CN106773625A - 一种智能手表及其天线信号处理电路和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能手表及其天线信号处理电路和方法。该天线信号处理电路包括：传感器模组、微处理器、天线本体和具有多个调谐通路的天线调谐电路；天线调谐电路连接在智能手表信号源和天线本体之间，微处理器分别与传感器模组和天线调谐电路连接；传感器模组将检测到的接近感应信号发送给微处理器，微处理器接收接近感应信号，并得到控制信号控制天线调谐电路切换调谐通路对来自智能手表信号源或天线本体的信号进行调谐处理。本发明利用传感器模组检测到的接近感应信号确定智能手表的佩戴状态，进而切换天线调谐电路至相应于该佩戴状态的调谐通路，使天线系统适用于当前的佩戴状态，保证天线系统自动切换至最佳状态，提高天线信号的质量。

Description

一种智能手表及其天线信号处理电路和方法

技术领域

本发明涉及智能手表天线设计领域，特别涉及一种智能手表及其天线信号处理电路和方法。

背景技术

在智能手表的天线设计过程中，通常基于自由空间模式设计天线的性能，即将智能手表放置在自由空间内，获得设计天线所需的各种参数，基于这些参数设计智能手表的天线。这样，通常智能手表中的天线设计完成后，智能手表的天线性能也是确定的。

然而，智能手表的使用过程中，智能手表的使用环境与自由空间环境有显著的差异，如在使用智能手表的时候，用户手腕、身体等外部因素会造成天线性能恶化，最终影响用户体验。

发明内容

鉴于上述描述，基于本发明的一个目的，本发明提供了智能手表及其天线信号处理电路和方法，以解决智能手表设计完成后，天线性能是确定的，无法适用不同佩戴状态的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一方面，本发明提供了一种智能手表的天线信号处理电路，包括：传感器模组、微处理器、天线本体和具有多个调谐通路的天线调谐电路；

天线调谐电路连接在智能手表信号源和天线本体之间，微处理器分别与传感器模组和天线调谐电路连接；

传感器模组将检测到的接近感应信号发送给微处理器，微处理器接收接近感应信号，并得到控制信号控制天线调谐电路切换调谐通路对来自智能手表信号源或天线本体的信号进行调谐处理。

另一方面，本发明提供了一种智能手表，包括上述的天线信号处理电路，天线信号处理电路中的微处理器检测智能手表的佩戴状态，并对智能手表的天线系统进行调整。

又一方面，本发明提供了一种智能手表的天线信号处理方法，智能手表内设置有传感器模组、天线本体以及智能手表信号源，所述方法包括：

设置具有多个调谐通路的天线调谐电路，使一个调谐通路对应于智能手表的一种佩戴状态；

利用传感器模组检测接近感应信号，并根据该接近感应信号判断智能手表的佩戴状态；

根据智能手表的佩戴状态切换天线调谐电路至相应的调谐通路，对智能手表的信号源或天线本体的信号进行调谐处理。

本发明的有益效果是：本发明通过设置传感器模组，利用传感器模组检测到的接近感应信号确定智能手表的佩戴状态，进而切换天线调谐电路至相应于该佩戴状态的调谐通路，使智能手表的天线系统适用于当前的佩戴状态，保证天线系统自动切换至最佳状态，提高天线信号的质量，加强用户体验。

附图说明

图1为本发明实施例提供的天线信号处理电路的结构框图；

图2为本发明实施例提供的天线信号处理电路示意图；

图3为本发明实施例提供的智能手表的结构框图；

图4为本发明实施例提供的天线信号处理方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

目前，智能手表越来越向着轻薄、小巧等方向发展，受限于智能手表的体积，在设计智能手表的天线系统时，通常只设计一根天线，一根天线很难兼顾不同佩戴状态。因此，智能手表设计完成后，天线性能是确定的，在不同的佩戴状态下天线性能不佳。

