CN107112628A - 用作辐射器的铰链 - Google Patents

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Abstract

提供了一种设备的铰链，该铰链用作辐射器。铰链包括第一导电销元件(26)和第二导电销元件(28)。第一导电销元件和第二导电销元件的相反的端部被配置为与设备机械地接合。铰链还包括绝缘体(38)，绝缘体在第一导电销元件的部分和第二导电销元件的部分之间。至少第一导电销元件的端部还被配置为与设备的射频电路进行电通信，使得第一导电销元件用作辐射器。

Description

用作辐射器的铰链
技术领域
根据示例实施例提供了一种铰链，并且更具体地，根据本发明的示例实施例提供了一种用作辐射器的铰链。
背景技术
人们使用的可穿戴设备种类广泛。这些可穿戴设备可以包括手表、手链、项链、臂环等。备选地，可穿戴设备可以被包括在衣服内，诸如，通过被嵌入在衣袖或衣领或是一条裤子的裤腿中而被包括在衣服内。除了起装饰作用，在一些情况下，可穿戴设备可以被配置为执行多种功能。例如，可穿戴设备可以支持与娱乐相关的功能，诸如播放音乐；可以支持通信，诸如支持语音呼叫、手机短消息发送等；或支持健康或运动，诸如监测和记录心率、血压、行进距离等。
由可穿戴设备执行的功能中的至少一些功能可能需要可穿戴设备外的通信。在至少一些情况下，可以无线地提供可穿戴设备外的通信。在这一方面，可穿戴设备可以与用户携带的另一通信设备(诸如，用户携带的蜂窝电话)进行通信，诸如无线通信。尽管蜂窝电话可以支持与可穿戴设备的通信，但一些用户并不希望携带额外的通信设备，诸如蜂窝电话，特别是用户在运动或是携带蜂窝电话会造成不便的情况下。同样，一些可穿戴设备可以直接与另一设备(诸如，基站或接入点节点)进行通信，而不需要蜂窝电话等的支持。在任一情况下，可穿戴设备都可能会需要一个或多个辐射器，以无线地发射和/或接收信号。然而，由于至少一些可穿戴设备的尺寸较小以及其它相冲突的要求(诸如，可穿戴设备的美观的外观)，在可穿戴设备内并入辐射器可能是复杂的。
发明内容
因此，提供了一种诸如可穿戴设备之类的设备的铰链，该铰链用作辐射器。通过将辐射器或辐射器的一部分并入在设备的铰链内，该设备以不损害设备(诸如，可穿戴设备)的功能或美观的外观的方式来支持通信，诸如设备外或设备内的通信。事实上，示例实施例的铰链可实现双重目的：将可穿戴设备的主体和带机械地相互连接，同时铰链又用作辐射器以支持无线通信。
在示例实施例中，提供了一种设备的铰链，该铰链也用作辐射器，该铰链包括第一导电销元件和第二导电销元件。第一导电销元件和第二导电销元件的相反的端部被配置为与可穿戴设备机械地接合。本示例实施例的铰链还包括绝缘体，该绝缘体在第一导电销元件的部分和第二导电销元件的部分之间。例如，第一导电销元件和第二导电销元件可以在相反的方向上从绝缘体延伸至被配置为与设备机械地接合的端部。至少第一导电销元件的端部还被配置为与设备的射频电路电通信，使得第一导电销元件为辐射元件。
示例实施例的第一导电销元件和第二导电销元件可以包括外导体，该外导体限定在纵向方向上延伸的内部通道。该示例实施例的第一导电销元件和第二导电销元件还可以包括内导体，该内导体至少部分地延伸穿过内部通道。本示例实施例的第一导电销元件和第二导电销元件中的至少一个还可以包括屏蔽装置，该屏蔽装置位于在外导体与内导体之间的内部通道内。本示例实施例的第一导电销元件的内导体可以包括被配置为与射频电路电通信的端部。本示例实施例的内导体可以电流性地连接至第一导电销元件和第二导电销元件的外导体。本示例实施例的绝缘体还可以限定从中穿过的通道，内导体延伸穿过该通道。在另一实施例中，在第一导电销元件和第二导电销元件之间限定电流性的隔离间隙。示例实施例的绝缘体可以设置在第一导电销元件和第二导电销元件之间并且可以包围第一导电销元件和第二导电销元件的至少部分。在示例实施例中，第一导电销元件和第二导电销元件可以包括相应偏置构件，这些偏置构件被配置为使端部偏离绝缘体并且与可穿戴设备机械接合。
在另一示例实施例中，提供了一种设备的铰链，该铰链用作辐射器。本示例实施例的铰链包括第一导电销元件和第二导电销元件。第一导电销元件和第二导电销元件包括外导体，该外导体限定在纵向方向上延伸的内部通道。第一导电销元件和第二导电销元件还包括内导体，该内导体至少部分地延伸穿过内部通道。第一导电销元件和第二导电销元件中的至少一个还可以包括屏蔽装置，该屏蔽装置在外导体与内导体之间的内部通道内。本示例实施例的铰链还包括绝缘体，该绝缘体在第一导电销元件和第二导电销元件的外导体之间。第一导电销元件和第二导电销元件在相反的方向上从绝缘体延伸至被配置为与设备机械地接合的相应端部。至少第一导电销元件的端部还被配置为与设备的射频电路电通信，使得第一导电销元件为辐射元件。
