CN109326864B - 可传输WiGig频段的天线结构及收折与延伸该天线结构的方法 - Google Patents

可传输WiGig频段的天线结构及收折与延伸该天线结构的方法 Download PDF

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Abstract

一种收折与延伸可传输一WiGig频段的一天线结构的方法，包含下列步骤：(1)将WiGig模块装设于一基座内；(2)将天线结构可枢转地设置于基座上；以及(3)将天线结构相对于基座进行收折或延伸，以相应缩小或增大天线结构用以收发一无线信号的一有效范围。其中，天线结构包含二本体部，二本体部各具有一枢接端及与枢接端相对设置的一信号收发端，各枢接端是以相对于一水平面倾斜一第一特定角度的方式可枢转地设置于基座上，且各信号收发端是相对于本体部以倾斜一第二特定角度的方式向下且朝远离本体部的方向设置。

Description

可传输WiGig频段的天线结构及收折与延伸该天线结构的 方法
【技术领域】
本发明是关于一种天线结构及收折与延伸该天线结构的方法，更具体而言，是关于一种可传输一WiGig频段的天线结构及收折与延伸该天线结构的方法。
【背景技术】
相较于现有Wi-Fi无线区域网络技术所涵盖的2.4GHz与5GHz频段，基于60GHz频段进行信号传输的WiGig无线区域网络技术因为最高可通过7Gbit/s的速度传输数据，故在移动装置已相当普及的现代社会中，新一代WiGig技术的发展性便受到各家厂商的重视。
然而，新一代的WiGig技术虽然因为使用全新的频段，而相较于现有的Wi-Fi技术可具有较小的干扰，但该多个传输于60GHz的信号相当容易遭墙壁、天花板和地板等物件所阻隔，且具有10公尺距离的传输限制，故利用WiGig技术将数据数据进行无线传输的装置，便存在穿透性差，传输距离短等问题需加以克服。
此外，用以接收上述信号的天线也存在指向性问题。一旦接收信号用的天线没有与信号发射端对准，便会出现数据接收不确实或漏收数据等问题，从而导致数据传输上的延迟。
举例而言，可提供使用者仿佛身历其境的头戴型虚拟实境(Virtual Reality，VR)技术，因为在运作时需要传输大量且即时的信息供处理器进行运算、显示与反馈，故为求稳定使用，现有的VR装置乃是通过实体线路(如网络线、HDMI等)的设置来进行巨大数据流的传输。而一旦该多个VR装置要改以无线方式传输上述的数据流，则仅有WiGig技术的传输速度与数据量可符合其需求。
然而，考量使用者在配戴VR装置进行活动时所出现的动作，如身体左右摇摆、转身、弯腰等，皆可能影响VR装置所搭载的天线的指向性，故有必要针对使用WiGig技术的VR装置所搭载的天线进行最佳化设置，以确保数据进行无线传输时的稳定度。
有鉴于此，如何提供一种指向性高的天线结构及用于收折与延伸该天线结构的方法，以确保数据进行无线传输时的稳定度，且方便使用者收纳与携带，乃为此一业界亟待解决的问题。
【发明内容】
本发明的一目的在于提出一种可传输一WiGig频段的天线结构及收折与延伸该天线结构的方法，其可因应不同的使用模式进行天线位置的调整，借由维持其指向性以确保数据传输时的稳定度，同时方便使用者收纳与携带。
为达上述目的，当将可传输一WiGig频段的一WiGig模块装设于一基座或一头戴型无线传输显示装置上时，本发明的天线结构适可相对于基座或头戴型无线传输显示装置进行收折或延展，以相应缩小或增大天线结构用以收发一无线信号的一有效范围，借此达到维持天线结构的指向性以确保数据传输时的稳定度，同时方便使用者收纳与携带的效果。
为达上述目的，当将本发明的天线结构相对于基座或头戴型无线传输显示装置进行收折或延展时，该延伸步骤可进一步包含朝相对于基座或头戴型无线传输显示装置的左右方向延伸、朝相对于基座或头戴型无线传输显示装置之前后方向延伸、及朝相对于基座或头戴型无线传输显示装置的上方延伸等步骤，借此确保收发无线信号时的一有效范围，降低信号接收不确实或漏收数据等问题。
为使上述目的、技术特征及优点能更显易懂，下文是以较佳的实施例配合所附图式进行详细说明。
【附图说明】
图1为本发明的一种收折与延伸可传输一WiGig频段的一天线结构的方法的第一态样的步骤图；
