射頻系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種射頻系統，尤指一種可不大幅增加設置面積即增加收發功能的射頻系統。
【背景技術】
[0002]陣列天線是多個相同的天線按一定規律排列構成的天線系統，且通過調整陣列天線中天線組件的擺放方式，可使陣列天線達到特定的輻射場型，將主波束集中于特定的方向傳遞信號。舉例來說，針對車用雷達系統，其陣列天線通常設定為對水平方向進行二維檢測。然而，在實際應用中，僅水平方向的二維檢測可能受到來自高于水平面物體(如告示牌、交通信號標志、橋梁、建筑物等)的反射，由于硬件的限制，常常造成錯誤警報(FalseAlarm)，而降低系統效能。在此情形下，若能針對車用雷達系統提供具有三維掃描功能的射頻系統，同時進行水平與垂直方向的檢測，將有助于分辨來自水平或垂直方向的反射，增加系統可靠度，進一步降低錯誤發報率。
[0003]傳統上，要增加不同方向的檢測功能，最直觀的方式是另外增加一組陣列天線，并調整天線組件的擺放方式，以針對垂直方向進行檢測。然而，車用雷達系統是將無線信號收發器設置于車輛保險桿或風扇柵罩內部，來進行測距、信息交換等應用。由于車輛保險桿內通常會設置吸震保麗龍或玻璃纖維等，可用空間極為受限，若要額外增加一組陣列天線，勢必有許多難度。更有甚者，若車用雷達系統的銷售目標為車后市場，亦即雷達供貨商將無法參與決策保險桿的材質及厚度，在此情形下，為了盡可能適用大部分車輛，陣列天線的增益、面積、輻射場型等的設計要求將更為嚴格。
[0004]因此，如何在不增加陣列天線所需設置空間下，適當地增加其檢測方向或范圍，已成為業界所努力的目標之一。
[0005]從而，需要提供一種射頻系統來解決上述問題。
【發明內容】
[0006]因此，本發明的主要目的即在于提供一種射頻系統，以在不大幅增加設置空間下，增加天線檢測范圍。
[0007]本發明公開一種射頻系統，該射頻系統包含:一基板，該基板包含一第一面及一第二面；多個天線串列，該多個天線串列形成于該基板的該第一面，每一天線串列包含多個輻射件串接于一序列，且該多個天線串列分類為一第一群組及一第二群組；多個導線，該多個導線形成于該基板的該第二面，用來傳輸射頻信號；多個連接件，該多個連接件設置于該基板中，用來耦接該多個導線與該多個天線串列中該第二群組的天線串列；一第一射頻信號處理模塊，該第一射頻信號處理模塊耦接于該多個天線串列中該第一群組的天線串列，用來通過該第一群組的天線串列收發射頻信號；以及一第二射頻信號處理模塊，該第二射頻信號處理模塊耦接于該多個導線，用來藉由該多個導線及該多個連接件耦接該第二群組的天線串列，以通過該第二群組的天線串列收發射頻信號；其中，在該第一射頻信號處理模塊通過該第一群組的天線串列收發射頻信號時，該第一群組的天線串列所產生的一第一電場朝向一第一方向延伸，而該第二射頻信號處理模塊通過該第二群組的天線串列收發射頻信號時，該第二群組的天線串列所產生的一第二電場朝向異于該第一方向的一第二方向延伸；其中，該多個天線串列中的至少一天線串列同時屬于該第一群組及該第二群組。
[0008]本發明利用共用天線串列，可在不大幅增加設置面積下增加不同方向的掃描功能，藉以避免因高于水平面物體的反射所造成的錯誤警報，進而提升系統效能及系統可靠度，或者可利用新增的收發功能，實現如車對車通信、車對系統通信等數據傳輸功能，以增加車用雷達系統的功能。
【附圖說明】
[0009]圖1A及圖1B分別為本發明實施例的一射頻系統的一第一面及一第二面的示意圖。
[0010]圖1C為圖1A的剖面圖。
[0011]圖2A及圖2B為本發明實施例的一射頻系統的一第一面及一第二面的TK意圖。
[0012]圖3A及圖3B分別為圖2A的射頻系統運作時天線串列的連接方式示意圖。
[0013]圖4A及圖4B為圖2A的射頻系統的天線場型示意圖。
[0014]主要組件符號說明:
[0015]10、20射頻系統
[0016]Pl第一面
[0017]P2第二面
[0018]A-A’線
[0019]100基板
[0020]AST_1 ?AST_n 天線串列
[0021]R輻射件
[0022]CN_1 ?CN_n 導線
[0023]VT連接件
[0024]102、216第一射頻信號處理模塊
[0025]104、230第二射頻信號處理模塊
[0026]LI ?L4邊
[0027]106天線基板
[0028]108接地層
[0029]110導線基板
[0030]sig_ll ?sig_ln、sig_21 ?sig_2n 信號端
[0031]212傳輸功率分配器
[0032]214接收功率分配器
[0033]222、224、226環形耦合器
[0034]CN_11、CN_12、CN_21、CN_22、導線
[0035]CN_31、CN_32、CN_41、CN_42
【具體實施方式】
