无线信号收发装置的制作方法

1.本发明涉及一种无线信号收发装置，且特别是涉及一种可适应性控制波束的发射相位以及发射功率的无线信号收发装置。


背景技术：

2.公知技术领域中，应用于无线千兆联盟(wireless gigabit alliance,wigig)的信号收发装置，被设计以提供笔记本电脑执行数据、影像的存取动作的高速连结。因此，其天线的辐射指向性具有特定的方向(投向笔记本电脑前方的投影机)。但是，在虚拟现实的显示技术中，信号收发装置发送的波束的覆盖特性，会随着用户的置放位置而有所不同。为解决这个问题，公知技术通过放置高复杂度的天线，以提升发射场型的变化性。这样的作法，造成产品的成本大幅的增加。


技术实现要素：

3.本发明是针对一种无线信号收发装置，可针对镜头发送的波束进行优化的控制。
4.根据本发明的实施例，无线信号收发装置包括本体部以及至少一镜头。本体部具有至少一连接部以及相对应的至少一无线信号发射器。镜头可拆卸的连接至连接部。镜头包括镜筒部、第一透镜、相位匹配结构、数据储存器以及电性连接端点。第一透镜设置在镜筒部中的第一侧边。相位匹配结构设置在镜筒部中的第二侧边。数据储存器设置在镜筒部中，用以储存规格信息。电性连接端点设置在镜筒部中，耦接至数据储存器。其中当镜头与连接部连接时，无线信号发射器通过电性连接端点以耦接至数据储存器，并读取数据储存器中的规格信息。无线信号发射器依据规格信息以控制所发射的多个波束的多个发射相位以及多个发射功率。
5.根据上述，本发明的无线信号收发装置上设置可拆卸的一个或多个镜头。镜头中设置数据储存器，并在连接至无线信号收发装置的本体部时，使数据储存器提供规格信息。无线信号发射器可依据规格信息以控制所发射的多个波束的多个发射相位以及多个发射功率，使无线信号收发装置可对应每个镜头的规格来发送波束，并提升无线信号的传输效能。
附图说明
6.包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。
7.图1为本发明一实施例的无线信号收发装置的示意图；
8.图2为本发明实施例的无线信号收发装置中的镜头的实施方式的示意图；
9.图3a为本发明实施例的无线信号收发装置的另一实施方式的示意图；
10.图3b为本发明图3a实施例的相位匹配结构以及印刷电路板的俯视图；
11.图4a至图4b为本发明实施例的无线信号收发装置的相位匹配结构的多个实施方
式的示意图；
12.图5为本发明实施例的无线信号收发装置的另一实施方式的示意图；
13.图6为本发明实施例的无线信号收发装置的动作流程图；
14.图7a以及7b分别为本发明实施例的无线信号收发装置发送的波束的不同实施方式的示意图；
15.图8a至图8c为本发明实施例的无线信号收发装置的结构示意图；
16.图9a以及图9b为本发明实施例的无线信号收发装置中的天线模块的示意图。
17.附图标号说明
18.100、300、500、710、720、801～803：无线信号收发装置；
19.110：本体部；
20.121～123：连接部；
21.130、302、502、811：镜头；
22.141～143、340：无线信号发射器；
23.201、301、501：镜筒部；
24.210、310、510、550、721、722：透镜；
25.220、320、400、520：相位匹配结构；
26.230、330、530：数据储存器；
27.240、ct：电性连接端点；
28.390、590：印刷电路板；
29.341、541、711、712、ant：天线；
30.342、542：控制电路；
31.410：结构体；
32.812：载板；
33.813：天线模块；
34.814：集成电路；
35.815：射频控制电路；
36.s1、s2：表面；
37.s610～s630：步骤；
38.wb11～wb15、wb21～wb25：波束。
具体实施方式
39.现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在图式和描述中用来表示相同或相似部分。
