CN105210236A - 用户控制接口按钮柔线天线系统 - Google Patents

Abstract

一种紧凑天线系统，其提供能够发射和/或接收无线电信号的天线，被配置在支持用户控制接口按钮的柔性基板材料上。在实施例中，可在用来将用户控制接口按钮耦合到印刷电路板的导线迹线之间的用户控制接口按钮柔线上形成天线。为了防止在电流通过将用户控制接口按钮耦合到印刷电路板的导线迹线时可能引起的天线上的干扰，可沿每个导线迹线配置RF扼流(即，LC滤波)电路和旁路电容器。在另一实施例中，将用户控制接口按钮耦合到印刷电路板的导线迹线可被配置为服务双重目的：将用户控制接口按钮耦合到印刷电路板；以及起到能够发射和/或接收无线的无线电信号的天线的作用。

Description

用户控制接口按钮柔线天线系统

技术领域

本公开的实施例涉及用于电子设备的天线系统，并且更具体地，涉及在支持提供腕表设备的用户接口的用户控制接口按钮的柔性基板上形成的天线。

背景技术

在过去的数年中，移动计算设备已经历爆炸性增长。随着计算力和存储器容量的增长，个人计算设备已成为现代生活的基本工具，以适合装在人们的口袋中的封装，提供电话和文本通信、导航、照片、以及视频功能。科技的进步允许具有强劲的处理能力的移动计算设备变得越来越小，从而使移动计算设备能够被安装在腕表组件内。然而，为了提供具有无线通信能力的腕表大小的移动计算设备，这类腕表大小的移动计算设备必须还包括能够接收无线网络的射频信号的天线。随着移动计算设备被制作得越来越小，尤其是在腕表大小的移动计算设备内，设备内的空间需求在增加。

发明内容

各种实施例包括紧凑天线系统，其提供能够发射和接收(即，收发)无线电信号的天线，被配置在柔性基板材料(即，用户控制接口按钮柔线(flex))上。在腕表设备中，用户控制接口按钮柔线可配置为支持位于腕表壳体上的按钮的柔性基板。例如，在许多常规腕表设计中，按钮被安置在腕表壳体的侧面(即，侧面按钮)。然而，用户控制接口按钮可被安置在腕表上的多个位置和配置中的任何一个上。可参考对侧面按钮的规范，但这类侧面按钮也是用户控制按钮，并且不限于侧面安装位置或配置。用户控制接口按钮可对腕表设备提供用户接口输入。在实施例中，可在用户控制接口按钮柔线上、在用来将用户控制接口按钮耦合到印刷电路板的导线迹线之间形成天线。为了防止电流通过将用户控制接口按钮耦合到印刷电路板的导线迹线时可能引起的设备-控制电路中的任何一个中的反向干扰或RF电路拥塞，可沿着每条导线迹线配置旁路电容器、以及诸如电感器或电感器-电容器(LC)滤波电路这样的RF扼流电路。

在另一实施例中，现有的将用户控制接口按钮耦合到印刷电路板的导线迹线可被配置为服务于两个目的：1)将用户控制接口按钮耦合到印刷电路板；以及2)作为能够收发无线的无线电信号的天线来操作。为了对长度大于或小于在指定频率带宽上操作所期望的现有的导线迹线加以调谐，可实现天线匹配电路以使得现有的导线迹线可作为天线在指定频率带宽上来操作。在可替代实施例中，可实现多带匹配电路使得现有的导线迹线可作为天线在多个指定频率带宽上来操作。此外，为了防止电流通过将用户控制接口按钮耦合到印刷电路板的导线迹线时可能引起的天线上的干扰，可沿着每条导线迹线配置旁路电容器，以及诸如电感器或电感器-电容器(LC)滤波电路这样的RF扼流电路。在进一步的实施例中，可包括解耦电容器以防止任何将通过导线迹线被发送到设备-控制电路的DC(即，低频)信号拥塞RF电路的部件。在附加实施例中，可包括解耦电感器以防止被选择导线迹线的现有长度改变并使导线迹线作为天线操作的频率带宽失调。

各种实施例提供要求最小空间的天线，但还提供与其大小成比例的性能特性。实施例通过在壳体的先前未充分利用区域中设置天线来有效地利用移动设备腕表壳体内的可用“地产”。实施例在腕表移动设备中重新规划现有的部件和结构，使得现有部件和结构可服务于多个目的，包括用作天线。

附图说明

本文所包括的、作为本说明书构成部分的附图，示出了本发明的示例性性实施例，并与上文给出的整体描述和下文给出的详细描述一起，用于解释本发明的特征。

图1是具有提供用户接口输入能力的用户控制接口按钮的实施例腕表移动计算设备的顶视图。

图2是具有提供用户接口输入能力的用户控制接口按钮的实施例腕表移动计算设备的透视图。

图3是示出具有通信能力的实施例移动计算设备的部件和配置的框图。

图4是示出内部部件中的一些的实施例腕表移动计算设备的透视剖视图。

图5是示出被配置在用户控制接口按钮柔线上的用户控制接口按钮之间的未充分利用空间中的天线迹线的实施例腕表移动计算设备的透视剖视图。

图6是示出实施例RF扼流电路和旁路电容器电路的部件和配置的电路图。

图7是示出用户控制接口按钮、用户控制接口按钮柔线和用来将用户控制接口按钮耦合到设备-控制电路的导线迹线的另一实施例腕表移动计算设备的特写图。

图8是重新规划现有导线迹线以作为天线操作的可替代实施例的电路图。

图9是示出多个用户控制接口按钮、用户控制接口按钮柔线和用来将多个用户控制接口按钮耦合到设备-控制电路的导线迹线的另一实施例腕表移动计算设备的特写图。

图10是图8所示的重新规划现有的导线迹线以作为天线操作的可替代实施例的电路图。

图11是实施例腕表移动计算设备的实施例的仿真结果图。

具体实施方式

将参考附图来详细描述各种实施例。只要可能，相同的附图标号将在图中用来指代相同或相似部分。对特定示例和实现方案进行的参考是用于示例性目的的，并且不意图限制本公开或权利要求的范围。可设计替代实施例而不脱离本公开的范围。此外，本公开的众所周知的元素将不被详细描述或将被省略，以不使本公开的相关细节模糊。

