本發(fā)明屬于天線設計技術領域,具體地說,是涉及一種智能腕戴式設備的天線和智能腕戴式設備。
背景技術:
隨著智能腕戴式設備,例如智能手表、智能手環(huán)等的良好市場普及和良好的市場前景,其兼容的功能也趨于多樣化,不僅僅限制于計時、計步等簡單功能。
現(xiàn)有的智能腕戴式設備以智能手表為主流,從最初的只有藍牙通信功能向2G、3G、4G全網(wǎng)通通話及數(shù)據(jù)連接功能、GPS功能、WIFI功能和NFC功能等多功能集成化發(fā)展。
全網(wǎng)通天線設計,尤其是包括800MHZ、900MHZ等低頻段天線設計中,對天線設計空間有一定的要求,而智能腕戴式設備具有小型化和輕型化需求的限制,因此,在小型化和輕型化的智能腕戴式設備中設計全網(wǎng)通天線時,具有較大的技術難度?,F(xiàn)有技術中,為在智能腕戴式設備中實現(xiàn)全網(wǎng)通天線設計,為保證有足夠的天線空間,較多采取的設計方式為:在設備機殼表面采用激光直接成型技術鐳射走線實現(xiàn)天線設計;或者,將天線走線設置在腕帶中,但由于智能腕戴式設備穿戴于人體后,人體對天線輻射的吸收效果明顯,這會降低天線性能,影響智能腕戴式設備的全網(wǎng)通天線設計品質。
技術實現(xiàn)要素:
本申請?zhí)峁┝艘环N智能腕戴式設備的天線和智能腕戴式設備,解決現(xiàn)有智能腕戴式設備將天線設計于腕帶中存在降低天線性能的技術問題。
為解決上述技術問題,本申請采用以下技術方案予以實現(xiàn):
提出一種智能腕戴式設備的天線,包括天線主體走線部分、天線輔助走線部分和金屬連接扣部分;所述天線主體走線部分設置于所述智能腕戴式設備的第一腕帶上;所述天線輔助走線部分設置于所述智能腕戴式設備的第二腕帶上;所述天線主體走線部分通過同軸線與設置于所述智能腕戴式設備主體內的信號源連接;所述金屬連接扣部分包括能相互實現(xiàn)扣合的第一金屬扣和第二金屬扣;所述第一金屬扣設置于所述第一腕帶的末端,并與所述天線主體走線部分連接;所述第二金屬扣設置于所述第二腕帶的末端,并與所述天線輔助走線部分連接;所述第一金屬扣與所述第二金屬扣扣合后,能實現(xiàn)所述天線主體走線部分與所述天線輔助走線部分的電連接。
提出一種智能腕戴式設備,包括智能腕戴式設備的天線;所述智能腕戴式設備的天線包括天線主體走線部分、天線輔助走線部分和金屬連接扣部分;所述天線主體走線部分設置于所述智能腕戴式設備的第一腕帶上;所述天線輔助走線部分設置于所述智能腕戴式設備的第二腕帶上;所述天線主體走線部分通過同軸線與設置于所述智能腕戴式設備主體內的信號源連接;所述金屬連接扣部分包括能相互實現(xiàn)扣合的第一金屬扣和第二金屬扣;所述第一金屬扣設置于所述第一腕帶的末端,并與所述天線主體走線部分連接;所述第二金屬扣設置于所述第二腕帶的末端,并與所述天線輔助走線部分連接;所述第一金屬扣與所述第二金屬扣扣合后,能實現(xiàn)所述天線主體走線部分與所述天線輔助走線部分的電連接。
提出一種智能腕戴式設備的天線,包括天線主體走線部分、天線主體走線調諧部分、天線輔助走線部分和金屬連接扣部分;所述天線主體走線部分設置于所述智能腕戴式設備的第一腕帶上;所述天線輔助走線部分設置于所述智能腕戴式設備的第二腕帶上;所述天線主體走線部分通過同軸線與設置于所述智能腕戴式設備主體內的信號源連接;所述同軸線的參考地金屬線與所述天線主體走線調諧部分連接;所述金屬連接扣部分包括能相互實現(xiàn)扣合的第一金屬扣和第二金屬扣;所述第一金屬扣設置于所述第一腕帶的末端,并與所述天線主體走線調諧部分連接;所述第二金屬扣設置于所述第二腕帶的末端,并與所述天線輔助走線部分連接;所述第一金屬扣與所述第二金屬扣扣合后,能實現(xiàn)所述天線主體走線調諧部分與所述天線輔助走線部分的電連接。
