CN107863602A - 一种全金属手表天线系统 - Google Patents

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谷媛
徐鹏飞
艾付强
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Abstract

本发明公开了一种全金属手表天线系统，包括金属框、安装在金属框上方的屏幕以及卡接于金属框底部的电池盖，所述金属框内固定安装有一PCB板，所述PCB板上设置有WIFI模块、GPS模块和蓝牙模块，所述PCB板上设置有一馈电点及若干馈地点；所述金属框内侧壁分布有与所述馈电点及馈地点位置一一对应的金属件，所述馈电点及每一馈地点均分别通过一滤波组件同与之对应的金属件连接。本发明利用安装在金属框内PCB板上的馈电点和多个馈地点，分别通过滤波组件连接到与之对应的金属件，实现了GPS、WIFI以及NFC连接到金属框，以降低金属框对无线信号的屏蔽，从而同时能够满足智能手表的定位、数据传输以及移动支付功能。

Description

一种全金属手表天线系统
技术领域
本发明涉及智能手表，具体涉及的是一种能够满足定位，数据传输以及支付功能的全金属手表天线系统。
背景技术
随着移动技术的发展，智能手表正在逐渐走入人们的生活，目前的智能手表一般都具有定位，传输，支付等功能。其借助与智能手机、家庭网络或互联网的连接，可向人们实时传送自身健康状况、热点新闻、天气、邮件或电话等实用信息，极大地方便了人们的日常生活。但是在实际使用中，人们经常会发现智能手表与相关互联网的连接会经常性的出现中断，同时无线信号传输距离短，归其原因是大多数手表的表壳等部分采用了金属材料，虽然金属壳体的智能手表会使得整机更加有质感，但是金属壳体会屏蔽相关无线信号，影响智能手表的使用。尤其是采用全金属框手表外壳时，天线甚至会出现不能正常工作的情况，严重影响到智能手表的使用效果。
发明内容
为此，本发明的目的在于提供一种能够满足定位，数据传输以及支付功能的全金属手表天线系统。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的。
一种全金属手表天线系统，包括金属框、安装在金属框上方的屏幕以及卡接于金属框底部的电池盖，所述金属框内固定安装有一PCB板，所述PCB板上设置有WIFI模块、GPS模块和蓝牙模块，所述PCB板上设置有一馈电点及若干馈地点；所述金属框内侧壁分布有与所述馈电点及馈地点位置一一对应的金属件，所述馈电点及每一馈地点均分别通过一滤波组件同与之对应的金属件连接。
优选地，所述金属框内还固定安装有一电池，所述电池位于所述PCB板与所述屏幕之间。
优选地，所述金属框内还固定安装有一NFC天线，该NFC天线位于所述电池与所述屏幕之间。
优选地，所述NFC天线由线圈及位于线圈下方的铁氧体构成。
优选地，所述PCB板上设置有与所述线圈连接的NFC芯片。
一种全金属手表天线系统，包括金属框、安装在金属框上方的屏幕以及卡接于金属框底部的电池盖，所述金属框内固定安装有一PCB板及一NFC天线，所述PCB板上设置有WIFI模块、GPS模块、蓝牙模块、NFC芯片、馈电点、第一馈地点、第二馈地点、第三馈地点、第四馈地点、第五馈地点、第六馈地点和第七馈地点；所述金属框内侧壁设置有第一金属件、第二金属件、第三金属件、第四金属件、第五金属件、第六金属件、第七金属件和第八金属件；所述馈电点通过第一滤波组件与第一金属件连接；所述第一馈地点通过第二滤波组件与第二金属件连接；所述第二馈地点通过第三滤波组件与第三金属件连接；所述第三馈地点通过第四滤波组件与第四金属件连接；所述第四馈地点通过第五滤波组件与第五金属件连接；所述第五馈地点通过第六滤波组件与第六金属件连接；所述第六馈地点通过第七滤波组件与第七金属件连接；所述第七馈地点通过第八滤波组件与第八金属件连接；其中，所述WIFI模块、GPS模块均通过与之对应的馈电点、馈地点、滤波组件以及金属件产生WIFI和GPS信号；所述NFC芯片通过与之对应的馈电点、馈地点、滤波组件、金属件以及NFC天线产生NFC信号。
本发明提供的全金属手表天线系统，在金属框内侧壁设置多个金属件，利用安装在金属框内PCB板上的馈电点和多个馈地点，分别通过滤波组件连接到与之对应的金属件，实现了GPS、WIFI以及NFC连接到金属框，以降低金属框对无线信号的屏蔽，从而同时能够满足智能手表的定位、数据传输以及移动支付功能。另外，本发明采用全全金属框结构，结构简单，易于满足ID的金属质感；而且在PCB板与金属框之间采用可调谐组件，实现了馈点的任何组合，满足PCB的不同布局要求。
