本實(shí)用新型涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種天線結(jié)構(gòu)及全金屬手表。

背景技術(shù)：

隨著移動通訊技術(shù)的發(fā)展，各種電子產(chǎn)品對人們的娛樂及生活起到重要作用，并且多種電子產(chǎn)品逐漸更新為具有通訊功能的電子通訊產(chǎn)品，如智能手表，其中天線系統(tǒng)為電子通訊產(chǎn)品的核心部件之一。

輻射部是天線系統(tǒng)的重要部件。相關(guān)技術(shù)中的電子通訊產(chǎn)品將天線系統(tǒng)的輻射部設(shè)于塑料后蓋表面，由于塑料后蓋不會對天線系統(tǒng)的輻射進(jìn)行屏蔽，這種實(shí)現(xiàn)方式較為容易。

但是隨著消費(fèi)者的需求變化，對電子通訊產(chǎn)品的需求不僅滿足于其應(yīng)用功能，對于其外觀、質(zhì)感等需求也在不斷提升，因此，金屬外殼的通訊產(chǎn)品越來越受歡迎。然而，電磁波不能穿透金屬，將天線系統(tǒng)完全設(shè)置于金屬外殼內(nèi)，不能達(dá)到天線性能的檢測標(biāo)準(zhǔn)。為了達(dá)到天線的輻射性能，現(xiàn)有技術(shù)采取在金屬后蓋上設(shè)置縫隙的方法來輻射信號，此種方式不僅破壞了金屬外殼整體造型的完整性，而且由于手表直接佩戴在人體的手臂上，在后蓋上設(shè)置縫隙可能會對人體造成損害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是：提供一種隔離度好，對人體組織影響較小且可保持金屬外殼完整性的天線結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步地提供一種全金屬手表。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

一種天線結(jié)構(gòu)，包括金屬外殼，所述金屬外殼包括頂板、側(cè)壁和底板，所述頂板、側(cè)壁和底板圍設(shè)成一空腔，所述頂板上設(shè)有開口，頂板上圍繞所述開口形成有一縫隙天線。

進(jìn)一步地，所述金屬外殼為正方體或長方體結(jié)構(gòu)，所述頂板包括第一頂板、第二頂板和第三頂板，所述第一頂板、第二頂板和第三頂板依次連接形成U形結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述縫隙天線包括第一分支、第二分支和第三分支，所述第一分支設(shè)置在所述第一頂板上，所述第二分支設(shè)置在所述第二頂板上，所述第三分支設(shè)置在所述第三頂板上，第一分支、第二分支和第三分支依次連接。

進(jìn)一步地，還包括天線饋電點(diǎn)，所述天線饋電點(diǎn)設(shè)置在所述第二分支上，且距離所述第二頂板的長度方向的中心線3-5mm。

進(jìn)一步地，還包括匹配電路，所述匹配電路設(shè)置于所述天線饋電點(diǎn)與所述第二分支之間。

進(jìn)一步地，還包括第一短路結(jié)構(gòu)和第二短路結(jié)構(gòu)，所述第一短路結(jié)構(gòu)連接所述第一分支與所述第一頂板，所述第二短路結(jié)構(gòu)連接所述第三分支與所述第三頂板。

進(jìn)一步地，所述金屬外殼為正方體或長方體結(jié)構(gòu)，所述開口設(shè)置在所述頂板的中部。

進(jìn)一步地，所述金屬外殼為圓柱體，所述第一頂板、第二頂板和第三頂板依次連接形成圓弧形。本實(shí)用新型采用的另一個(gè)技術(shù)方案為：

一種全金屬手表，包括顯示器和上述的天線結(jié)構(gòu)，所述顯示器設(shè)置在所述金屬外殼內(nèi)并對應(yīng)所述開口設(shè)置。

進(jìn)一步地，還包括覆蓋層，所述覆蓋層覆蓋在所述金屬外殼的頂板和顯示器上。

本實(shí)用新型的有益效果在于：

金屬外殼的內(nèi)部為一空腔，在頂板上設(shè)置縫隙天線，縫隙天線與空腔形成一背腔縫隙天線，背腔縫隙天線被激發(fā)可在所需的頻帶中產(chǎn)生諧振；縫隙天線設(shè)置在頂板上，不僅不會破壞底板的完整性，以保持金屬外殼的整體完整性，而且背腔縫隙天線遠(yuǎn)離人體進(jìn)行輻射，同時(shí)金屬外殼的金屬側(cè)壁和底板有助于將天線與人體組織進(jìn)行隔離，從而可降低天線輻射對人體組織的影響。