提出一種智能腕戴式設備,包括智能腕戴式設備的天線;所述智能腕戴式設備的天線包括天線主體走線部分、天線主體走線調諧部分、天線輔助走線部分和金屬連接扣部分;所述天線主體走線部分設置于所述智能腕戴式設備的第一腕帶上;所述天線輔助走線部分設置于所述智能腕戴式設備的第二腕帶上;所述天線主體走線部分通過同軸線與設置于所述智能腕戴式設備主體內的信號源連接;所述同軸線的參考地金屬線與所述天線主體走線調諧部分連接;所述金屬連接扣部分包括能相互實現(xiàn)扣合的第一金屬扣和第二金屬扣;所述第一金屬扣設置于所述第一腕帶的末端,并與所述天線主體走線調諧部分連接;所述第二金屬扣設置于所述第二腕帶的末端,并與所述天線輔助走線部分連接;所述第一金屬扣與所述第二金屬扣扣合后,能實現(xiàn)所述天線主體走線調諧部分與所述天線輔助走線部分的電連接。
與現(xiàn)有技術相比,本申請的優(yōu)點和積極效果是:本申請?zhí)岢龅闹悄芡蟠魇皆O備的天線和智能腕戴式設備中,分別將天線主體走線部分和天線輔助走線部分設置于智能腕戴式設備的兩根腕帶中,并通過兩根腕帶末端的金屬連接扣實現(xiàn)二者的電氣連接;在兩根腕帶沒有扣合時,天線主體走線部分通過同軸線與智能腕戴式設備主體內的信號源連接,使得天線主體走線部分以自由空間輻射形式實現(xiàn)天線功能;在用戶將智能腕戴式設備佩戴于腕部將兩根腕帶扣合后,金屬連接扣實現(xiàn)天線主體走線部分和天線輔助走線部分的電氣導通,從而實現(xiàn)了天線的重構,使得天線輔助走線部分可以作為天線主體走線部分的補充分支,實現(xiàn)通過天線輔助走線部分增大現(xiàn)有天線有效輻射面或補充天線主體走線部分缺少的頻段,提高了天線的性能或者改變了天線諧振的頻率,克服了人體穿戴后對天線產(chǎn)生的頻偏效應;或者,在用戶將智能腕戴式設備佩戴于腕部將兩根腕帶扣合后,金屬連接扣實現(xiàn)天線主體走線調諧部分和天線輔助走線部分的電氣導通,從而實現(xiàn)了天線的又一種重構,使得天線輔助走線部分作為天線主體走線部分的參考地部分補充,能夠在原天線主體走線部分的基礎上加強天線的性能,從而解決了現(xiàn)有智能腕戴式設備中將天線設計于腕帶中存在降低天線性能的技術問題。
結合附圖閱讀本申請實施方式的詳細描述后,本申請的其他特點和優(yōu)點將變得更加清楚。
附圖說明
圖1 為本申請?zhí)岢龅闹悄芡蟠魇皆O備的天線結構圖;
圖2為圖 1所示的智能腕戴式設備扣合后重構的天線結構圖;
圖3為圖2所示的智能腕戴式設備兼容第二天線的天線結構圖;
圖4為本申請?zhí)岢龅挠忠恢悄芡蟠魇皆O備的天線結構圖;
圖5為圖4所示的智能腕戴式設備扣合后重構的天線結構圖;
圖6為圖4所示的智能腕戴式設備兼容第二天線的天線結構圖;
圖7為本申請實施例一提出的智能腕戴式設備的天線結構圖;
圖8為圖7所示的智能腕戴式設備扣合后重構的天線結構圖;
圖9為本申請實施例一基礎上兼容第二天線的天線結構圖;
圖10為本申請實施三提出的智能腕戴式設備的天線結構圖;
圖11為圖10所示的智能腕戴式設備扣合后重構的天線結構圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本申請的具體實施方式作進一步詳細地說明。
