CN110729550A - 一种天线装置及智能手表 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及一种天线装置，涉及终端技术领域，所述天线装置，包括壳体和至少一个辐射体，所述辐射体设置在所述壳体内部，所述辐射体设有一个以上的分支，所述分支穿设于所述壳体的穿孔处，触碰各所述分支时，所述辐射体通过改变接地的分支来改变所述辐射体的信号强度。本申请通过辐射体的分支外露于壳体穿孔处，通过触碰分支改变所述辐射体信号强度，通过触碰不同分支进行自主切换，实现作为天线的辐射体在多种场景下始终在工作频段自谐振且具有最大的工作效率。本申请还公开了一种智能手表。

Description

一种天线装置及智能手表
技术领域
本申请涉及终端技术领域,例如涉及一种天线装置及智能手表。
背景技术
目前，随着5G通信技术的发展，无线互联技术在物联网终端的应用将具有爆发式的增长，同时物联网终端的形态多样化也是对无线设计技术的挑战。在可穿戴小型化终端产品设计中，由于其承载的功能越来越多，对产品内置天线的带宽和数量要求递增，天线空间需求的增多和整机堆叠的设计矛盾逐渐突出。
在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：不能实现单一天线在多种场景下始终在工作频段自谐振且具有最大的工作效率，不能解决小型化终端产品中传统按键装置与天线空间设计之间的冲突问题，不能提供与天线共形的金属按键设计。
发明内容
本公开实施例提供了一种天线装置，以解决小型化终端产品中传统按键装置与天线空间设计之间冲突的技术问题。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。
本公开实施例提供了一种天线装置，所述天线装置包括：壳体和至少一个辐射体，所述辐射体设置在所述壳体内部，所述辐射体设有一个以上的分支，所述分支穿设于所述壳体的穿孔处，触碰各所述分支时，所述辐射体通过改变接地的分支来改变所述辐射体的信号强度。
本公开实施例提供了一种智能手表，所述智能手表包括上述的天线装置。
本公开实施例提供的一种天线装置和智能手表，可以实现以下技术效果：通过将辐射体的分支作为触碰键的设计，解决小型化终端产品中传统按键装置与天线空间设计之间的冲突问题；通过处理器与作为天线的辐射体之间连接的匹配调谐装置，实现预设天线自由场景或人手触碰场景下的天线匹配调谐，使天线能够在多种场景下始终在工作频段自谐振且具有最大的工作效率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
图1是本公开实施例提供的一种智能手表壳体、表带与将辐射体分支作为触碰键的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的一种智能手表内部的设计原理示意图；
图3是本公开实施例提供的一种智能手表通过人手触碰第一触碰键时天线受影响的示意图；
图4是本公开实施例提供的一种智能手表通过人手触碰第二触碰键时天线受影响的示意图；
图5是本公开实施例提供的一种智能手表通过人手触碰第三触碰键时天线受影响的示意图。
附图标记：
1：辐射体；1a：分支；2：壳体；2a:穿孔；3：有源开关；4a:第一匹配器件,4b:第二匹配器件；5：信号源；6：处理器；7a：第一匹配电路；7b：第二匹配电路；11：第一辐射体；12：第二辐射体；111：第一触碰键；112：第二触碰键；121：第三触碰键。
具体实施方式
以下描述和附图充分地示出本文的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本文的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。本文中，术语“第一”、“第二”等仅被用来将一个元素与另一个元素区分开来，而不要求或者暗示这些元素之间存在任何实际的关系或者顺序。实际上第一元素也能够被称为第二元素，反之亦然。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的结构、装置或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种结构、装置或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的结构、装置或者设备中还存在另外的相同要素。本文中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中的术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本文和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本文的描述中，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本文中，除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。