针对上述情况，基于传感器模组检测到的接近感应信号能够区分智能手表的佩戴状态的客观事实，本发明的整体设计思想为：在智能手表中设置传感器模组，利用传感器模组检测到的接近感应信号辅助检测智能手表的佩戴状态，根据智能手表的佩戴状态控制智能手表的天线系统发生相应变化。

实施例一

图1为本发明实施例提供的天线信号处理电路的结构框图，如图1所示，该天线信号处理电路包括：传感器模组11、微处理器12、天线本体13和具有多个调谐通路的天线调谐电路14；天线调谐电路14连接在智能手表信号源15和天线本体13之间，微处理器12分别与传感器模组11和天线调谐电路14连接；

传感器模组1将检测到的接近感应信号发送给微处理器12，微处理器12接收接近感应信号，并根据接近感应信号得到控制信号，通过控制信号控制天线调谐电路14切换调谐通路对来自智能手表信号源15或天线本体13的信号进行调谐处理。

其中，传感器模组包括距离传感器、温度传感器或加速度传感器中的一种或多种，相应的，接近感应信号为距离信号、温度信号或加速信号中的一种或多种。

需要说明的是，本实施例中天线调谐电路的一个调谐通路对应于智能手表的一种佩戴状态。实现时，需要先确定智能手表可能的佩戴状态(可通过实验统计确定)，然后，确定天线调谐电路的各个调谐通路的匹配阻抗，使天线调谐电路的一个调谐通路对应于智能手表的一种佩戴状态。

本实施例通过设置传感器模组，利用传感器模组检测到的接近感应信号确定智能手表的佩戴状态，进而切换天线调谐电路至相应于该佩戴状态的调谐通路，使智能手表的天线系统适用于当前的佩戴状态。

在本实施例的一个实现方案中，天线信号处理电路还包括第一开关元件，第一开关元件包括控制端、动触点和多个静触点；

第一开关元件的动触点与智能手表信号源连接，第一开关元件的每个静触点与天线调谐电路对应的一个调谐通路连接，第一开关元件的控制端与微处理器连接，微处理器通过控制端控制第一开关元件切换，使得智能手表信号源与相应的调谐通路的导通连接。

通过设置开关元件辅助微处理器对天线调谐电路的控制，电路实现简单，元器件少，不会占用智能手表过多的安装空间。

在实际应用中，天线信号处理电路还包括射频电路和基带处理电路，射频电路分别与基带处理电路和第一开关元件的动触点连接，基带处理电路与智能手表信号源连接，基带处理电路、射频电路、天线调谐电路和天线本体构成天线信号的射频通路，智能手表信号源的发射信号通过该射频通路进行发射，天线本体接收到的天线信号通过射频通路传输至智能手表。

为了进一步提高智能手表不同佩戴状态下的天线性能，本实施例中的天线信号处理电路还包括第二开关元件，第二开关元件包括控制端、动触点和多个静触点，天线本体包括一个信号馈点和多个接地点；天线本体的信号馈点与天线调谐电路连接，天线本体的每个接地点与第二开关元件对应的一个静触点连接，第二开关元件的动触点接地，第二开关元件的控制端与微处理器连接，微处理器通过控制信号控制天线本体切换接地的接地点。

需要说明的是，在本实施例中的天线信号处理电路通过切换天线调谐电路的调谐通路，以及切换天线本体上与地连接的接地点，调整智能手表的天线性能时，需要在设计阶段，设计每种智能手表的佩戴状态对应于特定的调谐通路和接地点；即假设本实施例确定智能手表的可能佩戴状态为自由空间状态和手戴状态，则应至少设计天线调谐电路具有调谐通路Rt1和Rt2两个调谐通路，天线本体上至少设置有接地点Gnd1和Gnd2两个接地点，其中，调谐通路Rt1的匹配阻抗对应于接地点为接地点Gnd1的天线本体，调谐通路Rt2的匹配阻抗对应于接地点为接地点Gnd2的天线本体，若确定智能手表当前处于手戴状态，则应切换天线调谐电路至调谐通路Rt1，切换天线本体的接地点Gnd1接地。