顯示器設(shè)置在金屬外殼內(nèi)并對應(yīng)開口設(shè)置，使得顯示器的三個(gè)側(cè)壁與金屬外殼的三個(gè)側(cè)壁之間分別具有距離，顯示器設(shè)置在金屬外殼內(nèi)后，金屬外殼于圍繞開口處的區(qū)域內(nèi)仍為空腔，空腔與圍繞開口設(shè)置的縫隙天線形成背腔縫隙天線，以滿足全金屬手表的天線輻射性能。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的天線結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例一的天線結(jié)構(gòu)的匹配電路的電路圖；

圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例一的天線結(jié)構(gòu)在2.4GHz頻段中分別處于自由空間(FS)和手臂模型(ARM)上的S11和效率圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例一的天線結(jié)構(gòu)在5GHz頻段中分別處于自由空間(FS)和手臂模型(ARM)上的S11和效率圖；

圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例二的天線結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例三的天線結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例四的全金屬手表的結(jié)構(gòu)示意圖。

標(biāo)號說明：

1、金屬外殼；11、頂板；111、開口；112、第一頂板；113、第二頂板；114、第三頂板；115、第四頂板；12、側(cè)壁；2、縫隙天線；21、第一分支；22、第二分支；23、第三分支；3、天線饋電點(diǎn)；4、匹配電路；5、第一短路結(jié)構(gòu)；6、第二短路結(jié)構(gòu)；7、顯示器；8、覆蓋層。

具體實(shí)施方式

為詳細(xì)說明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說明。

本實(shí)用新型最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：在金屬外殼的頂板上設(shè)置縫隙天線，使縫隙天線與空腔形成背腔縫隙天線，不僅隔離度好，對人體組織影響較小，而且可保持金屬外殼的完整性。

請參閱圖1至圖6，一種天線結(jié)構(gòu)，包括金屬外殼1，所述金屬外殼1包括頂板11、側(cè)壁12和底板，所述頂板11、側(cè)壁12和底板圍設(shè)成一空腔，所述頂板11上設(shè)有開口111，頂板11上圍繞所述開口111形成有一縫隙天線2。

從上述描述可知，本實(shí)用新型的有益效果在于：金屬外殼的內(nèi)部為一空腔，在頂板上設(shè)置縫隙天線，縫隙天線與空腔形成一背腔縫隙天線，背腔縫隙天線被激發(fā)可在所需的頻帶中產(chǎn)生諧振；縫隙天線設(shè)置在頂板上，不僅不會破壞底板的完整性，以保持金屬外殼的整體完整性，而且背腔縫隙天線遠(yuǎn)離人體進(jìn)行輻射，同時(shí)金屬外殼的金屬側(cè)壁和底板有助于將天線與人體組織進(jìn)行隔離，從而可降低天線輻射對人體組織的影響。

進(jìn)一步地，所述金屬外殼1為正方體或長方體結(jié)構(gòu)，所述頂板11包括第一頂板112、第二頂板113和第三頂板114，所述第一頂板112、第二頂板113和第三頂板114依次連接形成U形結(jié)構(gòu)。

由上述描述可知，第一頂板、第二頂板和第三頂板形成U形結(jié)構(gòu)，微型USB連接器和其他機(jī)械按鈕設(shè)置在金屬外殼的第四側(cè)上，從而防止這些按鈕等部件干擾天線性能。

進(jìn)一步地，所述縫隙天線2包括第一分支21、第二分支22和第三分支23，所述第一分支21設(shè)置在所述第一頂板112上，所述第二分支22設(shè)置在所述第二頂板113上，所述第三分支23設(shè)置在所述第三頂板114上，第一分支21、第二分支22和第三分支23依次連接。