词语“示例性”和/或“示例”在本文用来指“起示例、实例或说明的作用”。本文描述为“示例性”和/或“示例”的任何实施例不一定被视为优选或有益于其他实施例。

词语“大约”在本文用来指百分之十范围内的某些范围，包括对应范围的百分之五内、百分之二内和百分之一内。

如本文所使用的，术语“计算设备”和“移动计算设备”指蜂窝电话、智能电话、个人数据助理(PDA)、掌上计算机、平板计算机、笔记本计算机、个人计算机、无线电子邮件接收器、多媒体互联网使能的蜂窝电话、以及包括多个可编程处理器和存储器的类似的电子设备中的任何一个或全部。

计算机设计和制造技术中的改进允许创造出强大而很移动的计算设备(例如，智能电话)，用户可在日常生活中随身携带这些计算设备。确实，许多人在日常生活中带在口袋中的智能电话是比几年前的桌面计算设备更复杂且强大的。集成电路的制造和封装中的改进致使开发出作为腕表佩戴的尺寸足够小的复杂且强大的移动计算设备，其在本文被称为腕表移动计算设备。

因为无线通信能力是大多数移动计算设备的核心，所以腕表移动计算设备将需要具有类似的能力以在市场中取得成功。因此，期望的是将腕表计算设备配置为经由诸如无线广域网(WWAN)、CDMA、TDMA、3G、4G、LTE、UTMS、Wi-Fi、(BT)、ANT和网络的各种无线通信网络进行通信，以及接收全球定位系统(GPS)信号。然而，与腕表移动计算设备相关联的大小的约束使其难以包括被配置用于这类无线技术的天线而不增加设备的整体大小。

各种实施例提供适合于包括在腕表移动计算设备内而不增加设备的整体大小的天线。在实施例中，天线可被安置在支持用户输入按钮的腕表移动计算设备的侧面柔性电路板上的先前未被充分利用的位置中。通过利用支持控制按钮的侧面柔性电路板作为天线，实施例使用腕表移动计算设备内的现有部件。各种实施例可使多个天线能够被提供，其可有效利用腕表移动计算设备中的空间，而使设备能够经由多个无线通信网络进行通信。

图1是实施例腕表移动计算设备100的顶视图。腕表移动计算设备100(也称为无线设备)可包括用户接口显示器105、麦克风106以及音频扬声器107。此外，可以以常规用户控制接口按钮101、102的形式来提供用户输入接口。这类常规用户控制接口按钮可使用户能够驱动或控制光、警报和秒表特征，以及其他设备操作，诸如回复或结束电话呼叫、响应用户接口提示、选择显示功能等。

图2是示出了用户控制接口按钮101、102的图1所示出的实施例腕表移动计算设备100的透视图。大部分由于腕表移动计算设备的大小的约束，用户输入接口传统上已被限制为用户控制接口按钮。触摸屏能力上的改进改善了用户输入接口，以向用户提供全面的输入能力，诸如触摸屏显示器。然而，仍可在腕表移动计算设备中利用用户控制接口按钮。

图3是示出具有无线通信能力的实施例移动计算设备100中所利用的各种部件的框图。参考图3，具有无线通信能力的移动计算设备100可包括RF子系统320，其提供无线通信能力。RF子系统320可包括耦合到前端模块(FEM350)的天线360。FEM350可在信号被发射至和接收自天线360时来调制信号。在天线360处接收的信号可被FEM350下变频并传递到接收模块340。类似地，信号可接收自发射模块330用于从移动设备100向外发射。发射的信号可被上变频到其适当的发射频率。RF子系统320可经由RF子系统耦合732耦合到基带子系统310。用于发射出去的信号和用于进一步处理的接收信号可经由RF子系统耦合732在基带子系统310和RF子系统之间被交换。

基带子系统310可包括多个处理和实现电路162。这些电路162可包括微处理器302电路、存储多个软件应用和/或数据304的存储器单元314、数字电路308和模拟电路306。这些电路中的每一个可经由数据总线312相互耦合。基带子系统310典型地交换基带处的信号(即，低频DC信号)。基带子系统310可耦合到其他部件，诸如输入/输出(I/O)接口316。这类I/O接口316可包括小键盘(虚拟和/或硬件)。在较小腕表大小的实施例设备中，I/O接口316可包括安置在用户控制接口按钮柔性基板材料113上的用户控制接口按钮101、102。I/O接口316可经由耦合324耦合到基带子系统310。此外，基带子系统310可耦合到外部存储器单元318。外部存储器单元318可经由耦合326耦合到基带子系统310。

