CN107546462A - 一种智能可穿戴产品的近场通信天线及智能可穿戴产品 - Google Patents

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陈丽娜
张晓璐
李正浩
孙树辉
隆仲莹
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Abstract

本发明涉及到通信的技术领域，公开了一种智能可穿戴产品的近场通信天线及智能可穿戴产品，所述智能可穿戴产品具有至少一个金属部件，所述近场通信天线包括辐射单元，以及与所述辐射单元耦合的馈电单元；其中，所述辐射单元包括辐射线圈，所述辐射线圈与所述至少一个金属部件电连接。在上述技术方案中，通过采用智能可穿戴产品的利用金属结构件(如表圈或表体)外延的智能可穿戴产品近场通信天线设计，能有效提高近场通信天线性能，对提高用户体验以及后续产品的小型化有更好的帮助。

Description

一种智能可穿戴产品的近场通信天线及智能可穿戴产品
技术领域
本发明涉及到通信的技术领域，尤其涉及到一种智可能穿戴产品的近场通信天线及智能可穿戴产品。
背景技术
随着移动互联网的发展、技术进步和高性能低功耗处理芯片的推出等，部分穿戴式设备已经从概念化走向商用化，新型可穿戴式设备不断推出，诸多科技公司也都开始在这个全新的领域深入探索。穿戴式智能设备是应用穿戴式设备对日常穿戴进行智能化设计、开发出可以穿戴的设备的总称，如手表、手环、耳机、眼镜、手套、服饰及鞋等。而越来越多的穿戴式设备支持近场通信支付功能，其近场通信天线性能对提升用户体验至关重要。本文提出一种通过将差分信号转换成单端信号的元器件(例如巴伦元件)或电路利用智能可穿戴产品的金属部件来实现近场通信天线性能的设计。
将传统近场通信天线置于智能手表的屏幕下方方案，
近场通信天线为常规线圈设计，置于屏幕和PCB之间，其中在PCB一面贴有铁氧体以抵消PCB上产生的涡流影响。
现有传统近场通信天线置于屏幕底下的方案，其近场通信性能受屏幕的影响很大；若手表带有金属表圈设计或有金属表体高于近场通信天线的，则表圈和表体上产生的涡流也会使得近场通信天线性能大打折扣；在智能手表及其他穿戴设备中布局空间往往非常紧张，而近场通信天线的引入，会进一步增加整机厚度。
发明内容
本发明提供了一种智能可穿戴产品的近场通信天线及智能可穿戴产品，用以提高智能可穿戴产品的通信效果。
本发明提供了一种智能可穿戴产品的近场通信天线，所述智能可穿戴产品具有至少一个金属部件，所述近场通信天线包括辐射单元，以及与所述辐射单元耦合的馈电单元；其中，所述辐射单元包括辐射线圈，所述辐射线圈与所述至少一个金属部件电连接。
在上述技术方案中，通过采用智能可穿戴产品的利用金属结构件(如表圈或表体)外延的智能可穿戴产品近场通信天线设计，能有效提高近场通信天线性能，对提高用户体验以及后续产品的小型化有更好的帮助。
在一个具体的实施方案中，所述金属部件为表圈、表体或表带。或者还可以采用所述金属部件为所述智能可穿戴产品内的导电部件。也可以采用两者均作为近场通信天线的辐射单元的一部分。
在采用表带或者表圈、表体时，所述金属部件具有至少一个缝隙，且所述辐射线圈的一端与所述金属部件中形成缝隙的两端分别连接。进而提高辐射的效果。
在一个具体的连接方案中，所述辐射线圈通过弹脚、焊接或螺钉分别与所述金属部件中形成缝隙的两端分别连接。
在具体设置时，所述辐射线圈设置在所述智能可穿戴产品的显示屏及印刷电路基板之间。为了避免印刷电路基板产生的涡流，该近场通信天线还包括用于抑制所述印刷电路基板产生涡流的铁氧体。
本发明实施例还提供了一种智能可穿戴产品，该产品包括表体、与所述表体连接的表带，以及上述的近场通信天线，其中，所述馈电单元以及所述辐射单元的辐射线圈设置在所述表体内。
附图说明
图1为本发明实施例提供的利用智能可穿戴产品手表上表圈作为NFC天 线外延一圈的结构示意图；
图2为现有技术中的智能可穿戴产品的天线的磁场仿真示意图；
图3为本发明实施例提供的智能可穿戴产品的天线的磁场仿真示意图。
附图标记：
10-表体 20-表圈 21-缝隙
