TW202504268A - 多頻率範圍天線 - Google Patents

Abstract

一種換能多個頻率範圍內的信號之方法包括：使用一第一天線元件在第一無線信號與第一引導信號之間換能，該等第一無線信號及該等第一引導信號係在一第一頻率範圍中；使用一第二天線元件在第二無線信號與第二引導信號之間換能，該等第二無線信號及該等第二引導信號係在包括比該第一頻率範圍更高頻率的一第二頻率範圍中；及抑制該第二頻率範圍中的能量作為一二階模態在該第一天線元件中傳播。

Description

多頻率範圍天線

相關申請案之交互參照

本申請案主張於2024年6月6日提出之名稱為「MULTI-FREQUENCY-RANGE ANTENNAS」之國際專利申請案第PCT/US2024/032758號之優先權，該國際專利申請案主張於2023年6月21日提出之名稱為「MULTI-FREQUENCY-RANGE ANTENNAS」之美國專利申請案第18/339,141號之優先權，該案已讓與給本案受讓人，且兩案之全部內容出於所有目的特此以引用方式併入本文中。

本發明的領域係天線，且更具體地係多頻率範圍天線。

無線通訊裝置已漸趨普遍且漸趨複雜。例如，行動電信裝置已從簡單的電話進展到具有多個通訊能力（例如，多個蜂巢式通訊協定、Wi-Fi、BLUETOOTH ^®、及其他短程通訊協定）、超級計算處理器、攝影機等的智慧型手機。無線通訊裝置具有天線以支援各種功能，諸如在一頻率範圍內的通訊、全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System, GNSS)信號（亦稱為衛星定位信號（Satellite Positioning Signal，SPS信號））的接收等。

在單一無線通訊裝置中設置數個天線的情況下，天線的可用體積十分寶貴。例如，由於消費者期望的裝置大小，智慧型手機可能具有大量天線（例如，八個天線、10個天線、或更多），但體積卻非常有限。因此，天線總成（例如，模組）可能被限制為非常小的體積，例如具有4 mm或更小的寬度。

儘管天線的體積受限，天線的所欲功能仍持續增加。隨著第五代(5G)無線通訊技術的出現，mmW（毫米波）相控陣列天線藉由引入更高的天線增益及波束成形特徵來解決傳播損耗及孔隙阻塞的障礙，已受到廣泛的關注。多輸入多輸出(multiple-input-multiple-output, MIMO)系統係使得5G技術能夠藉由在所欲方向上使用兩個正交偏振信號（交叉偏振信號）將傳輸/接收資料(transmit/receive data)有效地串流來增加頻譜效率及系統容量的關鍵因素之一。消費性電子產品的趨勢係開發具有小的形狀因數之RF總成（射頻總成），該等總成可輕易地容納在新興智慧型裝置（包括手機及平板電腦）的有限空間內。天線的實體要求使得維持或改善效能（例如，在所欲覆蓋區域內的覆蓋範圍、延遲、及服務品質的方面）變得困難。

即將推出的智慧型裝置將配備5G技術，且可經組態以在廣泛的頻率範圍內操作。例如，目前針對5G分配的頻譜包括0.41 GHz至7.125 GHz及24.25 GHz至52.6 GHz，包括五個常見的頻帶：n258（24.25 GHz至27.5 GHz）、n261（27.5 GHz至28.35 GHz）、n257（26.5 GHz至29.5 GHz）、n260（37.0 GHz至40.0 GHz)、及n259（39.5 GHz至43.5 GHz）。此外，7.1 GHz至24.25 GHz的頻率正受到關注，特別是13 GHz頻帶（12.75 GHz至13.25 GHz）。

一種實例使用者設備(user equipment, UE)天線系統包括：一雙範圍(dual-range)天線元件，其包含：一接地導體；一介電材料；一第一天線元件，其包含：一第一貼片導體，其設置在該介電材料中，且經組態以在一第一頻率範圍中的第一無線信號與在該第一頻率範圍中的第一引導信號之間換能(transduce)；及至少一第一能量耦合器，其經設置且經組態以在該第一貼片導體與該至少一第一能量耦合器之間耦合該第一頻率範圍中的能量；一第二天線元件，其包含：一第二貼片導體，其設置在該介電材料中，且經組態以在一第二頻率範圍中的第二無線信號與該第二頻率範圍中的第二引導信號之間換能，該第二頻率範圍包括比該第一頻率範圍更高的頻率；及至少一第二能量耦合器，其經設置且經組態以在該第二貼片導體與該至少一第二能量耦合器之間耦合該第二頻率範圍中的能量；及一頻率抑制器，其電連接至該第一貼片導體，且經組態以抑制該第二頻率範圍中的能量作為一二階模態(second-order mode)在該第一天線元件中傳播。

一種換能多個頻率範圍內的信號之實例方法包括：使用一第一天線元件在第一無線信號與第一引導信號之間換能，該等第一無線信號及該等第一引導信號係在一第一頻率範圍中；使用一第二天線元件在第二無線信號與第二引導信號之間換能，該等第二無線信號及該等第二引導信號係在包括比該第一頻率範圍更高頻率的一第二頻率範圍中；及抑制該第二頻率範圍中的能量作為一二階模態在該第一天線元件中傳播。

另一實例UE天線系統包括：用於使用一第一天線元件在第一無線信號與第一引導信號之間換能的構件，該等第一無線信號及該等第一引導信號係在一第一頻率範圍中；用於使用一第二天線元件在第二無線信號與第二引導信號之間換能的構件，該等第二無線信號及該等第二引導信號係在包括比該第一頻率範圍更高頻率的一第二頻率範圍中；及用於抑制該第二頻率範圍中的能量作為一二階模態在該第一天線元件中傳播的構件。

本文討論用於支援呈適用於使用者設備(UE)（諸如智慧型手機或平板電腦）之形狀因數的裝置中之多個頻帶（例如，毫米波頻率及次毫米波頻率（諸如13 GHz頻帶））的技術。例如，雙頻率範圍天線元件可包括多個貼片天線元件，其之任一者或兩者可係雙偏振的。貼片天線元件可經組態以換能各種頻率範圍中的信號，例如，以約二倍或另一倍數（例如三倍或四倍等）相關的頻率範圍。例如，一個貼片天線元件可經組態以換能FR3頻帶（例如，包括13 GHz（例如，12.75 GHz至13.25 GHz）的頻率範圍）中的信號，且另一貼片天線元件經組態以換能FR2頻帶（例如，包括26 GHz的頻率範圍（例如，24.25 GHz至29.5 GHz的頻率））中的信號。作為另一實例，一個貼片天線元件可經組態以換能FR3頻帶中的信號，且另一貼片天線元件經組態以換能在約50 GHz至約54 GHz的頻率範圍中信號。UE可包括一或多個頻率抑制器。例如，帶阻濾波器(reject filter)可耦接至較高頻率範圍貼片天線元件（例如，耦接至貼片天線元件的能量耦合器）且經組態以阻止（例如，顯著衰減，例如10 dB或更多）較低頻率範圍貼片天線元件的頻率。作為另一實例，可在較低頻率範圍貼片天線元件中遏止(suppress)二階模態。較高頻率範圍貼片天線元件的貼片導體之中心部分可接地，以在貼片導體上遏止較高頻率範圍貼片天線元件之頻率範圍中的一或多個高階模態（例如，二階模態）。在天線元件陣列中可使用多個雙頻率範圍天線元件。例如，陣列可僅包括雙頻率範圍天線元件。作為另一實例，陣列可包括多個雙頻率範圍天線元件、及專用於較高頻率範圍的一或多個天線元件。作為另一實例，陣列可包括多個雙頻率範圍天線元件、經組態以換能較高頻率範圍（雙頻率範圍天線元件的較高頻率範圍）及甚至更高頻率（例如，包括40 GHz）中之信號的一或多個天線元件、及專用於甚至更高頻率範圍的一或多個另外天線元件。然而，可使用其他組態。

本文描述的物品及/或技術可提供下列能力的一或多者，以及其他未提及的能力。毫米波及次毫米波天線元件可提供在公共天線陣列或模組中，節省用於在例如使用者設備的有限體積中提供多頻帶傳訊的空間。例如，可藉由為毫米波及次毫米波天線元件提供緊鄰天線元件的一或多個功率放大器來限制功率損耗。例如，可向5G毫米波天線陣列或模組提供頻率多樣性。功率管理能力可在例如毫米波與亞毫米波系統（例如，前端電路）之間共用。多個頻率範圍（例如，FR2及FR3）的波束可在不具有顯著增益降低的情況下於顯著範圍（例如，+/- 30°）上操縱。可提供其他能力，且根據本揭露的每個實施方案未必皆須提供所討論能力之任一者，更遑論提供所討論能力之全部。進一步地，藉由所提及手段以外的手段來實現上文提及之效果可係可能的，且所提及的項目/技術不必然產生所提及的效果。