图4是示出实施例腕表移动计算设备100的内部部件中的一些的透视剖视图。如上文针对图1所讨论的，腕表移动计算设备100可包括腕表壳体115，其包含用户接口显示器105、麦克风106以及音频扬声器107。如图4所进一步示出的，腕表移动计算设备100可包括典型地将被用来支持设备-控制电路162(即，建立在腕表移动计算设备100中的电路之一)的印刷电路板103，以及提供腕表移动计算设备100的多数设备-控制功能的其他接口和电路项。沿腕表壳体115的侧面布置的可以是柔性用户控制接口按钮基板113，其可支持用户控制接口按钮101、102。柔性用户控制接口按钮基板113(在本文中称为用户控制接口按钮柔线)可由柔性层压材料形成。柔性用户控制接口按钮基板113可以是柔性的以在用户控制接口按钮101、102被按压时吸收其运动，而足够刚性以支持用户控制接口按钮101、102并保持用户控制接口按钮101、102在腕表壳体115内的它们的位置处。虽然图4(以及接下来的图5-8)所示的实施例描绘了两个用户控制接口按钮101、102，但各种实施例可被配置为具有较少(即，单个用户控制接口按钮)或较多用户控制接口按钮(例如，3个用户控制接口按钮，4个用户控制接口按钮等)。

柔性用户控制接口按钮基板113还可支持将用户控制接口按钮101、102耦合到印刷电路板103上的设备-控制电路162(即，建立在腕表移动计算设备100中的电路之一)的导线迹线110、111、112。在实施例中，设备-控制电路162可包括导线迹线110、111和112可连接到的设备-控制高电压连接和设备-控制地电压连接。通过该方式，设备-控制电路162既可提供到导线迹线110、111和112的设备-控制电路连接，又可提供到导线迹线110、111和112的设备-控制接地连接。在实施例中，设备-控制地可被包括在独立于设备-控制电路162的印刷电路板103上。用户控制接口按钮101、102中的每一个可作为开关操作。每个用户控制接口按钮101、102开关可在一侧耦合到高电压电平并且在另一侧耦合到地电压电平，使得用户控制接口按钮101、102开关的闭合完成回路，其允许电流流过完整的回路。例如，图4示出耦合到2个导线迹线112和111的一个用户控制接口按钮101。一个导线迹线112可耦合到高电压电平，而另一个导线迹线111可将用户控制接口按钮101耦合到地电压电平。类似地，另一用户控制接口按钮102可耦合到2个导线迹线110和111。一个导线迹线110可耦合到高电压电平，而另一导线迹线111可将用户控制接口按钮102耦合到地电压电平。由于在两个示例中一个导线迹线111都耦合到地，所以该导线迹线111可被用户控制接口按钮101和102二者共享。

图5是示出布置在柔性用户控制接口按钮基板113上的天线120的实施例腕表移动计算设备100的透视剖视图。如图4所示，在一些腕表移动计算设备设计中，柔性用户控制接口按钮基板113上的用户控制接口按钮101、102之间的空间可能未被充分利用，使其成为添加天线的好位置，而不用对设备添加另一部件。天线120可在柔性用户控制接口按钮基板113上的用户控制接口按钮101、102之间的未充分利用的空间中被形成为导线迹线。为了良好的射频接收，该天线120的长度加上天线地平面(即，印刷电路板103)应至少是被发射或接收的RF信号的波长的二分之一。因此，可基于腕表移动计算设备100可在其上发射/接收(即，收发)无线电信号的无线网络的频带来选择天线120的长度。例如，天线120长度可被配置为在824MHz到960MHz(即，蜂窝频带)、1565MHz到1610MHz(即，GPS频带)、1710MHz到2170MHz(即，DCS/PCS/IMT频带)、2400MHz到2500MHz(即，诸如的个域网频带)、或698MHz-798MHz(即，LTE频带)的频带内收发无线电信号。这些示例性频带仅是说明性的。本领域技术人员将认识到，实施例天线可被配置为跨用于个人通信的整个无线电频谱来收发无线电信号。因此，为了达到天线120的期望长度，导线迹线可如图5所示的由若干折叠路径或弯曲来形成。在实施例中，天线120可以是线倒F型天线(WIFA)型天线，具有馈送接触121和接地接触122。在优选实施例中，馈送接触121和接地接触122之间的距离可以是约2mm。馈送接触121和接地接触的高度可以是约8mm，使得天线臂123被布置在柔性用户控制接口按钮基板113上、大约离印刷电路板(103)8mm远。在优选实施例中，根据作为地平面操作的印刷电路板103的期望操作频带和整体大小，天线臂123的总长度可以是约30mm。

因为可以如此紧靠诸如用户控制接口按钮101、102这样的其他部件来形成天线120，所以这些部件可能无意中与天线120辐射所生成的电磁场相互作用。这类非故意的相互作用可能生成高频电流，其对用户控制接口按钮101、102向其提供输入信号的灵敏设备-控制处理器电路162可能是有害的。为了防止非故意的无线耦合效应负面地影响设备-控制电路162的操作，可实现各种扼流和/或旁路电容器电路。换句话说，其他部件中流过的电流也可能降低天线性能。所以，期望的是将这些其他部件与天线解耦合。

图6是示出实施例RF扼流电路和旁路电容器电路的部件和配置的电路图。可采用图6中所示的RF扼流电路来有效阻止任何沿导线迹线110、111、112传递的高频输入信号被发射到设备-控制电路162。RF扼流电路可沿每个导线迹线110、111和112串联布置。RF扼流电路可包括电感器。在图6中，RF扼流被示出为包括分别沿导线迹线110、111和112中的每一个串联布置的电感器140、141、142。当在高频操作时，电感器140、141和142的阻抗实际上是无限的。换句话说，在高频，RF扼流电路实际上表现为开路开关。结果，这类扼流电路的使用可导致没有来自天线120上的高频RF信号的电流沿导线迹线110、111和112被发射到设备-控制电路162。