进一步需要说明的是，在实际应用中，天线本体也可以包括一个接地点和多个信号馈点，此时，天线本体的接地点接地，天线本体的每个信号馈点与第二开关元件对应的一个静触点连接，第二开关元件的动触点连接天线调谐电路，第二开关元件的控制端与微处理器连接，微处理器通过控制信号控制天线本体切换与天线调谐电路连接的信号馈点。

为详细说明本实施例的天线信号处理过程，通过一个具体实施例进行说明。为便于说明，假设本具体实施例中智能手表的佩戴状态包括自有空间状态和手戴状态。

图2为本发明实施例提供的天线信号处理电路示意图，如图2所示，该天线信号处理电路包括：传感器模组11、微处理器12、天线本体13、具有多个调谐通路的天线调谐电路14、射频电路16、基带处理电路17和第一开关元件18；第一开关元件18包括控制端、动触点和静触点。

基于本具体实施例的上述假设，相应的，天线调谐电路14包括两个调谐通路，分别为调谐通路Rt1和调谐通路Rt2；示例性地，如图2所示，调谐通路Rt1包括电感L1、电容C1和C2，电感L1的一端与第一开关元件18的其中一个静触点连接，电感L1的另一端与天线本体的信号馈点连接，电容C1的一端，电容C2的一端分别连接在电感L1的两端，电容C1的另一端，电容C2的另一端接地；调谐通路Rt2包括电感L2、L3和电容C3，电感L2的一端与第一开关元件18的另一个静触点连接，电感L2的另一端与天线本体的信号馈点连接，电感L3的一端，电容C3的一端分别连接在电感L2的两端，电感L3的另一端，电容C3的另一端接地。

需要说明的是，图2只是示例性示出调谐通路为π型电路结构，本实施例不限定调谐通路的电路结构，设计时，调谐通路也可以为T型电路结构、井型电路结构等。

本实施例还包括第二开关元件(图2中未示出)，第二开关元件也包括控制端、动触点和静触点。相应的，天线本体13包括一个信号馈点Feeding和两个接地点，分别为接地点Gnd1和接地点Gnd2；示例性地，信号馈点Feeding位于接地点Gnd1和接地点Gnd2之间。

本实施例中的调谐通路Rt1的一端和调谐通路Rt2的一端分别与天线本体13的信号馈点Feeding连接，调谐通路Rt1的另一端和调谐通路Rt2的另一端分别与第一开关元件18的两个静触点连接，天线本体13的接地点Gnd1和接地点Gnd2分别与第二开关元件19的两个静触点连接；第一开关元件18和第二开关元件的控制端均与微处理器12的一端连接，微处理器12的另一端与传感器模组11连接；第一开关元件18的动触点与射频电路16的一端连接，射频电路16的另一端连接基带处理电路17，第二开关元件的动触点接地。

本具体实施例的微处理器12基于控制信号调整智能手表的天线系统性能如下：

传感器模组11将检测到接近感应信号发送给微处理器12，微处理器12根据该接近感应信号判断智能手表当前的佩戴状态，根据智能手表当前的佩戴状态生成相应的控制信号。

如前假设，本具体实施例中的佩戴状态或者为自由空间状态，或者为手戴状态，因此微处理器12可以生成高电平或低电平，利用高电平或低电平控制第一开关元件18和第二开关元件的切换，此时第一开关元件18和第二开关元件可以是通过控制端输入的高、低电平控制的单刀双掷开关。