40.请参照图1，图1为本发明一实施例的无线信号收发装置的示意图。无线信号收发装置100包括本体部110以及镜头130。本体部110中具有连接部121～123以及相对应的无线信号发射器141～143。镜头130与连接部121为可拆卸式的相互连接。其中，镜头130中包括多个透镜以及数据储存器。当镜头130通过连接部121以连接至本体部110时，资料储存器可以与相对应的无线信号发射器141电性连接。数据储存器用以储存镜头130的规格信息。无线信号发射器141可以读取数据储存器所储存的规格信息，并依据规格信息来控制所发射
的多个波束的多个发射相位以及多个发射功率。无线信号发射器141可通过任意形式的通信接口来读取数据储存器中的规格信息，例如，无线信号发射器141可通过串行接口(例如串行周边接口serial peripheral interface,spi)来执行数据传输动作。在本实施例中，镜头130的规格信息包括镜头130中的透镜种类、镜头130的焦距以及镜头130的视野大小。当镜头130中具有用以调整焦距且可移动的透镜时，规格信息还可包括这个可移动的透镜的位置。
41.值得一提的，无线信号收发装置100可具有一个或多个连接部，并分别用以可拆式连接一个或多个镜头。图1中所为的连接部以及镜头的数量都只是说明用的范例，不用以限缩本发明的范畴。
42.关于镜头130的实施细节，可参照图2为的本发明实施例的无线信号收发装置中的镜头的实施方式的示意图。镜头130包括镜筒部201、透镜210、相位匹配结构220、数据储存器230以及电性连接端点240。其中，透镜210设置在镜筒部201的第一侧边，相位匹配结构220则设置在镜筒部201中相对于第一侧边的第二侧边。电性连接端点240设置在镜头130中可与无线信号收发装置100的本体部110上的连接部121相接触的位置。连接部121上对应电性连接端点240的位置则可设置可导电的材质，并通过传输导线连接至无线信号发射器141。在当镜头130连接至连接部121时，无线信号发射器141可以电性连接至电性连接端点240。
43.在另一方面，数据储存器230电性连接至电性连接端点240，并在当无线信号发射器141电性连接至电性连接端点240时，数据储存器230可与无线信号发射器141电性连接。
44.在本实施方式中，透镜210可以为一凸透镜，或其他任应形式的透镜。其中，透镜210为一毫米波透镜(可操作于毫米波以上的频段)。另外，相位匹配结构220可以应用本领域的普通技术人员所熟知的任意的相位匹配结构(impedance matching structure)来建构，没有特别的限制。
45.在本实施例中，相位匹配结构220的位置是可以被调整的。相位匹配结构220可被调整以接近透镜210或远离透镜210，不需要被固定在特定的位置上。
46.以下请参照图3a以及图3b，其中图3a为本发明实施例的无线信号收发装置的另一实施方式的示意图，图3b为本发明图3a实施例的相位匹配结构以及印刷电路板的俯视图。无线信号收发装置300包括镜头302以及无线信号发射器340。镜头302包括镜筒部301、透镜310、相位匹配结构320、印刷电路板390以及数据储存器330。
47.相位匹配结构320、印刷电路板390以及数据储存器330设置在镜筒部301中。在本实施例中，印刷电路板390用以承载数据储存器330，其中，印刷电路板390中形成一空心部，相位匹配结构320则可设置在空心部中。
48.在此可参照图3b，其中印刷电路板390的形状可以为环状，并在中心形成一空心部。数据储存器330可以为一存储器芯片，并设置在印刷电路板390上。印刷电路板390所形成的空心部则可用以设置相位匹配结构320。
49.请重新参照图3a，在当镜头302连接至无线信号收发装置300的本体部时，资料储存器330可以通过电性连接端点ct连接至无线信号发射器340。在本实施例中，无线信号发射器340包括天线341以及控制电路342。控制电路342可通过电性连接端点ct电性连接至数据储存器330。控制电路342并可针对数据储存器330执行一读取操作，并获得数据储存器