在可替代实施例中，RF扼流电路可以是并联耦合的电容器和电感器，其在本文中也被称为LC滤波电路。LC滤波电路的电感(L)和电容(C)的值可由如下公式计算：

$F=\frac{1}{2\mathrm{\π}\sqrt{LC}},$

其中F是谐振频率，L是电感值，并且C是电容。

为了进一步减轻非故意的天线耦合效应，旁路电容器145、146、147可以与每个导线迹线110、111、112并联地被布置并被耦合到设备-控制地，如图6中所示。由于在高频率处电容器的阻抗实际上趋于零，所以当高频RF信号耦合到每个导线迹线110、111、112时，旁路电容器145、146、147起到有效短路接地的作用。通过该方式，导线迹线110、111和112中的任何一个上感应的任何高频RF信号可经由旁路电容器145被短路到地，或可经由起到对高频RF信号的无限阻抗阻止作用的每个电感器140、141、142被阻止进一步发射到设备-控制电路162。

在实施例中，RF扼流电路(例如，单独的电感器140、141、142或与旁路电容器145、146、147并联连接的电感器140、141、142)可被布置在柔性用户控制接口按钮基板113上。在另一实施例中，RF扼流电路(例如，单独的电感器140、141、142或与旁路电容器145、146、147并联连接的电感器140、141、142)可被布置在印刷电路板103上。

因为柔性用户控制接口按钮基板113可支持天线120，所以电感器140、141、142和旁路电容器145、146、147两者均可被布置在印刷电路板103上，使得由RF扼流电路(例如，电感器140、141、142和旁路电容器145、146、147)所实现的减轻效应也减轻由导线迹线110、111和112以及柔性用户控制接口按钮基板113所携带的电流所引起的效应。给定柔性用户控制接口按钮基板113的大小约束，可优选将电感器140、141、142和旁路电容器145、146、147和RF扼流电路布置在与柔性用户控制接口按钮基板113相对的印刷电路板103上。此外，由于其柔性属性，布置在柔性用户控制接口按钮基板113上的部件更易出现移动和可能的损坏。通过将这些部件布置在刚性印刷电路板103上，可避免这些缺点中的多个缺点。

由于天线120作为其自身元件被布置在柔性用户控制接口按钮基板113上，所以没有耦合效应被传递到导线迹线110、111和112上和/或柔性用户控制接口按钮基板113上是可能的。因此，在可替代实施例中，天线120可被布置在柔性用户控制接口按钮基板113上，而不用对应的RF扼流电路(例如，单独的电感器140、141、142或与电容器并联连接以形成LC电路的电感器140、141、142)和/或旁路电容器145、146、147。在图4和图5中所示的实施例中，示出设备100，其具有被布置在用户控制接口按钮柔性基板113上的第一和第二用户控制接口按钮101、102。本领域技术人员将认识到，附加的用户控制接口按钮可以以类似于所示的用户控制接口按钮101、102的方式被布置在用户控制接口按钮柔性基板113上。在可替代实施例中，天线臂123可被布置在多个用户控制接口按钮中的任何之间所布置的未使用空间中。

图7是示出用户控制接口按钮101、102和用来将用户控制接口按钮101、102耦合到设备-控制电路162的导线迹线130、131和132的另一实施例柔性用户控制接口按钮基板113的特写图。在图7所示的可替代实施例中，现有的导线迹线130、131或132中的一个可被重新规划也作为天线操作，而非在柔性用户控制接口按钮基板113的未充分利用部分中形成分开的天线。因此，现有的导线迹线130、131或132可被重新规划也作为天线操作。这类双重目的的迹线130、131或132在用户控制接口按钮101或102被按压时可作为将设备-控制信号传导到基带子系统310中所建立的电路中的至少一个电路的导线迹线，并可起到发射和/或接收RF信号的天线的作用。通过以该方式将腕表移动计算设备100内的现有电气部件重新规划，可提供无线通信能力而不增加腕表计算设备的整体大小。

图7示出被布置在柔性用户控制接口按钮基板113上的2个用户控制接口按钮101和102。类似于上文所提供的描述，第一导线迹线130可将设备-控制高电压提供到第一开关(即，用户控制接口按钮101)的一侧，并且第二导线迹线132可将设备-控制地电压提供到第一开关(即，用户控制接口按钮101)的第二侧。因此，当用户控制接口按钮101被按压时，回路完成，并且电压输入信号可通过第一和第二导线迹线130、132被传导到基带子系统310中所建立的电路中的至少一个。通过类似方式，第三导线迹线131可将设备-控制高电压提供到第二开关(即，用户控制接口按钮102)的一侧，并且第二导线迹线132可将设备-控制地电压提供到第二开关(即，用户控制接口按钮102)的第二侧。由于第二导线迹线132被用来传导共同的设备-控制地电压电平，所以其是相同的电节点并可用来针对用户控制接口按钮101和102二者传导设备-控制地。因此，当第二用户控制接口按钮102被按压时，回路完成，并且电压输入信号可被传导到设备-控制处理器电路。

在图7所示的实施例中，第一和第二导线迹线130或131中的任何一个可被选择为起天线的作用。第一导线迹线130被布置为比第三导线迹线131距离传导地电压的第二导线迹线132更远。所以，第一导线迹线130可被用作天线。图8是示出图7所示的部件并示出到第一导线迹线130的连接的电路图，该连接使第一导线迹线能够起天线作用。

