

根據實施例，開槽SL1至SL4的形狀可為（但不限於）I形或非線性形狀。舉例來說，非線性形狀可為弧形或L形。第26圖中，開槽SL1至SL4的形狀為L形，這只是舉例而非用以限制實施例。此外，根據天線形狀中心CT，開槽SL1及SL3可互為為點對稱（亦即，旋轉對稱），且開槽SL2及SL4可互為為點對稱。

在第26圖的舉例中，開槽SL1、SL2、SL3及SL4的每一者可具有L形，從而具有第一部分、第二部分及轉折點，其中轉折點連接於第一部分及第二部分。舉例來說，開槽SL1的第一部分及第二部分可互相垂直。

如第26圖所示，參考線111可為開槽SL1與SL3的轉折點的連線，且參考線112可為開槽SL2與SL4的轉折點的連線。天線形狀中心CT可位於參考線111與112的交會點。然而，第26圖只是舉例，若天線的效能已為可接受，則開槽的位置也可不須精確對稱。

根據實施例，當貼片PA的形狀為矩形，則開槽SL1至SL4的第一部分及/或第二部分可平行於貼片PA的一側。根據其他實施例，開槽SL1至SL4的第一部分及/或第二部分可不平行於貼片PA的一側。

藉由於貼片PA切出開槽，因為電流可沿著開槽的邊緣流動，故可延長電流的流動路徑，從而可縮小貼片PA的面積，以存取相同頻率的訊號。換句話說，天線的尺寸可得以縮小。

第27圖為實施例中，雙極化天線AN的上視圖。第27圖相似於第23圖；然而，與第23圖不同的是，第27圖的貼片PA為三角形。參考線DR1可為饋接區域FZ1的形狀中心FZC1與貼片PA的形狀中心CT的連線，且參考線DR2可為饋接區域FZ2的形狀中心FZC2與貼片PA的形狀中心CT的連線。參考線DR1與DR2可形成夾角θ2，且夾角θ2可介於45度到135度之間。

第28圖為另一實施例中，雙極化天線AN的上視圖。第28圖相似於第23圖；然而，與第23圖不同的是，第28圖的貼片PA為矩形，且第28圖的開槽SL1、SL2、SL3及SL4形成於地端GND，其中地端GND形成於第二金屬層LC2（第二金屬層LC2可如第24圖所示）。饋接區域FZ1的形狀中心FZC1可重疊於兩相鄰開槽（例如開槽SL3及SL4）之間的區域，且饋接區域FZ2的形狀中心FZC2可重疊於另兩相鄰開槽（例如開槽SL2及SL3）之間的區域。

第29圖及第30圖為另一實施例中，雙極化天線AN的上視圖及局部側視圖。如第29圖及第30圖所示，雙極化天線AN可包含貼片PA、地端GND、絕緣層LI、導電上部TP及針體PB。貼片PA形成於第一導電層LC1且具有孔洞H1。地端GND形成於第二導電層LC2且具有孔洞H2。絕緣層LI位於第一導電層LC1及第二導電層LC2之間。導電上部TP形成於第一導電層LC1，且位於孔洞H1。針體PB穿透孔洞H2，包含第一端耦接於導電上部TP、及第二端耦接於發射電路110或接收電路120，從而據以收發發射訊號ST1或接收訊號SR1。孔洞H1及H2可重疊於饋接區域FZ1及FZ2之一，且針體PB及導電上部TP絕緣於導電層LC1及LC2。根據實施例，導電層LC1及LC2可相互絕緣或不絕緣。如第29圖及第30圖所示，導電上部TP1及針體PB可形成「圖釘」形，且可藉由耦合效應傳送訊號給貼片PA及從貼片PA接收訊號。

第31圖及第32圖為另一實施例中，雙極化天線AN的上視圖及透視圖。第31圖及第32圖的雙極化天線AN可相似於第29圖及第30圖的雙極化天線AN；然而，第31圖及第32圖的雙極化天線AN可不具有導電上部TP。相似於第29圖及第30圖，第31圖及第32圖中，針體PB與貼片PA之間可藉由耦合效應收發訊號。

