CN109586012A - 天线装置及腕带设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种天线装置及腕带设备。该用于腕带设备的天线装置，包括：天线馈电基板，包括天线馈电电路；以及上盖；其中，所述上盖用于和腕带设备的壳体形成所述腕带设备的主体部分，所述上盖包括金属板结构部分，所述金属板结构部分至少部分覆盖所述主体部分的上表面，以及金属板结构部分电耦合到所述天线馈电电路并且用作所述腕带设备的天线辐射体。

Description

天线装置及腕带设备

技术领域

本发明涉及天线技术领域，更具体地，涉及一种天线装置和电子设备。

背景技术

天线是无线通信设备的一个组件。但是，由于天线所处理的对象是电磁波，因此，天线的设计受到许多因素的影响和制约。

可穿戴设备在物联网领域具有广泛的应用，例如，飞鸽定位器、宠物随身器、病危动物保护跟踪器、候鸟研究跟踪器等等。随着物联网建设的进一步发展，针对动物的移动可穿戴产品具有极大的市场前景。这种产品可以丰富科学研究的手段，从而对动物实时进行数据跟踪及行为监控。

腕带设备通常配备GPS和WIFI功能。因此，一般需要为腕带设备设计包括GPS天线和WIFI天线的两个天线。在腕带设备的外壳不使用金属的情况下，这两个天线的设计相对简单。

但是，越来越多的产品外观设计使用金属材料作为外壳。在这种情况下，外观材质会与天线设计产生冲突。在这种情况下，外观设计的材质与天线设计会产生矛盾。通常，在金属外壳的条件下，通过采取对金属外壳进行开缝的方式，结合塑料与金属的纳米注塑工艺，形成天线所需要的环境与空间。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于天线装置的新技术方案。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于腕带设备的天线装置，包括：天线馈电基板，包括天线馈电电路；以及上盖；其中，所述上盖用于和腕带设备的壳体形成所述腕带设备的主体部分，所述上盖包括金属板结构部分，所述金属板结构部分至少部分覆盖所述主体部分的上表面，以及金属板结构部分电耦合到所述天线馈电电路并且用作所述腕带设备的天线辐射体。

根据本发明的第二方面，提供了一种腕带设备，包括：腕带；主体部分，它由上盖和壳体包围；以及根据本公开中的实施例的天线装置，其中，所述腕带连接到所述主体部分以用于将所述腕带设备佩戴在目标体上。

根据本公开的实施例，利用腕带设备本身的金属构件形成天线，从而避免对金属壳体进行开缝和/或对金属壳体进行馈电。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，并且连同其说明一起用于解释本发明的原理。

图1示意性地示出了根据本发明的一个实施例的腕带设备的立体示意图。

图2示意性地示出了根据本发明的一个实施例的腕带设备的示意性剖视图。

图3示意性地示出了根据本发明的一个实施例的腕带设备的示意性顶视图。

图4示意性地示出了根据本发明的一个实施例的腕带设备的示意性左视图。

图5示意性地示出了根据本发明的一个实施例的腕带设备的示意性右视图。

图6示意性地示出了根据本发明的一个实施例的腕带设备的示意性后视图。

图7示出了根据本发明的另一个实施例的天线装置的示意性等效电路图。

图8示出了根据本发明的又一个实施例的天线装置的示意性馈电点。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1示意性地示出了根据本发明的一个实施例的腕带设备的立体示意图。

如图1所示，腕带设备包括腕带500和主体部分。主体部分由上盖400和壳体200围成。在图1中，上盖400位于腕带500之下并且被腕带500遮盖。尽管在图1中上盖400仅覆盖主体部分上表面的一部分，但是，上盖400可以完全覆盖主体部分的上表面。

腕带500可以是非金属材质的，例如，是由硅胶制成的。

此外，尽管在这个实施例中没有示出，但是，主体部分还可以包括显示装置。显示装置可以被设置在主体部分的上表面或侧面。

在图1中还可以包括天线馈电基板300。在图1中，天线馈电基板300的一部分露出。可选地，天线馈电基板300也可以完全隐藏在主体部分的内部。

图2示意性地示出了根据本发明的一个实施例的腕带设备的示意性剖视图。图3示意性地示出了根据本发明的一个实施例的腕带设备的示意性顶视图。图4示意性地示出了根据本发明的一个实施例的腕带设备的示意性左视图。图5示意性地示出了根据本发明的一个实施例的腕带设备的示意性右视图。图6示意性地示出了根据本发明的一个实施例的腕带设备的示意性后视图。