第一导电销元件的内导体可以包括被配置为与射频电路电通信的端部。本示例实施例的内导体可以连接至第二导电销元件的外导体。示例实施例的绝缘体可以限定从中穿过的通道，内导体延伸穿过该通道。在本示例实施例中，由绝缘体限定的通道的至少一部分可大于内导体，使得在内导体与绝缘体之间限定间隙。在示例实施例中，绝缘体可以设置在第一导电销元件和第二导电销元件之间并且可包围第一导电销元件和第二导电销元件的至少部分。第一导电销元件和/或第二导电销元件的外导体可以电流性地连接至设备，诸如设备的主体，或者电流性地连接至发射器和接收器中的至少一个。
设备可以包括可穿戴主体和带。本示例实施例的第一导电销元件和第二导电销元件的相应端部可以分别被配置为与可穿戴主体机械地接合。本示例实施例的铰链可以被配置为可操作地耦合至带，从而连接带和可穿戴主体。
在另一示例实施例中，提供了一种设备的铰链，该铰链包括第一导电销元件和第二导电销元件，第一导电销元件和第二导电销元件包括相应端部。至少一个端部配置为被偏转。本示例实施例的铰链还包括绝缘体，该绝缘体在第一导电销元件的部分和第二导电销元件的部分之间。第一导电销元件和第二导电销元件在相反的方向上从绝缘体延伸至被配置为与设备机械地接合的相应端部。至少第一导电销元件的端部还被配置为与设备的射频电路电通信，使得第一导电销元件为辐射元件。
示例实施例的第一导电销元件和第二导电销元件包括相应偏置构件，这些偏置构件被配置为使相应端部偏离绝缘体并且与设备机械接合。示例实施例的第一导电销元件和第二导电销元件可以限定内部空腔，第一导电销元件和第二导电销元件的相应端部至少部分地设置在该内部空腔内。在本示例实施例中，第一导电销还可以包括内端部，该内端部与和设备机械接合的端部相反。本示例实施例的内端部闭合第一导电销的内部空腔并且设置在第二导电销元件的内部空腔内。根据本示例实施例，第一导电销的内端部可以通过绝缘体与第二导电销分开。
设备可以包括可穿戴主体和带。本示例实施例的第一导电销元件和第二导电销元件的相应端部可以均被配置为与可穿戴主体机械地接合。本示例实施例的铰链可以被配置为可操作地耦合至带，从而连接带和可穿戴主体。
附图说明
已经对本发明的某些实施例进行了概括说明，现在将参照附图，附图未按比例绘制，并且其中：
图1是根据本发明的示例实施例的具有用作辐射器的铰链的可穿戴设备的透视图；
图2是根据本发明的示例实施例的铰链与和铰链机械地接合的可穿戴设备的可穿戴主体的透视图；
图3是根据本发明的示例实施例的铰链的透视图，其中铰链用作在特定操作带宽处具有感抗的辐射器；
图4是如沿着图2的线4-4所截取的图3的铰链的截面图；
图5是根据本发明的示例实施例的辐射器的感抗的史密斯图表，其中，按照频率(GHz)以及阻抗的实分量和虚分量(Ohms)来标记多个点；
图6是根据本发明的示例实施例的铰链的透视图，其中，铰链用作在特定操作带宽具有容抗的辐射器；
图7是图6的铰链的截面图；以及
图8是根据本发明的示例实施例的辐射器的容抗的史密斯图表，其中，按照频率(GHz)以及阻抗的实分量和虚分量(Ohms)来标记多个点。
具体实施方式
现在，下文将参照附图对本发明的一些实施例进行更充分的说明，在附图中示出了一些而并非所有的本发明的实施例。事实上，本发明的各个实施例可以用不同的形式来具体表现并且不应视为局限于本文中陈述的实施例；相反，提供这些实施例是为了使本公开满足适用的法律要求。贯穿全文，相似的附图标记指代相似的元件。如本文中所用的，可以互换地使用术语“数据”、“内容”、“信息”、和相似的术语，以表示能够根据本发明的实施例被发射、接收和/或存储的数据。因此，对任何这种术语的使用都不应视为是对本发明的实施例的精神和范围的限制。
根据示例实施例提供了一种设备的铰链，以便在不再需要另外的导体或辐射器的情况下本身用作辐射器，从而直接与另一设备(如蜂窝电话、基站或接入点节点)进行设备外的通信，或是与设备所承载的另一导体进行通信，该另一导体与铰链的辐射器一同用作天线。铰链可以是多种不同设备的组件。如以下举例但非限制性所述的，铰链可以是可穿戴设备的组件。备选地，铰链可以是其它不可穿戴的设备的组件，诸如便携式电子设备(如，折叠式手机)的铰链、个人计算机的铰链等。