附图说明
图1为本发明带显示屏幕的天线模型示意图；
图2为本发明不带显示屏幕的天线模型示意图；
图3为本发明天线模型的剖视图；
图4为本发明天线模型的分析图；
图5为本发明天线模型金属框内的馈点位置示意图；
图6为本发明天线模型对应佩戴在手腕上的示意图；
图7为本发明天线模型GPS和BT天线的回波损耗示意图；
图8为本发明天线模型的效率及方向图；
图9为本发明天线模型GPS和BT天线的电流分布图；
图10为本发明天线模型NFC天线的回波损耗示意图；
图11为本发明天线模型NFC天线的场形图。
图中标识说明：金属框100、第一金属件101、第二金属件102、第三金属件103、第四金属件104、第五金属件105、第六金属件106、第七金属件107、第八金属件108、屏幕200、NFC天线300、线圈301、铁氧体302、电池400、PCB板500、馈电点501、第一滤波组件5011、第一馈地点502、第二滤波组件5021、第二馈地点503、第三滤波组件5031、第三馈地点504、第四滤波组件5041、第四馈地点505、第五滤波组件5051、第五馈地点506、第六滤波组件5061、第六馈地点507、第七滤波组件5071、第七馈地点508、第八滤波组件5081、电池盖600、手腕700。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图1所示，图1为本发明带显示屏幕的天线模型示意图。本发明提供了一种全金属手表天线系统，其在满足了全金属框的质感的前提下，实现了智能手表的定位，数据传输以及移动支付等功能。
其中该系统包括有金属框100以及安装在金属框100上方的屏幕200。该系统对应的手表整机尺寸半径R＝23mm,，整机的厚度为12mm。
如图2所示，图2为本发明不带显示屏幕的天线模型示意图。将屏幕200拆卸之后，可以看出在金属框100内安装有一个NFC天线300。
其中该NFC天线300位于屏幕200的下方，主要由位于上方的线圈301和位于线圈301下方的铁氧体302构成。
如图3、图4、图5所示，图3为本发明天线模型的剖视图；图4为本发明天线模型的分析图；图5为本发明天线模型金属框内的馈点位置示意图。
在金属框100内固定安装有一个PCB板500和一个电池400，在金属框100的底部设置有一个电池盖600，电池400位于PCB板500与NFC天线300之间。
PCB板500上设置有WIFI模块、GPS模块、蓝牙模块、NFC芯片、馈电点501、第一馈地点502、第二馈地点503、第三馈地点504、第四馈地点505、第五馈地点506、第六馈地点507和第七馈地点508。
相应地，在金属框100的内侧壁设置有与馈电点501位置对应的第一金属件101、与第一馈地点502位置对应的第二金属件102、与第二馈地点503位置对应的第三金属件103、与第三馈地点504位置对应的第四金属件104、与第四馈地点505位置对应的第五金属件105、与第五馈地点506位置对应的第六金属件106、与第六馈地点507位置对应的第七金属件107以及与第七馈地点508位置对应的第八金属件108。
其中上述馈电点501通过第一滤波组件5011与第一金属件101连接，通过第一金属件101连接到金属框100。
第一馈地点502通过第二滤波组件5021与第二金属件102连接，通过第二金属件102连接到金属框100。
第二馈地点503通过第三滤波组件5031与第三金属件103连接，通过第三金属件103连接到金属框100。
第三馈地点504通过第四滤波组件5041与第四金属件104连接，通过第四金属件104连接到金属框100。
第四馈地点505通过第五滤波组件5051与第五金属件105连接，通过第五金属件105连接到金属框100。
第五馈地点506通过第六滤波组件5061与第六金属件106连接，通过第六金属件106连接到金属框100。
第六馈地点507通过第七滤波组件5071与第七金属件107连接，通过第七金属件107连接到金属框100。
第七馈地点508通过第八滤波组件5081与第八金属件108连接；通过第八金属件108连接到金属框100。
其中，WIFI模块、GPS模块均通过与之对应的馈电点、馈地点、滤波组件以及金属件产生WIFI和GPS信号；NFC芯片通过与之对应的馈电点、馈地点、滤波组件、金属件以及NFC天线300产生NFC信号。
上述实施例仅以设置在金属框内的八个金属件以及设置于PCB板上的与八个金属件位置对应且数量相同的馈点为例进行说明，在其他一些实施例中，金属件和馈点的数量和安装方式可以根据实际使用情况进行调整改变，其原理与本实施例相同，在此不做赘述。
