CN104979634A - 天线装置及包括天线装置的可穿戴设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开的可穿戴设备中用于无线电通信的天线装置，包括：弧形接地板(7)；第一天线板(1)，基本平行于所述接地板延伸并且在所述接地板的第一端部(7a)处连接至该接地板，所述第一天线板具有第一馈电端子(4)；以及第二天线板(2)，基本平行于所述接地板延伸并且在与所述接地板的所述第一端部相对的所述接地板的第二端部(7b)处连接至该接地板，所述第二天线板具有第二馈电端子(5)。所述第一天线板(1)与所述第二天线板(2)之间设有间隙(6)。

Description

天线装置及包括天线装置的可穿戴设备

技术领域

本发明涉及无线通信设备，尤其涉及可穿戴设备中用于无线电通信的天线装置，以及包括该天线装置的可穿戴设备。

背景技术

“可穿戴设备”是指一种可被用户穿戴的设备，比如眼镜、手套和手表。随着技术的发展，生产出了越来越先进的可穿戴设备，比如智能手表。互联网的快速发展也为智能可穿戴设备提供了新的可能。

通过互联网将改进的无线电通信技术与服务的发展相结合为联网可穿戴设备迎来了的新的契机。然而，这依赖于适于可穿戴设备中的改进的天线装置。

已知当接近人体时天线装置的特性将会改变，正如在可穿戴设备中那样，这与在自由空间中正好相反。接近可穿戴设备的天线装置的较大干扰面积在天线性能方面引起了问题。

发明内容

本发明旨在提供可穿戴设备中用于无线电通信的天线装置，该天线装置与现有技术中的天线装置相比具有更好的性能。

根据本发明，提供了可穿戴设备中用于无线电通信的天线装置，包括：弧形接地板；第一天线板，基本平行于所述接地板延伸并且在所述接地板的第一端部处连接至该接地板，所述第一天线板具有第一馈电端子；以及第二天线板，基本平行于所述接地板延伸并且在与所述接地板的所述第一端部相对的所述接地板的第二端部处连接至该接地板，所述第二天线板具有第二馈电端子，其中，所述第一天线板与所述第二天线板之间设有间隙。因此，提供了可穿戴设备中用于无线电通信的天线装置，该天线装置与现有技术中的天线装置相比具有更好的性能。该天线装置将提供高频和低频天线功能以满足Wifi、GPS和移动通信信号传输要求。

在优选实施例中，所述接地板与所述第一和第二天线板之间的距离小于8毫米，并且更优地介于1.5毫米至5毫米范围内。这使得装置更为紧凑，同时保留了良好的天线特性。

在优选实施例中，所述间隙在1-5毫米范围内。

在优选实施例中，所述第一和第二天线板中的至少一块设有经电气连接至所述接地板的调节装置。因此，可轻易而快速地调节天线装置的特性以满足不同可穿戴设备应用的需求。

在优选实施例中，所述第一天线板的长度等于该天线板低频波长的四分之一。相应地，所述第二天线板的长度等于该天线板高频波长的四分之一。

在优选实施例中，所述接地板的半径介于10毫米至50毫米范围内，更优地介于20毫米至40毫米范围内，并且最优地介于25毫米至35毫米范围内。

在优选实施例中，所述天线装置的宽度为5毫米至40毫米。

在优选实施例中，所述接地板的所述第一和第二端部在所述天线装置的纵向方向上。或者，所述接地板的所述第一和第二端部在所述天线装置的横向方向上。

在优选实施例中，所述天线装置包括第三天线板，该第三天线板设有用于馈送RF信号的第三馈电端子，其中，位于一侧的所述第一和第二天线板与位于另一侧的所述第三天线板之间设有间隙。

根据本发明，还提供了一种可穿戴设备，包括装置主体和根据本发明所述的天线。凭借这一配置，尽管天线装置与有损组织之间的距离较小，但对可穿戴设备穿戴者的组织的影响较小。

在优选实施例中，所述装置主体设在所述第一和第二天线板之一的外表面上，并且所述装置主体未覆盖所述间隙。与覆盖所述第一和第二天线板之间的间隙相比，未覆盖间隙使得天线性能更优。或者，所述装置主体设在所述第一天线板与所述第二天线板之间的间隙(6)中。

附图说明

现在参照附图以示例的方式对本发明进行说明，其中：

图1是根据本发明第一实施例所述的天线装置的结构示意图；

图2示出了应用到可穿戴设备上的图1中的天线装置；

图3是根据本发明第二实施例所述的天线装置的结构示意图；

图4为图3中所示的天线装置的侧视图；

图5是根据本发明第三实施例所述的天线装置的结构示意图；

图6是根据本发明第四实施例所述的天线装置的结构示意图；以及

图7为图6中所示的天线装置的侧视图。

标号说明：

1、第一天线板；  2、第二天线板；  3、第一调节装置；  4、第一馈电端子；  5、第二馈电端子；  6、间隙；  7、接地板；  7a、第一端部；  7b、第二端部；  8、第二调节装置；  9、装置主体；  10、第三天线板；  11、第三馈电端子；  12、第三调节装置。

