TWI800593B - 電磁裝置、其製作方法及電磁介電透鏡 - Google Patents

電磁裝置、其製作方法及電磁介電透鏡 Download PDF

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Abstract

一種電磁裝置包含一介電結構，該介電結構具有：一第一介電部（FDP），具有一近端及一遠端，該第一介電部具有除空氣外之一介電材料；以及一第二介電部（SDP），具有一近端及一遠端，該第二介電部之該近端係靠近該第一介電部之該遠端而設置，該第二介電部具有除空氣外之一介電材料；且其中該第一介電部之該介電材料具有較該第二介電部之該介電材料之平均介電常數大之一平均介電常數。

Description

電磁裝置、其製作方法及電磁介電透鏡
[相關申請案之交叉參考]
本申請案主張於2018年7月2日提出申請之美國臨時申請案第62/693,057號之權利，該美國臨時申請案以引用方式全文併入本文中。本申請案亦主張於2018年2月21日提出申請之美國臨時申請案第62/633,256號之權利，該美國臨時申請案以引用方式全文併入本文中。本申請案亦主張於2018年1月15日提出申請之美國臨時申請案第62/617,358號之權利，該美國臨時申請案以引用方式全文併入本文中。
本發明大體而言係關於一種電磁裝置，具體而言係關於一種介電共振天線（dielectric resonator antenna；DRA）系統，且更具體而言係關於一種具有一第一介電部（first dielectric portion）及一第二介電部之介電共振天線系統，該第一介電部及該第二介電部用於增強與該介電共振天線系統內之複數個介電結構相關聯之增益、回波損耗（return loss）及隔離。
儘管現有介電共振天線共振器及陣列可適用於其預期目的，然而一種用於構建在遠場中具有高定向性（high directionality）之一高增益介電共振天線系統之改良型介電共振天線結構將會使介電共振天線之技術進步，該高增益介電共振天線系統可克服現有缺點，例如頻寬有限、效率有限、增益有限、定向性有限或製作技術複雜等。
一實施例包含一種電磁裝置，其具有一介電結構，該介電結構包含：一第一介電部（first dielectric portion；FDP），具有一近端及一遠端，該第一介電部具有除空氣外之一介電材料；以及一第二介電部（second dielectric portion；SDP），具有一近端及一遠端，該第二介電部之該近端係靠近該第一介電部之該遠端而設置，該第二介電部具有除空氣外之一介電材料；且其中該第一介電部之該介電材料具有較該第二介電部之該介電材料之平均介電常數大之一平均介電常數。
一實施例包含一種製作一電磁裝置之方法，該方法包含：提供一基板；在該基板上設置複數個第一介電部（FDP），該等第一介電部其中之每一第一介電部具有一近端及一遠端且具有除空氣外之一介電材料，各該第一介電部之該近端設置於該基板上；靠近各該第一介電部而設置一第二介電部（SDP），各該第二介電部具有一近端及一遠端，各該第二介電部之該近端係靠近該等第一介電部其中對應之一第一介電部之該遠端而設置，各該第二介電部具有除空氣外之一介電材料，各該第一介電部之該介電材料具有較該等第二介電部其中對應之一第二介電部之該介電材料之平均介電常數大之一平均介電常數，各該第一介電部與對應之該第二介電部形成一介電結構。
一實施例包含一種電磁介電透鏡，其具有：至少一個透鏡部，由至少一種介電材料形成，其中該至少一個透鏡部具有由該至少一種介電材料之邊界劃定輪廓之一腔。
結合附圖閱讀以下對本發明之詳細說明，將會輕易明白本發明之上述特徵及優點以及其他特徵及優點。
雖然以下詳細說明出於例示目的而含有諸多細節，但此項技術中任何具有通常知識者應瞭解，在申請專利範圍之範圍內，以下細節存在諸多變化及變更。因此，以下實例性實施例係在不失一般性且不對所主張發明強加限制之條件下加以陳述。
藉由各圖所示且藉由隨附文字所述之一實施例提供一種呈一介電結構之形式之電磁裝置，該介電結構具有一第一介電部及相對於該第一介電部策略性地設置之一第二介電部以當至少第一介電部被電磁激勵以在遠場中輻射（例如，電磁共振及輻射）一電磁場時提供改良之增益、改良之頻寬、改良之回波損耗及/或改良之隔離。在一實施例中，僅第一介電部被電磁激勵以在遠場中輻射一電磁場。在另一實施例中，第一介電部及第二介電部被電磁激勵以在遠場中輻射一電磁場。在其中僅第一介電部被電磁激勵以在遠場中輻射一電磁場之一實施例中，第一介電部可被視為一電磁介電共振器，且第二介電部可被視為一介電電磁波束成形器。在其中第一介電部及第二介電部皆被電磁激勵以在遠場中輻射一電磁場之一實施例中，第一介電部與第二介電部之組合可被視為一電磁介電共振器，且其中第二介電部亦可被視為一介電電磁波束成形器。在一實施例中，該介電結構係為一全介電結構（例如，不存在內嵌式金屬或金屬顆粒）。
第1A圖及第1B圖繪示具有一介電結構2000之一電磁（EM）裝置1000，介電結構2000由一第一介電部2020及一第二介電部2520構成。第一介電部2020具有一近端2040及一遠端2060以及一三維（3D）形狀2080，三維形狀2080具有平行於一正交x、y、z座標系統之一z軸線而取向的自近端2040至遠端2060之一突伸方向。出於本文所揭露之目的，正交x、y、z座標系統之z軸線與一相關聯之第一介電部2020之一中心垂直軸線對準且重合，其中x-z平面、y-z平面及x-y平面係如各圖中所繪示那樣而取向，且其中z軸線正交於電磁裝置1000之一基板。即便如此，應瞭解，可採用一經過旋轉平移之正交x’、y’、z’座標系統，其中z’軸線不正交於電磁裝置1000之一基板。能構想出適用於本文所揭露之一目的之任意及所有此種正交座標系統，且其被視為歸屬於本文所揭露之發明之範圍內。第一介電部2020包含除空氣外之一介電材料（Dk材料），但在一實施例中，當第一介電部2020係為中空的時，第一介電部2020可包含由空氣、真空或適用於本文所揭露之一目的之其他氣體形成之一內部區。在一實施例中，第一介電部2020具有呈一半球形圓頂之形式或呈具有複數個垂直側壁及一圓頂形頂部或遠端2060之一細長圓頂之形式、或者更一般而言呈具有一凸形遠端2060之形式的一三維形狀。在一實施例中，第一介電部2020可包含由介電殼體（dielectric shell）形成之一層狀配置（layered arrangement）以形成半球形圓頂，其中每一連續之外置層（outwardly disposed layer）實質上內嵌並直接接觸一鄰近之內置層（inwardly disposed layer）。第二介電部2520具有一近端2540及一遠端2560，其中第二介電部2520之近端2540係靠近第一介電部2020之遠端2060而設置以形成介電結構2000。第二介電部2520包含除空氣外之一介電材料。第二介電部2520具有一三維形狀，該三維形狀具有與第二介電部2520之近端2540靠近之一第一x-y平面橫截面積2580、以及位於第二介電部2520之近端2540與遠端2560間之一第二x-y平面橫截面積2600，其中第二x-y平面橫截面積2600大於第一x-y平面橫截面積2580。在一實施例中，第一x-y平面橫截面積2580及第二x-y平面橫截面積2600係為圓形的，但在某些其他實施例中可係為卵形的或者適用於本文所揭露之一目的之任何其他形狀。在一實施例中，第二介電部2520具有設置於第二x-y平面橫截面積2600與遠端2560間之一第三x-y平面橫截面積2640，其中第三x-y平面橫截面積2640大於第二x-y平面橫截面積2600。在一實施例中，第二介電部2520之遠端2560係為平整的。在一實施例中，第一介電部2020之介電材料具有較第二介電部2520之介電材料之平均介電常數大之一平均介電常數。在一實施例中，例如，介電結構2000係為不存在內嵌式金屬或金屬顆粒之一全介電結構（all-dielectric structure）。在一實施例中，第一介電部2020係為一單一介電材料。