图2A-2B为本发明的方法中，使天线结构呈现收折状态时的不同视角的示意图；
图2C-2D为本发明的方法中，使天线呈现延伸(开启)状态时的不同视角的示意图；
图3A为本发明的方法中，当天线结构处于闭合状态时与信号发射端间的相对位置的示意图；
图3B为本发明的方法中，当天线结构处于延伸(开启)状态时与信号发射端间的相对位置的示意图；
图4为本发明的一种收折与延伸可传输WiGig频段的天线结构的方法的第二态样的步骤图；
图5A为本发明的方法中，将天线结构应用于头戴型无线传输显示装置的显示屏幕上时的第一实施例的上视图；
图5B为本发明的方法中，将天线结构应用于头戴型无线传输显示装置的显示屏幕上时的第一实施例之前视图；
图5C为本发明的方法中，将天线结构应用于头戴型无线传输显示装置的显示屏幕上时的第一实施例的侧视图；
图6A为本发明的方法中，将天线结构应用于头戴型无线传输显示装置的头顶装置上时的第二实施例的上视图；
图6B为本发明的方法中，将天线结构应用于头戴型无线传输显示装置的头顶装置上时的第二实施例之前视图；
图6C为本发明的方法中，将天线结构应用于头戴型无线传输显示装置的头顶装置上时的第二实施例的侧视图；
图7A为本发明的方法中，将天线结构应用于头戴型无线传输显示装置的头顶装置上时的第三实施例示意图；
图7B为本发明的方法中，将天线结构应用于头戴型无线传输显示装置的头顶装置上时的第四实施例示意图；
图7C为本发明的方法中，将天线结构应用于头戴型无线传输显示装置的头顶装置上时的第五实施例示意图；以及
图8为本发明的方法中，将天线结构应用于头戴型无线传输显示装置的头顶装置上且供穿戴后相对于铅垂线与水平线的设置角度示意图。
【符号说明】
100 天线结构
110 本体部
112 枢接端
114 信号收发端
200 WiGig模块
300 基座
400 头戴型无线传输显示装置
410 显示屏幕
420 头顶装置
500 使用者
600 信号发射端
SA1 第一特定角度
SA2 第二特定角度
SA3 第三特定角度
D1 第一距离
D2 第二距离
【具体实施方式】
在以下说明中，将参照本发明的某些实施例来解释本发明。然而，在此所列举的实施例并非旨在将本发明限制于在此等实例性实施例中所述的任何特定实例、实施例、环境、应用或特定实施方案。因此，对此等实例性实施例的说明仅用于例示而非限制本发明。
如图1所示，于本发明的一种收折与延伸可传输一WiGig频段的一天线结构100的方法中，是通过下列步骤将天线结构100进行最佳化设置：首先，如步骤A1所示，将可传输一WiGig频段的一WiGig模块200装设于一基座300内；接着，如步骤A2所示，将天线结构100可枢转地设置于基座300上；以及如步骤A3所示，使天线结构100相对于基座300进行收折(即：收纳)或延伸(即：向外开启或向外展开)，以相应缩小或增大天线结构100用以收发基于WiGig技术的一无线信号的一有效范围。
如第2A-2D图所示，于本发明的一较佳实施例中，天线结构100包含二本体部110，二本体部110各具有一枢接端112及与枢接端112相对设置的一信号收发端114。换言之，枢接端112与信号收发端114是分别设置于本体部110的二相对端部。各枢接端112是以相对于一水平面倾斜一第一特定角度SA1的方式可枢转地设置于基座300上，且各信号收发端114是相对于本体部110以倾斜一第二特定角度SA2的方式向下且朝远离本体部110的方向设置。借由上述第一特定角度SA1与第二特定角度SA2的特殊设置方式，便能够增益本案的天线结构100于收发无线信号时的有效范围，降低信号死角出现的几率。
请再次参阅图2A-2B，基于上述设置，当天线结构100相对于基座300进行收折时，天线结构100适可与基座300呈现一体成形之外观，以达到收纳且方便携带的效果。
如图2C-2D所示，当天线结构100相对于基座300进行延伸时，二本体部110适可相对于基座300向外旋转一第三特定角度SA3，从而自原本以朝向前方为主、左/右侧为辅的信号收发范围扩展为同时朝向前方、左/右侧及后方的信号收发范围，且此时该信号收发范围乃变更为以朝向左/右侧为主、朝向前方及后方为辅。