图2-6中的腕带设备包括用于腕带设备的天线装置。该天线装置包括：天线馈电基板300和上盖。天线馈电基板包括天线馈电电路。所述上盖400用于和腕带设备的壳体200形成所述腕带设备的主体部分。所述上盖包括金属板结构部分400。所述金属板结构部分400至少部分覆盖所述主体部分的上表面。金属板结构部分电耦合到所述天线馈电电路并且用作所述腕带设备的天线辐射体。

尽管在这里是处的金属板结构部分的板状是矩形的，但是，本领域技术人员应当理解，金属板结构部分的板状还可以是其他形状。

通常来说，天线馈电基板300位于主体部分的内部。但是，在某些情况下，也可以将天线馈电基板300设置在上盖中或者在上盖和腕带之间。

在图2中，上盖完全由金属板结构部分400构成。但是，在其他实施例中，上盖的一部分由金属板结构构成，而其他部分可以由非金属材料构成。

在这个实施例中，利用腕带设备的金属结构体来实现腕带设备的天线。这样使得腕带设备的主体部分可以整体或大部分由金属构成，从而至少部分缓解外观设计和天线设计之间的冲突。此外，在这里，不需要对金属壳体进行开缝处理也不需要对壳体进行馈电。

在所述壳体200是金属材质的情况下，所述金属板结构部分400可以和所述壳体200电隔离，即，所述金属板结构部分400和所述壳体200不直接联通。

在图2中，天线装置还可以包括系统基板100。系统基板100将要发送的数据传递给天线馈电基板300的天线馈电电路。天线馈电电路将所述数据转换成要送的信号以通过所述天线辐射体400辐射信号。

如图2所示，系统基板100例如可以通过螺丝201、202被固定到外壳200。系统基板100例如可以通过金属螺丝201、202或其他导电体连接到外壳200。天线馈电基板300通过信号线路301、302与系统基板100连接。信号线路301、302例如可以是金属弹片或Pogpin。天线馈电基板300通过馈电元件303、304将要发送的信号馈送到天线辐射体400。

在图3的顶视图中示出了天线辐射体400的馈电点403、404。馈点元件303、304将要发送的信号分别馈送到天线辐射体400上的馈电点403、404。

例如,馈电点403用于激励在天线辐射体400的宽度方向上的谐振辐射。馈电点404用于激励在天线辐射体400的长度方向上的谐振辐射。例如，可以将天线辐射体400的长度设置为GPS信号的四分之一波长，以及可以将天线辐射体400的宽度设置为WIFI信号的四分之一波长。这样，可以在天线辐射体400上获得GPS和WIFI两个独立的辐射。这两个辐射的辐射模式相互正交，从而可以获得-25dB以上的隔离度。

本领域技术人员应当理解，由于天线的发送和接收的对称性，尽管这里针对信号的发送描述了信号路径，但是，该路径同样适用于接收路径。对于接收路径在这里不再重复描述。因此，在这里描述的“馈电电路”、“馈电点”等，对于信号发送而言，它们指的是发送信号的发送馈电电路和发送馈电点；对于信号接收而言，它们指的是接收信号的接收馈电电路和接收馈电点。

在这个实施例中，馈电元件303、304可以是导电泡棉。导电泡棉303、304可以被镶嵌在天线辐射体400的与馈电点对应的凹槽中。天线馈电电路通过导电泡棉303、304向所述天线辐射体400馈送信号。导电泡棉具有一定的弹性，可以容忍一定的冲击。因此，在这里采用导电泡棉可以提高腕带设备的稳固性。在例如飞鸽定位器、宠物随身器、病危动物保护跟踪器、候鸟研究跟踪器等物联网应用中，佩戴腕带设备的目标体可能是动物。因此，腕带设备在使用过程中可能遭受较多的意外冲击。在这种情况下，使用导电泡棉的设计是尤其有益的。

如图3所示，腕带设备的天线辐射体400包括第一馈电点403和第二馈电点404。第一馈电点403和第二馈电点404用于在天线辐射体400上激励相互正交的辐射。与现有技术的腕带装置相比，由于板状结构的天线辐射体400具有长度和宽度两个不同维度，因此，较容易在这两个正交的维度产生相互正交的辐射。这有利于在提高两路天线信号的隔离度。

通过第一馈电点403和第二馈电点404可以激励板状的天线辐射体在长度和宽度两个方向上的谐振，从而可以实现双频辐射，例如，GPS和WIFI双频辐射。

此外，如图2、6所示，所述天线辐射体包括至少一个弯折部分“A”、“B”。所述弯折部分可以用于将上盖或天线辐射体固定到壳体200。此外，通过这种弯折部分可以扩展天线的辐射图，从而扩展天线的接收方向。

