TWM640849U

TWM640849U - 雷達訊號裝置

Info

Publication number: TWM640849U
Application number: TW111212505U
Authority: TW
Inventors: 林士凱
Original assignee: 立積電子股份有限公司
Priority date: 2022-05-17
Filing date: 2022-11-15
Publication date: 2023-05-11
Also published as: CN219285392U; TWM640848U; TWM637311U

Abstract

雷達訊號裝置包括天線單元、發射電路及接收電路。天線單元用以同時發射發射訊號及接收接收訊號。天線單元包括金屬層、第一、第二饋電結構。第一及第二開口形成於金屬層。第一饋電結構在金屬層上的第一正投影與第一開口至少部分重疊。第二饋電結構在金屬層上的第二正投影與第二開口至少部分重疊。天線單元產生用以發射發射訊號的第一輻射場型及用以接收接收訊號的第二輻射場型。第一輻射場型之共極化電場方向及第二輻射場型之共極化電場方向之間的夾角介於45度與135之間。第一及第二開口使第一、第二幅射場型形成第一、第二雙向輻射場型。

Description

雷達訊號裝置

本創作係關於一種雷達訊號裝置，尤指一種其天線單元具有兩開口與兩饋電元件，且可達到高隔離度之雷達訊號裝置。

隨著通訊相關之需求日漸增加，對於天線相關裝置的要求亦隨之提昇。根據當前技術，若要實現高隔離度之天線裝置，常須使用天線陣列，因此，將需要面對元件數量龐大、面積難以縮減、難以使用電路板（例如印刷電路板）製作以及成本高昂等難題。

此外，根據當前技術，可使用貼片天線以進行訊號收發，然而此僅可產生單向輻射場型，導致偵測範圍及應用情境受限，而須設置耦合器等元件以處理訊號。因此，造成天線結構難以簡化，天線效能也難以提昇。

實施例提供一種雷達訊號裝置，包括一天線單元、一發射電路以及一接收電路。該天線單元用以在一段時間內同時發射一發射訊號及接收一接收訊號。該天線單元包括一金屬層、一第一饋電結構以及一第二饋電結構。一第一開口及一第二開口形成於該金屬層，且該第一開口及該第二開口貫穿該金屬層。該第一饋電結構在該金屬層上的一第一正投影與該第一開口至少部分重疊，該第一饋電結構用以接收一第一內部訊號，且該發射訊號係根據至少該第一內部訊號而產生。該第二饋電結構在該金屬層上的一第二正投影與該第二開口至少部分重疊，該第二饋電結構用以輸出一第二內部訊號，且該第二內部訊號係根據該接收訊號而產生。該發射電路用以產生該第一內部訊號。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第二內部訊號。該天線單元用以產生一第一輻射場型及一第二輻射場型，該第一輻射場型用以發射該發射訊號且具有一第一共極化電場方向，該第二輻射場型用以接收該接收訊號且具有一第二共極化電場方向。該第一共極化電場方向與該第二共極化電場方向之間夾有一夾角，該夾角的角度大於等於45度且小於等於135度。該第一開口與該第二開口用以使該第一輻射場型形成一第一雙向輻射場型，且該第一開口與該第二開口用以使該第二輻射場型形成一第二雙向輻射場型。

另一實施例提供一種雷達訊號裝置，包括一天線單元、一發射電路以及一接收電路。該天線單元用以在一段時間內同時發射一發射訊號及接收一接收訊號。該天線單元包括一金屬層、一第一饋電結構、一第二饋電結構以及一反射板。一第一開口及一第二開口形成於該金屬層，且該第一開口及該第二開口貫穿該金屬層。該第一饋電結構在該金屬層上的一第一正投影與該第一開口至少部分重疊，該第一饋電結構用以接收一第一內部訊號，且該發射訊號係根據至少該第一內部訊號而產生。該第二饋電結構在該金屬層上的一第二正投影與該第二開口至少部分重疊，該第二饋電結構用以輸出一第二內部訊號，且該第二內部訊號係根據該接收訊號而產生。該反射板與該金屬層之間的距離大於等於0.1空氣波長且小於等於1空氣波長。該發射電路用以產生該第一內部訊號。該接收電路用以產生一處理訊號，該處理訊號係相關於該第二內部訊號。該天線單元用以產生一第一輻射場型及一第二輻射場型，該第一輻射場型用以發射該發射訊號且具有一第一共極化電場方向，該第二輻射場型用以接收該接收訊號且具有一第二共極化電場方向。該第一共極化電場方向與該第二共極化電場方向之間夾有一夾角，該夾角的角度大於等於45度且小於等於135度。該反射板用以使該第一輻射場型形成一第一單向輻射場型，以及用以使該第二輻射場型形成一第二單向輻射場型。

