TW201926788A

TW201926788A - 具有重複單位格之平面射頻天線

Info

Publication number: TW201926788A
Application number: TW107130454A
Authority: TW
Inventors: 蘇雯菁; 朱江; 廖歡
Original assignee: 美商谷歌有限責任公司
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2018-08-31
Publication date: 2019-07-01
Also published as: TWI706594B; US10553935B2; WO2019103771A1; US20190157747A1

Abstract

本發明係關於一種天線，其包括：一平面介電基板，該平面介電基板具有相對之第一表面與第二表面；安置於該第一表面處之一接地平面，該接地平面由導電材料構成；安置於該第二表面處且由導電材料構成之一輻射平面。該輻射平面實施複數個單位格，各個單位格具有該輻射平面的該導電材料之一對應部分，該對應部分形成為一指定形狀，該指定形狀包括形成一負載電感器之一第一部分及形成電耦接至該負載電感器的一輻射貼片之第二部分。各個單位格進一步包括將該負載電感器電耦接至該接地平面的至少一個通孔。

Description

具有重複單位格之平面射頻天線

人體對於採用射頻(radio frequency；RF)發信號的可安裝在身體上之裝置(亦即，「可佩戴式」裝置)之間的無線發信號呈現特定的挑戰。人體具有較高介電常數，其引入去諧效應，該效應改變接近身體之天線的操作頻率。此外，人體亦具有高導電性，其引入較高介電耗損，且因此減小天線之輻射效率。因而，人體之高介電常數及高導電性使得處於微波頻率之RF信號難以穿透人體，且因此導致限制跨身體通信的遮蔽效果。此外，無線可佩戴式裝置通常可在使用者處於大房間或戶外時被佩戴及使用，且因此可佩戴式裝置無法可靠地依賴於多路徑反射以進行跨身體通信。

考慮到此等複雜度，可佩戴式裝置設計者頻繁依賴於表面波(亦稱為蠕動波)以產生無線可佩戴式裝置之間的跨身體通信。一種有效地產生此類表面波的習知天線係單極天線。然而，由於單極天線依賴於自接地平面正交投射相當大的距離的輻射結構，因此單極天線通常具有對於意欲由使用者佩戴的攜帶型裝置不可行的外觀尺寸。已嘗試用於跨身體發信號的其他習知天線設計包括貼片天線、槽天線、倒F形天線(inverted-F antenna，IFA)，及偶極天線。然而，此等天線設計中之各者的發信號有效度相對於沿身體表面至另一天線的最短路徑依賴於定向，且期望由使用者佩戴的兩個不同可佩戴式裝置上之天線保持恆定定向以用於跨身體通信通常係不合理的。

本文揭示一種天線之實施例，其克服人體之體效應以便提供更高效及有效之跨身體無線通信，以及用於使用其之方法。在一些實施例中，天線包含安置於介電基板之相對主表面處之接地平面及輻射平面。輻射平面形成電力地互聯的複數個單位格。各個單位格與其他單位格具有實質上相同的形狀及相同尺寸，且包括負載電感器及導電輻射貼片。負載電感器可為電耦接至該輻射貼片的離散電感器，或負載電感器可形成為對應於單位格的輻射貼片之部分的導電材料中之圖案。負載電感器經由延伸通過該介電基板之一或多個通孔電耦接至接地平面。在一些實施例中，輻射貼片至少部分地或完全封圍負載電感器。單位格可以各種圖案中之任一者安置於介電基板之表面處，諸如「X」形狀、「C」形狀、「H」形狀及類似者。

如本文更詳細地解釋，天線之經電耦接重複單位格組態(在下文中，「重複格天線」)在操作期間在單位格當中產生實質上類似的電流分佈，且因此單位格諧振實質上相等且處於實質上相同之相位。因而，單位格之RF輸出係累加的，且即使在鄰近具有高介電常數及高導電性的人體時亦產生有效表面波發射，且此表面波產生相對獨立於定向。此外，由於天線之外觀尺寸係平面且相對較薄，且可以相對較小尺寸構造以用於以微波頻率操作，因此天線較佳適合於意欲用於與其他可安裝在身體上之裝置之跨身體通信的可安裝在身體上之裝置(亦即，「可佩戴式裝置」)之實施。此類裝置包括在擴增實境(augmented reality；AR)或虛擬實境(virtual reality；VR)系統、無線耳塞或耳機系統，及類似者中使用之頭戴式顯示器(head-mounted display；HMD)裝置、手持型控制器及其他無線組件。