需特别说明的是，于上述图式中虽未绘示，然本领域具有通常知识者应可轻易理解前述的WiGig模块200乃是通过实体线路的连接与天线结构100之间进行相关信号的传递。此外，前述的基座300是假设为设置于一使用者的头部，但并非以此作为限制。上述关于WiGig模块200与天线结构100之间的信号传递关系亦适用于下述本案的各实施例态样。
以下谨以图3A-3B为例，说明本发明的天线结构100处于收折或延伸状态时与一信号发射端600之间的无线信号传输状态。
请先参阅图3A，其可视为图2A-2B中天线结构100收折地设置于基座300上而未具有第一特定角度SA1与第二特定角度SA2的特殊态样。此际，由于信号收发端114相对于基座300处于收折状态，且信号收发端114上用以收发无线信号的一正面是直接面对信号发射端600(即：以朝向前方为主、左/右侧为辅的信号收发范围)，故处于收折状态的信号收发端114相当适合使用者进行静态游戏以及观赏影片等不须激烈动作的情境。
相似地，图3B可视为图2C-2D中天线结构100延伸地设置于基座300上而未具有第一特定角度SA1与第二特定角度SA2的特殊态样。此际，由于信号收发端114相对于基座300处于向外延伸状态，使信号收发端114上用以收发无线信号的一正面是朝向基座300的左/右侧，且各信号收发端114的该正面的左/右侧亦可具有收发无线信号的功用(即：以朝向左/右侧为主、朝向前方及后方为辅的信号收发范围)，故此刻的信号收发端114的接收范围是处于一最佳接收位置。换言之，即便使用者进行转身、弯腰、抬头等动作或其他活动，二信号收发端114的其中之一都依然可以维持与信号发射端600之间的指向性与连线，确保数据流的接收不会受到影响，避免使用者在数据传输的过程中因信号强度不足或数据流的接收失误造成运算延迟的情况。
另一方面，通过内建的信号处理器的运算，处于延伸状态的信号收发端114亦可自动检测并进行信号接受量的调整；举例而言，当使用者因过大的身体动作(如朝向左/右侧转动头部)导致二信号收发端114的其中之一的信号接收量下降时，本发明的天线结构100便会自动切换另一信号收发端114的接收强度以增加信号接收量，借此确保连线品质并避免信息流的接收失误问题。
如图4所示，本发明另外提供了一种收折与延伸可传输一WiGig频段的一天线结构100的方法，其是通过下列步骤将天线结构100进行最佳化设置：首先，如步骤B1所示，将天线结构100设置于一头戴型无线传输显示装置400上；接着，如步骤B2所示，将天线结构100相对于头戴型无线传输显示装置400进行收折或延展，以相应缩小或增大天线结构100用以收发基于WiGig技术的一无线信号的一有效范围。
详细而言，于上述方法中，为兼顾信号发射端600与各信号收发端114之间的指向性问题，并确保信号发射端600与各信号收发端114之间不会有被阻绝或接收失误的情况产生，本发明的天线结构100的信号收发端114可通过以下二种态样进行设置，其分别为：「(1)使二信号收发端114相对于一使用者500的头部，设置于使用者500的头部的左、右侧」及「(2)使二信号收发端114相对于使用者500的头部，设置于使用者500的头部之前、后侧」。
于「(1)使二信号收发端114相对于一使用者500的头部，设置于使用者500的头部的左、右侧」的态样中，可进一步区分为图5A-5C所示的第一实施例与图6A-6C所示的第二实施例。
首先，如图5A-5C所绘示，其是为使天线结构100的二本体部110分别设置于头戴型无线传输显示装置400所具有的一显示屏幕410的左右两侧的态样。如图所示，当天线结构100的二本体部110分别设置于头戴型无线传输显示装置400所具有的显示屏幕410的左右两侧，且各本体部110的信号收发端114向外延伸时，二信号收发端114之间所夹设的一第一距离D1是大于显示屏幕410的宽度，以确保当显示屏幕410左右摆动时，即便二信号收发端114的其中之一与前方信号发射端600之间的传讯遭到阻绝，二信号收发端114的其中的另一仍可维持与前方信号发射端600之间的通讯，借此维持数据流接收时的稳定度。
如图6A-6C，其是为使天线结构100的二本体部110分别设置于头戴型无线传输显示装置400所具有的一头顶装置420的左右两侧的态样。如图所示，当天线结构100的二本体部110分别设置于头戴型无线传输显示装置400所具有的头顶装置420的左右两侧，且各本体部110的信号收发端114向外延伸时，二信号收发端114之间所夹设的一第二距离D2是大于使用者500的头部宽度，以同样确保当显示屏幕410左右摆动时，即便二信号收发端114的其中之一与前方信号发射端600之间的传讯遭到阻绝，二信号收发端114的其中的另一仍可维持与前方信号发射端600之间的通讯，借此维持数据流接收时的稳定度。