参考图7和图8两者，第一导线迹线130可被选择作为天线操作以用于无线通信能力。如先前所注意的，为了良好的射频接收，天线加上天线地平面(即，印刷电路板103)的长度应是被发射的RF信号的波长的至少二分之一。在一些实例中，可能能够设计腕表移动计算设备使得第一导线迹线130按期望长度形成。可基于腕表移动计算设备可在其上发射/接收(即，收发)无线电信号的网络的频带来选择导线迹线130的长度。例如，导线迹线130长度可被配置为在具有698MHz–798MHz、824MHz至960MHz、1565MHz至1610MHz、1710MHz至2170MHz、或2400MHz至2500MHz的频带的网络上收发无线电信号。取决于柔性用户控制接口按钮基板113的尺寸和期望频带，导线迹线130可形成为图7和图8所示的直迹线。如果用于期望频带上的接收/发射要求较长天线长度，那么第一导线迹线130可被配置为包括若干回切(switchback)迹线或弯曲，以在柔性用户控制接口按钮基板113的尺寸内实现期望长度。在一些实施例中，第一导线迹线130的长度可由于设备的其他限制而被预定义。因此，为了使预定义长度的导线迹线能够跨指定频带来发射和接收RF信号，可在导线迹线130和RF电路(即，无线电)之间布置天线匹配电路模块150。天线匹配电路模块150可补偿第一导线迹线130的长度与用于特定频带的期望天线长度相比的任何差异。天线匹配电路模块150可包括单带天线匹配电路，使得当耦合到第一导线迹线130时，第一导线迹线130可在指定的频带上收发无线电信号。在可替代实施例中，天线匹配电路模块150可包括多带天线匹配电路，使得当耦合到第一导线迹线130时，第一导线迹线130可在多个指定频带上收发无线电信号。为了简洁起见，实施例在本文被公开为实现包含单带天线匹配电路的天线匹配电路模块150。本领域技术人员将认识到，天线匹配电路模块150可包含多带匹配电路，其将允许导线迹线跨多个指定频带收发信号。

由于当导线迹线130作为天线操作时导线迹线130可传导高频RF信号以及当作为到腕表移动计算设备100中所建立的电路中的一个的导线迹线操作时可传导来自用户控制接口按钮101的低频(直流)设备-控制输入信号，所以防止低频设备-控制信号被传导到RF电路以及防止高频RF信号被传导到腕表移动计算设备100中所建立的电路中的至少一个可能是必要的。为了防止这类不期望的信号和电流流动，解耦电容器151可用来将导线迹线130连接到天线匹配电路150。如先前所讨论的，当高频信号跨电容器出现时，电容器实际上起到短路电路的作用。因此，当起天线作用时第一导线迹线130传导高频RF信号时，解耦电容器151可有效地将高频RF信号传导到天线匹配电路模块150，犹如解耦电容器151是到天线匹配电路150的直接短路一般。相反，当低频信号(例如，DC信号)跨电容器出现时，电容器实际上起到阻挡电流通过电容器的高阻抗元件的作用。因此，当第一导线迹线130起到将来自用户控制接口按钮101的低频(DC)输入信号传导到设备-控制处理电路162的作用时，解耦电容器151有效地阻止DC信号阻塞RF电路，从而有效地将RF电路与低频输入信号解耦。

在图5所示的实施例中，高频RF信号可在导线迹线110、111、112上传导的仅有方式是由于天线120和RF信号之间到导线迹线110、111、112上的天线耦合，与该实施例相反，图7和图8所示的实施例重新规划第一导线迹线130以针对设备-控制电路162传导高频RF信号和低频DC信号二者。因此，RF扼流电路中(例如，电感器，旁路电容器，或电感器和旁路电容器二者)的任何一个可能是必要的，以防止高频RF信号被传导到腕表移动计算设备100中所建立的电路中的至少一个。如上文考虑图6所示的实施例所讨论的，可采用RF扼流电路以有效地阻止任何高频输入信号沿导线迹线130、131、132被发射到设备-控制电路162。RF扼流电路可沿每个导线迹线130、131、132串联地被布置。在实施例中，RF扼流电路可包括电感器140、141、142。电感器140、141、142可沿用户控制接口按钮导线迹线130、131、132中的每个串联地被布置。因为在高频操作的电感器140的阻抗具有无限有效阻抗，所以没有源自在第一导线迹线130上被传导的高频RF信号的电流可被发射到设备-控制电路162。此外，通过沿其他导线迹线131和132布置电感器141和142，任何可能无线地耦合到那些迹线131或132的高频RF信号也可被扼流以免被传导到设备-控制处理器电路162。

并且，以类似于上文参考图6所讨论的方式，图8示出，在实施例中，旁路电容器145、146、147也可以与导线迹线130、131、132中的每一个并联地被布置，将导线迹线130、131、132连接到设备-控制地。由于在高频的电容器的阻抗实际上趋于零，所以当高频RF信号耦合到导线迹线130、131、132中的每一个上时，旁路电容器145、146、147起到有效对地短路的作用。通过该方式，任何耦合到导线迹线130、131、132中的任何一个上的高频RF信号或者经由旁路电容器145、146、147被短路到地，或者经由起到无限阻抗阻止作用的每个电感器140、141、142被阻止进一步发射到设备-控制电路162。如上文所讨论的，电感器140、141、142和旁路电容器145、146、147可被布置在印刷电路板103上，使得由RF扼流电路(例如，电感器140、141、142，或与相应电容器并联以形成LC电路的电感器140、141、142)和旁路电容器145、146、147所实现的减轻效应也减轻由导线迹线130、131、132以及柔性用户控制接口按钮基板113所携带的电流所引起的效应。

典型地，期望的是静态天线长度，因为时常变化的天线长度可能难以一致地发射和/或接收指定频率带宽的信号。虽然天线匹配电路模块150可以帮助调整并非理想长度的天线的发射和接收特性，但天线匹配电路模块150可能需要天线的长度保持不变。在图8所示的实施例中，第一导线迹线130耦合到第一用户控制接口按钮101的第一侧，而第二导线迹线132可将第一按钮101的第二侧耦合到地。当第一按钮101被按压并且回路完成时，第一导线迹线130的有效长度增加了第二导线迹线132的长度。结果，起到天线作用的第一导线迹线130的发射和接收特性被改变。第一导线迹线130可能不再能够适当地在期望频带内发射或接收RF信号。