另一實施例提供一種雷達訊號裝置，包括一天線單元、一發射電路及一接收電路。該天線單元用以在一段時間內同時發射一發射訊號及接收一接收訊號。該天線單元包括一金屬層、一第一饋電結構以及一第二饋電結構。一第一開口及一第二開口形成於該金屬層，且該第一開口及該第二開口貫穿該金屬層。該第一饋電結構在該金屬層上的一第一正投影與該第一開口至少部分重疊，該第一饋電結構用以接收一第一內部訊號，且該發射訊號係根據至少該第一內部訊號而產生。該第二饋電結構在該金屬層上的一第二正投影與該第二開口至少部分重疊，該第二饋電結構用以輸出一第二內部訊號，且該第二內部訊號係根據該接收訊號而產生。該發射電路用以產生該第一內部訊號。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第二內部訊號。一第一參考線通過該第一饋電結構的一第一饋入點及該第一開口的一中心點，一第二參考線通過該第二饋電結構的一第二饋入點及該第二開口的一中心點，且該第一參考線與該第二參考線之間的一夾角介於45度至135度之間。該天線單元用以產生一第一輻射場型及一第二輻射場型，該第一輻射場型用以發射該發射訊號，該第二輻射場型用以接收該接收訊號。該第一開口與該第二開口用以使該第一輻射場型形成一第一雙向輻射場型，且該第一開口與該第二開口用以使該第二輻射場型形成一第二雙向輻射場型。

另一實施例提供一種雷達訊號裝置，包括一天線單元、一發射電路及一接收電路。該天線單元用以在一段時間內同時發射一發射訊號及接收一接收訊號。該天線單元包括一金屬層、一第一饋電結構、一第二饋電結構以及一反射板。一第一開口及一第二開口形成於該金屬層，且該第一開口及該第二開口貫穿該金屬層。該第一饋電結構在該金屬層上的一第一正投影與該第一開口至少部分重疊，該第一饋電結構用以接收一第一內部訊號，且該發射訊號係根據至少該第一內部訊號而產生。該第二饋電結構在該金屬層上的一第二正投影與該第二開口至少部分重疊，該第二饋電結構用以輸出一第二內部訊號，且該第二內部訊號係根據該接收訊號而產生。該反射板與該金屬層之間的距離大於等於0.1空氣波長且小於等於1空氣波長。該發射電路用以產生該第一內部訊號。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第二內部訊號。一第一參考線通過該第一饋電結構的一第一饋入點及該第一開口的一中心點，一第二參考線通過該第二饋電結構的一第二饋入點及該第二開口的一中心點，且該第一參考線與該第二參考線之間的一夾角介於45度至135度之間。該天線單元用以產生一第一輻射場型及一第二輻射場型，該第一輻射場型用以發射該發射訊號，該第二輻射場型用以接收該接收訊號。該反射板用以使該第一輻射場型形成一第一單向輻射場型，以及用以使該第二輻射場型形成一第二單向輻射場型。

第1圖為實施例中，雷達訊號裝置100之示意圖。第1圖可為上視圖，且第1圖僅為舉例，非用以呈現精確的尺寸，實施例可不僅限於此。如第1圖所示，雷達訊號裝置100可包括天線單元110、發射電路120以及接收電路130。天線單元110可用以在一段時間內同時無線發射發射訊號ST以及無線接收接收訊號SR。發射訊號ST及接收訊號SR可為無線訊號。

天線單元110可包括第一金屬層115、第一饋電結構111以及第二饋電結構112。第一開口115A及第二開口115B可形成於第一金屬層115，且第一開口115A及第二開口115B可貫穿第一金屬層115。第一饋電結構111在第一金屬層115上的第一正投影可與第一開口115A至少部分重疊。第一饋電結構111可用以接收第一內部訊號S1，且發射訊號ST可根據至少第一內部訊號S1而產生。第二饋電結構112在第一金屬層115上的第二正投影可與第二開口115B至少部分重疊，第二饋電結構112可用以輸出第二內部訊號S2，且第二內部訊號S2可根據接收訊號SR而產生。發射電路120可用以產生第一內部訊號S1。接收電路130可用以產生處理訊號SP，以供後端的電路進行放大及/或解調，其中處理訊號SP可相關於第二內部訊號S2。根據需求，第1圖之發射電路120以及接收電路130可為相異電路，亦可整合為收發器（tranceiver）電路，此些樣態皆屬於實施例的範圍。根據實施例，第一金屬層115可作為地端，且具有參考電壓，例如為0伏特。

