CN104898769A - 一种穿戴式电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种穿戴式电子设备，该穿戴式电子设备包括：保护壳体，所述保护壳体内设置有通讯装置；与所述保护壳体连接的用于将所述穿戴式电子设备固定于人体的连接部件；其中，所述连接部件设置有与所述通讯装置的馈点连接的天线。所述穿戴式电子设备在连接部件设置有用于收发无线信号的天线。而连接部件用于将所述穿戴式电子设备固定于人体，实现佩戴功能，且所述连接部件上没有其他线路结构，因此，所述连接部件用于设置天线的面积要大于电路主板用于设置天线的预留面积，有充足的设计空间用于设置天线，所以便于天线的辐射长度扩展，可以制备辐射强度较大的天线，利于信号的发射和接收。

Description

一种穿戴式电子设备

技术领域

本发明涉及电子产品技术领域，更具体地说，涉及一种穿戴式电子设备。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本申请的实施方式提供背景或上下文。此处的描述可包括可以探究的概念，但不一定是之前已经想到或者已经探究的概念。因此，除非在此指出，否则在本部分中描述的内容对于本申请的说明书和权利要求书而言不是现有技术，并且并不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

随着移动技术的发展，许多传统的电子产品也开始增加移动方面的功能，比如过去只能用来表征时间的手表，现在也可以通过智能手机或是家庭网络与互联网相连，能同步手机中的电话、短信、邮件、照片以及音乐，甚至用来实时通化。

目前现有的智能手表主要包括两种：一种是不带通话功能的智能手表，其依托连接智能手机而实现多种功能，能同步手机中的电话、短信、邮件、照片以及音乐等；另一种是带通话功能的智能手表，其支持插入SIM卡，本质上是手表形态的智能手机。无论是不带通话功能的智能手表还是带通话功能的智能手表，均需要设置天线装置用于和设定网络实现连接。

现有的智能手表一般是将天线设置在手表的保护壳体的内部的电路主板上。但是由于电路主板面积有限，因此用于设置天线的空间小，不便于天线的辐射长度扩展，导致天线的辐射强度较小，不利用信号的发射和接收。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种穿戴式电子设备，所述穿戴式电子设备提高了天线的辐射强度。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种穿戴式电子设备，该穿戴式电子设备包括：

保护壳体，所述保护壳体内设置有通讯装置；

与所述保护壳体连接的用于将所述穿戴式电子设备固定于人体的连接部件；

其中，所述连接部件设置有与所述通讯装置的馈点连接的天线。

优选的，在上述穿戴式电子设备中，所述天线为阵列天线，所述阵列天线包括：多个分别与所述馈点连接的方框形的天线单元，所述方框形为中空的正方形。

优选的，在上述穿戴式电子设备中，所述天线用于收发第一频率至第二频率间的信号，包括端点值；

其中，不同的所述正方形边长对应不同的所述第一频率以及所述第二频率。

优选的，在上述穿戴式电子设备中，所述阵列天线包括偶数个所述天线单元，所述天线单元位于同一条直线，所述馈点位于所述直线的垂线上，且所述天线单元对称的分布在所述垂线两侧。

优选的，在上述穿戴式电子设备中，所述天线为偶极子天线，包括长度相同的第一线形天线单元和第二线形天线单元。

优选的，在上述穿戴式电子设备中，所述天线内嵌在所述连接部件的内部；

或所述天线设置在所述连接部件的外表面；

或所述天线设置在所述连接部件的内表面。

优选的，在上述穿戴式电子设备中，所述正方形的的线条宽度为0.05mm-0.15mmm，包括端点值。

优选的，在上述穿戴式电子设备中，所述连接部件为可弯曲变形的柔性带状结构。

优选的，在上述穿戴式电子设备中，所述连接部件为不可弯曲变形的刚性佩戴装置，所述刚性佩戴装置为设置有佩戴开口的弧形结构。

优选的，在上述穿戴式电子设备中，所述天线与所述通讯装置通过相匹配的插头与插口进行插接连接。

从上述技术方案可以看出，本发明所提供的穿戴式电子设备包括：保护壳体，所述保护壳体内设置有通讯装置；与所述保护壳体连接的用于将所述穿戴式电子设备固定于人体的连接部件；其中，所述连接部件设置有与所述通讯装置的馈点连接的天线。所述穿戴式电子设备在连接部件设置用于收发无线信号的天线。而连接部件用于将所述穿戴式电子设备固定于人体，实现佩戴功能，且所述连接部件上没有其他线路结构，因此，所述连接部件用于设置天线的面积要大于电路主板用于设置天线的预留面积，有充足的设计空间用于设置天线，所以便于天线的辐射长度扩展，可以制备辐射强度较大的天线，利于信号的发射和接收。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种穿戴式电子设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的另一种穿戴式电子设备的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的又一种穿戴式电子设备的结构示意图。

