CN110350295A - 穿戴式电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种穿戴式电子设备,包括显示部、第一天线、第二天线、第三天线以及第四天线,显示部包括第一边框以及第二边框,第一天线、第二天线、第三天线以及第四天线关于显示部的中心以中心对称的布局间隔地设置于显示部,每个天线的第一辐射体设置于第一边框,每个天线的第二辐射体设置于第一边框与第二边框之间,第一辐射体和第二辐射体分别用于收发不同频段的5G信号,且第一辐射体为LOOP天线。本申请提供的穿戴式电子设备通过四个天线关于显示部的中心以中心对称设置,使得四个天线可以向四周任一方向辐射和接收电磁波信号,由于LOOP天线的敏感度比较低且性能稳定,可以显著减少用户握持对天线的干扰。
Description
技术领域
本申请涉及电子设备技术领域,具体而言,涉及穿戴式电子设备。
背景技术
随着通信技术的发展,人们在日常生活中越来越广泛地使用手环、智能手表等穿戴式电子设备。天线是实现穿戴式电子设备的通信或交互功能的主要电子元件,也是不可或缺的电子元件之一。穿戴式电子设备内部通过设置不同的天线来实现不同的功能,在小尺寸的穿戴式电子设备上如何尽量避免天线间干扰的成为当前的研究课题。
发明内容
本申请提出了一种穿戴式电子设备,以解决以上问题。
本申请实施例通过以下技术方案来实现上述目的。
本申请实施例提供一种穿戴式电子设备,包括显示部、第一天线、第二天线、第三天线以及第四天线,显示部包括第一边框以及第二边框,第一边框与第二边框相间隔,第一天线、第二天线、第三天线以及第四天线关于显示部的中心以中心对称的布局间隔地设置于显示部,第一天线、第二天线、第三天线以及第四天线中的每个均包括第一辐射体和第二辐射体,第一辐射体设置于第一边框,第二辐射体设置于第一边框与第二边框之间,第一辐射体和第二辐射体分别用于收发不同频段的5G信号,且第一辐射体为LOOP天线。
在一种实施方式中,四个第一辐射体中的每个设置有第一连接件和第二连接件,第一连接件以及第二连接件分别连接于第一辐射体的两端且均朝向远离第一辐射体的方向伸出。
在一种实施方式中,第一边框和第二边框均为金属边框,显示部还包括中框板,第一边框和第二边框围设于中框板的边缘并连接于中框板。
在一种实施方式中,第一边框与中框板之间相间隔以形成两个第一间隔缝隙,第一边框设有贯通第一边框的两个第一贯通缝隙,两个第一贯通缝隙分别设置于第一边框的两端,并分别与第一间隔缝隙连通以在第一边框形成两个第一辐射体。
在一种实施方式中,第二边框与中框板之间相间隔以形成两个第二间隔缝隙,第二边框设有贯通第二边框的两个第二贯通缝隙,两个第二贯通缝隙分别设置于第二边框的两端,并分别与第二间隔缝隙连通以在第二边框形成两个第一辐射体。
在一种实施方式中,显示部包括显示面,第一边框和第二边框分别设置于显示面的平行间隔的两侧。
在一种实施方式中,第二辐射体与第一边框平行设置。
在一种实施方式中,所述穿戴式电子设备设置有第一馈电点和第二馈电点,第一馈电点连接于第一辐射体,第二馈电点连接于第二辐射体的中心位置,第二辐射体于连接处向两端分别形成两段长度相等的辐射段。
在一种实施方式中,显示部还包括连接框,连接框为绝缘框体,连接框连接于第一边框以及第二边框之间。
在一种实施方式中,显示部还包括天线支架,天线支架连接于第一边框与第二边框之间,四个第二辐射体中至少有一者设置于天线支架。
本申请提供的穿戴式电子设备通过第一天线、第二天线、第三天线以及第四天线收发5G信号,且每个天线中的第一辐射体和第二辐射体用于收发不同频段的5G信号,能够实现5G信号的多输入和多输出,由于LOOP天线的敏感度比较低且性能稳定,当用户握持穿戴式电子设备100可以减少用户握持对天线的干扰。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的一种穿戴式电子设备的结构示意图。