在一實施例中，第一介電部2020之介電材料具有等於或大於10之一平均介電常數，且第二介電部2520之介電材料具有等於或小於9之一平均介電常數。作為另一選擇，第一介電部2020之介電材料具有等於或大於11之一平均介電常數，且第二介電部2520之介電材料具有等於或小於5之一平均介電常數。更作為另一選擇，第一介電部2020之介電材料具有等於或大於12之一平均介電常數，且第二介電部2520之介電材料具有等於或小於3之一平均介電常數。更作為另一選擇，第一介電部2020之介電材料具有等於或大於10且等於或小於20之一平均介電常數，並且第二介電部2520之介電材料具有等於或大於2且等於或小於9之一平均介電常數。更作為另一選擇，第一介電部2020之介電材料具有等於或大於10且等於或小於15之一平均介電常數，並且第二介電部2520之介電材料具有等於或大於2且等於或小於5之一平均介電常數。更作為另一選擇，第二介電部2520之介電材料具有大於空氣介電常數且等於或小於9之一平均介電常數。
在一實施例中，第二介電部2520具有一整體最大高度HS及一整體最大寬度WS，其中HS大於WS。在一實施例中，HS等於或大於WS之1.5倍。作為另一選擇，在一實施例中，HS等於或大於WS之1倍。
在一實施例中，第一介電部2020具有一整體最大高度HF及一整體最大寬度WF，其中HS大於HF且其中WS大於WF。在一實施例中，HS大於HF之5倍，且WS大於WF之1.2倍。
在一實施例中，第二介電部2520具有靠近近端2540之一第一子部分2519及靠近遠端2560之一第二子部分2521，其中第二x-y平面橫截面積2600容置於第一子部分2519內，且第三x-y橫截面積2640容置於第二子部分2521內。在一實施例中，第一子部分2519具有具直徑W1之一圓柱形三維形狀，且第二子部分2521具有自一下部直徑W1擴展至一上部直徑WS之一截頭圓錐形三維形狀，俾使WS大於W1。在一實施例中，直徑W1大於直徑WF。
在一實施例中且現在參照第1C圖及第1D圖，與電磁裝置1000相似之一電磁裝置1001（其中相同特徵之編號相同）具有一第二介電部2550，第二介電部2550與第1A圖及第1B圖所示第二介電部2520相似，但在第二介電部2550內具有一內區2700，內區2700係由介電常數較第二介電部2550之剩餘外本體部分之介電常數小之一材料製成。在一實施例中，內區2700係為空氣。一般而言，第二介電部2550之外本體部分係由具有一第一介電常數之一介電材料製成，且內區2700係由具有一第二介電常數之一介電材料製成，該第二介電常數小於該第一介電常數。電磁裝置1001之其他特徵與電磁裝置1000之彼等特徵相似或相同。
現在參照第2圖及第3圖，其中第2圖繪示一電磁裝置1002，且第3圖繪示一電磁裝置1003，並且其中電磁裝置1002、1003與電磁裝置1000相似，其中相同特徵之編號相同。
在一實施例中，第2圖中所示之電磁裝置1002具有一第二介電部2522，第二介電部2522與第1A圖及第1B圖所示第二介電部2520相似，但具有具一直徑W1之一圓柱形形狀，直徑W1在第二介電部2522之整個高度HS之上延伸。亦即，第二介電部2522與電磁裝置1000之第二介電部2520之第一子部分2519之一延長版本相似。在一實施例中，第二介電部2522具有一整體最大高度HS及一整體最大寬度W1，其中HS大於W1。在一實施例中，HS等於或大於W1之1.5倍。作為另一選擇，在一實施例中，HS等於或大於W1之2倍。
在一實施例中，第3圖中所示之電磁裝置1003具有一第二介電部2523，第二介電部2523具有與電磁裝置1002之第二介電部2522相似之一最大整體寬度W1及一最大整體高度HS，但具有具一下部分2524及一上部分2525之一三維形狀，下部分2524具有複數個實質上垂直側壁，上部分2525具有一截頭橢圓體形狀。將第3圖與第1A圖、第1B圖、第1C圖、第1D圖及第2圖進行比較，可看出，不僅第一介電部2020可具有一凸形遠端2060，而且第二介電部2523可具有一凸形遠端2560。在一實施例中，第二介電部2523具有一整體最大高度HS及一整體最大寬度W1，其中HS大於W1。在一實施例中，HS等於或大於W1之1.5倍。作為另一選擇，在一實施例中，HS等於或大於W1之2倍。
藉由將本文所揭露之第二介電部2520、2521、2522之高寬比進行配置，會支援較高之橫向電（transverse electric；TE）模式，此得到一較寬之遠場橫向電輻射頻寬。
在一實施例中，第二介電部2520、2521、2522、2523被設置成直接緊密接觸第一介電部2020。然而，本發明之範圍並非僅限於此。在一實施例中，如第1B圖中之虛線2530所示，第二介電部2520、2521、2522、2523被設置成與第一介電部2020之遠端2060相距等於或小於λ之五倍之一距離，其中λ係為在電磁裝置1000之一運行中心頻率下之一自由空間波長。作為另一選擇，在一實施例中，第二介電部2520、2521、2522、2523被設置成與第一介電部2020之遠端2060相距等於或小於λ之三倍之一距離。作為另一選擇，在一實施例中，第二介電部2520、2521、2522、2523被設置成與第一介電部2020之遠端2060相距等於或小於λ之二倍之一距離。作為另一選擇，在一實施例中，第二介電部2520、2521、2522、2523被設置成與第一介電部2020之遠端2060相距等於或小於λ之一倍之一距離。作為另一選擇，在一實施例中，第二介電部2520、2521、2522、2523被設置成與第一介電部2020之遠端2060相距等於或小於λ之二分之一倍之一距離。作為另一選擇，在一實施例中，第二介電部2520、2521、2522、2523被設置成與第一介電部2020之遠端2060相距等於或小於λ之十分之一倍之一距離。
現在參照第4圖，其繪示一陣列3000中的複數個本文所揭露之任一介電結構2000，其中該等介電結構2000其中之相應介電結構2000之每一第二介電部2520、2521、2522、2523藉由一連接結構4000實體連接至相應第二介電部2520、2521、2522、2523其中之至少一個其他第二介電部。在一實施例中，與該等介電結構2000其中之一的例如一整體外尺寸WS或HS相較，每一連接結構4000係為相對薄的（在頁面之平面中）。在一實施例中，每一連接結構4000係由一非氣態介電材料形成，且具有較一相應之被連接之介電結構2000之一整體高度HS小之一橫截面整體高度HC。在一實施例中，每一連接結構4000與相關聯之第二介電部2520、2521、2522、2523形成一單個整塊式結構（monolithic structure）5000。在一實施例中，每一連接結構4000具有一橫截面整體高度HC，橫截面整體高度HC小於相關聯之電磁裝置1000在其下運行之一對應運行中心頻率下之一自由空間波長λ。在一實施例中，連接結構4000係由與對應第二介電部2520、2521、2522、2523之介電材料相同之一介電材料形成。在一實施例中，連接結構4000與對應之第二介電部2520、2521、2522、2523形成作為一連續無縫結構之前述單個整塊式結構5000。
大體上共同地參照前述各圖且具體參照第4圖，電磁裝置1000、1001、1002、1003或由介電結構2000形成之陣列3000之一實施例更包含一基板3200，基板3200上設置有單獨之介電結構2000或由介電結構2000形成之陣列。在一實施例中，基板3200包含一電介質3140及設置於電介質3140上之一金屬圍籬結構（metal fence structure）3500。關於第4圖所示陣列3000，基板3200具有至少一個支撐部3020，且連接結構4000具有至少一個安裝部4020。在一實施例中，該至少一個安裝部4020其中之每一者被設置成與該至少一個支撐部3020呈一對一對應關係（one-to-one corresponding relationship）。