第33圖及第34圖為另一實施例中，雙極化天線AN的上視圖及局部側視圖。第33圖及第34圖的雙極化天線AN可相似於第29圖及第30圖的雙極化天線AN；然而，第33圖及第34圖中的導電上部TP的位置可高於孔洞H1及第一導電層LC1，而非位於孔洞H1內。因此，第33圖及第34圖的導電上部TP的直徑可大於孔洞H1的直徑。舉例來說，導電上部TP可用高於導電層LC1與LC2的另一導電層製作。

第35圖及第36圖為另一實施例中，雙極化天線AN的上視圖及局部側視圖。第35圖之雙極化天線AN可相似於第29圖之天線；然而，第35圖中，導電上部TP可位於第一導電層LC1及第二導電層LC2之間，而非位於導電層LC1的孔洞中。因此，如第35圖及21圖所示，導電層LC2可具有孔洞H2，但導電層LC2可不具有孔洞。導電上部TP可使用介於導電層LC1及導電層LC2之間的導電層而產生。

如第35圖及第36圖所示，導電上部TP可為圓形；然而，導電上部TP也可為其他形狀。舉例來說，導電上部TP可為矩形、正方形、橢圓形、圓形或不規則形。導電上部TP可具有第一側及第二側，且針體PB的第一端可耦接於導電上部TP的第二側。

第37圖及第38圖為另一實施例中，雙極化天線AN的上視圖及局部側視圖。第37圖及第38圖之雙極化天線AN可相似於第35圖及第36圖之天線；然而，第37圖及第38圖中，導電上部TP可具有第一端及第二端，其中第二端耦接於針體PB的第一端。此外，導電上部TP可實質上垂直於針體PB。換言之，導電上部TP與針體PB可形成倒L形結構。

第39圖為另一實施例中，雙極化天線AN的上視圖。第39圖的雙極化天線AN可相似於第29圖、第31圖、第33圖、第35圖或第37圖的天線。然而，於第39圖中，貼片PA可為矩形，且雙極化天線AN的針體PB1與PB2可設置於貼片PA的兩轉角。針體PB1與PB2可用以傳送訊號至接收電路120或從發射電路110接收訊號，且針體PB1與PB2與貼片PA之間可藉由耦合效應收發訊號。

第40圖為另一實施例中，雙極化天線AN的側視圖。第40圖的雙極化天線AN可相似於第35圖及第36圖。第40圖的雙極化天線AN可包含互相耦接的導電上部TP及針體PB，用以藉由耦合效應傳送訊號至貼片PA或從貼片PA接收訊號。第40圖的雙極化天線AN可包含絕緣層LI1、絕緣層LI2及間隙（gap）GP。絕緣層LI1位於導電層LC1及導電層LC2之間。絕緣層LI2位於絕緣層LI1及導電層LC2之間，且包含第一側及第二側，其中導電層LC2位於第二側。間隙GP位於絕緣層LI1及絕緣層LI2之間。如第35圖所示，導電層LC2可具有孔洞，且針體PB可穿透孔洞以耦接於發射電路110或接收電路120。

本文提及的絕緣層可為基底或以絕緣材料形成的層，例如，當絕緣層為空氣層，則絕緣層可為間隙。本文提及的導電線可為微帶線或其他種類的導電線體。

第17圖至第40圖描述用於雙極化天線AN的多種導電路徑，用以從發射電路110接收訊號及/或發射訊號至接收電路120。如上述，導電線可用以收發第16圖所示的發射訊號ST1及/或接收訊號SR1，且所述導電線可耦接於貼片、針體、針體及導電上部、及/或絕緣於貼片。

上述的結構可相互混合（in hybrid），第41圖至第45圖為其他實施例中，具有混合結構的雙極化天線AN的上視圖。

第41圖的雙極化天線AN中，由較上層到較下層，可包含導電層LC1、LC3及LC2，相似於第22圖所示。地端GND可形成於導電層LC2，導電線CL1可耦接於貼片PA且形成於導電層LC1。開槽SL可形成於導電層LC3；舉例來說，開槽SL可為H形，但實施例不限於此。導電線CL2可形成於導電層LC2，且用以透過開槽SL，藉由耦合效應從貼片PA接收訊號或傳送訊號給貼片PA。換句話說，在第41圖中，導電線CL1可相似於第17圖的導電線CL，且導電線CL2可相似於第21圖的導電線CL，因此，第41圖的結構可為混合結構。