具体实施方式

下文将对可穿戴设备中用于无线电通信的天线装置进行详细描述。应当理解任何给出的方向都如附图中所示。

参考图1和图2，根据本发明所述的可穿戴设备中用于无线电通信的天线装置包括弧形接地板7。术语“弧形”应被理解为椭圆(比如圆或近似的圆)的弯曲部分。所述接地板可包括或可不包括天线基板。

第一天线板1基本平行于所述接地板7延伸并且在所述接地板的第一端部7a处连接至该接地板。第一天线板1具有用于馈送RF信号的第一馈电端子4。第一天线板1的长度优选等于该天线装置的天线板低频波长的四分之一。低频波长通常在700-960MHz范围内，通常适用于GSM通信带和GPS信号。在该优选实施例中，第一天线板1设有经电气连接至接地板7的第一调节装置3。该第一调节调节装置用于将第一天线板调谐到所需频率。

第二天线板2基本平行于所述接地板延伸并且在与所述接地板的所述第一端部7a相对的所述接地板的第二端部7b处连接至该接地板。在该实施例中，接地板的第一和第二端部7a、7b在所述天线装置的纵向方向上。第二天线板具有用于馈送RF信号的第二馈电端子5。第二天线板2的长度优选等于该天线装置的天线板高频波长的四分之一。高频波长通常在1800-2300MHz范围内，通常适用于高频移动通信和无线网络(WIFI)信号。在该优选实施例中，第二天线板2也设有经电气连接至接地板7的第二调节装置8。

第一和第二天线板1,2基本平行于接地板7延伸这一事实意味着第一和第二天线板也是弧形的，每块天线板覆盖被所述接地板覆盖的圆扇区(circle sector)的一部分。

在图1中，接地板与第一和第二天线板1,2之间的距离优选小于8毫米(用H表示)，并且更优地介于1.5毫米至5毫米范围内。天线装置的宽度，在图1中被表示为W，优选位于5毫米至40毫米范围内。也就是说，第一和第二天线板1,2以及接地板7的宽度都在该范围内。

第一天线板1与第二天线板2之间设有间隙6。该间隙6优选位于1毫米至5毫米范围内。第一和第二馈电端子4,5实际上可被分别设置在接地板与第一和第二天线板之间的任何位置，但优选选取从天线板到接地板的最短路径。然而，在参考附图所描述的优选实施例中，第一和第二馈电端子4,5设为靠近所述间隙6。

如上所述的包括天线装置的可穿戴设备在图2中示出。可穿戴设备也包括装置主体9，该可穿戴设备可为手表或类似设备。装置主体9设在第一和第二天线板1,2之一的外表面上，并且所述装置主体9未覆盖所述间隙6。

接地板的半径优选调整为使得可穿戴设备可被环绕固定在穿戴者的手腕(如图2中部件20所示)上。因此，在优选实施例中，所述接地板7的半径介于10毫米至50毫米范围内，更优地介于20毫米至40毫米范围内，并且最优地介于25毫米至35毫米范围内。

在图3和图4示出的替代性实施例中，所述装置主体9设在所述第一天线板1与所述第二天线板2之间的间隙6中。该主体可采用任何合适的尺寸，但是优选介于30x30x2.5mm3与58x58x12mm3之间，并且在所示实施例中，装置主体依靠在接地板7上。这意味着第一和第二天线板1,2之间的间隙6被装置主体9部分地占据。

正如第一实施例所示，设置了用于第一天线板1的第一馈电端子4和用于第二天线2的第二馈电端子5。尽管馈电端子可设在各自天线板的任何位置，但是优选将其设成靠近所述间隙6。与在第一实施例中类似，在接地板7与第一天线板1之间也存在第一调节装置3，以及在接地板7与第二天线板2之间也存在第二调节装置8。这些调节装置用于将第一天线板精细地调谐到所需频率。

第一天线板1的长度优选等于该天线装置的天线板低频波长的四分之一。低频波长通常在700-960MHz范围内，通常适用于GSM通信带和GPS信号。第二天线板2的长度优选等于该天线装置的天线板高频波长的四分之一。高频波长通常在1800-2300MHz范围内，通常适用于高频移动通信和无线网络(WIFI)信号。

天线板的宽度可针对不同需求进行调整。因此，从图3中可看出，第二天线板2的宽度小于第一天线板1以及装置主体9的宽度，并且装置主体9的宽度可高达60毫米或更大。这为第二天线板2附近的空间开辟了其他用途。