330中所储存的关于镜头302的规格信息。
50.控制电路342并依据所读取的规格信息以控制天线341所发射的波束的发射相位以及发射功率。在细节上，控制电路342可以基于一查找信息，以依据规格信息来获得波束的发射相位以及发射功率。查找信息可以被储存在内嵌于控制电路342内的存储器中，或也可以储存在控制电路342外的存储器中，没有一定的限制。其中，查找信息中可包括多个不同规格的镜头，所对应要发送的波束的发射相位以及发射功率相关信息。在本实施例中，波束的发射相位可以为所要发送的波束与一参考方向的相位偏移。参考方向则可以为天线341的法线方向。
51.在本实施例中，查找信息可以是所谓的天线码书(code book)。其中，天线码书中记录对应天线中每一阵元中所馈入的信号强度以及信号相位。天线码书中可以具有n个天线子码书，并分别对应n个天线(n为正整数)。天线码书中所记录的数据可以为数字的数据，并通过多个位的数字码来指示对应的天线的信号强度以及相位。
52.附带一提的，当镜头302被拆卸而与无线信号发射器340物理性隔离时，控制电路342可侦测数据储存器330被拆离的状态，而使天线341停止发射波束。
53.关于相位匹配结构的实施细节，请参照图4a至图4b为的本发明实施例的无线信号收发装置的相位匹配结构的多个实施方式的示意图。图4a示出相位匹配结构400的俯视图。相位匹配结构400上可具有金属化的多个结构体410。结构体410可排列成一阵列。在实施细节中，这些结构体410可以依据默认次序的排列在相位匹配结构400上。在本发明实施例中，任二相邻的结构体410间的距离小于对应的波束的波长的四分之一，其中波束的频率例如为60ghz。
54.在本实施例中，结构体410可以为凸出结构或也可以是凹槽结构。
55.在图4b中，结构体410可以被生成在相位匹配结构400的第一表面s1，或也可以同时被生成在相位匹配结构400相对的第一表面s1以及第二表面上s2。其中，相位匹配结构400的第一表面s1可朝向镜筒中的透镜(例如图3实施例的透镜310)。
56.在本发明其它实施中，相位匹配结构也可以利用凸透镜来实施，或者，相位匹配结构也可以利用多个液晶显示晶格来形成。
57.在相位匹配结构为利用多个液晶显示晶格来形成的实施范例中，液晶显示晶格可接收电气信号，并依据电气信号来产生相位匹配的功能。其中，对应的镜头中可以设置驱动电路。驱动电路并依据数据储存器所储存的规格信息，来产生电气信号以驱动液晶显示晶格。
58.在本发明其他实施例中，液晶显示晶格的相位匹配结构可以与具有金属化结构体的相位匹配结构相互迭合来实施，可有效提升所产生光束的相位匹配的效能。
59.以下请参照图5，图5为本发明实施例的无线信号收发装置的另一实施方式的示意图。无线信号收发装置500包括镜头502以及无线信号发射器540。镜头502包括镜筒部501、透镜510、550、相位匹配结构520、印刷电路板590以及数据储存器530。透镜510、550、相位匹配结构520、印刷电路板590以及数据储存器530设置在镜筒部501中。无线信号发射器540则包括天线541以及控制电路542。当镜头502连接至无线信号收发装置500的本体部时，控制电路542可通过电性连接端点ct以电性连接数据储存器530。数据储存器530可以为印刷电路板590上的一存储器芯片。
60.与图3a实施例不相同，在本实施例中，镜头502中并设置透镜550以作为焦距调整透镜。通过调整透镜550的位置，可以调整镜头502的整体的焦距。在本实施例中，透镜550的位置可以包括在规格信息中并储存在数据储存器530中。在本实施例中，透镜510、550分别为凸透镜以及凹透镜。
61.附带一提的，在本发明其他实施例中，透镜510、550可以分别由聚光式的平面超透镜(planar meta
‑
lens)以及散光式的平面超透镜来取代。