第42圖的雙極化天線AN包含導電線CL及共平面波導CPW。導電線CL及共平面波導CPW可為兩導電路徑，分別耦接於發射電路110與接收電路120之一者及另一者。第42圖的雙極化天線AN可包含導電層LC1及LC2，貼片PA可形成於導電層LC1，且地端GND可形成於導電層LC2。導電層LC1與LC2之間可具有絕緣層。開槽SL可形成於導電層LC2，且重疊於饋接區域FZ1或FZ2。

在第42圖的舉例中，開槽SL重疊於饋接區域FZ2，兩直形開槽SSL1與SSL2可產生於絕緣層LC2，且從地端GND的邊緣或內部部分，往開槽SL向內延伸。根據實施例，導電層LC1與LC2可互相絕緣或不絕緣。兩直形開槽SSL1與SSL2可互相平行或形成角度，且位於兩直形開槽SSL1與SSL2之間的部分，是用以作為共平面波導，從而傳輸發射訊號ST1或接收訊號SR1。第42圖僅為舉例，直形開槽SSL1與SSL2也可延伸到可耦接於晶片接腳（pin）的位置。直形開槽SSL1與SSL2可設計為錐形形式。考量電阻轉換，直形開槽SSL1與SSL2可設計為平行於另一共平面波導。

第43圖為另一實施例中，雙極化天線AN包含饋入元件FE及共平面波導CPW的示意圖。第43圖的雙極化天線AN可包含導電層LC1及LC2，如第17圖、第18圖及第42圖所示。貼片PA與共平面波導CPW可相似於第42圖所示，故不重述。饋入元件FE可形成於導電層LC1，且絕緣於貼片PA。饋入元件FE的位置可對應於饋接區域FZ1或FZ2；在第43圖的舉例中，饋入元件FE的位置為對應於饋接區域FZ1。在饋入元件FE與貼片PA之間，可藉由耦合效應收發訊號。導電線CL可形成於導電層LC1且耦接於饋入元件FE，從而據以收發發射訊號ST1或接收訊號SR1。饋入元件FE與共平面波導CPW可分別耦接於發射電路110與接收電路120的一者與另一者。

第44圖為另一實施例中，雙極化天線AN的示意圖。第44突的雙極化天線AN中，可由上層至下層包含導電層LC1、LC3及LC2，相似於第22圖所示。第44圖中，導電線CL1可形成於導電層LC2。導電上部TP可重疊於饋接區域FZ1或FZ2且位於導電層LC1與LC3之間。針體PB可具有第一端與第二端，其中第一端耦接於導電上部TP，且第二端耦接於導電線CL1。針體PB可穿透形成於導電層LC2的孔洞。換句話說，第44圖中，以導電上部TP、針體PB與導電線CL1形成的導電路徑，可相似於第35圖及第36圖所示，且導電線CL2可相似於第21圖與第22圖的導電線CL。

第45圖為另一實施例中，雙極化天線AN的示意圖。第45圖的雙極化天線AN由上層到下層，可包含導電層LC1、LC3及LC2，相似於第21圖所示。第45圖中，雙極化天線AN可包含導電線CL1與CL2，導電線CL1可形成於導電層LC2且耦接於針體PB，針體PB可由形成於導電層LC3的孔洞穿透導電層LC3。孔洞H1可形成於導電層LC1，以使針體PB絕緣於導電層LC1與LC3。第45圖的導電線CL2可相似於第44圖的導電線CL2，故不重述。

第41圖至第45圖的雙極化天線AN可具有混合結構，因為包含兩種不同類型的導電路徑，分別對應於饋接區域FZ1與 FZ2。

第41圖至第45圖的雙極化天線AN只是舉例，而非限制實施例的範圍，若結構上允許製作，則可於雙極化天線AN中使用兩種或更多種導電路徑，以形成混合結構，從而收發發射訊號ST1及/或接收訊號SR1。