由上述描述可知，縫隙天線的長度可根據(jù)所需的諧振頻率進(jìn)行設(shè)置，縫隙天線的寬度根據(jù)所述頻段的帶寬進(jìn)行設(shè)置，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)金屬外殼的尺寸和所需的諧振頻率及帶寬，設(shè)置縫隙天線的長度和寬度。

進(jìn)一步地，還包括天線饋電點(diǎn)3，所述天線饋電點(diǎn)3設(shè)置在所述第二分支22上，且距離所述第二頂板113的長度方向的中心線3-5mm。

由上述描述可知，饋電點(diǎn)的位置有助于在所需的頻帶中對天線的諧振進(jìn)行調(diào)節(jié)，天線饋電點(diǎn)在上述位置時(shí)，可使天線在2.4GHz和5GHz的頻段中諧振。

進(jìn)一步地，還包括匹配電路4，所述匹配電路4設(shè)置于所述天線饋電點(diǎn)3與所述第二分支22之間。

由上述描述可知，設(shè)置匹配電路，提高了天線效率，可以更好地滿足天線在2.4GHz和5GHz頻段的效率要求。

進(jìn)一步地，還包括第一短路結(jié)構(gòu)5和第二短路結(jié)構(gòu)6，所述第一短路結(jié)構(gòu)5連接所述第一分支21與所述第一頂板112，所述第二短路結(jié)構(gòu)6連接所述第三分支23與所述第三頂板114。

由上述描述可知，分別在2.4GHz和5GHz頻段時(shí)，第一短路結(jié)構(gòu)和第二短路結(jié)構(gòu)可以改變各自所處位置的電流路徑。

進(jìn)一步地，所述金屬外殼1為正方體或長方體結(jié)構(gòu)，所述開口111設(shè)置在所述頂板11的中部。

由上述描述可知，開口設(shè)置在頂板的中部，縫隙天線圍繞開口設(shè)置，此時(shí)微型USB連接器和其他機(jī)械按鈕不應(yīng)設(shè)置在金屬外殼的第四側(cè)上，而是在金屬外殼的底部上，從而防止這些按鈕等部件干擾天線性能。

進(jìn)一步地，所述金屬外殼1為圓柱體，所述第一頂板112、第二頂板113和第三頂板114依次連接形成圓弧形。

由上述描述可知，金屬外殼可根據(jù)需求設(shè)置為不同的形狀，相應(yīng)的頂板的形狀應(yīng)根據(jù)金屬外殼的形狀進(jìn)行改變。

一種全金屬手表，包括顯示器7和上述的天線結(jié)構(gòu)，所述顯示器7設(shè)置在所述金屬外殼1內(nèi)并對應(yīng)所述開口111設(shè)置。

由上述描述可知，顯示器設(shè)置在金屬外殼內(nèi)并對應(yīng)開口設(shè)置，使得顯示器的三個(gè)側(cè)壁與金屬外殼的三個(gè)側(cè)壁之間分別具有距離，顯示器設(shè)置在金屬外殼內(nèi)后，金屬外殼于圍繞開口處的區(qū)域內(nèi)仍為空腔，空腔與圍繞開口設(shè)置的縫隙天線形成背腔縫隙天線，以滿足全金屬手表的天線輻射性能。

進(jìn)一步地，還包括覆蓋層8，所述覆蓋層8覆蓋在所述金屬外殼1的頂板11和顯示器7上。

由上述描述可知，覆蓋層可為有機(jī)玻璃，有機(jī)玻璃的厚度為1mm左右。

請參照圖1至圖4，本實(shí)用新型的實(shí)施例一為：

一種天線結(jié)構(gòu)，包括金屬外殼1，金屬外殼1包括頂板11、側(cè)壁12和底板，頂板11、側(cè)壁12和底板圍設(shè)成一空腔，頂板11上設(shè)有開口111，頂板11上圍繞開口111形成有一縫隙天線2。