於一實施例中，輸入訊號（圖中未示）可被輸入至發射電路120以產生第一內部訊號S1，雷達訊號裝置100更可包括處理單元（圖中未示），處理單元耦接於發射電路120及接收電路130，用以根據處理訊號SP及輸入訊號產生物體的空間資訊。舉例來說，於一時段內，發射訊號ST可持續發射，此時接收訊號SR可持續接收，而發射訊號ST的頻率與接收訊號SR的頻率分別對應於輸入訊號的頻率及處理訊號SP的頻率。當物體移動時，可根據都卜勒效應產生頻偏（frequency shift）。因此，處理單元可根據發射訊號ST及接收訊號SR的頻率差（對應於輸入訊號及處理訊號SP的頻率差），而判斷物體是否移動。當發射訊號ST及接收訊號SR的頻率差實質上為零，則可判斷物體固定不動。

如第1圖所示，天線單元110可用以產生第一輻射場型及一第二輻射場型，第一輻射場型可用以發射發射訊號ST且具有一第一共極化電場方向E1，第二輻射場型可用以接收接收訊號SR且具有一第二共極化電場方向E2。第一共極化電場方向E1與第二共極化電場方向E2之間可夾有夾角θ1，夾角θ1之角度可大於等於45度且小於等於135度，亦即45° ≤ θ1 ≤ 135°。根據實施例，第一輻射場型中的第一共極化電場方向E1，可正交於第二輻射場型中的第二共極化電場方向E2，換言之，夾角θ1可為90度。

第一開口115A與第二開口115B可用以使第一輻射場型形成第一雙向輻射場型，且第一開口115A與第二開口115B可用以使第二輻射場型形成第二雙向輻射場型，上述的雙向例如為射出紙面（也就是方向d1與d2形成的平面）的方向與進入紙面的方向。因此，天線單元110可適用於定向性（fixed direction）之雷達偵測應用。

第2圖為實施例中，天線單元110具有第一金屬層115及第二金屬層116之示意圖。第2圖可為第1圖沿剖線2-2’的剖面圖，第2圖僅為舉例，非用以呈現精確的尺寸，且實施例可不僅限於此。如第2圖所示，第一金屬層115與第二金屬層116可沿厚度方向dt排列，厚度方向dt垂直於第一方向d1且垂直於第二方向d2，其中第一方向d1與第二方向d2將於後續段落進一步說明，且第二金屬層116可位於第一金屬層115之上方。第三開口116A及第四開口116B可形成於第二金屬層116，其中第一開口115A與第三開口116A彼此可至少部分重疊，且第二開口115B與第四開口116B彼此可至少部分重疊。第一開口115A與第三開口116A之重疊部分，以及第二開口115B與第四開口116B之重疊部分，可使無線訊號通過而不被屏蔽，進而可以形成雙向輻射場型。

根據另一實施例，第一開口115A可與第三開口116A彼此完全重疊，且第二開口115B可與第四開口116B彼此完全重疊。於此實施例中，因不須考量第一開口115A與第三開口116A之位置差異、以及第二開口115B與第四開口116B之間的位置差異，故設計之參數較少，且構造較為簡易。

當使用第2圖的雙層結構，第一金屬層115可作為地端而具有參考電壓，且第1圖之第一饋電結構111及第二饋電結構112可與第二金屬層116共平面。換言之，第一饋電結構111及第二饋電結構112可形成於第二金屬層116。

當第一饋電結構111及第二饋電結構112所在的金屬層（例如，第二金屬層116）相異於第一金屬層115時，則第一饋電結構111與發射電路120之間可透過傳輸線相連，且第二饋電結構112與接收電路130之間可透過傳輸線相連。傳輸線例如包括微帶線（microstrip）、外部導線、共面波導（coplanar waveguide，CPW）、其變形的接地共面波導（Grounded CPW）或其他可在第一饋電結構111及第二饋電結構112與第一金屬層115之間的結構實現的傳輸線，其中微帶線及共面波導可形成於印刷電路板的金屬層。在另一實施例中，當第一饋電結構111及第二饋電結構112所在的金屬層即為第一金屬層115時，則第一饋電結構111與發射電路120之間可透過共面波導相連，且第二饋電結構112與接收電路130之間可透過共面波導相連。