參考圖1，通訊系統100包括行動裝置112、網路114、伺服器116、及存取點(access point, AP) 118、120。通訊系統100係無線通訊系統，因為通訊系統100的組件可（至少有時）使用無線連接來直接或間接地彼此通訊，例如經由網路114及/或一或多個存取點118、120（及/或未顯示之一或多個其他裝置，諸如一或多個基地收發台）。對於間接通訊，可在從一個實體至另一實體的傳輸期間改變通訊，例如改變資料封包的標頭資訊、改變格式等。所示行動裝置112係包括行動電話（包括智慧型手機）、膝上型電腦、及平板電腦的行動無線通訊裝置（雖然其等可能無線及經由有線連接而通訊）。又可使用其他行動裝置，無論是目前存在的或是未來開發的。此外，其他無線裝置（無論是否係行動的）可在通訊系統100內實施，且可彼此通訊且/或與行動裝置112、網路114、伺服器116、及/或AP 118、120通訊。例如，此類其他裝置可包括物聯網(internet of thing, IoT)裝置、醫療裝置、家庭娛樂及/或自動化裝置、汽車裝置等。行動裝置112或其他裝置可經組態以在不同網路中通訊且/或用於不同目的（例如，5G、Wi-Fi通訊、Wi-Fi通訊的多個頻率、衛星通訊及/或定位、一或多種類型的蜂巢式通訊（例如，GSM（全球行動通訊系統）、CDMA（分碼多重存取(Code Division Multiple Access)）、LTE（長期演進(Long-Term Evolution)）等）、Bluetooth ^®通訊等）。

參考圖2，行動裝置200（其係圖1所示之行動裝置112之一者的實例）包括頂蓋210、顯示器層220、印刷電路板(printed circuit board, PCB)層230、及底蓋240。如所示之行動裝置200可係智慧型手機或平板電腦，但本文所述之實施例不限於此類裝置（例如，在本文所述之概念的其他實施方案中，裝置可係路由器或客戶端設備(customer premises equipment, CPE)）。頂蓋210包括螢幕214。底蓋240具有底面244。頂蓋210及底蓋240的側212、242提供邊緣表面。頂蓋210及底蓋240包含保持顯示器層220、PCB層230、及可能在或可能不在PCB層230上之行動裝置200的其他組件的外殼。例如，外殼可保持（例如，固持、含納）下文討論的天線系統、前端電路、中頻電路、及處理器，或者與天線系統、前端電路、中頻電路、及處理器整合。在所繪示實施例中，外殼可係實質上矩形的，具有兩組平行邊緣，且可經組態以彎曲或折疊。在此實例中，外殼具有圓角，雖然外殼可係具有其他形狀的隅角（例如直角（例如，45°）隅角、90°、其他非直角等）的實質上矩形。另外，PCB層230的大小及/或形狀可能與頂蓋或底蓋之任一者的大小及/或形狀不相稱，或者以其他方式與裝置的周界不相稱。例如，PCB層230可具有切口以接受電池。此外，PCB層230可包括夾層板及/或PCB子機板。可選擇子機板以促進設計及/或製造過程，例如，以加強功能分離或更好地利用外殼中的空間。可實施除了所繪示實施例以外之PCB層230的實施例。

UE（例如智慧型手機、平板電腦等）中可用的有限空間帶來天線設計的挑戰。例如，在行動電話中有10或更多個LTE及6 GHz以下頻帶的天線的情況下，可能沒有額外的空間可用於另一天線。由於天線頻率頻寬隨天線大小而變化，其中小型天線一般具有窄的頻寬，因此設計覆蓋寬廣的頻率頻寬的獨立天線具有挑戰性。此外，UE（例如，行動電話）的機械穩定性可能具有挑戰性，例如，因為可能需要UE的金屬框架中之非導電（例如，塑膠）斷開來分開天線，但可能削弱框架的穩定性，且可能由於無法散熱而導致熱問題。

如本文所使用，除非另有註明，否則用語「使用者設備(user equipment)」及「UE」並不特定於或以其他方式限於任何特定無線電存取技術(Radio Access Technology, RAT)。一般而言，UE係由使用者使用透過無線通訊網路來通訊的任何無線通訊裝置（例如，行動電話、路由器、平板電腦、膝上型電腦、消費者資產追蹤裝置、物聯網(IoT)裝置等）。UE可係行動式或可（例如，在某些時候）係固定式，且可與無線電存取網路(Radio Access Network, RAN)通訊。如本文中所使用，用語「UE」可互換地稱為「存取終端(access terminal)」或「AT」、「用戶端裝置(client device)」、「無線裝置(wireless device)」、「用戶裝置(subscriber device)」、「用戶終端(subscriber terminal)」、「用戶站(subscriber station)」、「使用者終端(user terminal)」或「UT」、「行動終端(mobile terminal)」、「行動站(mobile station)」、「行動裝置(mobile device)」、或其變化。一般而言，UE可經由RAN來與核心網路通訊，並且透過核心網路，UE可與諸如網際網路之外部網路連接及與其他UE連接。當然，連接至核心網路及/或網際網路的其他機制對於UE亦係可行的，諸如透過有線存取網路、WiFi網路（例如，基於IEEE（美國電機暨電子工程師學會(Institute for Electrical and Electronics Engineers)等802.11等）等。此外，二或更多個UE可在一些組態中直接通訊，無論是否透過網路彼此傳遞資訊。

亦參考圖3，UE 300可包括一或多個雙範圍天線元件310及一或多個（多個）頻率抑制器320。UE 300可係行動裝置200的實例。UE 300係一個實例，且可使用其他類型的設備，且/或可在UE 300中提供各種數量的雙範圍天線元件，且/或可使用包括雙範圍天線元件310之二或更多者的陣列。例如，UE可包括例如沿著UE之不同邊緣設置的天線元件310之二或更多者。作為另一實例，陣列可包括天線元件310之二或更多者、及一或多個其他天線元件（其可包括多個其他天線元件類型，例如，如本文關於圖9及/或圖10所討論者）。

（多個）天線元件310之各者可包括範圍1天線元件330及範圍2天線元件340。範圍1天線元件330可包括範圍1貼片導體332及範圍1 EC 334（能量耦合器）。範圍2天線元件340可包括範圍2貼片導體342及範圍2 EC 344。範圍1貼片導體332可經組態以在第一頻率範圍中的第一無線信號及第一頻率範圍中的第一引導信號之間換能（換能至及/或從……換能）。第一引導信號可係電信號（由電導體引導）、光信號（例如，由光纖電纜引導）、電磁信號（例如，由傳輸線（諸如微帶線）引導）等。範圍2貼片導體342可經組態以在第二頻率範圍中的第二無線信號及第二頻率範圍中的第二引導信號之間換能（換能至及/或從……換能）。第二頻率範圍（例如，24.25 GHz至52.6GHz的FR2頻帶內的24.25 GHz至29.5 GHz）可包括比第一頻率範圍（例如，7.125 GHz至24.25 GHz的FR3頻帶內的12.75 GHz至13.25 GHz）更高的頻率。第二頻率範圍可包括為第一頻率範圍之頻率兩倍的頻率（例如，實例第二頻率範圍包括多個頻率，其等各自係實例第一頻率範圍中之各別頻率的兩倍）。EC 334、344可經組態以在各別EC 334、344及各別貼片導體332、342之間耦合能量（例如，耦合至及/或從……耦合）。例如，EC 334、344可經組態以提供待由各別貼片導體332、342輻射的一或多個信號，且/或接收由各別貼片導體332、342接收之一或多個信號並將該一或多個信號傳送至各別前端電路。

（多個）頻率抑制器320可經組態以抑制範圍1天線元件330中的一或多個頻率且/或抑制範圍2天線元件340中的一或多個頻率。例如，（多個）頻率抑制器320可經組態以抑制範圍1天線元件330中的一或多個頻率耦合至範圍2天線元件340，且/或抑制範圍2天線元件340中的一或多個頻率耦合至範圍1天線元件330。