本申請旨在提供一種在智能腕戴式設備的腕帶上設計全網(wǎng)通天線的設計形式,通過天線輔助走線部分的補充,實現(xiàn)天線性能上的提升或克服人體穿戴后對天線產(chǎn)生的頻偏現(xiàn)象,解決現(xiàn)有智能腕戴式設備中將天線設計于腕帶中存在降低天線性能的技術問題。
如圖1所示,本申請?zhí)岢鲆环N智能腕戴式設備的天線,包括天線主體走線部分14、天線輔助走線部分16和金屬連接扣部分;天線主體走線部分14設置于智能腕戴式設備10的第一腕帶上11;天線輔助走線部分16設置于智能腕戴式設備10的第二腕帶上12;天線主體走線部分14通過同軸線18與設置于智能腕戴式設備10主體內的信號源101連接;金屬連接扣部分包括能相互實現(xiàn)扣合的第一金屬扣131和第二金屬扣132;第一金屬扣131設置于第一腕帶11的末端,并與天線主體走線部分14連接;第二金屬扣132設置于第二腕帶12的末端,并與天線輔助走線部分16連接;第一金屬扣131與第二金屬扣132扣合后,能實現(xiàn)天線主體走線部分14與天線輔助走線部分16的電連接。
該天線主體走線部分14采取多分支走線設計形式,能夠實現(xiàn)低頻、中頻和高頻的帶寬兼顧。同軸線18包含用于連接信號源的饋線和用于接地的參考地金屬線。
在第一腕帶11和第二腕帶12沒有通過第一金屬扣131和第二金屬扣132實現(xiàn)扣合連接時,天線主體走線部分14通過同軸線18與智能腕戴式設備主體10內的信號源101連接,具體的,使同軸線18中的饋線與信號源101連接,使得天線主體走線部分14以自由空間輻射形式實現(xiàn)天線功能。在用戶將智能腕戴式設備佩戴于腕部將第一金屬扣131和第二金屬扣132扣合實現(xiàn)兩根腕帶連接后,第一金屬扣和第二金屬扣的扣合實現(xiàn)天線主體走線部分14和天線輔助走線部分16的電氣導通,如圖2所示,從而實現(xiàn)了天線的重構,使得天線輔助走線部分16可以作為天線主體走線部分14的補充分支,實現(xiàn)通過天線輔助走線部分增大現(xiàn)有天線有效輻射面以提高天線的性能;或者,在天線主體走線部分并非低、中、高頻段全設計情況下,能夠起到補充天線主體走線部分缺少的頻段的作用,提高了天線的性能或者改變了天線諧振的頻率,克服了人體穿戴后對天線產(chǎn)生的頻偏現(xiàn)象,解決了現(xiàn)有智能腕戴式設備中將天線設計于腕帶中存在降低天線性能的技術問題。
同軸線18在走線較長的情況下會導致天線主體走線部分14的天線差損較大,可以在第一腕帶11上設置天線主體走線部分參考地15,同軸線18的參考地金屬線與該天線主體走線部分參考地連接,實現(xiàn)天線主體走線部分的獨立參考地設計,起到減小天線差損的效果。
本申請設計中,天線輔助走線部分16可以與天線芯片連接,包括本設計中實現(xiàn)全網(wǎng)通設計的天線芯片以及例如NFC天線芯片、FM天線芯片、WPC天線芯片、WIFI天線芯片等的其他天線芯片,在第一金屬扣和第二金屬扣扣合后能夠實現(xiàn)完整的天線線圈回路,從而實現(xiàn)如LOOP天線或FM、NFC、WPC、WIFI天線等。