图2是本申请实施例提供的一种穿戴式电子设备的剖面图。
图3是图2中第一部分的局部剖面图。
图4是图2中第二部分的局部剖面图。
图5是本申请实施例提供的另一种穿戴式电子设备的剖面图。
图6本申请实施例提供的另一种穿戴式电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
请参阅图1,本申请实施例提供一种穿戴式电子设备100,穿戴式电子设备100可以为但不限于手环、智能手表、无线耳机等电子装置。本申请实施例的穿戴式电子设备100以智能手表为例进行说明。
请参阅图1和图2,穿戴式电子设备100包括显示部110、第一天线120、第二天线130、第三天线140以及第四天线150,显示部110包括第一边框111以及第二边框112,第二边框112与第一边框111相间隔,第一天线120、第二天线130、第三天线140以及第四天线150关于显示部110的中心以中心对称的布局间隔地设置于显示部110。中心是指与显示部110四周的距离相等的几何位置中心点。显示部110可以为规则形状的几何结构,例如圆柱体、矩形体或者椭圆体。
第一天线120、第二天线130、第三天线140以及第四天线150中的每个包括第一辐射体121和第二辐射体122,第一辐射体121设置于第一边框111,第二辐射体122设置于第一边框111与第二边框112之间,第一辐射体121和所述第二辐射体122分别用于收发不同频段的5G信号,且第一辐射体121为LOOP天线(Loop Antenna,环形天线)。
显示部110可用于供穿戴式电子设备100进行图像显示,或者,同时用于供图像显示和供用户进行人机交互,例如用户可通过显示部进行触控操作。在一些实施方式中,可以是由硬质壳体形成的显示部110,例如显示部110包括显示屏和硬质的壳体,显示屏装配于硬质的壳体并共同形成显示部110,边框形成在壳体的围绕显示屏的周边。在一些实施方式中,显示部110可以为柔性显示屏,边框形成于显示部110的周边。在一些实施方式中,显示模组内设在透光的材料的内部而形成显示部110,边框形成于显示模组的周边。
5G信号用于接入无线通讯网络,以实现无线通讯,5G信号至少包括频率范围为N78(3.3GHz~3.6GHz)、N79(4.8GHz~5GHz)的5G信号。
本申请实施例提供的穿戴式电子设备100,通过彼此间隔设置的第一天线120、第二天线130、第三天线140以及第四天线150,且四个天线中的第一辐射体121和第二辐射体122用于收发不同频段的5G信号,可以实现穿戴式电子设备100收发5G信号,且实现了5G信号的多输入和多输出,降低了握持对天线120收发信号的影响,提高了穿戴式电子设备100的通信质量。
第一天线120、第二天线130、第三天线140以及第四天线150关于显示部110的中心以中心对称的布局间隔地设置于显示部110,使得四个天线能够向显示部110的四周均匀地辐射或者接收电磁波,进而实现穿戴式电子设备100大范围地对5G信号进行收发。通过设置多个天线实现多发多收,在不增加频谱资源和发射功率的情况下,可以成倍地提高系统信道容量,还可以提高信道的可靠性,从而改善通信质量。
环形天线的敏感度比较低,当用户的头和手正面接触到天线时,天线受到的影响比较小,因而通过将第一辐射体121设置为环形天线,这样能够使得第一辐射体121收发信号的性能更加稳定性。通过四个第一辐射体121均设置在相间隔的第一边框111和第二边框112,当用户握持穿戴式电子设备100时接触到第一边框111或第二边框112时,由于第一辐射体121均为环形天线,这样既可以减少用户握持对第一辐射体121的影响,又能够使减少显示部110内部电子器件对第一辐射体121的干扰,进而提高第一辐射体121收发信号的效率。