更大體上共同地參照前述各圖且具體參照第4圖，電磁裝置1000、1001、1002、1003、或由介電結構2000形成之陣列3000、金屬圍籬結構3500之一實施例包含複數個導電電磁反射器3510，該等導電電磁反射器3510環繞具有一導電基底3514之一凹槽3512，各該反射器3510被設置成與該等介電結構2000其中之對應介電結構2000呈一對一關係且被設置成實質上環繞該等介電結構2000其中之每一對應介電結構2000。在一實施例中，金屬圍籬結構3500係為一整體金屬圍籬結構，且該等導電電磁反射器3510係與整體金屬圍籬結構3500一體成型。
在一實施例中，每一相應之電磁裝置1000、1001、1002、1003包含用於電磁激勵一給定介電結構2000之一訊號饋源（signal feed）3120，其中訊號饋源3120藉由電介質3140與金屬圍籬結構3500分隔開，在一實施例，電介質3140係為除空氣外之一介電介質，且其中在一實施例中，訊號饋源3120係為具有槽式開孔3130之一微帶（例如參見第1A圖）。然而，對一給定介電結構2000之激勵可係藉由適用於本文所揭露之一目的之任何訊號饋源（例如一銅導線、一同軸纜線、一微帶（例如，具有槽式開孔）、一條狀線（例如，具有槽式開孔）、一波導、一表面整合波導、一基板整合波導、或一導電油墨）來提供，該訊號饋源電磁耦合至相應之介電結構2000。如熟習此項技術者應瞭解，片語「電磁耦合」係為如下之一技術用語：其指代電磁能量自一個位置至另一位置之有意轉移而不必涉及該二個位置間之實體接觸，且在參考本文所揭露之一實施例時更具體而言指代與電磁共振頻率和相關聯之介電結構2000之一電磁共振模式重合之一訊號源間之相互作用。如例如第1A圖中所示，一介電結構2000與一對應電磁反射金屬圍籬結構3500之一單個組合在本文中被稱為一單位胞元1020。
如第4圖中所示，電介質3140及金屬圍籬結構3500各自分別具有軸向對準之穿孔（through hole）3030、3530，穿孔3030、3530界定基板3200之該至少一個支撐部3020之一位置。在一實施例中，該至少一個安裝部4020其中之每一者被設置成與該至少一個支撐部3020其中之每一者呈一對一對應性。在一實施例中，該至少一個安裝部4020其中之每一者黏附或以其他方式固定至該至少一個支撐部3020其中之一對應支撐部3020。第4圖繪示具有寬度為六之複數個介電結構2000之一M×N陣列3000，其中M=6。在一實施例中，N亦可等於6或者可等於適用於本文所揭露之一目的之介電結構2000任何數目。此外，應瞭解，本文所揭露的一給定陣列中之介電結構之數目M×N僅用於例示目的，且M及N之值可係為適用於本文所揭露之一目的之任何數目。因此，能構想出歸屬於本文所揭露發明之範圍內之任何M×N陣列。
現在參照第5A圖至第10圖。
第5A圖繪示與第4圖所示陣列3000相似之一M×N陣列3001，其中M=2且N不受限制，其中電介質3140及金屬圍籬結構3500各自分別具有軸向對準之穿孔3030、3530，穿孔3030、3530界定基板3200之相應支撐部3020之一位置，且相應之安裝部4020分別設置於電介質3140及金屬圍籬結構3500之對應穿孔3030、3530內。第5B圖繪示在將與上文所述整塊式結構5000相似之整塊式結構5010組裝至基板3200之前的第5A圖所示陣列3001。如圖所示，陣列3001係為具有一連接結構4000之一相連陣列，第二介電部2520之較低Dk材料覆蓋第一介電部2020之較高Dk材料之所有側，如在第二介電部2520之近端2040處所示，且第二介電部2520直接緊密接觸第一介電部2020，如第5A圖中之虛線5012所示。
第6A圖繪示與第5A圖所示陣列3001相似之一M×N陣列3002，其中M=2且N不受限制，其中電介質3140及金屬圍籬結構3500各自分別具有軸向對準之穿孔3030、3530，穿孔3030、3530界定基板3200之至少一個支撐部3020之一位置，且相應之安裝部4020設置於金屬圍籬結構3500之對應穿孔3530內但不設置於電介質3140之穿孔3030內。在一實施例中，電介質3140之穿孔3030填充有一結合材料3012（例如一黏合劑），結合材料3012將與第5A圖所示整塊式結構5010相似之整塊式結構5020之安裝部4020緊固至基板3200。第6B圖繪示在將整塊式結構5020組裝至基板3200之前的第6A圖所示陣列3002。如圖所示，陣列3002係為具有一連接結構4000之一相連陣列，第二介電部2520之較低Dk材料並不覆蓋第一介電部2020之較高Dk材料之所有側，如在第二介電部2520之近端2040處所示，其中在第二介電部2520之近端2040與金屬圍籬結構3500的上面設置有第一介電部2020之導電基底3514之間存在一間隙5014，且第二介電部2520直接緊密接觸第一介電部2020，如第5A圖中之虛線5012所示。
第7A圖繪示與第5A圖及第6A圖分別所示陣列3001、3002相似但具有一些替代特徵之一M×N陣列3003，其中M=2且N不受限制。如第7A圖中所示，電介質3140在連接結構4030（與連接結構4000相似，但作為連接結構4000之替代方案）之安裝部4020之區中不存在一穿孔，且金屬圍籬結構3500具有上面安放安裝部4020之凹陷支撐表面3540，進而形成至少一個支撐部3020。在一實施例中，一結合材料3012將與整塊式結構5010、5020相似之整塊式結構5030之安裝部4020緊固至凹陷支撐表面3540。第7B圖繪示在將整塊式結構5030組裝至基板3200之前的第7A圖所示陣列3003。換言之，基板3200之每一支撐部3020包含一面朝上之支撐表面3540，且連接結構4030之每一安裝部4020包含一面朝下之安裝表面4024，面朝下之安裝表面4024被設置成與一個對應之面朝上之支撐表面3540進行面對面嚙合。
如圖所示，陣列3003係為具有一連接結構4030之一相連陣列，第二介電部2520之較低Dk材料並不覆蓋第一介電部2020之較高Dk材料之所有側，如在第二介電部2520之近端2040處所示，其中在第二介電部2520之近端2040與金屬圍籬結構3500的上面設置有第一介電部2020之導電基底3514之間存在一間隙5014，且第二介電部2520被設置成與第一介電部2020之遠端2060相距一距離，如第7A圖中之間隙5016所示。藉由將第7A圖所示連接結構4030與第5A圖所示連接結構4000進行比較，連接結構4000具有一橫截面整體高度HC，且連接結構4030具有一橫截面整體高度HC1，其中HC1小於HC。在一實施例中，HC1等於或小於λ之一倍，其中λ係為在電磁裝置1000之一運行中心頻率下之一自由空間波長。作為另一選擇，在一實施例中，HC1等於或小於λ之二分之一倍。作為另一選擇，在一實施例中，HC1等於或小於λ之四分之一倍。作為另一選擇，在一實施例中，HC1等於或小於λ之五分之一倍。作為另一選擇，在一實施例中，HC1等於或小於λ之十分之一倍。
第8A圖繪示一M×N陣列3004，其中M=2且N不受限制，M×N陣列3004與第6A圖所示陣列3004相似，但其中連接結構之高度係為HC1而非HC。第8A圖與第6A圖中之其他相同特徵之編號相同。
