本發(fā)明涉及通信設備領域，具體是一種GPS和BT雙頻通信的智能手表天線。

背景技術：

可穿戴設備即直接穿在身上，或是整合到用戶的衣服或配件的一種便攜式設備?？纱┐髟O備多以具備部分計算功能、可連接手機及各類終端的便攜式配件形式存在，為了給予用戶良好的體驗，穿戴設備有的需要藍牙功能支持無線數(shù)據(jù)傳輸，有的需要GPS/北斗等進行定位，有的需要2G/3G/4G網(wǎng)絡用于通訊，還有的需要NFC支持支付等等，這無一不需要天線的支持。

目前市面上智能手表、手環(huán)占穿戴設備的比例最高，智能手表為保證結(jié)構(gòu)強度以及手感，大部分采用金屬外框，且盡量小而薄，所以手表內(nèi)部堆疊相當緊湊，基本無天線空間，且即使預留有空間，由于金屬外框的屏蔽，天線效率也肯定不好。目前最好的方法是利用金屬外框來設計天線。

若金屬外框能夠打斷，則會大大降低天線的調(diào)試難度，但要結(jié)合ID，選擇合適的斷點位置，同時要保證必要的天線凈空。

若金屬外框為全閉環(huán)，只預留表面和底面兩個區(qū)域非金屬材質(zhì)，則天線設計難度較大，表面有TP+LCD，底面有傳感器、無線充電線圈等，且緊貼手臂，只能利用金屬外框設計天線，由于結(jié)構(gòu)尺寸的限制，基本只能滿足2.4GHz或以上單頻段的天線設計要求。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種GPS和BT雙頻通信的智能手表天線，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案：

一種GPS和BT雙頻通信的智能手表天線，包括金屬邊框和表盤，所述的金屬邊框內(nèi)部從上到下依次設置有上層金屬閉環(huán)、中間層填充塑膠、下層金屬底座，所述上層金屬閉環(huán)的下表面設置有PCB板，所述的上層金屬閉環(huán)、下層金屬底座之間設有與PCB板連接的馬達和揚聲器，所述PCB板的下表面還連接有電池，且電池位于馬達和揚聲器之間。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述的上層金屬閉環(huán)為圓形或橢圓形金屬閉環(huán)。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述的PCB板直接或間接與上層金屬閉環(huán)進行饋電和接地。

作為本發(fā)明進一步的方案：所述上層金屬閉環(huán)上設置有一個饋電點，該饋電點為GPS和BT共饋點，上層金屬閉環(huán)上設置有有一個或多個接地點。

作為本發(fā)明再進一步的方案：所述的上層金屬閉環(huán)、中層填充塑膠、下層金屬底座為一個整體。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明通過調(diào)整接地點的數(shù)量和位置以及匹配電路來調(diào)節(jié)天線性能，最終可滿足佩戴在手上15m內(nèi)可搜索連接，10m內(nèi)通話清晰、收發(fā)文件無丟包，出行能夠正常定位，不丟星，位置不漂移，安全性高。

附圖說明

圖1為典型手表外觀俯視圖。

圖2為典型手表橫截面視圖。

圖3為原型PCB板的手表焊接點的示意圖。

圖4為本實例手表天線自由空間輻射的無源測試結(jié)果。

圖5為本實例手表天線帶手模輻射的無源測試結(jié)果。

圖中：1-金屬邊框；2-表盤；3-上層金屬閉環(huán)；4-中層填充塑膠；5-下層金屬底座；6-PCB板；7-馬達；8-揚聲器；9-電池。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

請參閱圖1～2，本發(fā)明實施例中，一種GPS和BT雙頻通信的智能手表天線，包括金屬邊框1和表盤2，金屬邊框1內(nèi)部從上到下依次設置有上層金屬閉環(huán)3、中間層填充塑膠、4下層金屬底座5，上層金屬閉環(huán)3、中層填充塑膠4、下層金屬底座5的厚度都是3mm，該手表天線將上層金屬閉環(huán)3作為主要輻射體。

上層金屬閉環(huán)3的下表面設置有PCB板6，上層金屬閉環(huán)3、下層金屬底座5之間設有與PCB板6連接的馬達7和揚聲器8，PCB板6的下表面還連接有電池9，且電池9位于馬達7和揚聲器8之間，PCB板6直接或間接與上層金屬閉環(huán)3進行饋電和接地。上層金屬閉環(huán)3上設置有一個饋電點，該饋電點為GPS和BT共饋點，上層金屬閉環(huán)3上設置有有一個或多個接地點。

上層金屬閉環(huán)3為圓形或橢圓形金屬閉環(huán)。上層金屬閉環(huán)3、中層填充塑膠4、下層金屬底座5為一個整體。

饋電點位置確定后，主要通過調(diào)節(jié)接地點的位置和數(shù)量以及匹配調(diào)諧，對手表天線的性能進行調(diào)節(jié)，單個饋電點和若干接地點在上層金屬環(huán)上的位置不固定，可根據(jù)實際情況在上層金屬環(huán)上繞圓周移動，以選擇最佳的饋電位置和接地位置，達到最優(yōu)的性能。

實際操作中，一般先根據(jù)手表的ID需求確定上層金屬閉環(huán)的結(jié)構(gòu)樣式，如厚度、寬度、表耳的大小及分布等，然后確定饋電點的位置，之后通過調(diào)節(jié)接地點的數(shù)量和位置以及匹配電路來調(diào)節(jié)手表天線的性能。根據(jù)最后的性能結(jié)果，考慮改變饋電點位置或接地點的位置和數(shù)量，也可對上層金屬閉環(huán)的厚度、寬度、表耳大小等做出改變，上述因素皆可影響天線性能。

如圖3所示，截取圓形PCB板，并在表面鋪上銅皮，模擬實際手表的PCB板。從模擬的PCB板上接出三條銅皮搭到上層金屬環(huán)上，并焊接，其中a為饋電點，b、c為接地點。實際使用中可以用彈片等形式對上層金屬閉環(huán)進行饋電和接地。選定a的位置以后，調(diào)節(jié)b、c的位置，可以調(diào)整天線諧振的位置，結(jié)合匹配電路，可取得較好的天線性能。如圖3，由電磁波的波長和頻率的關系可知，a-b段弧長較短，為頻率較高的BT(2.4GHz)段；a-c段弧長較長，為頻率稍低的GPS(1.575GHz)段。此例中模擬PCB板的直徑幾乎等于金屬邊框的內(nèi)徑，即模擬PCB板與金屬邊框之間幾乎沒有縫隙，但實際使用時手表主板和金屬邊框間可以有零點幾毫米到幾毫米的縫隙，屆時GPS和BT的性能會比所述實例中的性能要好上一點。

通過調(diào)整接地位置和匹配電路，圖4和圖5示出了本實例手表天線的不同測試結(jié)果。

由無源測試結(jié)果看，此方案GPS與BT段天線效率都較好，且此天加上手模后較自由空間天線性能回退較少，原因是此方案中作為天線的金屬框遠離人體。穿戴設備的主要場景是佩戴在人身上，人體對天線性能的影響不容忽視，在選取天線方案時需重點關注佩戴在人體上的天線性能。

對于本領域技術人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。