各块天线板1,2与装置主体9之间的间隙的宽度优选介于1毫米至5毫米之间。第一与第二天线板之间的间隙应优选大于0.1毫米。

在所有其他方面，该第二实施例对应于以上图1和图2所描述的第一实施例。

作为上述实施例中沿所述天线装置的圆周方向在两个天线元件之间设置间隙的替代方式，也可以沿所述天线装置的横向方向在两个天线元件之间设置间隙。该配置如图5所示。第一天线板1基本平行于接地板7延伸并且沿所述第一天线板1的一端连接至该接地板。第一天线板1具有用于馈送RF信号的第一馈电端子4。第一天线板1的长度优选等于该天线装置的天线板低频波长的四分之一。低频波长通常在700-960MHz范围内，通常适用于GSM通信带和GPS信号。在该优选实施例中，第一天线板1设有在接地板的第一端部7a处经电气连接至接地板7的第一调节装置3。该调节装置用于将第一天线板调谐到所需频率。

第二天线板2基本平行于接地板延伸并且沿所述第二天线板2的一端连接至该接地板。第二天线板具有用于馈送RF信号的第二馈电端子5。第二天线板2的长度优选等于该天线装置的天线板高频波长的四分之一。高频波长通常在1800-2300MHz范围内，通常适用于高频移动通信和无线网络(WIFI)信号。在该优选实施例中，第二天线板2设有在与接地板的第一端部7a相对的该接地板的第二端部7b处经电气连接至接地板7的第二调节装置8。可以看出，在该实施例中，接地板的第一和第二端部7a、7b在横向方向上。

在所有其他方面，该第三实施例对应于以上图1和图2所描述的第一实施例。

分别对应于图3、图4和图5的第二和第三实施例可组合成包括三块天线板的天线装置，如图6和图7所示。因此，除了如图5的实施例中的第一和第二天线元件1,2外，还存在第三天线板10，其设有用于馈送RF信号的第三馈电端子11。装置主体9设在位于一侧的第一和第二天线板1,2与位于另一侧的第三天线板10之间的间隙中。第三天线板10的长度优选等于该天线装置的天线板第三频率波长的四分之一。该第三频率波长通常在1570-2500MHz范围内，通常适用于WiFi通信和GPS信号。在该优选实施例中，第三天线板10设有在接地板的边缘部分经电气连接至接地板7的第三调节装置12。该调节装置用于将第一天线板调谐到所需频率。

在所有其他方面，该第四实施例对应于以上图1和图2所描述的第一实施例。

已对天线装置及包括该等天线装置的可穿戴设备的优选实施例进行了描述。应理解的是，在所附权利要求书的范围内可以更改这些实施例。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (15)

1.可穿戴设备中用于无线电通信的天线装置，包括：

弧形接地板(7)；

第一天线板(1)，基本平行于所述接地板延伸并且在所述接地板的第一端部(7a)处连接至该接地板，所述第一天线板具有第一馈电端子(4)；以及

第二天线板(2)，基本平行于所述接地板延伸并且在与所述接地板的所述第一端部相对的所述接地板的第二端部(7b)处连接至该接地板，所述第二天线板具有第二馈电端子(5)；其中，

所述第一天线板(1)与所述第二天线板(2)之间设有间隙(6)。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其特征在于，所述接地板与所述第一和第二天线板(1,2)之间的距离小于8毫米。

3.根据权利要求2所述的天线装置，其特征在于，所述接地板与所述第一和第二天线板(1,2)之间的距离介于1.5毫米至5毫米范围内。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述间隙(6)在1毫米至5毫米范围内。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述第一和第二天线板(1,2)中的至少一块设有经电气连接至所述接地板(7)的调节装置(3)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述第一天线板(1)的长度等于该天线板低频波长的四分之一。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述第二天线板(2)的长度等于该天线板高频波长的四分之一。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述接地板的半径介于10毫米至50毫米范围内，更优地介于20毫米至40毫米范围内，并且最优地介于25毫米至35毫米范围内。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述天线装置的宽度为5毫米至40毫米。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述接地板(7)的所述第一和第二端部(7a，7b)在所述天线装置的纵向方向上。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的天线装置，其特征在于，所述接地板的所述第一和第二端部(7a，7b)在所述天线装置的横向方向上。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的天线装置，其特征在于，包括第三天线板(10)，该第三天线板(10)设有用于馈送RF信号的第三馈电端子(11)，其中，位于一侧的所述第一和第二天线板(1,2)与位于另一侧的所述第三天线板(10)之间设有间隙。

13.一种可穿戴设备，包括装置主体(9)以及根据权利要求1至12中任一项所述的天线。

14.根据权利要求13所述的可穿戴设备，其特征在于，所述装置主体(9)设在所述第一和第二天线板(1,2)之一的外表面上，并且所述装置主体(9)未覆盖所述间隙(6)。

15.根据权利要求13所述的可穿戴设备，其特征在于，所述装置主体(9)设在所述第一天线板(1)与所述第二天线板(2)之间的间隙(6)中。