圖1繪示根據一些實施例之重複格天線100的透視圖。重複格天線100包括一實質上平面之介電基板102，其具有一第一主表面104及一相對第二主表面106。介電基板102由各種適合之介電質材料中之任一者或其組合構成，諸如玻璃增強環氧樹脂積層體(例如，FR4)、聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene；PTFE)(亦由其商標「Teflon」(TM)已知)、PTFE及玻璃複合積層體(亦由其商標「Duriod」(TM)已知)；聚醯亞胺薄膜(亦由其商標「Kapton」(TM)已知)；及液晶聚合物(liquid-crystal polymer；LCP)。介電基板102諸如由上述FR4構成時可為剛性的，或介電基板102諸如由上述Teflon構成時可被實施為可撓性基板。導電接地平面108安置於主表面104處，且由一或多個導電材料構成，諸如金屬(例如，銅、金)、金屬合金、石墨烯、導電聚合物及其組合。

重複格天線100進一步包括安置於主表面106處的輻射平面110。輻射平面110由以特定圖案安置、形成、定形狀或以其他方式配置，以在該主表面106實施對應組件(下文描述)的一或多個導電材料113構成。導電材料113可為實施於接地平面108中之相同導電材料，或為不同導電材料。為圖解闡釋，在至少一個實施例中重複格天線100係使用印刷電路板(printed circuit board；PCB)工件形成，其在相對主表面上具有FR4介電層(介電基板102之一個實施例)及兩個銅層(導電材料113之一個實施例)，且藉此接地平面108與輻射平面110係由在銅層中蝕刻對應圖案形成。

輻射平面110由複數個單位格112構成。各個單位格112具有實質上相同之形狀及尺寸(亦即，單位格112實質為彼此之重複)，且包括輻射貼片及負載電感器(其形成於單位格112之導電材料113中，抑或藉助於耦接至單位格112之導電材料113的離散電感器形成)。該複數個單位格112可配置為各種圖案中之任一者，以使得各個單位格112與至少一個鄰近單位格112處於電接觸(其為直接實體接觸)。在圖1之實例中，重複格天線100包括以「X」形圖案配置之五個單位格112，一個單位格112充當中心單元格且其他四個單位格112對角地自中心單位格112之角點延伸出去。簡要地轉向至圖4及圖5，單位格112之圖案化之其他實例包括以如圖4中所示之「H」形狀配置的七個單位格112，及如圖5中所示之「C」形狀配置的五個單位格112。

返回至圖1，重複格天線100進一步包括饋入/阻抗匹配網路114以經由離散電容器(未示出)或其他耦接元件將一饋線(未示出)耦接至輻射平面110，且經由引入如本領域中已知之一或多個離散電容器、離散電阻器或離散電感器提供阻抗匹配。重複格天線100之一個操作特徵係單位格112可操作以實質上相等地諧振且實質上同相，且因此具有累加的輻射。為促進此效果，在至少一個實施例中，饋入/阻抗匹配網路114將饋線電容地或直接耦接至單位格之圖案中之最「居中」單位格112，以便最有效地遍及輻射平面110之單位格112分配相等電流。因此，在圖1之實例中，饋入/阻抗匹配網路114在單位格之「X」形圖案中心饋入至單位格112中。然而，在其他實施例中，饋電點可能不相對居中，儘管其可導致輻射圖案之一些不對稱性。

圖2及圖3繪示根據一些實施例之單位格112之單一例項的透視橫截面圖200 (圖2)及側橫截面圖300 (圖3)。如所示，單位格112包括輻射平面110之導電材料113之對應部分202，其自接地平面108之對應部分204安置於介電基板102之相對側上。單位格112之部分202的導電材料113經定形狀或以其他方式組態為兩個區：第一區206，其形成輻射貼片(且因此區206在本文中亦被稱作「輻射貼片206」)，及第二區208，其在圖2之實施例中經定形狀以形成電耦接至輻射貼片206的負載電感器210。在所描繪之實例中，區208之導電材料113經定形狀以便以方螺旋形狀之形式產生負載電感器210。在其他實施例中，區208之導電材料113以其他形狀形成負載電感器210，諸如圓螺旋形狀、六邊螺旋形狀、八邊螺旋形狀、曲摺線、Z形圖案，及類似者。在一些實施例中，輻射貼片206具有指定之外部邊界形狀(除兩個單位格112接觸或介接處之外)，且此形狀部分或完全地封圍負載電感器210。為圖解闡釋，在圖2及圖3之實例中，輻射貼片206具有方形或以其他方式矩形外部邊界，且完全包圍或封圍負載電感器210之方螺旋形狀。在其他實施例中，輻射貼片206可例如具有五邊形外部邊界形狀、六邊形外部邊界形狀、八邊形外部邊界形狀，及類似者。