30-辐射线圈 40-辐射单元
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，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它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种智能可穿戴产品的近场通信天线，智能可穿戴产品具有至少一个金属部件，近场通信天线包括辐射单元，以及与辐射单元耦合的馈电单元；其中，辐射单元包括辐射线圈，辐射线圈与至少一个金属部件电连接。
在上述实施例中，通过采用智能可穿戴产品的利用金属结构件(如表圈或表体)外延的智能可穿戴产品近场通信天线设计，能有效提高近场通信天线性能，对提高用户体验以及后续产品的小型化有更好的帮助。
为了方便理解本发明实施例提供的智能可穿戴产品的结构以及原理，下面结合具体的附图及实施例对其进行详细的说明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种利用智能可穿戴产品上的金属部件(例如手表上的表圈20或表体10)外延的智能可穿戴产品NFC天线设计，将金属部件(例如手表上的表圈20或表体10)作为金属线圈NFC天线的最外一圈，不仅去掉了原金属部件(如表圈20或表体10)带来的涡流影响，同时由于金属部件(如表圈20或表体10)位于智能可穿戴产品架构中最为开阔的位 置，其作为NFC天线的一部分也可以起到提高NFC天线性能的作用。
在具体设置时，该金属部件可以为智能可穿戴产品中的任意的金属部件，具体的，金属部件为表圈20、表体10或表带。或者还可以采用金属部件为智能可穿戴产品内的导电部件，如智能可穿戴产品中的钢片、柔性电路板或者LDS(激光直接成型技术Laser-Direct-structuring)等工艺实现的导电部件。也可以采用两者均作为近场通信天线的辐射单元40的一部分。作为一个优选的技术方案，至少有一个位于智能可穿戴产品外部的金属部件作为天线的辐射单元40。由于金属部件(如表圈20或表体10)位于智能可穿戴产品架构中最为开阔的位置，其作为NFC天线的一部分也可以起到提高NFC天线性能的作用。为了进一步的改善天线的性能，较佳的，可以是多个金属部件连到金属线圈NFC天线上，以增加金属线圈NFC天线的最外圈数；即可以将多个金属部件同时与辐射线圈30连接，以改善天线的性能。在一个具体的实施例中，金属部件产品架构中的金属结构件表圈20、表体10、表带等均与辐射线圈30连接。
此外，在采用表带或者表圈20、表体10时，金属部件具有至少一个缝隙，且辐射线圈30的一端与金属部件中形成缝隙的两端分别连接，以提高辐射的效果。在具体制作天线时，金属部件可多处开缝，并与辐射线圈30NFC天线有多处连接。在具体连接时，辐射线圈30可通过弹脚、焊接或螺钉等不同的连接方式分别与金属部件中形成缝隙的两端分别连接，如图1所示，在图1中，表圈20上开设有缝隙21，辐射线圈30通过弹脚分别与缝隙21两侧的端部连接。
在具体设置时，辐射线圈30设置在智能可穿戴产品的显示屏及印刷电路基板之间。为了避免印刷电路基板产生的涡流，该近场通信天线还包括用于抑制印刷电路基板产生涡流的铁氧体。即在印刷电路板朝向显示屏的一面设置铁氧体，并通过铁氧体抑制印刷电路基板产生涡流。从而改善天线的性能。
为了方便理解本发明实施例提供的天线的结构以及原理，下面以一个具体的实施例进行详细的说明。
如图1所示为利用智能可穿戴产品手表上表圈20作为NFC天线外延一圈的结构示意图。智能手表的表体10和表圈20没有直接电连接，其中需在表圈20上开缝。金属线圈NFC天线置于屏幕底下，其金属线圈在表圈20开缝位置断开，断开的位置通过弹脚或者其他连接方式与表圈20开缝两端相连。