亦參考圖4，UE 400可包括雙範圍天線元件(310)及（多個）頻率抑制器320，且可進一步包括一或多個FEC 410（前端電路）、IF晶片420（中頻晶片）、收發器430、及處理器440。UE 400可係行動裝置200的實例。UE 400係實例，且可使用其他組態。（多個）FEC 410之各者可通訊地耦接至（多個）雙範圍天線元件310的各別能量耦合器。（多個）FEC 410之各者可經組態以在中頻與各別能量耦合器的各別頻率範圍之間轉換。IF晶片410可通訊地耦接至（多個）FEC 410且經組態以在IF頻率與基頻頻率之間轉換。IF晶片420通訊地耦接至收發器430，其通訊地耦接至包括記憶體442的處理器440。在一些實例中，一些信號可旁通IF晶片420。例如，在一些組態中，FR3信號可不轉換為IF，但可在收發器430或FEC 410中直接轉換為基頻或從基頻轉換。在其他實例中，省略IF晶片420，且所有信號例如在FEC 410中直接在RF與基頻之間轉換。在又一實例中，IF晶片420的功能整合在收發器420中，且收發器420經組態以在IF與基頻之間轉換。記憶體442可係非暫時性處理器可讀取儲存媒體，其包括具有處理器可讀取指令的軟體，該等處理器可讀取指令經組態以使處理器440執行功能（例如，可能在編譯指令之後）。處理器440可實施為數據機或其一部分。處理器440可經組態以提供待由天線元件傳輸的信號，且/或可處理由（多個）雙範圍天線元件310接收的信號。處理器440可經組態以控制UE 400之一或多個組件（例如，（多個）FEC 410的一或多個組件）的操作。在一些實例中，雙範圍天線元件310、頻率抑制器320、及（多個）FEC 410一起被封裝在一模組中，例如其中（多個）FEC被包括在積體電路(IC)中且其他元件被實施在或耦接至IC所耦接之模組的基材中。在其他實例中，（多個）FEC 410在IC之分開電路或電路或多個IC中實施，且雙範圍天線元件310及頻率抑制器320在基材中實施或耦接至該基材，該基材可通訊地耦接（例如，藉由電纜）至（多個）FEC 410。

亦參考圖5至圖7，顯示雙範圍天線元件500，其可係雙範圍天線元件310的實例。為了圖式清楚起見，圖5至圖7中的許多物品經處理為透視的。天線元件500包括第一天線元件510、第二天線元件520、接地導體530、介電材料710、第一頻率範圍抑制器541、542、第二頻率範圍抑制器550、及匹配元件561、562。第一天線元件510包括第一貼片導體511、及能量耦合器512、513。第二天線元件520包括第二貼片導體521、能量耦合器522、523、及寄生貼片導體524。第一天線元件510可經組態以換能第一頻率範圍中的信號，且第二天線元件可經組態以換能第二頻率範圍中的信號，該第二頻率範圍包括比第一頻率範圍中之頻率更高的頻率。第一頻率範圍可例如包括13 GHz頻帶（例如，12.75 GHz至13.25 GHz）且第二頻率範圍可例如包括頻帶n258/n261/n257。可使用天線元件500的其他組態，例如省略所示組件之一或多者。例如，可在第一天線元件510中使用單一能量耦合器，且/或可在第二天線元件520中使用單一能量耦合器。作為另一實例，可省略匹配元件561、562，亦可省略第一頻率範圍抑制器541、542。作為另一實例，可省略寄生貼片導體524。亦可使用其他組態。作為另一實例，第一頻率範圍抑制器541、542及/或匹配元件561、562可包括在各自含有天線元件（例如，雙範圍天線元件500）的一或多個基材安裝在其上的機板中/上。此機板可包括連接至天線元件的導線、及主動組件組（例如，RFIC（射頻積體電路）的主動組件組）（其可形成在具有與具有天線元件之機板不同的介電常數的介電質中）可安裝至具有天線元件的機板上。作為另一實例，天線陣列（例如，如下文進一步討論）可在與主動組件組相同的PCB中實施，例如，在相同的介電材料中（例如在不同的層中）具有主動組件及天線元件。如圖5之實例所示，雙範圍天線元件500係共孔隙(aperture-shared)天線元件，其中第一天線元件510及第二天線元件520具有共用的孔隙，即，其中第一天線元件的孔隙重疊第二天線元件520的孔隙。

第一天線元件510包括耦接至能量耦合器512、513的第一貼片導體511，該等能量耦合器耦接至主動組件組720的適當組件。雙範圍天線元件500及主動組件組720皆可實施在單一PCB上或可實施在離散的PCB上。第一貼片導體511可經組態以換能第一頻率範圍中的信號，其中能量耦合器512、513藉由墊514、515反應性地耦接（此處為電容性地耦接）至第一貼片導體511以提供雙偏振信號換能。此處，能量耦合器512、513經設置以為第一天線元件510提供斜偏振(slant polarization)。在其他實例中，能量耦合器512、513直接連接至第一貼片導體511。

第二天線元件520包括第二貼片導體521、能量耦合器522、523、及寄生貼片導體524。能量耦合器522、523各自耦接至主動組件組720中的一或多個適當的組件，且耦接至第二貼片導體521，在此實例中，電連接至第二貼片導體521。能量耦合器522、523延伸通過第一貼片導體511中的開口621、622，以在能量耦合器522、523與第一貼片導體511之間（且因此在第一天線元件510與第二天線元件520之間）提供一些隔離。第一貼片導體511與第二貼片導體521重疊（此處，完全重疊）。第一貼片導體511設置在第二貼片導體521與接地導體530之間。寄生貼片導體524與第二貼片導體521重疊並對準。第二貼片導體521設置在第一貼片導體511與寄生貼片導體524之間。在一些實例中，主動組件組可包括（多個）混頻器、（多個）放大器（例如，LNA及/或PA）及/或相移組件。

第二頻率範圍抑制器550可經組態以抑制（例如遏止或防止）第二頻率範圍中的一或多個頻率在第一天線元件510中傳播，例如，抑制受到第一貼片導體511換能。例如，第二頻率範圍抑制器550可經組態以抑制第一貼片導體511中的二階模態（及/或一或多個其他高階模態）。在此實例中，第二頻率範圍抑制器550包括電連接至接地導體530及電連接至第一貼片導體511之中心部分的接地機制，以提供對地短路以幫助確保第一貼片導體511之中心的電壓最大值。在此實例中，接地機制包含多個（此處，五個）導電接地構件（此處為導電通孔651、652、653、654、655），該多個導電接地構件繞第一貼片導體的中心616對稱地設置且各自電連接至接地導體530且電連接至第一貼片導體511之中心部分。例如，通孔651至655之各者可在介電材料710中距第一貼片導體之中心616在第一頻率範圍中之頻率的十分之一（或小於1/20）波長內電連接至第一貼片導體511。例如，通孔651至655可各自具有約0.15 mm的直徑，且從中心616至通孔652至655之各中心的距離可係約0.2 mm（例如，0.21 mm）。因此，通孔652至655之各者至中心616的最近點可係約0.13 mm（即，在介電材料710中小於第一頻率範圍中之頻率的約1/50波長）。通孔651至655可例如至少部分地設置在圓656內，該圓以中心616為中心且在介電材料710中具有小於第一頻率範圍中之頻率的十分之一（例如，約1/70）波長的半徑。作為另一實例，通孔651至655可例如至少部分地設置在圓657內（包括完全設置在該圓內），該圓以中心616為中心且在介電材料710中具有小於第一頻率範圍中之頻率的十分之一（例如，約1/25）波長的半徑。第二頻率範圍抑制器550的接地機制可在介電材料710中將第一貼片導體511從中心616向外第一頻率範圍中的頻率的至少1/25波長處接地，且可能在更遠處接地（例如，從中心616向外1/20、1/15、或1/10波長處）。第二頻率範圍抑制器550可例如抑制第二頻率範圍中（例如，在約26 GHz）的二階模態從第一貼片導體511傳輸，這可幫助確保第二天線元件520的對稱天線圖案。二階模態可能向第一貼片導體511的邊緣而不是視軸(boresight)輻射，且可能在第二頻率範圍中（例如，在約26 GHz）的視軸處引起零點。