金屬外殼1可為正方體、長方體、圓柱體結(jié)構(gòu)或其他任何形狀。本實(shí)施例中，金屬外殼1為長方體，其長度為42mm，寬度為37.5mm，高為6mm。頂板11包括第一頂板112、第二頂板113和第三頂板114，第一頂板112、第二頂板113和第三頂板114依次連接形成U形結(jié)構(gòu)，U形開口朝向金屬外殼1的第四側(cè)面設(shè)置，將該天線結(jié)構(gòu)應(yīng)用在手表中時(shí)，可將微型USB連接器和其他機(jī)械按鈕設(shè)置在金屬外殼1的第四側(cè)面上，以避免機(jī)械按鈕干擾天線性能。第一頂板112、第二頂板113和第三頂板114的寬度分別為6mm，第一頂板112、第二頂板113和第三頂板114的寬度可減小，但可能在一定程度上降低天線的效率。

縫隙天線2包括第一分支21、第二分支22和第三分支23，第一分支21設(shè)置在第一頂板112上，第二分支22設(shè)置在第二頂板113上，第三分支23設(shè)置在第三頂板114上，第一分支21、第二分支22和第三分支23依次連接。

天線結(jié)構(gòu)還包括天線饋電點(diǎn)3和匹配電路4，天線饋電點(diǎn)3設(shè)置在第二分支上22，且距離第二頂板113的長度方向的中心線3-5mm，優(yōu)選地，距離第二頂板113的長度方向的中心線4mm。匹配電路4設(shè)置于天線饋電點(diǎn)3與第二分支22之間。匹配電路4包括兩個(gè)串聯(lián)的電容器C1和C2及一個(gè)電感器L，電容器C1的一端與天線饋電點(diǎn)3連接，電容器C1的另一端與電容器C2的一端連接，電容器C2的另一端與第二分支22連接，電感器L的一端連接于兩個(gè)電容器C1和C2之間，另一端接地。其中，C1＝1pF，C2＝0.6pF，L1＝1.7nF；可選地，匹配電路4還可以為其他的結(jié)構(gòu)，這取決于S11的測定值。

天線結(jié)構(gòu)還包括第一短路結(jié)構(gòu)5和第二短路結(jié)構(gòu)6，第一短路結(jié)構(gòu)5和第二短路結(jié)構(gòu)6分別為一金屬片，縫隙天線2是在頂板11上切割縫隙而形成，第一短路結(jié)構(gòu)5連接第一分支21與第一頂板112，第二短路結(jié)構(gòu)6連接第三分支23與第三頂板114。第一短路結(jié)構(gòu)5的兩端分別設(shè)置在第一頂板112上，第一短路結(jié)構(gòu)5橫跨一條縫隙，在第一頂板112上切割縫隙后，可通過第一短路結(jié)構(gòu)5將第一頂板112上的剩余部分進(jìn)行連接，以支撐第一頂板112上的剩余部分。第二短路結(jié)構(gòu)6設(shè)置在第三頂板114上與第一短路結(jié)構(gòu)5的設(shè)置結(jié)構(gòu)相同。在第一頂板112上設(shè)置第一短路結(jié)構(gòu)5，可改變第一頂板112上第一短路結(jié)構(gòu)5所處位置的電流方向；同理，第三頂板114上設(shè)置第二短路結(jié)構(gòu)6，改變第三頂板114上第二短路結(jié)構(gòu)6所處位置的電流方向。