具体地,如图2所示,在本实施例中,显示部110还包括连接框113以及中框板114,第一边框111和第二边框112围设于中框板114的边缘并连接于中框板114,连接框113包括第一子连接框1131和第二子连接框1132,第一子连接框1131和第二子连接框1132相对间隔设置且分别连接于第一边框111和第二边框112之间,第一边框111、第一子连接框1131、第二边框112以及第二子连接框1132依次首尾相连并围设形成大致的框状结构。
在本实施例中,显示部110为大致的矩形体结构,显示部110的中心(如图2所示的A位置)位于第一边框111的中点与第二边框112的中点连线的中心位置。在其他实施方式中,对于对称图形,中心即对称中心,对于非对称图形,无法确认中心的,视觉上的中心可以视为中心,这样设置可以使得各个天线尽可能远地间隔开。
在一些实施方式中,连接框113可以为绝缘框体,例如连接框113可以由塑胶或橡胶等绝缘材料制成。当连接框113连接于第一边框111和第二边框112时,由于电磁波可以穿透绝缘体且电磁波的强度不会减弱,这样既能够避免连接框113对天线信号产生干扰和遮蔽,又可以增加显示部110的整体结构强度。
请一并参阅图1和图2,在本实施例中,显示部110包括显示面117以及与显示面117相对的底壳118,显示面117设置于第一边框111和第二边框112的同侧,底壳118设置于第一边框111和第二边框112的同侧。显示面117可以为触控显示面,显示面117、第一边框111、第二边框112、连接框113以及中框板114共同围合形成收容空间,电子元件收容于该收容空间内。第一边框111和第二边框112分别设置于显示面117的平行间隔的两侧,即第一边框111与第二边框112平行间隔设置。
在本实施例中,第一边框111和第二边框112均为金属边框,例如可以由铝合金、不锈钢、钛合金等材料制成。
请参阅图2,在本实施例中,第一边框111与中框板114之间相间隔以形成两个第一间隔缝隙1152,两个第一间隔缝隙1152间隔设置,第一边框111设有贯通第一边框111的两个第一贯通缝隙1151,两个第一贯通缝隙1151分别设置在第一边框111的两端,两个第一贯通缝隙1151分别与两个第一间隔缝隙1152连通以在第一边框111形成两个第一辐射体121。
在本实施例中,第二边框112与中框板114之间相间隔以形成两个第二间隔缝隙1162,第二边框112设有贯通第二边框112的两个第二贯通缝隙1161,两个第二贯通缝隙1161分别设置于第二边框112的两端,并分别与第二间隔缝隙1162连通以在第二边框112形成两个第一辐射体121。
图中的缝隙宽度仅为示意宽度,不代表实际的缝隙的宽度;以及图中的缝隙长度仅为示意长度,不代表实际缝隙的长度。
通过第一间隔缝隙1152与第一贯通缝隙1151连通以在第一边框111形成两个第一辐射体121,以及第二间隔缝隙1162与第二贯通缝隙1161连通以在第二边框形成两个第一辐射体121,以使四个第一辐射体121直接外露,避免了内部电子器件的干扰,进而增加第一辐射体121收发信号的强度。在工艺和成本方面,四个第一辐射体121形成于金属边框,均为金属制成,这样形成天线可以减少在穿戴式电子设备100内部额外设置单独的天线工序,降低了穿戴式电子设备100的生产成本。
请参阅图2和图3,在本实施例中,四个第一辐射体121用于收发N78(3.3GHz~3.6GHz)的5G信号,四个第一辐射体121中的每个设置有第一连接件1211以及第二连接件1212,其中位于同一边框的两个第一辐射体121的第二连接件1212相互远离。
在本实施例中,第一连接件1211以及第二连接件1212分别设置于第一辐射体121的两端且均朝向远离第一辐射体111的方向伸出,第一连接件1211可用于与穿戴式电子设备100的馈电点进行连接,用以馈入电流,第二连接件1212可用于接地,馈电点的电流可由第一连接件1211流入并通过第一辐射体121从第二连接件1212回流至接地点。第一连接件1211以及第二连接件1212均朝向第一间隔缝隙1152伸出且与中框板114相间隔,第一连接件1211、第二连接件1212以及第一辐射体121共同构成环形天线。