可使用第二頻率範圍抑制器550的其他組態。例如，可使用其他數量的通孔。另外或替代地，可使用接地構件（例如，通孔）的其他對稱組態（例如，布局），諸如一行接地構件。例如，雖然通孔652至655係角度對稱的（繞中心616角度均勻地間隔開），但通孔可不係角度對稱的，而是通孔（例如，通孔652、653）可具有平面對稱性（對橫向於第一貼片導體511的平面對稱且在通孔之間延伸）。另外或替代地，可使用一或多個接地構件的不對稱組態。例如，單一導電通孔（例如，通孔652）可從中心616移位，或者可使用繞中心616不對稱的一組導電構件，諸如設置在距中心616不同距離處且/或具有不同的大小（例如，直徑）及/或形狀的兩個通孔。可使用第二頻率範圍抑制器550的各種組態之任一者。例如，可使用具有比通孔651更大直徑的導體，其具有或不具有另外的通孔作為第二頻率範圍抑制器550之接地機制的部分。作為另一實例，可使用額外或更少的通孔。例如，可使用兩個或三個通孔（例如，多於一個），且不需要與中心616對準的通孔。在一些組態中，單一通孔（具有根據目前製造程序的標準寬度）可能不足以抑制二階模態，而過多的通孔可能例如藉由引起短路而降低主模態的性能。在一些實例中，通孔經配置以具有反射對稱性（例如，配置成一行），且在一些實例中，通孔經配置以具有繞中心616的對稱性（旋轉對稱性），其在一些組態中可增加輻射的均勻性。例如，通孔可配置成三角形、正方形、五邊形、或六邊形形狀。在其他實例中，一些通孔形成此等形狀，且一或多個通孔設置在此類形狀的內部。在一些實例中，最外面的通孔經配置使得通孔距中心616更遠的部分與圓（例如，圓657）對準。

導電通孔651可電連接至第一貼片導體511及第二貼片導體521。使用通孔651提供至第二貼片導體521之中心的接地連接可改善連接至能量耦合器522、523之傳輸線545、546上的第二頻率範圍中的偏振之間的隔離及交叉偏振。將通孔651連接至第二貼片導體521係可選的。

第一頻率範圍抑制器541、542可經組態以（例如，遏止或防止）第一頻率範圍中的一或多個頻率在第二天線元件520中傳播（例如，穿過）。例如，第一頻率範圍抑制器541、542可抑制第一頻率範圍中之一或多個頻率的信號從第二貼片導體521傳送至傳輸線545、546（其等耦接至主動組件組720的一或多個組件（例如，各別前端電路的組件））或從傳輸線545、546傳送至第二貼片導體521。在此實例中，第一頻率範圍抑制器541、542可抑制第一頻率範圍中之一或多個頻率的信號在能量耦合器522、523與各別前端電路之間傳送。在此實例中，第一頻率範圍抑制器541、542包含陷波濾波器，該等陷波濾波器經組態以阻止（例如，衰減）第一頻率範圍中的一或多個頻率。在此實例中，第一頻率範圍抑制器541、542之各者包含一終端開路(open-ended)傳輸線（此處為微帶線(microstrip line)），該終端開路傳輸線經組態以傳送第一頻率範圍中的頻率，並阻止非所要頻率（例如，該頻率係在主動組件組720之介電質中期望被阻止的頻率下的約¼波長）。例如，對於3.5之介電常數，為了阻止13 GHz下的信號，第一頻率範圍抑制器541、542可係約3.1 mm長。例如，各終端開路傳輸線在主動組件組720之介電材料中可具有第一頻率範圍中之頻率的0.2λ與0.3λ之間的長度。第一頻率範圍抑制器541、542可電連接至經連接至能量耦合器522、523的傳輸線545、546。第一頻率範圍抑制器541、542連接至傳輸線545、546的位置可經選擇以改善匹配，且可基於貼片設計（例如，大小、高度等）而變化。例如，第一頻率範圍抑制器541、542可在主動組件組720之介電質中距能量耦合器522、523約1/8波長處分別連接至傳輸線545、546。第一頻率範圍抑制器541、542可改善第二天線元件520的傳輸線545、546與第一天線元件510的傳輸線565、566之間的隔離。

匹配元件561、562電連接至傳輸線565、566，該等傳輸線將能量耦合器512、513連接至主動組件組720（例如，各別前端電路）。匹配元件561、562之各者係匹配短截線(stub)傳輸線，其終止於一短路，例如，連接至匹配元件561、562之各別者且連接至接地導體530的導電通孔567、568。匹配元件561、562可在主動組件組720之介電質中位於約1/8波長且充當為電感器。匹配元件561、562連接至傳輸線565、566的位置可經選擇以改善匹配，且可基於雙範圍天線元件500的設計而變化。例如，匹配元件561、562可在主動組件組720之介電質中距能量耦合器512、513約1/8波長處分別連接至傳輸線565、566。

介電材料710可有相對高的介電常數。例如，介電材料710可具有高於7.0或高於9.0（例如，約9.4）的介電常數。高介電常數可幫助雙範圍天線元件500變小，例如約為使用低介電常數介電材料的僅用於第二頻率範圍之天線元件的大小。此可有助於使陣列中之雙範圍天線元件500的相鄰者之間的間距約為第一頻率範圍中的頻率下的四分之一波長（在自由空間中），且約為第二頻率範圍中之頻率下的二分之一波長（在自由空間中）。

亦參考圖8，顯示包含雙範圍天線元件811、812、813、814之陣列810的天線系統800。在此實例中，天線元件811至814之各者係雙範圍天線元件500的實例。陣列810係1x4陣列，但可實施其他數量天線元件的陣列，包括其他配置，諸如二維陣列（例如，4x4陣列）。在此實例中，天線元件811至814設置在各別的介電材料821、822、823、824中，其等各自具有約9.4之介電常數。替代地，天線元件811至814之二或更多個可設置在一或多個共用介電材料之各者中。主動組件組840的介電材料830可具有較低的介電常數，例如約3.6。在系統800經組態以在FR3（大概13 GHz）及FR2（在約24 GHz與29.5 GHz之間）中操作的情況下，介電材料821至824之各者的寬度850可係約4.2 mm，介電材料821至824之各者的高度860可係約1.25 mm，系統800的長度870可係約24.6 mm，且系統800的寬度880可係約4.2 mm。天線元件811至814之各者可經組態用於雙偏振。陣列810的中心至中心間距890（即，天線元件811至814的相鄰對之間）可係約6 mm（在13 GHz下約0.26λ ₀及在26 GHz下約0.52λ ₀）。天線系統800的模擬已顯示在12.65 GHz至13.25 GHz及24.5 GHz至29.5 GHz上低於-5 dB的回波損耗，且已顯示在12.75 GHz至13.25 GHz上超過3.1 dBi、及在24.25 GHz至29.5 GHz上超過8.4 dBi的實現峰值增益。主動組件組840可在與實施陣列810的PCB不同（儘管電連接且可能實體地連接至該PCB）的PCB中實施。雖然陣列810及主動組件組840經顯示為垂直堆疊，但在其他組態中，陣列810及主動組件組840可彼此橫向相鄰或彼此遠離地設置（且例如藉由電纜或導體耦接）。可使用其他組態，例如，其中陣列810及主動組件組840係單一PCB的部分。

天線元件811至814的一或多者可選擇性地導通或斷開（例如，藉由處理器440），且/或一或多個天線元件811至814內的天線元件之一或多者可選擇性地導通或斷開（例如，藉由處理器440）。例如，天線元件811至814的每隔一者（例如，天線元件812及天線元件814）內的較低頻率範圍天線元件可經斷開，使得經導通之較低範圍天線元件的相鄰者之間的元件間間距可接近較低頻率範圍內之頻率的自由空間的二分之一波長。斷開一或多個天線元件可改善經組態用於不同頻率範圍的天線元件之間的並行傳輸期間的隔離。作為另一替代例，天線元件811至814的每隔一者（例如，天線元件812、814）可經組態以僅具有較高頻率範圍的天線元件，且其他天線元件（例如，天線元件811、813）可各自經組態以具有較高頻率範圍天線元件及較低頻率範圍天線元件兩者。

天線系統800（及/或一或多個其他天線系統，例如，如關於圖9及/或圖10所討論）可具有各種組態之任一者。例如，主動組件組840可設置在RFIC中，且陣列810可與RFIC一起封裝在模組中。作為另一實例，主動組件組840可設置在RFIC中，且陣列810可藉由一或多個傳輸線（例如，一或多個微帶線，及/或一或多個同軸電纜，及/或一或多個其他形式的傳輸線）來通訊地耦接至RFIC。