具体实施方式

现有的穿戴式电子设备，如智能手等，如背景技术，一般是将天线设置在手表的保护壳体的内部。

但是由于电路主板面积有限，且由于电子设备的功能越来越多，需要集成大量的控制电路，因此用于设置天线的空间小，不便于天线的辐射长度扩展，导致天线的辐射强度较小，不利用信号的发射和接收。

发明人研究发现，对于穿戴式电子设备，均需要设置连接部件，用于将穿戴式电子设备和人体固定，实现穿戴功能。所述连接部件的长度值和/或宽度值远大于对应电子设备的电路主板的长度值和/或宽度值，用于设置天线的空间充足。

所以对于需要设置天线的穿戴式电子设备，可将其天线设置在用于将其固定在人体的连接部件上，所述连接部件仅用于设置天线，无需设置其他电路结构，用于设置天线的面积要远大于电子设备电路主板上用于设置天线的预留面积，有充足的设计空间用于设置天线，所以便于天线的辐射长度扩展，可以制备辐射强度较大的天线，利于信号的发射和接收。而且，将天线设置在所述连接部件上，可以节省穿戴式电子设备电路主板的空间，以便于集成更多的电路，有利于穿戴式电子设备功能的拓展，或是电路主板节省的空间在不设置其他电路或是结构时，可相应缩小电路主板的面积，便于穿戴式电子设备的小型化。

以上是本申请的核心思想，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的示意图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及高度的三维空间尺寸。

基于上述思想，本发明提供了一种穿戴式电子设备，该穿戴式电子设备包括：

保护壳体，所述保护壳体内设置有通讯装置；

与所述保护壳体连接的用于将所述穿戴式电子设备固定于人体的连接部件；

其中，所述连接部件设置有与所述通讯装置的馈点连接的天线。

如上述，本申请实施例所述穿戴式电子设备在连接部件设置用于收发无线信号的天线，便于天线的辐射长度扩展，可以制备辐射强度较大的天线，利于信号的发射和接收。且便于穿戴式电子设备功能的扩展或小型化。

所述通讯装置可以为收发信机，所述通讯装置用于收发信号的端口为与天线连接的馈点。

所述天线可以为阵列天线，参考图1，图1为本申请实施例提供的一种穿戴式电子设备的结构示意图，该穿戴式电子设备包括：保护壳体以及连接部件1。所述保护壳体内设置有通讯装置。所述保护壳体可固定设置在所述连接部件1上任意位置。

连接部件1上设置有阵列天线。所述阵列天线包括多个与所述馈点连接的方框形天线单元2，所述方框形为中空的正方形。

所述阵列天线用于收发第一频率至第二频率间的信号，包括第一频率和第二频率。不同的正方形边长对应不同的所述第一频率与第二频率。

阵列天线的天线单元的正方形的边长对应可接收频率范围的中心频率。无线电信号是光波，传播速度为光速C₀，如果要收发设定中心频率f₀的（第一频率f₁与第二频率f₂的平均值，f₁小于f₂）信号，波长λ₀=C₀/f₀常数，设置阵列天线为λ₀/4天线，天线所在介质表面的介电常数为ε₀，则根据阵列天线的设计原理，其天线单元正方形的边长对于设定带宽天线，其实际频率f=f₀±△f，f₁=f₀-△f，f₂=f₀+△f，△f为常数，2△f/f₀为天线的带宽，一般为10%-15%。

所述阵列天线包括偶数个所述天线单元，所述天线单元位于同一条直线，所述馈点位于所述直线的垂线（图1中虚线所示）上，且所述天线单元对称的分布在所述垂线两侧。所述天线单元可通过印刷工艺制备，也可以通过镀膜与刻蚀工艺制备，各个所述正方形的厚度不小于无线电信号的趋肤深度，所述趋肤深度一般为0.01mm。其具体厚度可根据电子设备的厚度需求设置大于0.01mm的任意值。