通过紧接在第一按钮101的第二侧(例如，第二导线迹线132侧)布置解耦电感器160，可保持起到天线作用的第一导线迹线130的长度。当第一用户控制接口按钮101未被按压时，第一导线迹线130的长度是不变且已知的。当第一用户控制接口按钮101被按压并且连接第一导线迹线130和第二导线迹线132的回路完成时，由于在RF信号的高频处电感器160的阻抗高，解耦电感器160有效地将第二导线迹线132与RF信号截断(即，解耦)。因此，起到天线作用的第一导线迹线130的有效长度保持不变且已知。因此，即使在用户控制接口按钮101被按压时，第一导线迹线130也可适当地在期望频带中发射和接收RF信号。解耦电感器160允许低频/DC信号流过并且因此使按钮能够按压以完成将腕表移动计算设备100中所建立的电路中的至少一个接地的电路。

通过提供耦合在导线迹线130和RF电路之间的电容器151、紧接在第一用户控制接口按钮的第二侧上的电感器160、以及RF扼流电路(例如，电感器140、141、142和/或旁路电容器145、146、147)，常规用户控制接口按钮导线迹线130可被重新规划也作为用于腕表移动计算设备的天线操作。此外，可选的天线匹配电路模块150可以使不具有指定长度的导线迹线130能够在期望的频率带宽上收发RF信号。

上文所描述的实施例具有一个或两个用户控制接口按钮101、102。然而，这类腕表大小的计算设备可包括任何数目的用户控制接口按钮用于提供用户输入接口选项。图9示出实施例，其中多个用户控制接口按钮101、102、108被布置在柔性用户控制接口按钮基板113上。在图9中，导线迹线130、131、132和133可用来将用户控制接口按钮101、102、108耦合到设备-控制电路162。类似于上文参考图7所描述的实施例，在图9所示的可替代实施例中，导线迹线130、131、132或133中的一个可被重新规划也作为天线操作，而非在柔性用户控制接口按钮基板113的未充分利用部分中形成分开的天线。这类双重目的的迹线130、131、132或133在用户控制接口按钮101、102、108被按压时可起到将设备-控制信号传导到腕表移动计算设备100中所建立的电路中的至少一个的导线迹线的作用，以及起到天线的作用以发射和/或接收RF信号。通过以该方式在腕表移动计算设备100内重新规划现有的电气部件，可提供无线通信能力而不增加腕表计算设备的整体大小。图9所示的可替代实施例可能要求附加的RF扼流电感器143和旁路电容器148。

图10是示出图9所示的部件并示出到第一导线迹线130的连接的电路图，该连接使其能够起到天线以及按钮迹线作用。这些部件包括耦合到导线迹线130、131、132和133中的每一个的RF扼流140、141、142、143和旁路电容器145、146、147和148。本领域技术人员将认识到，多于3个用户控制接口按钮可布置在用户控制接口按钮柔性基板上，按钮迹线中的至少一个通过实现类似于图10所示的那些电路元件来起到天线的附加功能。

已通过图11所示的天线测量来确认实施例天线设计的性能，图11是图1-10所示的各种实施例紧凑天线系统的测量结果图。图11绘出天线在自由空间中操作以及当被佩戴在用户手腕上时操作的效率。本领域普通技术人员将认识到，测量结果与良好设计的天线一致，因为当在自由空间中操作时，天线效率跨整个频带大于2.4dB。虽然当天线设备被佩戴在用户手腕上时天线效率确实降低，但这类效率降低是不可避免的，因为在给定这类天线的预期用途的情况下，如此紧贴用户身体操作的任何天线都可能遭受无法避免的效率的类似降低。

提供了前面的对所公开的实施例的描述以使本领域任何技术人员能够制作或使用本公开。各种对这些实施例的修改对本领域技术人员将是显而易见的，并且本文所限定的一般原理可应用到其他实施例而不脱离本公开的精神或范围。因此，本公开不意图限制于本文所示的实施例，而是被赋予与下面的权利要求以及本文所公开的原理和新颖特征相一致的最广范围。

Claims (40)

1.一种腕表移动计算设备，包括：

腕表壳体；

印刷电路板，所述印刷电路板支持至少一个设备-控制电路；

第一用户控制接口按钮；

第一导线迹线，所述第一导线迹线将所述第一用户控制接口按钮耦合到所述至少一个设备-控制电路；

第二导线迹线，所述第二导线迹线将所述第一用户控制接口按钮耦合到至少一个设备-控制地；

柔性用户控制接口按钮基板，被配置为支持所述第一用户控制接口按钮，其中所述柔性用户控制接口按钮基板和所述第一用户控制接口按钮被布置在所述腕表壳体的侧面；

射频(RF)电路；以及

天线，所述天线被布置在所述柔性用户控制接口按钮基板上并被耦合到所述RF电路。

2.根据权利要求1所述的腕表移动计算设备，进一步包括：

第一RF扼流电路，所述第一RF扼流电路被布置在所述印刷电路板上、串联在所述第一导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间；以及

第二RF扼流电路，所述第二RF扼流电路被布置在所述印刷电路板上、串联在所述第二导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间。

3.根据权利要求2所述的腕表移动计算设备，进一步包括：

第二用户控制接口按钮；

第三导线迹线，所述第三导线迹线将所述第二用户控制接口按钮耦合到所述至少一个设备-控制电路；以及

第三RF扼流电路，所述第三RF扼流电路被布置在所述印刷电路板上、串联在所述第三导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间，

