CN111969295A - 可穿戴设备及其外置电源装置和便携设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于天线技术领域，提供了一种可穿戴设备及其外置电源装置和便携设备，外置电源装置包括外壳、设于所述外壳内的电池以及与所述电池电连接的充放电接口，所述外置电源装置还包括设于所述外壳上的第一天线，以及与所述第一天线耦接，且用于与所述可穿戴设备的通讯的天线接口。应用于可穿戴设备的外置电源装置可以在可穿戴设备对接外置电源装置充电时，提供一个外置的天线，避开了可穿戴设备本体、外置电源装置的金属器件、底托等对可穿戴设备的天线性能的不良影响，很好的提升了可穿戴设备的天线辐射效率。

Description

可穿戴设备及其外置电源装置和便携设备

技术领域

本发明属于天线技术领域，尤其涉及应用于可穿戴设备的电源装置、可穿戴设备及便携设备。

背景技术

智能穿戴设备具有携带方便、能够快速感知需求和及时监控人体健康状况等优势，比如智能手表，智能手环等。市场需求与日俱增，但智能穿戴设备的功能不断增加，使得耗电加快，续航问题需要重点关注。目前为了解决续航问题，采用增加一块外接电池充电装置来给手表充电。但外接电池的引入对天线性能影响巨大，极大的减弱了信号的发射、接收能力，导致手表外接电池状态下因信号不佳无法正常接听电话，影响用户体验。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于可穿戴设备的电源装置、可穿戴设备及便携设备，旨在解决外接电池影响穿戴设备本身天线性能的问题。

本发明第一方面提供了一种应用于可穿戴设备的外置电源装置，包括外壳、设于所述外壳内的电池以及与所述电池电连接的充放电接口，所述外置电源装置还包括设于所述外壳上的第一天线，以及与所述第一天线耦接，且用于与所述可穿戴设备的通讯的天线接口。

在其中一个实施例中，所述充放电接口包括设于所述外壳上的正极端子和负极端子，所述天线接口为所述负极端子。

在其中一个实施例中，所述天线接口包括设于所述外壳上的馈电端子。

在其中一个实施例中，所述第一天线为LDS天线、PCB天线或FPC天线。

在其中一个实施例中，所述第一天线包括倒F天线和/或环形天线。

在其中一个实施例中，所述第一天线工作频段包括900MHz、1800MHz、2100MHz以及2500MHz中的一种或多种。

本发明第二方面提供了一种可穿戴设备，包括壳体、设于所述壳体内的电池、设于所述壳体上的第二天线以及设于所述壳体上的充电接口，还包括：

控制器；

无线收发器，与所述控制器连接，用于收发天线信号；

外置天线接口，设于所述壳体上，所述外置天线接口用于连接外置的第一天线；

天线切换装置，与所述控制器和所述无线收发器连接，在所述控制器的控制下将所述无线收发器在所述第二天线和所述外置天线接口两者中择一导通。

在其中一个实施例中，所述控制器具体用于在所述充电接口和/或所述外置天线接口连接外部设备时，控制所述天线切换装置将所述无线收发器和所述外置天线接口的导通。

在其中一个实施例中，所述第二天线为LDS天线、PDS天线或FPC天线。

在其中一个实施例中，所述第二天线工作频段包括900MHz、1800MHz、2100MHz以及2500MHz中的一种或多种。

本发明第三方面提供了一种便携设备，包括上述的外置电源装置以及上述的可穿戴设备，所述外置电源装置的天线接口与所述可穿戴设备的设外置天线接口对接时，所述控制器控制所述天线切换装置将所述无线收发器和所述外置天线接口的导通。

上述应用于可穿戴设备的外置电源装置可以在可穿戴设备对接外置电源装置充电时，提供一个外置的天线，避开了可穿戴设备本体、外置电源装置的金属器件、底托等对可穿戴设备的天线性能的不良影响，很好的提升了可穿戴设备的天线辐射效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的应用于可穿戴设备、外置电源装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的应用于可穿戴设备、外置电源装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的可穿戴设备的电路模块图；

图4为本发明实施例提供的对接了外置电源装置的可穿戴设备的自身天线的谐振在低频900Mhz时的波形及效率曲线图；

图5为本发明实施例提供的对接了外置电源装置的可穿戴设备的自身天线的谐振在中频1800Mhz时的波形及效率曲线图；

图6为本发明实施例提供的对接了外置电源装置的可穿戴设备的外置电源装置上的外置天线的谐振在低频900Mhz、中频1800Mhz时的波形及效率曲线图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优端更加清楚明白，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和图2，本申请实施例中的应用于可穿戴设备20的外置电源装置10包括外壳11、设于外壳11内的电池12、与电池12电连接的充放电接口13、设于外壳11上的第一天线14，以及与第一天线14耦接，且用于与可穿戴设备20的通讯的天线接口15。