需说明的是，于图式中虽未绘示，然图5A-5C与图6A-6C所示的实施例中的天线结构100仍依旧可具有前述的第一特定角度SA1、第二特定角度SA2与第三特定角度SA3等特殊设置方式，同时亦具有自动切换信号接收强度的作动，以避免信息流的接收失误问题。
于「(2)使二信号收发端114相对于使用者500的头部，设置于使用者500的头部之前、后侧」的态样中，可进一步区分为图7A所示的第三实施例、图7B所示的第四实施例与图7C所示的第五实施例。
详细而言，如图7A的第三实施例所示，当使用者500通过头戴型无线传输显示装置400进行较不剧烈动作的游戏时，可将天线结构100的信号收发端114收置于头顶装置420上以进行数据流的接收(即：使信号收发端114处于闭合状态)。此时，二信号收发端114是仅略高于使用者500的头部即可有效地确保数据接收的稳定性。此外，于图7A所示的实施例中，尚可进一步将二信号收发端114分别设置于如C1、C2、C3所示的对应位置，以满足进行静态活动时的最低信号接收需求。
如图7B的第四实施例所示，当使用者500欲进行较剧烈的动作时，则可将天线结构100通过伸缩的方式由图7A的C3处的起始位置往上伸展(即：处于展开状态)，使二信号收发端114具有高于使用者500的头部的一特定高度的方式分别设置于使用者500的头部的前、后侧，借此获得更佳的信号接收范围。其中，前述的该特定高度较佳是为70mm，但并不以此作为限制。
如图7C的第五实施例所示，亦可将二信号收发端114分别向前与往后延伸，使其横跨并具有大于使用者500的头部之前后宽度的方式进行设置，使信号接收的覆盖范围达到最佳效果。
于图8所示的本发明天线结构100的另一较佳实施例中，当使用者500处于配戴头戴型无线传输显示装置400的状态时，二信号收发端114相较于铅垂线是具有朝上且朝外的夹角θ1，且夹角θ1较佳是为15度～20度。二信号收发端114相较一水平线亦可具有朝前且朝下倾斜的夹角θ2，且夹角θ2较佳是为45度夹角的设计，以于配戴头戴型无线传输显示装置10并进行剧烈活动时，仍可使所接收到的信号范围具有最佳的效果。
本发明亦请求保护一种可传输一WiGig频段的天线结构。如第2A-2D图所示的实施例中，可传输一WiGig频段的一天线结构100是包含二本体部110，二本体部110各具有一枢接端112及与枢接端112相对设置的一信号收发端114；其中，各枢接端112是以相对于一水平面倾斜一第一特定角度SA1的方式可枢转地设置于一基座300上，且各信号收发端114是相对于本体部110以倾斜一第二特定角度SA2的方式向下且朝远离本体部110的方向设置。
此外相似地，于图5A-5C、图6A-6C及图7A-7C所示的实施例中，天线结构100也可具有可枢转地设置于一头戴型无线传输显示装置400上的态样。由于天线结构100可枢转地设置于头戴型无线传输显示装置400上的实施例已于前述段落进行过详细说明，故于此不多加赘述。
需说明的是，上述第一特定角度SA1较佳是介于0～20度之间，且第二特定角度SA2较佳是介于0～45度之间，而得以于收折状态具有最佳的信号接收效果。
又，当天线结构100相对于基座300或头戴型无线传输显示装置400进行延伸时，二本体部110适可相对于基座300或头戴型无线传输显示装置400向外旋转一第三特定角度SA3，且第三特定角度SA3是介于0～60度之间，而得以于延伸状态具有最佳的信号接收效果。
综上所述，通过本发明所请求保护的特殊天线结构100、及使天线结构100的收折与延伸方法，当使用可传输一WiGig频段的WiGig模块200进行头戴型无线传输显示装置400的数据流传输时，例如可应用于VR、AR或MR的领域中的数据流传输时，即便WiGig模块200存有指向性的限制，仍可通过将天线结构100的二信号收发端114分别设置于使用者500的头部的左、右侧、或将天线结构100的二信号收发端114分别设置于使用者500的头部之前、后侧的方式，来确保信号接受范围的涵盖区域，有效避免数据流进行无线传输时的稳定度，同时兼顾携带时的便利性。