其中：

所述第二导线迹线将所述第一用户控制接口按钮和所述第二用户控制接口按钮二者耦合到所述设备-控制地；以及

所述柔性用户控制接口按钮基板进一步被配置为支持所述第二用户控制接口按钮。

4.根据权利要求3所述的腕表移动计算设备，其中所述第一RF扼流电路、所述第二RF扼流电路和所述第三RF扼流电路中的至少一个RF扼流电路包括电感器。

5.根据权利要求3所述的腕表移动计算设备，其中所述第一RF扼流电路、所述第二RF扼流电路和所述第三RF扼流电路中的至少一个RF扼流电路包括LC滤波电路。

6.根据权利要求3所述的腕表移动计算设备，其中：

所述第一RF扼流电路包括第一电感器和第一旁路电容器，所述第一电感器被布置在所述印刷电路板上、串联在所述第一导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间，并且所述第一旁路电容器被布置在所述印刷电路板上、并联在所述第一导线迹线和至少一个设备-控制地之间；

所述第二RF扼流电路包括第二电感器和第二旁路电容器，所述第二电感器被布置在所述印刷电路板上、串联在所述第二导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间，并且所述第二旁路电容器被布置在所述印刷电路板上、并联在所述第二导线迹线和至少一个设备-控制地之间；以及

所述第三RF扼流电路包括第三电感器和第三旁路电容器，所述第三电感器被布置在所述印刷电路板上、串联在所述第三导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间，并且所述第三旁路电容器被布置在所述印刷电路板上、并联在所述第三导线迹线和地之间。

7.根据权利要求3所述的腕表移动计算设备，其中所述天线被布置在所述柔性用户控制接口按钮基板上、在所述第一用户控制接口按钮和所述第二用户控制接口按钮之间。

8.一种腕表移动计算设备，包括：

腕表壳体；

印刷电路板，所述印刷电路板支持至少一个设备-控制电路；

第一用户控制接口按钮，所述第一用户控制接口按钮被布置在柔性用户控制接口按钮基板上，其中所述柔性用户控制接口按钮基板和所述第一用户控制接口按钮被布置在所述腕表壳体的侧面；

第一导线迹线，所述第一导线迹线将所述第一用户控制接口按钮耦合到所述至少一个设备-控制电路和RF电路，所述第一导线迹线被配置为作为天线操作；

第二导线迹线，所述第二导线迹线将所述第一用户控制接口按钮耦合到至少一个设备-控制地；

第一RF扼流电路，所述第一RF扼流电路被布置在所述印刷电路板上、串联在所述第一导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间；以及

第二RF扼流电路，所述第二RF扼流电路被布置在所述印刷电路板上、串联在所述第二导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间。

9.根据权利要求8所述的腕表移动计算设备，进一步包括：

第二用户控制接口按钮，所述第二用户控制接口按钮被布置在所述柔性用户控制接口按钮基板上；

第三导线迹线，所述第三导线迹线将所述第二用户控制接口按钮耦合到所述至少一个设备-控制电路；以及

第三RF扼流电路，所述第三RF扼流电路被布置在所述印刷电路板上、串联在所述第三导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间，

其中所述第二导线迹线将所述第一用户控制接口按钮和所述第二用户控制接口按钮二者耦合到所述至少一个设备-控制地。

10.根据权利要求9所述的腕表移动计算设备，其中所述第一RF扼流电路、所述第二RF扼流电路和所述第三RF扼流电路中的至少一个RF扼流电路包括电感器。

11.根据权利要求9所述的腕表移动计算设备，其中所述第一RF扼流电路、所述第二RF扼流电路和所述第三RF扼流电路中的至少一个RF扼流电路包括LC滤波电路。

12.根据权利要求9所述的腕表移动计算设备，其中：

所述第一RF扼流电路包括第一电感器和第一旁路电容器，所述第一电感器被布置在所述印刷电路板上、串联在所述第一导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间，并且所述第一旁路电容器被布置在所述印刷电路板上、并联在所述第一导线迹线和至少一个设备-控制地之间；

所述第二RF扼流电路包括第二电感器和第二旁路电容器，所述第二电感器被布置在所述印刷电路板上、串联在所述第二导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间，并且所述第二旁路电容器被布置在所述印刷电路板上、并联在所述第二导线迹线和至少一个设备-控制地之间；以及

所述第三RF扼流电路包括第三电感器和第三旁路电容器，所述第三电感器被布置在所述印刷电路板上、串联在所述第三导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间，并且所述第三旁路电容器被布置在所述印刷电路板上、并联在所述第三导线迹线和至少一个设备-控制地之间。