示例性地，假设微处理器12判断智能手表当前为手戴状态，相应的，微处理器12生成高电平控制第一开关元件18和第二开关元件的控制端，控制第一开关元件18的动触点与连接调谐通路Rt1的静触点接触，控制第二开关元件的动触点与连接接地点Gnd1的静触点接触，进而利用调谐通路Rt1的匹配阻抗对来自天线本体的天线信号或来自基带处理电路的发射信号进行调谐处理，以及利用接地点Gnd1对应的天线性能(如发射/接受功率)收发天线信号。

实施例二

基于与实施例一相同的技术构思，本实施例提供了一种智能手表；应当注意的是，本实施例中的天线信号处理电路不仅限于智能手表，还可以是其他可穿戴设备，如智能手环、智能腰带、智能眼镜等小型化的可穿戴设备，在其他可穿戴设备中设置天线信号处理电路的方式可参见本实施例。

图3为本发明实施例提供的智能手表的结构框图，如图3所示，本实施例的智能手表包括天线信号处理电路31，该天线信号处理电路31中的微处理器能够检测智能手表的佩戴状态，并对智能手表的天线系统进行调整。

本实施例的天线信号处理电路31的电路结构参考实施例一，在此不再赘述。

在设计过程中，为节省智能手表的空间，以及节元器件，本实施例中的微处理器为智能手表的中央控制器CPU，即天线信号处理电路中微处理器执行的判断、计算、控制等动作由智能手表的中央控制器CPU执行。

智能手表的中央控制器CPU是智能手表的运算核心和控制核心，可根据智能手表的功能实现中央控制器CPU与智能手表的构件进行连接，如若智能手表支持触屏功能，智能手表的触摸屏应与中央控制器连接。

通常天线信号处理电路中的基带处理电路实质上也为一个微型控制器，因此，天线信号处理电路中的基带处理电路也可以为智能手表的中央控制器CPU。

实施例三

基于与实施例一或实施例二相同的设计构思，本实施例提供了一种智能手表的天线信号处理方法，其中，本实施例的智能手表内设置有传感器模组、天线本体以及智能手表信号源。

图4为本发明实施例提供的天线信号处理方法的流程图，如图4所示，该方法包括：

S400，设置具有多个调谐通路的天线调谐电路，使一个调谐通路对应于智能手表的一种佩戴状态。

S420，利用传感器模组检测接近感应信号，并根据该接近感应信号判断智能手表的佩戴状态。

S430，根据智能手表的佩戴状态切换天线调谐电路至相应的调谐通路，对智能手表的信号源或天线本体的信号进行调谐处理。

本实施例利用传感器模组检测到的接近感应信号确定智能手表的佩戴状态，进而切换天线调谐电路至相应于该佩戴状态的调谐通路，使智能手表的天线系统适用于当前的佩戴状态，使智能手表的天线系统能够自动切换至最佳状态，保证天线信号的质量，提升用户体验。

为了进一步提高智能手表不同佩戴状态下的天线性能，图4中的方法还包括：为天线本体设置一个信号馈点和多个接地点，则在对智能手表的信号源或天线本体的信号进行调谐处理的同时或之后，还包括：

对天线本体的接地点进行切换，调整天线本体的性能。

在本实施例的一个实现方案中，可通过下述方式对天线本体的接地点进行切换：

为天线本体设置开关元件，该开关元件包括控制端、动触点和多个静触点，其中动触点接地，一个静触点连接一个接地点，每个静触点对应智能手表的一种佩戴状态；通过控制端控制开关元件切换其动触点。

本实施例中各步骤的具体执行方式，可以参见本发明实施例一的具体内容，在此不再赘述。

为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，在本发明的上述教导下，本领域技术人员可以在上述实施例的基础上进行其他的改进或变形。本领域技术人员应该明白，上述的具体描述只是更好的解释本发明的目的，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (12)