亦參考圖9，天線系統900包括天線元件911、912、913、914、915的陣列910。在此實例中，天線元件911至913之各者係為雙範圍天線元件500之實例的雙範圍天線元件。此實例中之天線元件914、915係經組態以在雙範圍天線元件500之第二頻率範圍（較高頻率的頻率範圍）中操作的單範圍(single-range)天線元件。陣列910係具有交錯的雙範圍及單範圍天線元件的1x5陣列，其中天線元件914、915之各者位於天線元件911至913之相鄰者之間。可例如使用其他數量的天線元件來實施其他陣列組態，或可實施其他配置（諸如二維陣列）。在此實例中，天線元件911至913之各者設置在介電常數約9.4的介電材料920（例如，LTCC（低溫共燒陶瓷(Low-Temperature Cofired Ceramic)）或mSAP（改良半加成法(Modified Semi Additive Process)）材料）中。同樣在此實例中，天線元件914、915之各者設置在具有較低介電常數（例如，約3.6）的介電材料930中，相較於針對在較高介電常數的介電材料內之第二頻率範圍組態的元件，這可幫助改善第二頻率範圍中的頻寬。主動組件組950的介電材料940可具有類似於介電材料930之介電常數的介電常數，例如約3.6。在系統900經組態以在FR3（大概13 GHz）及FR2（在約24 GHz與29.5 GHz之間）中操作的情況下，天線元件911至915之介電材料之各者的寬度可係約4.2 mm，天線元件911至915之介電材料之各者的高度可係約1.25 mm，系統900的長度可係約24.6 mm，且系統900的寬度可係約4.2 mm。天線元件911至915之各者可經組態用於雙偏振。陣列910的中心至中心間距990（即，天線元件911至915的相鄰對之間）可係所使用之各頻率範圍的約二分之一波長，例如，在0.35波長與0.65波長之間（諸如在0.4與0.5波長之間）。例如，中心至中心間距990可係約9.4 mm，其在元件911、912之間及元件912、913之間導致在13 GHz下的約0.41λ ₀，且在天線元件911至915的相鄰對之間導致在26 GHz下的約0.4λ ₀。天線系統900的模擬已顯示在12.65 GHz至13.25 GHz及24.5 GHz至29.5 GHz上低於約-5 dB的回波損耗，且已顯示在12.75 GHz至13.25 GHz上超過3.1 dBi、及在24.25 GHz至29.5 GHz上超過8.4 dBi的實現峰值增益。

亦參考圖10，天線系統1000包括天線元件1011、1012、1013、1014、1015、1016的陣列1010。天線系統1000可經組態以在三個不同的頻率範圍中操作，例如，在第一頻率範圍（例如，大概13 GHz（例如，12.75 GHz至13.25 GHz））、具有比第一頻率範圍更高頻率的第二頻率範圍（例如，約24.5 GHz至約29.5 GHz）、及具有比第二頻率範圍更高頻率的第三頻率範圍（例如，大概40 GHz（例如，約37.0 GHz至約43.5 GHz））中。在此實例中，天線元件1011、1016之各者係為雙範圍天線元件500之實例的雙範圍天線元件。此實例中之天線元件1012、1014之各者係經組態以在第三頻率範圍中操作的單範圍天線元件。其他實例可包括設置在1015與1016之間的另一單範圍天線元件。所繪示實例中之天線元件1013、1015之各者係經組態以在第二頻率範圍及第三頻率範圍中操作的雙範圍天線元件。在此實例中，天線元件1011、1016之各者設置在介電常數約9.4的介電材料1020中。同樣在此實例中，天線元件1012至1015之各者設置在具有較低介電常數（例如，約3.6）的介電材料1030中。主動組件組1050的介電材料1040可具有類似於介電材料1030之介電常數的介電常數，例如約3.6。在系統1000經組態以在大概13 GHz（在約24 GHz與29.5 GHz之間，及在約37.0 GHz與43.5 GHz之間）操作的情況下，天線元件1011至1016之介電材料之各者的高度可係約1.25 mm，系統1000的長度可係約23.9 mm，且系統1000的寬度可係約4.2 mm。天線元件1011至1016之各者可經組態用於雙偏振。第一頻率範圍天線元件（此處為天線元件1011、1016）的相鄰對的中心至中心間距1060可係約18.4 mm（在13 GHz下的約0.78λ ₀）。第二頻率範圍天線元件的相鄰對之間（此處為在天線元件1011、1013之間、在天線元件1013、1015之間、及在天線元件1015、1016之間）的中心至中心間距可從約4.9 mm至約6.9 mm（在26 GHz下的約0.42λ ₀至約0.6λ ₀）變化。第三頻率範圍天線元件的相鄰對之間（此處為天線元件1012、1013、天線元件1013、1014、及天線元件1014、1015）之間的中心至中心間距1070可係約3.2 mm（在約40 GHz下的約0.44λ ₀）。天線系統1000的模擬已顯示在12.75 GHz至13.25 GHz上低於約-5.2 dB、在24.5 GHz至29.5 GHz上低於約-5.5 dB、及在37.0 GHz至43.5 GHz上低於約10.6 dB的回波損耗，且已顯示在12.75 GHz至13.25 GHz上超過0.2 dBi、在24.25 GHz至29.5 GHz上超過7.9 dBi、及在37.0 GHz至43.5 GHz上超過8.9 dBi的實現峰值增益。模擬亦已顯示具有增益變化小於1dB的+/- 30°波束轉向。

陣列1010係具有交錯的雙範圍及單範圍天線元件的1x6陣列，但可實施其他數量天線元件的陣列，包括其他配置，諸如可實施二維陣列。在此實例中，用於第二及第三頻率範圍的一對雙範圍天線元件（此處為天線元件1013、1015）、及用於第三頻率範圍的一對單範圍天線元件（此處為天線元件1012、1014）設置在用於第一及第二頻率範圍的一對相鄰的雙範圍天線元件（此處為天線元件1011、1016）之間。天線元件1011、1016係相鄰的，因為天線元件1011、1016之間不存在其他類似組態的天線元件。用於第二及第三頻率範圍的一對雙範圍天線元件（此處為天線元件1013、1015）與用於第三頻率範圍的一對單範圍天線元件（此處為天線元件1012、1014）交錯。

參考圖11，進一步參考圖1至圖10，換能多個頻率範圍內的信號之方法1100包括所示的階段。然而，方法1100係實例且非限制。方法1100可改變，例如藉由添加、移除、重新配置、組合、同時執行一或多個階段，且/或將一或多個單一階段分成多個階段。

在階段1110，方法1100包括：使用第一天線元件在第一無線信號與第一引導信號之間換能，第一無線信號及第一引導信號係在第一頻率範圍中。例如，範圍1貼片導體332（例如，第一貼片導體511）可將第一頻率範圍（例如，大概13 GHz）中的信號在無線信號與引導信號之間（例如，進入及/或來自範圍1能量耦合器334（例如，（多個）能量耦合器512、513））換能。第一貼片導體511及（多個）能量耦合器512、513可包含用於在第一無線信號與第一引導信號之間換能的構件。

在階段1120，方法1100包括：使用第二天線元件在第二無線信號與第二引導信號之間換能，第二無線信號及第二引導信號係在包括比第一頻率範圍更高頻率的第二頻率範圍中。例如，範圍2貼片導體342（例如，第二貼片導體521，且可能是寄生貼片導體524）可將第二頻率範圍（例如，大概24.25至29.5 GHz）中的信號在無線信號與引導信號之間（例如，進入且/或來自範圍2能量耦合器344（例如，（多個）能量耦合器522、523））換能。第二貼片導體521及（多個）能量耦合器522、523可包含用於在第二無線信號與第二引導信號之間轉換的構件。

在階段1130，方法1100包括：抑制第二頻率範圍中的能量作為二階模態在第一天線元件中傳播。例如，（多個）頻率抑制器320可抑制第二頻率範圍中的能量在範圍1天線元件330中傳播。例如，第二頻率範圍抑制器550可抑制第一貼片導體511中的二階模態，且因此抑制第一貼片導體換能第二頻率範圍中的能量，例如傳輸第二頻率範圍中的無線信號，且/或將第二頻率範圍中的信號換能成能量耦合器512、513中的引導信號。第二頻率範圍抑制器550可包括用於抑制第二頻率範圍中的能量穿過第一天線元件的構件。