另一實施例中，當第一饋電結構111及第二饋電結構112之一者所在的金屬層（例如，第二金屬層116）係相異於第一金屬層115，且第一饋電結構111及第二饋電結構112之另一者所在的金屬層係為第一金屬層115時，則非位於第一金屬層115之饋電結構可透過微帶線、外部導線或其他形式的傳輸線相連於內部電路（例如，發射電路120及接收電路130之一者），且位於第一金屬層115之饋電結構可透過共面波導相連於內部電路（例如，發射電路120及接收電路130之另一者）。

第3圖及第4圖為其他實施例中，雷達訊號裝置300及400之示意圖。第3圖及第4圖可為上視圖，用以說明實施例，而非呈現精確的尺寸。第3圖及第4圖中，雷達訊號裝置300及400之每一者亦可包括第一開口115A、第二開口115B、第一饋電結構111及第二饋電結構112，然而第一開口115A、第二開口115B、第一饋電結構111及第二饋電結構112的位置可相異於第1圖所示。

如第1圖、第3圖及第4圖所示，第一開口115A可為第一長方形槽孔（slot），第二開口115B可為第二長方形槽孔，第一長方形槽孔之長邊可沿第一方向d1延伸，第二長方形槽孔之長邊可沿第二方向d2延伸，且第一方向d1可與第二方向d2相交。第一方向d1及第二方向d2之間可具有夾角θ2，舉例而言，夾角θ2可介於45度至135度之間，亦即45° ≤ θ2 ≤ 135°。

第4圖中，距離DT1可大於距離DT2。其中，距離DT1可為第一長方形槽孔（亦即，第一開口115A）之較接近第二長方形槽孔（亦即，第二開口115B）的短邊之中心點，與第二長方形槽孔的短邊之中心點之間的距離。距離DT2可為第一長方形槽孔之較接近第二長方形槽孔的短邊之中心點，與第二長方形槽孔的中心點C115B之間的距離。換言之，如第3圖所示，第一開口115A與第二開口115B可約略形成T字形。以天線而言，由於在長方形槽孔的邊緣處的電流較強，若兩個長方形槽孔的邊緣接近會使得兩個長方形槽孔所相關的訊號相互影響，而第4圖實施例的佈局方式使得第一長方形槽孔的邊緣（亦即，上述短邊）遠離第二長方形槽孔的邊緣（亦即，上述短邊），可更提高發射訊號ST與接收訊號SR之間的隔離度。

如第1圖、第3圖及第4圖所示，第一參考線L1可通過第一饋電結構111的第一饋入點C111及第一開口115A的中心點C115A，第二參考線L2可通過第二饋電結構112的第二饋入點C112及第二開口115B的中心點C115B，且第一參考線L1與第二參考線L2之間的夾角θ3可介於45度至135度之間，亦即45° ≤ θ3 ≤ 135°。其中，一般而言，從俯視角度觀看，第一饋入點C111作為第一饋電結構111與第一開口115A靠近傳輸線的邊緣所重疊的位置，第二饋入點C112作為第二饋電結構112與第二開口115B靠近傳輸線的邊緣所重疊的位置。

第5圖及第6圖為其他實施例中，雷達訊號裝置500及600之示意圖。第5圖及第6圖可為上視圖，用以說明實施例，而非呈現精確的尺寸及比例。如第5圖所示，第一開口115A可為第一環形槽孔（slot ring），且第二開口115B可為第二環形槽孔。第5圖中，第一開口115A及第二開口115B為方環形槽孔，但此僅為舉例，實施例不限於此，根據其他實施例，第一開口115A及第二開口115B之每一者可為方環形槽孔、圓環形槽孔或橢圓環形槽孔。

第6圖中，該第一開口115A可為第一孔隙（aperture），且第二開口115B可為第二孔隙。本文中，槽孔可為狹縫形，而孔隙之寬度可比槽孔之寬度更大。第6圖中，第一開口115A及第二開口115B為圓形孔隙，但此僅為舉例，實施例不限於此，根據其他實施例，第一開口115A及第二開口115B之每一者可為方形孔隙、一圓形孔隙或一橢圓形孔隙。