图1中描绘了可穿戴设备10，以进行图示说明，而并不用于限制。在本示例实施例中，可穿戴设备是手表或其它戴在手腕上的配件。然而，可穿戴设备可以是多种可穿戴设备中的任一种，诸如，臂环、项链等。备选地，作为非限制性的示例，可穿戴设备可结合到服装或衣服(图1中未图示说明)中，从而使得可穿戴设备环绕在服装的衣袖或服装的任何其它部分(诸如衣领或裤腿)的外围周围。无论可穿戴设备是哪种类型，示例实施例的可穿戴设备被配置为支持通信，诸如可穿戴设备外的通信。因此，可穿戴设备包括用于发射和/或接收信号的一个或多个辐射器。同样，示例实施例的可穿戴设备可以是多功能的，诸如，支持通信并执行一个或多个其它功能，诸如娱乐，例如，播放音频和/或视频文件；支持通信，例如，语音通信、手机短消息发送等；支持健康或其它身体监测应用等。此外，在一些情况下，可穿戴设备还能起装饰或美观的作用。
在示例实施例中，可穿戴设备10包括可穿戴主体12，诸如手表、交互式用户界面、音乐播放器和/或视频播放器、通信设备、印刷线路板(PWB)、计算设备等。如在图2中更清楚地示出的，例如，可穿戴主体可以包括底架或框架14，该底架或框架14配置为容纳组件，诸如手表、用户界面、通信模块、印刷线路板、计算设备等。此外，示例实施例的可穿戴设备可以包括带16，诸如用于将可穿戴设备附接至手臂、手腕、踝部、腰部、头部或用户的其它部分。为了将带和可穿戴主体相互连接，可穿戴设备可以包括与可穿戴主体12(诸如，可穿戴主体16的底架14)机械地接合并且还固定至带的一个或多个铰链18，从而在机械地连接带与可穿戴主体的同时使带能相对于底架相对运动。如下所述，铰链可以用作可穿戴设备的辐射器的至少一部分，从而支持通信，诸如，可穿戴设备外的通信，直接进行通信或者经由可穿戴设备所承载的另一辐射器来进行通信。例如，可穿戴设备可以直接与另一设备(如，基站、接入点节点等)通信，或者可以经由蜂窝电话或另一中间通信设备与基站、接入点节点等通信。
尽管铰链18可以用多种方式配置，但在图3和图4描绘了示例实施例的铰链。如下所述的，本示例实施例的铰链用作具有小电长度的辐射器，该小电长度对于特定操作带宽具有感抗。如在图4中图示的，铰链包括第一导电销元件26和第二导电销元件28以及在第一导电销元件和第二导电销元件之间的绝缘体38。在示例实施例中，第一导电销元件和第二导电销元件可以由一种或多种金属形成，诸如，金、铜或镍，但不限于此，并且绝缘体可以由非导电材料形成，例如，塑料，但不限于此。第一导电销元件和第二导电销元件的相反的端部可以被配置为与可穿戴设备10机械地接合。例如，第一导电销元件和第二导电销元件的相反的端部可延伸到由可穿戴主体(并且更具体的，可穿戴主体的底架14)限定的对应的特征中并与其接合。底架也可以由金属形成，诸如，金或镀金。在本示例实施例中，底架可以包括成对的突片22，该成对的突片22彼此间隔开，诸如在底架的相反侧上。与底架一样，突片也可以由金属形成，诸如，金或镀金。每个突片可以限定孔24或被相应的导电销元件的端部接合的其它特征。同样，铰链与可穿戴主体机械地接合，但却允许铰链以及例如由铰链所承载的带20相对于可穿戴主体12旋转运动。
在图3和图4中描述的实施例中，第一导电销元件26和第二导电销元件28具有同轴配置。在这方面，第一导电销元件和第二导电销元件可以均包括外导体30，诸如由例如金或镀金等金属形成的外导体，该外导体30限定在纵向方向上延伸的内部通道32，即在第一导电销元件和第二导电销元件的相反的端部之间延伸的内部通道32。本示例实施例的第一导电销元件和第二导电销元件可以对齐，诸如，在如下所述的绝缘体38内对齐，使得由第一导电销元件和第二导电销元件限定的内部通道相互对齐。在图示说明的实施例中，第一导电销元件可以限定内部通道，使得内部通道通过第一导电引脚元件的相应端部开口。然而，第二导电销元件可以不同地限定内部通道，使得内部通道不延伸穿过第二导电销元件的相应端部，而是在第二导电销元件内终止。
如图4所示，第一导电销元件26和第二导电销元件28的外导体30由绝缘体38分开并，且包括被配置为与可穿戴设备10机械地接合的相应端部。在这方面，第一导电销元件的端部可以延伸穿过由可穿戴主体12(诸如，可穿戴主体的底架14的突片22)限定的孔24。由外导体形成的第一导电销元件的端部电流性地连接至可穿戴主体，诸如，电流性地连接至可穿戴主体的底架。第二导电销元件的外导体30的相应端部也可以与可穿戴设备机械地接合，诸如，与可穿戴设备的底架机械地接合。在图4所描述的实施例中，例如，可穿戴主体(诸如底架的突片)可以限定空腔或凹槽，该空腔或该凹槽被配置为容纳第二导电销元件的端部，诸如利用过盈配合，并且被配置为允许在它们之间旋转。除了第二导电销元件的相应端部与可穿戴主体的机械接合之外，还将第二导电销元件的外导体电流性地连接至可穿戴主体，诸如电流性地连接至可穿戴主体的底架。作为将第一导电销元件和第二导电销元件电流性地连接至底架并且在一些实施例中连接至射频(RF)电路(诸如，如下所述的发射器或接收器中的至少一个)的结果，本示例实施例的铰链对于特定操作带宽具有感抗，这是由于铰链与底架和/或由底架承载的用作接地平面的PWB的回路状结构。