在一些实施方式中,第一连接件1211以及第二连接件1212平行设置,以使第一连接件1211与第二连接件1212之间的间距处处大致相等,例如第一连接件1211作为馈电端,以及第二连接件1212作为接地端时,能够减少两者之间的相互影响。
通过将第一辐射体121设置为环形天线,第一辐射体121形成于第一边框111和第二边框112,能够有效地利用第一边框111的边长和第二边框112的边长进行电磁波的接收和发射。当馈入电流由第一辐射体111的一端流入并可从另一端流出时,馈入电流可流经整个第一辐射体111并产生谐振以向外辐射电磁波,由于环形天线的总长长度较长,使得馈入电流流经的距离较长可以更多地向外辐射电磁波,进而使得穿戴式电子设备100可以向四周的任一方向收发信号。
由于四个第一贯通缝隙1151设置在金属边框上,当第一辐射体111有馈入电流流入时,第一贯通缝隙1151处均存在耦合,通过第一贯通缝隙1151可以使得第一边框111的与第一辐射体111隔开的部分金属能够产生激励电流并辐射一定的电磁波,同样的,第二边框112的与第一辐射体111隔开的部分金属能够产生激励电流并辐射一定频段的电磁波。
请参阅图3和图4,在本实施例中,四个第二辐射体122用于收发N79(4.8GHz~5GHz)的5G信号,四个第二辐射体122均设置于第一边框111和第二边框112之间。四个第二辐射体122中的每个设置有发射端1221,每个第一辐射体121与每个第二辐射体122相邻设置。
具体地,第一天线120的第二辐射体122与第一天线120的第一辐射体121相邻设置,且第二辐射体122与第一边框111大致平行设置;第二天线130的第二辐射体122与第二天线130的第一辐射体121相邻设置,且第二辐射体122与第二边框112大致平行设置;第三天线140的第二辐射体122与第三天线140的第一辐射体121相邻设置,且第三天线140与第一边框111大致平行设置;第四天线150的第二辐射体122与第四天线150的第一辐射体121相邻设置,且第四天线150与第二边框112大致平行设置。
通过第二辐射体122与第一边框111平行设置,使得第二辐射体122的发射端1221的朝向与第一边框111和第二边框112平行,避免发射端1221朝向第一辐射体121,尽可能地减少第二辐射体122与第一辐射体121之间的相互干扰。
通过多个第一辐射体121用于收发N78(3.3GHz~3.6GHz)的5G信号,以及多个第二辐射体122用于收发N79(4.8GHz~5GHz)的5G信号,且多个第一辐射体121设置在相间隔的第一边框111和第二边框112,多个第二辐射体122相互间隔设置并与第一辐射体121的位置间隔,这样可以减少或避免多个辐射体之间的信号干扰,以使穿戴式电子设备100至少可以收发N78(3.3GHz~3.6GHz)以及N79(4.8GHz~5GHz)的5G信号,当在一种环境中,例如用户遮挡部分第一辐射体121时,穿戴式电子设备100收发N78(3.3GHz~3.6GHz)的5G信号比较弱时,此时,穿戴式电子设备100可以通过收发N79(4.8GHz~5GHz)的5G信号,进而实现5G信号的收发,有效地提高穿戴式电子设备100的信号强度。
一般地,天线的工作频率越高与辐射强度成正比。在本实施例中,由于第一辐射体121用于收发N78(3.3GHz~3.6GHz)的5G信号,第二辐射体122用于收发N79(4.8GHz~5GHz)的5G信号,使得第一辐射体121的辐射强度较弱于第二辐射体122的辐射强度,通过将第一辐射体121设置在第一边框111和第二边框112可以减少或避免第一辐射体121辐射的电磁波被减弱。此外,通过第一辐射体121和第二辐射体122分别用于收发不同频段的5G信号,例如当第一辐射体121收发N78频段的5G信号减弱时,穿戴式电子设备100不需要通过频段切换电路来切换频段,而可以直接通过第二辐射体122进行收发N79(4.8GHz~5GHz)的5G信号,这样能够保证穿戴式电子设备100的信号强度,同时可以避免因通过频段切换电路切换频段时产生短暂性的信号减弱或中断,进而保证穿戴式电子设备100可以持续地收发一定信号强度的5G信号。