方法1100的實施方案可包括下列特徵之一或多者。在一實例實施方式中，抑制包含將其中設置有貼片導體的介電材料中距貼片導體之中心在第一頻率範圍中之頻率的十分之一波長內的區域接地。例如，一或多個電導體（諸如導電通孔651至655）的接地機制可將第一貼片導體511之中心部分接地，以抑制在第一貼片導體511中發展二階模態。與接地導體530組合的導電通孔651至655可包含用於將貼片導體之中心區域接地的構件。在另一實例實施方案中，方法1100進一步包含：藉由將陷波濾波器應用於第二天線元件的能量耦合器以遏止第一頻率範圍中的頻率，來抑制第一頻率範圍中的能量在第二天線元件中傳播。例如，（多個）頻率抑制器320可抑制第一頻率範圍中的能量在範圍2天線元件340中傳播。例如，第一頻率範圍抑制器541、542可抑制第一頻率範圍中的能量在連接至傳輸線541、542的各別前端電路與能量耦合器522、523之間傳遞，且因此抑制第一頻率範圍中的能量穿過第二天線元件520（例如，抑制該能量從各別前端電路傳播至第二貼片導體521，且/或抑制該能量從第二貼片導體521傳播至各別前端電路）。第一頻率範圍抑制器541、542可包含用於抑制第一頻率範圍中的能量在第二天線元件中傳播的構件。第一頻率範圍抑制器541、542可提供陷波濾波器以抑制第一頻帶中的能量在第二天線元件520中傳播。在另一實施例實施方案中，第二頻率範圍包括為第一頻率範圍之頻率的兩倍的頻率。

實施方案實例

實施方案實例係提供於下列編號之條項中：

條項1.一種使用者設備(UE)天線系統，其包含： 一雙範圍天線元件，其包含： 一接地導體； 一介電材料； 一第一天線元件，其包含： 一第一貼片導體，其設置在該介電材料中，且經組態以在一第一頻率範圍中的第一無線信號與在該第一頻率範圍中的第一引導信號之間換能；及 至少一第一能量耦合器，其經設置且經組態以在該第一貼片導體與該至少一第一能量耦合器之間耦合該第一頻率範圍中的能量； 一第二天線元件，其包含： 一第二貼片導體，其設置在該介電材料中，且經組態以在一第二頻率範圍中的第二無線信號與該第二頻率範圍中的第二引導信號之間換能，該第二頻率範圍包括比該第一頻率範圍更高的頻率；及 至少一第二能量耦合器，其經設置且經組態以在該第二貼片導體與該至少一第二能量耦合器之間耦合該第二頻率範圍中的能量；及 一頻率抑制器，其電連接至該第一貼片導體，且經組態以抑制該第二頻率範圍中的能量作為一二階模態在該第一天線元件中傳播。

條項2.如請求項1之UE天線系統，其中該頻率抑制器包含一接地機制，該接地機制電連接至該接地導體且在該介電材料中距該第一貼片導體之一中心在該第一頻率範圍中之一頻率的十分之一波長內電連接至該第一貼片導體。

條項3.如請求項2之UE天線系統，其中該接地機制包含複數個導電通孔，該複數個導電通孔各自電連接至該接地導體且在該介電材料中距該第一貼片導體之該中心在該第一頻率範圍中之該頻率的該十分之一波長內各自電耦接至該第一貼片導體。

條項4.如請求項1至3中任一項之UE天線系統，其中該頻率抑制器包含複數個導電通孔，該複數個導電通孔各自電連接至該接地導體且各自電耦接至該第一貼片導體，該等導電通孔以繞該第一貼片導體之一中心的角度對稱性設置。

條項5.如請求項1至4中任一項之UE天線系統，其中該頻率抑制器係一第二頻率抑制器，且其中該UE天線系統進一步包含一第一頻率抑制器，該第一頻率抑制器包含至少一陷波濾波器，其中該至少一陷波濾波器之各者耦接至該至少一第二能量耦合器之一各別者且經組態以遏止該第一頻率範圍中的頻率。

條項6.如請求項5之UE天線系統，其中該至少一陷波濾波器之各者包含電連接至該至少一第二能量耦合器之該各別者的一終端開路傳輸線。

條項7.如請求項6之UE天線系統，其中該至少一陷波濾波器之各者的該終端開路傳輸線具有介於在該介電材料中該第一頻率範圍中之一頻率的0.2個波長與在該介電材料中該第一頻率範圍中之該頻率的0.3個波長之間的一長度。

條項8.如請求項1至7中任一項之UE天線系統，其中該第二頻率範圍包括為該第一頻率範圍之一頻率的兩倍的一頻率。

條項9.如請求項1至8中任一項之UE天線系統，其中該第一貼片導體設置在該第二貼片導體與該接地導體之間。

條項10.如請求項1至9中任一項之UE天線系統，其進一步包含至少一匹配短截線，該至少一匹配短截線各自包含一傳輸線，該傳輸線電連接至該至少一第一能量耦合器之一各別者且電連接至經電連接至該接地導體的一接地構件。

條項11.如請求項1至10中任一項之UE天線系統，其中該雙範圍天線元件係設置在一線性陣列中的複數個雙範圍天線元件之一者，該UE天線系統進一步包含一第三天線元件，該第三天線元件設置在該複數個雙範圍天線元件的相鄰者之間且經組態以換能該第二頻率範圍中的信號。

條項12.如請求項1至11任一項之UE天線系統，其中該雙範圍天線元件係複數個第一雙範圍天線元件之一者，該UE天線系統進一步包含： 複數個第二雙範圍天線元件，其經組態以換能該第二頻率範圍及包括比該第二頻率範圍更高頻率的一第三頻率範圍中的信號；及 複數個第三天線元件，其經組態以換能該第三頻率範圍中的信號； 其中該複數個第一雙範圍天線元件、該複數個第二雙範圍天線元件、及該複數個第三天線元件設置在一線性陣列中； 其中一對該複數個第二雙範圍天線元件及一對該複數個第三天線元件設置在該複數個第一天線元件的各對相鄰者之間，其中該對該複數個第二雙範圍天線元件及該對該複數個第三天線元件係交錯的。

條項13.一種換能多個頻率範圍內的信號之方法，該方法包含： 使用一第一天線元件在第一無線信號與第一引導信號之間換能，該等第一無線信號及該等第一引導信號係在一第一頻率範圍中； 使用一第二天線元件在第二無線信號與第二引導信號之間換能，該等第二無線信號及該等第二引導信號係在包括比該第一頻率範圍更高頻率的一第二頻率範圍中；及 抑制該第二頻率範圍中的能量作為一二階模態在該第一天線元件中傳播。

條項14.如請求項13之方法，其中該抑制包含將其中設置有該貼片導體的一介電材料中距該貼片導體之一中心在該第一頻率範圍中之一頻率的十分之一波長內的一區域接地。

條項15.如請求項13或請求項14之方法，其進一步包含藉由將一陷波濾波器應用於該第二天線元件的一能量耦合器以遏止該第一頻率範圍中的頻率，來抑制該第一頻率範圍中的能量在該第二天線元件中傳播。

條項16.如請求項13至15中任一項之方法，其中該第二頻率範圍包括為該第一頻率範圍之一頻率的兩倍的一頻率。

條項17.一種使用者設備(UE)天線系統，其包含： 用於使用一第一天線元件在第一無線信號與第一引導信號之間換能的構件，該等第一無線信號及該等第一引導信號係在一第一頻率範圍中； 用於使用一第二天線元件在第二無線信號與第二引導信號之間換能的構件，該等第二無線信號及該等第二引導信號係在包括比該第一頻率範圍更高頻率的一第二頻率範圍中；及 用於抑制該第二頻率範圍中的能量作為一二階模態在該第一天線元件中傳播的構件。

條項18.如請求項17之UE，其中用於抑制的該構件包含用於將其中設置有該貼片導體的一介電材料中距該貼片導體之一中心在該第一頻率範圍中之一頻率的十分之一波長內的一區域接地的構件。

條項19.如請求項17或請求項18之UE，其進一步包含用於濾波該第二天線元件之一能量耦合器中的能量以遏止該第一頻率範圍中的頻率的構件。

條項20.如請求項17至19中任一項之UE，其中該第二頻率範圍包括為該第一頻率範圍之一頻率的兩倍的一頻率。

其他考慮因素

其他實例及實施方案在本揭露及隨附之申請專利範圍的範疇內。例如，可使用除了所示者以外的組態。此外，由於軟體及電腦的本質，上述功能可使用由處理器執行的軟體、硬體、韌體、硬連線、或此等之任一者的組合來實施。實施功能的特徵亦可實體地位於各種位置，包括經分布使得功能的部分在不同實體地點實施。