圖3為天線結(jié)構(gòu)在2.4GHz頻段中分別處于自由空間(FS)和手臂模型(ARM)上的S11和效率圖；圖4為天線結(jié)構(gòu)在5GHz頻段中分別處于自由空間(FS)和手臂模型(ARM)上的S11和效率圖。其中，橫坐標(biāo)為頻率(GHz)，縱坐標(biāo)為回波損耗(dB)。圖3中，在橫坐標(biāo)為2.38時(shí)，第一條線代表天線結(jié)構(gòu)在自由空間(FS)的S11值，第二條線代表天線結(jié)構(gòu)在自由空間(FS)的效率，第三條線代表天線結(jié)構(gòu)在手臂模型(ARM)上的效率；在橫坐標(biāo)為2.44時(shí)，第一條線代表天線結(jié)構(gòu)在自由空間(FS)的效率，第二條線代表天線結(jié)構(gòu)在手臂模型(ARM)上的效率，第三條線代表天線結(jié)構(gòu)在自由空間(FS)的S11值，第四條線代表天線結(jié)構(gòu)在手臂模型(ARM)上的S11值。圖4中，在橫坐標(biāo)為5時(shí)，第一條線代表天線結(jié)構(gòu)在自由空間(FS)的效率，第二條線代表天線結(jié)構(gòu)在手臂模型(ARM)上的效率；第三條線代表天線結(jié)構(gòu)在手臂模型(ARM)上的S11值，第四條線代表天線結(jié)構(gòu)在自由空間(FS)的S11值。從圖3和圖4中可看出，在手臂模型的情況下，天線結(jié)構(gòu)受到的影響較小，此外，在自由空間或手臂模型中，天線結(jié)構(gòu)具有良好的效率。在2.4GHz頻段，效率優(yōu)于-5.5dB，在5GHz頻段，效率優(yōu)于-3.5dB。

請參照圖5，本實(shí)用新型的實(shí)施例二為：

一種天線結(jié)構(gòu)，參見實(shí)施例一，本實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一的區(qū)別在于：

金屬外殼1為正方體或長方體結(jié)構(gòu)，開口111設(shè)置在頂板11的中部。金屬外殼1的頂板11包括第一頂板112、第二頂板113、第三頂板114和第四頂板115，第一頂板112、第二頂板113、第三頂板114和第四頂板115依次連接形成矩形。微型USB連接器和其他機(jī)械按鈕設(shè)置在金屬外殼1的底板上。

請參照圖6，本實(shí)用新型的實(shí)施例三為：

一種天線結(jié)構(gòu)，參見實(shí)施例一，本實(shí)施例的天線結(jié)構(gòu)與實(shí)施例一的區(qū)別在于：

金屬外殼1為圓柱體，金屬外殼1的頂板包括第一頂板112、第二頂板113和第三頂板114，第一頂板112、第二頂板113和第三頂板114依次連接形成圓弧形。當(dāng)?shù)谝豁敯?12、第二頂板113和第三頂板114依次連接形成圓弧時(shí)，微型USB連接器和其他機(jī)械按鈕設(shè)置在金屬外殼1上且位于半圓的缺口處。當(dāng)?shù)谝豁敯?12、第二頂板113和第三頂板114依次連接形成整圓時(shí)，微型USB連接器和其他機(jī)械按鈕設(shè)置在金屬外殼1的底板上。

請參照圖7，本實(shí)用新型的實(shí)施例四為：

一種全金屬手表，包括顯示器7和實(shí)施例1至3所述的天線結(jié)構(gòu)，顯示器7設(shè)置在金屬外殼1內(nèi)并對應(yīng)開口111設(shè)置。顯示器7設(shè)置在金屬外殼1內(nèi)后，顯示器7的三側(cè)面與金屬外殼1的三側(cè)面分別具有距離，使金屬外殼1內(nèi)形成一U形空腔；或顯示器7的四側(cè)面與金屬外殼1的四側(cè)面分別具有距離，使金屬外殼1內(nèi)形成一矩形空腔；或顯示器7放置在金屬外殼1內(nèi)后，在金屬外殼1內(nèi)形成一圓弧形空腔。具體結(jié)構(gòu)可根據(jù)金屬外殼1的形狀進(jìn)行設(shè)計(jì)。金屬外殼1的頂板11和顯示器7上還覆蓋有一層覆蓋層8，覆蓋層8可為有機(jī)玻璃，有機(jī)玻璃的厚度為1mm。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的天線結(jié)構(gòu)及全金屬手表，不僅不會破壞金屬外殼的整體完整性，而且背腔縫隙天線遠(yuǎn)離人體進(jìn)行輻射，有助于將天線與人體組織進(jìn)行隔離。

以上所述僅為本實(shí)用新型的實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等同變換，或直接或間接運(yùn)用在相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。