在一些实施方式中,如图5所示,显示部110还包括天线支架115,天线支架115连接于第一边框111和第二边框112之间,四个第二辐射体122中至少有一者设置在天线支架115,例如可以将部分数量的第二辐射体122设置在中框板114。再例如,天线支架115设置的数量可以为两个,两个天线支架115平行间隔设置,两个第二辐射体122设置在其中一个天线支架115上,另外两个第二辐射体122设置在另外一个天线支架115上。第二辐射体122可通过激光直接成型技术(Laser Direct Structuring,LDS)、直接印刷技术(Print DirectStructuring,PDS)、柔性电路板(Flexible printed circuit)等形式形成于天线支架115上,在此不作赘述。
第二辐射体122可以为IFA(inverted-F Antenna,倒F天线)、Loop Antenna(环形天线)、Slot Antenna(缝隙天线)。天线支架115为金属支架时,天线支架115可通过开设缝隙以形成第二辐射体122。
在一些实施方式中,四个第二辐射体122也可均设置于中框板114,例如中框板114为塑胶板或橡胶板,四个第二辐射体122可直接通过直接印刷技术连接于天线支架115,或者中框板114也可开设缝隙形成第二辐射体122。
在一些实施方式中,第一间隔缝隙1152、第二间隔缝隙1162、第一贯通缝隙1151以及第二贯通缝隙1161内可以均填充绝缘介质,以增强四个天线与显示部110之间的连接结构强度,进而增强四个天线的整体强度,同时也可以增加显示部110的整体强度。填充的绝缘介质可以为塑胶或者橡胶等非导电的材料,两者可通过注塑一体成型等工艺形成固定。
在一些实施方式中,穿戴式电子设备100设置有若干个第一匹配电路和若干个第二匹配电路,第一匹配电路与第一辐射体121对应的频段设置,第二匹配电路与第二辐射体122对于的频段设置,以通过第一匹配电路和第二匹配电路实现第一辐射体121和第二辐射体122收发不同频段的5G信号。
第一匹配电路以及第二匹配电路可以分别为电容器、电感器和LC电路(即电感器和电容器并列的电路)中的一个,并组合成与开关相连接的电路。相应地,对应的电容器、电感器或LC电路的值可分别根据第一辐射体121和第二辐射体122对应的频段设置。
请参阅图3和图4所示,在本实施例中,穿戴式电子设备100设置有多个第一馈电点161,多个第一馈电点161分别与四个第一辐射体121的第一连接件1211连接,以馈入电流信号。穿戴式电子设备100设置有多个第二馈电点162,多个第二馈电点162分别与四个第二辐射体122连接,以馈入电流。
在一些实施方式中,例如第二馈电点162于第二辐射体122的连接处向两端分别形成两段长度不相等的辐射段,两段不等长的辐射段可用于同时辐射不相同频段的信号,以使得第二辐射体122收发不同频段的5G信号。在一些实施方式中,第二馈电点162于第二辐射体122连接于第二辐射体122的中心位置时,第二辐射体122于连接处向两端分别形成两段长度相等的辐射段,两段等长的辐射段可用于同时收发相同频段的5G信号,以增强第二辐射体122的辐射效率。
请参阅图6,在本实施例中,显示部110可拆卸地连接于穿戴部170,具体地,穿戴部170连接于连接框113,以通过磁性吸附、卡扣结构等可拆卸的方式与显示部110进行连接,穿戴部170的两端可分别与连接框113连接,以大致形成环状,进而通过环状固定于用户的穿戴部位(如手腕)。
通过将穿戴部170连接于连接框113,使得穿戴部170与第一边框111以及第二边框112之间无连接,这样可以减少穿戴部170对天线的干扰,例如当穿戴部170为金属表带时,由于金属对天线的信号会产生一定的干扰,而将穿戴部170连接于连接框113可以减少穿戴部170对天线干扰。