第8B圖繪示一M×N陣列3005，其中M=2且N不受限制，M×N陣列3005與具有間隙5014及5016之第7A圖所示陣列3003與具有結合材料3012之第8A圖所示陣列3004之組合相似，但具有替代安裝特徵。在一實施例中，基板3200之每一支撐部3020包含形成於金屬圍籬結構3500中之一面朝上之凸肩3024，且整塊式結構5020之每一安裝部4020包含一面朝下之凸肩4024，面朝下之凸肩4024設置於一個對應之面朝上之凸肩3024上，其中安裝部4020之一橫截面縮窄型遠端（reduced cross section distal end）4026與金屬圍籬結構3500中之一開口或穿孔3534嚙合。在安裝部4020之遠端4026下方形成於金屬圍籬結構3500中之一空隙3536填充有結合材料3012，以將整塊式結構5020緊固至基板3200。
參照第6A圖、第8A圖及第8B圖，可看出，一實施例包含其中對應安裝部4020僅局部地設置於金屬圍籬結構3500之穿孔3030、3530、3534其中之一對應穿孔內且一結合材料3012至少局部地設置於金屬圍籬結構3500之剩餘穿孔部分中及基板3200之對應穿孔中的一配置。
參照第8B圖，可看出，一實施例包含其中連接結構4030之安裝部4020形成具有一台階縮窄型柱端（stepped-down post end）4021之一柱（由參考編號4020指代）且台階縮窄型柱端4021局部地設置於金屬圍籬結構3500之對應穿孔3534內的一配置。在一實施例中，柱4020及台階縮窄型柱端4021係為圓柱形的。
第9A圖繪示一M×N陣列3006，其中M=2及N不受限制，M×N陣列3006與第8A圖所示陣列3004相似，但具有替代安裝特徵，且第9B圖繪示第9A圖所示之細節9B。在一實施例中，基板3200之每一支撐部3020包含形成於金屬圍籬結構3500中之一面朝下之底切凸肩（downward facing undercut shoulder）3022，且連接結構4030之每一安裝部4020包含一面朝上之卡扣配合凸肩（upward facing snap-fit shoulder）4022，面朝上之卡扣配合凸肩4022被設置成藉由金屬圍籬結構3500中之一開口3532與對應的面朝下之底切凸肩3022進行卡扣配合嚙合。儘管第9A圖及第9B圖繪示電介質3140中之一穿孔3030，然而應瞭解，視連接結構4030之卡扣配合支腿4050之尺寸而定，此種穿孔3030可能是不必要的。在一實施例中，卡扣配合支腿4050包含一開口中心區4052，開口中心區4052允許側部分4054向內撓曲以便於進行前述卡扣配合嚙合。安裝部4020之遠端上之一錐形鼻（tapered nose）4056便於使安裝部4020進入至開口3532中。
第10圖繪示一M×N陣列3007，其中M=2且N不受限制，M×N陣列3007與具有間隙5014及5016之第7A圖所示陣列3003與具有卡扣配合支腿4050之第9A圖所示陣列3005之組合相似。第10圖、第9A圖及第7A圖間之其他相同特徵之編號相同。
如結合第5A圖至第10圖藉由以上對第1圖至第4圖之說明可看出，本文所揭露之諸多電磁裝置特徵可與本文所揭露之其他電磁裝置特徵互換及一起使用。因此，應瞭解，儘管本文並未例示及具體闡述電磁裝置特徵之所有組合，然而熟習此項技術者應瞭解，可用一個電磁裝置特徵來替代另一電磁裝置特徵，此並不背離本文所揭露發明之範圍。因此，能構想出本文所揭露之電磁裝置特徵之任意及所有組合，且該等組合被視為歸屬於本文所揭露之發明之範圍內。
現在參照第11圖至第12圖。
第11圖繪示一M×N陣列3008，其中M=2且N不受限制，M×N陣列3008與第5A圖所示陣列3001相似，但不存在第5A圖中所示之連接結構4000。第11圖與第5A圖間之其他相同特徵之編號相同。
第12圖繪示一M×N陣列3009，其中M=2且N不受限制，M×N陣列3009與第11圖所示陣列3007相似、不存在一連接結構4000且具有與第3圖所示者相似之一第二介電部2523。第12圖與第11圖間之其他相同特徵之編號相同。
如藉由對第1圖至第12圖之上述說明及/或例示可看出，本發明之實施例可包含或可不包含一連接結構4000，且仍根據本文所揭露之發明之一實施例而運行。因此，構想出，本文所揭露之包含一連接結構之任何實施例可在不存在此種連接結構之情況下被採用，且本文所揭露之不存在一連接結構之任何實施例可在具有此種連接結構之情況下被採用。
現在參照第13圖，其繪示M×N陣列3040之一實施例之實例性平面圖，其中M=2且N=2，但其中本發明並非僅限於一2×2陣列。陣列3040代表第5A圖、第6A圖、第7A圖、第8A圖、第8B圖、第9A圖、第10圖中分別所示的前述陣列3001、3002、3003、3004、3005、3006、3007其中之任一者，但其不存在對應的第二介電部2520、2523、連接結構4000、4030、及/或整塊式結構5020。如圖所示，陣列3040包含：基板3200，具有金屬圍籬結構3500，金屬圍籬結構3500具有導電電磁反射器3510及導電基底3514（電介質3140被隱藏而看不到）；第一介電部2020；一槽式饋源開孔3130（其可被替換成前述饋源結構其中之任一者）；以及複數個支撐部3020。現在結合第13圖來參照第14A圖，其中第14A圖繪示在組裝至基板3200之前的整塊式結構5010。如圖所示，整塊式結構5010具有複數個第二介電部2520、複數個安裝部4020、以及連接結構4000、4030。儘管連接結構4000、4030被例示為完全填充第二介電部2520與安裝部4020間之空間，然而應瞭解，此僅用於例示目的，且連接結構4000、4030僅需要具有用於互連第二介電部2520與安裝部4020以形成整塊式結構5010之連接分支（connection branch）。例如參見第14B圖，其繪示與第14A圖所示者相同之第二介電部2520及安裝部4020，但其中連接結構4000、4030係為複數個經互連肋狀物（rib），其中該組合形成整塊式結構5010。在第14A圖與至少第5A圖及第7A圖之間進行之比較將表明，連接結構4000、4030被設置成與基板3200相距一距離，該距離可被空氣或某種非氣態介電材料佔據。整塊式結構5010的被設置成與基板3200相距一距離之彼等部分在本文中亦被稱為一非附接區（non-attachment zone）4222。
現在參照第15圖至第21圖，其繪示以下各者之替代配置：安裝部4020、介電結構2000之陣列佈局（其中第15圖至第21圖中僅繪示介電結構2000之第二介電部2520）、以及所得連接結構4000、4030。在第15圖中，第二介電部2520被排列成一直線性佈局（rectilinear layout），且安裝部4120被排列成完全環繞第二介電部2520（及所得介電結構2000）。在第16圖中，第二介電部2520被排列成一直線性佈局，且安裝部4220被排列成局部地環繞第二介電部2520，其中在單塊式結構與基板之間存在至少一個非附接區4222。在第17圖中，第二介電部2520被排列成一非直線性佈局，且與第15圖所示者相似，安裝部4120被排列成完全環繞第二介電部2520。在第18圖中，第二介電部2520被排列成一非直線性佈局，且與第15圖及第17圖所示者相似，安裝部4320被排列成完全環繞第二介電部2520，但其中在策略性位置（例如陣列之隅角）中放置有附加較厚安裝部4322。在第19圖中，第二介電部2520被排列成一非直線性佈局，且安裝部4322係由第18圖所示之附加較厚安裝部4322形成，但不存在第18圖所示之環繞性安裝部4320，進而使得在整塊式結構與基板之間存在至少一個非附接區4222。在第20圖中，第二介電部2520被排列成一非直線性佈局，且安裝部4420係由第18圖所示之附加較厚安裝部4322與第18圖所示之環繞性安裝部4320之僅一部分形成，進而使得在整塊式結構與基板之間存在至少一個非附接區4222。在第21圖中，第二介電部2520被排列成一非直線性佈局，並且安裝部4520係由第18圖所示之附加較厚安裝部4322與第18圖所示之環繞性安裝部4320之附加部分形成，進而使得在整塊式結構與基板之間存在至少一個非附接區4222。第15圖至第21圖所示連接結構4000、4030可被形成為以與本文揭露內容相一致之任何方式將對應之安裝部4120、4220、4222、4320、4322、4420、4520與第二介電部2520互連。