具體的,如圖3所示,智能腕戴式設備主體10內還包括有第二天線芯片102和開關103;第二天線芯片102的輸出與開關103連接,開關103還通過金屬線17與第二腕帶上12的天線輔助走線部分16連接;同軸線18的參考地金屬線與智能腕戴式設備主體內設置的參考地連接,例如主板PCB上的參考地。在第一金屬扣和第二金屬扣扣合后,由第二天線芯片102、開關103的閉合、金屬線17、天線輔助走線部分16、第一金屬扣131和第二金屬扣132、以及同軸線18的參考地金屬線接地,形成了完整的天線回路,例如完整的NFC天線回路;開關103受主板控制電路控制閉合或斷開,為了不影響全網(wǎng)通天線的工作性能,在該第二天線接通使用時,控制全網(wǎng)通天線不工作。
由此,在實現(xiàn)全網(wǎng)通天線設計同時,還兼容了其他天線功能的設計,實現(xiàn)多重天線形式的可重構。
上述,第一金屬扣131和第二金屬扣132可以是內置,也可以是外置,其電連接部分阻抗小,并不與皮膚接觸,二者連接工藝需保證電連接的狀態(tài)一致,受扣合、腐蝕等功能影響小。
天線主體走線部分14、第一金屬扣131和第二金屬扣132、以及天線輔助走線部分16都設計于腕帶的表面,也即天線主體走線部分14和第一金屬扣131設置于第一腕帶11的上表面;天線輔助走線部分16和第二金屬扣132設置于第二腕帶12的上表面,以保證盡量遠離人體以提高天線的有效高度。
天線主體走線部分14采用FPC工藝、硬質LDS工藝或沖壓金屬工藝設置于第一腕帶11上;天線輔助走線部分16采用FPC工藝、硬質LDS工藝或沖壓金屬工藝設置于第二腕帶12上。
基于上述提出的智能腕帶設備的天線,本申請還提出一種智能腕帶設備的天線,如圖4所示,天線主體走線部分44、天線主體走線調諧部分49、天線輔助走線部分46和金屬連接扣部分;天線主體走線部分44設置于智能腕戴式設備40的第一腕帶41上;天線輔助走線部分46設置于智能腕戴式設備40的第二腕帶42上;天線主體走線部分44通過同軸線48與設置于智能腕戴式設備主體40內的信號源401連接;同軸線48的參考地金屬線與天線主體走線調諧部分49連接;金屬連接扣部分包括能相互實現(xiàn)扣合的第一金屬扣431和第二金屬扣432;第一金屬扣431設置于第一腕帶41的末端,并與天線主體走線調諧部分49連接;第二金屬432扣設置于第二腕帶42的末端,并與天線輔助走線部分46連接;第一金屬扣431與第二金屬扣432扣合后,能實現(xiàn)天線主體走線調諧部分49與天線輔助走線部分46的電連接。
該天線主體走線部分44采取多分支走線設計形式,能夠實現(xiàn)低頻、中頻和高頻的帶寬兼顧。
在第一腕帶41和第二腕帶42沒有通過第一金屬扣431和第二金屬扣432實現(xiàn)扣合連接時,天線主體走線部分44通過同軸線48與智能腕戴式設備主體40內的信號源401連接,具體的,使同軸線48中的饋線與信號源401連接,使得天線主體走線部分44以自由空間輻射形式實現(xiàn)天線功能。其中,同軸線48的參考地金屬線與天線主體走線調諧部分49連接,使得天線主體走線調諧部分49作為天線主體走線部分44的高頻走線部分的調諧部分實現(xiàn)高頻調諧功能。
在用戶將智能腕戴式設備佩戴于腕部將第一金屬扣431和第二金屬扣432扣合實現(xiàn)兩根腕帶連接后,第一金屬扣和第二金屬扣的扣合實現(xiàn)天線主體走線調諧部分49和天線輔助走線部分46的電氣導通,兩部分共同構成了偶極天線形式的獨立參考地部分,如圖5所示,此時天線重構為連接同軸線48的饋線部分的天線主體走線部分44和連接同軸線48的參考地金屬線部分的獨立參考地部分;由于天線的獨立參考地部分增大,天線具有在中低頻段的偶極天線形態(tài),能在中低頻性能上增加天線的增益,從而提高天線的性能,解決了現(xiàn)有智能腕戴式設備中將天線設計于腕帶中存在降低天線性能的技術問題。