第16圖至第45圖所示的饋接區域FZ1及FZ2的位置只是舉例，根據實施例，雙極化天線AN可包含貼片PA，且饋接區域FZ1及FZ2之任一者的位置可鄰近貼片PA的一側、貼片PA的中心或貼片PA的一角。饋接區域FZ1與FZ2的位置可被調整，以改善天線匹配的性能。於初始時，饋入訊號的效能可能不足，但可採用一些技巧以改善關於饋接區域FZ1與FZ2之匹配，以及改善饋入訊號的效能，所述的技巧可包含調整用料清單（BOM）或使用開路/短路之短截線（stub）等。

第46圖為另一實施例中，雙極化天線AN的上視圖。第46圖的雙極化天線AN可包含貼片PA、導電線CL1、導電線CL2、饋入元件FE1、饋入元件FE2、地端GND及絕緣層LI。貼片PA、導電線CL1、導電線CL2、饋入元件FE1及饋入元件FE2可形成於導電層LC1，地端GND可形成於導電層LC2。饋入元件FE1的位置可對應於饋接區域FZ1，且饋入元件FE2的位置可對應於饋接區域FZ2。換句話說，第46圖中，導電線CL1與CL2可相似於第43圖的導電線CL。藉由耦合效應，可於饋入元件FE1/FE2及貼片PA之間收發訊號。導電線CL1與CL2可形成於LC1，且分別耦接於饋入元件FE1與FE2，從而據以收發發射訊號ST1或接收訊號SR1。絕緣層LI可位於導電層LC1與LC2之間。導電層LC1與LC2之間可絕緣或不絕緣。導電線CL1與CL2可為微帶線。貼片PA可包含附加部分APA，及/或開槽（slot）/開口（aperture）SL，如第46圖所示。參考線DR1可為饋接區域FZ1的形狀中心與貼片PA的形狀中心的連線，參考線DR2可為饋接區域FZ2的形狀中心與貼片PA的形狀中心的連線，且參考線DR1與DR2可形成角度θ。此外，未包含附加部分APA及/或開槽（slot）/開口（aperture）SL的雙極化天線AN的結構可被置換為上文之1圖~第13圖、以及第16圖所述的雙極化天線、以及第17圖~第45圖中雙極線天線的具有規則形狀的貼片。

在無線收發裝置100的一些使用情境中，對應於第一無線訊號STX的回波損耗（return loss）之最佳效能的頻率、對應於第二無線訊號SRX的回波損耗之最佳效能的頻率，以及對應於第一無線訊號STX與第二無線訊號SRX之間的隔離度之最佳效能的頻率，可能不同。舉例來說，由於無線訊號收發裝置100的印刷電路板之設計，對應於發射電路110的走線長度（trace length）與對應於接收電路120的走線長度可能不相同。因此，如第46圖所示，貼片PA的形狀可調整，藉由加上附加部分APA（例如為較小矩形）至原先部分（例如為較大的規則形狀，如矩形），及/或從原先部分移除掉一部分以產生開槽/開口SL（例如較小的不規則四邊形），從而可改變貼片PA的形狀中心CT的位置，以使第一參考線DR1及第二參考線DR2彼此非正交，且非正交角度θ不等於90度。本實施例的功效將於第50圖進一步解釋。規則形狀例如是圓形、橢圓形、矩形、正多邊形(如正三角形、正四邊形…等)。舉例來說，非正交角度θ可介於45度至90度（45°≤θ＜90°）或非正交角度θ可介於90度至135度（90°＜θ≤135°）。換言之，第一參考線DR1及第二參考線DR2形成的銳角θ不小於45度（45° ≤ θ ＜ 90°），以同時達到類似第14圖實施例的功效。在其他實施例中，亦可將第1圖~第13圖、以及第16圖中具有規則形狀的雙極化天線、以及第17圖~第45圖中雙極線天線的具有規則形狀的貼片，藉由加上附加部分APA及/或移除掉一部分以產生開槽/開口SL，從而可改變雙極化天線或雙極線天線的貼片的形狀中心的位置，以使第一參考線DR1及第二參考線DR2形成的銳角θ不小於45度（45° ≤ θ ＜ 90°），以同時達到類似第14圖、第15圖與第46圖對應實施例的功效。