依據上述內容，應瞭解，本發明之一實施例包含一電磁裝置1000，其中基板3200之至少一個支撐部3020其中之每一者與連接結構4000、4030之至少一個安裝部4020、4120、4220、4222、4320、4322、4420、4520其中之對應一個安裝部彼此附接，以界定一第一附接區4020、4120、4220、4222、4320、4322、4420、4520，其中陣列3000、3001、3002、3003、3004、3005、3006、3007、3008、3009之第一介電部2020其中之每一者與基板3200彼此附接以界定一第二附接區（第一介電部2020與基板3200間之各接觸區之集合體），且單個整塊式結構5000、5010與基板3200之間除第一附接區或第二附接區外之一區界定一非附接區4222。在一實施例中，第一附接區至少局部地環繞第二附接區。作為另一選擇，在一實施例中，第一附接區完全環繞第二附接區。
依據上述內容，應瞭解，存在用於提供與本文揭露內容相一致之一實施例的用於配置安裝部及連接結構以及介電結構佈局的諸多變化形式（不勝枚舉）。能構想出與本文揭露內容相一致之任意及所有此種配置，且該等配置被視為歸屬於本文所揭露之發明之範圍內。
現在參照第22圖至第23圖，其例示數學建模資料，該數學建模資料顯示本文所揭露且由第7A圖、第13圖及第14A圖大體所示之一實例性實施例之優點。第22圖繪示本文所揭露之一實施例之具有第一介電部2020及第二介電部2520之一單個輻射介電結構2000（更具體而言，一單個單位胞元1020）之效能特性（更具體而言，dBi增益及S(1, 1)回波損耗）。如圖所示，頻寬在-10 dBi下於69吉赫（GHz）與85吉赫之間係為21%，增益在該21%頻寬中係為實質上恆定的且在79吉赫下具有為12.3 dBi之峰值，並且該21%頻寬中之共振模式其中之三係為橫向電模式，即TE01 、TE02 、TE03 。第23圖繪示對與和第22圖相關聯者相同之單位胞元1020在具有及不具有第二介電部2520之情況下之S(1, 1)回波損耗效能特性之比較，呈現該比較係為了例示本文所揭露之一實施例之優點。曲線2300繪示在具有第二介電部2520之情況下之S(1, 1)特性，且曲線2310繪示在不存在第二介電部2520之情況下之S(1, 1)特性。如可看出，使用第二介電部2520會在自69吉赫至85吉赫之運行頻率範圍內將最小回波損耗增強至少40 dBi。
鑒於上述內容，應瞭解，本文所揭露之一電磁裝置1000可以具有處於不同中心頻率之至少二種共振模式之一運行頻率範圍而運行，其中該等共振模式至少其中之一係由第二介電部2520之存在支援。在一實施例中，該至少二種共振模式係為橫向電模式。亦應瞭解，本文所揭露之一電磁裝置1000可以在不同中心頻率下具有至少三種共振模式之一運行頻率範圍而運行，其中該至少三種共振模式至少其中之二係由第二介電部2520之存在支援。在一實施例中，該至少三種共振模式係為橫向電模式。在一實施例中，電磁裝置1000可在一運行頻率範圍中以一最小回波損耗值（minimum return loss value）而運行，且其中移除第二介電部2520會將該運行頻率範圍中之最小回波損耗值增大至少5 dBi、作為另一選擇增大至少10 dBi、作為另一選擇增大至少20 dBi、作為另一選擇增大至少30 dBi且更作為另一選擇增大至少40 dBi。
鑒於所有上述內容，儘管本文已闡述了電磁裝置特徵之某些組合，然而應瞭解，該某些組合僅用於例示目的，且可根據本發明之一實施例而採用本文所揭露之電磁裝置特徵其中之任一者之任一組合。本文能構想出任意及所有此種組合，且該等組合被視為歸屬於本文所揭露之發明之範圍內。
返回參照第1C圖、第1D圖及至少第4圖，應瞭解，一實施例包含一第二介電部2550，作為另一選擇，其在本文中被稱為一電磁（EM）介電透鏡，該電磁（EM）介電透鏡具有由至少一種介電材料形成之至少一個透鏡部（在本文中亦由參考編號2550指代），其中該至少一個透鏡部2550具有由該至少一種介電材料之邊界劃定輪廓之一腔2700。在一實施例中，該至少一個透鏡部2550由複數個層狀透鏡部（由虛線2552繪示）形成。在一實施例中，該等透鏡部2550、2552被排列成一陣列（例如參見第4圖中之陣列3000）。在一實施例中，該等透鏡部2550、2552被連接（例如參見第4圖中之連接結構4000），其中該等透鏡部2550、2552之連接係藉由至少一種介電材料而提供。在一實施例中，電磁介電透鏡2550係為一全介電結構。
鑒於對本文所揭露之一電磁裝置1000之結構之上述說明，應瞭解，一實施例亦包含一種製作此種電磁裝置1000之方法，該方法包含：提供一基板；在該基板上設置複數個第一介電部（FDP），該等第一介電部其中之每一第一介電部具有一近端及一遠端且包含除空氣外之一介電材料，各該第一介電部之該近端設置於該基板上；靠近各該第一介電部而設置一第二介電部（SDP），各該第二介電部具有一近端及一遠端，各該第二介電部之該近端係靠近該等第一介電部其中對應之一第一介電部之該遠端而設置，各該第二介電部包含除空氣外之一介電材料，各該第一介電部之該介電材料具有較該等第二介電部其中對應之一第二介電部之該介電材料之平均介電常數大之一平均介電常數，各該第一介電部與對應之該第二介電部形成一介電結構。在該方法之一實施例中，各該第二介電部藉由一連接結構而實體連接至該等第二介電部其中之至少一個其他第二介電部，該連接結構係由一非氣態介電材料形成，該連接結構與被連接之該等第二介電部形成一單個整塊式結構。在該方法之一實施例中，該設置一第二介電部之步驟包含靠近各該第一介電部而設置該單個整塊式結構。在該方法之一實施例中，該單個整塊式結構係為具有一無縫且連續之結構之一單一介電材料。在該方法之一實施例中，該方法更包含將該單個整塊式結構附接至該基板。在該方法之一實施例中，該附接步驟包含藉由結合將該單個整塊式結構之複數個柱附接至該基板之複數個支撐平台上。在該方法之一實施例中，該附接步驟包含藉由卡扣配合將該單個整塊式結構之複數個卡扣配合柱附接至該基板之複數個凸肩孔（shouldered hole）中。在該方法之一實施例中，該附接步驟包含將該單個整塊式結構之複數個台階縮窄型柱僅局部地附接至該基板之複數個穿孔中，並在該等穿孔中施加一結合材料以將該等柱結合至該基板。在該方法之一實施例中，該介電結構係為一全介電結構。
儘管本文已參照實例性實施例闡述了本發明，然而熟習此項技術者應理解，可作出各種改變，且可用等效形式來替代該等實施例之要素，此並不背離申請專利範圍之範疇。可作出諸多潤飾，以使一特定情形或材料適應於本發明之教示內容，此並不背離本發明之實質範圍。因此，本發明並不旨在限於將本文所揭露之特定實施例作為所構想出的用於實施本發明之最佳方式或僅有方式，而是本發明將包含歸屬於隨附申請專利範圍之範疇內之所有實施例。在圖式及說明中，已揭露了實例性實施例，且雖然可能已採用了特定用語及/或尺寸，但除非另有說明，否則該等用語及/或尺寸僅係以一般、實例性及/或說明性意義使用而非用於限制，因此申請專利範圍之範疇並非僅限於此。當將一元件（例如一層、膜、區、基板或其他所述特徵）稱為位於另一元件「上」時，該元件可直接位於另一元件上，或者亦可存在中間元件。相較之下，當將一元件稱為「直接」位於另一元件「上」時，不存在中間元件。所使用之用語「第一」、「第二」等並非表示存在任何次序或重要性，而是用語「第一」、「第二」等僅用於將一個元件與另一元件區分開。所使用之用語「一（a、an）」等並不表示對數量之限制，而是表示存在至少一個所提及項。本文所使用之用語「包含（comprising）」並不排除包含一或多個其他特徵之可能性。並且，提供本文所提供之任何背景資訊係為了揭示申請人認為可能與本文所揭露發明有關之資訊。此未必旨在承認、亦不應解釋成：此種背景資訊中之任一者相對於本文所揭露之發明之一實施例構成先前技術。