62.以下请参照图6，图6为本发明实施例的无线信号收发装置的动作流程图。首先，当镜头连接至无线信号收发装置的本体部上时，镜头中的资料储存器可以通过电性连接端点与无线信号发射器电性连接。接着，无线信号发射器可以通过电性连接端点，在步骤s610中来对数据储存器执行数据读取动作。接着，步骤s620中，则提供查找信息至对应的无线信号发射器，并在步骤s630中使无线信号发射器依据查找信息来发射多个波束，并用以控制波束的发射相位以及发射功率。
63.关于步骤s610～s630的实施细节，在前述多个实施例以及实施方式已有详尽的说明，在此不多赘述。
64.以下请参照图7a以及7b，图7a以及7b分别为本发明实施例的无线信号收发装置发送的波束的不同实施方式的示意图。在图7a中，无线信号收发装置710中的天线711可依据镜头所提供的规格信息，以控制天线711发送的波束wb11～wb15的发射相位以及发射功率。在本实施例中，镜头的镜筒部中设置凸透镜712。通过凸透镜712的折射作用，镜头可发送聚集的波束wb11～wb15。
65.在图7b中，无线信号收发装置720中的天线721可依据镜头所提供的规格信息，以控制天线721发送的波束wb21～wb25的发射相位以及发射功率。在本实施例中，镜头的镜筒部中设置凹透镜722。通过凹透镜722的折射作用，镜头可发送发散的波束wb21～wb25。
66.由图7a以及7b的实施方式可以得知，本发明的无线信号收发装置可通过设置不同规格的镜头，以针对不同的使用需求，依据每个镜头的规格信息来设定波束的发射相位以及功率，提升无线信号收发装置的使用效能。
67.以下请参照图8a至图8c，图8a至图8c为本发明实施例的无线信号收发装置的结构示意图。在图8a中，无线信号收发装置801包括镜头811以及本体部。本体部由载板812、天线模块813以及集成电路814所构成。其中，天线模块813上可设置一个或多个天线，多个天线则可形成一相位天线阵列。天线模块813中并具有一射频控制电路815，用以通过相位天线阵列以产生多个波束。
68.集成电路814被承载在载板812上，天线模块813也同样被设置在载板812上。其中，射频控制电路815可被设置在天线模块813的背板上，且天线模块813位于镜头811在载板812上的垂直投影区域中。在本实施方式中，集成电路814可被设置在载板812的任意表面上，没有一定的限制。
69.在图8b中，在无线信号收发装置802中，天线模块813可被内嵌在载板812上，其中的相位阵列天线可以面向镜头811。其中，天线模块813同样可位于镜头811在载板812上的垂直投影区域中。在本实施例中，射频控制电路815则被设置在载板812的背板上，而集成电路814同样可被设置在载板812的任意表面上，没有一定的限制。
70.在图8c中，在无线信号收发装置803中，天线模块813并不设置在载板812上。天线
模块813可通过导线wir与载板812电性连接。天线模块813同样位于镜头811的垂直投影区域中。射频控制电路815则被设置在天线模块813的背板上。载板812上承载集成电路814，其中，集成电路814同样可被设置在载板812的任意表面上，没有一定的限制。
71.以下请参照图9a以及图9b，图9a以及图9b为本发明实施例的无线信号收发装置中的天线模块的示意图。在图9a中，天线模块910上可设置单一天线ant，或者，在图9b中，天线模块920上可设置多个天线ant并形成相位阵列天线。
72.值得一提的，在本发明所有实施例中，天线模块均由硬件电路所构成。
73.根据上述，本发明的无线信号收发装置通过连接部以与一个或多个镜头可拆卸连接。并通过与连接的镜头间进行数据传输，以依据镜头所提供的规格信息以产生对应的波束。如此一来，针对不同规格的镜头，本发明的无线信号收发装置可适应性的控制所发射的波束的发射相位以及多个发射功率。特别是在第五代行动通信技术的应用中，可进一步提升无线信号收发装置的效能。
74.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。