在一些实施方式中,如图4所示,穿戴部170包括第一表带171和第二表带172,第一表带171和第二表带172均连接于显示部110,具体地,第一表带171和第二表带172分别连接于连接框113,其中表带可以由塑胶、金属、皮带、布带、纸带等材料制成,或者,可以由两种或两种以上的材料同时制成。
综上,本申请提供的穿戴式电子设备100通过第一天线120、第二天线130、第三天线140以及第四天线150收发5G信号,实现了5G信号的多输入和多输出,可以减少用户握持对天线信号的干扰,四个天线的第一辐射体121分别设置于第一边框111和第二边框112,且四个天线的第二辐射体122设置于第一边框111和第二边框112之间,通过第一辐射体121和第二辐射体122分别收发不同频段的5G信号,且能够减少天线之间的相互干扰。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种穿戴式电子设备,其特征在于,包括:
显示部,所述显示部包括第一边框以及第二边框,所述第一边框与所述第二边框相间隔;
第一天线;
第二天线;
第三天线;以及
第四天线,所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线关于所述显示部的中心以中心对称的布局间隔地设置于所述显示部,所述第一天线、所述第二天线、所述第三天线以及所述第四天线中的每个均包括第一辐射体和第二辐射体,所述第一辐射体设置于所述第一边框,所述第二辐射体设置于所述第一边框与所述第二边框之间,所述第一辐射体和所述第二辐射体分别用于收发不同频段的5G信号,所述第一辐射体为LOOP天线。
2.如权利要求1所述的穿戴式电子设备,其特征在于,四个所述第一辐射体中的每个设置有第一连接件和第二连接件,所述第一连接件以及所述第二连接件分别连接于所述第一辐射体的两端且均朝向远离所述第一辐射体的方向伸出。
3.如权利要求1所述的穿戴式电子设备,其特征在于,所述第一边框和所述第二边框均为金属边框,所述显示部还包括中框板,所述第一边框和所述第二边框围设于所述中框板的边缘并连接于所述中框板。
4.如权利要求3所述的穿戴式电子设备,其特征在于,所述第一边框与所述中框板之间相间隔以形成两个第一间隔缝隙,所述第一边框设有贯通所述第一边框的两个第一贯通缝隙,两个所述第一贯通缝隙分别设置于所述第一边框的两端,并分别与所述第一间隔缝隙连通以在所述第一边框形成两个所述第一辐射体。
5.如权利要求3所述的穿戴式电子设备,其特征在于,所述第二边框与所述中框板之间相间隔以形成两个第二间隔缝隙,所述第二边框设有贯通所述第二边框的两个第二贯通缝隙,两个所述第二贯通缝隙分别设置于所述第二边框的两端,并分别与所述第二间隔缝隙连通以在所述第二边框形成两个所述第一辐射体。
6.如权利要求1所述的穿戴式电子设备,其特征在于,所述显示部包括显示面,所述第一边框和所述第二边框分别设置于所述显示面的平行间隔的两侧。
7.如权利要求6所述的穿戴式电子设备,其特征在于,所述第二辐射体与所述第一边框平行设置。
8.如权利要求1所述的穿戴式电子设备,其特征在于,所述穿戴式电子设备设置有第一馈电点和第二馈电点,所述第一馈电点连接于所述第一辐射体,所述第二馈电点连接于所述第二辐射体的中心位置,所述第二辐射体于所述中心位置向两端分别形成两段长度相等的辐射段。
9.如权利要求1所述的穿戴式电子设备,其特征在于,所述显示部还包括连接框,所述连接框为绝缘框体,所述连接框连接于所述第一边框以及所述第二边框之间。
10.如权利要求1所述的穿戴式电子设备,其特征在于,所述显示部还包括天线支架,所述天线支架连接于所述第一边框与所述第二边框之间,四个所述第二辐射体中至少有一者设置于所述天线支架。
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