本文中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。
本文中，术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。
本公开实施例提供了一种天线装置，包括：壳体2和至少一个辐射体1，辐射体1设置在壳体2内部，辐射体1设有一个以上的分支1a，分支1a穿设于壳体2的穿孔2a处，作为天线的辐射体1与作为触碰键的分支1a一体成型，实现天线与触碰键共形设计。人手触碰各分支1a时，辐射体1通过改变接地的各分支1a来改变述辐射体1的信号强度，开启辐射体1的触碰场景；不触碰任何一个分支1a为自由场景。通过将辐射体1作为天线、将分支1a作为触碰键的共形设计，当人手触碰外露的各个触碰键时，人手与触碰键能够对天线在工作频段的自阻抗产生影响，使天线的信号强度发生变化。天线辐射体1的走线位于壳体2的内部，辐射体1通过匹配调谐装置接地，且通过匹配电路与信号源5连接，处理器6通过逻辑控制线与有源开关3连接，处理器6识别有源开关3的状态并控制有源开关3的开启/关闭。匹配调谐装置包括：有源开关3和匹配器件，辐射体1依次通过有源开关3和匹配器件接地，匹配器件为电容，可选的，匹配器件为电感或短路电阻。通过将辐射体的分支作为触碰键的设计，解决小型化终端产品中传统按键装置与天线空间设计之间的冲突问题；通过处理器与作为天线的辐射体之间连接的匹配调谐装置，实现预设天线自由场景或人手触碰场景下的天线匹配调谐，使天线能够在多种场景下始终在工作频段自谐振且具有最大的工作效率。
在一些实施例中，匹配调谐装置为可变电容。
在一些实施例中，有源开关3为单刀多掷开关，有源开关3的动端数与匹配器件的个数相同，处理器6匹配调谐装置的状态确定辐射体1的被触碰分支接1a，控制有源开关3的动端连接对应的匹配器件。处理器6根据匹配调谐装置的状态确定辐射体1的被触碰分支接1a，识别有源开关3的与匹配器件的连通状态，处理器6的芯片输出改变有源开关3的逻辑信号，控制有源开关3的动端连接对应的匹配器件。
通过天线自由空间场景和人手触碰环境下的天线状态的预设，将不同状态下匹配调谐开关或可变电容等器件的状态记录，并实施反馈给处理器6的主芯片。主芯片根据耦合器的信号反射实施监测天线状态，并设有开关切换场景下天线性能的阈值，即人手触碰场景下，天线信号在自由场景下信号强度衰弱到阈值1以下确认天线状态发生改变，且调谐器件切换到人手场景后信号强度高于阈值2以确认为人手触发状态。在人手触碰场景下，由于人手的容性效应对天线性能产生影响，天线的状态被改变被芯片识别后切换到人手触碰状态，此时主芯片输出改变调谐器件的逻辑信号并对比天线信号强度后确认为被触发，并执行触发操作。
通过有源开关3切换不同匹配器件，预设天线自由场景或人手触碰场景下的天线匹配调谐，实现单一天线能够在多种场景下始终在工作频段自谐振且具有最大的工作效率。
在一些实施例中，匹配调谐装置可以是将辐射体1一部分断路接地或串联多个天线辐射体的设计形式，匹配调谐装置的状态识别、切换控制、按键功能的触发均由处理器6的主芯片控制。
在一些实施例中，辐射体1的分支1a为一个以上，分支1a的个数与穿孔2a个数对应。
在一些实施例中，信号源5包含：射频信号电路芯片信号源、信号处理装置。
在一些实施例中，天线设计形式可以是单极、PIFA(平面倒F天线，PlanarInverted-F Antenna)或LOOP(环形天线，Loop antenna)等常用内置天线设计形式，本申请对天线形式不限。
在一些实施例中，如图1所示，为包含上述天线装置的智能手表的结构示意图。该智能手表包括：两个辐射体1、壳体2，两个辐射体1设置于壳体2的内部，辐射体1的分支1a穿设于壳体2侧面的穿孔2a处，外露于壳体2的分支1a作为触碰键，通过触碰各个触碰键，作为天线的辐射体1通过触碰点接地，改变了天线的信号强度，开启触碰场景，不触碰任何一个触碰键为自由场景。在智能手表体积较小，天线设计空间受限的情况下，将辐射体1外露的分支1a作为触碰键，通过人手触碰辐射体的分支1a部分，对天线的信号强度产生影响。实现了天线与触碰键的共形设计，同时，接收不同频段的信号，较大程度地保证了其辐射的效率。
可选的，壳体2采用模内注塑工艺，作为触碰键的分支1a可实现并不突出机身。