作为同轴配置的结果，本示例实施例的第一导电销元件26和第二导电销元件28还可以包括内导体34，诸如由金属(例如金)形成，该内导体34至少部分地延伸穿过内部通道32。在这方面，同一内导体可以至少部分地延伸穿过由第一导电销元件和第二导电销元件的外导体30限定的内部通道。此外，在第一导电销元件和第二导电销元件之间的将第一导电销元件和第二导电销元件电隔离的绝缘体38也可以限定与由第一导电销元件和第二导电销元件的外导体限定的通道对齐的通道。因此，内导体还延伸穿过由绝缘体限定的通道，以在第一导电销元件和第二导电销元件的外导体之间进行桥接。
尽管内导体34可以延伸穿过由第一导电销元件26和第二导电销元件28限定的内部通道32，但内导体可以延伸穿过由第一导电销元件和第二导电销元件限定的内部通道的不同长度。例如，内导体可以延伸穿过由第一导电销元件的外导体30限定的内部通道的整个长度。相反地，内导体可以仅延伸穿过由第二导电销元件的外导体限定的内部通道的部分长度(诸如少量长度)，并且可电耦合至靠近内导体的端部的第二导电销元件的外导体。如在本文中使用的，耦合可以包括电流性的耦合机制或电磁性的耦合机制、以及直接的机械耦合和间接的机械耦合。在示例实施例中，内导体延伸超过第一导电销元件的外导体。例如，在图4中可见，内导体延伸超过外导体。因此，内导体可以通过诸如进行电流性的电接触或是通过非电流性的耦合机制进行的电接触，来与RF电路(诸如发射器和/或接收器，例如由可穿戴主体12承载的收发器)进行电通信。如在本文中使用的，耦合可以包括电流性的耦合机制或电磁性的耦合机制、以及直接的机械耦合和间接的机械耦合。
第一导电销元件26和第二导电销元件28中的至少一个也可以包括屏蔽装置36，诸如，由诸如铜、金或镀金等金属形成的屏蔽装置，该屏蔽装置36在外导体30和内导体34之间的内部通道32内。屏蔽装置可以电流性地连接至外导体。为了能将屏蔽装置与内导体电隔离，可以在屏蔽装置和内导体之间限定间隙37，在一些实施例中，可将绝缘体填入该间隙中。在图3和图4中描绘的实施例中，第一导电销元件可以包括包围内导体的屏蔽装置。如图4所示，本示例实施例的屏蔽装置还可延伸到绝缘体38的内部通道中，但不延伸穿过由绝缘体限定的通道的全部。同样如图4所示，第二导电销元件不需要包括在内导体与外导体之间的屏蔽装置，相反，内导体可电耦合至第二导电销元件的外导体，诸如靠近内导体的端部。
由绝缘体38限定的内导体34延伸穿过的通道可以包括大于内导体的部分40，以在内导体和绝缘体之间限定间隙。在由绝缘体限定的通道的较大部分内，不屏蔽内导体，使得内导体的延伸穿过由绝缘体所限定的通道的较大部分的部分用作电激励点或电磁激励点。
示例实施例的绝缘体38不仅设置在第一导电销元件26和第二导电销元件28的外导体30之间，还可以包围第一导电销元件和第二导电销元件的至少部分。例如，绝缘体可以包围第一导电销元件和第二导电销元件的外导体30的在可穿戴主体12的底架14的突片22之间延伸的那些部分，这些突片22由第一导电销元件和第二导电销元件的相反的端部接合。
如上所述，第一导电销元件26和第二导电销元件28的相应端部均被配置为与可穿戴主体12机械地接合。此外，铰链18被配置为可操作地耦合至带16，从而将带连接至可穿戴主体并且允许它们之间的旋转运动。此外，在图3和图4的示例实施例中，导电销中的至少一个(诸如第一导电销)可以是辐射元件，使得铰链可以用作辐射器，诸如对于特定操作带宽具有感抗的小电回路天线。如在本文中所使用的，辐射元件是能够发射和/或接收无线信号的天线的任何部分。为了用作回路天线，铰链的内导体34可以在第一导电销元件和第二导电销元件之间建立电流性的连接，诸如在第一导电销元件和第二导电销元件的外导体30之间建立电流性的连接。因此，除了铰链和将铰链耦合至射频(RF)电路(如由可穿戴主体承载发射器和/或接收器)的任何居间导电元件之外，本实施例的回路天线还由接地平面形成，诸如底架14和/或PWB的接地平面。通过示例的方式，图5的史密斯图表图示说明了由一个示例实施例的铰链实现的辐射器的感抗。