單位格112進一步包括一或多個通孔212，其自負載電感器210之導電材料113延伸至接地平面104之部分204，且因此以傳導方式將負載電感器210耦接至接地平面104。在一些實施例中，形成負載電感器210之導電材料113的圖案具有兩個「端」，一端緊鄰且直接連接至形成輻射貼片206的導電材料113，且第二端在電感器210圖案之長度的相對端處。在此類例項中，該一或多個通孔212耦接在此第二端處或附近，以便最大化通孔與負載電感器210的第一端之間的有效電感。替代地，該一或多個通孔212之位置可沿電感器210之長度，自此第二端移離至不同位置，以便調諧負載電感器210呈現之電感。

圖4及圖5繪示重複格天線100之替代實例實施例的俯視圖。詳言之，圖4繪示重複格天線400 (重複格天線100之一個實施例)，其具有各自為實質上相同形狀及尺寸的七個單位格412 (單位格112之一個實施例)，配置為「H」形圖案，以使得三個單位格412形成一個電力連續的行，另外三個單位格412形成另一個電力連續的行，且第七單位格412安置於與該兩個行之間且電耦接該兩個行。在此實例中，兩個行之間的第七單位格412係此圖案的「中心」單位格412，且因此重複格天線400包括饋入/阻抗匹配網路414 (饋入/阻抗匹配網路114之一個實施例)，其將饋線耦接至此中心單位格412。圖5繪示重複格天線500 (重複格天線100之另一實施例)，其具有具各自實質上相同形狀及尺寸的五個單位格512 (單位格112之一個實施例)，配置為「C」形圖案，以使得兩個單位格512形成一個電力連續的列，另外兩個單位格512形成另一個電力連續列，其第五單位格512安置於該兩個列之間且在其左側端處(自圖5中示出之透視)電耦接該兩個列。在此實例中，兩個列之間的第五單位格512係此圖案的「中心」單位格512，且因此重複格天線500包括饋入/阻抗匹配網路514 (饋入/阻抗匹配網路114之一個實施例)，其將饋線耦接至此中心單位格512。儘管圖1、圖4及圖5繪示單位格112可經配置以形成輻射平面110的圖案的多個實施例，但本發明不限於此等實例圖案，且替代地可涵蓋根據本發明提供之指南的各種圖案中之任一者。

圖6繪示根據至少一些實施例之離散電感單位格612之橫截面透視圖。離散電感單位格612係單位格112之替代實施例，其中單位格612替代地利用安裝在單位格612處之離散電感器602，而非利用單位格之導電材料113以形成負載電感器。在此實施例中，單位格612包括形成於與接地平面108相對的介電基板102表面處的輻射貼片606。輻射貼片606之導電材料形成開口607，其實質上不含導電材料，除形成於該開口中但與輻射貼片606分離的導電墊609以外。導電墊609使用經由介電基板102之一或多個通孔613電耦接至接地平面108。輻射貼片2046進一步可包括在開口607之邊緣處的對應焊墊擴展611。離散電感器615隨後使用焊墊609及焊墊擴展611安裝至單位格612，以使得離散電感器615橫跨在焊墊609與焊墊擴展611之間，且在接地平面104 (圖1)與輻射貼片606之間引入對應電感。

圖7繪示圖1之重複格天線100之實施的輻射平面110中分佈之經模擬電流的俯視圖。產生呈現之電流分佈的模擬之參數係：2.4 GHz模擬頻率，及勵磁：塊埠及1瓦特(W)入射功率。如由檢索表702所表示，在此模擬中，在輻射平面110之導電材料中呈現之著色的深度代表相同區域中之電流。因此，如藉由繪示之模擬結果所表明，各個單位格112之對應區域之間分佈的電流實質上至單位格至單位格均一，由此指示全部五個單位格112實質上相等地諧振，且處於實質上相同的相位。此繼而意謂單位格112之諧振相長地合併至一起，且因此重複格天線100相對高效且有效。