图2为智能手表内部的设计原理示意图。壳体2的内部设置两个辐射体，两个辐射体为第一辐射体11和第二辐射体12；第一辐射体11设置的两个外露的分支分别作为第一触碰键111、第二触碰键112，第二辐射体12设置一个外露分支作为第三触碰键121，人手可以按触不同触碰键直接接触天线本体，由于人手容性效应形成天线不同状态，天线受到相应不同的影响；匹配电路包括：第一匹配电路7a、第二匹配电路7b；匹配器件包括：第一匹配器件4a、第二匹配器件4b。第一辐射体11通过第一匹配电路7a与LTE信号源5连接导通，在第一匹配电路7a和第一辐射体11之间并联有源开关3，有源开关3为单刀三掷开关，通过导通三个通路，分别与三个不同的第一匹配器件4a连接后接地，第一匹配器件4a可以为电容或电感或短路电阻，有源开关3通过逻辑控制线与处理器6的主芯片连接，用于识别信号强度和识别并控制开关状态；第二辐射体12的一端通过第二匹配电路7b与LTE信号源5连接导通，第二辐射体12的另一端通过第二匹配器件4b接地，第二匹配器件4b为可变电容，选择预设不同的电容状态接地，第二匹配器件4b通过逻辑控制线与处理器6的主芯片连接，用于识别信号强度和识别并控制开关状态。
针对第一辐射体11，有源开关3预设的三个通路(RF1、RF2、RF3)与三个第一匹配器件4a连接形成三个状态情形，分别保证三种状态下天线在工作频段的自谐振和高辐射效率。天线处于自由场景时，即不触碰状态，RF1与第一个第一匹配器件4a导通，当触碰第一触碰键111，如图3所示，第一辐射体11通过第一触碰键111接地，第一辐射体11的信号强度发生变化，处理器6控制有源开关3的通路RF2与第二个第一匹配器件4a导通；当触碰第二触碰键112，如图4所示，第一辐射体11通过第二触碰键112接地，第一辐射体11的信号强度发生变化，处理器6控制有源开关3的通路RF3与第三个第一匹配器件4a导通。
第二辐射体12设有两个状态：触碰第三触碰键121，如图5所示，第二辐射体12通过第三触碰键121接地，第二辐射体12的信号强度发生变化，对应第二辐射体12的触碰场景；不触碰第三触碰键121，对应自由场景。预设容值分别保证两种状态下天线在工作频段的自谐振和高辐射效率。当手触第三触碰键121时，主芯片主动识别天线场景状态的变化，并通过两种容值对比识别哪种状态的天线效率较高以确认哪个按键被触发，将开关切换到这个状态的同时执行按键触发的相应操作。
可选的，天线设计形式，可以是单极、PIFA或LOOP等常用内置天线设计形式，本申请对天线形式不限。
第一辐射体11和第二辐射体12为金属材质，壳体2为非金属材质，壳体2与第一辐射体11、第二辐射体采用模内注塑工艺一体成型，辐射体1与作为触碰键的分支1a为相同材质且一体成型。其具有LTE数据链接功能，内置信号源5为LTE信号源，有射频信号电路设计部分，包括芯片信号源、及信号处理装置，信号处理装置包括：功放、滤波、多工器及阻抗调谐电路等。
在一些实施例中，第一匹配电路7a、第二匹配电路7b为阻抗电路。
可选的，在第一匹配电路7a的两侧连接电容或电感或短路电阻接地；在第二匹配电路7b的两侧连接电容或电感或短路电阻接地。
辐射体可以为多个，分支1a的数目可根据自身需求设定，在此不做限定；有源开关3可为单刀单掷或单刀多掷，可根据自身需求设定，在此不做限定。
本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种天线装置，其特征在于，包括：
壳体和至少一个辐射体，所述辐射体设置在所述壳体内部，所述辐射体设有一个以上的分支，所述分支穿设于所述壳体的穿孔处，触碰各所述分支时，所述辐射体通过改变接地的分支来改变所述辐射体的信号强度。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述辐射体通过匹配调谐装置接地，且通过所述匹配电路与信号源连接。
3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述匹配调谐装置包括：
有源开关和匹配器件；
所述辐射体依次通过所述有源开关和所述匹配器件接地。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述匹配器件为电容或电感或短路电阻。
5.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述匹配调谐装置为可变电容。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，还包括：
处理器，所述处理器通过逻辑控制线与所述有源开关连接，识别并控制所述有源开关的状态。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述有源开关为单刀多掷开关，所述有源开关的动端数与所述匹配器件的个数相同，所述处理器根据匹配调谐装置的状态确定所述辐射体被触碰的分支，且控制所述有源开关的动端连接对应的匹配器件。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述辐射体设有一个以上的分支，包括：
所述分支的个数与所述穿孔个数对应。
9.根据权利要求1至8所述的装置，其特征在于，所述信号源包括：
芯片信号源、信号处理装置。
10.一种智能手表，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的天线装置。
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