本申請設計中,天線輔助走線部分46可以與天線芯片連接,包括本設計中實現(xiàn)全網(wǎng)通設計的天線芯片以及例如NFC天線芯片、FM天線芯片、WPC天線芯片、WIFI天線芯片等的其他天線芯片,在第一金屬扣和第二金屬扣扣合后能夠實現(xiàn)完整的天線線圈回路,從而實現(xiàn)如LOOP天線或FM、NFC、WPC、WIFI天線等。
具體的,如圖6所示,智能腕戴式設備主體40內還包括有第二天線芯片402和開關403;第二天線芯片402的輸出與開關403連接,開關403還通過金屬線47與第二腕帶上42的天線輔助走線部分46連接;同軸線48的參考地金屬線與智能腕戴式設備主體內設置的參考地連接,例如主板PCB上的參考地。在第一金屬扣和第二金屬扣扣合后,由第二天線芯片402、開關403的閉合、金屬線47、天線輔助走線部分46、第一金屬扣431和第二金屬扣432、天線主體走線調諧部分49、以及同軸線48的參考地金屬線接地,形成了完整的天線回路,例如完整的NFC天線回路;開關403受主板控制電路控制閉合或斷開,為了不影響全網(wǎng)通天線的工作性能,在該第二天線接通使用時,控制全網(wǎng)通天線不工作。
由此,在實現(xiàn)全網(wǎng)通天線設計同時,還兼容了其他天線功能的設計,實現(xiàn)多重天線形式的可重構。
上述,第一金屬扣431和第二金屬扣432可以是內置,也可以是外置,其電連接部分阻抗小,并不與皮膚接觸,二者連接工藝需保證電連接的狀態(tài)一致,受扣合、腐蝕等功能影響小。
天線主體走線部分44、天線主體走線調諧部分49、第一金屬扣431和第二金屬扣432、以及天線輔助走線部分46都設計于腕帶的表面,也即天線主體走線部分44、天線主體走線調諧部分49和第一金屬扣431設置于第一腕帶41的上表面;天線輔助走線部分46和第二金屬扣432設置于第二腕帶42的上表面,以保證盡量遠離人體以提高天線的有效高度。
天線主體走線部分44采用FPC工藝、硬質LDS工藝或沖壓金屬工藝設置于第一腕帶41上;天線輔助走線部分46采用FPC工藝、硬質LDS工藝或沖壓金屬工藝設置于第二腕帶42上。
基于上述提出的兩種智能腕帶設備的天線,本申請還提出一種智能腕帶設備,在該智能腕帶設備中安裝有上述任一種智能腕帶設備的天線。下面以三個具體的實施例對本申請?zhí)岢龅闹悄芡髱гO備做出詳細的說明。
實施一
如圖7所示的智能手表,第一腕帶71上設置有天線主體走線部分74和天線主體走線調諧部分79,同軸線78連接智能手表主體70內的信號源701,其饋線連接天線主體走線部分74,同軸線48的參考地金屬線連接天線主體走線調諧部分79;天線主體走線調諧部分79連接第一金屬扣731;第二腕帶72上設置有天線輔助走線部分76,其連接第二金屬扣732。本實施例中,第一金屬扣731和第二金屬扣732分別為金屬表扣和表扣金屬卡孔。天線主體走線部分74為多分支走線形式,分為低頻、中頻和高頻分支,同軸線78中參考地金屬線與天線主體走線調諧部分79連接,使得天線主體走線調諧部分79作為天線高頻走線的調諧部分。