第46圖中從原先較大的規則形狀移除掉較小的一部分以產生開槽/開口的實施例，還可進一步產生其他的功效，請參照如第47圖所示的雙極化天線AN與電路元件310的示意圖。在緊湊裝置（compact device）中，電路元件所佔的區域可能會與具有規則形狀的貼片或天線所佔的區域互相干涉。因此，如第47圖所示，雙極線天線AN的形狀，或雙極線天線AN的貼片PA的形狀，可為非凸形（non-convex shape），例如凹形（concave shape）。舉例來說，如第47圖所示，貼片PA可為凹六邊形，其中凹六邊形可產生藉由從原先部分（例如較大的規則形狀，如矩形）移除一部分（例如較小的矩形）來產生。第47圖只是舉例，而非限制實施例的範圍。同理，圓形貼片的一部分、三角形貼片的一部分或矩形貼片的一部分可被移除，產生的空間可設置電路310。第47圖的雙極化天線AN可相似於第29圖而具有針體，但此只是舉例，並非用以限制本發明。

第47圖中，饋接區域FZ1的形狀中心FZC1與雙極化天線AN的形狀中心CT可相連形成參考線DR1，且饋接區域FZ2的形狀中心FZC2與雙極化天線AN的形狀中心CT可相連形成參考線DR2。因為貼片PA的形狀已非規則形狀（如完整的矩形、三角形或圓形），故形狀中心CT的位置非位於規則形狀之形狀中心，且參考線DR1與DR2不會互相垂直。舉例來說，參考線DR1與DR2的夾角θ可不等於90度，例如，45° ≤ θ ＜ 90°或90° ＜ θ ≤ 135°。

第48圖為實施例中，雙極化天線AN具有第一部分PA1、第二部分PA2與第三部分PA3的示意圖。第一部分PA可具有較大的規則形狀（如矩形），第二部分PA2與第三部分PA3連接於第一部分PA1，從而使天線形狀中心CT非位於規則形狀之形狀中心CT0。饋接區域FZ1與FZ2的區域形狀中心FZC1與FZC2可分別與規則形狀的形狀中心CT0形成參考線DR10與DR20，而參考線DR10與DR20實質上互相垂直。饋接區域FZ1與FZ2的區域形狀中心FZC1與FZC2可分別與天線形狀中心CT形成參考線DR1與DR2，參考線DR1與DR2形成的非正交角度θ可介於45度至90度，也就是銳角θ不小於45度（45° ≤ θ ＜ 90°）。由於天線形狀中心CT已非位於規則形狀之形狀中心CT0，故可改變參考線DR1與DR2形成的角度θ。

如上述，可藉由調整饋接區域FZ1與FZ2之區域形狀中心FZC1 與FZC2的位置，使參考線DR1與DR2形成的銳角不小於45度（例如第14圖所示）；也可使雙極化天線AN具有缺口，使參考線DR1與DR2形成的銳角不小於45度（如第46圖及第47圖所示）；及/或可使雙極化天線AN具有至少第一部分及第二部分，其中第一部分具有規則形狀，第二部分連接於第一部分，從而使參考線DR1與DR2形成的銳角不小於45度（如第47圖及第48圖所示）。

如上述，雙極線天線之兩饋接區域的形狀中心，與雙極線天線的形狀中心，可形成兩參考線，且兩參考線可形成角度；下述第49圖與第50圖為所述兩參考線形成的角度相異的情況下，所對應的S參數（S-parameters）波形圖。

第49圖為實施例中，兩參考線形成的角度實質上為90度的回波損耗與隔離度之波形圖。以第6圖為例，第6圖之雙極化天線AN具有規則形狀（如矩形），且兩參考線形成的角度實質上為90度；此情境下，如第49圖所示，曲線a1為對應於發射/接收（Tx/Rx）之回波損耗的波形，且曲線a2為對應於發射與接收之間的隔離度的波形。如第49圖所示，最佳的回波損耗對應於頻率fa1，最佳的隔離度對應於頻率fa2，而頻率fa1與fa2之間有偏移（例如，75百萬赫茲）。