第一開口115A的形狀與第二開口115B的形狀可為相同，如第1圖及第3圖至第6圖所示。然而，若第一開口115A的形狀與第二開口115B的形狀為相異，亦屬於實施例的範圍。例如，第一開口115A可為槽孔、環形槽孔以及孔隙之一者，且第二開口115B可為槽孔、環形槽孔以及孔隙之另一者。又例如，第一開口115A的形狀可為方形、圓形或橢圓形之一者，且第二開口115B的形狀可為方形、圓形或橢圓形之另一者。只要天線單元110可正常激發發射訊號ST及正常接收接收訊號SR，則第一開口115A及第二開口115B之形狀即為可用。

第1圖、第3圖及第4圖中，第一饋電結構111及第二饋電結構112可為T字形。第5圖中，第一饋電結構111及第二饋電結構112可為音叉形，在此實施例中，音叉形的第一饋電結構111在第一金屬層115上的第一正投影例如是落於第一環形槽孔（第一開口115A）所圍繞的範圍內，而音叉形的第二饋電結構112在第一金屬層115上的第二正投影例如是落於第二環形槽孔（第二開口115B）所圍繞的範圍內。第6圖中，第一饋電結構111及第二饋電結構112可為直線形。然而，此僅為舉例，實施例不限於此。根據實施例，第一饋電結構111及第二饋電結構112的形狀可為相同或相異。例如，第一饋電結構111可為直線形、T字形或音叉形之一者，且第二饋電結構112可為直線形、T字形或音叉形之一者。

第5圖及第6圖中，雷達訊號裝置500及600的各元件及開口之位置可相似於第1圖，然而此僅為舉例。根據實施例，當使用第1圖、第3圖及第4圖之佈局方式時，第一開口115A及第二開口115B之任一者可為槽孔、孔隙或環形槽孔，第一開口115A及第二開口115B之任一者可為方形、圓形或橢圓形，且第一饋電結構111及第二饋電結構112之任一者可為T字形、音叉形或一字形，可根據模擬及實驗的結果調整各元件與開口的位置及形狀，只要雷達訊號裝置可正常發射發射訊號ST以及接收接收訊號SR即可。

第7圖為實施例中，雷達訊號裝置700的示意圖。第7圖之天線單元1101可相似於第4圖之天線單元110，然而第7圖之天線單元1101可更包括反射板710。如第7圖所示，反射板710可置於第一金屬層115之下方，反射板710可用以例如反射第一輻射場型以使第一輻射場型形成第一單向輻射場型，以及用以例如反射第二輻射場型以使第二輻射場型形成第二單向輻射場型，其中反射板710與第一金屬層115之間的距離dx可大於等於0.1空氣波長（free space wavelength）且小於等於1空氣波長。所述的空氣波長可為發射訊號ST及接收訊號SR在空氣中的波長。藉由使用反射板710，可調整天線場型，以符合應用的情境。第7圖中，天線單元1101相似於第4圖之天線單元110，此僅為舉例，根據實施例，第1圖、第3圖、第4圖至第6圖之天線單元110，以及前述本案實施例之各種天線單元，皆可進一步設置反射板710，以調整天線場型。在第一金屬層115與反射板710之間，可設置海綿及/或螺栓、或其他元件，以分隔及固定第一金屬層115與反射板710。

第8圖及第9圖為實施例中，第7圖之雷達訊號裝置700之天線場型的示意圖。第8圖及第9圖中，曲線810、820、830、910、920及930可用以表示天線場型。曲線810、820、830、910、920及930可分別對應於天線單元1101中，反射板710與第一金屬層115之間的距離dx為0.05空氣波長、0.1空氣波長、0.25空氣波長、0.35空氣波長、0.4空氣波長及0.45空氣波長時的天線場型。第8圖至第9圖之資料表中，欄位max可為對應之曲線的增益（gain）最大值，欄位3dB Beamwidth可為3dB之波束寬度（beam width），且欄位6dB Beamwidth可為6dB之波束寬度。如第8圖及第9圖所示，當反射板710與第一金屬層115之間的距離dx越大，則天線場型於左右兩側對應之增益值可較大。因此，舉例而言，於走廊的環境，可視雷達訊號裝置700放置在走廊的不同位置，例如角落、走廊中央、天花板等，來調整距離dx以調整天線場形，進而調整偵測半徑，以便於能偵測到走廊上的物體。

第10圖為實施例中，使用第3圖之雷達訊號裝置300所產生之S參數曲線圖。第10圖中，曲線1010、1020及1030可分別為S22參數、S21參數及S11參數。第8圖中，曲線1010及1030可用以觀測回波損耗（return loss），且曲線1020可用以觀測隔離度。如第10圖所示，S22參數及S11參數約可低於-10dB，且S21參數可低於-35dB，因此可知，回波損耗足夠小，且隔離度相當足夠。