如上述，各个天线单元连接导线可通过印刷电路工艺直接设置在所述连接部件上，连接导线可以设置在所述连接部件内部、外表面或是内表面。具体的，可根据天线的需要的辐射强度设计所述天线单元的个数。所述馈点与各个天线单元连接导线的长度从所述垂线向两边逐渐变长，连接导线长度为λ₀/2整数倍，位于所述垂线同一侧的相邻两个天线单元的连导线的长度差为λ₀，以使得信号辐射干涉加强，使天线具有较高的辐射效率。所述连接导线的长度值以所述垂线对称分布，如距离所述垂线最近的两个天线单元的连接导线长度为λ₀/2，次近邻两个天线单元的连接导线长度为3λ₀/2。

阵列天线一般工作在高频无线信号波段，对于高频无线信号，如蓝牙、wifi等无线信号，频率范围为2.4GHz-2.5GHz。如果设置f₀=2.45GHz，根据上述计算，L=15mm即可。一般，塑料的介电常数为4左右，故在上述计算过程中ε₀取值为4。

所述天线还可以为偶极子天线，参考图2，图2为本申请实施例提供的另一种穿戴式电子设备的结构示意图，该穿戴式电子设备包括：保护壳体以及连接部件3。同样，该实施方式所述保护壳体内设置有通讯装置，所述保护壳体可固定设置在所述连接部件3上任意位置。

连接部件3设置有偶极子天线4，包括：长度相同的第一线形天线单元41和第二线形天线单元42。第一线形天线单元41和第二线形天线单元42位于同一直线，二者之间设置间隙。第一线形天线单元和第二线形天线单元可以随着连接部件弯曲。

偶极子天线用于低频波段的无线信号的接收，如手机通话信号，具体的，可用于收发880MHz-960MHz频率的信号，包括端点值；或用于收发1710MHz-1880MHz频率的信号，包括端点值。偶极子天线为λ₀/2天线，可根据阵列天线的相同计算方法，计算偶极子天线的长度。

图1与图2所示实施方式，其连接部件均为柔性可弯曲的带状结构，根据佩戴位置的不同设置所述可弯曲带状结构的长度和宽度，以便于将穿戴式电子设备佩戴在人体的手腕、脚腕、头部或是腰部等部位。当连接部件均为柔性可弯曲的带状结构时，可采用柔性线路板的制备工艺（FPC制备工艺）制备设定形状结构的连接部件及位于所述连接部件表面或内部的天线。

图1和图2所示连接装置为一体结构，还可以将其充中间断开，将穿戴式电子设备的保护壳体设置在断开后的两部分之间。

参考图3，图3为本申请实施例提供的又一种穿戴式电子设备的结构示意图，该佩戴时电子设备采用不可弯曲变形的刚性佩戴装置6作为其连接部件，所述刚性佩戴装置6为设置有佩戴开口7的弧形结构。所述刚性佩戴装置6包括位于同一圆周上的第一弧形部61以及第二弧形部62。

刚性佩戴装置6弧形结构的中间位置固定设置有保护外壳5，所述保护壳体5内设置有通讯装置。刚性佩戴装置6设置有与所述通讯装置的馈点连接的天线，所述天线结构可以为上述的阵列天线结构或是偶极子天线结构。

在图3所示结构的穿戴式电子设备，如果采用图1所示的阵列天线，可将所述阵列天线的多个天线单元单独的设置在第一弧形部61上或是单独的设置在第二弧形部62，也可以将所述阵列天线的多个天线单元对称的设置在第一弧形部61以及第二弧形部62上。

在图3所示结构的穿戴式电子设备，如果采用图2所示的偶极子天线，可以将偶极子天线的第一线形天线单元和第二线形天线单元单独的设置在第一弧形部61上或是设置单独的在第二弧形部62，也可以将所述阵列天线的多个天线单元对称的设置在第一弧形部61以及第二弧形部62上。

在图3所示实施方式中，无论采用阵列式天线结构还是偶极子天线结构，本申请优选的将天线的线条对称的设置在在第一弧形部61以及第二弧形部62上，这样可以直接将馈点设置两部分弧形中间，无需长距离的将通讯装置的馈点引出。

不可弯曲的刚性佩戴装置设置有天线时，可以采用印刷线路板制备工艺制备天线的线条，即采用PCB制备工艺制备天线的线条。

在本申请实施例所述的穿戴式电子设备中，无论是采用柔性可弯曲带状结构作为连接部件，还是采用不可弯曲变形的刚性佩戴装置作为连接部件，穿戴式电子设备的天线可以设置在连接部件的内表面（与人体接触的表面），或是设置在所述连接部件的内表面（与外表面相对的表面），或是将天线内嵌在所述连接部件的内部。