本实施例的回路天线可以被配置为平衡的回路，其中，RF电路的一个端子耦合至第一导电销元件26的端部并且RF电路的相反的端子耦合至第二导电销元件28的端部。备选地，本实施例的回路天线可以被配置为不平衡的或单端的回路，在该回路中，第一导电销元件和第二导电销元件中的一个的端部耦合至RF电路并且第一导电销元件和第二导电销元件中的另一个的端部连接至接地，诸如通过耦合至底架或PWB的接地平面来连接至接地。在这方面，接地可以是单点连接、多点连接或接缝连接。在替代实施例中，图3和图4的实施例的铰链18可以被配置为使得在第一导电销元件和第二导电销元件之间限定电流性的隔离间隙，诸如通过维持在内导体34和外导体30之间的电流性的隔离间隙来限定电流性的隔离间隙。在该替代实施例中，铰链可以用作平衡偶极子，其中，RF电路的一个端子耦合至第一导电销元件的端部并且RF电路的相反的端子耦合至第二导电销元件的端部。备选地，该替代实施例的铰链可以用作单端单极子或用于另一辐射器的近场耦合元件或激励元件，其中，第一导电销元件和第二导电销元件中仅一个的端部耦合至RF电路，第一导电销元件和第二导电销元件中的另一个的端部仍断开或未连接。
由于对于特定操作带宽具有感抗，所以铰链可作为辐射器操作，从而发射来自电路的信号和/或接收用于电路的信号。由于其尺寸的原因，铰链可以以较高的频率作为辐射器操作。备选地，铰链可以用作电磁源，并且可以电磁耦合至另一辐射器，诸如由带承载(例如，嵌入在带内)的辐射器20。因此，铰链辐射器结合另一辐射器形成了整体天线，该天线被配置为按照比铰链辐射器提供的谐振频率更低或比由设置在带中的另一个辐射器提供的谐振频率更低的谐振频率来操作。在本示例实施例中，铰链可以被配置为在由带承载的辐射器的感兴趣的频带中谐振，使得铰链的辐射器可以用作由带承载的辐射器的匹配电路和/或馈电元件。由带承载的辐射器又可以发射和/或接收来自可穿戴设备10外的信号，诸如以与铰链进行谐振的频率相同的频率或不同的频率和/或以相同的功率水平或不同的(如，更高的)功率水平来发射和/或接收信号。在另一示例实施例中，铰链可以用作辐射器，以与设置在带中的多个另外的辐射器耦合，从而允许在多个频带中进行操作。例如，由带承载的另外的辐射器又可以多个不同的谐振频率来发射和/或接收来自可穿戴设备10外的信号。应当理解，天线或辐射器可以被配置为自动地以一个或多个操作谐振频率来谐振，例如，通过具有两个或更多具有不同的物理长度和/或电长度的辐射元件来谐振，或是通过具有单个物理长度和/或电长度的单个辐射元件来谐振，可以通过包括一个或多个电抗元件的处理器控制型调谐电路来将该物理长度和/或电长度调谐至一个或多个谐振频率。应当理解，天线或辐射器可以被配置为具有预定义的带宽，该带宽可覆盖一个或多个操作无线电频带中的一个以上的操作谐振频率。
可将第一导电销元件26和第二导电销元件28偏置(如，弹簧加荷)，从而将第一导电销元件和第二导电销元件的相反的端部彼此向外推动并与可穿戴主体12接合。通过弹簧加荷，可以使第一导电销元件和第二导电销元件的端部偏转，诸如通过朝向彼此按压来使其偏置，以促进铰链18(由此，带16)与可穿戴主体的初始的接合和随后的脱离。在本示例实施例中，偏置构件(诸如弹簧构件)可以设置在第一导电销元件和第二导电销元件的外导体30内或设置在第一导电销元件和第二导电销元件的外导体之外，但在包围第一导电销元件和第二导电销元件的绝缘体38内。
在另一示例实施例中，铰链18可以不同地配置，以便对于特定操作带宽具有容抗，而不是感抗。然而，该其它示例实施例的铰链可继续与可穿戴主体12机械地接合并用作辐射器。在图6和图7中描绘的示例实施例中，铰链包括具有相应端部56的第一导电销元件50和第二导电销元件52，这些端部56被配置为与可穿戴设备10的可穿戴主体机械地接合，诸如通过接合由可穿戴主体的底架14的突片22限定的孔24来机械地接合。第一导电销元件和第二导电销元件可以由金属形成，诸如金或镀金。
第一导电销元件50和第二导电销元件52的至少一个端部(在一些实施例中，两个端部56)可以被配置为被偏转，从而促进铰链18与可穿戴主体12的初始的接合以及铰链与可穿戴主体的随后的脱离。在本示例实施例中，可以弹簧加荷第一导电销元件和第二导电销元件的端部。例如，第一导电销元件和第二导电销元件可以限定内部空腔58并且可以包括相应偏置构件60，诸如相应弹簧，这些偏置构件设置在被配置为使相应端部向外偏置并与可穿戴主体机械地接合的内部空腔内。