圖8繪示一圖表800，其繪示處於常用於跨身體無線通信的微波頻帶(2.3至2.6 GHz)的圖1之重複格天線100的實施例的實施的反射係數(參數S11)(亦通常被稱作「回程損耗」)。圖表800繪示自由空間測試情況及跨身體測試情況兩者的重複格天線100之經模擬以及經量測反射係數結果。詳言之，應注意在此實施中，重複格天線100在2.45 GHz下呈現至少-30分貝之S11參數，其表明貼身及自由空間之間的頻率去諧相對較小，且由此可容易地實現良好匹配。

圖9繪示一圖表900，其沿圖表900中描繪之定向繪示處於2.4 GHz中心頻率的圖1之重複格天線100之實施例的實施的經模擬輻射圖案(線902)以及經量測輻射圖案(線904)。如由輻射圖案兩者所繪示，重複格天線100展現最大輻射方向接近身體及空氣(x - y)平面之干擾，且因此表明重複格天線100之功效相對地定向獨立，且因此較佳適合於用於跨身體通信的身體可佩戴式裝置的實施。

圖10繪示採用重複格天線100之一或多個例項的實例可佩戴式裝置系統1000，及繪示根據至少一些實施例之用於其使用的方法1002。在此實例實施例中，可佩戴式裝置系統1000包括可安裝在使用者之頭部上的頭戴式顯示器(HMD)裝置1004，及由使用者握持或以其他方式安裝為極為貼近使用者之手的一或多個手持型控制器1006。HMD裝置1004經組態以對使用者顯示虛擬實境(VR)或擴增實境(AR)內容。在至少一個實施例中，VR或AR內容為使用者交互的，且尤其使用使用者之手的位置作為輸入，以控制VR或AR內容之一或多個態樣。為此目的，HMD裝置1004包括重複格天線1010 (重複格天線100之一個實施例)，其耦接至RF控制器電路1012，其繼而耦接至HMD 裝置1004之數字信號處理器(digital signal processor；DSP)或其他運算組件1014。同樣，各個手持型控制器1006包括耦接至RF控制器1022的重複格天線1020 (重複格天線100之一個實施例)。

該方法1002繪示相對於手持型控制器1006中之各者操作HMD裝置1004之方法。在區塊1032，RF控制器1022激勵重複單元格天線1020，以微波頻率輻射無線信標。為圖解闡釋，RF控制器1022可包括藍芽Bluetooth TM)相容控制器，其根據藍芽(TM)標準，控制重複格天線1020以2.4 GHz之中心頻率發出信標。在區塊1034，HMD裝置1004之重複格天線1010接收表示無線信標之無線發信號，且將接收之信號提供至RF控制器1012。在區塊1036，RF控制器1012處理接收之信號，且將接收之信號的表示提供至運算組件1014，其繼而處理所接收資訊以暫存涉及HMD裝置1004之手持型控制器1006的位置，且隨後修改呈現之AR/VR內容，或以其他方式回應於手持型控制器1006的此經暫存位置作出一些動作。

在一些實施例中，上文所述之技術的特定態樣可由執行軟體的處理系統的一或多個處理器實施。該軟體包含在非暫時性電腦可讀儲存媒體上儲存或以其他方式有形地實施的一或多組可執行指令。軟體可包括指令及特定資料，其在由該一或多個處理器執行時，控制該一或多個處理器以執行上文所述之技術的一或多個態樣。舉例而言，非暫時性電腦可讀儲存媒體可包括磁碟或光碟儲存裝置、諸如快閃記憶體之固態儲存裝置、快取記憶體、隨機存取記憶體(random access memory；RAM)或其他非揮發性記憶體裝置或裝置，及類似者。儲存於非暫時性電腦可讀儲存媒體上的可執行指令可為由一或多個處理器解譯或以其他方式可由其執行的原始程式碼、組合語言程式碼、目的程式碼或其他指令格式。

電腦可讀儲存媒體可包括可由電腦系統在使用期間存取以將指令及/或資料提供至電腦系統的任何儲存媒體或儲存媒體之組合。此類儲存媒體可包括但不限於光學媒體(例如，緊密光碟(compact disc；CD)、數位多功能光碟(digital versatile disc；DVD)、藍光光碟)、磁性媒體(例如，軟碟、磁帶或磁性硬碟機)、揮發性記憶體(例如，隨機存取記憶體(RAM)或快取記憶體)、非揮發性記憶體例如，唯讀記憶體(read-only memory；ROM)或快閃記憶體)，或基於微機電系統(microelectromechanical system；MEMS)之儲存媒體。電腦可讀儲存媒體可嵌入於運算系統中(例如，系統RAM或ROM)、固定地附接至運算系統(例如，磁性硬碟機)、可拆卸地附接至運算系統(例如，光碟或基於通用串列匯流排(Universal Serial Bus；USB)之快閃記憶體)，或經由有線或無線網路耦接至電腦系統(例如，網路可存取儲存器(network accessible storage；NAS))。