13.根据权利要求12所述的腕表移动计算设备，进一步包括耦合到所述第一导线迹线的天线匹配电路模块。

14.根据权利要求13所述的腕表移动计算设备，进一步包括解耦电容器，所述解耦电容器被串联布置在所述第一导线迹线和所述RF电路之间。

15.根据权利要求13所述的腕表移动计算设备，进一步包括解耦电感器，所述解耦电感器被串联布置在所述第一用户控制接口按钮和所述第二电感器之间。

16.根据权利要求13所述的腕表移动计算设备，其中所述第一导线迹线在长度上被配置为在指定频带内收发无线电信号。

17.根据权利要求16所述的腕表移动计算设备，其中所述第一导线迹线在长度上被配置为在2400MHz到2500MHz的指定频带内收发无线电信号。

18.根据权利要求16所述的腕表移动计算设备，其中所述第一导线迹线在长度上被配置为在1565MHz到1610MHz的指定频带内收发无线电信号。

19.根据权利要求16所述的腕表移动计算设备，其中所述第一导线迹线在长度上被配置为在1710MHz到2170MHz的指定频带内收发无线电信号。

20.根据权利要求16所述的腕表移动计算设备，其中所述第一导线迹线在长度上被配置为在824MHz到960MHz的指定频带内收发无线电信号。

21.根据权利要求16所述的腕表移动计算设备，其中所述第一导线迹线在长度上被配置为在698MHz到798MHz的指定频带内收发无线电信号。

22.根据权利要求13所述的腕表移动计算设备，其中所述天线匹配电路模块包括：

多带天线匹配电路，被配置为允许所述第一导线迹线在多个指定频带上收发无线电信号。

23.根据权利要求12所述的腕表移动计算设备，进一步包括：

第三用户控制接口按钮，被布置在所述柔性用户控制接口按钮基板上；

第四导线迹线，被配置为将所述第三用户控制接口按钮耦合到所述至少一个设备-控制电路；以及

第四RF扼流电路，所述第四RF扼流电路被布置在所述柔性用户控制接口按钮基板上、串联在所述第四导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间，

其中所述第二导线迹线将所述第一用户控制接口按钮、所述第二用户控制接口按钮和所述第三用户控制接口按钮耦合到所述至少一个设备-控制地。

24.根据权利要求23所述的腕表移动计算设备，其中：

所述第四RF扼流电路包括第四电感器和第四旁路电容器，所述第四电感器被布置在所述印刷电路板上、串联在所述第四导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间，并且所述第四旁路电容器被布置在所述印刷电路板上、并联在所述第四导线迹线和至少一个设备-控制地之间。

25.一种适合于在腕表设备中实现的天线，包括：

柔性用户控制接口按钮基板；

第一用户控制接口按钮，被布置在所述柔性用户控制接口按钮基板上；

第一导线迹线，被配置为将所述第一用户控制接口按钮耦合到至少一个设备-控制电路以及耦合到RF电路；

第二导线迹线，被配置为将所述第一用户控制接口按钮耦合到至少一个设备-控制地；

第一RF扼流电路，所述第一RF扼流电路被布置在所述柔性用户控制接口按钮基板上、串联在所述第一导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间；以及

第二RF扼流电路，所述第二RF扼流电路被布置在所述柔性用户控制接口按钮基板上、串联在所述第二导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间。

26.根据权利要求25所述的天线，进一步包括：

第二用户控制接口按钮，被布置在所述柔性用户控制接口按钮基板上；

第三导线迹线，被配置为将所述第二用户控制接口按钮耦合到所述至少一个设备-控制电路；以及

第三RF扼流电路，所述第三RF扼流电路被布置在所述柔性用户控制接口按钮基板上、串联在所述第三导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间，

其中所述第二导线迹线将所述第一用户控制接口按钮和所述第二用户控制接口按钮二者耦合到所述至少一个设备-控制地。

27.根据权利要求26所述的天线，其中所述第一RF扼流电路、所述第二RF扼流电路和所述第三RF扼流电路中的至少一个RF扼流电路包括电感器。

28.根据权利要求26所述的天线，其中所述第一RF扼流电路、所述第二RF扼流电路和所述第三RF扼流电路中的至少一个RF扼流电路包括LC滤波电路。

29.根据权利要求26所述的天线，进一步包括耦合到所述第一导线迹线的天线匹配电路模块。

30.根据权利要求29所述的天线，进一步包括解耦电容器，所述解耦电容器被串联布置在所述第一导线迹线和所述RF电路之间。

31.根据权利要求29所述的天线，进一步包括解耦电感器，所述解耦电感器被串联布置在所述第一用户控制接口按钮和所述第二RF扼流电路之间。

32.根据权利要求29所述的天线，其中所述第一导线迹线在长度上被配置为在指定频带内收发无线电信号。

33.根据权利要求31所述的天线，其中所述第一导线迹线在长度上被配置为在2400MHz到2500MHz的指定频带内收发无线电信号。

34.根据权利要求31所述的天线，其中所述第一导线迹线在长度上被配置为在1565MHz到1610MHz的指定频带内收发无线电信号。

35.根据权利要求31所述的天线，其中所述第一导线迹线在长度上被配置为在1710MHz到2170MHz的指定频带内收发无线电信号。

36.根据权利要求31所述的天线，其中所述第一导线迹线在长度上被配置为在824MHz到960MHz的指定频带内收发无线电信号。

37.根据权利要求31所述的天线，其中所述第一导线迹线在长度上被配置为在698MHz到798MHz的指定频带内收发无线电信号。

38.根据权利要求29所述的天线，其中所述天线匹配电路模块包括：

多带天线匹配电路，被配置为允许所述第一导线迹线在多个指定频带上收发无线电信号。

39.根据权利要求26所述的天线，进一步包括：

第三用户控制接口按钮，被布置在所述柔性用户控制接口按钮基板上；

第四导线迹线，被配置为将所述第三用户控制接口按钮耦合到所述至少一个设备-控制电路；以及

第四RF扼流电路，所述第四RF扼流电路被布置在所述柔性用户控制接口按钮基板上、串联在所述第四导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间，

其中所述第二导线迹线将所述第一用户控制接口按钮、所述第二用户控制接口按钮和所述第三用户控制接口按钮耦合到所述至少一个设备-控制地。

40.根据权利要求39所述的天线，其中：

所述第四RF扼流电路包括第四电感器和第四旁路电容器，所述第四电感器被布置在所述印刷电路板上、串联在所述第四导线迹线和所述至少一个设备-控制电路之间，并且所述第四旁路电容器被布置在所述印刷电路板上、并联在所述第四导线迹线和至少一个设备-控制地之间。