第50圖為實施例中，兩參考線形成的銳角實質上介於45度到90度的回波損耗與隔離度之波形圖。舉例來說，第14圖、第46圖、第47圖及第48圖中，兩參考線並非垂直，而可形成實質上介於45度到90度的銳角。此情境下，如第50圖所示，曲線b1為對應於發射/接收（Tx/Rx）之回波損耗的波形，且曲線b2為對應於發射與接收之間的隔離度的波形。如第50圖所示，最佳的回波損耗對應於頻率fb，且最佳的隔離度也可對應於近似頻率fb之頻率。因此，最佳的回波損耗與隔離度對應的頻率，可具有很小的偏移或不具偏移。因此，根據實施例，藉由調整雙極化天線AN的天線形狀中心CT，可使兩參考線的夾角介於45度至90度之間，且可據以改善天線的效能。

總結來說，實施例提供多種解決方案，用以設計雙極化天線AN的導電路徑及貼片等，從而傳送訊號至接收電路120及從發射電路110接收訊號。雙極化天線AN的尺寸與效能可更易於調整，且有助改善設計彈性。特別是在本發明的一些實施例中，藉由調整饋接區域FZ1與FZ2之區域形狀中心FZC1 與FZC2的位置，使參考線DR1與DR2形成的銳角不小於45度，可改善具有最佳的回波損耗所對應的頻率，與最佳的隔離度所對應的頻率，兩者偏移過大導致天線的效能不佳的問題，且饋接區域FZ1及FZ2收發的訊號之間仍具有足夠的隔離度。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 110,710,1010,1030:發射電路 115:結合器 120,720,1020,1040:接收電路 125:耦合器 310:電路 a1,a2,b1:曲線 A1,A31,A2,A42:放大器 AA1,AA2,θ,θ1,θ2:夾角 AN,AN1,AN2,ANA,ANB:雙極化天線 APA:附加部分 CL:導電線 CPW:共平面波導 CT:天線形狀中心 CT0:形狀中心 D1,D11,D21,D2,D12,D22,D3,D4:側 DR1,DR2,111,112,DR10,DR20:參考線 E1,E2:輻射電場 F1,F2,F3,F4,F111,F112,FE:饋入元件 F1A,F111A,F112A:條狀導體 F1B,F111B,F112B:傳輸線 fa1,fa2,fb:頻率 FZ1,FZ2,FZ3,FZ4,FZ111,FZ112:饋接區域 FZC1,FZC2:區域形狀中心 GND:地端 GP:間隙 HL,H1,H2:孔洞 L1,L2,L10,DT:距離 LC1,LC2,LC3:導電層 LI,LI1,LI2:絕緣層 OBJ:物體 PA:貼片 PA1,PA2,PA3:部分 PB,PB1,PB2:針體 PU:處理單元 SA:處理訊號 SI1,SI2,SI:輸入訊號 SL,SL1,SL2,SL3,SL4,SSL1,SSL2:開槽 SO,SO1,SO2:輸出訊號 SR1,SR1A,SR2A,SR2:接收訊號 ST1,ST1A,ST2A,ST2:發射訊號 STX,SX1,SRX,SX2:無線訊號 TP:導電上部

第1圖至第14圖為實施例中，無線訊號收發裝置的示意圖。第15圖為第14圖的雙極化天線接收與發射的訊號之間的隔離度，與第14圖所示的角度的相關曲線圖。第16圖為實施例中，無線訊號收發裝置的示意圖。第17圖至第48圖為實施例中，雙極化天線的示意圖。第49圖為實施例中，兩參考線形成的角度實質上為90度的回波損耗與隔離度之波形圖。第50圖為實施例中，兩參考線形成的銳角實質上介於45度到90度的回波損耗與隔離度之波形圖。

