CN112701470A - 适用于可穿戴设备的智能化自适应射频模型 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种适用于可穿戴设备的智能化自适应射频模型，包括天线馈脚信号部分、天线主体部分、接地开关馈脚部分和开关电路器件部分；所述天线主体部分通过天线馈脚信号部分接收信号源，所述信号源通过匹配电路调试并接通接地开关馈脚部分以及开关电路器件部分，所述信号源接通开关电路部分并通过开关电路器件部分进行调整；所述天线馈脚信号部分通过匹配电路接通信号源，并与天线主体部分共同形成辐射单元，并通过地馈脚处开关电路切换成2种不同形态的天线形式，借此，本发明具有能满足较为复杂的使用环境以及场所、通过切换天线的形态达到修改天线辐射方向性的效果、满足更多的复杂使用环境需求的优点。
Description
技术领域
本发明属于技术领域，特别涉及一种适用于可穿戴设备的智能化自适应射频模型。
背景技术
目前，随着智能穿戴设备的普及，越来越多的穿戴设备都具备了无线通信的能力，可以说无线通信能力的好坏直接关系到用户对产品的体验感，而在这之中，具备无线通信能力的音频穿戴设备尤其明显，最主要的是TWS蓝牙耳机。从提升实际体验感的效果来看，如果能使得天线同时拥有2种不同的形态切换，可以一定程度上改变天线的辐射方向，提升产品的实际体验效果，令消费者更加满意。
发明内容
本发明提出适用于可穿戴设备的智能化自适应射频模型，能够通过切换天线的形态达到修改天线辐射方向性的效果，以满足更多的复杂使用环境的需求。
本发明的技术方案是这样实现的：一种适用于可穿戴设备的智能化自适应射频模型，其特征在于，包括天线馈脚信号部分、天线主体部分、接地开关馈脚部分和开关电路器件部分；
天线主体部分通过天线馈脚信号部分接收信号源，信号源通过匹配电路调试并接通接地开关馈脚部分以及开关电路器件部分，
信号源接通开关电路部分并通过开关电路器件部分进行调整，形成monopole与loop形式的两种不同形态的天线形式以改变其辐射方向；
天线馈脚信号部分通过匹配电路接通信号源，并与天线主体部分共同形成辐射单元，并通过地馈脚处开关电路切换成2种不同形态的天线形式。
本模型的设计方案包括天线的设计原理图，3D射频模型示意图，仿真射频参数，设计原理图为天线的各部分组成示意图，包括天线信号馈脚部分，天线主体部分，接地开关馈脚部分，开关电路部分；3D射频模型示意图展示此天线设计方案的3D模型效果，包括天线信号馈脚部分，天线主体部分，接地开关馈脚部分，开关电路器件部分；仿真射频参数为采用HFFS仿真软件所计算提供的射频参数，包括天线的VSWR参数，SMITH阻抗圆图参数，效率参数，天线增益参数，天线方向图。本发明提供了一种新型的2.4GHz智能化自适应射频模型的设计方案，此方案对提升实测体验感有很大的提升，有非常大的实用价值，可以提供更好的天线解决方案。
作为一种优选的实施方式，天线主体部分接入信号源且与后端电路相连，通过调整匹配电路使天线主体部分的2.4G-2.5G频段产生谐振，形成天线主体部分的主要辐射体。
作为一种优选的实施方式，开关电路器件部分为单刀双掷的有源调谐开关电路，接地开关馈脚部分接入主板地层之前与单刀双掷的有源调谐开关电路电性连接，接地开关馈脚部分通过开关电路器件部分的RF1路或者RF2路接入主板地层。
作为一种优选的实施方式，信号电流路径分别通过RF1路或者RF2路连接到主板地层控制开关电路器件部分进行电路路径的切换，实现不同形态天线形式。
作为一种优选的实施方式，匹配电路为π形匹配网络。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：
①可以充分利用TWS蓝牙耳机的当前内部结构；
②可以通过切换天线形态实现2种不同形态的天线，以改变其辐射方向性；
③可以提升实际体验感。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1，天线ANT馈脚部分101、天线主体部分102、ANT馈脚部分103、开关器件部分104，形成辐射单元；
图2，天线ANT馈脚部分101、天线主体部分102、ANT馈脚部分103、开关器件部分104，形成辐射单元；
图3，通过HFFS软件在天线ANT馈脚部分设置激励信号，通过软件仿真计算出来monopole形态天线的射频参数，包括VSWR参数，Log Mag参数，无源效率和天线方向图；
图4，通过HFFS软件在天线ANT馈脚部分设置激励信号，并增加GND馈脚，通过软件仿真计算出来loop形态天线的射频参数，包括VSWR参数，Log Mag参数，无源效率和天线方向图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
根据图1～图4所示，一种适用于可穿戴设备的智能化自适应射频模型，其特征在于，包括天线馈脚信号部分101、天线主体部分102、接地开关馈脚部分104和开关电路器件部分104；天线主体部分102通过天线馈脚信号部分101接收信号源，信号源通过匹配电路调试并接通接地开关馈脚部分104以及开关电路器件部分104，信号源接通开关电路部分并通过开关电路器件部分104进行调整，形成monopole与loop形式的两种不同形态的天线形式以改变其辐射方向；天线馈脚信号部分101通过匹配电路接通信号源，并与天线主体部分102共同形成辐射单元，并通过地馈脚处开关电路切换成2种不同形态的天线形式。