1000、1001、1002、1003‧‧‧電磁（EM）裝置1020‧‧‧單位胞元2000‧‧‧介電結構2020‧‧‧第一介電部2040‧‧‧第一介電部之近端2060‧‧‧第一介電部之遠端2080‧‧‧三維（3D）形狀2300、2310‧‧‧曲線2519‧‧‧第一子部分2520、2522、2523‧‧‧第二介電部2521‧‧‧第二子部分2524‧‧‧下部分2525‧‧‧上部分2530‧‧‧第二介電部被設置成與第一介電部之遠端相距一距離2540‧‧‧第二介電部之近端2550‧‧‧第二介電部/透鏡部/電磁介電透鏡2552‧‧‧層狀透鏡部2560‧‧‧第二介電部之遠端2580‧‧‧第一x-y平面橫截面積2600‧‧‧第二x-y平面橫截面積2640‧‧‧第三x-y平面橫截面積2700‧‧‧內區/腔3000、3001、3002、3003、3004、3005、3006、3007、3008、3009、3040‧‧‧陣列3012‧‧‧結合材料3020‧‧‧支撐部3022‧‧‧面朝下之底切凸肩3024‧‧‧面朝上之凸肩3030、3530‧‧‧穿孔3120‧‧‧訊號饋源3130‧‧‧槽式開孔/槽式饋源開孔3140‧‧‧電介質3200‧‧‧基板3500‧‧‧金屬圍籬結構3510‧‧‧導電電磁反射器3512‧‧‧凹槽3514‧‧‧導電基底3532‧‧‧開口3534‧‧‧開口或穿孔3536‧‧‧空隙3540‧‧‧凹陷支撐表面4000、4030‧‧‧連接結構4020‧‧‧安裝部/柱/第一附接區4021‧‧‧台階縮窄型柱端4022‧‧‧面朝上之卡扣配合凸肩4024‧‧‧面朝下之安裝表面4026‧‧‧橫截面縮窄型遠端4050‧‧‧卡扣配合支腿4052‧‧‧開口中心區4054‧‧‧側部分4056‧‧‧錐形鼻4120、4220、4320、4420‧‧‧安裝部/第一附接區4222‧‧‧非附接區4322‧‧‧附加較厚安裝部/第一附接區4520‧‧‧安裝部/第一附接區5000、5010、5020、5030‧‧‧整塊式結構5012‧‧‧直接緊密接觸5014、5016‧‧‧間隙HC、HC1‧‧‧連接結構之橫截面整體高度HF‧‧‧第一介電部之整體最大高度HS‧‧‧第二介電部之整體最大高度TE01、TE02、TE03‧‧‧橫向電模式W1、WS‧‧‧第二介電部之最大整體寬度WF‧‧‧第一介電部之整體最大寬度x、y、z‧‧‧軸線
參照實例性非限制圖式，其中在圖式中，相同元件之編號相同：
第1A圖繪示根據一實施例之一電磁（electromagnetic；EM）裝置之一單位胞元（unit cell）之旋轉立體圖；
第1B圖繪示根據一實施例之第1A圖所示單位胞元之側視圖；
第1C圖繪示根據一實施例作為第1A圖所示者之替代方案之一單位胞元之旋轉立體圖；
第1D圖繪示根據一實施例之第1C圖所示單位胞元之側視圖；
第2圖繪示根據一實施例與第1B圖及第1D圖所示者相似但作為第1B圖及第1D圖所示者之替代方案之一單位胞元之側視圖；
第3圖繪示根據一實施例與第1B圖、第1D圖及第2圖所示者相似但作為第1B圖、第1D圖及第2圖所示者之替代方案之一單位胞元之側視圖；
第4圖繪示根據一實施例由複數個第1B圖所示單位胞元形成之一M×N陣列之側視圖，其中M=6；
第5A圖繪示根據一實施例由複數個第1B圖所示單位胞元形成之一M×N陣列之側視圖，其中M=2；
第5B圖繪示根據一實施例之第5A圖所示M×N陣列之一經拆解總成之側視圖；
第6A圖繪示根據一實施例與第5A圖所示者相似但作為第5A圖所示者之替代方案之由複數個單位胞元形成之一M×N陣列之側視圖，其中M=2；
第6B圖繪示根據一實施例之第6A圖所示M×N陣列之一經拆解總成之側視圖；
第7A圖繪示根據一實施例與第5A圖及第6A圖所示者相似但作為第5A圖及第6A圖所示者之替代方案之由複數個單位胞元形成之一M×N陣列之側視圖，其中M=2；
第7B圖繪示根據一實施例之第7A圖所示M×N陣列之一經拆解總成之側視圖；
第8A圖繪示根據一實施例與第6A圖所示者相似但作為第6A圖所示者之替代方案之由複數個單位胞元形成之一M×N陣列之側視圖，其中M=2；
第8B圖繪示根據一實施例與第7A圖所示者相似但作為第7A圖所示者之替代方案之由複數個單位胞元形成之一M×N陣列之側視圖，其中M=2；
第9A圖繪示根據一實施例與第8A圖所示者相似但作為第8A圖所示者之替代方案之由複數個單位胞元形成之一M×N陣列之側視圖，其中M=2，且第9B圖係為顯示第9A圖所示「細節9B」之放大視圖；
第10圖繪示根據一實施例與第9A圖所示者相似但作為第9A圖所示者之替代方案之由複數個單位胞元形成之一M×N陣列之側視圖，其中M=2；
第11圖繪示根據一實施例與第5A圖所示者相似但作為第5A圖所示者之替代方案之由複數個單位胞元形成之一M×N陣列之側視圖，其中M=2；
第12圖繪示根據一實施例與第11圖所示者相似但作為第11圖所示者之替代方案之由複數個單位胞元形成之一M×N陣列之側視圖，其中M=2；
第13圖繪示根據一實施例之由一基板上之複數個第一介電部形成之一M×N陣列之平面圖，其中M=2且N=2；
第14A圖繪示根據一實施例包含藉由一連接結構而互連的由複數個第二介電部形成之一M×N陣列及複數個安裝部之一整塊式結構（monolithic structure）之平面圖，其中M=2且N=2；
第14B圖繪示根據一實施例與第14A圖所示者相似但作為第14A圖所示者之替代方案之一整塊式結構之平面圖；
第15圖繪示根據一實施例與第14A圖至第14B圖所示者相似但作為第14A圖至第14B圖所示者之替代方案之一整塊式結構之平面圖；
第16圖繪示根據一實施例與第14A圖至第15圖所示者相似但作為第14A圖至第15圖所示者之替代方案之一整塊式結構之平面圖；
第17圖繪示根據一實施例與第14A圖至第16圖所示者相似但作為第14A圖至第16圖所示者之替代方案之一整塊式結構之平面圖；
第18圖繪示根據一實施例與第14A圖至第17圖所示者相似但作為第14A圖至第17圖所示者之替代方案之一整塊式結構之平面圖；
第19圖繪示根據一實施例與第14A圖至第18圖所示者相似但作為第14A圖至第18圖所示者之替代方案之一整塊式結構之平面圖；
第20圖繪示根據一實施例與第14A圖至第19圖所示者相似但作為第14A圖至第19圖所示者之替代方案之一整塊式結構之平面圖；
第21圖繪示根據一實施例與第14A圖至第20圖所示者相似但作為第14A圖至第20圖所示者之替代方案之一整塊式結構之平面圖；
第22圖繪示根據一實施例之一單個單位胞元之數學建模效能特性；以及
第23圖繪示根據一實施例之數學效能特性，其將根據一實施例之一單位胞元與一相似的但不存在根據該實施例之一元件之一單位胞元的S(1, 1)回波損耗效能特性進行比較。
1000‧‧‧電磁(EM)裝置
1020‧‧‧單位胞元
2000‧‧‧介電結構
3120‧‧‧訊號饋源
3130‧‧‧槽式開孔/槽式饋源開孔
314‧‧‧電介質
3200‧‧‧基板
3500‧‧‧金屬圍籬結構

Claims (68)