如本文所使用，除非上下文另有明確指示，單數形式「一(a/an)」及「該(the)」亦包括複數形式。因此，以單數形式提及一裝置（例如，「一裝置(a device)」、「該裝置(the device)」）（包括在申請專利範圍中）包括此類裝置之一或多者（例如，「一處理器(a processor)」包括一或多個處理器、「該處理器(the processor)」包括一或多個處理器、「一記憶體(a memory)」包括一或多個記憶體、「該記憶體(the memory)」包括一或多個記憶體等）。如本文所使用，用語「包含(comprises/comprising)」及/或「包括(includes/including)」指定所陳述特徵、整數、步驟、操作、元件、及/或組件的存在，但不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件、及/或其群組的存在或添加。

此外，如本文所使用，在項目列表中使用的「或(or)」（可能以「中之至少一者(at least one of)」為開頭或以「之一或多者(one or more of)」為開頭）指示選言列表，使得例如「A、B、或C中之至少一者(at least one of A, B, or C)」的列表、或「A、B、或C之一或多者(one or more of A, B, or C)」的列表、或「A或B或C (A or B or C)」的列表，意謂A、或B、或C、或AB（A及B）、或AC（A及C）、或BC（B及C）、或ABC（即，A及B及C），或具有超過一個特徵的組合（例如，AA、AAB、ABBC等）。因此，記載物品（例如處理器）經組態以執行關於A或B中之至少一者的功能，或記載物品經組態以執行功能A或功能B，意謂該物品可經組態以執行關於A的功能，或者可經組態以執行關於B的功能，或者可經組態以執行關於A及B的功能。例如，「經組態以測量A或B中之至少一者的處理器(a processor configured to measure at least one of A or B)」或「經組態以測量A或測量B的處理器(a processor configured to measure A or measure B)」，意謂該處理器可經組態以測量A（且可或可不經組態以測量B），或者可經組態以測量B（且可或可不經組態以測量A），或者可經組態以測量A及測量B（且可經組態以選擇測量A及B的哪一個或兩者）。類似地，用於測量A或B中之至少一者的構件的記載包括用於測量A的構件（其可或可不能夠測量B），或用於測量B的構件（且可或可不經組態以測量A），或用於測量A及B的構件（其可能夠選擇測量A及B的哪一個或兩者）。作為另一實例，記載物品（例如處理器）經組態以執行功能X或執行功能Y中之至少一者，意謂該物品可經組態以執行功能X，或者可經組態以執行功能Y，或者可經組態以執行功能X且執行功能Y。例如，「經組態以測量X或測量Y中之至少一者的處理器(a processor configured to at least one of measure X or measure Y)」，意謂該處理器可經組態以測量X（且可或可不經組態以測量Y），或者可經組態以測量Y（且可或可不經組態以測量X），或者可經組態以測量X及測量Y（且可經組態以選擇測量X及Y的哪一個或兩者）。

如本文所使用，除非另有陳述，否則功能或操作「基於(based on)」物品或條件的陳述意謂該功能或操作基於所陳述物品或條件，且可基於除了所陳述物品或條件以外的一或多個物品及/或條件。

根據具體要求，可作出實質上的變化。例如，亦可使用客製化硬體，且/或特定元件可在硬體、由處理器執行的軟體（包括可攜式軟體，諸如小型應用程式等）或兩者中實施。此外，可採用至其他計算裝置（諸如網路輸入/輸出裝置）的連接。除非另有註明，否則圖式所示及/或本文所討論為彼此連接或通訊的組件（功能組件或其他組件）係通訊性地耦接。即，其等可直接或間接連接以實現它們之間的通訊。

上文討論的系統及裝置係實例。各種實例可適時省略、取代、或增添各種程序或組件。例如，關於某些組態描述的特徵可在各種其他組態中組合。組態的不同態樣及元件可以類似的方式組合。此外，技術發展著，且因此許多元件皆係實例且並不限制本揭露或申請專利範圍的範疇。

無線通訊系統係在無線通訊裝置（亦稱為無線通訊裝置）之間無線地傳送通訊的系統，即，藉由透過大氣空間傳播的電磁波及/或聲波而不是透過電線或其他實體連接。無線通訊系統（亦稱為無線通訊系統、無線通訊網絡、或無線通訊網絡）可不具有無線地傳輸的所有通訊，而是經組態以具有無線地傳輸的至少一些通訊。此外，用語「無線通訊裝置(wireless communication device)」或類似用語不需要該裝置的功能專用地或甚至主要地用於通訊，或者使用無線通訊裝置的通訊專用地或甚至主要地係無線，或者該裝置係行動裝置，而是指示該裝置包括無線通訊能力（單向或雙向），例如，包括用於無線通訊的至少一無線電（各無線電裝置係傳輸器、接收器、或收發器的部分）。

此處的描述中給出具體細節，以提供對實例組態（包括實施方案）的透徹理解。然而，在沒有此等具體細節的情況下亦可實行組態。例如，已在不具有不必要細節的情況下顯示眾所周知的電路、程序、演算法、結構、及技術，以避免使該等組態隱晦不明。本文的描述提供實例組態，且不限制申請專利範圍的範疇、應用性、或組態。而是，前文的組態描述提供用於實施所述技術的描述。可在元件的功能及配置中進行各種改變。

如本文所使用，用語「處理器可讀取媒體(processor-readable medium)」、「機器可讀取媒體(machine-readable medium)」、及「電腦可讀取媒體(computer-readable medium)」係指參與提供使機器以特定方式操作之資料的任何媒體。使用計算平台，各種處理器可讀取媒體可涉及向（多個）處理器提供指令/程式碼，以用於執行且/或可用以儲存且/或攜載此類指令/程式碼（例如，作為信號）。在許多實施方案中，處理器可讀取媒體係實體及/或有形儲存媒體。此一媒體可採用許多形式，包括但不限於非揮發性媒體及揮發性媒體。非揮發性媒體包括例如光碟及/或磁碟。揮發性媒體包括但不限於動態記憶體。

已描述數個實例組態，可使用各種修改例、替代構造、及等效例。例如，上述元件可係較大系統的組件，其中其他規則可優先於或以其他方式修改本揭露的應用。此外，可在上述元素之前、期間、或之後考慮數個操作。因此，上文描述不限申請專利範圍之範疇。

當使用在本文中時，當「約(about)」及/或「大約(approximately)」指稱可測量值（諸如量、時間持續時間、及類似者）時，在本文描述的系統、裝置、電路、方法、及其他實施方案的上下文中視情況涵蓋指定值的±20%或±10%、±5%、或+0.1%的變化。除非另有指示，否則如在本文所使用「實質上(substantially)」當指稱可測量值（諸如量、持續時間、物理屬性（諸如頻率）、及類似者）時在本文所述之系統、裝置、電路、方法、及其他實施方案的上下文中適當時，亦涵蓋指定值的±20%或±10%、±5%、±0.1%的變化。

值超過（或多於或高於）第一臨限值的陳述等效於該值符合或超過稍微大於第一臨限值的第二臨限值的陳述，例如，第二臨限值係在計算系統的解析度中高於第一臨限值的一個值。值小於第一臨限值（或在第一臨限值內或低於第一臨限值）的陳述等效於該值小於或等於稍微低於第一臨限值的第二臨限值的陳述，例如，第二臨限值係在計算系統的解析度中低於第一臨限值的一個值。

100:通訊系統 112:行動裝置 114:網路 116:伺服器 118, 120:存取點(AP) 200:行動裝置 210:頂蓋 212:側 214:螢幕 220:顯示器層 230:印刷電路板(PCB)層；PCB層 240:底蓋 242:側 244:底面 300:UE 310:雙範圍天線元件；天線元件 320:頻率抑制器 330:範圍1天線元件 332:範圍1貼片導體；貼片導體 334:範圍1 EC；EC；範圍1能量耦合器 340:範圍2天線元件 342:範圍2貼片導體；貼片導體 344:範圍2 EC；EC；範圍2能量耦合器 400:UE 410:FEC 420:IF晶片 430:收發器 440:處理器 442:記憶體 500:雙範圍天線元件；天線元件 510:第一天線元件 511:第一貼片導體 512, 513:能量耦合器 514, 515:墊 520:第二天線元件 521:第二貼片導體 522, 523:能量耦合器 524:寄生貼片導體 530:接地導體 541, 542:第一頻率範圍抑制器 545, 546:傳輸線 550:第二頻率範圍抑制器 561, 562:匹配元件 565, 566:傳輸線 567, 568:導電通孔 616:中心 621, 622:開口 651, 652, 653, 654, 655:導電通孔；通孔 656:圓 657:圓 710:介電材料 720:主動組件組 800:天線系統；系統 810:陣列 811, 812, 813, 814:雙範圍天線元件；天線元件 821, 822, 823, 824, 830:介電材料 840:主動組件組 850:寬度 860:高度 870:長度 880:寬度 890:中心至中心間距 900:天線系統；系統 910:陣列 911, 912, 913:天線元件；元件 914, 915:天線元件 920, 930, 940:介電材料 950:主動組件組 990:中心至中心間距 1000:天線系統；系統 1010:陣列 1011, 1012, 1013, 1014, 1015, 1016:天線元件 1020, 1030, 1040:介電材料 1050:主動組件組 1060:中心至中心間距 1070:中心至中心間距 1100:方法 1110, 1120, 1130:階段