如图6、图7、图8、图9所示，图6为本发明天线模型对应佩戴在手腕上的示意图，图7为本发明天线模型GPS和BT天线的回波损耗示意图；图8为本发明天线模型的效率及方向图；图9为本发明天线模型GPS和BT天线的电流分布图。
其中将本系统对应的智能手表佩戴在手腕700上，然后通过检测，可知GPS的效率可以达到-5.73d B(见图8-1)，WIFI2.4G的效率可以达到-7.56d B(见图8-2)。
对应地，GPS天线的电流分布图见图9-1，蓝牙天线对应的电流分布图见图9-2。
如图10、图11所示。图10为本发明天线模型NFC天线的回波损耗示意图；图11为本发明天线模型NFC天线的场形图。
由图中可知，NFC天线在Z方向10mm处的磁场强度为13.47A/m(见图11-1)，在Z方向20mm处磁场强度为3.45A/m(见图11-2)。
综上所述，本发明采用全全金属框结构，结构简单，易于满足ID的金属质感；而且本发明实现了GPS、WIFI、蓝牙以及NFC连接到金属框，降低了金属框GPS、蓝牙、WIFI以及NFC无线信号的屏蔽，从而同时能够满足智能手表的定位、数据传输以及移动支付功能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种全金属手表天线系统，包括金属框(100)、安装在金属框(100)上方的屏幕(200)以及卡接于金属框(100)底部的电池盖(600)，所述金属框(100)内固定安装有一PCB板(500)，所述PCB板(500)上设置有WIFI模块、GPS模块和蓝牙模块，其特征在于，所述PCB板(500)上设置有一馈电点及若干馈地点；所述金属框(100)内侧壁分布有与所述馈电点及馈地点位置一一对应的金属件，所述馈电点及每一馈地点均分别通过一滤波组件同与之对应的金属件连接。
2.如权利要求1所述的全金属手表天线系统，其特征在于，所述金属框(100)内还固定安装有一电池(400)，所述电池(400)位于所述PCB板(500)与所述屏幕(200)之间。
3.如权利要求2所述的全金属手表天线系统，其特征在于，所述金属框(100)内还固定安装有一NFC天线(300)，该NFC天线(300)位于所述电池(400)与所述屏幕(200)之间。
4.如权利要求3所述的全金属手表天线系统，其特征在于，所述NFC天线(300)由线圈(301)及位于线圈(301)下方的铁氧体(302)构成。
5.如权利要求4所述的全金属手表天线系统，其特征在于，所述PCB板(500)上设置有与所述线圈(301)连接的NFC芯片。
6.一种全金属手表天线系统，其特征在于，包括金属框(100)、安装在金属框(100)上方的屏幕(200)以及卡接于金属框(100)底部的电池盖(600)，所述金属框(100)内固定安装有一PCB板(500)及一NFC天线(300)，所述PCB板(500)上设置有WIFI模块、GPS模块、蓝牙模块、NFC芯片、馈电点(501)、第一馈地点(502)、第二馈地点(503)、第三馈地点(504)、第四馈地点(505)、第五馈地点(506)、第六馈地点(507)和第七馈地点(508)；所述金属框(100)内侧壁设置有第一金属件(101)、第二金属件(102)、第三金属件(103)、第四金属件(104)、第五金属件(105)、第六金属件(106)、第七金属件(107)和第八金属件(108)；所述馈电点(501)通过第一滤波组件(5011)与第一金属件(101)连接；所述第一馈地点(502)通过第二滤波组件(5021)与第二金属件(102)连接；所述第二馈地点(503)通过第三滤波组件(5031)与第三金属件(103)连接；所述第三馈地点(504)通过第四滤波组件(5041)与第四金属件(104)连接；所述第四馈地点(505)通过第五滤波组件(5051)与第五金属件(105)连接；所述第五馈地点(506)通过第六滤波组件(5061)与第六金属件(106)连接；所述第六馈地点(507)通过第七滤波组件(5071)与第七金属件(107)连接；所述第七馈地点(508)通过第八滤波组件(5081)与第八金属件(108)连接；其中，所述WIFI模块、GPS模块均通过与之对应的馈电点、馈地点、滤波组件以及金属件产生WIFI和GPS信号；所述NFC芯片通过与之对应的馈电点、馈地点、滤波组件、金属件以及NFC天线(300)产生NFC信号。
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