在本示例实施例中，第一导电销元件50和第二导电销元件52可以均包括限定内部空腔58的主体。每个导电销元件的主体也可以限定内部空腔的开口，相应端部56延伸穿过该开口。相应销元件的主体和端部可以由金属形成，诸如金。第一导电销元件和第二导电销元件的相应端部56被捕获在主体的内部空腔内，但第一导电销元件和第二导电销元件的相应端部56是单独的组件并被配置为相对于主体移动，诸如基于施加至相应端部56的偏转力而移动。在这方面，该端部可以包括设置在主体内的基部，即设置在由导电销元件的主体限定的内部空腔内的基部。端部的基部可以大于由主体限定的开口，使得即便是偏置构件60可操作地与基部接合并向外推动端部的情况下，基部也保持在内部空腔内。本示例实施例的端部还包括突出部，该突出部的大小和形状设计为延伸穿过由导电销元件的主体限定的开口，并且其大小和形状设计为由可穿戴设备10容纳并与可穿戴设备10(即，由可穿戴主体12的突片22限定的孔24)机械地接合。同样，端部56被配置为通过由导电销元件的主体限定的开口来由偏置构件60向外偏置，还配置为被偏转，诸如由于施加至端部的偏转力而被偏转，诸如在与可穿戴设备接合和脱离期间被偏转。
本示例实施例的铰链18还包括位于第一导电销元件50和第二导电销元件52之间的绝缘体54。该绝缘体可以由塑料形成，以将第一导电销元件和第二导电销元件电隔离。由图6和图7所图示说明的，第一导电销元件和第二导电销元件在相反的方向上从绝缘体延伸至相应端部56。在图7中描述的实施例中，第一导电销还包括内端部62，该内端部62与和可穿戴主体12机械接合的端部相反。内端部闭合第一导电销元件的内部空腔60。此外，第一导电销元件的内端部设置在第二导电销元件的内部空腔内。为了将第一导电销元件的内端部与第二导电销元件电隔离，绝缘体可以被配置为在其间延伸，如图7所示。
铰链18，诸如第一导电销元件50，可以用作对于特定操作带宽具有容抗的辐射器，诸如小电性天线。在这方面，第一导电销的长度可至少部分地限定容抗的程度。因此，可至少部分地通过第一导电销元件的长度(从端部56至第一导电销元件的内端部62所测得的长度)来限定辐射器的行为(诸如，辐射器谐振的频率)。
在示例实施例中，第一导电销元件50和第二导电销元件52的相应端部56均被配置为与可穿戴主体12机械地接合，诸如与由可穿戴主体的底架14的突片22所限定的孔24机械地接合。如以上结合图3和图4描述的，由于在第一导电销元件的端部与导电迹线或其它导体(例如，由可穿戴主体的底架承载的并且延伸至电路的匹配电路，诸如由底架承载的发射器和/或接收器)之间建立的电耦合，所以第一导电销元件的端部不仅可以与可穿戴主体机械地接合，还可以与RF电路(诸如发射器和/或接收器，如由可穿戴主体承载的收发器)电通信。相反地，由于覆盖第二导电销元件的端部的隔离涂层(例如，塑料涂层)，所以第二导电销元件的端部可以与可穿戴主体进行相似的机械接合，但却可以与可穿戴主体和PWB电隔离。同样地，包括第一导电销元件的本实施例的铰链18可以用作单端单极子或用于另一辐射器的近场耦合元件或激励元件。备选地，第二导电销元件的端部也可电耦合至可穿戴主体，诸如耦合至可穿戴主体的底架。在这方面，铰链可以用作平衡偶极子，其中，第二导电销元件的端部经由底架耦合至RF电路的另一端子，该端子与第一导电销元件的端部所耦合的端子相反。
由于与由可穿戴主体12承载的电路(诸如，发射器和/或接收器)电耦合，所以，铰链18(诸如第一导电销元件50)可以用作对于特定操作带宽具有容抗的辐射器，以便用诸如较高的频率来发射和/或接收信号，从而支持可穿戴设备10外的通信。备选地并且如结合图3和图4的实施例说明的，铰链的辐射器可以被配置为：诸如通过电磁耦合(诸如通过以其它辐射器的感兴趣的频率来谐振的方式)与另一辐射器20(诸如由可穿戴设备的带16承载的辐射器)进行通信。该另一辐射器可进一步以相同的频率、不同的频率和/或用增加的功率来进行通信。同样，本示例实施例的铰链的辐射器可以用作该另一辐射器的匹配电路和/或馈电元件。通过示例的方式，图8的史密斯图表图示说明了具体表现为一个示例实施例的铰链的辐射器的容抗。
铰链18及其相关联的辐射元件可以被配置为在至少一个操作频带中操作。例如，以下操作频带中的至少一个(但不限于此)：长期演进(LTE)(B17(DL:734-746MHz；UL:704-716MHz)、B5(DL:869-894MHz)；UL:824-849MHz)、B20(DL:791-821MHz；UL:832-862MHz)、B8(925-960MHz；UL:880-915MHz)、B13(DL:746-756MHz；UL:777-787MHz)、B28(DL:758-803MHz；UL:703-748MHz)、B7(DL:2620-2690MHz；UL:2500-2570MHz)、B38(2570-2620MHz)、B40(2300-2400MHz)和B41(2496-2690MHz))、调幅(AM)无线电(0.535-1.705MHz)；调频(FM)无线电(76-108MHz)；蓝牙(2400-2483.5MHz)；无线局域网(WLAN)(2400-2483.5MHz)；hiper局域网(HiperLAN)(5150-5850MHz)；全球定位系统(GPS)(1570.42-1580.42MHz)；美国-全球移动通信系统(US-GSM)850(824-894MHz)和1900(1850-1990MHz)；欧洲全球移动通信系统(EGSM)900(880-960MHz)和1800(1710-1880MHz)；欧洲宽带码分多址(EU-WCDMA)900(880-960MHz)；个人通信网络(PCN/DCS)1800(1710-1880MHz)；美国宽带码分多址(US-WCDMA)1700(发射：710MHz至1755MHz，接收：2100MHz至2155MHz)和1900(1850-1990MHz)；宽带码分多址(WCDMA)2100(发射：1920MHz至1980MHz，接收：2110MHz至2180MHz)；个人通信服务(PCS)1900(1850-1990MHz)；时分同步码分多址(TD-SCDMA)(1900MHz至1920MHz、2010MHz至2025MHz)、超宽带(UWB)低频(3100-4900MHz)；UWB高频(6000-10600MHz)；数字视频广播-手持(DVB-H)(470-702MHz)；DVB-H US(1670-1675MHz)；数字无线电调幅(DRM)(0.15-30MHz)；全球微波接入互操作性(WiMax)(2300-2400MHz、2305-2360MHz、2496-2690MHz、3300-3400MHz、3400-3800MHz、5250-5875MHz)；数字音频广播(DAB)(174.928-239.2MHz、1452.96-1490.62MHz)；无线射频识别低频率(RFID LF)(0.125-0.134MHz)；无线射频识别高频率(RFID HF)(13.56-13.56MHz)；无线射频识别超高频率(RFID UHF)(433MHz、865-956MHz、2450MHz)、感应功率标准(Qi)频率。
如上所述，示例实施例的铰链18不仅用于将带16机械地耦合至可穿戴设备10的可穿戴主体12，由于其具有感抗或容抗，其还用作辐射器，以促进通信，诸如可穿戴设备外的通信。在铰链的导电销50、52耦合至主体并且又耦合至RF电路(诸如由主体承载的发射器和/或接收器)的实施例中，通过与其它组件协作，由铰链实现的辐射器可形成回路天线，诸如上述平衡回路或不平衡回路。备选地，其它实施例的铰链可以限定在第一导电销和第二导电销之间的电流性的隔离间隙，使得该铰链可以被配置为也如上述的单极子或平衡偶极子。这样，铰链可支持可穿戴设备的增强型功能，而不牺牲可穿戴设备的机械性能和/或装饰或美观质量。进一步地，本文中描述的辐射器不仅能与可穿戴设备一起使用，还能够与便携式电子设备的全导电主体一起使用，而不需要对设备的工业设计或工艺外观做出任何设计上的显著改变，例如，不需要在辐射器的主体中开设较大的开口或孔，以引导辐射穿过该开口或孔。
受益于上述说明书和相关的附图中呈现的教导，本发明所属领域的技术人员容易想到本文中陈述的本发明的许多修改和其它实施例。因此，应该理解，本发明不限于所公开的具体实施例，并且旨在将各种修改和其它实施例包括在所附权利要求书的范围内。例如，尽管本文中是结合可穿戴设备10对示例实施例的铰链18进行了描述，但示例实施例的铰链18可以由其它类型的设备(诸如便携式电子设备)实现。在铰链具体表现为非可穿戴设备的情况下，设备可以不包括带16，但是，事实上，可以包括设备壳体或主体部分，诸如包括另一导体(例如，收发器、导电盒、或包括该另一导体的挂绳)的模制塑料盒，作为非限制性示例。此外，尽管上述说明书和相关的附图是在元件和/或功能的某些示例组合的背景下对示例实施例进行了说明，但应当理解，在不背离所附权利要求书的范围的情况下，替代实施例可以提供元件和/或功能的不同组合。在这方面，例如，也设想了与上面明确说明的元件和/或功能的组合不同的组合，如在所附权利要求书中的一些权利要求项中陈述的那样。尽管本文中应用了具体的术语，但这些术语仅具有普通和描述性的用途，并不用于限制。

Claims (21)

1.一种设备的铰链，所述铰链用作辐射器，所述铰链包括：
第一导电销元件和第二导电销元件，其中所述第一导电销元件和所述第二导电销元件的相反的端部被配置为与所述设备机械地接合；以及
绝缘体，位于所述第一导电销元件的部分和所述第二导电销元件的部分之间，
其中至少所述第一导电销元件的所述端部还被配置为与所述设备的射频电路进行电通信，使得所述第一导电销元件包括辐射元件。