AN:雙極化天線

PA:貼片

APA:附加部分

SL:開口

DR1,DR2:參考線

θ:非正交角度

CT:天線形狀中心

FZ1,FZ2:饋接區域

FE1,FE2:饋入元件

CL1,CL2:導電線

GND:地端

Claims

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，用以接收一發射訊號，其中該第一無線訊號係根據至少該發射訊號而產生；一第二饋接區域，用以輸出一接收訊號，其中該接收訊號係根據該第二無線訊號而產生；其中該雙極化天線用以形成一第一輻射電場及一第二輻射電場，該第一輻射電場根據該第一無線訊號而具有一第一共極化方向，該第二輻射電場根據該第二無線訊號而具有一第二共極化方向，該第一共極化方向及該第二共極化方向形成一非正交角度，且於一遠場該非正交角度為介於45度至135度；一發射電路，用以根據一輸入訊號產生該發射訊號；一接收電路，用以根據該接收訊號產生一處理訊號；及一處理單元，耦接於該發射電路及該接收電路，且用以根據該處理訊號及該輸入訊號產生該物體的一空間資訊。
如請求項1所述的無線訊號收發裝置，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，該第一區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第一參考線，該第二區域形狀中心與該天線形狀中心的連線形成一第二參考線，且該第一參考線及該第二參考線形成的一銳角不小於45度。
如請求項2所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線具有一規則形狀，且該第一區域形狀中心及該一第二區域形狀中心的位置使該第一參考線及該第二參考線形成的該銳角不小於45度。
如請求項2所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線具有一規則形狀，且該雙極化天線具有一缺口，從而使該天線形狀中心非位於該規則形狀的一形狀中心。
如請求項2所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線具有一第一部分及一第二部分，該第一部分具有一規則形狀，該第二部分連接於該第一部分，從而使該天線形狀中心非位於該規則形狀之一形狀中心。
如請求項2所述的無線訊號收發裝置，其中：該第一區域形狀中心及該一第二區域形狀中心的位置，使該第一參考線及該第二參考線形成的該銳角不小於45度；該雙極化天線具有一缺口，使該第一參考線及該第二參考線形成的該銳角不小於45度；及/或該雙極化天線具有一第一部分及一第二部分，該第一部分具有一規則形狀，該第二部分連接於該第一部分，使該第一參考線及該第二參考線形成的該銳角不小於45度。
如請求項2所述的無線訊號收發裝置，其中該銳角不小於75度。
如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線另包含：一貼片，形成於一第一導電層；一導電線，形成於該第一導電層，耦接於該第一饋接區域及該第二饋接區域之一，且用以收發該發射訊號或該接收訊號；一地端，形成於一第二導電層；及一絕緣層，位於該第一導電層及該第二導電層之間。
如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線另包含：一貼片，形成於一第一導電層；一地端，形成於一第二導電層；一導電線，形成於一第三導電層，重疊於該第一饋接區域及該第二饋接區域之一，且用以收發該發射訊號或該接收訊號；一第一絕緣層，位於該第一導電層及該第三導電層之間；及一第二絕緣層，位於該第二導電層及該第三導電層之間；其中該第三導電層位於該第一導電層及該第二導電層之間。
如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線另包含：一貼片，形成於一第一導電層；一導電線，形成於一第二導電層，重疊於該第一饋接區域及該第二饋接區域之一，且用以收發該發射訊號或該接收訊號；一地端，形成於一第三導電層；一開槽，產生於該第三導電層，且位於該導電線及該貼片之間；一第一絕緣層，位於該第一導電層及該第三導電層之間；及一第二絕緣層，位於該第三導電層及該第二導電層之間；其中該第三導電層介於該第一導電層及該第二導電層之間。