應注意並非所有在上文中一般描述的活動或元件皆係所要的，可能不需要特定活動或裝置的一部分，且除描述之彼等物以外，可執行一或多個其他活動或包括一或多個其他元件。再另外，列出活動的次序未必為執行其的次序。此外，已參考特定實施例描述概念。然而，一般技術者瞭解，可進行各種潤飾及變化而不背離如以下申請專利範圍中所述的本發明範疇。因此，本說明書和圖式應以說明性而非限制性意義來看待，且所有此類修飾意欲包括在本發明範疇內。

已在上文中就特定實施例描述了益處、其他優勢以及問題的解決方案。然而，益處、優勢、問題的解決方案以及可使任何益處、優勢或解決方案出現或變得更明顯的任何特徵不應被解釋為任何或所有申請專利範圍的重要、必需或基本特徵。此外，上文所揭示的特定實施例僅為說明性的，由於對於受益於本文中教示的熟習此項技術者而言顯而易見，可以不同但等效的方式修改及實踐所揭示之主題。除如下文申請專利範圍中所描述以外，並不意欲限制本文中展示的構造或設計的細節。因此顯而易見的，上文揭示之特定實施例可經變化或修改，且全部此類變化被認為處於所揭示之主題的範疇內。因此本文尋求之保護如以下之申請專利範圍中所闡述。