2.根据权利要求1所述的铰链，其中所述第一导电销元件和所述第二导电销元件在相反的方向上从所述绝缘体延伸至被配置为与所述设备机械地接合的所述端部。
3.根据权利要求1所述的铰链，其中所述第一导电销元件和所述第二导电销元件包括外导体和内导体，所述外导体限定在纵向方向上延伸的内部通道，所述内导体至少部分地延伸穿过所述内部通道，其中所述第一导电销元件和所述第二导电销元件中的至少一个导电销元件还包括屏蔽装置，所述屏蔽装置位于在所述外导体与所述内导体之间的所述内部通道内。
4.根据权利要求3所述的铰链，其中所述第一导电销元件的所述内导体包括被配置为与所述射频电路进行电通信的所述端部。
5.根据权利要求4所述的铰链，其中所述内导体电流性地耦合至所述第一导电销元件和所述第二导电销元件的所述外导体。
6.根据权利要求3所述的铰链，其中所述绝缘体限定穿过所述绝缘体的通道，所述内导体延伸穿过所述通道。
7.根据权利要求3所述的铰链，其中电流性的隔离间隙被限定在所述第一导电销元件和所述第二导电销元件之间。
8.根据权利要求1所述的铰链，其中所述第一导电销元件和所述第二导电销元件包括相应偏置构件，所述相应偏置构件被配置为使所述端部偏离所述绝缘体并且与所述设备机械接合。
9.一种设备的铰链，所述铰链用作辐射器，所述铰链包括：
第一导电销元件和第二导电销元件，其中所述第一导电销元件和所述第二导电销元件包括外导体和内导体，所述外导体限定在纵向方向上延伸的内部通道，所述内导体至少部分地延伸穿过所述内部通道，其中所述第一导电销元件和所述第二导电销元件中的至少一个导电销元件还包括屏蔽装置，所述屏蔽装置位于在所述外导体与所述内导体之间的所述内部通道内；以及
绝缘体，位于所述第一导电销元件和所述第二导电销元件的所述外导体之间，其中所述第一导电销元件和所述第二导电销元件在相反的方向上从所述绝缘体延伸至被配置为与所述设备机械地接合的相应端部，
其中至少所述第一导电销元件的所述端部还被配置为与所述设备的射频电路进行电通信，使得所述第一导电销元件包括辐射元件。
10.根据权利要求9所述的铰链，其中所述第一导电销元件的所述内导体包括被配置为与所述射频电路进行电通信的所述端部。
11.根据权利要求10所述的铰链，其中所述内导体耦合至所述第二导电销元件的所述外导体。
12.根据权利要求9所述的铰链，其中所述绝缘体限定穿过所述绝缘体的通道，所述内导体延伸穿过所述通道。
13.根据权利要求12所述的铰链，其中由所述绝缘体限定的所述通道的至少一部分大于所述内导体，使得在所述内导体与所述绝缘体之间限定间隙。
14.根据权利要求9所述的铰链，其中所述绝缘体设置在所述第一导电销元件和所述第二导电销元件之间，并且包围所述第一导电销元件和所述第二导电销元件的至少部分。
15.根据权利要求9所述的铰链，其中所述设备包括可穿戴主体和带，其中所述第一导电销元件和所述第二导电销元件的所述相应端部均被配置为与所述可穿戴主体机械地接合，以及其中所述铰链被配置为可操作地耦合至所述带。
16.一种设备的铰链，所述铰链用作辐射器，所述铰链包括：
第一导电销元件和第二导电销元件，所述第一导电销元件和所述第二导电销元件包括相应端部，其中至少一个端部被配置为被偏转；以及
绝缘体，位于所述第一导电销元件的部分和所述第二导电销元件的部分之间，其中所述第一导电销元件和所述第二导电销元件在相反的方向上从所述绝缘体延伸至被配置为与所述设备机械地接合的所述相应端部，
其中至少所述第一导电销元件的所述端部还被配置为与所述设备的射频电路进行电通信，使得所述第一导电销元件包括辐射元件。
17.根据权利要求16所述的铰链，其中所述第一导电销元件和所述第二导电销元件包括相应偏置构件，所述相应偏置构件被配置为使所述相应端部偏离所述绝缘体并且与所述设备机械接合。
18.根据权利要求16所述的铰链，其中所述第一导电销元件和所述第二导电销元件限定内部空腔，所述相应端部至少部分地设置在所述内部空腔内。
19.根据权利要求18所述的铰链，其中所述第一导电销还包括内端部，所述内端部与和所述设备机械接合的端部相反，其中所述内端部闭合所述第一导电销的所述内部空腔并且设置在所述第二导电销的所述内部空腔内，以及其中所述第一导电销的所述内端部与所述第二导电销通过所述绝缘体分开。
20.根据权利要求16所述的铰链，其中所述设备包括可穿戴主体和带，其中所述第一导电销元件和所述第二导电销元件的所述相应端部均被配置为与所述可穿戴主体机械地接合，以及其中所述铰链被配置为可操作地耦合至所述带。
21.根据权利要求1所述的铰链，其中所述设备包括便携式电子设备或者可穿戴设备中的至少一个。
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