如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線另包含：一貼片，形成於一第一導電層；一地端，形成於一第二導電層；一孔洞，產生於該第二導電層且重疊於該第一饋接區域及該第二饋接區域之一；一針體，設置於該孔洞，包含一第一端耦接於該貼片、及一第二端，且用以收發該發射訊號或該接收訊號；及一絕緣層，位於該第一導電層及該第二導電層之間。
如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線另包含：一貼片，形成於一第一導電層，且具有一第一孔洞；一地端，形成於一第二導電層，且具有一第二孔洞；一絕緣層，位於該第一導電層及該第二導電層之間；一導電上部，形成於該第一導電層，且位於該第一孔洞；及一針體，穿透該第二孔洞，包含一第一端耦接於該導電上部、及一第二端，且用以收發該發射訊號或該接收訊號；其中該第一孔洞及該第二孔洞重疊於該第一饋接區域及該第二饋接區域之一，且該針體及該導電上部絕緣於該第一導電層及該第二導電層。
如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線另包含：一貼片，形成於一第一導電層，且具有一第一孔洞；一地端，形成於一第二導電層，且具有一第二孔洞；一絕緣層，位於該第一導電層及該第二導電層之間；及一針體，穿透該第二孔洞，包含一第一端及一第二端，且用以收發該發射訊號或該接收訊號；其中該針體的該第一端位於該第一孔洞，該第一孔洞及該第二孔洞重疊於該第一饋接區域及該第二饋接區域之一，且該針體絕緣於該第一導電層及該第二導電層。
如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線另包含：一貼片，形成於一第一導電層，且具有一第一孔洞；一地端，形成於一第二導電層，且具有一第二孔洞；一絕緣層，位於該第一導電層及該第二導電層之間；一導電上部，高於該第一孔洞；及一針體，穿透該第一孔洞及該第二孔洞，包含一第一端耦接於該導電上部、及一第二端，且用以收發該發射訊號或該接收訊號；其中該第一孔洞及該第二孔洞重疊於該第一饋接區域及該第二饋接區域之一，該針體及該導電上部絕緣於該第一導電層及該第二導電層。
如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線另包含：一貼片，形成於一第一導電層；一地端，形成於一第二導電層，且具有一孔洞；一絕緣層，位於該第一導電層及該第二導電層之間；一導電上部，位於該第一導電層及該第二導電層之間；及一針體，穿透該孔洞，包含一第一端耦接於該導電上部、及一第二端，且用以收發該發射訊號或該接收訊號；其中該孔洞重疊於該第一饋接區域及該第二饋接區域之一，且該針體及該導電上部絕緣於該第一導電層及該第二導電層。
如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線另包含：一貼片，形成於一第一導電層；一地端，形成於一第二導電層，且具有一孔洞；一第一絕緣層，位於該第一導電層及該第二導電層之間；一第二絕緣層，位於該第一絕緣層及該第二導電層之間，且包含一第一側及一第二側，其中該第二導電層位於該第二側；一間隙，位於該第一絕緣層及該第二絕緣層之間；一導電上部，位於該第二絕緣層的該第一側；及一針體，穿透該第二絕緣層，包含一第一端耦接於該導電上部、及一第二端，且用以收發該發射訊號或該接收訊號；其中該導電上部重疊於該第一饋接區域及該第二饋接區域之一，且該針體及該導電上部絕緣於該第一導電層及該第二導電層。
如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線另包含：一貼片，形成於一第一導電層；一地端，形成於一第二導電層；一絕緣層，位於該第一導電層及該第二導電層之間；一開槽，產生於該第二絕緣層，且重疊於該第一饋接區域及該第二饋接區域之一；及兩直形開槽，產生於該第二絕緣層，且從該地端的一邊緣或一內部部分往該開槽向內延伸；其中該兩直形開槽為互相平行或形成一角度，且位於該兩直形開槽之間的一部分是用為一共平面波導，從而收發該發射訊號或該接收訊號。
如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線另包含：一貼片，形成於一第一導電層；一地端，形成於一第二導電層；一絕緣層，位於該第一導電層及該第二導電層之間；一饋入元件，形成於該第一導電層，且位於該第一饋接區域及該第二饋接區域之一；及一導電線，形成於該第一導電層，耦接於該饋入元件，且用以收發該發射訊號或該接收訊號；其中該饋入元件絕緣於該貼片。
如請求項1所述的無線訊號收發裝置，其中該雙極化天線另包含一貼片，且該第一饋接區域及該第二饋接區域鄰近於該貼片的一側、該貼片的一中心或該貼片的一角。