  1. 一種電磁裝置，包含：一介電結構，包含：一第一介電部(first dielectric portion；FDP)，具有一近端及一遠端，該第一介電部包含除空氣外之一介電材料；以及一第二介電部(second dielectric portion；SDP)，具有一近端及一遠端，該第二介電部之該近端係靠近該第一介電部之該遠端而設置，該第二介電部包含除空氣外之一介電材料；其中該第一介電部之該介電材料具有較該第二介電部之該介電材料之平均介電常數大之一平均介電常數，其中該第二介電部具有一整體最大高度HS及一整體最大寬度WS，其中WS靠近該第二介電部之該遠端，且HS大於WS，其中該第二介電部於該第二介電部的該遠端及該第二介電部的該近端之間具有另一寬度W1，且WS大於W1，其中該第一介電部具有一整體最大寬度WF，其中WS及W1至少其中之一大於WF，其中HS係由該第二介電部的該近端至該第二介電部的該遠端的一方向觀察的，且WS、W1及WF係由與HS垂直的一方向觀察的。
  2. 如請求項1所述之裝置，其中該介電結構係為一全介電結構(all-dielectric structure)。
  3. 如請求項1所述之裝置，其中該第一介電部係為一單一介電材料。
  4. 如請求項1所述之裝置，其中該第二介電部包含一外本體(outer body)及一內區(inner region)，該外本體包含具有一第一介電常數之一介電材料，且 該內區包含具有一第二介電常數之一介電材料，該第二介電常數小於該第一介電常數。
  5. 如請求項4所述之裝置，其中該內區包含空氣。
  6. 如請求項1所述之裝置，其中該第二介電部具有一三維(3D)形狀，該三維形狀具有與該第二介電部之該近端靠近之一第一x-y平面橫截面積(first x-y plane cross-section area)、以及介於該第二介電部之該近端與該遠端間之一第二x-y平面橫截面積，該第二x-y平面橫截面積大於該第一x-y平面橫截面積。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其中該第二介電部被設置成直接緊密接觸該第一介電部。
  8. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其中該第二介電部被設置成與該第一介電部之該遠端相距等於或小於λ之五倍之一距離，其中λ係為在一運行中心頻率下之一自由空間波長(freespace wavelength)。
  9. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其中該第二介電部被設置成與該第一介電部之該遠端相距等於或小於λ之三倍之一距離，其中λ係為在一運行中心頻率下之一自由空間波長。
  10. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其中該第二介電部被設置成與該第一介電部之該遠端相距等於或小於λ之二倍之一距離，其中λ係為在一運行中心頻率下之一自由空間波長。
  11. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其中該第二介電部被設置成與該第一介電部之該遠端相距等於或小於λ之一倍之一距離，其中λ係為在一運行中心頻率下之一自由空間波長。
  12. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其中該第二介電部被設置成與該第一介電部之該遠端相距等於或小於λ之二分之一倍之一距離，其中λ係為在一運行中心頻率下之一自由空間波長。
  13. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其中該第二介電部被設置成與該第一介電部之該遠端相距等於或小於λ之十分之一倍之一距離，其中λ係為在一運行中心頻率下之一自由空間波長。
  14. 請求項1至6中任一項所述之裝置，其中：該第一介電部之該介電材料具有等於或大於10之一介電常數；以及該第二介電部之該介電材料具有等於或小於9之一介電常數。
  15. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其中：該第一介電部之該介電材料具有等於或大於11之一介電常數；以及該第二介電部之該介電材料具有等於或小於5之一介電常數。
  16. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其中：該第一介電部之該介電材料具有等於或大於12之一介電常數；以及該第二介電部之該介電材料具有等於或小於3之一介電常數。
  17. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其中：該第一介電部之該介電材料具有等於或大於11且等於或小於20之一介電常數；以及該第二介電部之該介電材料具有等於或大於3且等於或小於9之一介電常數。
  18. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其中：該第一介電部之該介電材料具有等於或大於10且等於或小於15之一介電常數；以及該第二介電部之該介電材料具有等於或大於2且等於或小於5之一介電常數。
  19. 如請求項1所述之裝置，其中HS等於或大於WS之1.5倍。
  20. 如請求項1所述之裝置，其中HS等於或大於WS之2倍。
  21. 如請求項1所述之裝置，其中該第一介電部具有一整體最大高度HF；以及HS大於HF；以及WS大於WF。
  22. 如請求項21所述之裝置，其中：HS大於HF之5倍；以及WS大於WF之1.2倍。
  23. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其中：該第一介電部包含一凸形遠端(convex distal end)；以及該第二介電部包含一平整遠端(planar distal end)。
  24. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其中：該第一介電部包含一凸形遠端；以及該第二介電部包含一凸形遠端。
  25. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，包含排列成一陣列之複數個該介電結構，其中：該等介電結構之各該第二介電部藉由一連接結構而實體連接至該等第二介電部其中之至少一個其他第二介電部。
  26. 如請求項25所述之裝置，其中各該連接結構與該等介電結構其中之一的一整體外尺寸(overall outside dimension)相較係為相對薄的，各該連接結構具有較相應之被連接之該介電結構之一整體高度小之一橫截面整體高度且係由一非氣態介電材料形成，各該連接結構與相關聯之該第二介電部形成一單個整塊式結構(monolithic structure)。
  27. 如請求項26所述之裝置，其中： 各該連接結構具有一橫截面整體高度，該橫截面整體高度較一自由空間波長小，而該裝置運行於該自由空間波長之一對應運行中心頻率下。
  28. 如請求項25所述之裝置，其中：該連接結構係由與該等第二介電部之該介電材料相同之一介電材料形成。
  29. 如請求項25所述之裝置，其中：該連接結構與該等第二介電部形成作為一連續無縫結構之單個整塊式結構。
  30. 如請求項25所述之裝置，更包含一基板，該基板上設置有由該等介電結構形成之該陣列，該基板包含至少一個支撐部，其中：該連接結構包含至少一個安裝部，該至少一個安裝部其中之每一者被設置成與該至少一個支撐部呈一對一對應關係。
  31. 如請求項25所述之裝置，其中：各該第二介電部被設置成與該等第一介電部其中之一對應第一介電部之該遠端相距一距離，使得在各該第二介電部與該遠端之間具有一所定義之間隙。
  32. 如請求項25所述之裝置，其中：該基板之該至少一個支撐部其中之每一者包含一面朝下之底切凸肩(downward facing undercut shoulder)；以及該連接結構之該至少一個安裝部其中之每一者包含一面朝上之卡扣配合凸肩(upward facing snap-fit shoulder)，該面朝上之卡扣配合凸肩被設置成與對應之該面朝下之底切凸肩進行卡扣配合嚙合。