1.一种智能手表的天线信号处理电路，其特征在于，包括：传感器模组、微处理器、天线本体和具有多个调谐通路的天线调谐电路；

天线调谐电路连接在智能手表信号源和天线本体之间，微处理器分别与传感器模组和天线调谐电路连接；

传感器模组将检测到的接近感应信号发送给微处理器，微处理器接收接近感应信号，并得到控制信号控制天线调谐电路切换调谐通路对来自智能手表信号源或天线本体的信号进行调谐处理。

2.根据权利要求1所述的天线信号处理电路，其特征在于，还包括第一开关元件，第一开关元件包括控制端、动触点和多个静触点；

第一开关元件的动触点与智能手表信号源连接，第一开关元件的每个静触点与天线调谐电路对应的一个调谐通路连接，第一开关元件的控制端与微处理器连接，微处理器通过控制端控制第一开关元件切换，使得智能手表信号源与相应的调谐通路的导通连接。

3.根据权利要求2所述的天线信号处理电路，其特征在于，还包括射频电路和基带处理电路；

射频电路分别与基带处理电路和第一开关元件的动触点连接，基带处理电路与智能手表信号源连接，所述基带处理电路、射频电路、天线调谐电路和天线本体构成天线信号的射频通路。

4.根据权利要求3所述的天线信号处理电路，其特征在于，还包括第二开关元件，第二开关元件包括控制端、动触点和多个静触点；所述天线本体包括一个信号馈点和多个接地点；

天线本体的信号馈点与天线调谐电路连接，天线本体的每个接地点与第二开关元件对应的一个静触点连接，第二开关元件的动触点接地，第二开关元件的控制端与微处理器连接，微处理器通过控制信号控制天线本体切换接地的接地点。

5.根据权利要求2所述的天线信号处理电路，其特征在于，天线调谐电路包括第一调谐通路和第二调谐通路，第一调谐通路和第二调谐通路的匹配阻抗不同；第一开关元件是通过控制端输入的高、低电平控制的单刀双掷开关。

6.根据权利要求5所述的天线信号处理电路，其特征在于，第一调谐通路包括电感L1、电容C1和C2，电感L1的一端与单刀双掷开关的其中一个静触点连接，电感L1的另一端与天线本体连接，电容C1的一端，电容C2的一端分别连接在电感L1的两端，电容C1的另一端，电容C2的另一端接地；

第二调谐通路包括电感L2、L3和电容C3，电感L2的一端与单刀双掷开关的另一个静触点连接，电感L2的另一端与天线本体连接，电感L3的一端，电容C3的一端分别连接在电感L2的两端，电感L3的另一端，电容C3的另一端接地。

7.根据权利要求1所述的天线信号处理电路，其特征在于，传感器模组包括距离传感器、温度传感器或加速度传感器中的一种或多种。

8.一种智能手表，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的天线信号处理电路，天线信号处理电路中的微处理器检测智能手表的佩戴状态，并对智能手表的天线系统进行调整。

9.根据权利要求8所述的天线信号处理电路，其特征在于，微处理器为智能手表的中央控制器。

10.一种智能手表的天线信号处理方法，其特征在于，智能手表内设置有传感器模组、天线本体以及智能手表信号源，所述方法包括：

设置具有多个调谐通路的天线调谐电路，使一个调谐通路对应于智能手表的一种佩戴状态；

利用传感器模组检测接近感应信号，并根据该接近感应信号判断智能手表的佩戴状态；

根据智能手表的佩戴状态切换天线调谐电路至相应的调谐通路，对智能手表的信号源或天线本体的信号进行调谐处理。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，为天线本体设置一个信号馈点和多个接地点，则在对智能手表的信号源或天线本体的信号进行调谐处理的同时或之后，还包括：

对天线本体的接地点进行切换，调整天线本体的性能。

12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述对天线本体的接地点进行切换包括：

为天线本体设置开关元件，该开关元件包括控制端、动触点和多个静触点，其中动触点接地，一个静触点连接一个接地点，每个静触点对应智能手表的一种佩戴状态；

通过控制端控制开关元件切换其动触点。