为了能够更好的说明本实施例提供的天线的效果，将现有技术中的智能可穿戴产品的天线与本实施例提供的智能可穿戴产品的天线与EMVCO标准线圈的耦合系数(间距3cm)对比，其中，本实施例提供的天线与现有技术中的天线唯一的区别在于本实施例提供的辐射单元40包含表圈20。对比结果如表1所示，由表1可以看出，当智能可穿戴产品上利用表圈20作为NFC天线的一部分时，整个新NFC天线方案与EMVCO(标准是由国际三大银行卡组织--Europay(欧陆卡，已被万事达收购)、MasterCard(万事达卡)和Visa(维萨)共同发起制定的银行卡从磁条卡向智能IC卡转移的技术标准，是基于IC卡的金融支付标准，已成为公认的全球统一标准。)标准测试线圈的耦合系数大幅度提升。
表1现有技术和本发明实施例中的天线与EMVCO标准线圈的耦合系数(间距3cm)对比
其中，K值的提升，意味着NFC天线与标准测试天线之间的耦合能力增加，刷卡能力提升。由表1可以看出，本实施例中的天线的K值明显高于现有技术中的天线的K值。
同时，为了能够更好的体现本实施例提供的智能可穿戴产品的天线的效果，下面对现有技术中的智能可穿戴产品的天线及本发明实施例提供的智能可穿戴产品的天线进行仿真，对比其磁场的分布。一并参考图2及图3，其中，图2为现有技术中的智能可穿戴产品的天线的磁场仿真示意图，图3为本发明实施例提供的智能可穿戴产品的天线的磁场仿真示意图。从图2中可以看出，现有技术中的NFC天线会有一部分磁场束缚在表圈20内，对比图3可以看出，本实施例中的NFC天线方案在标准测试线圈内磁通量更强，即在标准测试线圈上能产生更强的感应电流。
通过上述具体的实施例可以看出，本发明实施例提供的智能可穿戴产品利用智能可穿戴产品上的金属部件(例如手表上的表圈20或表体10)外延的智能可穿戴产品NFC天线设计，将金属部件(例如手表上的表圈20或表体10)作为金属线圈NFC天线的最外一圈，不仅去掉了原金属部件(如表圈20或表体10)带来的涡流影响，同时由于金属部件(如表圈20或表体10)位于智能可穿戴产品架构中最为开阔的位置，其作为NFC天线的一部分也可以起到提高NFC天线性能的作用。
本发明实施例还提供了一种智能可穿戴产品，该产品包括表壳、与所述表壳连接的表带，以及上述的近场通信天线，其中，所述馈电单元以及所述辐射单元的辐射线圈设置在所述表壳内。
本发明实施例提供的智能可穿戴产品利用智能可穿戴产品上的金属部件 (例如手表上的表圈或表体)外延的智能可穿戴产品NFC天线设计，将金属部件(例如手表上的表圈或表体)作为金属线圈NFC天线的最外一圈，不仅去掉了原金属部件(如表圈或表体)带来的涡流影响，同时由于金属部件(如表圈或表体)位于智能可穿戴产品架构中最为开阔的位置，其作为NFC天线的一部分也可以起到提高NFC天线性能的作用。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种智能可穿戴产品的近场通信天线，其特征在于，所述智能可穿戴产品具有至少一个金属部件，所述近场通信天线包括辐射单元，以及与所述辐射单元耦合的馈电单元；其中，所述辐射单元包括辐射线圈，所述辐射线圈与所述至少一个金属部件电连接。
2.如权利要求1所述的智能可穿戴产品的近场通信天线，其特征在于，所述金属部件为表圈、表体或表带。
3.如权利要求1所述的智能可穿戴产品的近场通信天线，其特征在于，所述金属部件为所述智能可穿戴产品内的导电部件。
4.如权利要求2所述的智能可穿戴产品的近场通信天线，其特征在于，所述金属部件具有至少一个缝隙，且所述辐射线圈的一端与所述金属部件中形成缝隙的两端分别连接。
5.如权利要求4所述的智能可穿戴产品的近场通信天线，其特征在于，所述辐射线圈通过弹脚、焊接或螺钉分别与所述金属部件中形成缝隙的两端分别连接。
6.如权利要求1～5任一项所述的智能可穿戴产品的近场通信天线，其特征在于，所述辐射线圈设置在所述智能可穿戴产品的显示屏及印刷电路基板之间。
7.如权利要求6所述的智能可穿戴产品的近场通信天线，其特征在于，还包括用于抑制所述印刷电路基板产生涡流的铁氧体。
8.一种智能可穿戴产品，其特征在于，包括表体、与所述表体连接的表带，以及如权利要求1～7任一项所述的近场通信天线，其中，所述馈电单元以及所述辐射单元的辐射线圈设置在所述表体内。
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