  33. 如請求項25所述之裝置，其中：該基板之該至少一個支撐部其中之每一者包含一面朝上之支撐表面；以及 該連接結構之該至少一個安裝部其中之每一者包含一面朝下之安裝表面，該面朝下之安裝表面被設置成與對應的一個該面朝上之支撐表面進行面對面嚙合。
  34. 如請求項33所述之裝置，其中該至少一個安裝部其中之每一者黏附至該至少一個支撐部其中之一對應支撐部。
  35. 如請求項25所述之裝置，其中：該基板之該至少一個支撐部其中之每一者與該連接結構之該至少一個安裝部其中之對應安裝部係彼此附接以界定一第一附接區(first attachment zone)；該陣列之該等第一介電部其中之每一者與該基板係彼此附接以界定一第二附接區；以及該單個整塊式結構與該基板之間除該第一附接區或該第二附接區外之一區界定一非附接區(non-attachment zone)。
  36. 如請求項35所述之裝置，其中：該第一附接區至少局部地環繞該第二附接區。
  37. 如請求項35所述之裝置，其中：該第一附接區完全環繞該第二附接區。
  38. 如請求項30所述之裝置，其中：該基板包含一金屬圍籬結構(metal fence structure)，該金屬圍籬結構包含複數個導電電磁反射器，各該反射器被設置成與該等介電結構其中之對應介電結構呈一對一關係且被設置成實質上環繞該等介電結構其中之每一對應介電結構。
  39. 如請求項38所述之裝置，其中：該金屬圍籬結構係為一整體金屬圍籬結構；以及該等導電電磁反射器係與該整體金屬圍籬結構一體成型。
  40. 如請求項38所述之裝置，其中該基板及該金屬圍籬結構各自包含軸向對準之穿孔(through hole)，該等軸向對準之穿孔界定該基板之該至少一個支撐部之一位置。
  41. 如請求項38所述之裝置，其中：該至少一個安裝部其中之每一者僅局部地設置於該金屬圍籬結構之該等穿孔其中之一對應穿孔內；以及一結合材料至少局部地設置於該金屬圍籬結構之剩餘穿孔部分中及該基板之對應之該等穿孔中。
  42. 如請求項38所述之裝置，其中：該連接結構之該至少一個安裝部其中之每一者形成具有一台階縮窄型柱端(stepped-down post end)之一柱；以及該台階縮窄型柱端局部地設置於該金屬圍籬結構之該等穿孔其中之對應穿孔內。
  43. 如請求項42所述之裝置，其中該柱及該台階縮窄型柱端至少其中之一係為圓柱形的。
  44. 如請求項1至6中任一項所述之裝置，其中該介電結構形成一介電共振天線(dielectric resonator antenna)之至少一部分。
  45. 如請求項44所述之裝置，其中該介電共振天線能夠以包含處於不同中心頻率之至少二種共振模式之一運行頻率範圍而運行，其中該等共振模式至少其中之一係由該第二介電部之存在支援。
  46. 如請求項45所述之裝置，其中該至少二種共振模式係為橫向電(transverse electric；TE)模式。
  47. 如請求項44所述之裝置，其中該介電共振天線能夠以包含處於不同中心頻率之至少三種共振模式之一運行頻率範圍而運行，其中該至少三種共振模式至少其中之二係由該第二介電部之存在支援。
  48. 如請求項47所述之裝置，其中該至少三種共振模式係為橫向電模式。
  49. 如請求項44所述之裝置，其中該介電共振天線能夠在一運行頻率範圍中以一最小回波損耗值(minimum return loss value)而運行，且其中移除該第二介電部會將該運行頻率範圍中之該最小回波損耗值增大至少5dB。
  50. 如請求項44所述之裝置，其中該介電共振天線能夠在一運行頻率範圍中以一最小回波損耗值而運行，且其中移除該第二介電部會將該運行頻率範圍中之該最小回波損耗值增大至少10dB。
  51. 如請求項44所述之裝置，其中該介電共振天線能夠在一運行頻率範圍中以一最小回波損耗值而運行，且其中移除該第二介電部會將該運行頻率範圍中之該最小回波損耗值增大至少20dB。
  52. 如請求項44所述之裝置，其中該介電共振天線能夠在一運行頻率範圍中以一最小回波損耗值而運行，且其中移除該第二介電部會將該運行頻率範圍中之該最小回波損耗值增大至少30dB。
  53. 如請求項44所述之裝置，其中該介電共振天線能夠在一運行頻率範圍中以一最小回波損耗值而運行，且其中移除該第二介電部會將該運行頻率範圍中之該最小回波損耗值增大至少40dB。
  54. 一種製作一電磁裝置之方法，該方法包含：提供一基板；在該基板上設置複數個第一介電部(FDP)，該等第一介電部其中之每一第一介電部具有一近端及一遠端且包含除空氣外之一介電材料，各該第一介電部之該近端設置於該基板上；以及 靠近各該第一介電部而設置一第二介電部(SDP)，各該第二介電部具有一近端及一遠端，各該第二介電部之該近端係靠近該等第一介電部其中對應之一第一介電部之該遠端而設置，各該第二介電部包含除空氣外之一介電材料，各該第一介電部之該介電材料具有較該等第二介電部其中對應之一第二介電部之該介電材料之平均介電常數大之一平均介電常數，各該第一介電部與對應之該第二介電部形成一介電結構，其中該第二介電部具有一整體最大高度HS及一整體最大寬度WS，其中WS靠近該第二介電部之該遠端，且HS大於WS，其中該第二介電部於該第二介電部的該遠端及該第二介電部的該近端之間具有另一寬度W1，且WS大於W1，其中該第一介電部具有一整體最大寬度WF，其中WS及W1至少其中之一大於WF，其中HS係由該第二介電部的該近端至該第二介電部的該遠端的一方向觀察的，且WS、W1及WF係由與HS垂直的一方向觀察的。
  55. 如請求項54所述之方法，其中各該第二介電部藉由一連接結構而實體連接至該等第二介電部其中之至少一個其他第二介電部，該連接結構係由一非氣態介電材料形成，該連接結構與被連接之該等第二介電部形成一單個整塊式結構。
  56. 如請求項55所述之方法，其中該設置一第二介電部之步驟包含：靠近各該第一介電部而設置該單個整塊式結構。
  57. 如請求項56所述之方法，其中該單個整塊式結構係為具有一無縫且連續之結構之一單一介電材料。
  58. 如請求項56至57中任一項所述之方法，更包含：將該單個整塊式結構附接至該基板。
  59. 如請求項58所述之方法，其中該附接步驟包含：藉由結合(bonding)將該單個整塊式結構之複數個柱附接至該基板之複數個支撐平台上。
  60. 如請求項58所述之方法，其中該附接步驟包含：藉由卡扣配合將該單個整塊式結構之複數個卡扣配合柱附接至該基板之複數個凸肩孔(shouldered hole)中。
  61. 如請求項58所述之方法，其中該附接步驟包含：將該單個整塊式結構之複數個台階縮窄型柱僅局部地附接至該基板之複數個穿孔中，並在該等穿孔中施加一結合材料以將該等柱結合至該基板。
  62. 如請求項54至57中任一項所述之方法，其中該介電結構係為一全介電結構。
  63. 一種電磁介電透鏡，包含：至少一個透鏡部，由至少一種介電材料形成，其中該至少一個透鏡部包含由該至少一種介電材料之邊界劃定輪廓之一腔，其中該腔延伸至該至少一個透鏡部之一遠端。
  64. 如請求項63所述之電磁介電透鏡，其中該至少一個透鏡部包含複數個透鏡部。
  65. 如請求項64所述之電磁介電透鏡，其中該等透鏡部被排列成一陣列。
  66. 如請求項64所述之電磁介電透鏡，其中該等透鏡部被連接。
  67. 如請求項66所述之電磁介電透鏡，其中對該等透鏡部之連接係藉由至少一種介電材料而提供。
  68. 如請求項63至67中任一項所述之電磁介電透鏡，其中該電磁介電透鏡係為一全介電結構。
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