100‧‧‧重複格天線

102‧‧‧介電基板

104‧‧‧接地平面/主表面

106‧‧‧主表面

108‧‧‧接地平面

110‧‧‧輻射平面

112‧‧‧單位格

113‧‧‧導電材料

114‧‧‧饋入/阻抗匹配網路

200‧‧‧透視橫截面圖

202‧‧‧部分

204‧‧‧部分

206‧‧‧輻射貼片

208‧‧‧區

212‧‧‧通孔

300‧‧‧側橫截面圖

400‧‧‧重複格天線

412‧‧‧單位格

414‧‧‧饋入/阻抗匹配網路

500‧‧‧重複格天線

512‧‧‧單位格

514‧‧‧饋入/阻抗匹配網路

606‧‧‧輻射貼片

607‧‧‧開口

609‧‧‧焊墊

611‧‧‧焊墊擴展

612‧‧‧單位格

613‧‧‧通孔

615‧‧‧散電感器

702‧‧‧檢索表

800‧‧‧圖表

900‧‧‧圖表

902‧‧‧線

904‧‧‧線

1000‧‧‧可佩戴式裝置系統

1002‧‧‧方法

1004‧‧‧頭戴式顯示器裝置

1006‧‧‧手持型控制器

1010‧‧‧重複格天線

1012‧‧‧射頻控制器

1014‧‧‧運算組件

1020‧‧‧重複格天線

1022‧‧‧射頻控制器

1032‧‧‧區塊

1034‧‧‧區塊

1036‧‧‧區塊

藉由參考附圖，本發明可得到更好理解，且其許多特徵及優點對本領域中熟習此項技術者而言變得顯而易見。在不同圖式中使用相同參考符號指示相似或相同之物件。

圖1係根據一些實施例之重複格天線的透視圖。

圖2係根據一些實施例之圖1的重複格天線的單一單位格之透視圖。

圖3係根據一些實施例的圖2之單位格之橫截面圖。

圖4係根據一些實施例的具有呈「H」形圖案之單位格的重複格天線之俯視圖。

圖5係根據一些實施例的具有呈「C」形圖案之單位格的重複格天線之俯視圖。

圖6係根據一些實施例的具有具離散電感器之單位格的重複格天線之透視圖。

圖7係繪示根據一些實施例之圖1之重複格天線的輻射平面中之電流分佈的圖解。

圖8係繪示根據一些實施例之圖1之重複格天線的經量測及經模擬回程損耗之圖表。

圖9係繪示根據一些實施例之圖1之重複格天線的輻射圖案之圖表。

圖10係繪示根據一些實施例之採用重複格天線之無線系統及其使用方法的圖解。

Claims

一種天線，其包含：一平面介電基板，其具有相對之第一表面與第二表面；一接地平面，其安置於該第一表面處，該接地平面由導電材料構成；以及一輻射平面，其安置於該第二表面處且由導電材料構成，該輻射平面包括複數個單位格，其中各個單位格包含：該輻射平面之該導電材料之一對應部分，該對應部分形成為一指定形狀，該指定形狀包括形成一負載電感器之一第一部分及形成電耦接至該負載電感器的一輻射貼片之第二部分；及至少一個通孔，其將該負載電感器電耦接至該接地平面。
如請求項1之天線，其中該第一部分之至少部分形成為一螺旋形之形狀。
如請求項2之天線，其中該至少一個通孔包括電耦接該螺旋形之一中心的一通孔。
如請求項1之天線，其中該第二部分包含至少部分地包圍該第一部分的導電材料。
如請求項1之天線，其中該第二部分包含完全包圍該第一部分的導電材料。
如請求項1之天線，其中該指定形狀具有一矩形周界。
如請求項1之天線，其中該等單位格在該第二表面上配置為一X形圖案。
如請求項1之天線，其中該等單位格在該第二表面上配置為一H形圖案。
如請求項1之天線，其中該等單位格在該第二表面上配置為一C形圖案。
如請求項1之天線，其中該輻射平面經組態以在大約2.4千兆赫(GHz)之一中心頻率下操作。
如請求項10之天線，其中該輻射平面在2.45 GHz下具有至少-30分貝之一反射係數(S11)。
一種可佩戴式裝置，其包含如請求項1之天線，該可佩戴式裝置進一步包含：一處理器；及一射頻(RF)控制器，其耦接至該處理器及該天線。
一種天線，其包含：一平面介電基板，其具有相對之第一表面與第二表面；一接地平面，其安置於該第一表面處，該接地平面由導電材料構成；以及一輻射平面，其安置於該第二表面處，該輻射平面包括複數個單位格，其中各個單位格包含：一導電材料層，其以一指定形狀形成於該第二表面處，該指定形狀形成一輻射貼片，該輻射貼片具有實質上不含該導電材料的一開口；及至少一個通孔，其自該開口延伸至該接地平面；及一離散電感器，其安置於該第二表面處，且將該至少一個通孔電耦接至該輻射貼片之該導電材料。
如請求項13之天線，其中該指定形狀具有一矩形周界。
如請求項13之天線，其中該等單位格在該第二表面上配置為一X形圖案。
如請求項13之天線，其中該等單位格在該第二表面上配置為一H形圖案。
如請求項13之天線，其中該等單位格在該第二表面上配置為一C形圖案。
如請求項13之天線，其中該輻射平面經組態以在大約2.4千兆赫(GHz)之一中心頻率下操作。
如請求項18之天線，其中該輻射平面在2.45 GHz下具有至少-30分貝之一反射係數(S11)。
如請求項13之天線，其中該基板包含一可撓性基板。
一種可佩戴式裝置，其包含如請求項13之天線，該可佩戴式裝置進一步包含：一處理器；及一射頻(RF)控制器，其耦接至該處理器及該天線。
一種方法，其包含：自安裝在一使用者身體上之一第一位置處之一第一裝置的一第一天線，將一射頻(RF)信號傳輸至安裝在該使用者身體上之一第二位置處之一第二裝置的一第二天線；且其中該第一天線及該第二天線中之至少一者包含一平面介電基板，其具有相對之第一表面與第二表面；一接地平面，其安置於該第一表面處，該接地平面由導電材料構成；以及一輻射平面，其安置於該第二表面處，該輻射平面包括複數個單位格，其中各個單位格包含：一導電材料層，其以一指定形狀形成於該第二表面處，該指定形狀包括形成一負載電感器之一第一部分及形成電耦接至該負載電感器的一輻射貼片的第二部分；及至少一個通孔，其將該負載電感器電耦接至該接地平面。
如請求項22之方法，其中：該第一裝置包含一頭戴式顯示器(HMD)裝置以顯示表示虛擬實境(VR)內容或擴增實境(AR)內容中之至少一者的內容；該第二裝置包含與該HMD裝置無線通信的一手持型控制器；且該方法進一步包含：處理該RF信號以判定該手持型控制器相對於該HMD裝置的一位置及定向中之至少一者。