由於雷達訊號裝置之天線單元的隔離度足夠，因此可使用外掛之放大器，例如低雜訊放大器（low noise amplifier，LNA），以放大根據接收訊號SR所產生的處理訊號SP或第二內部訊號S2，從而改善雷達訊號裝置的效能，且可避免用以處理第二內部訊號S2之積體電路內的放大器因飽和而無法正常操作。

綜上，使用實施例提供的雷達訊號裝置100、300、400、500及600，以及上述各種樣態的天線單元110，可實現具有雙向輻射場型之雷達裝置。雷達訊號裝置之天線單元的隔離度及回波損耗，皆落於理想範圍。並且，使用實施例提供的雷達訊號裝置100、300、400、500及600，硬體之面積及體積皆可落於足夠小之範圍。此外，使用實施例提供的雷達訊號裝置700以及上述天線單元1101，由於天線單元1101中，反射板710與第一金屬層115之間的距離dx可選用0.1空氣波長與1空氣波長之間的數值，可視使用環境需求藉由反射板以調整天線場型，進而實現各種特殊的天線場型設計，故可應用於多種場景之物件偵測。再者，反射板710與第一金屬層115之間的介質可為空氣，故可大幅降低製造成本以及製程難度。因此，實施例提供的雷達訊號裝置對於處理效能及製程方面之諸多難題，皆有助益。

100,300,400,500,600,700:雷達訊號裝置 110,1101:天線單元 111:第一饋電結構 112:第二饋電結構 115:第一金屬層 115A:第一開口 115B:第二開口 116:第二金屬層 116A:第三開口 116B:第四開口 120:發射電路 130:接收電路 2-2’:剖線 710:反射板 810,820,830,910,920,930,1010,1020,1030:曲線 C111:第一饋入點 C112:第二饋入點 C115A,C115B:中心點 d1:第一方向 d2:第二方向 dt:厚度方向 DT1,DT2:距離 dx:距離 E1:第一輻射場型中的第一共極化電場方向 E2:第二輻射場型中的第二共極化電場方向 L1:第一參考線 L2:第二參考線 S1:第一內部訊號 S2:第二內部訊號 SR:接收訊號 ST:發射訊號 SP:處理訊號 θ1,θ2,θ3:夾角

第1圖為實施例中，雷達訊號裝置之示意圖。第2圖為實施例中，天線單元具有第一金屬層及第二金屬層之示意圖。第3圖至第7圖為其他實施例中，雷達訊號裝置之示意圖。第8圖及第9圖為實施例中，第7圖之雷達訊號裝置之天線場型的示意圖。第10圖為實施例中，使用第3圖之雷達訊號裝置所產生之S參數曲線圖。