为了便于连接部件的更换或是维修，设置通讯装置与天线采用相互匹配的插头与插口进行插接连接，如采用金手指结构实现二者之间的连接。

在本申请所述实施例所述穿戴式电子设备中，无论是偶极子结构的天线还是阵列式天线，当采用线条构成所述天线时，天线的线条均可通过PCB工艺或是FPC工艺形成，天线的线条宽度设置为0.05mm-0.15mmm，包括端点值。所述天线可以为金属铜线条、或是金属银线条、或是金属金线条。优选的，本申请实施例采用成本较低的金属铜制备所述天线，设置所述天线的线条宽度为0.1mm。

本申请实施例所述穿戴式电子设备可以是智能手表，此时，所述保护壳体为智能手表的表头，连接部件为智能手表的手表带。可将天线对称的设置在表头两端的两部分的手表带表面上或是内嵌在手表带的内部。

所述穿戴式电子设备也可以为智能眼镜，此时，所述保护壳体为设置在镜框上的控制芯片的封装外壳，连接部件为镜腿。当所述穿戴式电子设备为智能眼镜时，由于眼镜一般是佩戴在双耳之间，双耳之间距离较大，导致两个镜腿之间距离较大，为了降低馈点与天线之间连接导线的长度，此时优选的将天线设置在一个镜腿上。

需要说明的是，本实施例所述穿戴式电子设备包括智能眼镜以及智能手表，但是不局限于智能眼镜以及智能手表。

通过上述描述可知，本申请实施例所述的穿戴式电子设备，其连接部件设置有天线，便于天线的辐射长度扩展，可以制备辐射强度较大的天线，利于信号的发射和接收。而且，将天线设置在所述连接部件上，可以节省穿戴式电子设备电路主板的空间，以便于集成更多的电路，有利于穿戴式电子设备功能的拓展，或是电路主板节省的空间在不设置其他电路或是结构时，可相应缩小电路主板的面积，便于穿戴式电子设备的小型化。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。申请文件中提及的动词“包括”、“包含”及其词形变化的使用不排除除了申请文件中记载的那些元素或步骤之外的元素或步骤的存在。元素前的冠词“一”或“一个”不排除多个这种元素的存在。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。所附权利要求的范围符合最宽泛的解释，从而包含所有这样的修改及等同结构和功能。

Claims (10)

1.一种穿戴式电子设备，其特征在于，包括：

保护壳体，所述保护壳体内设置有通讯装置；

与所述保护壳体连接的用于将所述穿戴式电子设备固定于人体的连接部件；

其中，所述连接部件设置有与所述通讯装置的馈点连接的天线。

2.根据权利要求1所述的穿戴式电子设备，其特征在于，所述天线为阵列天线，所述阵列天线包括：多个分别与所述馈点连接的方框形的天线单元，所述方框形为中空的正方形。

3.根据权利要求2所述的穿戴式电子设备，其特征在于，所述天线用于收发第一频率至第二频率间的信号，包括端点值；

其中，不同的所述正方形边长对应不同的所述第一频率以及所述第二频率。

4.根据权利要求3所述的穿戴式电子设备，其特征在于，所述阵列天线包括偶数个所述天线单元，所述天线单元位于同一条直线，所述馈点位于所述直线的垂线上，且所述天线单元对称的分布在所述垂线两侧。

5.根据权利要求1所述的穿戴式电子设备，其特征在于，所述天线为偶极子天线，包括长度相同的第一线形天线单元和第二线形天线单元。

6.根据权利要求1所述的穿戴式电子设备，其特征在于，所述天线内嵌在所述连接部件的内部；

或所述天线设置在所述连接部件的外表面；

或所述天线设置在所述连接部件的内表面。

7.根据权利要求2所述的穿戴式电子设备，其特征在于，所述正方形的线条宽度为0.05mm-0.15mmm，包括端点值。

8.根据权利要求1所述的穿戴式电子设备，其特征在于，所述连接部件为可弯曲变形的柔性带状结构。

9.根据权利要求1所述的穿戴式电子设备，其特征在于，所述连接部件为不可弯曲变形的刚性佩戴装置，所述刚性佩戴装置为设置有佩戴开口的弧形结构。

10.根据权利要求1所述的穿戴式电子设备，其特征在于，所述天线与所述通讯装置通过相匹配的插头与插口进行插接连接。