CN110544816A - 可穿戴设备的天线和可穿戴设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可穿戴设备的天线和可穿戴设备，包括天线本体、设备主板、设备可利用金属部分和螺钉；设备主板包括可供使用的天线地部分；设备可利用金属部分为可穿戴设备包含金属设计的部分；螺钉用于固定设备可利用金属部分与设备主板的天线地部分，以使得设备可利用金属部分扩展为天线主体的地；且在设备可利用金属部分与天线地部分之间保留有设定间距；设定间距不同，延长地的阻抗不同，从而使得二者之间的容感抗值也不同，对天线主体的性能影响也不同，故实际应用中，根据提升天线主体性能所需的容感抗值来确定该设定距离，起到提升天线主体性能的效果。

Description

可穿戴设备的天线和可穿戴设备
技术领域
本发明属于通信技术领域，具体地说，是涉及一种可穿戴设备的天线和可穿戴设备。
背景技术
诸如智能手表、智能手环等可穿戴产品的功能实用、体积小巧、携带方便，被越来越多的用户所喜爱，同时，对产品的功能的要求也不断增加。
天线在可穿戴产品的设计中是关键部件之一，为了兼顾续航，电池的尺寸需要增加，但又要兼顾便携和美观，要求可穿戴产品体积小巧，这样留给天线设计的空间就十分有限。
天线性能的好坏影响到可穿戴产品连接的稳定性，若天线性能不好，会导致GPS或者BT连接稳定性降低，严重时会出现断连的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可穿戴设备的天线和可穿戴设备，通过螺钉将主板地与设备可利用金属部分连接来扩展天线的接地，以及通过螺钉高度的调节实现对主板地与设备可利用金属部分之间的距离，实现对天线地的容感抗值的调整，提高了可穿戴设备的天线性能。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
提出一种可穿戴设备的天线，包括：天线本体；设备主板，包括可供使用的天线地部分；还包括：设备可利用金属部分，为所述可穿戴设备包含金属设计的部分；螺钉，用于固定所述设备可利用金属部分与所述设备主板的天线地部分，以使得所述设备可利用金属部分扩展为所述天线主体的地；且在所述设备可利用金属部分与所述天线地部分之间保留有设定间距；其中，所述设定间距由可提升所述天线主体性能所匹配的容感抗确定。
进一步的，所述设备可利用金属部分为可穿戴设备的电池屏蔽罩、金属壳体或显示屏的金属部分。
进一步的，所述设备可利用金属部分与所述设备主板的天线地部分相对平行固定。
进一步的，所述设备主板与所述设备可利用金属部分之间的设备主板上安装有主板屏蔽罩，以使得所述主板屏蔽罩与所述设备主板的天线地部分连接而扩展为所述天线主体的地。
提出一种可穿戴设备，包括如上所述的可穿戴设备的天线，所述可穿戴设备包括可穿戴设备主体和用于佩戴所述可穿戴设备主体的穿戴体。
进一步的，所述天线主体安装于所述可穿戴设备主体的外围或所述穿戴体上。
进一步的，所述穿戴体为腕带或颈带；所述天线主体安装于所述腕带或所述颈带表面。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明提出的可穿戴设备的天线和可穿戴设备中，采用螺钉将设备主板的天线地部分与设备可利用金属部分进行固定连接，用设备可利用金属部分扩展了天线主体的接地面积，并且，用螺钉固定时，保持设备可利用金属部分与设备主板的天线地部分之间留有设定间距，该设定间距不同，延长地的阻抗不同，从而影响天线整体的容感抗值也不同，对天线主体的性能影响也就不同，故实际应用中，根据提升天线主体性能所匹配的容感抗值来确定该设定距离，可以起到提升天线主体性能的效果。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
图1 为本发明提出的可穿戴设备的天线的一个实施例架构图；
图2为本发明提出的可穿戴设备的天线的实施例一结构图；
图3为图2所示实施例中没有设计设定距离D的整机S参数和Smith图；
图4为图2所示实施例的整机S参数和Smith图；
图5为图2所示实施例与没有设计设定距离D的天线效率对比图；
图6为本发明提出的可穿戴设备的天线的实施例二结构图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明提出的可穿戴设备的天线，如图1所示，包括天线本体100、设备主板200、设备可利用金属部分300和螺钉400；其中，设备主板200包括可供天线主体应用的天线地部分201；设备可利用金属部分300为可穿戴设备包含金属设计的部分，例如电池屏蔽罩、主板屏蔽罩、金属壳体或显示屏金属部分等。
螺钉400，如图1所示，用于固定设备可利用金属部分300与设备主板200的天线地部分201，以使得设备可利用金属部分300被扩展为天线主体100的地；并且，在本发明中，在设备可利用金属部分300与天线地部分201之间保留有设定间距D。
设定间距D不同，由设备可利用金属部分300和设备主板200的天线地部分201形成的延长地的阻抗不同，天线整体产生的容感抗也不同，对天线性能的影响也就不同；故，在实际设计应用中，该设定距离D由提升天线主体性能的容感抗值来确定，以起到提升天线主体的性能为设计目的。
下面以两个可穿戴设备的具体实施例，来对本发明提出的可穿戴设备的天线做出详细说明。
实施例一