100:雷達訊號裝置

110:天線單元

111:第一饋電結構

112:第二饋電結構

115:第一金屬層

115A:第一開口

115B:第二開口

120:發射電路

130:接收電路

2-2’:剖線

C111:第一饋入點

C112:第二饋入點

C115A,C115B:中心點

d1:第一方向

d2:第二方向

E1:第一輻射場型中的第一共極化電場方向

E2:第二輻射場型中的第二共極化電場方向

L1:第一參考線

L2:第二參考線

S1:第一內部訊號

S2:第二內部訊號

SR:接收訊號

ST:發射訊號

SP:處理訊號

θ1,θ2,θ3:夾角

Claims

一種雷達訊號裝置，包括：一天線單元，用以在一段時間內同時發射一發射訊號及接收一接收訊號，該天線單元包括：一第一金屬層，其中一第一開口及一第二開口形成於該第一金屬層，且該第一開口及該第二開口貫穿該第一金屬層；一第一饋電結構，其中該第一饋電結構在該第一金屬層上的一第一正投影與該第一開口至少部分重疊，該第一饋電結構用以接收一第一內部訊號，且該發射訊號係根據至少該第一內部訊號而產生；以及一第二饋電結構，其中該第二饋電結構在該第一金屬層上的一第二正投影與該第二開口至少部分重疊，該第二饋電結構用以輸出一第二內部訊號，且該第二內部訊號係根據該接收訊號而產生；一發射電路，用以產生該第一內部訊號；以及一接收電路，用以產生一處理訊號，其中該處理訊號係相關於該第二內部訊號；其中該天線單元用以產生一第一輻射場型及一第二輻射場型，該第一輻射場型用以發射該發射訊號且具有一第一共極化電場方向，該第二輻射場型用以接收該接收訊號且具有一第二共極化電場方向，該第一共極化電場方向與該第二共極化電場方向之間夾有一夾角，該夾角的角度大於等於45度且小於等於135度，該第一開口與該第二開口用以使該第一輻射場型形成一第一雙向輻射場型，且該第一開口與該第二開口用以使該第二輻射場型形成一第二雙向輻射場型。
如申請專利範圍第1項所述的雷達訊號裝置，其中該第一金屬層作為一地端。
如申請專利範圍第1項所述的雷達訊號裝置，其中該天線單元還包括一第二金屬層，該第一金屬層與該第二金屬層沿一厚度方向排列，一第三開口及一第四開口形成於該第二金屬層，該第一開口與該第三開口彼此至少部分重疊，該第二開口與該第四開口彼此至少部分重疊。
如申請專利範圍第3項所述的雷達訊號裝置，其中該第一開口與該第三開口彼此完全重疊，該第二開口與該第四開口彼此完全重疊。
如申請專利範圍第3項所述的雷達訊號裝置，其中該第一金屬層作為一地端，該第一饋電結構及該第二饋電結構與該第二金屬層共平面。
如申請專利範圍第1項所述的雷達訊號裝置，其中該第一開口為一第一長方形槽孔，該第二開口為一第二長方形槽孔，該第一長方形槽孔沿一第一方向延伸，該第二長方形槽孔沿一第二方向延伸，該第一方向與該第二方向相交。
如申請專利範圍第6項所述的雷達訊號裝置，其中該第一長方形槽孔的一短邊與該第二長方形槽孔的一短邊之間的距離大於該第一長方形槽孔的該短邊與該第二長方形槽孔的一中心之間的距離。
如申請專利範圍第1項所述的雷達訊號裝置，其中該第一開口為一第一環形槽孔，該第二開口為一第二環形槽孔。
如申請專利範圍第8項所述的雷達訊號裝置，其中該第一環形槽孔包括一第一方環形槽孔、一第一圓環形槽孔或一第一橢圓環形槽孔。
如申請專利範圍第1項所述的雷達訊號裝置，其中該第一開口為一第一孔隙，該第二開口為一第二孔隙。
如申請專利範圍第10項所述的雷達訊號裝置，其中該第一孔隙包括一方形孔隙、一圓形孔隙或一橢圓形孔隙。
如申請專利範圍第1項所述的雷達訊號裝置，其中該第一開口的形狀與該第二開口的形狀相同。
如申請專利範圍第1項所述的雷達訊號裝置，該第一饋電結構及該第二饋電結構的形狀包括直線形、T字形或音叉形。
如申請專利範圍第1項所述的雷達訊號裝置，其中該第一共極化電場方向正交於該第二共極化電場方向。