第一天线14作为可穿戴设备20的外置天线，可以设置与外置电源装置10的外壳11的内侧或外侧，该外壳11一般是绝缘材料制作，以避免对天线性能的影响。第一天线14可以是利用激光直接成型(Laser Direct Structuring，LDS)工艺制作的在外壳11内表面或外表面的天线，也可以是固定在外壳11上的印刷直接成型(Printing Direct Structuring，PDS)工艺制作的天线，也可以是固定在外壳11上的柔性电路板(Flexible PrintedCircuit，FPC)天线。第一天线14的形状结构是根据可穿戴设备20匹配的，可以包括倒F天线、环形天线中的任一种或两种，当然也可以其他形式的天线。第一天线14工作频段包括900MHz、1800MHz、2100MHz以及2500MHz中的一种或多种，可以实施移动通讯的全网通频段。可以理解的是，第一天线14还可以包括定位天线。

充放电接口13可以是Micro USB接口、Type-C USB接口或者Pogo pin(弹簧顶针)等，根据可穿戴设备20的充电接口匹配。在其中一个实施例中，充放电接口13为Pogo pin，它包括设于外壳11上的正极端子131和负极端子132。

在一个实施例中，外置电源装置10的充放电接口13的负极端子132复用为天线接口15。请参阅图1，在另一个实施例中，第一天线14的天线接口15独立设置，包括设于外壳11上的馈电端子，该馈电端子为Pogo pin，或者接触弹片、卡扣结构件等任意形式导电件。一般地，外置电源装置10的充放电接口13、天线接口15设置于外壳11的底部。

通过在外置电源装置10引入第一天线14作为可穿戴设备20的外置天线，外置电源装置10安装到可穿戴设备20上时，可穿戴设备20上的自身天线在受到外置电源装置10影响难以接收信号的情况下，外置天线的良好辐射性能，可以为可穿戴设备20提供很好的信号接收能力，可穿戴设备20能通过外置天线接收到强的信号，满足用户的通讯、定位需求。

请参阅图1和图2，本发明第二方面提供了一种可穿戴设备20，包括壳体21、设于壳体21内的电池12、设于壳体21上的第二天线23、设于壳体21上的充电接口24、设于外壳11上的外置天线接口25，同时可穿戴设备20内部还设有主板26。请参阅图3，该主板26上设有控制器261、无线收发器262以及天线切换装置263。

控制器261可以采用市面上通用的微处理器，或者定制的芯片，在此不作限定；无线收发器262与控制器261连接，用于收发天线信号，无线收发器262为射频处理芯片，可以采用市面上通用的芯片，或者定制的芯片；外置天线接口25是用于连接外置的第一天线14，即外置电源装置10安装到可穿戴设备20上给其充电时，外置天线接口25与外置电源装置10的天线接口15对接后，与第一天线14耦接；天线切换装置263与控制器261和无线收发器262连接，在控制器261的控制下将无线收发器262在第二天线23和外置天线接口25两者中择一导通。

控制器261可以在外置天线接口25没有与对接外置电源装置10时，控制天线切换装置263将无线收发器262连接至第二天线23，包括使用自身天线通讯、定位；在外置天线接口25与外置电源装置10时，控制天线切换装置263将无线收发器262连接至第一天线14，包括使用外置天线通讯、定位。

具体地，在充电接口24和/或外置天线接口25连接外部设备时，控制器261控制天线切换装置263将无线收发器262和外置天线接口25的导通。可以理解的是，当可穿戴设备20的充电接口24和/或外置天线接口25连接外部设备时，控制器261则判定为可穿戴设备20对接了外置电源装置10充电，自身天线的性能将受影响，如此则需要采用外置天线。

需要说明的是，可穿戴设备20的充电接口24是可以对接适配器充电的，但是适配器一般不会带有外置天线，也不会影响可穿戴设备20自身天线的性能。此时，可以设置一个检测规则判断充电接口24连接的是适配器还是外置电源装置10，如果是适配器，则不需要控制天线切换装置263将无线收发器262连接至第一天线14。判断充电接口24连接的是适配器还是外置电源装置10的方式可以是：控制器261可以通过是否能跟适配器进行充电协议的握手成功与否判断；或者是通过检测充电接口24连接的设备是否有通讯/数据线的方式判断。