Claims (15)

1.一种可传输一WiGig频段的天线结构，其特征在于，包含：
至少二本体部，该至少二本体部各具有一枢接端及与该枢接端相对设置的一信号收发端，各该枢接端是以相对于一水平面倾斜一第一特定角度的方式可枢转地设置于一基座上，且各该信号收发端是相对于该本体部以倾斜一第二特定角度的方式向下且朝远离该本体部的方向设置。
2.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，该第一特定角度是介于0～20度之间，且该第二特定角度是介于0～45度之间。
3.如权利要求1所述的天线结构，其特征在于，当该天线结构相对于该基座进行延伸时，该二本体部适可相对于该基座向外旋转一第三特定角度，且该第三特定角度是介于0～60度之间。
4.一种收折与延伸可传输一WiGig频段的一天线结构的方法，其特征在于，包含下列步骤：
将一WiGig模块装设于一基座内；
将该天线结构可枢转地设置于该基座上；以及
将该天线结构相对于该基座进行收折或延伸，以相应缩小或增大该天线结构用以收发一无线信号的一有效范围；
其中，该天线结构包含二本体部，该二本体部各具有一枢接端及与该枢接端相对设置的一信号收发端，各该枢接端是以相对于一水平面倾斜一第一特定角度的方式可枢转地设置于该基座上，且各该信号收发端是相对于该本体部以倾斜一第二特定角度的方式向下且朝远离该本体部的方向设置。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当该天线结构相对于该基座进行收折时，该天线结构适可与该基座呈现一体成形之外观。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，当该天线结构相对于该基座进行延伸时，该二本体部适可相对于该基座向外旋转一第三特定角度。
7.一种收折与延伸可传输一WiGig频段的一天线结构的方法，其特征在于，包含下列步骤：
将该天线结构设置于一头戴型无线传输显示装置上；
将该天线结构相对于该头戴型无线传输显示装置进行收折或延展，以相应缩小或增大该天线结构用以收发一无线信号的一有效范围；
其中，该天线结构包含二本体部，该二本体部各具有一枢接端及与该枢接端相对设置的一信号收发端，各该枢接端是可枢转地设置于该头戴型无线传输显示装置上，使各该信号收发端可相对于该头戴型无线传输显示装置向内收折或向外延伸。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该二本体部是分别设置于该头戴型无线传输显示装置所具有的一显示屏幕的左右两侧。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，当各该信号收发端向外延伸时，该二信号收发端之间所夹设的一第一距离是大于该显示屏幕的宽度。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，当各该信号收发端向外延伸时，该二信号收发端之间所夹设的一第一距离是大于一使用者的头部宽度。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该二本体部是设置于该头戴型无线传输显示装置所具有的一头顶装置的左右两侧。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，当各该信号收发端向外延伸时，该二信号收发端之间所夹设的一第二距离是大于一使用者的头部宽度。
13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，该二本体部是设置于该头戴型无线传输显示装置所具有的一头顶装置之前后两端。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该二本体部可相对于该头顶装置往上伸展。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，该二本体部可相对于该头顶装置分别朝前方及朝后方延伸。
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