一種雷達訊號裝置，包括：一天線單元，用以在一段時間內同時發射一發射訊號及接收一接收訊號，該天線單元包括：一第一金屬層，其中一第一開口及一第二開口形成於該第一金屬層，且該第一開口及該第二開口貫穿該第一金屬層；一第一饋電結構，其中該第一饋電結構在該第一金屬層上的一第一正投影與該第一開口至少部分重疊，該第一饋電結構用以接收一第一內部訊號，且該發射訊號係根據至少該第一內部訊號而產生；一第二饋電結構，其中該第二饋電結構在該第一金屬層上的一第二正投影與該第二開口至少部分重疊，該第二饋電結構用以輸出一第二內部訊號，且該第二內部訊號係根據該接收訊號而產生；以及一反射板，其中該反射板與該第一金屬層之間的距離大於等於0.1空氣波長且小於等於1空氣波長；一發射電路，用以產生該第一內部訊號；以及一接收電路，用以產生一處理訊號，該處理訊號係相關於該第二內部訊號；其中該天線單元用以產生一第一輻射場型及一第二輻射場型，該第一輻射場型用以發射該發射訊號且具有一第一共極化電場方向，該第二輻射場型用以接收該接收訊號且具有一第二共極化電場方向，該第一共極化電場方向與該第二共極化電場方向之間夾有一夾角，該夾角的角度大於等於45度且小於等於135度，該反射板用以使該第一輻射場型形成一第一單向輻射場型，以及用以使該第二輻射場型形成一第二單向輻射場型。
如申請專利範圍第15項所述的雷達訊號裝置，其中該第一金屬層作為一地端。
如申請專利範圍第15項所述的雷達訊號裝置，其中該天線單元還包括一第二金屬層，該第一金屬層與該第二金屬層在一厚度方向上排列，一第三開口及一第四開口形成於該第二金屬層，該第一開口與該第三開口彼此至少部分重疊，該第二開口與該第四開口彼此至少部分重疊。
如申請專利範圍第17項所述的雷達訊號裝置，其中該第一金屬層作為一地端，該第一饋電結構及該第二饋電結構與該第二金屬層共平面。
如申請專利範圍第15項所述的雷達訊號裝置，其中該第一開口為一第一長方形槽孔，該第二開口為一第二長方形槽孔，該第一長方形槽孔沿一第一方向延伸，該第二長方形槽孔沿一第二方向延伸，該第一方向與該第二方向相交。
如申請專利範圍第19項所述的雷達訊號裝置，其中該第一長方形槽孔的一短邊與該第二長方形槽孔的一短邊之間的距離大於該第一長方形槽孔的該短邊與該第二長方形槽孔的一中心點之間的距離。
如申請專利範圍第15項所述的雷達訊號裝置，其中該第一開口的形狀與該第二開口的形狀相同。
如申請專利範圍第15項所述的雷達訊號裝置，其中該第一共極化電場方向正交於該第二共極化電場方向。
一種雷達訊號裝置，包括：一天線單元，用以在一段時間內同時發射一發射訊號及接收一接收訊號，該天線單元包括：一金屬層，其中一第一開口及一第二開口形成於該金屬層，且該第一開口及該第二開口貫穿該金屬層；一第一饋電結構，其中該第一饋電結構在該金屬層上的一第一正投影與該第一開口至少部分重疊，該第一饋電結構用以接收一第一內部訊號，且該發射訊號係根據至少該第一內部訊號而產生；以及一第二饋電結構，其中該第二饋電結構在該金屬層上的一第二正投影與該第二開口至少部分重疊，該第二饋電結構用以輸出一第二內部訊號，且該第二內部訊號係根據該接收訊號而產生；一發射電路，用以產生該第一內部訊號；以及一接收電路，用以產生一處理訊號，其中該處理訊號係相關於該第二內部訊號；其中，一第一參考線通過該第一饋電結構的一第一饋入點及該第一開口的一中心點，一第二參考線通過該第二饋電結構的一第二饋入點及該第二開口的一中心點，且該第一參考線與該第二參考線之間的一夾角介於45度至135度之間，該天線單元用以產生一第一輻射場型及一第二輻射場型，該第一輻射場型用以發射該發射訊號，該第二輻射場型用以接收該接收訊號，該第一開口與該第二開口用以使該第一輻射場型形成一第一雙向輻射場型，且該第一開口與該第二開口用以使該第二輻射場型形成一第二雙向輻射場型。
一種雷達訊號裝置，包括：一天線單元，用以在一段時間內同時發射一發射訊號及接收一接收訊號，該天線單元包括：一金屬層，其中一第一開口及一第二開口形成於該金屬層，且該第一開口及該第二開口貫穿該金屬層；一第一饋電結構，其中該第一饋電結構在該金屬層上的一第一正投影與該第一開口至少部分重疊，該第一饋電結構用以接收一第一內部訊號，且該發射訊號係根據至少該第一內部訊號而產生；一第二饋電結構，其中該第二饋電結構在該金屬層上的一第二正投影與該第二開口至少部分重疊，該第二饋電結構用以輸出一第二內部訊號，且該第二內部訊號係根據該接收訊號而產生；以及一反射板，其中該反射板與該金屬層之間的距離大於等於0.1空氣波長且小於等於1空氣波長；一發射電路，用以產生該第一內部訊號；以及一接收電路，用以產生一處理訊號，其中該處理訊號係相關於該第二內部訊號；其中一第一參考線通過該第一饋電結構的一第一饋入點及該第一開口的一中心點，一第二參考線通過該第二饋電結構的一第二饋入點及該第二開口的一中心點，且該第一參考線與該第二參考線之間的一夾角介於45度至135度之間，該天線單元用以產生一第一輻射場型及一第二輻射場型，該第一輻射場型用以發射該發射訊號，該第二輻射場型用以接收該接收訊號，該反射板用以使該第一輻射場型形成一第一單向輻射場型，以及用以使該第二輻射場型形成一第二單向輻射場型。