第一金屬扣731和第二金屬扣732未扣合情況下,天線主體走線部分74單獨實現(xiàn)全網(wǎng)通天線;用戶佩戴智能手表將第一金屬扣731和第二金屬扣732扣合后能夠實現(xiàn)天線實現(xiàn)重構。如圖8所示,天線主體走線調諧部分79和天線輔助走線部分76實現(xiàn)電氣連接,構成偶極天線形式的獨立參考地部分,由此天線重構為:連接同軸線78中饋線的天線主體走線部分74和連接同軸線78中參考地金屬線的獨立參考地部分。天線的參考地因為天線輔助走線部分76的加入而增大,使得天線具有在中低頻段的偶極天線形態(tài),能在中低頻段上增加天線3dB的增益,從而實現(xiàn)在用戶佩戴后提高天線性能的效果。
實施例二
本實施例在實施例一的基礎上增加對NFC天線功能的兼容設計,如圖9所示,在用戶佩戴智能手表將第一金屬扣731和第二金屬扣732扣合后,由與NFC芯片702通過開關703的導通與金屬線77連接到實施例一中的獨立參考地部分,通過同軸線78中的參考地金屬線在主板的參考地接地,從而形成NFC芯片702-開關703-金屬線77-獨立參考地-同軸線78的參考地金屬線-接地的完整NFC天線回路,實現(xiàn)了NFC天線的兼容設計,為了不影響天線的全網(wǎng)通工作性能,NFC天線在使用時,控制全網(wǎng)通天線不工作。
實施例三
如圖10所示的智能手表,第一腕帶91上設置有天線主體走線部分94和天線主體走線部分參考地75,同軸線98連接智能手表主體90內的信號源901,其饋線連接天線主體走線部分74,同軸線48的參考地金屬線連接天線主體走線部分參考地95;天線主體走線部分94連接第一金屬扣931;第二腕帶92上設置有天線輔助走線部分96,其連接第二金屬扣932。本實施例中,第一金屬扣931和第二金屬扣932分別為金屬表扣和表扣金屬卡孔。天線主體走線部分94為多分支走線形式,分為低頻、中頻和高頻分支,同軸線98中參考地金屬線與天線主體走線部分參考地95連接,使得天線主體走線部分參考地95作為天線獨立的參考地。
第一金屬扣931和第二金屬扣932未扣合情況下,天線主體走線部分94單獨實現(xiàn)全網(wǎng)通天線;用戶佩戴智能手表將第一金屬扣931和第二金屬扣932扣合后能夠實現(xiàn)天線實現(xiàn)重構。如圖11所示,天線主體走線部分94和天線輔助走線部分96實現(xiàn)電氣連接,使得天線輔助走線部分96成為天線主體走線部分94的分支天線,由此天線重構為:連接同軸線98的饋線的天線主體走線部分94和連接同軸線98的參考地金屬線的天線主體走線參考地部分95,由于天線分支的增加,可以實現(xiàn)穿戴情況下天線性能的提升,增強原有天線的駐波深度和帶寬,或增加原有天線或缺的頻段覆蓋、改變天線諧振的頻率以克服人體穿戴后對天線產(chǎn)生的頻偏現(xiàn)象。
上述本申請?zhí)岢龅闹悄芡髱гO備的天線和智能腕帶設備,分別在智能腕帶設備的兩個腕帶上設置天線主體走線部分和天線輔軸走線部分,通過分別連接于兩個腕帶末端的金屬扣的扣合,實現(xiàn)兩個腕帶上走線的電氣連接,從而可以實現(xiàn)在用戶佩戴智能腕帶設備后天線的重構,通過重構能夠基于增大天線輻射面積、增加天線分支、增大天線獨立參考地等不同的實施方式提升原有天線的天線性能或擴展天線頻段,還實現(xiàn)了諸如FM、NFC、WPC等天線的兼容設計。
應該指出的是,上述說明并非是對本發(fā)明的限制,本發(fā)明也并不僅限于上述舉例,本技術領域的普通技術人員在本發(fā)明的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換,也應屬于本發(fā)明的保護范圍。