圖1係通訊系統的示意圖。

圖2係圖1所示之行動裝置的簡化組件的分解透視圖。

圖3係包括一或多個雙範圍天線元件之使用者設備的方塊圖。

圖4係包括一或多個雙範圍天線元件之另一使用者設備的方塊圖。

圖5係實例雙範圍天線元件的透視圖。

圖6係圖5所示之雙範圍天線元件的俯視圖。

圖7係圖5所示之雙範圍天線元件的側視圖。

圖8係圖5所示之天線元件的天線系統的透視圖。

圖9係天線元件之天線系統的透視圖，其包括圖5所示之天線元件以及圖5所示之天線元件的頻率範圍之一者的單頻率範圍天線元件。

圖10係天線元件之天線系統的透視圖，其包括圖5所示之天線元件、頻率範圍不同於圖5所示之天線元件之頻率範圍的單頻率範圍天線元件、及用於圖5所示之天線元件之頻率範圍之一者及單頻率範圍天線元件之頻率範圍的雙頻率範圍天線元件。

圖11係換能多個頻率範圍內的信號之方法的方塊流程圖。

1100:方法

1110,1120,1130:階段

Claims (20)

1. 一種使用者設備(user equipment, UE)天線系統，其包含： 一雙範圍(dual-range)天線元件，其包含： 一接地導體； 一介電材料； 一第一天線元件，其包含： 一第一貼片導體，其設置在該介電材料中，且經組態以在一第一頻率範圍中的第一無線信號與在該第一頻率範圍中的第一引導信號之間換能(transduce)；及 至少一第一能量耦合器，其經設置且經組態以在該第一貼片導體與該至少一第一能量耦合器之間耦合該第一頻率範圍中的能量； 一第二天線元件，其包含： 一第二貼片導體，其設置在該介電材料中，且經組態以在一第二頻率範圍中的第二無線信號與該第二頻率範圍中的第二引導信號之間換能，該第二頻率範圍包括比該第一頻率範圍更高的頻率；及 至少一第二能量耦合器，其經設置且經組態以在該第二貼片導體與該至少一第二能量耦合器之間耦合該第二頻率範圍中的能量；及 一頻率抑制器，其電連接至該第一貼片導體，且經組態以抑制該第二頻率範圍中的能量作為一二階模態(second-order mode)在該第一天線元件中傳播。
2. 如請求項1之UE天線系統，其中該頻率抑制器包含一接地機制，該接地機制電連接至該接地導體且在該介電材料中距該第一貼片導體之一中心在該第一頻率範圍中之一頻率的十分之一波長內電連接至該第一貼片導體。
3. 如請求項2之UE天線系統，其中該接地機制包含複數個導電通孔，該複數個導電通孔各自電連接至該接地導體且在該介電材料中距該第一貼片導體之該中心在該第一頻率範圍中之該頻率的該十分之一波長內各自電耦接至該第一貼片導體。
4. 如請求項1之UE天線系統，其中該頻率抑制器包含複數個導電通孔，該複數個導電通孔各自電連接至該接地導體且各自電耦接至該第一貼片導體，該等導電通孔以繞該第一貼片導體之一中心的角度對稱性設置。
5. 如請求項1之UE天線系統，其中該頻率抑制器係一第二頻率抑制器，且其中該UE天線系統進一步包含一第一頻率抑制器，該第一頻率抑制器包含至少一陷波濾波器，其中該至少一陷波濾波器之各者耦接至該至少一第二能量耦合器之一各別者且經組態以遏止(suppress)該第一頻率範圍中的頻率。
6. 如請求項5之UE天線系統，其中該至少一陷波濾波器之各者包含電連接至該至少一第二能量耦合器之該各別者的一終端開路(open-ended)傳輸線。
7. 如請求項6之UE天線系統，其中該至少一陷波濾波器之各者的該終端開路傳輸線具有介於在該介電材料中該第一頻率範圍中之一頻率的0.2個波長與在該介電材料中該第一頻率範圍中之該頻率的0.3個波長之間的一長度。
8. 如請求項1之UE天線系統，其中該第二頻率範圍包括為該第一頻率範圍之一頻率的兩倍的一頻率。
9. 如請求項1之UE天線系統，其中該第一貼片導體設置在該第二貼片導體與該接地導體之間。
10. 如請求項1之UE天線系統，其進一步包含至少一匹配短截線(stub)，該至少一匹配短截線各自包含一傳輸線，該傳輸線電連接至該至少一第一能量耦合器之一各別者且電連接至經電連接至該接地導體的一接地構件。
11. 如請求項1之UE天線系統，其中該雙範圍天線元件係設置在一線性陣列中的複數個雙範圍天線元件之一者，該UE天線系統進一步包含一第三天線元件，該第三天線元件設置在該複數個雙範圍天線元件的相鄰者之間且經組態以換能該第二頻率範圍中的信號。
12. 如請求項1之UE天線系統，其中該雙範圍天線元件係複數個第一雙範圍天線元件之一者，該UE天線系統進一步包含： 複數個第二雙範圍天線元件，其經組態以換能該第二頻率範圍及包括比該第二頻率範圍更高頻率的一第三頻率範圍中的信號；及 複數個第三天線元件，其經組態以換能該第三頻率範圍中的信號； 其中該複數個第一雙範圍天線元件、該複數個第二雙範圍天線元件、及該複數個第三天線元件設置在一線性陣列中； 其中一對該複數個第二雙範圍天線元件及一對該複數個第三天線元件設置在該複數個第一天線元件的各對相鄰者之間，其中該對該複數個第二雙範圍天線元件及該對該複數個第三天線元件係交錯的。
13. 一種換能多個頻率範圍內的信號之方法，該方法包含： 使用一第一天線元件在第一無線信號與第一引導信號之間換能，該等第一無線信號及該等第一引導信號係在一第一頻率範圍中； 使用一第二天線元件在第二無線信號與第二引導信號之間換能，該等第二無線信號及該等第二引導信號係在包括比該第一頻率範圍更高頻率的一第二頻率範圍中；及 抑制該第二頻率範圍中的能量作為一二階模態在該第一天線元件中傳播。
14. 如請求項13之方法，其中該抑制包含將其中設置有該貼片導體的一介電材料中距該貼片導體之一中心在該第一頻率範圍中之一頻率的十分之一波長內的一區域接地。
15. 如請求項13之方法，其進一步包含藉由將一陷波濾波器應用於該第二天線元件的一能量耦合器以遏止該第一頻率範圍中的頻率，來抑制該第一頻率範圍中的能量在該第二天線元件中傳播。
16. 如請求項13之方法，其中該第二頻率範圍包括為該第一頻率範圍之一頻率的兩倍的一頻率。
17. 一種使用者設備(UE)天線系統，其包含： 用於使用一第一天線元件在第一無線信號與第一引導信號之間換能的構件，該等第一無線信號及該等第一引導信號係在一第一頻率範圍中； 用於使用一第二天線元件在第二無線信號與第二引導信號之間換能的構件，該等第二無線信號及該等第二引導信號係在包括比該第一頻率範圍更高頻率的一第二頻率範圍中；及 用於抑制該第二頻率範圍中的能量作為一二階模態在該第一天線元件中傳播的構件。
18. 如請求項17之UE，其中用於抑制的該構件包含用於將其中設置有該貼片導體的一介電材料中距該貼片導體之一中心在該第一頻率範圍中之一頻率的十分之一波長內的一區域接地的構件。
19. 如請求項17之UE，其進一步包含用於濾波該第二天線元件之一能量耦合器中的能量以遏止該第一頻率範圍中的頻率的構件。
20. 如請求項17之UE，其中該第二頻率範圍包括為該第一頻率範圍之一頻率的兩倍的一頻率。

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