在其中一个实施例中，可穿戴设备20上的第二天线23也可以为LDS天线、PCB天线或FPC天线。

在其中一个实施例中，第二天线23工作频段包括900MHz、1800MHz、2100MHz以及2500MHz中的一种或多种，可以实施移动通讯的全网通频段。可以理解的是，第二天线23还可以包括定位天线。

本发明第三方面提供了一种便携设备，包括上述的外置电源装置10以及上述的可穿戴设备20，外置电源装置10的天线接口15与可穿戴设备20的设外置天线接口25对接时，控制器261控制天线切换装置263将无线收发器262和外置天线接口25的导通。

请参阅图4～图6，图4中的曲线L11、L12分别表示手表本体上天线900工作频段回波损耗S11波形及效率随频率变化曲线，图5中的曲线L21、L22分别表示手表本体上天线1800工作频段回波损耗S11波形及效率随频率变化曲线，图6中的曲线L31、L32分别表示外加电源装置上天线900、1800工作频段回波损耗S11波形及效率随频率变化曲线。从图4～图6的仿真中结果看，对接了外置电源装置10后的可穿戴设备20的利用自身天线进行辐射信号时，在900Mhz频段效率-12dB～-14dB，1800Mhz频段效率-10dB～12dB，辐射效率低。由此可知，接充外置电源装置10的可穿戴设备20的自身天线性能差的本质原因在于外置电源装置10后改变了天线的工作环境，自身天线的谐振频率发生改变，且外置电源装置10对自身天线收发信号起到了阻碍作用。而对接了外置电源装置10后的可穿戴设备20利用而在外置电源装置10外置天线进行辐射信号时，在900Mhz、1800Mhz这两个频段内辐射效率高，低、中频峰值效率达到-5dB，天线接收信号性能好。由此可知，本申请的天线设计方案通过在外置电源装置10上增加一支外置天线，避开了可穿戴设备20本体、外置电源装置10的金属器件、底托等对可穿戴设备20的天线性能的不良影响，很好的提升了可穿戴设备20的天线辐射效率。

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 (10)

1.一种应用于可穿戴设备的外置电源装置，包括外壳、设于所述外壳内的电池以及与所述电池电连接的充放电接口，其特征在于，所述外置电源装置还包括设于所述外壳上的第一天线，以及与所述第一天线耦接，且用于与所述可穿戴设备的通讯的天线接口。

2.如权利要求1所述的外置电源装置，其特征在于，所述充放电接口包括设于所述外壳上的正极端子和负极端子，所述天线接口为所述负极端子。

3.如权利要求1所述的外置电源装置，其特征在于，所述天线接口包括设于所述外壳上的馈电端子。

4.如权利要求1所述的外置电源装置，其特征在于，所述第一天线为LDS天线、PDS天线或FPC天线。

5.如权利要求1或4所述的外置电源装置，其特征在于，所述第一天线包括倒F天线和/或环形天线。

6.如权利要求1或4所述的外置电源装置，其特征在于，所述第一天线工作频段包括900MHz、1800MHz、2100MHz以及2500MHz中的一种或多种。

7.一种可穿戴设备，包括壳体、设于所述壳体内的电池、设于所述壳体上的第二天线以及设于所述壳体上的充电接口，其特征在于，还包括：

控制器；

无线收发器，与所述控制器连接，用于收发天线信号；

外置天线接口，设于所述壳体上，所述外置天线接口用于连接外置的第一天线；

天线切换装置，与所述控制器和所述无线收发器连接，在所述控制器的控制下将所述无线收发器在所述第二天线和所述外置天线接口两者中择一导通。

8.如权利要求7所述的可穿戴设备，其特征在于，所述控制器具体用于在所述充电接口和/或所述外置天线接口连接外部设备时，控制所述天线切换装置将所述无线收发器和所述外置天线接口的导通。

9.如权利要求7所述的可穿戴设备，其特征在于，所述第二天线为LDS天线、PCB天线或FPC天线；所述第二天线工作频段包括900MHz、1800MHz、2100MHz以及2500MHz中的一种或多种。

10.一种便携设备，其特征在于，包括权利要求1至6任一项所述的外置电源装置以及权利要求7至9任一项所述的可穿戴设备，所述外置电源装置的天线接口与所述可穿戴设备的设外置天线接口对接时，所述控制器控制所述天线切换装置将所述无线收发器和所述外置天线接口的导通。

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