图7示出了根据本发明的另一个实施例的天线装置的示意性等效电路图。如图7所示，天线馈电电路可以包括匹配电路320和电感电路310。匹配电路320经由电感电路310连接到上盖400的天线辐射体400以调整所述天线辐射体400的谐振频率。在天线辐射体400的尺寸不够，可以通过这种在匹配电路上串联电感电路的方式，将过高的天线谐振频率调节到期望的位置。

图8示出了根据本发明的又一个实施例的天线装置的示意性天线辐射体。如图8所示，所述天线辐射体400包括第一馈电点421和第一接地点422。第一接地点422可以通过开关控制以处于接地状态或浮空状态，从而分别在天线辐射体上激励至少两种辐射模式。

可选地，如图8所示，天线辐射体400还可以包括第三馈电点423。第一接地点422位于第一馈电点421和第三馈电点423之间。第三馈电点423通过开关(未示出)控制以便处于与第一接地点422相对应的接地状态或浮空状态。开关可以是本领域常用的装置，因此，在这里省略对它的详细描述。

在一个例子中，第一馈电点421和第三馈电点423相对于第一接地点422对称。在这种情况下，天线辐射体400可以等效成两个相同的天线。这两个天线可以用于提高接收信号的灵敏度。

在另一个例子中，第一馈电点421和第三馈电点423相对于第一接地点422是非对称的。在这种情况下，，天线辐射体400可以等效成两个不相同的天线，它们可以用于接收不同的信号。

在这个实施例中，通过可控制的接地点和馈电点可以控制天线的接收特性。可以利用这种方式实现智能控制的天线。

此外，尽管在图8中示出了第三馈电点423，但是，第三馈电点423可以被省略。

在一个实施例中，在省略第三馈电点423的情况下，第一接地点422可以靠近天线辐射体400的远离第一馈电点的边。在这种情况下，可以实现天线辐射频率的微调。在某些辐射信号发生漂移的情况下，这种微调是有利的。

图8中的天线辐射体可以替换图1-6中的天线辐射体。可选地，图8中的天线辐射体可以与图1-6中的天线辐射体结合，即，可以按照图8的方式，分别在天线辐射体的长度和宽度方向上分别设置馈电点和接地点。

与现有技术的方案不同，在这里可以利用天线辐射体的板状结构实现上面这种可改变的设置。

在一个实施例中，还提供了一种腕带设备。如图1-6所示，所述腕带设备包括：腕带500；主体部分，它由上盖和壳体200包围；以及上面所述的天线装置。所述腕带500连接到所述主体部分以用于将所述腕带设备佩戴在目标体上。所述目标体可以是人或动物。

虽然已经通过例子对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于腕带设备的天线装置，包括：

天线馈电基板，包括天线馈电电路；以及

上盖；

其中，所述上盖用于和腕带设备的壳体形成所述腕带设备的主体部分，所述上盖包括金属板结构部分，所述金属板结构部分至少部分覆盖所述主体部分的上表面，以及金属板结构部分电耦合到所述天线馈电电路并且用作所述腕带设备的天线辐射体。

2.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述壳体是金属材质的，以及所述金属板结构部分和所述壳体电隔离。

3.根据权利要求1所述的天线装置，还包括系统基板，所述系统基板将要发送的数据传递给天线馈电基板的天线馈电电路，以及所述天线馈电电路将所述数据转换成要送的信号以通过所述天线辐射体辐射信号。

4.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述天线馈电电路通过导电泡棉向所述天线辐射体馈送信号。

5.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述天线辐射体包括第一馈电点和第二馈电点，以及所述第一馈电点和第二馈电点用于在天线辐射体上激励相互正交的辐射。

6.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述天线辐射体包括至少一个弯折部分。

7.根据权利要求1所述的天线装置，其中，天线馈电电路包括匹配电路和电感电路，以及所述匹配电路经由所述电感电路连接到所述天线辐射体以调整所述天线辐射体的谐振频率。

8.根据权利要求1所述的天线装置，其中，所述天线辐射体包括第一馈电点和第一接地点，以及所述第一接地点通过开关控制以处于接地状态或浮空状态，从而分别在天线辐射体上激励至少两种辐射模式。

9.根据权利要求8所述的天线装置，其中，所述天线辐射体还包括第三馈电点，所述第一接地点位于所述第一馈电点和第三馈电点之间，以及所述第三馈电点通过开关控制以便处于与所述第一接地点相对应的接地状态或浮空状态。

10.一种腕带设备，包括：

腕带；

主体部分，它由上盖和壳体包围；以及

根据权利要求1-9中的任何一项所述的天线装置，

其中，所述腕带连接到所述主体部分以用于将所述腕带设备佩戴在目标体上。