天线主体部分102接入信号源且与后端电路相连，通过调整匹配电路使天线主体部分102的2.4G-2.5G频段产生谐振，形成天线主体部分102的主要辐射体。开关电路器件部分104为单刀双掷的有源调谐开关电路，接地开关馈脚部分104接入主板地层之前与单刀双掷的有源调谐开关电路电性连接，接地开关馈脚部分104通过开关电路器件部分104的RF1路或者RF2路接入主板地层。信号电流路径分别通过RF1路或者RF2路连接到主板地层控制开关电路器件部分104进行电路路径的切换，实现不同形态天线形式。匹配电路为π形匹配网络。
由于应用主要方向为蓝牙耳机，其频率范围设计2.4—2.5GHz频段，信号源通过天线馈脚信号部分101，接入天线主体部分102，通过其匹配电路调试，并接通接地开关馈脚部分104以及开关电路部分，通过开关电路调整，形成两种不同形态的天线形式，以改变其辐射方向。天线馈脚信号部分101通过匹配电路接通信号源，并与天线主体部分102共同形成辐射单位，并通过地馈脚处开关电路切换成2种不同形态的天线形式，以提升实际体验的效果，在本发明所述的天线主体部分102，天线主体部分102接入信号点与后端电路相连，在本发明所述的天线激励振子部分，其特征在于，天线激励振子部分为悬空设计，不与其他任何部分连接，仅与天线主体部分102、顶部参考地、底部参考地产生耦合激励；在本发明所述的接地开关馈脚部分104，其特征在于，其接入主板地层之前，有一个单刀双掷的开关电路，通过开关电路接入主板地层。在本发明所述的开关电路器件部分104，其特征在于，可以通过软件控制其进行电路路径的切换，达到实现不同形态天线形式的效果。这种测试方式的优势在于：①可以充分利用TWS蓝牙耳机的当前内部结构；②可以通过切换天线形态实现2种不同形态的天线，以改变其辐射方向性；③可以提升实际体验感。
本模型的设计方案包括天线的设计原理图，3D射频模型示意图，仿真射频参数，设计原理图为天线的各部分组成示意图，包括天线信号馈脚部分，天线主体部分102，接地开关馈脚部分104，开关电路部分；3D射频模型示意图展示此天线设计方案的3D模型效果，包括天线信号馈脚部分，天线主体部分102，接地开关馈脚部分104，开关电路器件部分104；仿真射频参数为采用HFFS仿真软件所计算提供的射频参数，包括天线的VSWR参数，SMITH阻抗圆图参数，效率参数，天线增益参数，天线方向图。本发明提供了一种新型的2.4GHz智能化自适应射频模型的设计方案，此方案对提升实测体验感有很大的提升，有非常大的实用价值，可以提供更好的天线解决方案。
在本发明的描述中，需要理解的是，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发明和简化描述，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发明的限制。在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，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。
以上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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种适用于可穿戴设备的智能化自适应射频模型，其特征在于，包括天线馈脚信号部分、天线主体部分、接地开关馈脚部分和开关电路器件部分；
所述天线主体部分通过天线馈脚信号部分接收信号源，所述信号源通过匹配电路调试并接通接地开关馈脚部分以及开关电路器件部分，
所述信号源接通开关电路部分并通过开关电路器件部分进行调整，形成monopole与loop形式的两种不同形态的天线形式以改变其辐射方向；
所述天线馈脚信号部分通过匹配电路接通信号源，并与天线主体部分共同形成辐射单元，并通过地馈脚处开关电路切换成2种不同形态的天线形式。
2.根据权利要求1所述的适用于可穿戴设备的智能化自适应射频模型，其特征在于，所述天线主体部分接入信号源且与后端电路相连，通过调整匹配电路使天线主体部分的2.4G-2.5G频段产生谐振，形成天线主体部分的主要辐射体。
3.根据权利要求1所述的适用于可穿戴设备的智能化自适应射频模型，其特征在于，所述开关电路器件部分为单刀双掷的有源调谐开关电路，所述接地开关馈脚部分接入主板地层之前与单刀双掷的有源调谐开关电路电性连接，所述接地开关馈脚部分通过开关电路器件部分的RF1路或者RF2路接入主板地层。
4.根据权利要求3所述的适用于可穿戴设备的智能化自适应射频模型，其特征在于，信号电流路径分别通过所述RF1路或者RF2路连接到主板地层控制开关电路器件部分进行电路路径的切换，实现不同形态天线形式。
5.根据权利要求1所述的适用于可穿戴设备的智能化自适应射频模型，其特征在于，所述匹配电路为π形匹配网络。
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