如图2所示的可穿戴设备，包括可穿戴设备主体A和穿戴体（例如腕带、颈带等，图中未示出），可穿戴设备主体A包括天线主体100、设备主板200、电池以及电池屏蔽罩500、两颗螺钉400；两颗螺钉400把电池屏蔽罩500与设备主板200固定在一起，电池屏蔽罩500与设备主板200相对平行固定，二者之间由螺钉400限定了设备主板200与电池屏蔽罩500的间距D，间距D根据提升天线主体100性能所匹配的容感抗值来确定。
天线主体100设置于可穿戴设备主体A的外围，例如外壳侧围，与设备主板200电连接，并远离同频耦合金属器件。
以智能手环为例，智能手环的GPS频率1575.42MHZ，BT频率2400MHZ-2500MHZ，一般采用IFA，Monopole，PIFA等1/4波长天线，因设备本身体积小巧，天线主体100仅仅一半是辐射体，另一半辐射体就是参考地，一般用设备主板200的接地部分作为其天线地。
本实施例中，通过电池屏蔽罩500增大了天线整体参考地面积的同时，通过调节设备主板200与电池屏蔽罩500之间的间距D来调整天线参考地的容感抗，从而改变天线整体的容感抗值，起到提升天线主体100性能的效果。并且，调节设备主板200与电池屏蔽罩500之间的间距D能够增加天线主体100与用户手部之间的高度，在手部配合天线主体100一起辐射时，能够大幅改善天线性能和实际使用体验。
性能提升对比：如图3所示，为电池屏蔽罩500与设备主板200之间固定时不保留设定间距D的情况下的整机S参数和Smith图，图4所示，为电池屏蔽罩500与设备主板200之间固定后保留设定间距D（1.3mm）的情况下的整机S参数和Smith图，图5为两种情况下天线效率的对比图，从图中结合下表一可以看出：虽然GPS(1.57542Ghz)S参数是-15.9dB要比调整1.3mm缝隙S参数-12.6dB要好，但实际调整1.3mm缝隙辐射的效率却高于无缝隙效率5dB。BLE(2.4G-2.5G) 调整1.3mm缝隙辐射效率比无缝隙效率提高3.5dB左右。该设计中说明调整缝隙可以很好的调整延长地的容感抗让整机和天线一起辐射达到提升辐射效率目的；如果未增加间距，整机只依靠天线是难以满足谐振波长的，并且整机还会存在吸收天线大部分效率导致天线性能恶化，如表一数据无间距S参数比调整1.3mm S参数好但效率却不如调整1.3mm。
表一
Frequency 无间距S参数(dB) 调整1.3mm间距S参数(dB) 无间距效率(dB) 调整1.3mm间距效率(dB)
GPS(1.57542Ghz) -15.9 -12.6 -19 -13.9
BLE(2.4G-2.5G) -3.3 - -4.9 -8.8 - -8.3 -12.3 - -12.4 -8.9 - -8.1
实施例二
如图6所示的可穿戴设备，包括可穿戴设备主体A和穿戴体B，可穿戴设备主体A包括设备主板200、主板屏蔽罩600、电池以及电池屏蔽罩500、两颗螺钉400；两颗螺钉400把电池屏蔽罩500设备主板200固定在一起，主板屏蔽罩600与设备主板200的天线地部分通过焊接或螺钉等方式固定，以使得主板屏蔽罩600也扩展为天线主体100的地，也即，在本实施例中，主板屏蔽罩600与电池屏蔽罩600均被扩展为天线主体100的地；主板屏蔽罩600与电池屏蔽罩500之间由螺钉400限定了间距D，间距D根据提升天线主体100性能所匹配的容感抗值来确定。
天线主体100设置于穿戴体B的表面，例如腕带表面，颈带表面等，与设备主板200通过导线、微带线等实现电连接，天线主体100设置于穿戴体上保证了其具有足够的净空间并远离同频耦合金属器件。
本实施例中，通过电池屏蔽罩500和主板屏蔽罩600增大了天线整体参考地的面积，同时，通过调节主板屏蔽罩600与电池屏蔽罩500之间的间距D来调整天线参考地的容感抗，从而改变天线整体的容感抗值，起到提升天线主体100性能的效果。
具体的性能提升对比本实施不予赘述。
应该指出的是，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种可穿戴设备的天线，包括：
天线本体；
设备主板，包括可供使用的天线地部分；
其特征在于，还包括：
设备可利用金属部分，为所述可穿戴设备包含金属设计的部分；
螺钉，用于固定所述设备可利用金属部分与所述设备主板的天线地部分，以使得所述设备可利用金属部分扩展为所述天线主体的地；且在所述设备可利用金属部分与所述天线地部分之间保留有设定间距；
其中，所述设定间距由可提升所述天线主体性能所匹配的容感抗确定。
2.根据权利要求1所述的可穿戴设备的天线，其特征在于，所述设备可利用金属部分为可穿戴设备的电池屏蔽罩、金属壳体或显示屏的金属部分。
3.根据权利要求1所述的可穿戴设备的天线，其特征在于，所述设备可利用金属部分与所述设备主板的天线地部分相对平行固定。
4.根据权利要求1所述的可穿戴设备的天线，其特征在于，所述设备主板与所述设备可利用金属部分之间的设备主板上安装有主板屏蔽罩，以使得所述主板屏蔽罩与所述设备主板的天线地部分连接而扩展为所述天线主体的地。
5.一种可穿戴设备，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的可穿戴设备的天线；所述可穿戴设备包括可穿戴设备主体和用于佩戴所述可穿戴设备主体的穿戴体。
6.根据权利要求5所述的可穿戴设备，其特征在于，所述天线主体安装于所述可穿戴设备主体的外围或所述穿戴体上。
7.根据权利要求5所述的可穿戴设备，其特征在于，所述穿戴体为腕带或颈带；所述天线主体安装于所述腕带或所述颈带表面。
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