[0036]請參考圖1A至圖1C，圖1A及圖1B分別為本發明實施例的一射頻系統10的一第一面Pl及一第二面P2的示意圖，而圖1C為圖1A中A-A’線的剖面圖。射頻系統10可以是一雷達系統的微波收發網絡，如車用陣列天線等，且不限于此，其包含有一基板100、天線串列AST_1?AST_n、導線CN_1?CN_n、連接件VT、一第一射頻信號處理模塊102以及一第二射頻信號處理模塊104。為求清楚，圖1A及圖1B標示有基板100的四邊LI?L4，以區別第一面Pl及第二面P2的圖示方向。如圖1C所示，第一面Pl及第二面P2分別為基板100的上、下兩面，且基板100可進一步區分為一天線基板106、一接地層108及一導線基板110。天線串列AST_1?AST_n設置于第一面Pl上，導線CN_1?CN_n設置于第二面P2上，而連接件VT則貫穿基板100以連接天線串列AST_1?AST_n與導線CN_1?CN_n。
[0037]詳細來說，每一天線串列AST_1?AST_n由多個串接于一序列的輻射件R所構成，并分別通過信號端sig_ll?sig_ln與第一射頻信號處理模塊102耦接，因此第一射頻信號處理模塊102可通過天線串列AST_1?AST_n收發射頻信號。另一方面，導線CN_1?CN_n則通過信號端sig_21?sig_2n與第二射頻信號處理模塊104耦接，并通過貫穿基板100的連接件VT與天線串列AST_1?AST_n耦接。在此情形下，第二射頻信號處理模塊104可藉由導線CN_1?CN_n及連接件VT而耦接天線串列AST_1?AST_n，進而通過天線串列AST_1?AST_n收發射頻信號。
[0038]簡言之，第一射頻信號處理模塊102及第二射頻信號處理模塊104共用天線串列AST_1?AST_n進行射頻信號的收發，藉此可節省天線布局空間。換個角度而言，射頻系統10可視為包含兩組射頻處理系統，一組由第一射頻信號處理模塊102及天線串列AST_1?AST_nK構成，另一組由第二射頻信號處理模塊104、導線CN_1?CN_n、連接件VT及天線串列AST_1?AST_n所構成。
[0039]需注意的是，圖1A至圖1C的射頻系統10為本發明的實施例，本領域的普通技術人員應當可據以作不同的修飾，而不限于此。舉例來說，導線CN_1?0~_11用來傳遞射頻信號，其長度、寬度、形狀、材質等可視系統需求而適當調整；或者，任一導線CN_1?CN_n亦可分段或多個導線串接或并聯等，皆屬本發明的范疇。連接件VT用來耦接導線CN_1?CN_n與天線串列AST_1?AST_n，其可以連通柱(Via)或耦合件方式實現，而設置的位置、材質等亦可適當調整。此外，輻射件R用來發射或感應射頻信號，其大小、形狀、材質等皆應視系統需求而適當調整，同樣地，相鄰輻射件R間連接的方式(直接連接或耦合連接)、連接線長度，或是輻射件R的數量等皆可適應性調整；舉例來說，本發明申請人在專利申請號為101144453的中國臺灣專利申請中公開一種天線及其所衍生的陣列天線即可用來實現或取代本發明的輻射件R或天線串列AST_1?AST_n。
[0040]另一方面，在射頻系統10中，如圖1A及圖1B所7K,第一射頻信號處理模塊102及第二射頻信號處理模塊104獨立設置，實際上，第一射頻信號處理模塊102及第二射頻信號處理模塊104亦可分別設置于基板100的第一面Pl與第二面P2上。同時，第一射頻信號處理模塊102及第二射頻信號處理模塊104表示不同處理模塊，兩者可分別包含一或多個接收處理單元或發射處理單元，進而分別達到多發或多收的處理模式。此外，在射頻系統10中，所有天線串列AST_1?AST_n皆由第一射頻信號處理模塊102及第二射頻信號處理模塊104所共用，然而，此僅為一實施例，天線串列AST_1?AST_n亦可僅一部分由第一射頻信號處理模塊102及第二射頻信號處理模塊104所共用。再者，第一射頻信號處理模塊102及第二射頻信號處理模塊104直接處理天線串列AST_1?AST_n所收發的射頻信號，換言之，每一天線串列AST_1?AST_n的權重(或功率)相同；然而，若需調整天線串列AST_1?AST_n的信號權重，亦可采用功率分配器等方式調整每一天線串列AST_1?AST_n間的功率比。
[0041]舉例來說，請參考圖2A及圖2B，圖2A及圖2B為本發明實施例的一射頻系統20的一第一面Pl及一第二面P2的不意圖。射頻系統20由射頻系統10所衍生,其主要架構大致相同，因此為求清楚，圖2A及圖2B亦標示有四邊LI?L4，以區別第一面Pl及第二面P2的圖示方向。與射頻系統10不同的是，射頻系統20包含10個天線串列AST_1?AST_10，且每一天線串列AST_1?AST_10包含8個輻射件R。此外，射頻系統20的第一面Pl上除了天線串列AST_1?AST_10外，還設置有一傳輸功率分配器212、一接收功率分配器214、一第一射頻信號處理模塊216及環形耦合器222、224、226。傳輸功率分配器212、接收功率分配器214及環形耦合器222、224、226的運作方式可進一步參考本發明申請人在專利申請號為102102470的中國臺灣專利申請中所公開的功率分配器及射頻收發系統。其中，第一射頻信號處理模塊216通過傳輸功率分配器212及接收功率分配器214耦接于天線串列AST_1?AST_3、AST_5、AST_7、AST_8、AST_10，以實現一發二收的操作。也就是說，天線串列AST_1?AST_3所接收的信號傳送至第一射頻信號處理模塊216的兩接收端(其中，天線串列AST_2為第一射頻信號處理模塊216的兩接收端共用)，而第一射頻信號處理模塊216的發射端所輸出的射頻信號則通過天線串列AST_5、